Telegraf vizual (studiu de caz)

Semnalul de foc reprezintă una dintre cele mai vechi tehnologii utilizate în transmiterea informațiilor. Datează încă de la prima utilizare controlată a focului. Acesta îi permite unei persoane să influențeze credința altcuiva de la distanță. Abilitatea de a observa fie prezența, fie absența unui lucru ne permite să decidem asupra uneia din cele două stări de credință. O diferență, două stări. Dacă analizăm istoria, observăm că semnalele au avut o importanță deosebită pentru puterea militară, care se bazează pe comunicare eficientă. Pentru început, să analizăm mitul grecesc al lui Cadmus, un prinț fenician care a introdus alfabetul fonetic în Grecia. Alfabetul grecesc împrumutat din literele feniciene, împreună cu papirusul, au cauzat transferul puterii de la clasa preoțească la cea militară. Istoria militară grecească conține dovada primelor avansuri în desfășurarea comunicării care au la bază torțele. Polybius a fost un istoric grec născut în 200 î.Hr. A scris istorisiri ce reprezintă un tezaur amănunțit despre tehnologiile comunicării din acele vremuri. El scrie, „Puterea de acționa la timpul potrivit contribuie substanțial la succesul oricărui efort. Semnalele de foc reprezintă cel mai eficient mijloc prin care putem face acest lucru.” În orice caz, el era conștient de limitările semnalelor de foc. El scrie, „Era posibil pentru cei care fuseseră de acord cu această metodă de comunicare să împărtășească, de exemplu, informații despre sosirea unei flote, însă când venea vorba despre cetățeni vinovați de trădare, sau de un masacru care avusese loc, sau despre lucruri care se petrec de obicei, dar care nu pot fi prevăzute, toate acestea depășeau posibilitățile comunicării prin semnale de foc.” Un semnal de foc este eficient când numărul de mesaje posibile este limitat. Spre exemplu, dacă un inamic a sosit sau nu. Dar atunci când numărul de mesaje posibile crește, apare nevoia de a comunica mai multe tipuri de informații. În scrierile sale, Polybius prezintă o tehnologie implementată de Aeneas Tacticus, unul dintre primii scriitori ai Greciei cu tematică legată de arta războiului, din secolul al patrulea î.Hr. Tehnologia lui este descrisă după cum urmează. „Cei ce sunt pe cale să transmită vești urgente prin semnale de foc trebuie să procure două vase de aceeași dimensiune. Prin mijloc trebuie să treacă o tijă împărțită în secțiuni egale, fiecare secțiune marcată cu o literă grecească.” Fiecare literă corespundea unui singur mesaj dintr-un tabel ce conținea cele mai frecvente evenimente care se petreceau în timpul războiului. Pentru a comunica, procedau după cum urmează. „Întâi, emițătorul ridica torța sa, indicând faptul că are un mesaj de transmis. Apoi receptorul ridica torța sa, semnalând că este pregătit să primească mesajul.” Apoi, emițătorul își cobora torța și ambii începeau să verse conținutul vaselor prin găuri identice aflate la fundul vaselor. După ce mesajul este transmis, emițătorul își ridică torța pentru a semnala că ambii trebuie să oprească scurgerea apei. Acțiunea rezultă în niveluri egale ale apei, ce semnifică un singur mesaj comun. Această metodă ingenioasă folosește diferențe de timp pentru a transmite mesaje. Cu toate acestea, nu este suficient de expresivă din cauza vitezei. Polybius descrie și o altă metodă pe care a perfecționat-o, inventată de Democritus, despre care Polybius spune că „este potrivită să transmită cu acuratețe orice fel de mesaj urgent”. Metoda sa, cunoscută drept pătratul lui Polybius, funcționează după cum urmează. Două persoane aflate la distanță au câte 10 torțe, împărțite în două grupuri de câte cinci. La început, emițătorul ridică o torță și așteaptă ca receptorul să răspundă. Apoi, emițătorul aprinde un anumit număr de torțe din fiecare grupă și le ridică. Receptorul contorizează apoi numărul de torțe aprinse din primul grup. Acest număr definește numărul rândului într-o grilă alfabetică pe care o împart. Al doilea grup de torțe semnifică numărul coloanei în această grilă. Intersecția numărului rândului și coloanei definește litera trimisă. Această metodă poate fi considerată ca fiind schimbul a două simboluri. Fiecare grup de cinci torțe este un simbol limitat la cinci diferențe, de la una la cinci torțe. Împreună, aceste două simboluri înmulțite produc cinci ori cinci, adică 25 de diferențe. Nu cinci plus cinci. Această înmulțire demonstrează o înțelegere a combinatoricii importantă în povestea noastră. A fost explicat într-un text medical indian din secolul al VI-lea î.Hr., atribuit lui Sushruta, un înțelept indian din antichitate, după cum urmează. Având șase condimente diferite, câte arome distincte poți face? Ei bine, procesul de a amesteca poate fi împărțit în șase întrebări. Adaugi A, da sau nu? Adaugi B? C? D? E? Dar F? Acest lucru se ramifică într-un arbore de secvențe posibile de răspuns. Doi, ori doi, ori doi, ori doi, ori doi, ori doi este egal cu 64. Prin urmare, sunt posibile 64 de secvențe distincte de răspunsuri. Având N întrebări cu răspunsul da sau nu, există doi la puterea N secvențe de răspuns posibile. În 1605, Francis Bacon a explicat cum această idee ar putea permite cuiva să trimită toate literele alfabetului folosind doar o singură diferență. Cu cifrul său bilateral, Bacon a scris: „Permutarea a două litere cu cinci poziții va fi suficientă pentru 32 de diferențe. Căci prin această artă se deschide o cale prin care omul poate exprima și da sens intențiilor minții sale la orice distanță cu obiecte care pot exista doar în una din două stări.” Această idee simplă de a folosi o singură diferență pentru a comunica alfabetul s-a materializat în secolul XVII datorită inventării telescopului de către Lippershey în 1608 și Galileo în 1609. Astfel, puterea de mărire a ochiului uman a crescut de la trei la opt la 33 de ori mai mult. Așadar, observarea unei singure diferențe ar putea fi făcută de la o distanță mult mai mare. Robert Hooke, un matematician englez interesat de îmbunătățirea vederii umane cu ajutorul lentilelor, a stârnit interestul când a spus în fața Societății Regale în 1684: „Cu puțină practică, aceeași literă poate fi văzută la Paris la un minut după ce a fost arătată la Londra.” A urmat un val de invenții ce îmbunătățeau transmiterea diferențelor pe distanțe mari. O tehnologie din 1795 demonstrează perfect utilizarea unei singure diferențe pentru a comunica toate informațiile. Telegraful cu diafragmă a Lordului George Murray a fost răspunsul Marii Britanii la amenințarea lui Bonaparte la adresa Angliei. Era compus din șase diafragme rotative care aveau două poziții, închis și deschis. Fiecare diafragmă poate fi privită ca o singură diferență. Cu șase diafragme avem șase întrebări, deschise sau închise, obținând doi la puterea a șasea, sau 64 de diferențe, suficiente pentru toate literele, cifrele și multe altele. Fiecare observare a telegrafului cu diafragmă poate fi considerată ca și observarea uneia dintre cele 64 de drumuri distincte într-un arbore de decizie. Folosind un telescop, devenise posibilă trimiterea informațiilor la o distanță considerabilă între punctele de comunicare. Cu toate acestea, o observație din 1820 a condus la o tehnologie revoluționară, care a schimbat pentru totdeauna distanța pe care aceste diferențe o puteau parcurge. Acest lucru a condus către noi idei care ne-au deschis căile către era informației.