郝秉键
电话是一种可以实现远程通话的通信设备,其发明不仅改变了信息传播、人际互动、社会交往的方式,而且“持续有效地协调现代大城市中所有系统”,推进了公用事业和社会经济的发展。晚清时期,电话既作为一种电磁学知识,又作为一种通信工具传入中国,催生了一个新的产业,拓展了国人的视界,促进了近代化事业的发展。
电话的发明发展
电话(Telephone)为晚清重要舶来品,音译作“德律风”“得利风”“特雷风”等。其发明可上溯于1854年法国科学家布索(Charles Bourseul)在巴黎博览会上所做通过电流进行传声的试验。受此启发,德国人雷斯(Johann Philipp Reis)于1861年发明了一种通话机,并将其命名为“Telephone”(电话机),史称“雷斯电话”。这款电话机虽然不具备实用价值,但引起了其他科学家的兴趣。
1875年6月2日,美国波士顿大学教授贝尔(Alexander Graham Bell)研制出第一架可供使用的磁石电话机;翌年2月14日,在美国专利局申请了电话专利权。就在同一天,另一位美国发明家格雷(Elisha Gray)也向专利局申请电话发明专利,申请时间仅比贝尔晚两个小时左右。由是在美国引发一场持续十余年之久的争夺电话发明权的诉讼案,最终结果是贝尔胜诉。
对于这一新发明,晚清文献首先介绍了其发明发展历程。例如:《万国公报》述及贝尔电话机的发明缘起,有曰:1876年,贝尔“因电气之用,而悟一妙法,制成机械,能将人声于铁线传递,即今之德律风鼻祖也”。《中国白话报》更述及贝尔与格雷专利争讼案的原委,谓此案虽说是“从古未有的大讼案”,但嗣后各国电师专心研究其法,近来“愈进愈精了”。
贝尔电话机是由微型发电机和电池构成的磁石式电话机,虽然很快投入使用,但存在音量微弱、声音失真、通话距离短等缺陷,因此科学家们又不断对其进行改良。1877年,美国发明家爱迪生(Thomas Alva Edison)发明了碳素送话器。此器将贝尔电话机内之磁石条易为“碳粒筒”,以碳粒接触来控制电流强度,使“电流变化程度加甚,通话效能大增”。《学报》《师范讲义》有文专门介绍了这种电话机的构造、原理和性能,谓其以碳粒充塞“送话器”,虽遇极微振动,磁片感觉颇锐,“能使发言者之语音确肖无异”。1878年,哥伦比亚大学教授普平(Mihajlo Idvorski Pupin)又对电话进行改良,即在电话电路上每隔大约1公里串接一个加感线圈(loading coil),从而大大延长了通话距离。
1882年,美国发明家安德斯发明了共电式电话机。这种电话机无须安装电池与电机,构造简单,供给信号和通话电源由交换机统一控制,使用便捷,既省电,又省工,“服务标准提高”。然而,无论磁石式电话机还是共电式电话机,皆需要话务员手工操作来接线、撤线,工作效率低,“所需维持费用甚巨,颇不经济”。1891年,美国人史端乔(Almon Brown Strowger)发明了一种新式电话机。它可以通过旋转拨号盘,发出直流拨号脉冲,控制自动交换机动作,选择被叫用户,自动完成交换功能,取代人工接线,史称“史端乔交换机”(Strowger switch)。由是,电话通信步入“自动式”时代。《商务报》述及自动式电话机曰:
有美人新制自报电话新筒,欲用其筒,则以手按某号数,而其机自达于某号,不必由总线处倩人交接电线之劳,比之旧式愈出愈神,且可免总线处传递前往交接电线之人故意留难稽迟之弊。
共电式电话和自动式电话虽较磁石式电话为优,但其制作原理与磁石式电话并无本质区别。共电式电话只是将分别供电改为由交换机集中供电,自动式电话只是在共电式电话机上添置“号码发送键”,以代替人工接线。最典型的号码发送键为拨号盘(Dial),由汤姆森(W.P.Thompson)于1896年发明。《昌言报》有文详细介绍了自动电话机的使用方法,并曰:倘将其“携来沪上,一律仿造,岂不更妙哉”。《通问报》也有文概述了自动电话的特点及拨号方法,言称安置拨号盘后,“从此权操自我,可以直接运动矣”。
起初,电话“一线同时只能通一处之信”,不能多人同时通话。1910年,美国陆军军官斯奎尔(George Owen Squier)发明了“多路复用”电话机(Telephone Carrier Multiplexing),实现了“一线同时能通多处之信”。《东方杂志》载有斯奎尔像,并述及其改制电话事,有曰:近来斯奎尔创立一法,不但能使“一线同时能通多处之信,且当该线行用时,又可兼传电报,与所递之电话毫不相关碍。……自此法一行,而使用电话者虽距离甚远,尽可同时传递,无待于增线,且本地所有之电线只须以无线电话机连系之,则悉变为远线电话矣”。
在不断改进有线电话技术的同时,有人又研制出无线电话。《湖北商务报》曾刊载这一消息,有曰:“前英国新得无线电报之法,一时播为奇谈,近又有人查得德律风,亦可不用電线”,两地通话“历历不爽”。1903年,丹麦发明家波尔森(Valdemar Poulsen)研制出一款“连续波无线电发射机”,可谓首台具有实用性的无线电话,不仅音效良好,也可随身携带。《万国商业月报》《广益丛报》皆述及其在柏林通话实验情况,谓其声音“入耳倍觉清亮”,无异于面谈,可以代无线电报之用,尤可作“行军最有效用之器具也”。
电话机的原理与形式
在介绍电话发明发展历程的同时,晚清文献也阐述了电话机的制作原理和形式。电话机是通过电信号双向传输话音的终端设备,无论哪种电话机,其内皆置软铁片、磁条、度电圈等元件为送话和受话器具,皆依照同一声学原理制成。
按照声学理论,声音是由物体的振动引发的,振动有强弱速徐,声音即有大小尖钝。若能通过电流将此处之振动传输于他处,“使他处的某种物体,发出同样的振动,就可以生出同样的声音”。贝尔即依照此理发明了磁石式电话机。晚清期刊对电话机的构造及传声原理多有介绍。如《蒙学报》有文述及其制作之理曰:
德律风,是仿照人耳中之情形制造而出者。造德律风之法,将吸铁一块,绕以金类之丝,前安一铁板,人声之浪,惊动铁板,铁板之摇动,使电气力量大小不同,因此彼端之吸铁,使其前之铁板,惊动生声。故此端之声音,变为电气,而彼端之电气,变为声音,缘是始有德律风。但以后改制,精益求精,遂成今日最备之器。
《格致汇编》《学报》《益闻录》等刊皆有文图解读电话机理,大略曰:电话机之所以能够传音,是因发话端之声波引发软铁片振动,而软铁片振动时因与磁条的距离时远时近,故其感受的磁场时强时弱,由是度电圈亦相应而生感应电流。感应电流经导线传到他处受话器的度电圈上,亦产生时强时弱的磁场,从而引起软铁片的振动,复制出发话端传来的声音,“宛似两人晤语者然”。
随着电话机技术的不断改进,电话通信日渐超乎普通“对话”形态,出现了诸如电话广播、公用电话、可携电话、水下电话、传字电话、可视电话、录音电话等新的存在形式,晚清文献对此皆有所介绍。例如:1893年,匈牙利的布达佩斯建立数百条电话网线,定时广播新闻,形成正式的有线广播。《万国公报》《通问报》等刊物皆报道这一事件,有曰:布达佩斯“有最奇之报”,每日“特选声音宏亮者八人,按时将各件新闻,向话机收声器处,高声宣布,使千门万户之人同时明晓;且不独传递消息,即梨园中演唱之歌词,亦可与其话机贯通,人虽安居室内,不啻置身于戏场间也”。至20世纪初,电话广播已成为一种重要的传媒形式在西方国家发展起来。《新朔望报》曾概述其发展情形,谓其能将“最近新闻及商界行市”遍传各地,“俾购此新闻者,得以按时细听,不致耽误”。
电话最初装设于政府机关、公司和家庭内,其后电话运营商陆续在公共场所安装电话。1891年,《格致汇编》即以《公用德律风》为题介绍了美国公用电话的设置情况,谓其“不需专人司理,即能通达各处”。1906年,《通问报》以《街道之电话机》为题,介绍了美国公用电话,有曰:“行人欲用电话者,以手开匣,将小银钱一枚,投入匣旁小穴,即因银钱之激投,电溜相通,而能谈话焉。”依其所言,这种公用电话已是自动式电话,它安设于“热闹之街道”,使用者可以直接投币拨号通话,颇为便利。
无论将电话安设于室内,还是安设于街边或车辆上,皆不便于出行使用,因此有人发明了可以随身携带的电话。晚清报刊介绍了一种“衣囊电话”,即可随身携带,《新民丛报》将其视为“二十世纪之新发明物”予以介绍。《湖北学生界》也有文概述了这种电话机的特点,谓其流行于美国印第安纳州,置之于衣囊,拨键便能通话。
电话通常用于陆地,但在其发展中有人别出心裁,研制出可以用于聆听水下动静的电话。如1904年,《大陆》刊载了美国人发明的一种“水中传达电话之器械”,谓将其“沉于水中一定之深处,由水上之送话器,送电话于水中之器,则其器械起电动,而传其波动于水。他处之一端,受此波动,则传于水面之听话器,遂得闻焉”。1905年,《政艺通报》刊登了一则挪威人发明“水底”电话的信息,言其“能在江海中收摄音响,渔家藉此听鱼鳖虾蟹之声,从而捕之”。
传字电话是将语音转换成文字的通信设备。1878年,《万国公报》报道了爱迪生研制“传字电话”的消息,略曰:爱迪生“思得德律风之用,不独能传话,并能传字。以德律风之筒头置膜处,装一笔尖,筒口说话,空气声动其膜,膜即作凹凸形,声分轻重,膜动亦分轻重,笔尖亦随而轻重之,于是近笔尖处,以轮轴出纸条,笔尖应声而作点画,以字母分配点画,而语言即成文字矣。数年前电器传声,人不之信,今于传声之余,复能传字,斯亦奇矣”。1898年,《知新报》刊载意大利某发明家所研制的传字电话,谓其花费“八年心思,新制一器,接连电气之力,即能传字。……若将其与德律风同法装接至店铺人家,则传递信息,与函寄无异,而快慢则不可同日语也”。
录音电话机由丹麦科学家波尔森于1897年发明。这种电话机为磁性录音机,通过磁畴取向记录、重放声音。《政艺通报》有文概述其特性,有曰:“其法以声走入钢片之上,无论高下洪纤,而并无刻画之痕迹;还声之时,自一次至四万次,毫无同异,即委之于地,及径过霜雪,或践踏,皆无害,如装于德律风机,两面对答之语,能截而藏之,以为他日之左券。若欲去之,惟取力较大之电磁铁,略作磨引,即可去矣。”《新朔望报》也有文述及这一发明,谓其“以声走入钢片之上,并无痕迹,而能将声还出,自一次至四万次,并不稍有改变”。
可视电话是利用电话线路实时传送人的语音和图像的一种通信方式。《东方杂志》报道,有法国人发明一机,“从德律风两端之吸铁片上置一电镜,俾吸其声浪,则并人之仪容而吸之,传于电中,则彼此临镜传言,便如对面相谈”。《通问报》报道,有美国人发明一种电话,在“电话机箱前挂一镜,彼此说话,虽隔百十里之远,亦能将对谈电话之人,在镜中照出”。从史实看,当时的可视电话可能处于实验阶段,并未进入实际应用领域,故《万国公报》有文对可视电话的使用只是表示预期,“能成与否,则尚难预料也”。
电话通信系统的引进
电话本身不过是一种电磁器具,但给人类带来前所未有的通信便利,“近在一城之内,远至全世界,瞬息可通”。《格致匯编》有文称电话为“西国所考求灵巧之法中最妙而最奇者”,借此“万国交接之难事大半消除,九洲贸易之耽误已多减少,即一家之族眷相去千里之迢遥,亦得彼此谈心,如晤对然”。《万国公报》介绍了电话给美国购物带来的便利:“美国市上,购买杂物,可以用德律风传语,而由厂车递送。凡妇女主中馈者,遂能不至街市而得所需,法至便也。今则其事已通行于乡间,凡农民之无力者,则合数人而置一具,实文明气象也。”
贝尔电话机发明之次年(1877年),《格致汇编》即向国人介绍了这一“奇器”的构造和原理,并称徐寿之子徐祝三已率先按图仿造出来,“带至数洋行家用之,无不佩服赞叹”。同年,上海轮船招商局托西人造“传声器一副,其电线自金利源栈房通至总局公务厅内,又有巡捕房作一副,其电线自总房通至虹口分房内。此二副俱为数里之相距,而传声最为清楚”。1878年,有西人在台湾府进行两次电话试验:第一次试验,两地相距十余里,相互传话,“听之宛若面谈”;第二次试验,两地相距百里,“仍可传语,惟程途既远,不如先时之明晰”。
电话之利既得认可,如何将其作为产业运营便提到议事日程上来。上海租界为中国电话业之滥觞。1881年11月,丹麦大北电报公司取得上海公共租界电话经营权。1882年3月,英商上海电话互助协会亦获准在公共租界和法租界经营电话业务。同年8月,上海租界电话主线建成,并进行通话试验,“其声音清楚,与面语无异”,时论评曰:“西法标新示异,层出不穷,沪上又将增一奇观矣!”1883年,上海“由英马路绕道至商务公局,又接至法租界天主堂”已开通电话,两处相距二十余里,彼此通话,“捷如影响,且能辨认何人言语。抑扬涩呐,字字分明,惟声音稍锐,一若闻呼于百步外者”。同年,英商华洋德律风公司接盘大北电报公司和上海电话互助协会的电话业务,上海租界电话经营权统归为一。20世纪初,英商华洋德律风公司取得上海租界电话专营权,其营业区域不仅涵盖整个租界,而且越界进入华界。与此同时,洋商在中国其他通商口岸亦纷纷开办电话业务。
面对电话业的兴起,电政督办大臣盛宣怀于1899年11月奏请由中国电报局兼营电话业务,“以杜外人觊觎之谋,保电局已就之利”,获得清廷允准。其后各省或由官府筹资,或由绅商集资,先后设局开办电话业务。如1902年,盛宣怀在杭州筹资“设德律风,以灵消息”。同年,汉口“德国邮政局所设之德律风”告成,“其总线设于法界,分枝于英德日俄等界,以及城内亦可通行”。1903年,两广总督岑春煊奏请在广州创设电话局,并“关照人民自设局,以后可以通用”。同年,南京建设电话。1904年,河南开封筹办“德律风,自抚院以次各衙署及各局所一体安置,以便信息灵通,问答快捷”。1905年,湖南长沙建立电话局,“所用城内外各局所及文武各衙门,均已传语如面”。1907—1910年,福建、浙江、安徽、江西、吉林、黑龙江、四川等省亦相继筹设电话。
北京之有电话远晚于上海。1901年,丹麦人濮尔生(H.O.Poulson)在北京东城私设电铃公司,经营京、津长途电话业务。1903年,清政府架设了以颐和园为中心,通往中南海、外务部的电话线路。1904年,北京电报局建成首个面向社会的官办电话局,下设西苑、南苑、米市大街、厂甸四分局。1908年,颐和园水木自亲殿内安设电话机。至1911年,京城电话装机容量已达3000门之多,其用户有“京城政府机构,外埠驻京机构、皇族府邸、达官贵人、驻京外籍人士、银行、工厂、学校、医院、会馆、报馆、书局、店铺等”。
面对电话业的发展,清廷感到有必要统一规制,乃于光绪三十三年颁行《电话章程》《安设移置话机章程》和《电话用法》。其中《电话用法》共计七条,规定了使用者和“司机者”所当遵循的规则。随后各省电话局也制定了相应的章程。
值得一提的是,在创办电话局的同时,亦有国人研制电话机,以期分“洋商独占之利”。据《知新报》载,1899年安徽候补知州彭名保亦自行研制出电话机,安徽巡抚邓华熙奏请授予专利,招股集资造办,谓其“才性明敏,艺事擅长,委管安庆电报有年,素于电学、声学考究精详;揣度德律风之用,不外乎由电传声,遂请购置电学、声学等书,潜心研讨,由浅及深,自出心裁,制成机匣,名之曰传声器”。
对于电话这一西洋“奇器”,时人虽或不解其理,但一般抱以好奇和赞赏态度。1878年,台湾道亲自察验电话试验后“已深色喜”,认为“若再精益求精,当必可观,实于人事大有利便”。《申报》有文评述电话之妙,有曰:美国纽约特设电话公司,“如遇各商欲与银行或各行栈传言,先向线端报知,公司将此处之线与别家线头接牢,然后彼此各在线端问答,如同面语。虽十里之外,皆可听得明白,诚较之电线更为便捷利用矣”。
电话的传入不仅带来了通信便利,而且打动了人心。时人在体验这种新的通信方式时,亦将其作为吟诵素材形诸诗文中。或曰:“东西遥隔语言通,此器名称德律风。沪上巨商装设广,几如面话一堂中。”或曰:“通电对面语,试听德律风。风云不能阻,递达彻蚕丛。无须邮字劳,大声五洲同。自西贯耳雷,撼机震于东。琅琅如晤谈,此理畴能穷。”甚者有借电话以表达“情话”:
忆昔别君时,执手临歧语。
别后知几时,况味各凄楚。
岂无尺素书,积怀难罄吐。
何期君寄声,宛转达妾所。
谁引情丝长,不畏道途阻。
呼吸异山川,缱绻恋儿女。
倾听凄肝脾,欲答泪如雨。
平时促膝坐,啻笑相尔汝。
妾啼君衣湿,君笑妾掌抚。
妾今闻君声,君身杳何许。
闻声不见人,枉诉相思苦。
在中国传统人物画科中有所谓“仕女画派”,其画作专门描摹女性在日常生活中的动作、身段、面容、衣饰及其场景等情态。作为一种“新时尚”,电话在晚清也进入仕女画师的视野,成为其描摹女性画像的重要素材。
总而言之,晚清时期,电话既作为一种电磁学知识,又作为一种通信工具传入中国,拓展了国人的视界,改变了国人的生产生活方式和思想观念,促进了近代化事业的发展。
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作者單位:中央财经大学