科學(xué)檔案 | 一位藝術(shù)家的華麗變身——電報(bào)之父莫爾斯
撰文 | 陳染
責(zé)編 | 莫尼、陳娉瑩
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你知道泰坦尼克號(hào)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(hào)。距離它只有19海里的加州人號(hào)上的一名水手，發(fā)現(xiàn)南方閃著一點(diǎn)點(diǎn)的白光，似乎是某種信號(hào)。然而水手以為那只是星星，并沒有重視。早上六時(shí)，電報(bào)員才發(fā)現(xiàn)泰坦尼克號(hào)的求救電報(bào)，雖然全速趕至事發(fā)地點(diǎn)，然而為時(shí)已晚，大多數(shù)幸存者被來自58海里外的卡帕西亞號(hào)救起。
救援行動(dòng)中，電報(bào)起到了重要的作用。茫茫大海中，如何有效地通訊是一個(gè)長(zhǎng)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(bào)之父薩繆爾·莫爾斯。
莫爾斯，1791年4月27日出生于美國(guó)馬薩諸塞州的一個(gè)牧師家庭，他從耶魯大學(xué)畢業(yè)，到處旅行采風(fēng)、開拓視野，很快就因?yàn)樗漠嬜鞫兊眯∮忻麣?，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(guó)美術(shù)協(xié)會(huì)主席。
在莫爾斯的成長(zhǎng)過程中，他幾乎認(rèn)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(guó)的船上，命運(yùn)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(dāng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通過一系列的小實(shí)驗(yàn)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(duì)于大部分人來說，這只是漫長(zhǎng)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(duì)電報(bào)的早起構(gòu)想。
設(shè)計(jì)電報(bào)機(jī)這條路漫長(zhǎng)又充滿挑戰(zhàn)。對(duì)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(jiǎn)直是難上加難。沒有電磁學(xué)知識(shí)，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(qǐng)教。他的畫室也成了電學(xué)試驗(yàn)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(shí)。
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(jì)的早期構(gòu)想中，人們?cè)O(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(gè)英文字母的信號(hào)。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(jì)出通過一根導(dǎo)線來傳遞不同信號(hào)的電報(bào)機(jī)，這樣就可以更加方便的架設(shè)電報(bào)。
一根導(dǎo)線如何傳遞信號(hào)？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(shí)間長(zhǎng)短來設(shè)計(jì)信號(hào)系統(tǒng)。他把一個(gè)單位的電流稱為點(diǎn)，把三個(gè)單位的電流稱為劃，通過點(diǎn)與劃的不同組合來對(duì)應(yīng)字母和數(shù)字；再設(shè)計(jì)一套規(guī)則：每個(gè)字母中點(diǎn)劃的間隔為一個(gè)單位、每?jī)蓚€(gè)字母的間隔為三個(gè)單位、每?jī)蓚€(gè)單詞的時(shí)間間隔為七個(gè)單位。通過這一套簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)規(guī)則，就能實(shí)現(xiàn)一根導(dǎo)線準(zhǔn)確傳遞不同信息的需求。有了這個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，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(jì)了他的電報(bào)機(jī)。
在隨后幾年里，莫爾斯不斷改進(jìn)他的電報(bào)機(jī)，1844年，在美國(guó)國(guó)會(huì)的支持下，第一條跨城市電報(bào)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(bào)：
What hath God wrought!（上帝創(chuàng)造了如此的奇跡！）
莫爾斯發(fā)明電報(bào)，標(biāo)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(duì)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(gè)無線電電報(bào)機(jī)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(duì)生活的巨大改變。
