就职业而言,塞缪尔·摩尔斯是位艺术家,但对世界而言,他最为人熟知的莫过于连接起“.”和“-”,并从此改变了人们的交流方式。
作者:吉姆·斯坦普
上图中的发报电键曾于1844年通过巴尔的摩-华盛顿这条被视作原型的电报线路发送了一条名噪一时的信息“上帝创造了什么”。(图片来源:史密森美国艺术博物馆)
现今,我们不知不觉中突破了时空。坐在旅行车后座上,只需动动手指,即刻便能畅游以太网,甚至原地环行世界。我们习惯了魔术师的那一套,也惯会做时间之主。好吧,或许有些言过其实了,但你懂得。
这些定义了一个时代的奇妙的信息通讯技术,源自于一些最基本的科学原理,18世纪电报机的发明是它的首次亮相。即便如此,电报机也是有“祖先”的。最初,“电报”这一字眼儿的字面意是“在远方写信”,特指18世纪法国的查博兄弟发明的一种中继通信系统。查博信号标有一系列信号塔组成,塔顶装有三个旋转的信号棒或信号板,可移动至近200个指定位置,每一处都有其特定数值或含义。信息可以从一座塔或山(从此,就有了“电报山”一说)传至15英里以外的另一处,实现远距离信号传送。操作者利用望远镜来观察、解读信息,之后用力启动己方的信号板到指定位置,顺着线路向远方传达信息。
画面所呈现的是一个信号转播系统。
这是“遣送信使”的最快方式。19世纪早期,年轻却又疲于战争的美国政府拿出3万美金(今天大概是44万美金)悬赏能够建造出覆盖面达1000英里的信号电报系统的能人。这似乎是一项不可能的任务,人们大都无视并迅速忘却,然挑战从未撤除。多年后的1837年,塞缪尔·摩尔斯或许会听说这个悬赏,带着那看似是魔法或是骗局的一项发明走近国会。
今天摩尔斯最为人知的是以他名字命名的“.”/“-”编码系统,这或许有失公允,但塞缪尔·费恩利·布利斯·摩尔斯起先却是名前程似锦的画家。直到1815年,青年摩尔斯作为肖像画师,生活顺风顺水。然而,一如年轻艺术家总会遇到的桥段(更别提刚建国的国家了),接下来的几年间,随着摩尔斯在美国和欧洲两地来回跑,他的财运几度大起大落。最后,画作《卢浮宫》收笔后,他希望这能成为美国人民从未见过的杰出作品。1832年,摩尔斯登上了“萨利号”,走水路返回美国。但就是这一个月的航行中,他的生命轨迹发生了“急转弯”。
上述素描是摩尔斯在“萨利号”上所画,图纸所显现的是早期的且稍带幼稚的设想:用电流控制指针运动。(图片来源:美国科学与发明)
“萨利号”上,摩尔斯和一同行的乘客聊到了最近有关电磁学的实验。尽管对此发现背后的科学原理一无所知,他还是对通过导线传送编码信息的可能性兴致勃勃。摩尔斯脑洞大开的画了几幅素描,刻画了小指针在电磁铁的磁场中转录初始编码的一景,并下定决心上岸后要使之成为现实。下船之际,他郑重其事的告诉船长,“如果你听说‘电报’成为一大世界奇迹,记着它是在‘萨利号’上诞生的。”
之后的五年多来,摩尔斯一边慢慢完善蓝图,一边画画、在纽约大学教书,穷的怡然自得。毫无悬念的是,摩尔斯阅读电学书籍时一窍不通,在电报的早期发明过程中也是屡试屡败,屡败屡试。尽管历史流行让以一己之力改变世界的天才成迷,但也有不少人对电报的发明持批判态度。
列奥纳德·盖尔是纽约大学的一名化学讲师,他指导纠结的摩尔斯制作最简单的电磁铁,帮着他组装能够发送信号到1000英尺处的简易装置。约瑟夫·亨利是电磁学的先驱,他发明了电子继电器,使电报信号远距离传输变为可能(后来他成为史密森博物馆第一任秘书)。阿尔弗莱德·维尔也做出了巨大贡献,身为摩尔斯助手和赞助人之子的他主要负责建立由“.”、“-”组成的编码系统,该系统最终以摩尔斯的名字命名。
上图所示为出自阿尔弗莱德·维尔之手的电磁电报机和“希腊首字母”版本的摩尔斯电码。(图片来源:史密森学会档案馆)
1837年,摩尔斯已经完成了他在“萨利号”上所绘制的装置原型。从画架上的图纸到实物,虽然模型过于庞大,且粗制滥造到不可思议,但却运作成功了。
上图为摩尔斯的电报机原型。信息通过一系列金属触点(每一金属触点代表一个字母)敲击键盘,推动下方一木质杠杆(如图片底部所示)进行传送;触点和间隔断开,形成通路,信号通过导线发送到一个由电磁铁、铅笔和滚动纸带组成的同样复杂的装置。收报机再将发报机发出的一系列波信号(表现为波峰和波谷)提取出来。
该原型事实上只是一个概念验证,用来给摩尔斯赚政府早前发出的3万美金的悬赏。国会小气吧啦的赞助了该项目,而到了1844年,名噪一时的首条电报信息“上帝创造了什么”完成了从巴尔的摩到华盛顿40英里的即时传送。美国就此跨入信息时代,一个电报“大爆炸”的时代。短短20年间,长达2.3万英里的电报线路遍布美国,对其西部的开发产生深远影响。新行业诞生了,线路安装和维修的新职业也应运而生。
上图为1844年巴尔的摩发往华盛顿的首条电报信息。(图片来源:维基共享资源)
虽然所有专利最后都是以摩尔斯的名字命名,但却是世人所不知的维尔想出了人们熟悉的发报电键,也是他将电报机小型化,便于实际操作。摩尔斯和维尔在长期的合作中,还设计出几款其他的电报机,并在法庭上花费了大把时间以确保他们的专利权不受侵害。
上图所示为维尔设计的两款电报接收装置,用指针将“.”和“-”打印出来。
其他发明家和设计师围绕着摩尔斯的专利总能有所创新,要么有改进,最不济也搞出个专用电报机来。
左图为亚历山大·贝恩的化学电报机,用做过处理的纸来接收传输的电信号,其速度之快超越摩尔斯的任何一款机械设计。右图为大卫·爱德华·修格斯的印刷式电报机,用简单的琴键打出要传送的信息。
各式各样的机械设计了又弃用;运营公司组建了又解散;线路搭成了又破坏;只有电报生命还在继续,缓缓地连接起整个国家,大力推动西部扩张。到了19世纪60年代,西部联盟电报公司突然跳出来买下了大部分专利,对各电报设计进行优势重组,给现今的州际电报网下达指令。这还是19世纪的美国首次打破时空限制,突然间再远的距离看起来也没那么远了。