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摩尔斯:上帝创造了何等奇迹

时间:2015-06-05  来源:中国科学报  

    1774年,一个瑞典发明家发明了一种装置,装置中每根电线代表一个字母。当电流从代表某个字母的电线流过,它会给与之相连的一个小球充电,而后者随后会敲响一个小铃,发出与这个字母相应的音符。

  这个装置很难在实践中得到真正的应用,直到70年之后,一个失意的美国画家才真正创造出能够实际应用的高效的信息传递系统——电报机。

  他就是萨缪尔·摩尔斯。摩尔斯原本是一位肖像画艺术家。1825年,当他在华盛顿画肖像时,他的妻子刚生完第四个孩子。经过6天6夜的颠簸,摩尔斯原本想着给妻子一个拥抱,却不料妻子已经去世。而几天前,他刚收到父亲的来信:“你亲爱的妻子正在康复。”这一场因为信息滞后造成的悲剧在摩尔斯心中留下了永久的烙印,也成为他日后研究电报的根源。

  1832年,摩尔斯乘坐“萨利”号游船时结识了查尔斯·约翰逊,约翰逊对电磁学颇有研究。在和约翰逊的一番交流后,摩尔斯仿佛发现了一个全新的世界:“电的传递速度那么快,能够在一瞬间传到千里之外,加上电磁铁在有电和没电时能作出不同的反应。利用它的这种特性不就可以传递信息了吗?”于是,这位41岁的画家毅然决定放弃绘画事业,转而投身到“用电传信”的研究中。

  于是,摩尔斯的工作室里不再仅有他的绘画作品,更出现了许多电报机的制作设备:一台车床、一堆乱糟糟的铁棒、线卷、卷纸、蓄电池组和化学试剂瓶子。

  在摩尔斯投身电报研究的过程中,约瑟夫·亨利给予了他莫大的支持。事实上,在“用电传信”的研究中,亨利远远走在摩尔斯之前。1831年,当摩尔斯还只能在马蹄形软铁棒上简单缠绕电线时,亨利就已经精确运行了电报机的响铃,实现了电磁电报机的首次运转。但亨利是一名纯粹的科学工作者,他毫无将自己的研究转化成商业工具的想法。

  如文章开头所提及的,在摩尔斯之前的科学家,往往是为表达26个字母而设计了极为复杂的设备,而复杂的设备制作起来谈何容易。他意识到,必须把26个字母的信息传递方法加以简化,这样电报机的结构才会简单一些。

  “用什么符号代替26个英文字母呢?”摩尔斯苦苦思索。他画了许多符号:点、横线、曲线、正方形、三角形。最后,他决定用点、横线和空白承担起发报机的信息传递任务。他为每一个英文字母和阿拉伯数字设计出代表符号,由不同的点、横线和空白组成。这就是电信史上最早的编码——“摩尔斯电码”。

  有了电码,摩尔斯马上着手研制电报机。他在生活窘迫的状态下进行着研制工作。终于在1837年摩尔斯制造出了一台电报机。这台电报机的发报装置很简单,由电键和一组电池组成。按下电键,便有电流通过。按的时间短促表示点信号,按的时间长些表示横线信号。它的收报机装置较复杂,由一只电磁铁及有关附件组成。当有电流通过时,电磁铁便产生磁性,这样由电磁铁控制的笔也就在纸上记录下点或横线。

  当时这台发报机的有效工作距离为500米。之后,摩尔斯又对这台电报机进行了改进。

   为检验电报机在实践中的表现,摩尔斯计划在华盛顿与巴尔的摩两个城市之间,架设一条长约64公里的线路。他请求美国国会资助3万美元,作为实验经费。国会经过长时间的激烈辩论,终于通过了资助摩尔斯实验的议案。1844年,电报线路终于建成了。

  1844年5月24日,摩尔斯坐在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅中,用激动得颤抖的手,向巴尔的摩城发出了人类历史上的第一份电报:“上帝创造了何等奇迹!” 

    此后,摩尔斯的电报机经过许多改进,被迅速推广应用。从此以后,战争、商谈、海航等各种消息都通过电报而得到迅速地传递。电报的发明,开始了用电作为信息载体的历史。通过对电报、无线电通信的深入研究,人类开始了通信历史上一次次巨大的飞跃。

  然而,面对荣誉和财富,摩尔斯一度变得自私而冷漠。1845年,摩尔斯竟允许出版一本蔑视约瑟夫·亨利贡献的书。作为回应,亨利说:“在电学、磁学以及电磁学方面,摩尔斯没有作出可应用于电报机发明的唯一独到的发现。我一直认为他的功绩在于,把其他人在特殊装置发明中发现的东西进行结合和应用,并加速了电报机的推广。”

  这一说法激怒了摩尔斯。即使过了十年之后,摩尔斯依然认为他不会“因任何有关电报机的科学发现”让亨利受惠。


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