科學(xué)檔案 | 一位藝術(shù)家的華麗變身——電報之父莫爾斯
撰文 | 陳染
責編 | 莫尼、陳娉瑩
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你知道泰坦尼克號事件嗎？在它撞擊冰山之后，它試圖向周圍船只發(fā)送求救信號。距離它只有19海里的加州人號上的一名水手，發(fā)現(xiàn)南方閃著一點點的白光，似乎是某種信號。然而水手以為那只是星星，并沒有重視。早上六時，電報員才發(fā)現(xiàn)泰坦尼克號的求救電報，雖然全速趕至事發(fā)地點，然而為時已晚，大多數(shù)幸存者被來自58海里外的卡帕西亞號救起。
救援行動中，電報起到了重要的作用。茫茫大海中，如何有效地通訊是一個長久未能得到很好解決的問題。今天的科學(xué)檔案就為大家介紹摩爾斯電碼的發(fā)明者、電報之父薩繆爾·莫爾斯。
莫爾斯，1791年4月27日出生于美國馬薩諸塞州的一個牧師家庭，他從耶魯大學(xué)畢業(yè)，到處旅行采風、開拓視野，很快就因為他的畫作而變得小有名氣，他的藝術(shù)道路也逐漸明朗起來。從1826年開始，他被任命為美國美術(shù)協(xié)會主席。
在莫爾斯的成長過程中，他幾乎認定自己將走上“畫家”的道路。然而就在結(jié)束歐洲旅行游學(xué)回國的船上，命運的轉(zhuǎn)輪讓他遇到了27歲，來自波斯頓的物理學(xué)家查爾斯·托馬斯·杰克遜（Charles Thomas Jackson）。精力充沛的杰克遜在船上的餐廳里拼了兩張桌子充當實驗臺，通過一系列的小實驗向莫爾斯及其他乘客展示了電磁現(xiàn)象的神奇，獲得觀眾們一陣陣熱烈掌聲。
對于大部分人來說，這只是漫長的七日旅途中小小的插曲，然而莫爾斯卻牢牢地記在了心里，并由此激發(fā)了他對電報的早起構(gòu)想。
設(shè)計電報機這條路漫長又充滿挑戰(zhàn)。對于一心想要成為一名“畫家”的莫爾斯來說，要去理解這些東西簡直是難上加難。沒有電磁學(xué)知識，他便如饑似渴地學(xué)習(xí)。遇到一些不懂的問題，他就向物理學(xué)家亨利（Joseph henry）請教。他的畫室也成了電學(xué)試驗室。畫架、畫筆、畫布被堆在角落，電池、電線以及各種工具成了畫室的“主角”。很快，莫爾斯就掌握了電磁學(xué)基本知識。
莫爾斯知道，早就有人想要通過電來傳遞信息了。在十八世紀的早期構(gòu)想中，人們設(shè)想在二十六根導(dǎo)線的一段施加靜電，另一段放置紙條，紙條被靜電吸起就可以傳遞二十六個英文字母的信號。然而這種構(gòu)型過于復(fù)雜，且難以解決電源問題，并沒有投入使用。莫爾斯希望設(shè)計出通過一根導(dǎo)線來傳遞不同信號的電報機，這樣就可以更加方便的架設(shè)電報。
一根導(dǎo)線如何傳遞信號？他的助手阿爾弗萊德·維爾（Alfred Vail）提出了一套天才般的方案，用電流的有無和時間長短來設(shè)計信號系統(tǒng)。他把一個單位的電流稱為點，把三個單位的電流稱為劃，通過點與劃的不同組合來對應(yīng)字母和數(shù)字；再設(shè)計一套規(guī)則：每個字母中點劃的間隔為一個單位、每兩個字母的間隔為三個單位、每兩個單詞的時間間隔為七個單位。通過這一套簡單的對應(yīng)規(guī)則，就能實現(xiàn)一根導(dǎo)線準確傳遞不同信息的需求。有了這個信號系統(tǒng)的設(shè)計，在1837年，莫爾斯通過電源、導(dǎo)線、繼電器和線圈等元件，設(shè)計了他的電報機。
在隨后幾年里，莫爾斯不斷改進他的電報機，1844年，在美國國會的支持下，第一條跨城市電報線在華盛頓和巴爾的摩間架設(shè)。5月24日，他發(fā)出了第一條電報：
What hath God wrought!（上帝創(chuàng)造了如此的奇跡?。?/p>
莫爾斯發(fā)明電報，標志著通訊技術(shù)發(fā)生了革命性的改變。1850年，第一條跨海電纜在英吉利海峽建成，人們從此就可以瞬間與海洋對岸的親朋通訊了。1857年，第一條跨洋電纜連接起美洲大陸和歐洲大陸。1895年，第一個無線電電報機被發(fā)明出來，從此，世界再無孤島，千里不過瞬間。人們真真正正的感受到了科學(xué)對生活的巨大改變。
