2024-07-31

二十五、莫尔斯电码发明

怎么在千万里之遥远距离快速传递信息?一个困惑人类数千年的难题,科学家们费尽心。踏破铁鞋无觅处,画家莫尔斯突发灵感,得来全不费功夫。

1832年10月,在从欧洲驶往美国的邮船“萨丽”号上,画家莫尔斯神情忧郁,连日来沉默寡语,总是望着浩渺无际的大西洋出神。随着家的渐近,他心里波涛不平。他这次中断在法国的已经三年的绘画生涯,是因为收到家人来信。有急事待他回来办理。莫尔斯恼恨这漫漫长旅,更恼恨信函的邮送现状(它使一封从美国到法国的急信要在途中花一个月时间)。不知当他在“急事”发生两个月以后赶回家。一切是否还在等候着他?莫尔斯苦笑一下,尽量抛开烦恼,去想想别的事情。这时他又总是进入对绘画艺术的沉思。想着英雄主义情调对新古典主义历史画的冲击,心里有种莫名的感动。《马拉之死》是个好的开端,《格罗男爵》也不错。《梅杜萨之筏》无疑会成为名画,但它的悲观情绪似乎想过早地把英雄主义引入歧途。莫尔斯对自己的绘画前景充满了信心,但是现状又使他经常迷茫。画家莫尔斯就这样信马由缰地想着心事,脸上始终呈忧郁状。

突然,一阵乱哄哄的声音打断了莫尔斯的思路,他回过头来,发现甲板上围了一大群人。莫尔斯不由自主地走了过去。

查尔斯·杰克逊博士觉得这漫长的航程实在太单调乏味,弄来了一些电线绕在一块U型铁上,做成电磁铁,并接通船上的电源。杰克逊博士走往甲板上一端,俨然一个行走江湖的魔术师对人们招呼:“喂,伙计们,成天望着舷外的海洋不心烦吗?我敢打赌,那跟望大沙漠的感觉不会有什么两样!大家围上来吧,看看我能给你们带来什么样的快乐!”

疲倦而无聊的乘客们纷纷聚扰,依照杰克逊博士的请求把身上的一些小东西如别针、金属扣、小钉、小刀等,堆在电磁铁下面。杰克逊博士按一下电源开关,小东西们立即飞向悬在上面的电磁铁;再按一下,它们又纷纷落下。杰克逊博士一开一关,忽快忽慢。小东西们以各种各样的姿态蹦跳着:一会儿像优美的舞蹈。一会儿又像乍惊的麻雀,……互相撞击着,叮叮作响。乘客们大感新奇,言笑纷纷。

这种游戏出现在今天想必无人理踩,因为我们在少年时代就已经知道它的原理━电磁效应。但是当时这种理论刚问世不久,尤其是电流才被利用,普通人对此几乎一无所知,只有科学家和准科学家。(如杰克逊博士们才有幸问津)。

莫尔斯站在人群中,对杰克逊博士的表演兴趣依厚,看得入迷。他向杰克逊博士提出一个问题:“当你一按开关,这边的小东西简直同时动作━电流运行的速度竟然这样快吗?”

杰克逊博士抬头看了看他,回答道:“电流速度比你现在想象的不知还要快多少倍!打个比方吧、你一眨眼的功夫,电就已经走了一万英里以上的路程。”

“真的吗?!”莫尔斯惊奇地叫喊道,激动无比。人们都看着他,不知这个寡言少语的艺术家着了什么魔。这些困倦乘客们怎么也不会想到,在这一瞬间,画家莫尔斯突然产了一个与艺术毫不相干的灵感……

莫尔斯如获至宝地知道了电流速度,立刻对杰克逊博士的游戏发生联想;如果在他美国的家里和法国的住所之间装上两条电线,并在线头装置一块U型铁和一些小铁片,事先跟家里约好,如遇急事,他们一按电钮,莫尔斯便会看见铁片被 U型铁吸附,从而在眨眼间便得知家中消息,免去一个月的邮程?倘如是,莫尔斯早就回家了。

这一灵感使莫尔斯深受慰藉,深感重要。他立刻奔回舱房,在写满艺术之思的笔记本上记下了这样一段话:“电流可以突然接通,也可以突然中断,如果它接通表示一种信号,中断又表示一种信号,接通或中断的长短也分表示不同的信号,那么电流就可以传递多种信息。”

从烽火台到莫尔斯电码

三千年前“周幽王烽火戏诸侯”时的烽火台信息传递方式一直沿用到19世纪电报产生,当时欧洲英、法等国都在信息传递道上每隔一二十里建一座信号台,依靠望远镜和旗语或类似方式将信息一站一站地传递下去。这种古老的信传方式的缺点显而易见:范围有限,仅用于国事;内容有限,保密性差,人力、物力投入大,夜晚及恶劣气候时无法使用……等等,它远远不能满足人类的需要,更不能使历史进入一个“信息爆炸”的时代。

当人们认识到电流在一切已知物质中运动速度最快,尤其是法拉第使人类可以任意获取电流以后,电传讯息的研究便开始占据科学家的日程。德国科学家高斯、韦伯,英国科学家惠更斯等都为此付出了巨大的努力,但几乎毫无成就,除了一些深奥复杂、根本没有实用价值的构想。就在科学家们继续在实验室里埋头苦干、呕心沥血的时候,一个原本对物理学尤其是电学一窍不通的美国画家━莫尔斯却实现了他们的梦想。

莫尔斯在“萨丽”号油船上灵感突发,回到美国后毅然告别了他的“英雄主义”绘画艺术情调,转而攻读物理学和电学。莫尔斯的改行已令人诧异,而他在物理学中的进展更令人惊奇。1835年,他制成了一台最初的电报机样品。1838 年,他发明了使用至今的以点(·)、划(一)为元素的“莫尔斯电码”。距离那场电磁游戏不足5年,人类信息传递方式以及信息开发进入了一个新的时代。

莫尔斯电码的原理是:“·”代表字母A,“一”代表字母B,“·一”代表C,“一·”代表D,“··一”代表E,以此类推,26个英文字母及各种数字都可以用莫尔斯电码编译出来。在电报机上按键,接通电流,表示“·”;松开电键,中断电流,表示“一”。当发报员“嘟、嘟嘟”地按动电键时,另一端的收报机就在纸带上打出点、横电码,译电员把这些电码还原成文字。信息资料就通过这一过程得以传递。

当莫尔斯电码的原理一旦为我们所知,我们不免吃惊地发问道:这么简单的东西,为什么韦伯、高斯这些大科学家们却绞尽脑汁、踏破铁鞋无觅处呢?莫尔斯得来全不费功夫。难道纯属巧合使然?

1844年,莫尔斯建成了从华盛顿到巴尔的摩全长40英里的人类第一条电报线路。5月 24日,他亲自拍发了历史上第一封电报:“这是上帝的创造!”

此后,电报以惊人的速度在欧美推广,广泛运用于国策、战争和群众生活。烽火台们在一夜之间成为历史文物。

1850年,英国和法国之间铺设了第一条海底电缆,使伦敦和巴黎可以直通电报。1866年,建成了横跨大西洋的欧洲、美国海底电缆,世界的距离大大缩短了,一切消息的传播都在“眨眼之间”。由此,全人类的交际、旅游、战争、文化心理等各方面都大大改观。

科学史家贝尔纳在《历史上的科学》一书中如是说:“电报创造了对训练有素的电工技术人员的需求,这就进而提出了对技术学校和大学物理系专业的需求,而19世纪后半期大多数科学的进步都依靠这些学校和研究机构才能得到。”

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