书城教材教辅发明家的故事
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第6章 发明电报机的莫尔斯

萨缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯,他起初是美国第一流的画家,后来投身科学。为了制造电报机,他花完了所有的积蓄,终于在1837年研制出世界上第一台传递电码的电报机。他发明了一连串的点、划,以代表各个字母和数字,也就是今天的莫尔斯电码。他还设计出一套发送电报的线路。1844年5月24日,他完成了世界上第一次电报通讯。

1791年4月27日,萨缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯生于美国马萨诸塞州查尔斯顿(现在是波士顿的一部分)的一个牧师家庭。他青年时研究绘画和雕刻,历任过若干艺术团体的负责职务。1810年,莫尔斯毕业于耶鲁大学,他没有顺从双亲的意愿,毅然去了英国深造艺术。在1812年的战争期间,他留在英国,因为在当时的舒适日子里,这场战争似乎是一件并不妨碍任何人的事。回国后,他作为艺术家获得了颇佳的声誉,但并不富有。

在19世纪30年代,由于在一次航海中受到同舟乘客杰克逊的感染,莫尔斯开始热衷于电的实验。1832年10月1日,一艘名叫“萨丽号”的邮船,满载旅客,从法国北部的勒阿弗尔港驶向纽约。途中,船受到风暴的袭击,在波峰浪谷中颠簸。许多人晕船,莫尔斯也很不舒服,他问船长怎么办,船长说:“这只能听天由命了。我给你讲一件事。那是1498年,发现美洲新大陆的哥伦布组织了一支有6条船、300人的大船队直奔赤道,准备去寻找黄金遍地的乐土。可是,途中由于天气太热,船上的食物全部霉烂了。这对于远航的船员来说,是十分可怕的。哥伦布对这束手无策,只好抱着侥幸的心理,写了一封求援信,塞进密封的椰壳里,然后将它投入大海。他指望海水能把这封信送到西班牙。但是,当哥伦布历经千难万险,返回西班牙时,才知道国内并没有收到那封求援信。连大智大勇的哥伦布对大自然的肆虐都无可奈何,我又能怎么样呢?”

茫茫大海让莫尔斯充满了无助感。后来,他在船上结识了杰克逊。杰克逊是一位医生,也是一位电学博士,此次他是在巴黎出席了电学研讨会之后回国的。闲聊中,他们谈起如何实现“大海传信”的事,杰克逊把话题转到电磁感应现象上。杰克逊从旅行袋中取出一块马蹄形的铁块以及电池等,他解释道:“这就叫电磁铁。在没有电的情况下,它没有磁性;通电后,它就有了磁性。”

莫尔斯完全被电迷住了,连续几个晚上都失眠了。他想:“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?”

从此,莫尔斯走上了科学发明的崎岖道路。没有电学知识,他向大电学家亨利等请教。他的画室也成了电学试验室。画架、画笔、石膏像等都被堆在角落,电池、电线以及各种工具成了房间的“主角”。

莫尔斯从有关资料中得知,在他之前,早就有人设想用电传递信息。在1753年,当时人类对电的认识还处在静电感应时代,一位叫摩立孙的电学家,就曾做过这样一个实验:架设26根导线,每根导线代表一个字母。这样,当导线通电时,在导线的另一端,相应的纸条就被吸引,并记下这个字母。当时由于电源问题没有解决,因此摩立孙的实验未能进一步深入。

3年过去了,莫尔斯不知画过多少张设计草图,做过多少次实验,可每一次都以失败而告终。他的积蓄也全部用完了,生活十分贫困。他在给朋友的信中写道:“我被生活压得喘不过气了!我的长袜一双双都破烂不堪,帽子也陈旧过时了。”

为了维持生活,莫尔斯于1836年不得不重操旧业,担任纽约大学艺术及设计教授。课余时间,他仍然继续从事电报发明工作。

莫尔斯也开始反思自己失败的原因,以便确定下一阶段的研制方向。他想到,在他之前的科学家,往往是为了表达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。于是,他在科学笔记中写道:“电流是神速的,如果它能够不停顿地走10英里,我就让它走遍全世界。电流只要截止片刻,就会出现火花;没有火花是另一种符号;没有火花的时间长些又是一种符号。这里有3种符号可以组合起来,代表数字和字母。它们可以构成全部字母,文字就能够通过导线传送了。其结果,在远处能记录消息的崭新工具就能实现了!”

用什么符号代替26个英文字母呢?莫尔斯苦苦思索。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、横线和空白共同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,这些代表符号由不同的点、横线和空白组成。这是电信史上最早的编码。后人称它为“莫尔斯电码”。

有了电码,莫尔斯马上着手研制电报机。他在极度贫困的状态下,进行研制工作,终于在1837年9月4日,制造出了一台电报机。它的发报装置很简单,是由电键和一组电池组成的。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,是由一只电磁铁及有关附件组成的。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。这台发报机的有效工作距离为500米。之后,莫尔斯又对这台发报机进行了改进。

1840年,他取得专利权,然后他想方设法让持勉强态度的国会批准于1843年拨款3万美元架设一条从巴尔的摩到华盛顿的超过40英里的电报线。1844年,该电报线开始修建,同年投入了运营。

1844年5月24日,在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里,一批科学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯,只见他亲手操纵着电报机,随着一连串的“点”“划”信号的发出,远在64公里外的巴尔的摩城收到由“嘀”“嗒”声组成的世界上第一份电报。第一封电报的内容是圣经的诗句:“上帝创造了何等的奇迹。”

电报的发明,为各地气象资料的迅速传递和集中提供了条件,使绘制当日天气图成为可能。