特拉法爾加海戰之前，一位英國科學家註定失敗的“偉大工程”
題記 | 並不是所有努力都會有成果，但所有的努力都有它存在的價值。
特拉法爾加海戰1805年10月21日，西班牙特拉法加角外的海面上，英國海軍中將納爾遜率領的艦隊，和法國西班牙聯合艦隊相遇。雙方展開激烈海戰，英軍最終戰勝，法國海軍損失巨大，拿破崙不得不放棄進攻英國本土的計劃。特拉法爾加海戰的勝利，不僅讓納爾遜名垂青史，也讓英國人建立起了龐大的海洋帝國。但很少有人知道，一位英國科學家為了防止拿破崙登陸英國，早已開始了一項“偉大的工程”。理查德·洛弗爾·埃奇沃思，出生於1744年，是一位非常古怪的科學家。他的一生娶了4位妻子，生下了22個孩子，著名的英國統計學家弗朗西斯·伊西德羅·埃奇沃思就是他的孫子。我們的故事就從這位古怪的科學家開始吧。埃奇沃思的家庭條件很好，從牛津大學基督聖體學院畢業之後，他來到了倫敦，經常參與一些俱樂部的活動。18世紀60年代的英國，出現了一大批優秀的年輕人，其中有十多位組建了著名的月光社，埃奇沃思就是其中一員。月光社其他的名人，還有改良蒸汽機的發明家詹姆斯·瓦特，最早進行氧氣研究的化學家約瑟夫·普利斯特利，以及推廣並生產蒸汽機的英國工程師馬修·博爾頓——當然，還有查爾斯·達爾文的祖父，最早提出演化觀念的伊拉斯莫斯·達爾文。埃奇沃思和月光社的成員們經常聚會，探討一些新的發明和想法。他自己本身也利用這段時間，發明了一些新奇的小玩意兒。正是在這個時候，一次偶然的機會，他有了一個異想天開的想法。1767年夏天，埃奇沃思和一個賽馬俱樂部的朋友們，進行了一次有意思的對賭。
18世紀的倫敦紐馬克特作為英國賽馬比賽的發源地，當時即將進行一次重要的比賽，全國最優秀的兩匹馬都會到場。遠在倫敦的埃奇沃思和其他人一起，激烈的討論着獲勝者到底是誰，當然也少不了進行押注。一位名叫馬馳勳爵的人，在沿路安排了人傳遞信息，可以第一時間得到比賽結果。埃奇沃思突發奇想，於是問馬馳勳爵能多快得到信息？馬馳勳爵自信的告訴大家，上午比賽結束，當天晚上9點他就能知道結果。要知道，當時傳遞信息的方式，主要是郵政馬車。從紐馬克特到倫敦雖然只有66英里，但糟糕的路況大大延誤了時間，晚上九點能得到消息，只能依靠自己派出去的人手。但是埃奇沃思表示，自己可以更快的把比賽結果告知大家，最遲到下午5點的時候就能知道。於是，所有人都有了興趣，紛紛開始押注，賭埃奇沃思能不能成功。我之所以不厭其煩的説這麼多和“偉大工程”看似無關的信息，就是因為埃奇沃思的這次豪言壯語，是這個工程的起點。埃奇沃思曾經看到過這麼一個想法：通過一系列的預定信號，來實現信息的遠距離傳輸。這是什麼意思呢？簡單的解釋一下，就是“烽火台”的原理。相隔較遠的兩地，在路途中設置一定的“信號站”，把消息用簡潔的符號相互傳達。可能有人會覺得，這麼簡單的東西，算什麼“偉大工程”？發現敵情之後，在烽火台點燃煙火，可以很快的將消息傳達給後方決策者，這確實不算什麼偉大的事情。但是，烽火台無法告訴後方：敵人大概來了多少人，主將是誰，騎兵步兵各有多少……烽火台傳達的信息量太少了。17世紀著名的英國發明家羅伯特·胡克，很早就發明了一套表示字母的符號，他設計了最簡單的“信號站”：用一個高高的木架子，上面有一些不同形狀的松木板，通過排列組合傳遞信息，遠處的人用望遠鏡看到之後，再往更遠處傳遞。這意味着，只要建立足夠多的信號站，全國各地的信息都能迅速彙集到決策者手中，比當時的任何一種通信手段都要效率高。現在似乎毫無難度的事情，在當時卻非常困難。不僅需要選擇合適的建造位置，還有考慮氣象條件，人員的培訓，信息的校驗等問題，就連最簡單的“約定時間”，都難度很大。《企鵝歐洲史7》中有一段內容：“19世紀初期，歐洲各城鎮自己定時間，為鐘錶定時並不考慮周邊居民遵守的時間。”也就是説，直到19世紀早期，大多數的歐洲地區時間都沒有統一，人們根本沒有準確到“小時分鐘”的概念。這樣的話，還怎麼協調這麼多信號站收發信息？如果夜間有緊急軍情怎麼辦？所以，至少在羅伯特·胡克的時代，這種大工程只能是一種模糊的理論，可行性不強。
早期的“信號站”我們再回到埃奇沃思的這次賭局，他其實早已有了相關的想法，現在準備付諸行動了。他先行製造了四台信號機器，分別放在了倫敦的唐寧街、大羅素街、皮卡迪利大街，以及漢普斯特德的幾棟房子上面。埃奇沃思顯然進行了嘗試，他後來説：“這個夜間電報機反應靈敏，但花費太高了，不適用於日常通信。”在賽馬比賽之前，埃奇沃思雖然證實了自己的機器確實有用，但他還是紳士的提醒了馬馳勳爵，自己的辦法不是依靠傳統的馬來傳遞信息，而是其他方式——結果馬馳勳爵自知不是對手，退出了這場賭局。埃奇沃思不僅少賺了一筆錢，還錯過了繼續研究這種信息傳遞方式的機會。1794年8月，英國人很偶然的從一位德國囚犯的身上，搜到了一張設計圖。這是關於“光電報機”的設計圖（雖然現在的譯名中有“電報”這兩個字，但實際上和電沒什麼關係），這是法國發明家克勞德·沙普發明的，更加清晰準確、傳輸迅速的“信息站”。沙普設計了一個巨大的木架子，像一個舉起雙臂的人一樣，通過“兩臂”的不同姿勢，代表不同的字母，用來傳達信息。這一消息迅速傳遍了英國，引起了巨大的震動。很多精英人士意識到，這種光電報機一旦大規模運作，將會在戰爭中發揮重要的作用。得到消息的埃奇沃思非常驚訝，沒想到自己的設想被法國人搶先了一步。但是他也無可奈何，只能繼續等待時機。這一等，就是近10年時間。
拿破崙1803年5月，英法兩國再次開戰，拿破崙的目的很明確：用精鋭陸軍直接登陸，進攻英國本土。而當時拿破崙陸軍的強大，英國人是知道的。如何進行防守，成了英國各階層關心的問題。尤其是這一年拿破崙在法國的布洛涅集結了20萬大軍，積極戰備，等待有利天氣到來，就大舉進攻英國。為此，法國巴黎的鑄幣廠還提前鑄造了紀念章的模具，上面印着“攻陷倫敦1804”。這些消息並不是保密的，英國的報紙時刻關注法國，把拿破崙的信息及時告訴所有英國人。看來，拿破崙打到英國本土，是無法避免的事情了。如果那一天到來，英國該怎麼抵抗呢？當時的英國人普遍認為，拿破崙大軍的登陸地點可能是愛爾蘭的威克洛郡和科克郡，因為法國指揮官一直認為這裏的防禦相對比較薄弱，適合登陸作戰。於是，埃奇沃思決定行動了。他趕到都柏林四處遊説，希望政府和軍方能重視他的發明，為即將到來的戰爭做好準備。很快，倍感壓力的政府就同意了埃奇沃思的計劃，以他為項目總指揮，開始這項巨大的工程。埃奇沃思知道時間緊迫，必須馬不停蹄的開工才行。他一邊組織人員進行地形勘探，尋找建立信號站的位置，一方面訓練每個信號站的工作人員——要教會他們識別信號，迅速翻譯，按照規定時間觀測，以及遇到意外如何處理。埃奇沃思的助手，弗朗西斯·蒲福則穿梭於愛爾蘭的各地，選址建造信號站。他們遇到了很多阻礙，除了山路險阻之外，更重要的是愛爾蘭民間有很強的反英情緒，很多農民都不希望這些奇怪的信號站出現在視野之內，他們很擔心這是英國政府壓迫他們的鬼伎倆。當然，不管怎樣，埃奇沃思還是在1804年的4月，建成了從都柏林到阿斯隆的，總長約122公里的聯絡線路。對於當時的英國來説，這確實可以算得上“偉大工程”了。6月底，一切準備完成。7月2日，埃奇沃思請來了政府要員、軍方代表以及社會名流，一起見證這條高效的通訊線路。當時的報道記載，這次“啓動儀式”非常成功：埃奇沃思發送了一條完整的信息給130公里外的信號站，僅僅5分鐘之後，他們就收到了回應，這是以往的任何信息傳送手段都無法比擬的。然而，成功的背後卻有各種各樣的問題，埃奇沃思的信號站註定要失敗。
電報的發明首先，愛爾蘭的天氣非常複雜，因為臨近大西洋，不僅陰冷潮濕，而且常常伴隨着強烈的海風和濃密的烏雲。尤其是早晨，經常霧氣瀰漫，百米之外的能見度都大大降低——如果霧氣不消散，信號站將完全失去作用。埃奇沃思不論有多大的本事，也無法控制愛爾蘭的天氣。實際上，在那個年代，氣象學還處於起步階段，人們無法預測未來的天氣狀況。埃奇沃思的信號站，只能在天氣晴朗的時候，才能有用。所以，在之後的幾次測試中，成功率並不高。另一個重大問題是，信號站的運作成本太高了。要成功進行信息發送，每個信號站都配備了一個站長和兩三個民兵，他們需要輪流駐守，按規定的時間進行觀測——他們都要領取薪水的。政府和軍方很快就意識到，他們承擔不起這筆費用。於是，在7月中旬，該計劃直接被軍方接手——埃奇沃思的“偉大工程”徹底失敗了。一年之後，特拉法爾加海戰讓英國徹底擊敗了法國海軍，阻止了拿破崙的進攻英國本土計劃，埃奇沃思的“偉大工程”被人們所遺忘了。短短三十多年後，1837年，英國人庫克和惠斯通設計製造了第一個有線電報，此後不斷改進，電報系統迅速普及開來。埃奇沃思的“偉大工程”，徹底退出了歷史舞台。埃奇沃思的努力難道完全沒有意義嗎？當然不是，任何一種科學嘗試都有它存在的價值。正因為有了無數這樣的嘗試，才能積累經驗，才能激發後人的靈感，才能推動各領域的發展。最後，我們大膽的假設一下歷史，如果拿破崙真的在1804年登陸了愛爾蘭，埃奇沃思的信號站會不會起到作用呢？有沒有可能拯救英國呢？
特拉法爾加海戰1805年10月21日，西班牙特拉法加角外的海面上，英國海軍中將納爾遜率領的艦隊，和法國西班牙聯合艦隊相遇。雙方展開激烈海戰，英軍最終戰勝，法國海軍損失巨大，拿破崙不得不放棄進攻英國本土的計劃。特拉法爾加海戰的勝利，不僅讓納爾遜名垂青史，也讓英國人建立起了龐大的海洋帝國。但很少有人知道，一位英國科學家為了防止拿破崙登陸英國，早已開始了一項“偉大的工程”。理查德·洛弗爾·埃奇沃思，出生於1744年，是一位非常古怪的科學家。他的一生娶了4位妻子，生下了22個孩子，著名的英國統計學家弗朗西斯·伊西德羅·埃奇沃思就是他的孫子。我們的故事就從這位古怪的科學家開始吧。埃奇沃思的家庭條件很好，從牛津大學基督聖體學院畢業之後，他來到了倫敦，經常參與一些俱樂部的活動。18世紀60年代的英國，出現了一大批優秀的年輕人，其中有十多位組建了著名的月光社，埃奇沃思就是其中一員。月光社其他的名人，還有改良蒸汽機的發明家詹姆斯·瓦特，最早進行氧氣研究的化學家約瑟夫·普利斯特利，以及推廣並生產蒸汽機的英國工程師馬修·博爾頓——當然，還有查爾斯·達爾文的祖父，最早提出演化觀念的伊拉斯莫斯·達爾文。埃奇沃思和月光社的成員們經常聚會，探討一些新的發明和想法。他自己本身也利用這段時間，發明了一些新奇的小玩意兒。正是在這個時候，一次偶然的機會，他有了一個異想天開的想法。1767年夏天，埃奇沃思和一個賽馬俱樂部的朋友們，進行了一次有意思的對賭。
18世紀的倫敦紐馬克特作為英國賽馬比賽的發源地，當時即將進行一次重要的比賽，全國最優秀的兩匹馬都會到場。遠在倫敦的埃奇沃思和其他人一起，激烈的討論着獲勝者到底是誰，當然也少不了進行押注。一位名叫馬馳勳爵的人，在沿路安排了人傳遞信息，可以第一時間得到比賽結果。埃奇沃思突發奇想，於是問馬馳勳爵能多快得到信息？馬馳勳爵自信的告訴大家，上午比賽結束，當天晚上9點他就能知道結果。要知道，當時傳遞信息的方式，主要是郵政馬車。從紐馬克特到倫敦雖然只有66英里，但糟糕的路況大大延誤了時間，晚上九點能得到消息，只能依靠自己派出去的人手。但是埃奇沃思表示，自己可以更快的把比賽結果告知大家，最遲到下午5點的時候就能知道。於是，所有人都有了興趣，紛紛開始押注，賭埃奇沃思能不能成功。我之所以不厭其煩的説這麼多和“偉大工程”看似無關的信息，就是因為埃奇沃思的這次豪言壯語，是這個工程的起點。埃奇沃思曾經看到過這麼一個想法：通過一系列的預定信號，來實現信息的遠距離傳輸。這是什麼意思呢？簡單的解釋一下，就是“烽火台”的原理。相隔較遠的兩地，在路途中設置一定的“信號站”，把消息用簡潔的符號相互傳達。可能有人會覺得，這麼簡單的東西，算什麼“偉大工程”？發現敵情之後，在烽火台點燃煙火，可以很快的將消息傳達給後方決策者，這確實不算什麼偉大的事情。但是，烽火台無法告訴後方：敵人大概來了多少人，主將是誰，騎兵步兵各有多少……烽火台傳達的信息量太少了。17世紀著名的英國發明家羅伯特·胡克，很早就發明了一套表示字母的符號，他設計了最簡單的“信號站”：用一個高高的木架子，上面有一些不同形狀的松木板，通過排列組合傳遞信息，遠處的人用望遠鏡看到之後，再往更遠處傳遞。這意味着，只要建立足夠多的信號站，全國各地的信息都能迅速彙集到決策者手中，比當時的任何一種通信手段都要效率高。現在似乎毫無難度的事情，在當時卻非常困難。不僅需要選擇合適的建造位置，還有考慮氣象條件，人員的培訓，信息的校驗等問題，就連最簡單的“約定時間”，都難度很大。《企鵝歐洲史7》中有一段內容：“19世紀初期，歐洲各城鎮自己定時間，為鐘錶定時並不考慮周邊居民遵守的時間。”也就是説，直到19世紀早期，大多數的歐洲地區時間都沒有統一，人們根本沒有準確到“小時分鐘”的概念。這樣的話，還怎麼協調這麼多信號站收發信息？如果夜間有緊急軍情怎麼辦？所以，至少在羅伯特·胡克的時代，這種大工程只能是一種模糊的理論，可行性不強。
早期的“信號站”我們再回到埃奇沃思的這次賭局，他其實早已有了相關的想法，現在準備付諸行動了。他先行製造了四台信號機器，分別放在了倫敦的唐寧街、大羅素街、皮卡迪利大街，以及漢普斯特德的幾棟房子上面。埃奇沃思顯然進行了嘗試，他後來説：“這個夜間電報機反應靈敏，但花費太高了，不適用於日常通信。”在賽馬比賽之前，埃奇沃思雖然證實了自己的機器確實有用，但他還是紳士的提醒了馬馳勳爵，自己的辦法不是依靠傳統的馬來傳遞信息，而是其他方式——結果馬馳勳爵自知不是對手，退出了這場賭局。埃奇沃思不僅少賺了一筆錢，還錯過了繼續研究這種信息傳遞方式的機會。1794年8月，英國人很偶然的從一位德國囚犯的身上，搜到了一張設計圖。這是關於“光電報機”的設計圖（雖然現在的譯名中有“電報”這兩個字，但實際上和電沒什麼關係），這是法國發明家克勞德·沙普發明的，更加清晰準確、傳輸迅速的“信息站”。沙普設計了一個巨大的木架子，像一個舉起雙臂的人一樣，通過“兩臂”的不同姿勢，代表不同的字母，用來傳達信息。這一消息迅速傳遍了英國，引起了巨大的震動。很多精英人士意識到，這種光電報機一旦大規模運作，將會在戰爭中發揮重要的作用。得到消息的埃奇沃思非常驚訝，沒想到自己的設想被法國人搶先了一步。但是他也無可奈何，只能繼續等待時機。這一等，就是近10年時間。
拿破崙1803年5月，英法兩國再次開戰，拿破崙的目的很明確：用精鋭陸軍直接登陸，進攻英國本土。而當時拿破崙陸軍的強大，英國人是知道的。如何進行防守，成了英國各階層關心的問題。尤其是這一年拿破崙在法國的布洛涅集結了20萬大軍，積極戰備，等待有利天氣到來，就大舉進攻英國。為此，法國巴黎的鑄幣廠還提前鑄造了紀念章的模具，上面印着“攻陷倫敦1804”。這些消息並不是保密的，英國的報紙時刻關注法國，把拿破崙的信息及時告訴所有英國人。看來，拿破崙打到英國本土，是無法避免的事情了。如果那一天到來，英國該怎麼抵抗呢？當時的英國人普遍認為，拿破崙大軍的登陸地點可能是愛爾蘭的威克洛郡和科克郡，因為法國指揮官一直認為這裏的防禦相對比較薄弱，適合登陸作戰。於是，埃奇沃思決定行動了。他趕到都柏林四處遊説，希望政府和軍方能重視他的發明，為即將到來的戰爭做好準備。很快，倍感壓力的政府就同意了埃奇沃思的計劃，以他為項目總指揮，開始這項巨大的工程。埃奇沃思知道時間緊迫，必須馬不停蹄的開工才行。他一邊組織人員進行地形勘探，尋找建立信號站的位置，一方面訓練每個信號站的工作人員——要教會他們識別信號，迅速翻譯，按照規定時間觀測，以及遇到意外如何處理。埃奇沃思的助手，弗朗西斯·蒲福則穿梭於愛爾蘭的各地，選址建造信號站。他們遇到了很多阻礙，除了山路險阻之外，更重要的是愛爾蘭民間有很強的反英情緒，很多農民都不希望這些奇怪的信號站出現在視野之內，他們很擔心這是英國政府壓迫他們的鬼伎倆。當然，不管怎樣，埃奇沃思還是在1804年的4月，建成了從都柏林到阿斯隆的，總長約122公里的聯絡線路。對於當時的英國來説，這確實可以算得上“偉大工程”了。6月底，一切準備完成。7月2日，埃奇沃思請來了政府要員、軍方代表以及社會名流，一起見證這條高效的通訊線路。當時的報道記載，這次“啓動儀式”非常成功：埃奇沃思發送了一條完整的信息給130公里外的信號站，僅僅5分鐘之後，他們就收到了回應，這是以往的任何信息傳送手段都無法比擬的。然而，成功的背後卻有各種各樣的問題，埃奇沃思的信號站註定要失敗。
電報的發明首先，愛爾蘭的天氣非常複雜，因為臨近大西洋，不僅陰冷潮濕，而且常常伴隨着強烈的海風和濃密的烏雲。尤其是早晨，經常霧氣瀰漫，百米之外的能見度都大大降低——如果霧氣不消散，信號站將完全失去作用。埃奇沃思不論有多大的本事，也無法控制愛爾蘭的天氣。實際上，在那個年代，氣象學還處於起步階段，人們無法預測未來的天氣狀況。埃奇沃思的信號站，只能在天氣晴朗的時候，才能有用。所以，在之後的幾次測試中，成功率並不高。另一個重大問題是，信號站的運作成本太高了。要成功進行信息發送，每個信號站都配備了一個站長和兩三個民兵，他們需要輪流駐守，按規定的時間進行觀測——他們都要領取薪水的。政府和軍方很快就意識到，他們承擔不起這筆費用。於是，在7月中旬，該計劃直接被軍方接手——埃奇沃思的“偉大工程”徹底失敗了。一年之後，特拉法爾加海戰讓英國徹底擊敗了法國海軍，阻止了拿破崙的進攻英國本土計劃，埃奇沃思的“偉大工程”被人們所遺忘了。短短三十多年後，1837年，英國人庫克和惠斯通設計製造了第一個有線電報，此後不斷改進，電報系統迅速普及開來。埃奇沃思的“偉大工程”，徹底退出了歷史舞台。埃奇沃思的努力難道完全沒有意義嗎？當然不是，任何一種科學嘗試都有它存在的價值。正因為有了無數這樣的嘗試，才能積累經驗，才能激發後人的靈感，才能推動各領域的發展。最後，我們大膽的假設一下歷史，如果拿破崙真的在1804年登陸了愛爾蘭，埃奇沃思的信號站會不會起到作用呢？有沒有可能拯救英國呢？