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线取代二十六条导线,或是用木球代替纸球,但是经过四十多年的努力,没
有什么成效。
1800年,在生物学家伽伐尼解剖蛙腿实验的启发下,意大利人伏打发明
了电堆,宣布了静电时代的结束。人们终于获得连续不断的电流了!“用电
传递信息”的理想之火又重新燃烧起来。
1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流能够转动磁针的效应。这个近
代电磁学上的重大发现,给电报的实现带来了希望。第二年,法国电学大师
安培就提出可以用电磁效应来传递消息。杰克逊在“萨丽”号上宣传的,实
际就是安培的思想。在这十年时间里,人们进行了大量探索,但是却没有找
到一种既有效又实用的方法。连不少有经验的专家都感到问题棘手。
莫尔斯就是在这种背景下“投笔从戎”,参加这场攻坚战的。一个从来
没有研究过电磁学的画家,而且已经过了四十岁,居然改行要攀登这座人们
都没有征服的高峰,这需要多么大的勇气和决心!
莫尔斯遇到的最大困难,是他对电和磁的知识几乎一窍不通。但是他一
点也不动摇,决心从头学起。经过半年的刻苦学习,莫尔斯初步掌握了电磁
①
原理。特别是美国物理学家亨利(1797-1878)一年以前提出的电报原理,
对莫尔斯有很大启发。亨利用电磁铁做成电铃,可以把信号传到一·六公里
远的地方。这实际是“电磁音响式电报机”的最早模型。莫尔斯决定采用亨
利的原理,进行深入的实验。
画家买来各种电工器材和工具,在家里夜以继日地干起来。从前的小画
室变成了地道的实验室,到处都是线圈、磁石和导线。他的写生簿也涂满了
各式各样的方案和草图。莫尔斯的全部生活和希望都凝聚在这个小小的实验
室里了。夜幕笼罩着城市,只有他实验室里的灯火常常彻夜不熄。冬尽春来,
秋去冬至。他画了一张又一张草图,进行了一个又一个试验,但是每次都以
失败而告终。
三年过去了,莫尔斯的积蓄几乎全部花完,电报机还是没有造出来。
这位业余发明家到了山穷水尽的地步。他在给朋友的信里写着:“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。”
1836年,莫尔斯不得不重操旧业,接受了一所大学的工艺美术教授的职
位。他又回到艺术界,不是休息,也不是退缩,而是为了生活,以便继续进
行试验。受挫的发明家第一次重新拿起画笔,不禁感慨万千。三年以前在“萨
丽”号上听演说的情景,他一次又一次的努力和失败,象潮水般涌现在眼前。
他奋笔画了一幅油画,画的下方是波涛汹涌的大海,一群
在暴风里搏击的信鸽布满了整个天空。他觉得,自己就是一只信鸽,在逆风
飞翔。莫尔斯念念不忘的还是通信,是人类多少年来没有实现的梦想。
突破
① 约瑟夫·亨利,美国著名科学家,详见本书第153-154 页。
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失败没有使莫尔斯气馁,他变得冷静了。用导线传递信息难道不可能吗?
不,经过三年的实践,他更加坚信杰克逊的话是能够实现的。那么失败的原
因在哪里呢?莫尔斯苦苦思索着。他反省了自己的设计思路,认真地检查了
所有的实验。
多少个不眠之夜过去了,莫尔斯终于找到了问题的症结:踩着别人的脚
印是不能走在前面的,必须寻找新路!经过反复思考,一个崭新的思想酝酿
成熟了。他在科学笔记上充满信心地写着:
①
电流是神速的,如果它能够不停顿地走十英里,我就让它走遍全世界。
电流只要停止片刻,就会出现火花,火花是一种符号;没有火花是另一种符
号;没有火花的时间长又是一种符号。这里有三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。这样,
能够把消息传到远处的崭新工具就可以实现了!
莫尔斯的这个构思,是电报发明史上一项重大的突破。在这以前,人们
的试验,都是用多根导线或是磁针偏转的多种位置来代表不同字母,二十六
个字母就要有二十六种不同的状态,因此设备庞杂,很难实现。莫尔斯设想
用点、划同空白的组合来表示字母,只要发出两种电符号,就能够传送消息。
这就大大简化了设计和装置。莫尔斯规定了特定的点划组合,表示各个字母
和数字,这就是著名的莫尔斯电码,也是电信史上最早的编码。
为了设计和制作这种新装置,莫尔斯投入了紧张的工作。美术教学的收
入就是他的全部试制经费。有时候发明家穷得连买面包的钱都没有,但是他
很乐观。经过一年的努力, 1837年,莫尔斯终于研制成功一台传递电码的
装置,他把它叫做电报机。这时莫尔斯已经四十六岁。在同一年里,英国著
名物理学家惠斯登 (1802-1875)和库仑(1736-1806),德国的斯泰因亥
尔也各自独立地发明了电报装置。惠斯登和库仑的装置是磁针式的,用五枚
磁针的不同偏向来表示文字;斯泰因亥尔的发明是用一串音调不同的铜铃来
做记录信号的终端。比较起来,莫尔斯的电报机实用得多。他采用自己的电
码设计思想,并且发展了安培和亨利提出的原理,废除了磁针,更用不着二
十多个累赘的铃铛。这使得莫尔斯电报机一出世就具有强大的生命力。
“丑小鸭”
电报机终于研制成功了。当时,它虽然还比较粗糙,而且传递距离不超
过十二米,却标志着一种崭新的通信工具的诞生。多年的理想将要实现,莫
尔斯高兴极了。他申请了专利,抱着电报机去找企业家,企图说服他们投资。
可是,回答他的却是一盆盆冷水。科学技术上有多少发明在刚出世的时候都
被当做“丑小鸭”。在那些大老板的眼里,莫尔斯耗尽心血研制成功的电报
机,不过是一堆赚不了钱的废铁。一个秃顶的经理回答说:“先生,你在开
玩笑吧?居然想叫我把钱投资在一个玩具上!”另一个矮胖的百万富翁讥笑
说:“哈哈!用导线传递消息?你为什么不发明一枚能够飞向月球的火箭
呢?”
① 一英里等于一·六○九三公里。
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莫尔斯满腔忧愤,失望地回到家里。热嘲冷讽并没有使他丧失信心,他
懂得自己发明的价值。可是要改进电报装置,加大通信距离,使它投入实用,
需要一大笔经费。他的钱早已经用得一干二净。怎么办呢?莫尔斯望着电报
机,就象望着一个断奶的婴儿,心里一阵酸疼。难道就让它饿死在摇篮里吗?
不能啊!窗外飘着雪花,莫尔斯推开窗户,看见几只鸽子在屋顶盘旋。画家
心头一热,他仿佛看到电报机的导线架过屋顶,穿越纽约,一直延伸到全世
界,人们都在用他的电码通信。他想起自己身边仅存的一点值钱的东西——
几幅珍藏多年的名画。那是他从前的老师、一位酷爱艺术的老画家馈赠的。
莫尔斯忍痛把这些艺术珍品卖给了古董商。他心里很难受,但是他相信,就
是恩师在世也不会责备他的。
就这样,试验坚持下来。又是三年过去了。在最艰难的日子里,一位名
叫盖尔的青年技师从外地专程赶来,自愿给莫尔斯担任助手。这是一个乐观
诙谐的实干家,体格魁伟,对电磁机械很有经验。莫尔斯不再是孤军奋战了,
他有了得力而忠实的帮手。
莫尔斯和盖尔在实验室里一同研究,反复试验,对电报机作了许多改进。
他们增加电池组,并且增加环绕磁铁的线匝,这样就大大延长了通信距离。
盖尔还是个优秀的小提琴手,在他们工作疲劳的时候,盖尔就在小实验室里
拉起他喜爱的民间乐曲。那淳朴悠扬的琴声,常常把莫尔斯带到遐想的境界。
两个战友经过一年的奋斗,最后电报机达到了可以实用的水平。
当成功地做完最后一次试验的时候,莫尔斯确信电报为人类造福的日子
终于到来了。
一步之差
在盖尔的鼓励下,莫尔斯带着改进以后的发明,离开纽约去华盛顿。当
这位饱经风霜的发明家提着笨重的箱子走下列车的时候,喃喃自语地说:“华
盛顿,我给你带来了电报!”
莫尔斯在华盛顿的遭遇,一开始就比三年以前在纽约的那次要好。特别
幸运的是,他用发明家特有的坚定和热忱,成功地说服了国会提出一项拨款
三万美元的议案,给他在华盛顿和六十四公里外的巴尔的摩之间建立一条实
验性的电报线路。议案最后将提交国会批准。莫尔斯住在一家简陋的旅店里
等候好消息。眼看梦寐以求的理想将要变成现实,这位五十岁的画家抑制不
住内心的喜悦,他给盖尔写了一封报喜信,并且叫青年技师做好一切试验准
备。
不料国会经过几次激烈辩论,热衷于驿站马车和法国老式通信机的保守
观点占了上风,有关电报的议案没有通过。莫尔斯得到通知以后,就象天雷
盖顶,受到很大打击。
“啊,华盛顿,这个无情的城市!”莫尔斯伤心地回到纽约,他的口袋
里只剩下不到一美元。他紧紧地握住前来迎接的盖尔的手,一时竟说不出话
来,两行眼泪夺眶而出。
“字字看来都是血,十年辛苦不寻常”,这是曹雪芹写《红楼梦》的辛
酸。莫尔斯发明电报也耗费了十年心血!他牺牲了锦绣的艺术前程,抛弃了
教授的舒适生活,把自己的全部精力和智慧都贯注到电报机上了。可是,就
在离开最后成功只差一步的时候,他被迫停住了。他们的试验中断下来。实
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际上,电报机的研究已经完成,现在需要的是实践检验,是向社会宣布成果。
盖尔依依不舍地离开了莫尔斯和实验室。分手的时候,青年技师深情地望着
画家,许久才说出一句话来:“先生保重!”
在以后的整整一年时间里,莫尔斯贫病交加。他又和颜料、线条打交道
了,因为除了绘画,他没有别的谋生办法。但是因为长久不画,笔墨生疏,
他的作品无人问津。资本主义社会不知道饿死了多少发明家,莫尔斯也在饥
饿线边缘挣扎。
伟大的时刻
但是,技术的进步是阻挡不住的。凡是为人类造福的发明必将受到历史
的尊重。一天,奇迹发生了。莫尔斯收到一封束着朱红绸带的公函,他用微
微颤抖的手拆开,一行醒目的字映入眼帘:“塞缪尔·莫尔斯先生,我们荣
幸地通知你,参议院已经通过关于修建电报实验线路的拨款提案……”原来,
有关电报的议案被重新提交国会讨论,在科学界舆论的影响下,国会终于通
过了。
莫尔斯这时腰无分文,他立即给已经改行的盖尔写了封信,又到一个过
去跟他学过美术的学生那里借了五十美元,买了一套新衣服,赶到华盛顿去。
不久,盖尔也兴冲冲地赶来。两位战友在首都重逢,不禁热泪盈眶。伟大的
事业终于展现在眼前,他们经历了多少坎坷啊!在莫尔斯的领导下,从华盛
顿到巴尔的摩的电报线路 (也是世界上第一条实用的电报线路)动工兴建,
不到两年就完成了。
1844年五月二十四日,人类通信史上的庄严时刻到来了。这一天,华盛
顿沉浸在节日般的气氛中。在国会大厦联邦最高法院会议厅里,莫尔斯向应
邀前来的几位科学家、政府人士介绍了实验原理,盖尔等候在六十四公里外
的巴尔的摩。大厅外面观众云集,人们怀着极大的兴趣来观看“用导线传递
消息”的奇迹。几年以前嘲讽过莫尔斯的那两个人也赶来了,他们万万没有
想到“丑小鸭”飞上了蓝天,变成人人赞美的“白天鹅”。在预定的时间,
莫尔斯接通电报机,用一连串的点、划——也就是到今天还在使用的莫尔斯
电码,开始发出电文。这是历史上第一份电报:“上帝创造了何等的奇迹!”
试验成功了,人类通信史揭开了新的一页。莫尔斯的发明迅速风行全球。
莫尔斯发明电报到现在,一百多年过去了。这期间电信技术不断刷新,
世界发生了巨大的变化。但是莫尔斯在科学道路上不怕困难,披荆斩棘的精
神,却永远是值得学习的。他四十一岁改行,“半路出家”,面对许多专家
没有攻克的难关,没有惧色。最后是有志者事竟成!这不禁使人想到马克思
的名言:在科学上面是没有平坦的大路可走的,只有那在崎岖小路的攀登上
不畏劳苦的人,有希望达到光辉的顶点。
历史记下了塞缪尔·莫尔斯的功勋,也没有忘记杰克逊的名字——他不
愧是一位杰出的科普宣传家。这个热心的青年虽然没有发明电报,却点燃了
莫尔斯心中的火种。电报的发明是整个人类智慧的结晶,还有多少无名英雄
付出了毕生的劳动啊!
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开尔文——不畏失败的一生
在近代物理学史上有一位很著名的人物,叫做开尔文勋爵 (1824-
①
1907)。他二十二岁当了大学教授,二十四岁提出绝对温标,不到三十岁就
因为电磁学和热力学的研究而闻名欧洲,是一个年轻有为的科学家。但是,
他曾经两次走到电磁理论的边缘,却又徘徊而去,错过了发现的机会。这确
实是非常可惜的。
这位勋爵的名字叫威廉·汤姆生,开尔文是他的封号。他不但在科学领
域里有很多发现,而且还是个非常杰出的电信工程师。他一生创建的最大业
绩,就是领导建立了世界上第一条大西洋海底电缆,为有线通信的发展作出
了重大的贡献。
小大学生
1824年,威廉·汤姆生出生在英国贝尔发斯特城,父亲是皇家学院的数
学教授,性情温和,治学勤奋;母亲是富家女儿,是个典型的贤妻良母。汤
姆生的兄弟姊妹比较多,他从小生活在一个和睦而热闹的大家庭里,非常快
活。由于他长得最漂亮,又很聪明,在兄弟中最受父亲宠爱。他也最爱父亲。
汤姆生六岁那年,母亲不幸去世,父亲挑起了照料全家的担子。这位数
学教授是农民出身,年轻的时候靠自学进入大学。他虽然疼爱失去母亲的孩
子,但是对他们的教育却很严格。在汤姆生和比他大两岁的哥哥杰姆都还很
小的时候,父亲就向他们系统地教授数学了。他还经常在清晨带孩子们到郊
外去散步,一路上提出各种有趣的问题来问他们,培养他们思考的习惯。每
当这个时候,孩子们都兴奋得象小鸟一样,叽叽喳喳地发表自己的见解。
1832年,汤姆生的父亲被母校格拉斯哥大学聘请去教书,全家迁到格拉
斯哥城。这座城市位于苏格兰腹地,横跨克莱德河,西临狭窄的克莱德海湾,
是英国北部第一大港,商业繁荣,造船业比较发达。汤姆生一生的主要活动
都是在这里进行的。所以有的科学史家提到他的时候,都爱把他称做“格拉
斯哥的汤姆生”。
这一年新学期,汤姆生的父亲开始讲课。新来的教授学问渊博,讲述有
条不紊,待人亲切,很快就博得了学生们的敬仰。没有多