Những hệ thống truyền tin cận đại
Tất cả những điều đó được bắt đầu từ một thí nghiệm về điện thực hiện ở Paris bởi giáo sĩ, nhà vật lý học người Pháp Jean-Antoine Nollet. Ông bố trí 200 thầy tu xếp thành một hàng, mỗi người nối với người tiếp theo bằng một sợi dây truyền được điện. Nollet đứng ở điểm bắt đầu của hàng người với một bình Leyden (một thiết bị lưu trữ điện). Ông nối bình vào sợi dây truyền điện. Và trước sự bất ngờ của những người chứng kiến, cả 200 thầy tu bị điện giật gần như cùng một lúc.
Theo Primal Space, thí nghiệm ấy đã chứng minh tốc độ truyền dẫn cực nhanh, gần như tức thời của dòng điện. Sau này, khi khoa học phát triển hơn, nhân loại biết được tốc độ dòng điện là khoảng 200.000 km/giây, trong khi đường kính Trái đất chỉ là hơn 12.000 km. Tốc độ ấy đồng nghĩa khả năng truyền đi ngay tức thời ở mọi điểm trên địa cầu của điện. Phát hiện ấy là một đột phá lớn ở thế kỷ 18. Thách thức và cũng là tham vọng lập tức xuất hiện: Nếu dòng điện có thể truyền đi với tốc độ ấy, có thể sử dụng nó làm phương tiện truyền tin ra khắp đất nước, thậm chí ra toàn thế giới không? Câu hỏi ấy là nền tảng cho những hệ thống truyền tin trong tương lai và cuối cùng sẽ dẫn tới sự ra đời của mạng internet.
Tuy nhiên, đó vẫn là câu chuyện của tương lai. Trở lại thế kỷ 18, người bưu tá vẫn cần cưỡi ngựa cả ngày để đưa một lá thư từ thành phố này tới thị trấn kia. Thư từ gửi từ châu Âu tới Bắc Mỹ có thể nhận hồi âm sau sáu tháng. Mọi thứ chỉ được cải thiện từng bước sau các phát hiện liên quan tới truyền điện.
Năm 1792, bước ngoặt tiếp theo đến bởi một người Pháp khác mang tên Claude Chappe. Ông phát minh ra hệ thống truyền tin bằng tháp. Mỗi đỉnh tháp gắn một cánh tay máy, có thể xếp thành những hình thù khác nhau, tương đương 92 tín hiệu khác nhau. Người điều khiển ở ngọn tháp tiếp theo chỉ cần sao chép thông điệp ấy, tiếp tục truyền tín hiệu đó tới tháp tiếp sau và xa hơn nữa. Đó là một hệ thống truyền tin có nhiều nét giống với phong hỏa đài nổi tiếng trong lịch sử Trung Quốc.
Hệ thống tín hiệu Chappe ưu việt và thành công đến mức nó được nhân rộng ra toàn nước Pháp, thậm chí sau này được Hoàng đế Napoleon I sử dụng trên toàn bộ đế chế của mình. Hệ thống này đã góp phần truyền tin thần tốc trong cuộc Cách mạng Pháp và còn tồn tại tới giữa thế kỷ 19. Một trong những thông điệp cuối cùng được hệ thống Chappe gửi đi là tin tức về trận Sevastopol vào năm 1855, vượt qua quãng đường bộ dài hơn 3.000 km để trở về Paris.
Tuy nhiên, hệ thống Chappe thực ra vẫn còn nhiều hạn chế. Việc xây dựng và vận hành nó quá tốn kém, mỗi tháp đều cần một tới hai người trực luân phiên, liên tục. Hệ thống cũng chỉ truyền được những thông điệp đơn giản và chúng có thể bị làm giả dễ dàng nếu có người mua chuộc nhân viên trực tháp. Chính phủ nhận ra rằng muốn có một hệ thống truyền tin chính xác, tốc độ cao, họ vẫn cần khoa học về dòng điện.
Đến đây, vấn đề trở lại với bình Leyden. Thiết bị này chỉ có khả năng truyền đi một dòng điện nhỏ, khó đi xa hơn vài dặm. Khó khăn này được giải quyết vào năm 1800 khi Alessandro Volta phát minh ra pin điện. Dòng điện lớn hơn cho phép máy truyền đi một tín hiệu mạnh, xa và ổn định. Ban đầu, người ta dùng 26 dây dẫn khác nhau, mỗi dây ứng với một chữ trong bảng chữ cái. Sau này, cách làm này phức tạp và quá tốn kém nên không còn được sử dụng.
Mã Morse và những đường cáp xuyên đại dương
Sau khi những cách truyền tin cổ điển không quá hiệu quả, người ta bắt đầu để ý tới các thông điệp được truyền đi bởi tiếng chuông nhà thờ. Số lần đánh chuông, tiếng chuông mạnh hoặc nhẹ, dài hoặc ngắn... đều thể hiện các thông điệp khác nhau. Lấy cảm hứng từ đó, nhà phát minh người Mỹ Samuel Morse đã sáng tạo hệ thống điện báo một dây. Năm 1837, ông dùng tên mình đặt cho nó, tạo nên một trong những hệ thống truyền tin nổi tiếng nhất lịch sử nhân loại: mã Morse.
Cũng trong thập niên 30 của thế kỷ đó, điện báo Cooke và Wheatstone được phát minh và sử dụng tại Anh. Sự vụ nổi tiếng nhất của hệ thống này là vụ bắt giữ John Tawell năm 1845. Tên này giết hại nhân tình và bỏ trốn lên tàu tới London. Nhưng nhờ có hệ thống điện báo, thông tin về kẻ sát nhân đã được chuyển tới London trước khi hắn có mặt, cho phép cảnh sát tại đây bắt Tawell ngay khi hắn xuống tàu.
Cả hệ thống mã Morse, Cooke và Wheatstone cùng được phát triển tại Mỹ và Anh, tạo điều kiện cho bước tiến tất yếu là một đường dây truyền tín hiệu xuyên Đại Tây Dương. Năm 1854, Công ty Điện báo Đại Tây Dương được thành lập với vai trò lớn của doanh nhân người Mỹ Cyrus West Field. Mục tiêu của họ là xây dựng một đường cáp dưới lòng đại dương, dài 2.000 km từ Newfoundland (cực đông Canada) tới đảo Valentia (Cộng hòa Ireland).
Trước đó, cả người Mỹ và Anh đều đã thành thạo việc xây cáp trên mặt đất. Nhưng một tuyến kết nối tương tự dưới đáy đại dương, có khả năng chịu được trọng lực và sự ăn mòn của nước biển, vững vàng trước những sinh vật kỳ lạ dưới biển sâu mà loài người còn chưa biết hết là thách thức hoàn toàn khác. Họ đã tạo ra một loại cáp được làm từ bảy sợi dây đồng xoắn lại với nhau, bọc ngoài bởi ba lớp cao su cách điện. Sợi cáp sau đó tiếp tục được bọc bằng gai dầu tẩm nhựa đường, quấn một lớp thép.
Không con tàu nào vào thời ấy chở được cuộn cáp này. Nên nó được chia đôi, cuộn lại, đặt vào những chiếc thùng khổng lồ bên trong hai tàu chiến. Ngày 29/7/1858, hai con tàu gặp nhau giữa Đại Tây Dương. Hai phần sợi cáp được nối liền tại đây, trước khi hai tàu chiến di chuyển về hai hướng ngược nhau, đồng thời từng bước thả sợi cáp xuống biển. Vài ngày sau, hai con tàu cập cảng, hoàn thành sứ mệnh thiết lập đường liên lạc trực tiếp đầu tiên trong lịch sử giữa Bắc Mỹ và châu Âu. Những thông điệp trước đây mất quãng thời gian hàng tuần giờ được truyền đi chỉ trong vài phút.
Đó là một cuộc cách mạng về liên lạc trong lịch sử nhân loại. Dù sứ mệnh mà Cyrus West Field khởi xướng thất bại không lâu sau đó vì hạn chế công nghệ của thời đại, các nỗ lực tiếp theo để hoàn thiện đường cáp xuyên đại dương đã lập tức được triển khai. Đến năm 1865 và 1866, tàu hơi nước lớn nhất thế giới thời ấy là SS Great Eastern đã hoàn thành sứ mạng dang dở trên. Với công nghệ tiên tiến hơn, nó đã thiết lập đường cáp bền vững dài hạn đầu tiên trong lịch sử nhân loại.
Trong khoảng 15 năm tiếp theo, những cuộn cáp dưới đáy biển đã trở nên phổ biến khắp thế giới, xuyên qua các đại dương, kết nối các châu lục, vươn tới những hòn đảo xa nhất, những vùng cực lạnh giá. Chỉ trong vài chục năm ngắn ngủi từ khi đường cáp xuyên biển đầu tiên được xây dựng, thế giới đã thật sự được kết nối theo cách chưa từng thấy.
Những tuyến cáp biển ấy cũng chính là nền tảng sẽ dẫn tới sự ra đời của một công nghệ còn mạnh mẽ hơn trong tương lai: Internet. Dù hình thức và sức mạnh kết nối là hoàn toàn khác biệt, cáp quang biển ngày nay về cơ bản vẫn áp dụng cùng một cách làm cũ với những tuyến cáp biển xưa từng được người Anh kéo qua Đại Tây Dương. Các thay đổi là công nghệ vật liệu, tốc độ truyền dẫn dữ liệu, dung lượng truyền tải và phương thức vận hành. Cáp biển hiện đại sử dụng những vi mạch công nghệ cao, nguyên liệu đất hiếm, có nhiều lớp bảo vệ hơn, truyền tải nhiều terabit dữ liệu chứ không chỉ là những dòng thông điệp ngắn như trong quá khứ.
Cáp quang biển hiện đại cũng được chôn ở độ sâu hơn, có thiết kế bền vững, tuổi thọ lâu dài hơn. Không quá khi nói những cuộn cáp xuyên đại dương đã và vẫn đang làm thay đổi thế giới tới ngày hôm nay.
MINH CHIẾN (Biên dịch)