Return to Video

История оптических телеграфов

  • 0:05 - 0:09
    Сигнальные огни, без сомнений, одна из старейших технологий
  • 0:09 - 0:11
    передачи информации.
  • 0:11 - 0:15
    Возможно, восходит ко времени первого освоения огня.
  • 0:15 - 0:19
    Она позволяет одному человеку влиять на мнение другого
  • 0:19 - 0:21
    через расстояния.
  • 0:21 - 0:23
    Потому что имея возможность замечать
  • 0:23 - 0:26
    присутствие или отсутствие чего-то,
  • 0:26 - 0:30
    мы можем переключаться между двумя мнениями.
  • 0:30 - 0:33
    Одно отличие. Два состояния.
  • 0:35 - 0:37
    И если углубиться в историю,
  • 0:37 - 0:39
    можно заметить, что это имело колоссальную важность
  • 0:39 - 0:41
    для военных сил,
  • 0:41 - 0:44
    которые всегда зависели от качественной связи.
  • 0:44 - 0:45
    Отличная отправная точка -- это
  • 0:45 - 0:48
    греческий миф о Кадме,
  • 0:48 - 0:50
    финикийском принце, который принёс
  • 0:50 - 0:53
    "фонетическое" письмо в Грецию.
  • 0:53 - 0:54
    Греческий алфавит,
  • 0:54 - 0:56
    основанный на финикийских буквах,
  • 0:56 - 0:58
    вместе с лёгким и дешёвым папирусом
  • 0:58 - 1:01
    привёл к передаче власти
  • 1:01 - 1:04
    от жрецов к военным.
  • 1:04 - 1:07
    Греческая военная история имеет чёткие свидетельства
  • 1:07 - 1:09
    первых достижений в связи,
  • 1:09 - 1:12
    основанной на использовании сигнальных огней.
  • 1:12 - 1:17
    Греческий историк Полибий родился в 200г. до н.э.
  • 1:17 - 1:18
    Он написал "Всеобщую историю", которая
  • 1:18 - 1:20
    представляет собой настоящий кладезь подробностей
  • 1:20 - 1:23
    о технологиях связи того времени.
  • 1:23 - 1:26
    Он пишет: "Мощь действий в нужное время
  • 1:26 - 1:30
    вносит большой вклад в успех предприятия.
  • 1:30 - 1:34
    И сигнальные огни наиболее эффективное из всех средств,
  • 1:34 - 1:36
    помогающих нам в этом".
  • 1:36 - 1:40
    Однако, и ограничения сигнальных огней были ему понятны.
  • 1:40 - 1:41
    Он пишет:
  • 1:41 - 1:44
    "Это возможно для тех, кто заранее условился о том,
  • 1:44 - 1:46
    чтобы передавать информацию о, скажем, прибытии флота.
  • 1:46 - 1:49
    Но такие события как
  • 1:49 - 1:51
    предательство или измена некоторых жителей,
  • 1:51 - 1:54
    или кровопролитие в городе -- всё это
  • 1:54 - 1:57
    часто встречающиеся вещи, которые не могут быть предугаданы.
  • 1:57 - 2:02
    И все подобные события нельзя сообщить посредством сигнальных огней".
  • 2:02 - 2:03
    Сигнальные огни отлично помогали, когда
  • 2:03 - 2:06
    пространство возможных сообщений было мало.
  • 2:06 - 2:11
    Например, противник появился или нет.
  • 2:11 - 2:14
    Однако, с ростом пространства сообщений,
  • 2:14 - 2:17
    то есть количества возможных сообщений,
  • 2:17 - 2:20
    появилась нужда в передаче многих отличий.
  • 2:20 - 2:23
    Во "Всеобщей истории" Полибий описывает технологию,
  • 2:23 - 2:26
    разработанную Энеем Тактиком,
  • 2:26 - 2:28
    одним из самых ранних греческих авторов, писавших об искусстве войны,
  • 2:28 - 2:31
    в четвёртом веке до н.э.
  • 2:31 - 2:34
    Его технология описана следующим образом:
  • 2:34 - 2:36
    "Лица, желающие сообщать друг другу
  • 2:36 - 2:38
    срочные сведения с помощью сигнальных огней,
  • 2:38 - 2:40
    должны запастись двумя сосудами
  • 2:40 - 2:43
    одинаковой ширины и глубины.
  • 2:43 - 2:45
    По центру каждого сосуда нужно поместить палки,
  • 2:45 - 2:48
    разделённые на равные части,
  • 2:48 - 2:50
    границы которых чётко отмечены,
  • 2:50 - 2:52
    и обозначить их греческими буквами".
  • 2:52 - 2:54
    Каждая буква соотносится с
  • 2:54 - 2:57
    отдельным сообщением в справочнике, который содержит
  • 2:57 - 3:01
    наиболее вероятные события, случающиеся на войне.
  • 3:01 - 3:04
    Чтобы связаться друг с другом нужно сделать следующее:
  • 3:04 - 3:06
    Сначала отправитель поднимает свой факел,
  • 3:06 - 3:08
    давая сигнал о том, что у него есть сообщение.
  • 3:08 - 3:10
    После чего адресат поднимает свой факел,
  • 3:10 - 3:12
    сообщая, что он готов к приёму.
  • 3:12 - 3:16
    Затем отправитель опускает свой факел,
  • 3:16 - 3:18
    и они вместе начинают сливать воду из сосудов
  • 3:18 - 3:23
    через отверстие одинакового размера, которое проделано в дне сосуда.
  • 3:23 - 3:25
    Когда уровень воды соответствует нужному событию,
  • 3:25 - 3:27
    отправитель поднимает свой факел,
  • 3:27 - 3:31
    указывая, что спуск воды нужно остановить.
  • 3:31 - 3:34
    В итоге уровень воды одинаков в обоих сосудах,
  • 3:34 - 3:39
    что обозначает одно и то же сообщение.
  • 3:39 - 3:41
    Этот искусный метод
  • 3:41 - 3:45
    использует изменения во времени для передачи сообщений.
  • 3:45 - 3:48
    Однако, такая выразительная способность довольно ограничена.
  • 3:48 - 3:51
    В основном из-за своей скорости.
  • 3:51 - 3:53
    Полибий описывает более новый метод,
  • 3:53 - 3:56
    изначально разработанный Демокритом,
  • 3:56 - 3:59
    и заявляет, что этот способ "был улучшен мной,
  • 3:59 - 4:01
    и достаточно ясен, и позволяет отправлять
  • 4:01 - 4:03
    с необходимой точностью
  • 4:03 - 4:05
    все виды срочных сообщений".
  • 4:05 - 4:07
    Его метод, ныне известный как "квадрат Полибия",
  • 4:07 - 4:09
    устроен следующим образом:
  • 4:09 - 4:11
    Два человека, находящиеся на расстоянии,
  • 4:11 - 4:13
    используют 10 факелов,
  • 4:13 - 4:15
    поделенных на две группы по пять.
  • 4:15 - 4:17
    Для начала отправитель поднимает факел
  • 4:17 - 4:20
    и ждёт ответа от получателя.
  • 4:20 - 4:23
    Потом отправитель зажигает нужное число
  • 4:23 - 4:26
    факелов из каждой группы и поднимает их.
  • 4:32 - 4:33
    Получатель считает
  • 4:33 - 4:37
    зажжённые факела из первой группы.
  • 4:37 - 4:39
    Это число определяет номер строки
  • 4:39 - 4:42
    в алфавитной таблице, которая есть у каждого из них.
  • 4:42 - 4:44
    А вторая группа факелов
  • 4:44 - 4:47
    определяет столбец в этой таблице.
  • 4:47 - 4:50
    На пересечении строки и столбца
  • 4:50 - 4:52
    находится отправляемая буква.
  • 4:52 - 4:54
    Понятно, что этот метод можно представить
  • 4:54 - 4:57
    как передачу двух символов.
  • 4:57 - 5:00
    Каждая группа из пяти факелов -- это символ,
  • 5:00 - 5:03
    который ограничен пятью отличиями
  • 5:03 - 5:05
    от одного до пяти факелов.
  • 5:05 - 5:08
    Вместе эти два символа перемножаются
  • 5:08 - 5:13
    и дают 5x5 = 25 отличий,
  • 5:13 - 5:15
    не 5 + 5.
  • 5:15 - 5:17
    Это умножение показывает
  • 5:17 - 5:21
    важность понимания комбинаторики в нашей истории.
  • 5:21 - 5:25
    Оно так было объяснено в индийском медицинском тексте
  • 5:25 - 5:29
    шестого века до н.э, приписываемом Сушруте,
  • 5:29 - 5:32
    древнеиндийскому мудрецу:
  • 5:32 - 5:35
    "Имея 6 различных специй,
  • 5:35 - 5:38
    сколько возможных различных вкусов вы сможете получить?"
  • 5:38 - 5:41
    Ну, процесс создания смеси
  • 5:41 - 5:44
    можно разделить на шесть вопросов:
  • 5:44 - 5:47
    Добавить A? Да или нет?
  • 5:47 - 5:49
    Добавить B?
  • 5:49 - 5:50
    C?
  • 5:50 - 5:51
    D?
  • 5:51 - 5:52
    E?
  • 5:52 - 5:54
    а F?
  • 5:54 - 5:56
    Понятно, что это ведёт к целому
  • 5:56 - 5:59
    дереву возможных ответов.
  • 5:59 - 6:05
    2x2x2x2x2x2 = 64.
  • 6:05 - 6:08
    Поэтому есть 64
  • 6:08 - 6:11
    различных последовательности ответов.
  • 6:11 - 6:15
    Таким образом для заданного N вопросов с ответом "да" или "нет"
  • 6:15 - 6:20
    существует 2 в степени N возможных последовательностей ответов.
  • 6:20 - 6:24
    В 1605 году Фрэнсис Бэкон чётко пояснил,
  • 6:24 - 6:27
    как эта идея может позволить отправлять
  • 6:27 - 6:29
    все буквы алфавита,
  • 6:29 - 6:31
    используя лишь одно отличие.
  • 6:31 - 6:35
    В описании своего "двухлитерного шифра" Бэкон замечательно пишет:
  • 6:35 - 6:38
    "Расстановки по одной из двух букв в пяти позициях
  • 6:38 - 6:41
    будет достаточно для 32 отличий.
  • 6:41 - 6:44
    Такое умение открывает способ, посредством которого
  • 6:44 - 6:47
    можно выразить и обозначить свои намерения
  • 6:47 - 6:51
    на любом расстоянии, используя объекты, способные
  • 6:51 - 6:53
    пребывать всего в двух отличных состояниях".
  • 6:53 - 6:57
    Эта простая идея использования единственного отличия
  • 6:57 - 6:59
    для передачи всех букв алфавита
  • 6:59 - 7:01
    по-настоящему была раскручена в 17-м веке,
  • 7:01 - 7:04
    с изобретением телескопа
  • 7:04 - 7:08
    Липперсгеем в 1608г. и Галилеем в 1609-м.
  • 7:08 - 7:11
    Потому как довольно быстро увеличительная способность возросла
  • 7:11 - 7:16
    от 3, до 8, до 33 раз и более, по сравнению с невооружённым глазом.
  • 7:16 - 7:18
    А потому наблюдения единственного отличия
  • 7:18 - 7:21
    могли производиться на более дальних дистанциях.
  • 7:23 - 7:26
    Роберт Гук, английский естествоиспытатель, занимавшийся
  • 7:26 - 7:30
    улучшением возможностей человеческого зрения с использованием линз,
  • 7:30 - 7:35
    разжег интерес к этой теме, когда внезапно заявил в Королевском Обществе, в 1684г.,
  • 7:35 - 7:38
    что "после некоторой практики,
  • 7:38 - 7:41
    та же буква, которую можно видеть в Париже,
  • 7:41 - 7:46
    в течении минуты после этого будет замечена в Лондоне".
  • 7:46 - 7:48
    За этим последовала череда открытий
  • 7:48 - 7:51
    в передаче отличий более эффективным образом
  • 7:51 - 7:54
    на всё более дальние расстояния.
  • 7:54 - 7:59
    Одна технология 1795 года отлично показывает
  • 7:59 - 8:02
    использование одного отличия для передачи всего.
  • 8:02 - 8:06
    "Ставневый телеграф" лорда Джорджа Мюррея
  • 8:06 - 8:10
    был британским противодействием угрозе для Англии, исходившей от Бонапарта.
  • 8:10 - 8:13
    Телеграф был составлен из шести вращающихся ставень,
  • 8:13 - 8:17
    которые могли быть повёрнуты двумя состояниями -- "открыто" либо "закрыто".
  • 8:17 - 8:20
    Тут каждая ставня может быть представлена как отдельное отличие.
  • 8:20 - 8:24
    С шестью ставнями у нас есть шесть вопросов: открыта или закрыта,
  • 8:24 - 8:29
    что даёт нам 2^6, то есть 64 отличия.
  • 8:29 - 8:34
    Достаточно для всех букв, цифр и даже больше.
  • 8:34 - 8:38
    Понятно, что наблюдение за ставневым телеграфом
  • 8:38 - 8:40
    можно рассматривать как следование
  • 8:40 - 8:45
    по одному из 64 различных путей по дереву принятия решений.
  • 8:52 - 8:55
    А телескоп делает возможным отправлять буквы
  • 8:55 - 8:59
    на неслыханные расстояния между сигнальными башнями.
  • 8:59 - 9:01
    Однако, наблюдение сделанное в 1820 году
  • 9:01 - 9:04
    привело к революционной технологии,
  • 9:04 - 9:07
    которая навсегда изменила то, насколько далеко эти отличия
  • 9:07 - 9:10
    могут быть переданы между сигнальными башнями.
  • 9:10 - 9:12
    Это привело к новым идеями,
  • 9:12 - 9:17
    которые дали начало "Информационной эпохе".
Τίτλος:
История оптических телеграфов
Περιγραφή:

История оптических телеграфных линий от простого до семафорного телеграфа восемнадцатого века. Мы проследим идеи Полибия, Энея Тактика, Сушруты, Фрэнсиса Бэкона, Роберта Гука и других.

Источники:

Communications: An International History of the Formative Years (Burns)
Understanding Media (McLuhan)
The Mathematical Theory of Communication (Shannon)
The Histories (Polybius)
translation link: http://penelope.uchicago.edu/Thayer/E/Roman/Texts/Polybius/home.html)

more » « less
Video Language:
English
Duration:
09:20

Russian subtitles

Αναθεωρήσεις