世界当代科技史-第15章
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思维，不能独立工作。
英国、法国、原联邦德国和原苏联等国也纷纷制订计划，开展对第五代
计算机的研究，并取得了一定进展。
中国也在积极致力于第五代电子计算机的研究开发，而且获得了可喜的
成就。1988年8月，中国山西电子工业研究所和北京航空航天大学联合研制
出一台CLM—Ⅰ型智能性计算机。这是中国在第五代智能电子计算机研究方
面的第一个重要成果。此外，西安交通大学的郑守琪教授和同事们，经过5
年艰苦的研究，也于1989年5月成功地研制出一台智能性电子计算机。“八
六三”计划自1987年实施以来，在通用图像处理环境、图形编辑与拼接软件、
语言信号快速处理、单呼语音识别、汉字识别等方面，也都取得了阶段性成
果。
目前，开发第五代电子计算机的全球竞赛正在激烈进行。虽然它尚在孕
育之中，但它的呱呱坠地已是翘首可待了。
光计算机是目前正在极力追求的另一个颇有希望的目标。它由光信号控
制数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理。理论上，光计算机的运算速度可
达每秒1万亿次，存贮容量比目前使用的大几万亿倍。而且光器件耗能非常
低。1990年，贝尔电话公司美国实验室研制成世界上第一台光子信息处理
机。其光子元件的交换速度为每秒1亿次。
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80年代末，超导技术取得重大突破。90年代伊始，美国就研制出了超导
半导体。这使得超导计算机的产生成为可能。它将以速度极快、功耗极小等
突出优点，成为下一世纪计算机的佼佼者。
从本世纪70年代开始，人们对生物计算机展开了研究。它将具有超过电
子计算机和光计算机的优异性能。可以预见，未来的计算机将更加多姿多彩。
目前，在拓宽计算机应用领域方面，多媒体技术正在兴起。它把文字、
数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体由计算机来处理。计算
机、数据库、家用电器和通信设备组成一个完整的网络，各种信息可以四通
八达。多媒体系统的建立将使信息技术发展到一个新阶段，对人类社会产生
重大影响。到那时，可视电话进入家庭，你可以看到远在大洋彼岸的亲人的
音容笑貌；职员可以坐在家里上班；农民可以坐在家里种田；学生不出家门
就可以上课，而且可以与老师通过电视互相问答。多媒体技术已经成为各国
竞争的一个目标。国际上提出一个口号：“多媒体技术——下一代的浪潮”！
美国于1993年提出了所谓的“信息高速公路计划”，并已开始实施。日本利
用其光纤通信的先进技术，在发展多媒体系统上紧追美国其后。欧洲各国、
韩国、台湾等国家和地区也都纷纷制定各自的“信息高速公路计划”。围绕
多媒体技术的全球竞争正逐步展开。中国也正在积极投入到市场竞争中。
3。通信技术的发展
通信网络是人类社会的神经系统。当代通信技术取得的惊人进步，是以
往任何时代无法相比的。60年代中期，卫星通信迅速崛起。70年代后期，光
纤通信开始出现。80年代，数字通信系统进入实用阶段。各种先进通信手段
的广泛应用，使今天的地球变小了，使世界上相隔的人们有了更紧密的联系。
（1）卫星通信
1957年，世界上第一颗人造地球卫星发射成功，开拓了人类利用卫星通
信的新时期。
早在1945年，英国的科学幻想小说家克拉克（1917—）就曾提出了卫星
通信的设想。他在英国《世界无线电》杂志上发表了“地球外的中继”的论
文。文章指出，用地球同步卫星作中继站，就可以转送地球上通信站发送的
微波通信信息和电视信息；如果在赤道上空的静止轨道上相距 120°设置3
颗卫星，就可以建成覆盖全球的卫星通信网。当时，克拉克所说的纯属一种
大胆的幻想。但不到20年，这一幻想竟变成了现实。克拉克具有惊人的预见。
他于1959年预言人类将在1969年6月前后首次登月，结果真的如他所料。
从克拉克提出卫星通信设想到现在，卫星通信经历了两个阶段：1945—
1965为卫星通信实验阶段；1965年，以后卫星通信进入了实用阶段。
1958年12月，美国发射了第一颗军用通信卫星“斯柯尔号”。它是单
向传输延迟通信卫星，上面带有一盘录音磁带，录制了美国总统的圣诞贺词。
由地面发出信号触发号，卫星就向地球播放了录音。1960年8月，美国发射
了“回声1号”人造卫星。它是用聚酯材料制成的一个直径30米的大气球。
表面涂以金属薄层，可将地面发射的微波信号反射回大地。它是无源通信卫
星，通信容量仅为1路双向电话，而且需要大功率的地面发射机和高灵敏度
的接收机，但收到的信号仍十分微弱。因此，各国以后基本上不再采用无源
通信卫星系统了。1962年7月，美国发射了“电星1号”人造卫星。它是历
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史上第一颗有源通信卫星，携带3600个太阳能电池和无线电转发器等电子设
备，能够接收地球发来的信号，经中继放大，再返回地球。通过“电星1号”
的转播，人类首次将电视广播节目送过了大西洋，实现了17年前克拉克提出
的“地球外中继”的设想。但是“电星1号”还不能与地球保持同步，而同
步地球卫星的发射是建立全球性卫星通信系统的首要条件。1963—1964年，
美国发射了3颗试验性的地球同步卫星，其中1964年10月发射的“辛康3
号”获得完全成功。它重39公斤，装有两部转发器，可各通一路电视。它在
太平洋上空同步静止轨道成功地定位，并向美国转播了在日本举行的奥运会
实况。“辛康3号”发射成功的第二天，以美国通信卫星公司为首、11个国
家参加的“国际通信卫星组织”成立。1965年，“国际通信卫星组织”共同
投资，发射了“晨鸟”通信卫星。与此同时，原苏联也发射了它的第一颗“闪
电Ⅰ型”实用通信卫星。它的轨道是奇特的高椭圆轨道，周期为12小时，每
天两次飞经原苏联本土上空，覆盖其境内时间达15小时。几颗这样的卫星顺
序飞行，可提供24小时连续通信。1974年7月，原苏联发射了第一颗正式
的地球同步轨道卫星。
“晨鸟”通信卫星的发射使用，标志着通信卫星从试验阶段进入了实用
阶段。到1980年底，国际通信卫星已发展到第五代，通信容量由1965年的
240话路增至12000话路。同时，通信卫星的寿命增长，租用一条线路的价
格更为便宜。
由于卫星通信系统具有容量大、覆盖面广、通信距离远等优点，所以其
发展非常迅速，应用范围日益广泛。卫星通信一出现就被用于军事。在 80
年代初，美国提出的“星球大战计划”中，通信卫星与其他卫星扮演着十分
重要的角色。在幅员辽阔的国家，通信卫星被用作国内通信。1972年，加拿
大发射了“安烈克”号卫星，解决了国内地理隔绝地区的通信问题。70年代
后期，卫星教育逐渐兴起。印度尼西亚把一所大学的授课，经卫星转播给另
外10所大学；学生还可以通过返回的电话信道经卫星发问。1983年10月，
商业卫星通信业务发展起来。它能承担各种数字通信业务，包括电话、电传、
高低速传真、高低速数据等。
中国于1984年发射了第一颗地球同步试验通信卫星，成为世界上第五个
发射通信卫星的国家。1986年2月，中国又发射了一颗实用的地球同步通信
卫星。到1991年，中国已发射了5颗通信卫星，有卫星转发器12个，其波
束已能覆盖全国。它们承担了电话、传真、电视、广播、数据通信、图像传
递等业务。许多部门都已建立起专业卫星通信网。
悄然兴起的甚小卫星数据站（VSAT），是80年代卫星通信方面颇具重要
意义的新成就。它是一种带有收发功能的小型卫星通信地球站。它的通信天
线口径小，只有1。2—1。8米；它设备紧凑、架设方便。用户利用VSAT可在
办公室内直接通过卫星线路与世界各地进行数据、话音、图文传真的高速传
输。90年代初，世界上已建立十几万个VSAT终端站。1992年，中国以话音
为主的VSAT系统也已投入运行。
卫星通信已成为当代通信技术中最重要的途径之一。目前，70％以上的
国际长途电话是由同步卫星传送的，全部国际电视节目是通过地球同步卫星
转播的。卫星通信仍在不断发展，应用更加广泛。一种经卫星传播的电视电
话会议网络已开始萌芽，预计到2000年将被普遍应用，成为国际卫星通信系
统一种重要的通信业务。
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（2）光纤通信
光通信历史久远。中国古代很早就使用烽火报警。西周时期的“烽火戏
诸侯”就是一个非常著名的历史典故。公元前490年，古希腊人曾用盾牌反
射日光进行光通信，并曾用火光接力的办法传递胜利的消息。
近代以来，人们对光通信进行了许多研究。贝尔 （1847—1922）在发明
电话后4年，于1880年又发明了光电话。此后，光电话又有所发展。但光通
信远没有无线电通信发展迅速。其原因在于：1。没有找到象无线电波那样的
相干光频电磁波；2。光波在大气中传播易受气候影响。
本世纪60—70年代，激光和光导纤维相继出现，使上述两个关键技术问
题迎刃而解。激光以其独特的良好性能，成为运载信息的理想工具。光导纤
维则为光传播提供了适宜的通路。
激光刚一诞生，人们立即用它进行无线电通信试验，但结果并不如意。
于是人们转向光的有线通信研究。
早在1854年，英国的丁铎尔（1820—1893）就提出，利用光的全反射原
理可以进行光的传输。1927年，英国的贝尔德提出了用石英纤维作摄像传递
装置的专利。1930年，德国人兰姆发现光可沿着透明弯曲的石英纤维传输。
这为以后的光导纤维传输激光提供了依据。但由于技术水平所限，这一阶段
的光导纤维传输光的性能很差，光在其中衰减很快，传不了几米。
1951年，英国的霍布金斯等人利用柔性玻璃纤维，制成了医用纤维内窥
镜。它可以把人体内部的信息通过玻璃纤维送到体外。这在光纤通信方面前
进了一步。
在光纤通信发展中做出卓越贡献的是英籍华人高锟博士。从 1963年开
始，经过三年探索，他和同事霍克亥姆共同发表了“光波介质表面波导”的
论文，指出光信号在玻璃纤维中损耗太大的原因在于其中含有过量的金属离
子。他们认为，通过减少金属离子的含量并改进拉丝工艺提高材料均匀性，
是可以用光纤进行激光通信的。这一思想对以后光纤通信的实现产生了重要
影响。为此高锟获得了1979年度的国际伊利申通信奖。
1970年，美国康宁公司的莫若利用高强度的二氧化硅材料研制出衰减为
每公里20分贝的光纤，使光纤技术有重大突破，接近了实用阶段。恰好在这
一年，适用光纤通信的光源半导体激光器问世。这两项技术的进展对光纤通
信的实现具有决定性意义。此后，光纤技术迅速发展，1972年达到每公里衰
减4分贝，1976年则为每公里0。47分贝。
1975年，美国贝尔实验室的莱因哈特和洛根发明了加工处理光信号的集
成光路，使光纤通信向实用迈进了一步。
1976年，世界上首次光缆通信试验在美国亚特兰大城获得成功。其传输
距离达10公里，可进行672路电话同时通话。1977年，日本进行了60公里
光纤通信试验，每8公里设一个中继站。这次试验用的是8根光纤制成的光
缆，每根光纤可通480路电话。1979年，法国光缆电视试验成功。同年，欧
洲第一条光缆线路在原联邦德国开通，通信距离为15。4公里。1980年2月，
英国在苏格兰西海岸波因湖中铺设了长9。5公里的海底光缆试验系统。光缆
由6根光纤组成，总容量为6000话路。
80年代开始，光纤通信进入了实用阶段。1982年，英国的3600公里多
模光纤线路全部开通营业。1983年，美国在东西岸各铺设了一条光纤通信线
路。1984年，日本建立了北海道札幌—九洲福岗的光纤通信干线。当今世界
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上，日本的光纤通信研究和生产技术最为先进。90年代初，国际上出现的综
合服务数字网，能通过光纤为用户提供传真、数据通信等各种媒体的综合通
信服务。
中国于1972年开始研究光纤通信技术。1976年，研制成低损耗多模光
纤。1978年，在上海铺设了一条1。8公里的光纤通信线路。从1986年开始，
铺设了北京—天津—沈阳—哈尔滨全长1500公里的光纤通信线路，同时还铺
设了南京—汉口—重庆全长2500公里的光纤通信线路。到90年代初，中国
建成的光纤通信线路已达到1万多公里。
光纤通信从诞生至今，已经向第三代光纤通信系统发展。第一代是由短
波长（0。8—0。9微米）光源和石英多模光纤组成的光纤通信系统，已经进入
成熟阶段，中小容量、中短距离光纤通信系统已得到广泛应用。第二代光纤
通信系统以长波长（1。3—1。5微米）光源和单模光纤为代表。1985年，第二
代光纤通信的研究已基本结束，其技术开始成熟，并已在中等距离的通信线
路上使用。目前第三代光纤通信系统成为研究热点。它以超长波长 （2微米
以上）和外差光纤通信系统为代表，具有很大容量，传输距离可达数千公里，
能用于洲际通信。目前第三代光纤通信系统发展非常迅速。
（3）数字通信和移动通信
数字通信是由通信技术与计算机技术结合而形成的一种新的通信方法。
它将所传送的信息以数字来表示，可以进行数据库信息资源的远程共享和信
息的远程处理。
60年代以来，半导体器件和大规模集成电路的飞速发展，数—模、模—
数转换器和电子计算机的成本大大降低，使得发展数字通信的技术条件逐渐
完备。70年代以后，光纤通信的诞生，微电子技术突飞猛进，促进了数字通
信的加速发展。80年代初，数字通信已进入了商用阶段。
1965年，世界上第一部用电子计算机控制的电话交换机研制成功。它利
用预先编制的程序来控制电话的交换接续。这就是“存贮器程序控制”，简
称程控。程控交换不仅可用于电话，也可以用于传真等非话通信。70年代，
数字程
