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他打算回到美国之后再完成《卢浮宫的画廊》,然后在那里举行展览。这是一个典型的摩尔斯式计划—例如,自 1823 年以来,他就一直在研究一种号称可以复制任何塑像的大理石切割器,并打算用它大量生产著名艺术品的仿制品然后卖给公众。而且在他年轻时,他还改造过很多发明,包括他在 1817 年设计的一种新型水泵,后来就卖给了当地的消防队。但是他这些既饱含艺术热情,又志于服务公众的发明中,没有一个取得了成功;倒霉的摩尔斯似乎总是从一个似是而非的主意跌跌撞撞地转向另一个。
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在萨利号穿越大洋的途中,船上的乘客渐渐相互熟识,启程两周之后的一个下午,一场餐桌边的哲学讨论中,话题偶然转向了电磁学。来自波士顿的查尔斯·杰克逊博士,对电磁学所知甚详,甚至携带了一块电磁铁和一些电元件上船。在讲解之中,另一位乘客向杰克逊提了一个问题,这个问题正是当年诺莱的实验试图解答的:电的传播速度是多少,可以传播多远?
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正如在 1746 年那些被电到的修士可以证实的那样,杰克逊博士解释道,电可以通过任意长度的电路即时传播。摩尔斯大吃一惊。“如果电流的出现可以在电路的任意位置上被检测出来,”据传他当时这样说道,“那么没有道理信息不能通过电流即时传递到任何地点。”当然了,正是因为这个原因,科学家们才会在近一个世纪以来不断尝试驾驭电流以传递信息,但摩尔斯并不知晓这些。他离开餐桌,来到了甲板上,然后开始在他的笔记本上涂鸦。深信自己是想到这个主意的第一人,他立刻就全身心地沉迷到这一新的计划中了:他打算发明一台电流电报机。
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也许是一种幸运吧,摩尔斯不知道之前的实验中电流电报机无法在长距离上将信号传递出去。自以为这一发明中电流传导的部分不会有太大障碍,他开始考虑另一方面的问题了:一种信号电码。
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观感电报机的指针或遮光板可以排列成大量不同的组合,但是电流只有开通或关闭这两种状态。怎样才能用它来传递复杂的信息呢?摩尔斯激动不安地在萨利号的甲板上来回踱步,他很快就排除了用不同的电路代表不同的字母这一方式。接下来,他开始考虑用电磁铁的咔哒声来代表不同数字,就像教堂的钟声那样。但在这一系统之下,传递出数字 9(9 次咔哒声)所耗的时间将会是传递出数字 1(1 次喀哒声)所耗时间的九倍。
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很快地,摩尔斯就想到了利用电流的长短—“哔-信号”的方法,这一方式之后演变成了使用点和划,也就是我们今天熟知的摩尔斯电码。他给从 0 到 9 的数字各赋予了一种或长或短的电流长度,并记录在了笔记本中。通过发送一系列的数字,他想,可以在编码过的电码本中找到对应的单词。
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接下来,摩尔斯开始着手解决如何将电流传来的信号保存下来的问题,以便随后将电流信号还原到最初的信息。与杰克逊一道,他勾画出了将信号自动记录下来的大概思路,核心是通过一支由电磁铁控制的铅笔,将电流信号记录在纸带上。
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在海上漂泊了六周之后,摩尔斯抵达纽约,此时的他似乎已经脱胎换骨。萨利号抵达的那天,他的兄弟理查德和西德尼在码头上迎接他,而他下船后几乎立刻就开口谈论起他最新的远大宏图了。“我们三兄弟间几乎连个招呼都还没打,他就开始给我们讲他在旅途中全心投入的重大发明了,回家的路上也一直在说这个。”理查德回忆道。西德尼则记得他“回家的路上全是在讲电报,而且之后的好些天都几乎没有提起任何其他的话题。”摩尔斯立刻就开始着手制造电流电报机了。
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四年之后的 1836 年,一位年轻的英国男子经历了和摩尔斯类似的顿悟。威廉姆·福瑟吉尔·库克—解剖学教授的儿子,在辞去印度军队中的职务之后,发现自己开始无所适从,每天在制作医学解剖实习用的蜡模中浑噩度日。一次偶然的机会,在他到海德堡学习解剖的期间,他参加了一次有关电学的讲座,之后没多久,他就也决定要造一台电流电报机了。
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库克参加的讲座展示了一台实验性的电报机,这台电报机是由俄罗斯外交官帕维尔·利沃维奇·席林男爵在 20 年代中期发明的。这台电报机通过电流表指针的左右摆动来指示不同的字母和数字。和罗纳德在英国的做法一样,席林也不断向政府机构中的高层官员推介他的发现。终于,经过多年的游说,他在 1836 年得到了一次在沙皇尼古拉斯面前进行演示的机会。沙皇对他的发明大加赞赏,并下令兴建官方的电报网络。但是此后不久席林就去世了,他的雄心壮志也随之长眠于地下。
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然而,海德堡大学的门肯教授拥有一件席林电流表的复制品,他喜欢利用这个来演示电磁学的原理。在观摩了一场门肯教授的演示之后,库克“被电流的神奇力量深深震撼,尤其对利用电流来传递信息的实用性印象深刻。”库克意识到这一非凡的发明—用他自己的话说—“可以发挥伟大的作用,这作用远远要高于在讲座中进行演示”。库克(一直在寻找发大财的门路)毫不犹豫地放弃了解剖学,决定在改良席林仪器的基础上制造一台电流电报机。
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威廉姆·福瑟吉尔·库克,不列颠电流电报机的发明者之一。
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用了不到三周的时间,库克就制作出了仪器的雏形。他将 3 台席林男爵的指针电报机组合成一套单独的设备,这台设备用一系列的开关和 6 根导线来控制 3 根指针,每根指针都可以向左或向后偏移,也可以保持不动,3 根指针不同的位置组合代表着不同的字母。
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在建好了可以将信息通过 9 米或 12 米长的导线传递出去的样机之后,此时已经回到英格兰的库克,非常急于在更远的距离上实验他的装置。他的朋友伯顿·莱恩—一位伦敦林肯律师学院的初级律师,答应把办公室借给库克,但是只有 3 天时间。库克要连接一条长达 1 英里的电线,“我不得不在莱恩狭窄的办公室里摆下长达 1600 米的导线,而且导线还不能相互接触;完成这一工作需要的耐心和经受的疲惫真是让人崩溃!”库克在给家人的信中写道。更糟糕的是,实验的结果令人失望:他设计的样机就是无法在电线延长后正常工作。一周之后,库克受到的欢迎冷落了下来,莱恩收回了他的办公室。
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与此同时,在纽约进行独立研究的摩尔斯,也遭遇了与库克一模一样的困难。尽管他的电报机在短距离上运转良好,但只要延长导线的长度,实验就无法成功。此时两人都已意识到,发明电流电报机对电学方面的要求远比他们最初预想的要高,而两人都不具备克服这一困难所必需的科学素养。
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事实上,这个问题已经被美国物理学家约瑟夫·亨利解决了,他成功地通过一条长达 318 米的导线敲响了另一端电磁铁连接的铃铛。在 1829 年和 1830 年进行的一系列实验中,亨利发现,想让电流通过导线向远距离外传播,关键在于使用合适的电池。他发现,只要连接的电磁铁没有问题,在电流传递的距离方面,串联在一起的一大堆小电池,要远远胜过一支单独的大电池。但是业余发明家摩尔斯和库克并不知晓亨利的科研成果,即便当时众多大西洋两岸的科学界人士已经很熟悉这一发现了。
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库克争取到了一次与杰出的英国科学家迈克尔·法拉第的会面的机会。法拉第当时主要的研究领域就是电磁学,他确认了库克设计的电报机在技术上是可靠的;但是当库克开始热情洋溢地宣传他发明的永动机时,法拉第怀疑眼前这人是个江湖骗子,于是借口自己还有要事需要处理,把库克从办公室撵了出去。
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接下来,库克转而向他的朋友彼特·罗格特寻求帮助。在今天,罗格特以第一部百科全书的编纂者的身份著称,但他同时也是一位科学家,在 1832 年还发表了一本关于电学的专著。他把库克介绍给了查尔斯·惠斯通教授,此时的惠斯通已经因为设计了一系列判断电流速度的精巧实验而名声在外。两人安排了一次会面,库克很高兴地发现,惠斯通已经有了一条足够长的电线—事实上,有 4 英里之长—可以随时用于实验。但当他听说惠斯通自己也在琢磨着发明电流电报机时,可就没那么高兴了。此外,惠斯通很了解亨利的实验成果,此时他已经能在库克远远达不到的距离上发送电报信号了。
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于是这两人别别扭扭地开始了合作关系:库克需要惠斯通的科学知识,所以他提议将他的设计带来收益的六分之一分给对方。但是惠斯通傲慢地宣称,科学家唯一该做的事儿就是发表他的科研成果,再让其他人去任意开发成果的商业用途;但是如果年轻的库克想要与他合作,那么他们两人必须在待遇上平等。最终,被库克的“热情、才能和不屈不挠的精神”所打动,惠斯通同意了合作,但是又很幼稚地要求在签署所有文件和发表文章时,他的名字都要排在库克之前。
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查尔斯·惠斯通教授,科学家,电流电报机的合作发明人之一。
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这是惠斯通的典型做法,此人个性一向有些古怪,时而内向害羞,不肯与人接触亲近,时而又固执傲慢到不可救药。而他与库克的合作也相当不稳定,惠斯通坚持称电流电报机的发明是自己一人的功劳,似乎库克不过是他在推介自己的发明时引入的一个商业伙伴。
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但是,尽管他们的个人关系不和,库克和惠斯通在专业上的合作还是卓有成效的:他们很快就设计出了一款改良版的五针电报机,并申请了专利。五针电报机中的每一根指针都可以向左或向右偏移,指向菱形表盘上的字母或数字,所以没有必要指定哪一组合代表哪个字母。然而,这一设计受限于表盘上菱形格能够排列出的位置,只有 20 个字母可以包含在这款电报机的字母表中;结果,字母“c”“j”“q”“u”“x”和“z”被省略掉了。尽管这一电报机要求,在发送人和接收人之间,每一根指针都由一条单独的导线相连,但是它可以在不需要电码本的情况下迅速地将信息传递出去。
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