薩繆爾.芬利.布里斯.莫爾斯（Samuel Finley Breese Morse）1791年出生于馬薩諸州的吉爾斯頓鎮(zhèn)。這座小鎮(zhèn)曾是邦克山戰(zhàn)役打響的地方，位于波士頓的東北部。莫爾斯出生那年，距離美國憲法制定剛過去了兩年，而當時喬治華盛頓正在處在他的第一個總統(tǒng)任期內(nèi)；葉卡捷琳娜大帝統(tǒng)治俄國；路易十六和瑪莉.安托瓦內(nèi)特將在2年后的法國大革命中人頭落地。然后在1791年，莫軋?zhí)赝瓿闪怂詈笠徊扛鑴　赌У选?#xff08;The Magic Flute）， 不久后在35歲時與世長辭。

　　莫爾斯在耶魯大學深造，并在倫敦學習藝術。后來他成為了一名成功的畫家。他的作品《拉法耶特將軍》（General Lafayette,1852年），現(xiàn)在還掛在紐約市政大廳。1836年，他以獨立候選人的身份參與競選紐約市長，并獲得了5.7%的選票。他還是一個早期的的攝影愛好者。莫爾斯接受了路易斯.達蓋爾（Louis Daguerre）的親自指點，學習銀板照相術，并且拍攝了美國最早的一些銀板照片。在1840年，他把這項技術傳授給了17歲的馬修.布雷迪（Mathew Brady）,而布雷迪后來與同事一起，完成了一組非常有紀念意義的關于美國內(nèi)戰(zhàn)、亞伯拉罕.林肯（Abraham Lincoln）,還有薩繆爾.莫爾斯本人的攝影作品。

　　但是，這些只是他兼收并蓄職業(yè)生涯中點綴而已。薩繆爾.莫爾斯之所以被現(xiàn)在的人們熟知，還是因為他發(fā)明的電報機，以及以他的名字命名的電碼。

　　全球性即時通信對于我們來說已經(jīng)司空見慣了，這項技術其實是近代才得到發(fā)展的。回溯到19世紀早期，你也可以進行即時通信或者遠距離通信，但是不能同時做到這兩點。即時通信受聲音傳播距離的限制（沒有擴音器可以用），或者受視眼的限制（或許可以使用望遠鏡作為輔助工具）。使用信件可以進行更遠距離的通信，但是寄信耗時間太多，并且需要馬匹、火車或輪船。

　　莫爾斯的發(fā)明問世前幾十年里，人們?yōu)榱颂岣哌h距離通信的速度，做過很多嘗試。技術上比較簡單的方法是，雇用一些人站在山上，作為中繼系統(tǒng)，揮旗發(fā)出旗語。而在技術上稍復雜的解決方案是，使用帶有機械臂的大型裝置，代替人做揮旗的工作。

　　“電報（telegraph,字面意思就是“遠距離書寫”）”這個想法在19世紀早期就出現(xiàn)了，而且在薩繆爾.莫爾斯1832年開始實驗之前，其它的發(fā)明家就已經(jīng)開始研究它了。理論上說來，電報機的原理是很簡單的：在線路的這一端采取一些措施，使線路的另一端發(fā)生變化。這恰好與我們上一章中用手電筒遠距離發(fā)傳信息所用的方法很一致。不過呢，莫爾斯先生不會用燈泡作為他的信號發(fā)生裝置了，因為最早的可使用的電燈泡到1879年才被發(fā)明出來。作為替代手須，莫爾斯利用電磁（electromagnetism）現(xiàn)象。

　　如果你的手頭有一根鐵棒，那么在上面用細導線繞幾百圈，然后在導線上接通電流，鐵棒就變成了一塊磁鐵。現(xiàn)在它可以吸引其它的鐵塊和鋼塊（電磁上纏繞足夠多的細導線，會產(chǎn)生足夠強的電阻，能防止電磁產(chǎn)生短路現(xiàn)象）。斷開電流，鐵棒將喪失磁性。

　　電磁鐵是電報機的基礎。在線路的一端閉合或斷開開關，可以使線路另一端的電磁鐵有所動作。

　　實上際上，莫爾斯的第一個電報機比后來演化出的版本要復雜。莫爾斯認為，發(fā)報系統(tǒng)應該確實能在紙上寫出些什么東西，或者就像計算機用戶后來描述的那樣，“輸出一份硬拷貝。”當然，電報機輸出的不一定非得是單詞，因為那樣做就太過復雜了。但是不管是雜亂無章的線條還是點和劃，在紙上總應該寫些東西。注意，莫爾斯現(xiàn)在一頭扎進了一個需要紙張和閱讀的模型，這很像瓦倫丁.霍伊（Valentin Haüy）的觀點——盲人用的書應該印有凸起的字母。

　　盡管薩繆爾.莫爾斯在1836年通過專利局，他成功發(fā)明了電報機，但是直到1843年，他才說服美國國會，為其創(chuàng)立了一個公共基金。1844年5月24日，這是歷史性的一天，當華盛頓特區(qū)和馬里蘭州巴爾迪摩市之間的電報線架設完成時，一條信息被成功地傳遞，內(nèi)容是圣經(jīng)中的句子：“what hath God wrought!”

　　傳統(tǒng)電報中用來發(fā)送信息的電鍵，其外形如下圖所示。

　　它雖外表奇特，其實只是一個被設計成有“最大開閉速度”的開關而已。如果需要長時間使用電鍵，最舒適的方法是，用拇指、食指和中指握住手柄，輕擊它使其上下移動。保持電鍵按下狀態(tài)一小段時間，就會產(chǎn)生一個“點”的莫爾斯碼。按下狀態(tài)保持的時間更長一些就會產(chǎn)生一個“劃”的莫爾斯碼。

　　線路的另一端是一個接收器，它主要是由一塊電磁鐵拉動一根金屬桿構成的。最初，電磁鐵控制的是一只鋼筆。有一個裝置通過使用一個壓緊的彈簧來拉動一卷紙經(jīng)過設備，與電磁鐵連接著的鋼筆就會彈起或者落下，在紙上畫出點和劃，能讀懂莫爾斯電碼的人員就可以把這些“點”和“劃”譯成字母和單詞了。

　　當然，我們?nèi)祟愂莻€懶惰的物種，電報操作員們很快發(fā)現(xiàn)，他們可以很容易地通過聽鋼筆彈起和落下的聲音來翻譯電碼。在傳統(tǒng)電報機中的“發(fā)聲器”的幫助下，鋼筆最終被廢棄，整個裝置看起來如下圖所示。

當電報機的電鍵被按下時，發(fā)聲器的電磁鐵拉動上面的活動橫杠下降，它會發(fā)出“滴”的聲音。當松開電鍵的時候，橫杠彈回原來的位置，發(fā)出“嗒”的聲音。一次快速的“滴嗒”聲代表點，一次慢速的“滴——嗒”聲則代表劃。

　　電鍵、發(fā)聲器、電池，還有一些導線連接到一起，電報機的電路示意圖與前面章節(jié)中的手電筒電路圖相似。

　　正如我們以前所發(fā)現(xiàn)的那樣，不必非得用兩根導線連接兩個電報站。如果地球能為我們提供電路的另一半的話，一根導線就足夠了。

　　就像我們在上一章所做的那樣，我們可以把接地的電池用大寫“V”表示。因此完整的單向系統(tǒng)如下圖所示。

　　電報機的發(fā)明標志著現(xiàn)代通信的開始，人們第一次能夠在視線或者聽力之外的距離范圍進行實時交流了，而且信息傳遞的速度比駿馬疾弛還要快。更加耐人尋味的是，這個發(fā)明使用了二進制碼。但是在后來的電子和無線電通信（包括電話、無線電、電視）所使用的通信模式中，二進制碼被廢棄了，直到后來它又被用在了電腦、光盤、數(shù)字影碟、數(shù)字衛(wèi)星電視廣播和高清電視上。

　　莫爾斯的電報機在某種程度上要勝過其他的設計，因為它對線路沒有苛刻的要求。當你連接好電鍵和發(fā)聲器之間的線路后，它們一般都可以正常工作。而其它的電報系統(tǒng)對線路的要求沒這么簡單了，但是正如我上一章提到的那樣，這種電報機最大的問題就是長導線帶來的電阻。盡管一些電報線路使用高達300伏的電壓，而使用有效距離能夠超過300英里，但是線路還是不能無線延長。

　　顯然，設置一個中繼系統(tǒng)是解決該問題的一個方案，每隔200英里左右，為一個工作人員裝配好發(fā)聲器的電鍵，他就可以接收信息，然后再把它轉發(fā)出去。

　　現(xiàn)在，想像你已經(jīng)被電報公司騁用，成為中繼系統(tǒng)的一部分，他們把你扔在紐約和加利福尼亞的一個無名之地，讓你在一個只有一桌一椅的小屋里工作。一條導線從東面的窗戶伸進來，連接到發(fā)聲器上。而你的電報機電鍵連接到電池上，最后線路從西窗伸出去。你的職責就是接收從紐約發(fā)來的信息，然后轉發(fā)它們，最終使它們到達加利福尼亞。

　　開始時，你喜歡接收一條完整的信息，然后再把它轉發(fā)。首先，根據(jù)發(fā)聲器發(fā)出的滴嗒聲，將字母記下來，當信息接收完畢時，再開始用你的電鍵來發(fā)送。最后，你終于掌握了訣竅，在聽到滴嗒聲的同時就可以發(fā)送信息，不需要再把信息記錄下來了。這節(jié)約了不少時間。

　　有一天，當你正轉發(fā)信息時，瞄了瞄發(fā)聲器上那根上躥下跳的橫杠，又看了看在電鍵上上下翻飛的手指。然后你就這樣來來回回地瞅來瞅去，恍然發(fā)現(xiàn)發(fā)聲器上下跳躍的節(jié)奏與電鍵一致的。因此，你就去外面找了根小木棍，然后用木棍和一些細繩把發(fā)聲器和電鍵連接到一起，如下圖所示。

　　這真是個有趣的想法，但是事實上，薩繆爾.莫爾斯在早些時候已經(jīng)領會了這個設備的概念。剛剛我們發(fā)明的這個設備稱做“繼電器”。繼電器與發(fā)聲器很像，傳進來的電流驅動電磁鐵拉動金屬杠，金屬杠同時又作為一個開關的組成部分，而這個開關連接著電池和輸出線路。通過這種方法，輸入的比較弱的電流就被“放大”成了較強的輸出電流。

　　繼電器的示意圖如下。

　　當輸入的電流觸發(fā)了電磁鐵，電磁鐵把一個彈性金屬條吸附下來，就像閉合了開關一樣，使電流可以從接口輸出。

　　因此，把一個電報機電鍵、一個繼電器，還有一個發(fā)聲器連接好，差不多就是下圖的這個樣子。

　　繼電器是一個意義非凡的設備。當然，它是一個開關，但是這個開關的閉合和斷開并不是由人來操縱的，而是由電流控制的。你可以通過它來完成一些不可思議的事情，實際上，使用它，你甚至可以裝配好一臺近乎完整的計算機來！

　　不錯，繼電器是一項如此出色的發(fā)明，以至于電報博物館為它留了一席之地。讓我們悄悄拿起一臺，藏在外套里，飛快地從警衛(wèi)身邊溜過去。這臺繼電器用起來將非常方便。不過我們在使用它之前，還要學會如何計數(shù)。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的６．电报机与继电器qk的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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