通信

发明:通信

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    Philipp Reis,1834–1874,物理学家、发明家


    “马儿不吃黄瓜拌的沙拉。”


    1860年,Philipp Reis成功进行了第一次能够实际工作的电话联系。Reis把自己的发明称作“电话”。在演示这部电话时,有意传送了一句接听者无法从上下文推断出的毫无意义的话。由此,Reis得以证明完全可以通过一根电话线来传递信息。

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    第一部电话

    进行远距离通话,这也是生活在19世纪的人们的愿望。当时有许多研究人员都在用电子设备进行实验,试图传输语音。1861年,德国人Philipp Reis取得了重大成功。

    第一部电话由一个木头做的耳廓组成,上面绷着动物的肠子。说出的话可以使这层薄膜发生振动,从而改变了一块金属片和一根钢丝之间的压力。这使得传导至接听者处的电流出现变化,并通过一个放大器重新转化为声音。

    Reis于1874年去世,但他从来没有为自己的发明申请专利;1876年3月7日,Alexander Graham Bell在美国获得了电话专利。

    电话发明者Philipp Reis在“实验室”中

    第一个话筒:木头做的耳朵
      © berc / fotolia.com

      音乐随声听

      无论是在做运动,还是搭地铁,抑或是去度假——如今,我们可以始终随身收听自己喜爱的音乐。一个小小的MP3播放器可以保存数千首歌曲。Fraunhofer研究所以Karlheinz Brandenburg为首的团队经过不懈研发,使这一切成为可能:

      MP3音频编码技术是根据人类听力的特性开发的。我们能够听得清楚的音乐片段会特别仔细地保存下来;而我们感觉不到的频率则被省略。由此,可将需保存的数据量减少90%。20世纪九十年代,最初的MP3播放器问世。

      随时随地听音乐——MP3使之成为可能
        © picture alliance / Everett Collection

        国际视频标准

        奥运会现场直播、音乐MV、短片、热门电影……如今,在移动终端设备上也可以轻松接收到最佳画质的动态画面。这要得益于高效的视频压缩技术,它能在传输时将影片“压缩”起来。

        目前采用的国际标准是由柏林研究人员研发的H.264技术。它可大大缩小数据范围,但同时并不会使质量明显受损。因为在此过程中,每个画面仅传输发生变化的部分,所有不变的区域可从之前的图序中计算出来。

        H.264技术使得人们在路上也能欣赏最佳画质的动态画面
          © picture alliance / The Advertising Archives

          起居室里的世界

          现代电视机能够呈现电影级品质的画面,而数字电视则是从1931年开始的漫长研发历程的最终成果。当时,Manfred von Ardenne在柏林无线电展上展示了第一台电视设备。这台设备由一根阴极射线管(也称布朗管)组成。在这根管内,一束电子射线将像素投射在一块涂有发光物质的玻璃片上。众人喜出望外——甚至《纽约时报》都在头版报道了这项发明。

          Manfred von Ardenne是一位杰出的发明家:年仅16岁时,他就申请了第一项专利;1997年去世时,他已拥有分属不同领域的约600项发明和专利。

          1935年,德国开始播放第一个定期的电视节目

          Manfred von Ardenne与第一台电视机,1931年
            © picture alliance / akg

            人人都能欣赏的音乐会

            每家每户的起居室都能容纳的交响乐团?长久以来,这个想法似乎是天方夜谭。然而,1887年,来自汉诺威的Emil Berliner制作出了一台能够保存音乐的设备。其工作原理是:声波被转换为一根针的水平运动,而振动可以刻到一张圆盘上——Berliner将其称为“唱片”。

            他又将能够使人们重新听到音乐的播放器称为“留声机”。人们可以用它随处并且反复播放音乐。最初的留声机必须利用摇柄才能运行,直到后来电子留声机才逐渐推广开来。

            歌剧演唱家Enrico Caruso等明星使唱片迅速为人所知
              © Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts / Axel Griesch

              藏在光线中

              网上银行、用户信息、重要谈判——有许多信息我们只想与特定的人分享。可是在传输数据时,如何才能防止其被黑客窃取呢?量子加密技术被认为是非常有前景的一项技术。它可将密钥隐藏在一个光子序列中。

              由于偶然性在这当中起到了重要作用,因此无法“破解”密码。这项技术的最突出优点是:即使有间谍捣乱,无论如何也都会被发现,因为只要有互动,都会使量子发生变化。但这项技术的挑战在于,要长距离传输光子,最好是通过卫星传输。2014年,埃尔朗根Max-Planck研究所的研究人员利用一束激光,成功穿透大气层发射了特制的量子光——这是向安全传输数据迈出的重要一步。
              » 视频“量子物理——通过偶然性防止窃听”
              埃尔朗根研究所屋顶上的激光设备