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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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相比于几个月就做出了成绩的库克和惠斯通，此时的摩尔斯已经在他的电报机上花了 5 年时间了。这主要是由于他在设计上走了一条弯路。他设计的发送装置上，有一根由带有锯齿的金属条组成的齿轨（或“接口尺”），每根金属条都代表一个字母或数字。当齿轨穿过发送设备时，金属条上的锯齿与空隙就会引起或长或短的电脉冲，电脉冲经导线传导到接收方，从而控制连接在电磁铁上的一支铅笔，使得铅笔在滚动的纸带上留下曲折线条。或长或短的电脉冲转化成了纸带上的曲折线条，这些曲折线条又可以通过摩尔斯电码被译回到原本的信息。摩尔斯认为，这一绕弯安排的优势在于，信息在传递之前可以提前准备好，而接收方则可以保留下所有传来信息的记录。这种设计极其复杂麻烦，而摩尔斯在任职纽约大学艺术设计系教授之后，只能依靠微薄的薪资度日，他经常不得不在把钱花在电报机的原件上还是面包上进行抉择。所以他花费了相当长的时间才组装完成了一套样机。
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库克和惠斯通设计的五针电报机。每根指针都可以向左或者向右偏转，或者保持竖直；移动两根指针，就可以在表盘上菱形格的对角线上指示出一个字母（图中表盘上指示的就是字母“v”）。
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在遇到电流无法在长距离上传播的问题时，摩尔斯也得到了一位学者的指导。莱纳德·盖尔—纽约大学化学系教授，与摩尔斯的兄弟亨利私交甚笃，正是他提出了更换电池和改良电磁铁的建议。“在将一只电池替换为串联的二十只电池后，我们将信息通过 60 米的导线传递了出去，然后又传了 300 米，再后来，我们在纽约大学的教室里，在朋友们的见证下，将信息通过长达 100 英里的导线卷传了出去。”盖尔回忆道。这才是摩尔斯一直在寻找的突破。
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摩尔斯和盖尔很快开始了合作，不久之后，一名叫做阿尔弗莱德·威尔的年轻人也加入了进来。威尔是在观摩了一场摩尔斯样机的演示后产生兴趣的，他同意出资制造一整套摩尔斯设计的装置，以换取团队成员的身份，以及对这项专利的一部分股权。对于经济上捉襟见肘的摩尔斯来说，出手阔绰、充满热情，又在父亲的钢铁厂中积累了不少实践经验的威尔，简直是上帝派来帮助他的天使。
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摩尔斯设计的早期电报机。转动手柄（L），使齿轨通过发送装置（P），电流随之连接或中断。在接收设备一方，间歇的电流就会被一支由电磁铁控制的铅笔（G）以曲折线条的形式记录在滚动的纸带（A）上。
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威尔加入之后，摩尔斯的设计得以迅速改进。他们取缔了齿轨和带锯齿的金属条，用手敲按键来发送信号。而接收方画曲折线的铅笔，则被一上一下、在纸带上留下点或划的墨水笔取代。摩尔斯的数字电码也被字母电码取代，点和划的组合可以代表任一字母，所以也不再需要数字对照的电码本了。通过数出一箱印刷品中每个字母出现的次数，摩尔斯和威尔给使用频繁的字母安排的电码就更加简短；“e”，最常使用的字母，就是用一个点代表的。
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在对他们的设计不断完善的过程中，摩尔斯和库克都深知自己工作的重要意义，但是他们对对方的进展都还毫不知情。库克认为电流电报机对政府很有帮助，“一旦发生骚乱，可以藉此向地方当局发布命令，有必要的话，还可以向他们派军队支援。”他认为电流电报机还能用于传递商品价格以及家人病重的消息，“快马加鞭赶回临终的家人身边，还能见上最后一面，都是因为能比以往任何方式更快地得知消息。”
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摩尔斯对他的电报机也同样充满雄心壮志。一位曾经拜访过他的人回忆道，“（摩尔斯）深信自己发明了一种运用电磁铁进行通讯并以文字的形式交流思想的实用设备，只要操作得当，就可以打破距离和时间的界限，而这一发明最终将成为政府事务以及公众生活中不可缺少的日常工具。”
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从一开始，摩尔斯就坚信，通过连通大西洋两岸的电报系统，欧洲和北美将紧密相连。他预想到了一个由导线联系在一起的世界，所有国家都被遍布全球的电报网络结合了起来。“如果电流能够不间断地传递 10 英里，”他很喜欢这么说，“那我就能让它环绕全球。”
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而且，摩尔斯知道，如果电报机早些普及，那么他的个人生活中也会发生很大的变化。据他的儿子爱德华说，“他经常会回想起当年等待亲人的回信时长达数日甚至数周的焦虑；他预见到，在国事和商务领域中，快速的通讯手段可能意味着的避免一场战争或拯救一大笔财富；但是，在那些更贴近人心的领域中，快速通讯则可能让丈夫有时间赶回到临终妻子的病床，或者挽救爱子的性命；可能帮助抓捕到流亡的逃犯，又或者制止对一个清白的人的处决。”
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库克和摩尔斯实现了不可能实现的目标，发明了可以有效工作的电流电报机。毫无悬念，全世界都将臣服于他们的脚下。然而，发明出能够有效运行的样机还是较容易的那部分工作。说服人们相信它的重要性远比这要困难得多。
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