教育智慧从古⾄今⽂明通信的信息史诗
从“鸿雁托书”
到“信息⾼速”
跨越千年的通讯史诗
也伴随着⼈类⽂明的进步
从“狼烟四起”
到“⽇⾏万⾥”
⼈类⽂明的繁荣
离不开信息⾰命的伟⼤历程
请随君君回到
那个“遥寄⼀枝春”的遥远时代
随着通讯的进步，慢慢⾛来
01
古代通信——关⼭难越，锦书难托
早在语⾔诞⽣之时，我们充满智慧的先祖就开始思考通讯的⽅式。他们的努⼒正是⼈类向往交流的证明。
烽⽕篇
烽⽕这⼀通讯⽅式始于商周，直到明清时期才被弃⽤，其⽣命周期长达⼏千年之久，在此期间，汉代的烽⽕组织规模最为庞⼤。“⽩⽇登⼭望烽⽕，黄昏饮马傍交河。”古时的烽⽕⼀般都⽤于战时的汇报战情战况，所以⼀般建⽴在边防军事要塞或交通要冲的⾼处位置，每隔固定的⼀定距离建筑⼀个⾼台，俗称烽⽕台，亦称烽燧、墩堠、烟墩等。当有敌⼈⼊侵时，⾼台上守护的驻军便采取相应的措施来应对，⽩天燃烧柴草以“燔烟”报警，夜间燃烧薪柴以“举烽”(⽕光)报警。⼀台燃起烽烟，邻台见之也相继举⽕，逐台传递，须臾千⾥，以达到报告敌情、调兵遣将、求得援兵、克敌制胜的⽬的。但这种⽅法也有⼀定的缺点，⽐如传递消息过于单⼀。但不可否认，烽⽕传烟⼏乎是古代最为快速的通讯⽅式之⼀了。
飞鸽篇
飞鸽也就是我们所说的信鸽，所谓的飞鸽传书就是古⼈利⽤飞鸽识主和恋家的特点，再加上信鸽超长的飞⾏能⼒和惊⼈的记忆⼒，从⽽把⼀些重要的信件或情报绑在鸽⼦腿上，让信鸽来互相传递的⼀种便捷通讯⽅式。与飞鸽⼀样，鸿雁等动物传信的⽅式也与之类似。“蓬⼭此去⽆多路，青鸟殷勤为探看”。据《⼭海经》记载：西王母的⾝边有三只青鸟，它们能够飞越千⼭万⽔传递信息，给⼈间播撒幸福和快乐。⽽《汉书》中记载“使者谓单于，⾔天⼦射上林中，得雁，⾜有系帛书，⾔武等在某泽中”，是说苏武将书信系在鸿雁脚上，将信息传到了南边的汉朝。后世也⽤鸿雁来指代书信。
风筝篇
有⼈或许会想，风筝不是⽤来娱乐的吗？怎么还能作为通讯⽅式呢？其实风筝最开始就是⽤来作为军事上的通讯⼿段，直到唐代以后，他才逐渐成为⼀种民间流传的娱乐的玩具。据说当年，刘邦和项⽻垓下之战时，韩信向汉王刘邦建议⽤绢帛⽵⽊制作⼤型风筝，并在上⾯装上⽵哨，发出呜呜的声响，配合歌声产⽣四⾯楚歌的效果，从⽽⽡解楚军⼠⽓，赢得战⼠的胜利。
驿卒篇
驿卒是古代传递政府公⽂的⼈，⼀般⼜称为“邮⼦”、“驿夫”，也就是现代的邮差。⼤约起源于西周。⼀旦遇上公⽂上
有“马上飞递”字样时，就是⼋百⾥加急⽂书，这个是必须要⾼度重视的，驿卒要骑快马，以每天四百到⼋百⾥的速度进⾏传递，保证急件安全快速到达⽬的地。唐朝时“⼀驿过⼀驿，驿骑如星流”，到清代驿站制度更加完备，全国驿、站、塘、台计为1785处，驿道四通⼋达，从京师通到各边远地区。驿卒也为古代通讯事业发挥了不可替代的作⽤。在现在的许多影视剧中，经常可以看到驿卒驿站的出现。然⽽，即使是这种在现代看来⽆⽐缓慢的通讯⽅式，也往往只有帝王将相能够享⽤，“⼀骑红尘妃⼦笑”说的便是千⾥送荔枝的故事，⽽对于⼀般百姓，也只有在旅⼈经过的时候，顺便将书信交托给他了。
02
近代通讯——磁感应到埃尼阿克
⼈类的通讯经历了漫长的历史，逐渐离烽⽕与信件这些传统的通讯⽅式⽽去，转⽽拥抱新兴的电磁技术。19世纪初，经过奥斯特、法拉第等卓越科学家的不断探索，⼈类逐渐领会电与磁的奥秘。见证了电动机和发电机发明的⼈们还不知道，电与磁将会为他们的信息传播提供崭新的媒介。
1832年，画家莫尔斯受到电磁感应现象的启发，决⼼要发明⼀种“以电传信”的⽅式——电报。他在1753年先⼈提供
的“静电电报机”的基础之上构想了⾃⼰的电报机体系，并且发明了“莫尔斯电码”⽤来在输送电报的过程中
代替26个英⽂字母。莫尔斯在巴尔的摩和华盛顿之间架设⼀条长约64公⾥的线路。1844年5⽉24⽇，莫尔斯坐在华盛顿联邦最⾼法院会议厅中，向40英⾥以外的巴尔的摩城发出了历史上第⼀份长途电报：“上帝创造了何等奇迹！”
⼈类的通讯⽅式因有线电报的发明⽽得到改写。在此之前，我们从未想到可以⽤除话语、⽂字和图像以外的⽅式交流。
但是，⽐起⽤电报进⾏交流，⼈们更希望可以采⽤⼀种更有“温度”的交流⽅式。1875年，贝尔利⽤电磁原理发明的电话可以满⾜⼈们这样的需求。电话给⼈们提供了远程对谈的机会，信息的载体由冰冷的电流变为亲切的声⾳，这使⼈们的通讯更有温度，给⾝处不同⽅位的⼼灵提供了亲近的机会。
1894年，赫兹通过实验证明了电磁波的存在。这启发了意⼤利⼈马可尼，他在1896年实现了⼈类历史上⾸次⽆线电通信。
在19世纪与20世纪间，还涌现了很多通讯⽅式，⽐如传真，它们都为⼈类通讯提供了良好的媒介，让不同形式的信息得以传递。
步⼊20世纪，在通信领域⾸先要提及的⼀⼤飞跃便是收⾳机与⼴播的发明。1906年，⼈们第⼀次⽤费森登的⽅法从马萨诸塞州海岸发送出⽆线电波信号，收⾳机收到了⾳乐。从此之后，⽆线电⼴播正式诞⽣。
从此，⼈类的通讯技术突飞猛进：电视⼴播、雷达与微波通信系统、第⼀台电⼦计算机“埃尼阿克”……我们这样⼀路⾛来，⼀路⾛⾄如今移动通信和全球互联的时代。
03
信息时代——那⼀刻，它成为了光
“有部⼤哥⼤，⾛遍天下都不怕”，这句上世纪⼋九⼗年代的流⾏语，体现出在当年的中国，⼀部“⼤哥⼤”——第⼀代便携式⽆线⼿机，不只是财富的象征，更是⾝份地位的象征。现如今，⼿机不断⼩型化，智能化，拥有⼿机不再是部分⼈的特权，每⼀个⼈，都可以随时随地享受智能⼿机带来的便利。这⼀切的⼀切，都依赖于技术的发展⾰新，现在，就让我来带领⼤家回望从1G到5G，移动通信技术的发展之路。
相较于有线通信，移动通信的特点有⼆：⽆线和移动。⽆线意味着信道是⼴阔空间中的电磁波，⽆线信道的随机性和时变特性给移动通信带来了巨⼤的挑战。移动代表着⽤户的位置会不断变化，要求移动电话⽹络能够对⽤户实现动态寻址。这些都是移动通信发展过程中需要解决的难题。
1G时代——移动通信技术的开端
⾹港警匪⽚中，资格更⽼或势⼒更⼤的⼤头头则称“⼤哥⼤”。他们经常是以⼿握⼿提式⽆线电话机的形
象出现的，因此⼈们便把这种电话称作“⼤哥⼤”了。
1980年后，⼤哥⼤逐渐⾛⼊了⼈们的⽣活。⼈们开始使⽤它，进⾏远距离通信。
1G使⽤的是模拟通信技术，保密性差，容量低，通话质量也不⾏，信号不稳定，呼唤着新技术的诞⽣。80年代后期，随着⼤规模集成电路、微处理器与数字信号技术的⽇趋成熟，⼈们开始研究模拟通信向数字通信的转型。
2G到4G——更稳，更快，更⼴
于是，很快，我们就迎来了2G时代。
1G的技术核⼼是FDMA（频分多址）。顾名思义，就是不同的⽤户使⽤不同频率的信道，以此来实现通信。
2G的技术核⼼是是TDMA（时分多址）。其特点是将⼀个信道平均分给⼋个通话者，⼀次只能⼀个⼈讲话、每个⼈轮流⽤1/8的信道时间——把时间拆分，然后⼤家⼀起共享它。
2G以数字语⾳传输技术为核⼼，克服了1G的⼀些不⾜，话⾳质量、保密性能得到⼤的提⾼，但带宽受限，⽆法实现移动的多媒体业务，不⽀持全球漫游，⽆法直接传送电⼦邮件、软件等信息。
到20世纪90年代后期，2G市场变得更加成熟和饱和。激烈的竞争导致了移动服务提供商的收⼊降低，服务提供商认为移动增长的未来主要在于通过互联⽹提供多媒体服务，3G技术应运⽽⽣。3G⽹络的速率相⽐2.5G，有了⼤幅的提升，达到了14.4Mbps（WCDMA理论下⾏速率）。已经可以满⾜基本的多媒体业务需求。
2007年，苹果公司的乔布斯在发布会上⽯破天惊般地推出了iPhone。以iPhone为代表的智能⼿机，从此彻底改变了我们的⽣活。但移动市场即使在3G时代也与计算机⾏业分离。⼈们使⽤计算机访问互联⽹和移动设备，进⾏语⾳和简单数据服务。
随着互联⽹的普及和在线内容越来越流⾏，很多服务可以通过适当的技术提供给移动设备。4G技术的重点是增加数据和语⾳容量并提⾼整体体验质量。⽹速的提升，使很多之前不可能实现的构想得到了实现。如果说3G是⽂字时代，那么4G就是视频时代。
4G时代，⼈们可以随时随地与亲友进⾏⾼清不卡顿的视频通话；⼿机视频应⽤蓬勃发展，⼤家开始习惯⽤⼿机追剧看电影，抖⾳快⼿等短视频软件开始崛起；上⽹资费⼤⼤降低，之前的视频点开不是⾃动播放，现在可以⾃动播放了；⽹课等在线教育⽅式进⼊⼤众视野，甚⾄在疫情时代成为居家教育的解决⽅式……
与此同时，家电智能化，可以⽤⼿机软件控制家中家电的开关使⽤；⼿机定位更加精准，⼿机地图软件
的精准导航⼤⼤⽅便了⼈们的⽣活；汽车智能化，物流运输更加智能；新媒体逐步取代传统媒体成为⼈们阅读新闻的主要渠道，纸媒市场进⼀步萎缩……⽐起前⼏代技术主要专注于通话⽅⾯的提升，4G改变了⼈们⽣活的⽅⽅⾯⾯。
享受利好的同时，⽹络时代带来的问题，如⼤众阅读⾛向碎⽚化、粗浅化；“流量为王”时代下资本、利益与道德的割裂；⼈⼈发声，⽹络环境下⼈的分裂与对⽴；内容精准投放带来的“信息孤岛”……都值得⾝处这⼀时代的我们反思、警醒。
从1G到4G，从⽤户的⾓度来说，1G出现了移动通话，2G普及了移动通话，2.5G实现了移动上⽹，3G实现了更快速率的上⽹，4G实现了更更快速率的上⽹，并基本满⾜了⼈们所有的互联⽹需求。
从运营商和移动通信⽹络本⾝的⾓度来说，从1G到4G，就是模拟到数字，频分到时分到码分到综合，低频到⾼频，低速到⾼速。系统的容量不断提升，安全性和稳定性也不断提升，成本在不断下降。最终，让通信从少数⼈的特权变成了古代传递信息的方式
速到⾼速。系统的容量不断提升，安全性和稳定性也不断提升，成本在不断下降。最终，让通信从少数⼈的特权变成了所有⼈的福祉。
5G——是技术⾰命？还是另⼀个4G
5G的⼀个重要特点，是电磁波频率的升⾼。
众所周知，频率越⾼，能使⽤的频率资源越丰富。频率资源越丰富，能实现的传输速率也就越⾼。
根据中学物理的经典公式，频率越⾼，波长越短，根据5G所使⽤的频段，5G传输所使⽤的波长将以毫⽶为单位。这就是5G的⼀个重要特点——毫⽶波。
⾼频率带来了⾼速度，但问题随之⽽来。波长越短，越趋近于直线传播，绕射能⼒也越差。频率越⾼，在传播介质中的衰减也越⼤。这使传输距离⼤幅缩短，覆盖能⼒⼤幅减弱。所以， 5G需要远远多于4G的数量，⽽这就象征着庞⼤的成本。
解决的⽅法，就是将微型化，建成“微”。相较于郊区常见的⾼⾼耸⽴的宏，微将所有的设备浓缩在⼀个⽐较⼩的机箱内，功率更低，仅覆盖⼀⼩⽚区域。
微技术现在就已经有应⽤，到了5G时代，微将会更多，⼏乎随处可见，以保障5G信号的覆盖。
⼤家有没有发现，随着⼿机技术的⾰新，⼿机上的天线越来越短，到了智能⼿机时代，甚⾄不见了？
那是因为根据天线特性，天线长度应与波长成正⽐，通信频率不断增加，波长越来越短，天线也就越来越短。越来越短的天线最后可以塞进⼿机⾥，⾃然也就看不到了。
5G的毫⽶波也更是如此，这促成了5G的另⼀核⼼技术——Ｍassive MIMO（多天线技术）。
MIMO就是“多进多出”（Multiple-Input Multiple-Output），多根天线发送，多根天线接收。
以前的，天线就只有长长的⼏根，⽽现在的，天线已经不能按根来算了——⽆数根短天线密集地排列在⼀起，形成“天线阵列”，使信息的传递更加集中和⾼效。
不仅如此，5G的“波束赋形”技术，⼤⼤减少了信息传递途中能量和资源的浪费。在4G时代，发射的信号遍及四周，也造成绝⼤多数没有被接收的信号被⽩⽩浪费。⽽波束赋形技术，通过对射频信号相位的控制，使信号精准指向它所服务的⼿机，且能根据⼿机的移动⽽转变⽅向。这样，由全向信号覆盖转向精准化服务，极⼤提⾼了的服务容量。
然⽽，尽管5G代表着通讯技术发展的潮流，⼀些质疑的声⾳仍然此起彼伏。⼀种观点认为5G带来的庞⼤带宽没有⾜够的应⽤⽀撑，对普通⼈来说体验⽐成熟的4G提⾼不⼤，却会带来更⾼的费⽤。另⼀种观点则与4G时代相似，认为更快的信息传送将进⼀步挤占⼈们的碎⽚化时间，使得时代的主题⾛向泛娱乐化。他们的担忧并⾮没有道理。不过，尽管在家⽤领域⽬前还不够普及，5G技术已经在⾃动驾驶等许多新兴领域，展现⾃⼰的价值。
那么，5G会对我们的⽣活带来怎样的变化呢？
第⼀，VR、AR得到⼴泛应⽤，虚拟现实技术⾛进我们的⽣活。点开⽹店页⾯，你也许会体验根据个⼈数据模拟试穿效果的虚拟试⾐间；VR游戏等娱乐产业也许会得到突破性的发展。
第⼆，5G的速度满⾜了城市和⾼速公路上⽆⼈驾驶，远程驾驶等应⽤的要求，交通⽅式可能产⽣发⽣巨⼤改变。
第三，⼯业⽅⾯的智能制造、智慧能源，给能源分配、可再⽣能源的应⽤提供更好的解决⽅案。
第四，⽆线医疗等⽣活服务成为可能，你也许能在家享受远程诊断，远程健康监测，甚⾄远程⼿术等专业医疗服务。
第五，社交娱乐⽅式产⽣新⽅式，超⾼清、全景直播也将普及。
第五，社交娱乐⽅式产⽣新⽅式，超⾼清、全景直播也将普及。
从⽆线电通讯，到1G再到4G，通信⾏业⼀直处在欧美国家领跑的时代，⽽5G时代，中国企业的实⼒逐渐得到了世界的认同，这也体现了我国在通信⾏业从跟跑到领跑，取得的长⾜进展。⽆论你同意与否，5G时代即将到来。
“故园东望路漫漫，双袖龙钟泪不⼲。
马上相逢⽆纸笔，凭君传语报平安。”
从千百年前的传语平安
到今天的万⾥侧畔
我们⾛过那段“时间还很慢”的悠悠时代
回到⽇新⽉异的信息世界
拨开千年的云雾
涌现出的是⼈类智慧的光芒
和追求真理的伟岸信念
互动编辑：赵亮
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