遠隔通信の歴史①古代のシステムと視覚通信・電信・電話・ラジオとテレビ
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今回は遠隔通信の歴史の英語版Wikipediaの翻訳をします。
翻訳のプロではありませんので、誤訳などがあるかもしれません。正確さよりも一般の日本語ネイティブがあまり知られていない海外情報などの全体の流れを掴めるようになること、これを第一の優先課題としていますのでこの点ご理解いただけますと幸いです。翻訳はDeepLやGoogle翻訳などを活用しています。
翻訳において、思想や宗教について扱っている場合がありますが、私自身の思想信条とは全く関係がないということは予め述べておきます。あくまで資料としての価値を優先して翻訳しているだけです。
遠隔通信の歴史
遠隔通信の歴史は、アフリカ、アジア、アメリカ大陸での発煙信号や太鼓の使用から始まった。1790年代には、ヨーロッパで最初の固定式腕木通信システムが登場した。しかし、電気通信システムが登場したのは1830年代になってからである。この記事では、遠隔通信の歴史と、遠隔通信システムを今日の形にするのに貢献した人物について詳しく説明する。遠隔通信の歴史は、より大きなコミュニケーションの歴史の重要な一部である。
古代のシステムと視覚通信
初期の遠隔通信には、発煙信号と太鼓があった。トーキングドラム(※話し太鼓)はアフリカの原住民によって使われ、発煙信号は北米と中国で使われた。これらのシステムは、軍事キャンプの存在を知らせる以上の目的で使われることが多かった。
ラビ時代のユダヤ教では、「アザゼル(※堕天使)のための」ヤギが崖から突き落とされたことを示すために、大祭司のもとへ戻る道すがら、間隔をあけてカーチフや旗で合図が送られた。
伝書鳩は歴史上、さまざまな文化圏で使われてきた。鳩ポストはペルシャにルーツがあり、後にローマ人が軍隊を助けるために使用した。
ギリシャの水力通信は紀元前4世紀には使われていた。水を満たした容器と視覚信号で作動する水力通信は、視覚通信として機能した。しかし、あらかじめ決められたメッセージの非常に限られた範囲しか利用できず、このような視覚通信はすべてそうであるように、見通しの良い条件下でしか展開できなかった。
中世の時代には、信号を中継する手段として、丘の頂上でビーコンチェーンがよく使われていた。ビーコンチェーンは、単一の情報しか伝えられないという欠点があったため、「敵を発見した」といったメッセージの意味を事前に合意しておく必要があった。注目すべき使用例は、スペイン艦隊の時で、 スペインの軍艦の到着を知らせる信号をプリマスからロンドンに中継したアルマンダ海戦の時である。
1774年、スイスの物理学者ジョルジュ・レサージュは、絹糸に吊るされた24個のエルダーボール(各電線は文字に対応)に接続された数メートルの長さの24本の導電性ワイヤから成る静電通信を製作した。静電気発生装置で電線を帯電させると、対応するエルダーボールが偏向し、線の端にいるオペレーターに文字を指定する。選択された文字の並びによって、メッセージが書かれ、送信される。
フランスのエンジニアであるクロード・シャップは、1790年に視覚通信の研究を開始し、異なるシンボルを指し示す針を持つ「時計」のペアを使用した。これらは、長距離では全く実行可能でないことが証明され、シャペは、2組の接合された木製の梁を使用するように彼のモデルを修正した。オペレーターはクランクとワイヤーを使って梁を動かした。彼はリールとパリの間に最初の通信線を敷設し、続いてストラスブールからパリまでの通信線を敷設した。1794年、スウェーデンの技術者アブラハム・エーデルクランツは、ストックホルムからドロットニングホルムまで全く異なるシステムを構築した。滑車が木の梁を回転させるシャッペのシステムとは対照的に、エーデルクランツのシステムはシャッターだけに頼っていたため、より高速だった。
しかし、通信システムとしての腕木通信は、熟練したオペレーターと高価な塔を必要とし、その間隔は10~30キロメートル(6~19マイル)にとどまることが多かった。その結果、最後の商業路線は1880年に廃止された。
電信
電気を使った通信の実験は、当初は失敗に終わったが、1726年頃から始まった。ラプラス、アンペール、ガウスなどの科学者が関与した。
電気電信の初期の実験は、1809年にドイツの医師、解剖学者、発明家サミュエル・トーマス・フォン・ゾメリングが、スペインの多才な科学者フランシスコ・サルヴァ・カンピヨが1804年に設計した、より初期の、より堅牢でない設計を基に作成した「電気化学」電信であった。両者のデザインは、ほとんどすべてのラテン文字と数字を視覚的に表現するために、複数のワイヤー(最大35本)を使用していた。こうして、(フォン・ゼンメリングの設計では)数キロメートル先まで電気的にメッセージを伝えることができ、電信受信機の電線はそれぞれ別のガラス管の酸に浸されていた。送信側では、メッセージの各桁を表すさまざまな電線に電流が順次流され、受信側では、電流が管内の酸を順次電気分解し、関連する各文字や数字の横に水素の泡の流れを放出した。電信受信機のオペレーターは気泡を目視で観察し、非常に低いボーレート(※搬送波に対する1秒あたりの変調回数)ではあったが、送信されたメッセージを記録することができた。このシステムの主な欠点は、後の電信機で使われた単線(地帰路付き)とは対照的に、採用された複数の電線回路を製造し、ストリングを張る必要があったため、法外なコストがかかったことである。
最初の実用的な電信機は、1816年にフランシス・ロナルズによって作られ、静電気を使用した。
チャールズ・ホイートストンとウィリアム・フォザーギル・クックは、5針6線式の特許を取得し、1838年に実用化された。このシステムは、針の振れでメッセージを表現するもので、1839年4月9日にグレート・ウェスタン鉄道の21キロメートル(13マイル)で運転を開始した。ウィートストーンとクックはともに、自分たちの装置を新しい装置ではなく「(既存の)電磁式電信機の改良」と見なしていた。
大西洋の反対側では、サミュエル・モールスが電気電信機を開発し、1837年9月2日にデモンストレーションを行った。このデモンストレーションを見たアルフレッド・ヴェイルは、モールスと共に、紙テープにメッセージを記録するための記録装置を内蔵した電信端末であるレジスターを開発した。これは1838年1月6日に3マイル(5キロメートル)、最終的には1844年5月24日にワシントンDCとボルティモア間の40マイル(64キロメートル)で実演され、成功を収めた。この特許発明は利益をもたらし、1851年までにアメリカの電信線は2万マイル(3万2000キロメートル)以上に及んだ。この電信に対するモールスの最も重要な技術的貢献は、ヴェイルと共同開発したシンプルで非常に効率的なモールス符号であった。この符号は、ホイートストーンの複雑で高価なシステムよりも重要な進歩であり、たった2本の電線を必要とした。モールス符号の通信効率は、デジタル通信のハフマン符号よりも100年以上先行していたが、モールスとヴェイルは、より頻度の高い文字を短い符号で表すという、純粋に経験的な方法で符号を開発した。
1851年、ガタパーチャ(※天然ゴムの樹木)で被覆されたワイヤーで英仏海峡を横断する海底ケーブルが敷設された。1857年と1858年に敷設された大西洋横断ケーブルは、数日から数週間しか稼働せず(ジェームズ・ブキャナンとヴィクトリア女王の間で挨拶のメッセージをやり取りした)、その後故障した。代替回線の敷設計画は、アメリカ南北戦争によって5年間延期された。1866年7月27日、初の大西洋横断電信ケーブルが完成し、初めて継続的な大西洋横断通信が可能になった。
電話
電話は1870年代に発明され、それ以前の高調波(多重信号)電信の研究がベースになっている。最初の商用電話サービスは、1878年と1879年に大西洋の両岸、アメリカのコネチカット州ニューヘイブンとイギリスのロンドンで開始された。アレクサンダー・グラハム・ベルは、両国でこのようなサービスに必要な電話の基本特許を持っていた。電話の装置や機能に関する他のすべての特許は、この基本特許から派生したものである。電話の発明の功績はたびたび争われており、この問題をめぐる新たな論争が時折生じている。ラジオ、テレビ、電球、デジタル・コンピュータといった他の偉大な発明と同様、有線による音声伝送の先駆的な実験的研究を行った発明家が何人もいて、互いにアイデアを改良し合った。しかし、重要なイノベーターはアレクサンダー・グラハム・ベルとガーディナー・グリーン・ハバードで、彼らはアメリカで最初の電話会社ベル電話会社を設立し、後にアメリカン・テレホン&テレグラフ(AT&T)へと発展し、世界最大の電話会社になったこともある。
最初の商用サービスが登場した後、電話技術は急速に発展し、1880年代半ばまでに都市間回線が建設され、米国のすべての主要都市に電話交換機が設置された。最初の大陸横断電話は1915年1月25日に発生した。にもかかわらず、1927年1月7日に無線による接続が確立されるまで、大西洋横断の音声通信は不可能なままだった。しかし、1956年9月25日にTAT-1が開通し、36の電話回線が提供されるまで、ケーブル接続は存在しなかった。
1880年、ベルと共同発明者のチャールズ・サムナー・テンターは、光電話から投射される変調された光線を介して世界初の無線電話を行った。彼らの発明の科学的原理が活用されるようになるのは、軍事通信や光ファイバー通信に使われるようになってから数十年後のことである。
最初の大西洋横断電話ケーブル(何百もの電子増幅器が組み込まれていた)が実用化されたのは1956年のことで、最初の商業通信衛星テルスターが宇宙に打ち上げられるわずか6年前のことだった。
ラジオとテレビ
1894年から数年にわたり、イタリアの発明家グリエルモ・マルコーニは、新たに発見された電波現象を電気通信に応用することに取り組み、電波を利用した初の無線電信システムを構築した。1901年12月、彼はニューファンドランドのセント・ジョンズとコーンウォールのポルドフ(イギリス)間の無線通信を確立し、1909年にノーベル物理学賞(カール・ブラウンと共同受賞)を受賞した。1900年、レジナルド・フェッセンデンが人間の声を無線で送信することに成功。
ミリ波通信は、1894年から1896年にかけてベンガル人の物理学者ジャガディッシュ・チャンドラ・ボースによって初めて研究された。彼はまた、1901年にラジオ鉱石検波器の特許を取得し、電波を検出するために半導体接合を使用することを導入した。
1924年、日本人エンジニアの高柳健次郎は電子テレビの研究プログラムを開始した。1925年、高柳は熱電子放出によるブラウン管テレビのデモンストレーションを行った。1926年には、完全な電子テレビ受信機の最初の実用例となる、40ラインの解像度を持つブラウン管テレビのデモを行った。1927年にはテレビの解像度を100ラインに引き上げ、これは1931年まで他の追随を許さなかった。1928年には、人間の顔をハーフトーンでテレビに映し出すことに初めて成功し、後のウラジミール・K・ツヴォルキンの研究に影響を与えた。
1925年3月25日、スコットランドの発明家ジョン・ロジー・ベアードが、ロンドンの百貨店セルフリッジで、動くシルエット写真の伝送を公に実演した。ベアードのシステムは、高速回転するニプコウ・ディスクに依存していたため、機械式テレビとして知られるようになった。1925年10月、ベアードはハーフトーンの陰影を持つ動画を得ることに成功した。これにより、1926年1月26日、再びセルフリッジで改良型装置の公開デモンストレーションが行われた。彼の発明は、1929年9月30日から英国放送協会が行った半実験放送の基礎となった。
20世紀のほとんどの期間、テレビはカール・ブラウンが発明した陰極線管(CRT)を使用していた。このようなテレビは、フィロ・ファーンズワースが1927年9月7日にアイダホ州で家族に粗末なシルエット映像を実演したことによって製作された。ファーンズワースの装置は、ティハニ・カルマンとウラジーミル・ツヴォリキンの同時並行的な研究と競合することになる。装置の完成度はまだ誰もが期待するようなものではなかったが、ファーンズワースは小さな製作会社を獲得した。1934年、彼はフィラデルフィアのフランクリン研究所でテレビを初めて公開デモンストレーションし、自身の放送局を開設した。ティハニのラジオスコープ(後にアイコノスコープとして知られる)を基にしたツヴォリキンのカメラは、影響力のあるラジオ・コーポレーション・オブ・アメリカ(RCA)の支援を受けていた。アメリカでは、ファンズワースとRCAの間で裁判が行われ、ファーンズワースに有利な判決が下される。ジョン・ロジー・ベアードは機械式テレビから転向し、ブラウン管を使ったカラーテレビのパイオニアとなった。
世紀半ば以降、同軸ケーブルとマイクロ波無線中継の普及により、テレビネットワークは大きな国々にまで広がるようになった。
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最後に
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