海底電線
《儆醒!》雜誌駐夏威夷通訊員報導
一個多世紀之前,一位漁夫在法國海岸對開處以拖網捕魚,他拖起一條似乎是新種的海藻。很奇怪地,它竟然有條金屬蕊。他把海藻切成一段段分示朋友們,絕不知道此舉竟然破壞了一項十年經營的計劃。許多金融家和英、法政府曾耗資超過百萬美元,在英吉利海峽敷設海底電線。1850年九月一日,海底電線敷設完竣。它便是翌日被人割斷的「新海藻」!
越海電線
電報發明了六年之後,至1850年,它已像野火般蔓延至北美、英國和歐洲多處地方。雖然陸上電報頗為成功,但空中電線一到海岸即無法伸展。不少富於才能和想像力的人士為了解決這個難題而大傷腦筋。
那時在多佛海峽敷設的電線未獲充分保護。它僅在近岸的兩端有鉛管包著。雖然它在被漁夫割斷之前功能頗佳,但從海峽兩岸所發的電報還是混雜不清。當時所不解的是,電線雖已妥當地絕緣,但一到海裡便大大變質。不少電訊工程師曾為了訊號遲滯難題而困惑了一段時期。可是,1851年,在同一海峽所敷設的裝甲電線已比前成功得多。僅在短短時期內,海底電線網便已遍布地中海底,連貫英國、非洲和居間諸島。由於這樣的成功,敷設橫越大西洋海底電線的計劃不久遂告展開。
第一條橫越大西洋的電報線
雖然英國在敷設海底電線方面領先,但美國實業家斐爾德卻堅持要對敷設大西洋電線的工程作成功的嘗試。結果,它遂成為英、美兩國政府的共同事業。雙方的世界知名金融家、海洋學家、電訊專家和科學家均參加這項事業。在工程方面,這些人的能力是不可或缺的,因為大西洋中部海底有許多深溝。大西洋裡有長達1,000哩(1,600公里),竟達500哩(800公里)的世界最大山脈沒在水中。
假若斐爾德和他的同人在數年之前知道敷設海底電線在經濟上和工程上的困難。也許在初期工程時便已放棄了。電線的破損、惡劣的天氣、電線在工程船的發送裝置上折斷往往使工程大受阻礙。有時價值不貲的數百哩電線由於破損而不得不棄諸海底。
電訊遲滯的古老難題尚待解決。這需要探悉一通電訊到達遠端要費多少時候以及在電訊通過之前電線要充多少電力。這件事可用水管為例。在水管遠端有水流出之前,管內必須先有若干分量的水流動。海底電線所需的電流比空中電線所需的要達20倍之多。
威廉湯瑪遜爵士(以克爾文爵士知名)對這項問題研究的結果,定下一個著名的「平方法則」。簡言之,他的「法則」意味到倘若海底電線的長度若增加10倍,則訊號傳達率便減低至100分之一。他的解決方法是增加電流傳導蕊的大小。可是,由於他的新發現受到漠視,第一條橫越大西洋海底電線的缺陷設計在敷設後造成許多困難。
終於,1858年八月五日,第一條橫越大西洋海底電線在愛爾蘭和紐芬蘭之間連貫兩大洲。十一日之後,英國維多利亞女王從這條電線發出一封99字的賀電給美國總統布坎南。這封電報在161/2小時後到達。很可惜,這條電線不及一個月後即告燒毀。以今日的成本計算,將近二百萬美元的私人財產遂沉於大西洋底!曾被稱為「本世紀最大成就」的偉業也歸於無有。直至八年之後,歐洲人和美國人才能再度作有線電訊交流。
在這過渡時期內,英國有兩家電線製造廠合併,因而解決了較早時候的許多製造電線難題。他們設計出一種具有較佳保護的新電線。它的重量比以前電線加倍(7,000噸[6,350公噸])電流傳導蕊粗達以前的三倍。這條電線在水中垂直10哩(16哩)沒有駁口。另一嘗試是以單一的船(以前需要兩艘船)去負荷這樣的重載。這艘「大東方號」具有雙重推進系統,由兩個58呎(18公尺)的蹼輪、六枝桅杆和24呎(7公尺)的螺旋推進機構成。這使它成為最富於機動力的遠洋輪船,若把一個蹼輪逆轉,這艘船即可以沿本身軸心完全迴轉一次。
經過兩次失敗的嘗試之後,一條真正成功的電線在1866年七月二十七日敷設完竣。它連貫了愛爾蘭和紐芬蘭。可是在新電線的700哩(1,100公里)外有一個失落的鉤錨纏著,它是去年夏季嘗試失敗時的犧牲品。經過30次的打撈,它被拖起來,試驗之後即接合在新電線上。從西至東的一段遂告完成。當兩條電線的兩端在紐芬蘭連接時,超過4,000哩(6,400公里)的海底電線環遂告存在。它可以清楚傳達長途電訊。至於電線的電流方面,一個簡單的電池附加一個婦女用的銀頂針內藏數滴酸性物質便已足夠。自那時起,兩大洲間歷時數小時的雙程通訊從未停止。
1866年以降,電線迅速遍布世界各大洋。在十九世紀末期,橫越大西洋電線已有15條敷設完成。最初敷設的許多部分經過一個多世紀投入服務之後依然有用!
戰時的攻擊目標
不少遙遠的島嶼,例如印度洋的椰子群島、南大西洋的亞森欣島、太平洋的關島和中途島,由於海底電線而成為具有戰略價值的世界通訊中心。結果,這些島嶼在戰時成了主要軍事目標。電訊轉播站和電線本身均成為重要攻擊目標。1939年,只有兩條屬於德國的電線在第二次世界大戰開始後的24小時內割斷。1945年,一艘英國小型潛艇切斷了西貢——星加坡和西貢——香港的電線。這場海底戰一直延續至戰爭結束。
海底電線的仇敵
海底電線發明者,人,同時是海底線最大的仇敵,拖網和船舶拋錨不但在戰時,而且在平時也造成損害。其他仇敵則是腐蝕、利齒魚、鑽孔蟲和自然現象。
1888年澳洲發生了一場海底地震,同時切斷該洲的三條海底電線。由地震所引致的海底岩石崩落能以時速50哩(80公里)的初速輕易地切斷海底電線。1929發生的一場海底山崩切斷了歐洲和美洲間的大多數海底電線。它們很快地逐一將之切斷。修復這些損壞需時六個月,並使電報公司損失一百五十萬美元以上。
現時各國均有自己的海底電線和工程船,工程船巡邏世界各大洋以對付這些電線仇敵。現今修理損壞的電線和恢復通訊功能已不若往昔困難。他們先以電子探測儀器測定切斷的位置,由工程船駛到現場放下標誌浮泡和開始打撈修理。
海底電話線
1875年電話面世之後,人們遂開始努力把在電訊方面的成就應用在這種新工具上。就在這時候,為患海底電線的難題又再出現在電話技術方面,且較前者嚴重得多。其中最困難的還是訊號遲滯和歪曲的古老難題。因為人的聲音極其複雜,經過多年的加緊研究和利用複雜的工程技術,才使優良的聲音得以從海底電線傳送,達成今日的標準。
無線電在1896年誕生。隨之而來的是短波無線電。這種全新和突如其來的長途通訊方法對海底電訊構成了所謂「最大的挑戰」。在第一條橫越大西洋電話線成功敷設之前,人的聲音藉短播無線電越洋傳播了40年。從1927年至1956年,無線電是越洋傳聲的唯一方法。可是,它的成就很有限,因為它差不多要完全依靠好天氣。訊息有時要多日才能到達。但無線電通訊方面卻有長足的進步,這種科技知識大大有助於海底電話線的成功。
橫越大西洋的電話線
經由蘇格蘭而連接英國與紐芬蘭的第一條橫越大西洋電話線系統敷設在三個工事區。電話線的每個接合部分均受愛克斯光檢查以確保沒有毛病。雖然起初有些難題,例如受颱風愛奧那侵襲,但很快就加以克服。這條雙系統的電話線在1956年完全成功。以40哩(65公里)左右為一段的51個增幅器把向東傳送的人聲擴音。大約25哩(40公里)外又有另一條電線,以同等數目的增幅器把聲音向西傳送。自此之後,越海電線紛紛敷設。
後來,由於一種稱為TASI(定時通話加添法)的精巧電子技術和固體電晶體的發明,通話路線數目的加倍遂成為可能。這種高速動作的裝置是利用普通對話之間的無聲狀態和轉換到其他對話。直至1956年,電話線已有36條通話路。可是,請想像一下電話線的潛能,例如在1976年完成,連接美、法兩國的電話線具有4,000條通話路線之多!若採用TASI方式,則通話路線可能加倍。
太平洋通話路線
早在1903年,美國與夏威夷之間的海底電訊線已經設立。藉著小型蒸汽機之助,電線末端伸展至夏威夷的維基基海灘。在電話發明七年之後,夏威夷即有第一間電話公司建立。但直至1931年,夏威夷才有短波無線電長途電話。1957年由於從加州至夏威夷的2,400哩(3,800公里)電線敷設完竣,遂有所謂太平洋通話路線存在。這項耗資36,000,000美元的工程在那時增至14個無線電話環。在夏威夷、阿拉斯加和倫敦三處地方的電話路線僅需八秒鐘就可接通,而且聲音十分清晰,這條電線也連貫36個環。頗有趣地,那時有一位官員聲稱:「在任何時候,想與美國本土通話的人並不多見。有些通話路線不是時常都忙著的。」他的話多麼錯誤!
七年之後,一條耗資80,000,000美元,通至東方的通話路線完成。這是美國經夏威夷與東方直接連貫的第一條通話路線。那時用的是一條雙程電話線。它有128個環,藉TASI之助,可增至256個對話同時通話。這項幾乎令人難以置信的工程需要許多專家的努力,例如物理學家、工程學家、化學家、海洋學家、漁業專家、潛水專家和火山學家等。不錯,太平洋具有大西洋所無的威脅——火山、珊瑚礁、海嘯和世界最深的海溝。在關島和中途島之間,延綿七哩(11公里)的世界最深海溝瑪利安納是敷設電線所無法避開的。這條海底電線從加州的聖路易斯奧比士普開始,經由夏威夷、中途島、威克島和關島通往日本。目前,從檀香山已能直接打電話給美國本土各大城市和歐洲諸國。同時,使用14個數字的電話號碼,便能從紐約即時接通日本的任何私人電話,以清晰的聲音通話。
現代化和實用價值
一連串的科學發明使海底電線的敷設大加改革,因此建造了許多特別工程船,不但電線方面,播送和接收方面也大為改良。增幅器已改作流線型。電晶體代替了三極真空管。單線取代了以往所需的雙線。今日的電話、電訊、電視畫面和大量電子情報,均可以順便傳送。
通訊衛星不但未如人所恐懼的取代了海底電線,反而對它發生刺激作用。由於電訊的效率增加,通訊量在實際上大為激增。
通話的價格也隨之銳減。在1957年,從夏威夷通往加州的晚間廉價電話每三分鐘收費5.25美元,現已降至80美仙。在同一距離之內,接通的時間不是161/2小時而是十分之一秒。因此,你若有親人僅在不及一秒的距離之外,何不利用這條海底電線交談呢?