莫尔斯发明有线电报
通讯,注定要伴随人类始终。从古代的烽火台到近代欧洲的“夏普通讯机”,再到后来的电解式电信机和磁针式电信机,信息传输速度愈来愈快,范围也更广。在通讯事业发展的进程中,具有革命意义的一步则是有线电报的产生。
有线电报的发明者莫尔斯与其同时代的科学家、发明家有很大不同。他不仅家境贫困,而且前半生从事的是与发明无关的美术,并且非常成功,从1826年起他担任了16年的美国美术学会主席。可到了41岁那年,画家莫尔斯迷上了发明。这其中还有一段故事。
他发明的有线电报使人类第一次远距离通讯变得“近”了许多。
1832年10月1日,从法国勒阿弗尔港出发的“萨丽”号邮轮横跨大西洋驶向纽约。这本是一次极平常的航行,谁也没想到它会激发一项重大发明。航行中,一名叫作查尔斯·杰克逊的医生晚饭后在餐桌上展示了一个实验:他手上拿一块马蹄形的铁条,上面整齐地缠绕着绝缘的铜导线,然后给导线通电,这时铁条骤然产生了磁性。一下子将桌上的铁餐具吸了过来,人们睁大眼睛,伸长脖子看着杰克逊手上充满魔力的铁条。这时,杰克逊忽地切断电源,磁性顿消,人们吃惊不已,而他则略显得意地说道:“先生们,这是一种无穷的力量。电流通过线圈时,就会产生磁性,而且无论线圈有多长,电线有多长,电流都会瞬间通过……”这时人群中的莫尔斯突然问道:“先生,那么电的速度到底有多快?”杰克逊一时语塞;“这个……反正是很快,瞬间通过!”“要是电能用来传递电磁信号该有多好!”莫尔斯默默地想。
说干就干,莫尔斯很快就找到物理学家亨利并拜他为师,学习电磁基础知识。以前他从没有接触过,现在他已年过不惑,再从零开始,其难度可想而知。功夫不负有心人,一年以后他已熟练掌握电磁方面的基础知识,着手研究电报。
经过夜以继日地实验、思考、总结,再实验,莫尔斯发明了“继电器”,其主体部分是一块电磁铁。他用电磁铁做成电铃,就可以把信号传到更远的地方。正当他准备把这一构思付诸实践时,另一问题向他袭来:他为了做电报实验花完了所有积蓄,而且几乎荒废了美术,没有了收入,生计就成了问题。莫尔斯被迫重拾画笔,为了衣食而作画,但无论如何他也放不下自己的发明事业。
早期的发报机有五根针。后来库克与惠斯通将它简化为一根针,如图所示。
在贫困交加的逆境中,莫尔斯忽然想到了一种新的思路,即利用电流的有无及间隔时间,产生若干种符号,再将其按一定规律排列组合,代表不同的数字和文字。而电流的速度非常之快,可以瞬间将各种符号传递到遥远的地方。有了这一方案,莫尔斯似乎成竹在胸,开始不分昼夜对应字母,编写符号。这时,他前段时间卖画的积蓄逐步告罄。有时,他的口袋中只有几枚硬币,吃饭一度成了问题。
莫尔斯电码
莫尔斯为发明电码煞费苦心。他先是对报纸、杂志、书籍中的常用字进行统计,进而向印刷工人讨教,按照常用的英文字母对应简单的电码、不常用的英文字母对应复杂的电码的原则进行系统编码。电报的具体符号则通过“接通”、“断开”电路的方法,形成“点”、“划”和“空白”等不同组合,用以对应不同的字母、数字、标点等。如字母“A”用一点一划表示,阿拉伯数字“5”用5个点表示,字母“e”用“·”表示,“t”用“—”表示等。各个字符不仅在“点”与“划”的组合上有规定,还对“点”与“划”的长度,以及“间隔”的幅度确定严格的时间比例。这样,使收、发报的准确性大大提高。
莫尔斯电码发出点、划和间隔的组合,代表数字和字母表上的字母。
无论多么艰难,莫尔斯都要把实验坚持下去的精神打动了一位名叫威尔的技师。威尔出身富贵之家,答应为莫尔斯提供购买设备的资金。甚至亲自加入到实验当中,作为莫尔斯的助手,二人一道改进电报机。
不知不觉中,时间又过去了一年,莫尔斯等人认为电报机已经较为完善,可以为人们的生活服务了。于是他带上电报机的样品,前往华盛顿劝说国会通过议案,对其拨款3万美元,以修建华盛顿到巴尔的摩的电报线路。几经周折和反复,国会最终通过决议。该线路1844年正式完工,并于5月24日进行了试验。莫尔斯亲自操作,在华盛顿向巴尔的摩的威尔发出以下电文:“上帝创造了何等奇迹。”从这一时刻起,人类进入了电报时代。
有线电报诞生后迅速推广至欧美各国,并且出现了跨海电报线路。有线电报的出现,使人们在政治、经济、文化等方面交流变得更快捷、准确。
它使用点和划组成的莫尔斯电码,通过断断续续的嘀嗒声将信息记录下来。