- 你一定愛讀的世界科學故事
- 鄭士波 魏志敏
- 1813字
- 2020-07-08 14:46:55
莫爾斯發明有線電報
通訊,注定要伴隨人類始終。從古代的烽火臺到近代歐洲的“夏普通訊機”,再到后來的電解式電信機和磁針式電信機,信息傳輸速度愈來愈快,范圍也更廣。在通訊事業發展的進程中,具有革命意義的一步則是有線電報的產生。
有線電報的發明者莫爾斯與其同時代的科學家、發明家有很大不同。他不僅家境貧困,而且前半生從事的是與發明無關的美術,并且非常成功,從1826年起他擔任了16年的美國美術學會主席。可到了41歲那年,畫家莫爾斯迷上了發明。這其中還有一段故事。

他發明的有線電報使人類第一次遠距離通訊變得“近”了許多。
1832年10月1日,從法國勒阿弗爾港出發的“薩麗”號郵輪橫跨大西洋駛向紐約。這本是一次極平常的航行,誰也沒想到它會激發一項重大發明。航行中,一名叫作查爾斯·杰克遜的醫生晚飯后在餐桌上展示了一個實驗:他手上拿一塊馬蹄形的鐵條,上面整齊地纏繞著絕緣的銅導線,然后給導線通電,這時鐵條驟然產生了磁性。一下子將桌上的鐵餐具吸了過來,人們睜大眼睛,伸長脖子看著杰克遜手上充滿魔力的鐵條。這時,杰克遜忽地切斷電源,磁性頓消,人們吃驚不已,而他則略顯得意地說道:“先生們,這是一種無窮的力量。電流通過線圈時,就會產生磁性,而且無論線圈有多長,電線有多長,電流都會瞬間通過……”這時人群中的莫爾斯突然問道:“先生,那么電的速度到底有多快?”杰克遜一時語塞;“這個……反正是很快,瞬間通過!”“要是電能用來傳遞電磁信號該有多好!”莫爾斯默默地想。
說干就干,莫爾斯很快就找到物理學家亨利并拜他為師,學習電磁基礎知識。以前他從沒有接觸過,現在他已年過不惑,再從零開始,其難度可想而知。功夫不負有心人,一年以后他已熟練掌握電磁方面的基礎知識,著手研究電報。
經過夜以繼日地實驗、思考、總結,再實驗,莫爾斯發明了“繼電器”,其主體部分是一塊電磁鐵。他用電磁鐵做成電鈴,就可以把信號傳到更遠的地方。正當他準備把這一構思付諸實踐時,另一問題向他襲來:他為了做電報實驗花完了所有積蓄,而且幾乎荒廢了美術,沒有了收入,生計就成了問題。莫爾斯被迫重拾畫筆,為了衣食而作畫,但無論如何他也放不下自己的發明事業。

早期的發報機有五根針。后來庫克與惠斯通將它簡化為一根針,如圖所示。
在貧困交加的逆境中,莫爾斯忽然想到了一種新的思路,即利用電流的有無及間隔時間,產生若干種符號,再將其按一定規律排列組合,代表不同的數字和文字。而電流的速度非常之快,可以瞬間將各種符號傳遞到遙遠的地方。有了這一方案,莫爾斯似乎成竹在胸,開始不分晝夜對應字母,編寫符號。這時,他前段時間賣畫的積蓄逐步告罄。有時,他的口袋中只有幾枚硬幣,吃飯一度成了問題。
莫爾斯電碼
莫爾斯為發明電碼煞費苦心。他先是對報紙、雜志、書籍中的常用字進行統計,進而向印刷工人討教,按照常用的英文字母對應簡單的電碼、不常用的英文字母對應復雜的電碼的原則進行系統編碼。電報的具體符號則通過“接通”、“斷開”電路的方法,形成“點”、“劃”和“空白”等不同組合,用以對應不同的字母、數字、標點等。如字母“A”用一點一劃表示,阿拉伯數字“5”用5個點表示,字母“e”用“·”表示,“t”用“—”表示等。各個字符不僅在“點”與“劃”的組合上有規定,還對“點”與“劃”的長度,以及“間隔”的幅度確定嚴格的時間比例。這樣,使收、發報的準確性大大提高。

莫爾斯電碼發出點、劃和間隔的組合,代表數字和字母表上的字母。
無論多么艱難,莫爾斯都要把實驗堅持下去的精神打動了一位名叫威爾的技師。威爾出身富貴之家,答應為莫爾斯提供購買設備的資金。甚至親自加入到實驗當中,作為莫爾斯的助手,二人一道改進電報機。
不知不覺中,時間又過去了一年,莫爾斯等人認為電報機已經較為完善,可以為人們的生活服務了。于是他帶上電報機的樣品,前往華盛頓勸說國會通過議案,對其撥款3萬美元,以修建華盛頓到巴爾的摩的電報線路。幾經周折和反復,國會最終通過決議。該線路1844年正式完工,并于5月24日進行了試驗。莫爾斯親自操作,在華盛頓向巴爾的摩的威爾發出以下電文:“上帝創造了何等奇跡。”從這一時刻起,人類進入了電報時代。
有線電報誕生后迅速推廣至歐美各國,并且出現了跨海電報線路。有線電報的出現,使人們在政治、經濟、文化等方面交流變得更快捷、準確。

它使用點和劃組成的莫爾斯電碼,通過斷斷續續的嘀嗒聲將信息記錄下來。