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水圧式電信機（ギリシア語：υδραυλικός τηλέγραφος）は、水力を利用した機構を電信機として使用する2つの異なる腕木式通信システムを指す。最も古いものは紀元前4世紀のギリシャで開発され、もう1つは紀元後19世紀のイギリスで開発された。ギリシャのシステムは腕木式火と組み合わせて配備されたが、後者のイギリスのシステムは純粋に油圧によって作動した。
どちらのシステムも送信装置と受信装置に水を使用していましたが、伝送媒体はまったく異なっていました。古代ギリシャのシステムでは、セマフォ情報を視覚的に受信機に送信していたため、視界のよい天候条件でのみ見通し距離内に使用が制限されていました。19世紀の英国のシステムでは、受信ユニットの水位を変更するために水を満たしたパイプを使用していました（レベルインジケータとして使用される透明な水を満たした柔軟なチューブに似ています）。そのため、送信装置で生成できる水圧に範囲が制限されていました。 [1]
ギリシャの装置は伝達できるコード（したがって情報）が極めて限られていたが、イギリスの装置はごく短距離のデモンストレーション以外では実用化されることはなかった。[1]イギリスの装置は動作範囲内であればどのような視界でも使用可能であったが、パイプを加熱するための追加設備がなければ氷点下の気温では動作できなかった。これが実用性に欠ける一因となった。
ギリシャの水圧式セマフォシステム
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古代ギリシャのデザインは、紀元前 4 世紀にアエネアス・タクティクスによって、紀元前 3 世紀には歴史家ポリュビオスによって記述されました。
このシステムでは、互いにつながっていない別々の丘の上に同一の容器が置かれ、各容器に水が満たされ、その中に垂直の棒が浮かんでいました。棒には、高さのさまざまな地点に、 さまざまな所定のコードが刻まれていました。
メッセージを送信するには、送信側のオペレーターがトーチを使用して受信側のオペレーターに信号を送ります。2 人が同期したら、同時に容器の底にある蛇口を開きます。水位が目的のコードに達するまで水が排出され、その時点で送信側がトーチで信号を送り、オペレーターが同時に蛇口を閉じます。このように、送信側のトーチ信号間の時間の長さは、特定の事前に決定されたコードやメッセージと相関関係がある可能性があります。
古代の電信方法についての当時の記述はポリュビオスによってなされた。『歴史』の中でポリュビオスは次のように書いている。[2]
戦略に関する著作の著者であるアイネイアースは、困難に対する解決策を見つけるために執筆し、問題を少し前進させましたが、彼の説明からわかるように、彼の策略は依然として私たちの要求に遠く及ばないものでした。
彼によれば、火の合図で緊急の知らせを伝えようとする者は、幅と深さがまったく同じ土器を 2 つ用意する。深さは約 3 キュビト、幅は 1 キュビトである。次に、コルクを容器の口より少し狭くし [コルクが首を通り抜けて容器に簡単に落ちるようにする]、各コルクの中央に、3 本の指幅の等間隔の目盛りが付いた棒を通す。各棒は、次の棒と明確に区別される。各セクションには、戦争で起こる最も明白で一般的な出来事を書き込む。たとえば、最初のセクションには「騎兵隊が国に到着」、2 番目のセクションには「重装歩兵隊」、3 番目のセクションには「軽装歩兵隊」、次のセクションには「歩兵と騎兵隊」、次のセクションには「船舶」、次のセクションには「トウモロコシ」などと書き、現在、戦時中に起こる可能性が高い主な不測の事態をすべてのセクションに書き込む。次に、彼は両方の容器にまったく同じ大きさの穴を開け、まったく同じ出口ができるように指示します。
それから、容器に水を満たし、棒の入ったコルクをかぶせて、2 つの開口部から水を流します。これを実行すると、条件がまったく同じなので、水が逃げるにつれて 2 つのコルクが沈み、棒が容器の中に消えることがわかります。実験によって、両方のケースで逃げる速さが同じであることがわかったら、容器を両者が信号を監視する場所に運び、そこに置きます。棒に書かれた不測の事態が発生するたびに、信号手は私たちに松明を上げ、対応する側が別の松明を上げるまで待つように指示します。両方の松明がはっきりと見えるようになったら、信号手は松明を下ろし、すぐに開口部から水を逃がします。コルクが沈むにつれて、伝えたい出来事が船の口に届いたら、信号手に懐中電灯を上げるように指示し、信号を受信する人はすぐに開口部を止め、棒に書かれたメッセージのどれが船の口に届いたかを記録する。装置が両方のケースで同じペースで動作すれば、これが伝えられるメッセージとなる。
最近の実験では、データ転送速度は1時間あたり151文字に達することが示されています。[3]
イギリスの水圧式セマフォシステム
後にゼネラル・テレグラフ・カンパニーの社長となったイギリスの土木技師フランシス・ウィショーは、1838年に水圧式電信機を発表したが、商業的には導入できなかった。 [4]送信機に水を満たしたパイプを接続し、同様の受信機まで圧力をかけることで、水位の変化を引き起こし、受信機のオペレーターにコード化された情報を伝えることができた。[1] [5]
このシステムは1マイル（1.6 km）あたり200ポンドの費用がかかり、12,000語の語彙を伝達できると見積もられました。[6] 1838年3月の英国のメカニクスマガジンは次のように説明しています。[7]
...水柱は、情報を伝達するのに都合よく使用できます。フランシス・ウィショー氏は、60 ヤードのパイプを最も複雑な形で通して水柱を運びました。水柱の両端は水平になっているため、一方の端に動きを与えるとすぐに、60 ヤードの反対側の端まで伝わります。水柱の一方の端に動きを与えてからもう一方の端に伝えるまでの間に、感知できるほどの時間差はありません。水柱の両端に、インデックス付きのフロート ボードを取り付け、一方のインデックスの任意の数字が下がると、もう一方の端のフロート ボードとインデックスがすぐに上昇します。この単純な縦方向の動きは、あらゆる種類の情報を伝達できると考えられています。水の一方向の動き、つまり前後の動きだけで伝達できる情報量には限界があるように思われます。目盛り付きのインデックスで示されたフロートボードを前後に動かすだけで、多数の単語や文字を伝えることは、克服すべき困難です。
この記事は、「…水力電信がセマフォやガルバニック電信に取って代わるかもしれない」と推測的に結論付けている。[1]
参照
参考文献
- ^ abcd Distant Writing: 1838年から1868年までの英国の電信会社の歴史 - 非競合会社、Distantwriting.co.uk ウェブサイト。2009年7月14日閲覧
- ^ ポリバス『歴史』第10巻、44ページ。
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所 (リンク) - ^ クリコバ、ミレーナ。古代水力電信：実験と数学モデルによる古代ギリシャのデータ転送速度の改良、ユーラシア科学ジャーナル、2024年、第1号、pp.30-33。
- ^ ヘラパス、ジョン。鉄道雑誌と科学の年報、第5巻：水力電信（セクション）、ロンドン、チャリングクロスイースト：ワイルドアンドサン、1839年、9〜11ページ。
- ^ ウィショー、フランシス。「英国科学振興協会年次総会報告書、第18巻、1848～1849年：時刻の均一性とその他の電信について」、英国科学振興協会、ロンドン：ジョン・マレー、1849年、123ページ。
- ^ The Civil Engineer and Architect's Journal、第1巻：1837年10月から1838年12月：雑集、ロンドン：ウィリアム・ラクストン、1838年、88ページ。
- ^ ロバーツ、スティーブン。1838年から1868年までの英国の電信会社の歴史：ウィショーの水力電信、DistantWriting.co.ukのウェブサイトから2013年1月8日に取得。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、水力電信に関連するメディアがあります。