莫爾斯踏入電磁學的大門後,由於反復實驗,遭遇了許多困難和失敗。後來,他的錢用光了,這使他變得很窮,被迫過著艱難的生活。起初,他依靠朋友的幫助,後來他不得不重操舊業,拿起畫筆謀生。盡管他很窮,但他仍然不得不攢壹些錢來購買電磁實驗設備,他從未停止過實驗。別人很難理解。這是幹什麽用的?但對於莫爾斯來說,很明顯,他正在努力實現自己的夢想,讓電流創造奇跡——沿著電線快速傳遞信息,讓電流成為人類社會最可愛的“綠人”和最理想的“隱形信使”。
事實上,在莫爾斯電碼發明之前,許多人試圖用電流來傳遞信息。比如,自從1825年Stejan發明了電磁鐵,就有人想用電磁鐵敲鐘傳遞信息。電鈴是用電傳遞信號的最簡單的裝置。上班、下班、上課、下課的信號都是通過電鈴傳遞的。
1833年,有“數學之王”之稱的德國科學家高斯和最早制造安培計的德國科學家韋伯開始研制電磁電報,他們的實驗室之間架設了電報線。他們只用壹根可以左右偏轉的磁針傳遞信息。兩位科學家商定了壹種“秘密代碼”。比如磁針向右擺動三次,再向左擺動,代表字母A;向右搖,再向左搖三次代表字母b……,於是他們實驗室之間就開了壹封電報。現在,這麽簡單的電報就像壹個兒童玩具,但在當時,這是偉大科學家的偉大發明。後來,他們還興致勃勃地在天文臺和韋伯的物理實驗室之間架設了第二條長電報線,並通過實驗取得了良好的效果。
為了推廣使用,兩位科學家後來找到德國萊比錫鐵路局,建議在鐵路上使用電報快速調度列車。但壹位鐵路局官員說:“鐵絲架在空中很難看,必須埋在地下。”因為當時地下埋電線比較困難,著名科學家高斯和韋伯的這個新發明就“石沈大海”了!
此外,俄羅斯科學家希林格還在1835年發明了壹種實用的電報機。
人們不禁要問,如上所述,美國第壹流的畫家莫爾斯發明了電報機。為什麽現在會出現德國和俄羅斯的電報發明家?事實上,這在科技發展史上是常有的事。當科技社會發展到壹定階段,條件成熟,時代需要壹項發明時,這個國家或那個國家必然會出現發明的發明人。問題是看誰的發明更先進,能走向世界,風靡全球。
美國畫家莫爾斯發明的電報與眾不同。首先,他的研究思路非常奇怪。他曾在筆記本上寫道:“妳可以突然切斷電流,讓它產生電火花,這就是信號;沒有火花是另壹個信號;沒有電火花的時間長短是另壹個信號。這三種信號可以組合起來表示各種數字或字母。數字和字母可以按順序排列。這樣,文字可以通過電線傳輸,遠處的儀器可以記錄信息。”結果,電報的雛形浮現在他的腦海裏。結果他不停地買電磁儀器,進行研究和實驗,甘願失去壹切。
最後,在1835年,當俄羅斯科學家希林傑設計出實用的電報機時,莫爾斯也在美國研制出了電報機的第壹個樣品。摩爾斯率先發難,在1838年,他發明了壹種獨特的由點和筆畫組成的摩爾斯電碼。由於摩爾斯發明的電報方便實用,在美國政府的支持下,於1844年建成了從華盛頓特區到巴爾的摩全長64公裏的第壹條電報線(架空線)。從1851開始,莫爾斯電報機系統被應用於美國的鐵路線上。
這裏需要補充的是,摩爾斯發明的電報投入社會使用的過程並不是壹帆風順的。
從41歲開始,莫爾斯開始學習電報,50歲時獲得成功。當他帶著他的發明來到華盛頓特區時,他向美國國會申請了3萬元人民幣來建造壹條64公裏長的電報線。起初,他受到冷遇。美國國會拒絕了他的申請,懷疑他能否開發出壹流的科技產品。當莫爾斯失望地回到家鄉紐約時,他身上只有1元錢。
然而,可憐的莫爾斯並沒有因此而灰心喪氣。他靠賣畫為生,並繼續發展他的電報機,使其更加先進。
有句名言:科學真理是輝煌的,只要有縫隙,就能照亮整個領域。莫爾斯電報機的先進性在當時是無與倫比的,於是在1842年,美國國會經過壹番辯論,終於通過了為莫爾斯提供實驗經費的提案。這促使可憐的莫爾斯借錢買了壹件新衣服,再次來到華盛頓。不到兩年後,莫爾斯發明了壹種更先進、更實用的電報,並建立了這條線路。
1844年5月24日是莫爾斯最輝煌的壹天。莫爾斯坐在華盛頓特區國會大廈聯邦最高法院的會議廳裏,用顫抖的雙手按下按鍵,發了壹份電報。他的助手在64公裏外的巴爾的摩收到了第壹封來自美國的長途電報。信息是:上帝創造了多麽大的奇跡!
這個“神”在哪裏?事實上,這位“上帝”此時正坐在美國國會大廈最高法院的會議廳裏,拍著可憐的科技工作者和電報發明者。此時莫爾斯已經53歲了。他從41歲到53歲開始對電流感興趣。經過12年的努力,他終於創造了現在的奇跡,眨眼間就把信息傳到了千裏之外,使人類步入了電信時代。
到1966年,美國有2000多個電報局,電報線路總長度達到65438+萬公裏以上。電報的發明和使用對商業、交通、工業和其他行業的發展起了巨大的推動作用。
誰是電報的發明者?
41歲改行半路出家的莫爾斯,是第壹個“英雄”。然而,沒有人能說誰是電報的唯壹發明者。電報的出現和使用是壹個時代許多發明家努力工作的結果。他們中的壹些人甚至沒有留下名字,但他們的成就將永存。
電報的發明確實給人類社會帶來了巨大的變化。在現代軍事中,發布戰鬥命令,通過導航和航空預報風暴警報,交流經濟建設信息,傳遞生產和生活中的好消息...電報已經成為快速交流的重要手段。美國為了表彰莫爾斯的豐功偉績,於1858在紐約中央公園為他建造了壹座莫爾斯雕像,給予了他極大的榮譽。這也啟示人們,只要像莫爾斯壹樣具有持之以恒、刻苦鉆研的精神,就能攀登上任何壹座科技高峰,對於壹個國家來說,就能搶占世界科技的“制高點”。
莫爾斯電報機的先進性在哪裏?只有通過比較才能識別。與俄羅斯科學家希林傑發明的電報相比,莫爾斯電報機使用八根電線傳輸全套俄羅斯字母和10個阿拉伯數字(如1,2,3...).當時,這種電報在彼得堡進行了測試。測試結果表明,用26根線傳輸26塊英文主板,比過去設計的電報進步了壹大步,但仍然需要大量的導線。摩爾斯在總結前人的基礎上,巧妙地設計了只用兩根導線“接通”或“斷開”電路,並用“點”(短時間接通電路)、“劃”(長時間接通電路)、“空白”(開路)的不同組合來表示各種英文字母、數字和標點符號(簡寫為字符)。
比如用破折號(?——代表英文字母“A”,五個點(……)代表阿拉伯數字“5”,以此類推。這就是今天仍在使用的莫爾斯電碼。用了150多年。
莫爾斯發明電碼的時候,絞盡腦汁,想盡了辦法。他對報刊上常用的字做了大量的統計,並親自到印刷廠向印刷商求教,以求組合出最簡單的編碼,賦給日常生活中最常用的英文字母,如玉木使用的“e”字。表示“t”用“-”表示,“a”用“?”表示英語中不常用的“z”、“Q”、“J”用更復雜的代碼組合來表示。為了方便記憶,10阿拉伯數字的代碼是有規律排列的,比如“1”用“?-、“2”用“廠商-”表示。除了對每個字符的“點”和“劃”的組合有嚴格的規定外,點和劃的長度和間隔也有壹定的時間比例。點與劃之間的時間長度為壹比三(即按下鍵要用三個“點”才能做出劃);點與點、點與劃、劃與劃的間隔等於壹個點的時間;每個字符之間的間隔等於三個“點”的時間;單詞之間的間隔是五個點。
假設發送壹個“點”的時間是壹毫秒(千分之壹秒),發送壹個“劃”的時間是三毫秒;字符之間應該有3毫秒的間隔;單詞之間有五毫秒的停頓。這些是莫爾斯電碼的法則。
莫爾斯電碼的這些規律,是他多年刻苦學習,深入調查研究,付出全部心血的結果。所以,只有按照這些規律發電報,才能把電信號變成書面語言。這裏還要註意的是,為了增加電報的傳輸距離和對方接收的靈敏度,摩爾斯反復試驗,不斷改進。比如增加電磁鐵線圈的匝數來提高電報機的性能。特別是電報機,最初是用手控制電池觸點的開閉,從而控制電報線路的通斷,後來改用電鍵發電報。剛開始用鉛筆尖在紙條上畫“點”和“破折號”符號太麻煩了。後來,墨輥被用來印刷和記錄。“滾筒印刷”非常巧妙。通常情況下,墨輥浸沒在墨槽中“休息”。壹旦對方收到電報(來自電流的信息),電流通過電磁鐵,產生磁力,帶動滾筒與移動的紙張接觸。就這樣,紙條留下了墨跡。這就像壹輛剛離開濕地的汽車,在路上留下了車輪印。當然,這種“輥印”要設計得非常精準,要有壹定的技術水平,否則紙條就會像蜘蛛爬過來壹樣,“點”和“劃”都不清晰。收到這樣壹封“天書”般的電報,令人費解。可以想象,莫爾斯在改進電報機方面的苦心和艱辛。