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摩斯誕辰│科學史上的今天:4/27

最早的「遠距傳送訊息」如烽煙、旗語等,有天候與視線的限制,能傳達的訊息又相當有限,除了軍事上也別無它用。到了十八世紀中期,可以貯存靜電的萊頓瓶發明以後,不少人開始試圖用電線來傳遞訊息到遠方。方法五花八門:振動掛在玻璃瓶裡的金箔或蓪草球、電解水產生氣泡、電火花產生硝酸讓石蕊試紙變色、……等等,不過這些都只能在實驗室玩玩,仍不具實用價值。

直到 1820 年,丹麥物理學家奧斯特(Hans Ørsted)發現電流會使磁針轉動,並經安培提出安培定律後,才終於出現可以使電報成真的技術,而吸引各國發明家競相投入發明。這是完全公開的原理,所需的材料也都拿得到,關鍵就在於如何克服電流長距離衰減的問題,並找出訊息最有效率的轉換方式。誰都沒想到,最後勝出的竟是一位美國畫家──摩斯。

1832 年,從歐洲返回美國的船上,摩斯從同船的一位物理學家處得知了安培的實驗,而觸發他發明電報的靈感。七年前他受委託到華盛頓特區作畫時,收到家中來信告知妻子病危,等他趕回家鄉,妻子已經下葬。或許因為想起這個椎心之痛,他竟決定中止畫家的工作,全心研究可以立即收發訊息的電報系統。

摩斯對於電學知識與相關的器材一無所知,因此毫無罣礙的他反而能看到最抽象、也是最基本的關鍵所在:符號系統。在他眼中,電路很單純的就只分為 on 與 off,將 on 分成長短兩種,再用 off 代表間隔就能建構一套符號系統,而這僅需要一條電線就夠了。這就成為摩斯與其他競爭者最大的差別。

摩斯原先只打算定義出代表 0 到 9 的符號,再建立數字與字詞的對照表;而他原先設計的電報接收機也太複雜,還用到紙帶、滾筒、擺錘和筆。後來他找到熟悉機械製造的維爾(Alfred Vail)將發報機與接收器簡化,並由維爾將符號系統擴充到英文字母,成為後來通行全球的摩斯電碼的前身。而電流衰減的問題,也在蓋爾教授建議他採用科學家亨利(Joseph Henry)剛發明的繼電器後獲得解決,摩斯與維爾終於完成他們的電報系統,並在 1838 年公開展示。

雖然惠斯登和庫克比他們早一步發明電報,但終究是更簡易、效率更高的摩斯電報系統通行全世界。事實上重點不在於硬體;即使技術演進,無線電取代了電線,摩斯電碼仍然不死,繼續以各種形式(聲、光、電)在各種裝置間傳遞訊息,直到 21 世紀網路普及後才逐漸不再被採用。雖然摩斯電碼算是功成身退,但它肯定不會被遺忘,甚至仍會在意想不到的情境下發揮功用吧。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。


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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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