一個畫家的電報傳奇_風聞
返朴-返朴官方账号-关注返朴(ID:fanpu2019),阅读更多!2021-07-31 11:24
科學與藝術並不對立。
——塞繆爾·莫爾斯
撰文 | 陳關榮
1. 引子
1844年5月24日,一位53歲的職業畫家用他親手製作的簡易電報機發出了人類歷史上第一條電報:
What hath God wrought!
其意為“What has God done!”(“上帝創造瞭如此的奇蹟!”)。這句話的原文出自《Book of Numbers》,那是猶太教義《摩西五經》的第四冊Torah(公元前6世紀)以及希伯來文《聖經》的第四冊(公元前5世紀)。
電文是從美國華盛頓國會大廈通過有線電纜發到巴爾的摩市的。發報人是畫家塞繆爾·莫爾斯(Samuel Finley Breese Morse,1791年4月27日-1872年4月2日),而收報人是他的助手阿爾弗萊德·維爾(Alfred Vail,1807-1859)。
1. 畫家
畫家發明了電報?
是的。但故事頗為奇幻,得從頭講起。
莫爾斯於1791年4月27日出生於美國波士頓市郊的Charlestown。他是家中的長子,母親名叫伊麗莎白(Elizabeth Ann Finley Breese,1766-1828)。父親傑迪狄亞·莫爾斯(Jedidiah Morse,1761-1826)是一位地理學家,在學術上頗有建樹,被譽為美國“地理學之父”,其地理教科書是當時美國的一套標準教材。傑迪狄亞也是一位虔誠保守的基督教公理會牧師。
莫爾斯從小對藝術懷有濃厚興趣,尤其喜歡繪畫和雕刻。1799年,8歲的莫爾斯進入了Phillips Academy藝術學校讀書。1805年,14歲的他考進了耶魯學院(Yale College,耶魯大學前身),成為一名少年大學生。他主修宗教哲學、數學和科學(化學和物理),並學習語言(法語、希臘語、德語)和地理,還特別選修了一門電學課程。1810年,19歲的他作為國家榮譽學生協會(National Honor Societies)的Phi-Beta-Kappa優等生從耶魯大學畢業。
在大學期間,莫爾斯已經有了不少高水平的畫作,有時還以賣畫來賺取一些助學金。莫爾斯在他的油畫作品裏常常表達了自己的“加爾文主義”情感。加爾文主義也稱為歸正主義,是16世紀法國與瑞士基督新教的宗教改革家約翰·加爾文(Jean Calvin,1509-1564)畢生之主張,獲得許多信徒的支持和傳承。莫爾斯這個時期的代表作是Landing of the Pilgrims(朝聖者的登陸),描寫的是1620年英格蘭一批清教徒乘“五月花號”船來到北美Plymouth移民登陸的情景(這幅名畫今天保存在華盛頓美國國家藝術博物館)。
圖1. Landing of the Pilgrims(Smithsonian American Art Museums)
莫爾斯的這幅油畫引起了詩人藝術家華盛頓·奧爾斯頓(Washington Allston,1779-1843)的關注。奧爾斯頓提議莫爾斯和他一道去英格蘭拜訪著名藝術家本傑明·韋斯特(Benjamin West,1738-1820)。韋斯特是美國人,但後半生移民英國並説服了英皇喬治三世建立了英國皇家藝術科學院(Royal Academy of Arts),而韋斯特本人後來成為皇家藝術科學院第二任院長。莫爾斯很高興答允了,還帶上父親同行。三人自駕Libya號帆船於1811年7月15日出航,順利抵達了倫敦。
在倫敦,他進入了皇家藝術科學院學習,並得到韋斯特的指導。1812年,他的雕塑油畫“Dying Hercule”(垂死的大力士)在倫敦的Adelphi藝術協會展覽中獲得了金獎。
圖2. Dying Hercule(Yale University Art Galley)
莫爾斯的另一幅名畫是Judgment of Jupiter(天神的審判)。他的這兩幅名畫今天都陳列在耶魯大學的藝術走廊上。
圖3. Judgment of Jupiter(Yale University Art Galley)
1815年8月21日,莫爾斯結束了英國遊學回到美國。從此,他認定了自己將會畢生走在畫家的路上。事實上,他後來繪畫成果累累,1835年成為紐約大學的繪畫與雕塑教授,1826-1845和1861-1862年間擔任美國美術協會主席。他最負盛名的作品是Gallery of the Louvre(盧浮宮畫廊,1831-1833年間完成)。
圖4. Gallery of the Louvre(Terra Foundation for American Art,Chicago)
3. 電報
1832年10月,莫爾斯第二次遊學歐洲回國。歸程船上他認識了來自波士頓的年輕物理學家查爾斯·傑克遜(Charles Thomas Jackson,1805-1880)。閒聊時,傑克遜講述了本傑明·富蘭克林(Benjamin Franklin,1706-1790)的一個有趣實驗,在一條導線的一端接入電流可以讓另一端打個火花而這個過程並不需要時間。這個有點神奇的故事讓莫爾斯重新拾回了多年前在耶魯大學修讀電學時的興趣,併產生了用電傳方式發送信息的奇想。
其實,早就有很多人試圖通過電來傳遞信息了。
1753年2月17日,蘇格蘭一份老雜誌《Scots Magazine》刊登了一篇題為“An Expeditious Method of Conveying Intelligence”的文章,作者署名為“C. M.”,建議“transmitting messages by frictional electricity”。這位作者設想用26條電線,每條代表一個英文字母,當電線通電時在另一端的小紙片就會被靜電吸引,相應地記下一個字母,再由字母組成詞和句,就可以傳遞信息了。後人根據各種線索猜測,這位作者很可能是蘇格蘭外科醫生Charles Morrison(生卒年份不詳)。這是歷史上有文獻記錄的第一份“電報”提案。
1774年,日內瓦物理學家喬治-路易斯·勒薩奇(George Louis Le Sage,1724-1803)根據“C. M.”的提案構造了一個由26條電線組成的電報機模型。
1804年,西班牙物理和氣象學家弗朗西斯科·薩爾瓦(Francisco Salva y Campillo,1751-1828)於2月22日向巴塞羅那科學院(Barcelona Academy of Sciences)提交了一份報告,建議了一個電報方案,在導線的一端用伏打電池產生電流,輸送到導線另一端,然後用它對水作電分解來區分正負信息。
1811年,德國物理學家馮·薩默林(Samuel Thomas von Soemmering,1755-1830)改良了電池並在巴伐利亞王國(Bavaria)建造了一個電報系統,完成了一次2英里距離的通訊實驗。
1832年,在德國做外交官的俄羅斯軍人帕維爾·席林男爵(Baron Pavel Lvovitch Schilling,1786-1837)在柏林設計了一套電報通訊設備,用電流去移動懸吊在線圈上的鐵針以指示各個字母。
1833年,德國哥廷根大學的物理學家韋伯(Wilhelm Eduard Weber,1804-1891)和數學家高斯(Carl Friedrich Gauss,1777-1855)合作,設計了第一台電動電報機(electrical telegraphy)。
1837年7月25日,英國發明家威廉·庫克( William Fothergill Cooke,1806-1879)和科學家查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone,1802-1875)聯手,還有享譽“鐵路之父”的土木工程師羅伯特·史蒂芬生(Robert Stephenson,1803-1859)協助,在英國Camden Town和倫敦之間架設了第一條電報通訊電纜。可是,他們遇到了電池太弱支持不了遠距離通訊的問題,結果一籌莫展。
差不多同時,在大西洋彼岸的美國,充滿好奇心的畫家莫爾斯嘗試使用繼電器(relay)來解決同樣的問題而獲得成功。莫爾斯的成功得助於化學家倫納德·蓋爾(Leonard Dunnell Gale,1800-1883)特別是電磁物理學家約瑟夫·亨利(Joseph Henry,1797-1878)的協助和指導。
解決了電源繼電支持問題之後,莫爾斯馬上琢磨更為關鍵的字母通訊技術問題。與惠斯通等人設想過用26條導線來傳遞26個英文字母的笨想法不同,莫爾斯考慮簡單地通過一根導線來傳遞26種不同的信號。
這時,他的聰明助手、機械師維爾出場了。維爾提出了一個天才方案:用電流的有無和時間的長短來表示不同的信號,把一個單位的電流作為“點”(dot),把三個單位的電流作為“劃”(dash),然後通過點與劃的不同組合來表示不同的字母和數字。
想法不錯,但是還得有一套表達規則才行。師徒兩人動動腦筋,一套規則就制定出來了:每個字母中,點和劃的間隔為一個單位;每兩個字母前後的間隔為三個單位;每兩個單詞的時間間隔為七個單位,一個完美的組合就產生了。這就是歷史上的第一個編碼,稱為“莫爾斯碼”(Morse Code)。後來國際上通用的莫爾斯碼其實是經由德國工程師弗里德里希·格克(Friedrich Clemens Gerke,1801-1888)於1848年改進過的。1865年,巴黎國際電報大會專家們對之做了少量修改,最後由國際電信聯盟正式審定為國際標準莫爾斯碼。今天,這個碼最廣為人知的應用就是危難時求救的SOS信號:· · · — — — · · ·(嘀嘀嘀嗒嗒嗒嘀嘀嘀)。
圖5. 國際莫爾斯碼
1837年,莫爾斯又有了一項關鍵的進展。他通過電源、導線、繼電器和線圈等元件,設計製作了他的第一台電報機。1838年1月6日,莫爾斯在新澤西州Morristown的Speedwell鋼鐵廠裏第一次成功地演示了他的長距離電報實驗。在其後幾年裏,莫爾斯一再改進他的電報機,讓它更為簡單實用。
圖6. 莫爾斯設計製作的第一台電報機
1843年,美國國會批給莫爾斯3萬美元用以在華盛頓和巴爾的摩之間架設一條電纜做電報實驗。此舉開創了美國歷史上由政府撥款資助私人進行科學研究的先河。
終於,莫爾斯成功了!
1844年5月24日,在華盛頓國會大廈裏,一批科學家和政府要員見證了莫爾斯用他親手製作的電報機發出了人類歷史上的第一條完整的電報:
What hath God wrought!
電文由莫爾斯從位於國會大廈地下層的最高法院法庭(Supreme Court chamber)發出,維爾在巴爾的摩的Mount Clare Station 接收。維爾隨即回覆了電報,莫爾斯也順利收到。儘管當時的電報機每分鐘只能發送33個字母,電報技術已經有了一個成功的開端。
圖7. 莫爾斯發給維爾的電報
1844年這第一條電纜的成功鋪設立即就開通了電報的商業運營。1845年,美國第一公共電報局成立。埃茲拉·康奈爾(Ezra Cornell,1807-1874,康奈爾大學創辦人)和莫爾斯的合作者、國會議員弗朗西斯·史密斯(Francis O. J. Smith,1806-1876)聯手,架建了從紐約到費城、波士頓、水牛城和密西西比的電報電纜。隨後幾年之間,電報電纜迅速遍佈全國。到1850年,電纜的總長度達到了1萬2千英里。期間,英國的威廉·庫克和合夥人也成立了一間電報公司Magnetic Telegraph Company,在歐洲同樣大規模地鋪設了許多電纜。
圖8. 美國第一公共電報局的銘牌
1847年,莫爾斯從法國申請並獲得了電報技術發明專利。到1849年,全美國總共有二十多家公司從事電報運營。美國最高法院立法以維護莫爾斯的專利權,要求所有使用莫爾斯電報系統的美國公司包括一些外國公司均需向莫爾斯交付技術專利使用費。莫爾斯從此財源廣進,很快就成了大富翁。1872年莫爾斯去世時,他的遺產估值約50萬美元。不過,他餘生把大部分財富貢獻給了社會慈善事業,大手筆地捐助了Vassar College藝術學院、耶魯大學、多個教會和團體,以及一些貧窮藝術家。他對宗教與科學的關係特別感興趣,發起並資助了一個題為“聖經與科學”的講座系列。
1850年,第一條跨海電纜在英國的英吉利海峽(English Channel)建成。1851年,歐洲採用了莫爾斯的電報系統作為統一標準,只有英國依然保留着庫克-惠斯通的系統。
1857年,莫爾斯投資了1萬美元給商人企業家賽勒斯·菲爾德(Cyrus West Field, 1819-1892)組建了大西洋電報公司(Atlantic Telegraph Company)。莫爾斯任董事會主席和榮譽電機工程師。他與其他財團聯手於1858年成功地鋪設了第一條連接美洲大陸和歐洲大陸的越洋電纜。1858年,莫爾斯還把有線電報技術推廣到了拉丁美洲。
4. 電報發明家
電報在世界各地被使用多年之後,莫爾斯經歷並贏得了一場漫長的官司,才獲得美國最高法院給予他(唯一)“電報發明人”(Inventor of the Telegraph)的最後判決。
説起來那場官司錯綜複雜,因為當年的電報起源、發展、製造、使用經歷了一個頗為漫長的過程,其中不少人都作出過或多或少的貢獻。值得一提的還有化學家哈里森·戴爾(Harrison Gray Dyar,1805-1875)。戴爾早在1820年代就作過遠距離傳遞信息的嘗試。他記錄了自己的試驗結果:電流在導線的另一端產生的火花可以在預先放置的濕石蕊試紙上指定的字母留下清晰的紅色標記。1827年,他借錢買電纜,在紐約長島成功地做了一次電報實驗。隨後,他計劃在紐約和費城之間進行遠距離試驗,但得不到政府的資助。當時負責審理提案的新澤西州議會以安全為由拒絕了他的計劃。後人有理由相信莫爾斯從戴爾那裏獲得了啓發,因為莫爾斯1818年結婚的太太是戴爾電報實驗助手Charles Walker的姐姐Lucretia Pickering Walker。儘管意見紛繁,1853年最高法院的最後判詞説,戴爾的方法是基於電解性質並且沒有遠距離實驗的結果,而莫爾斯的方法是基於電磁理論並有成功試驗的演示和記錄。可是,不知什麼原因,美國最高法院宣判莫爾斯是“電報發明人”的結論一直沒有得到美國聯邦政府的正式批准和備案。無論如何,後來的歷史書上都是這樣記載的:電報發明人是莫爾斯。
5. 榮譽
莫爾斯成功後,榮譽接踵而來。
1848年,莫爾斯被遴選為美國哲學學會成員。
1849年,莫爾斯被遴選為美國藝術與科學院成員(Associate Fellow)。
1851年,普魯士國王授予莫爾斯“科學成就普魯士金質獎章”。
1852年,德國符騰堡國王授予莫爾斯“藝術和科學最高金質獎章”。
1855年,奧地利國王授予莫爾斯“藝術和科學最高金質獎章”。
1856年,法國國王授予莫爾斯“榮譽軍團騎士十字勳章”;丹麥國王授予莫爾斯“Dannebrog騎士團十字勳章”;西班牙皇后授予莫爾斯“天主教Isabella勳章騎士指揮官十字勳章”。
1860年,葡萄牙國王授予莫爾斯“塔與劍勳章”。
1864年,意大利國王授予莫爾斯“聖Maurice and Lazarus騎士勳章”。
圖9. 譽滿歐美的莫爾斯
1896年,美國發行了一張面值2美元的鈔票,印上發明家羅伯特·富爾頓(Robert Fulton,1765-1815)和莫爾斯的頭像。1940年,美國又發行了一張面值2美分的莫爾斯照片郵票。1975年,莫爾斯登上了美國發明家名人堂(National Inventors Hall of Fame)。他的電報機被展示在華盛頓的國家歷史博物館。到了1988年,IEEE條列的“List of IEEE Milestones”中也包括了莫爾斯和維爾的“1838年實用電報演示”,記錄他們“首次公開展示了電報系統的關鍵部件……並於 1844 年開始商業化。”此外,IEEE還條列了莫爾斯碼在1901年第一次無線廣播中的應用。
圖10. 1896年的2元美鈔(左:富爾頓,右:莫爾斯)
圖11. 1940年的2美分郵票
説到“無線”,1895年世界上第一台無線電電報機出現了,讓遠距離通訊從此擺脱了有線電纜的約束並且大大降低了工程成本。1900年,加拿大籍英國發明家弗雷德裏克·克里德(Fredrick Gorge Creed,1871-1951)創造了一套電報打印系統,把輸入和輸出的莫爾斯碼轉換成文字。從此,人類通訊技術和業務進入了突飛猛進的新時代。
6. 後記
中老年時期的莫爾斯是反天主教和反歐洲移民運動的領導者之一。當年他的政見是支持農奴制度。像美國南方奴隸主們一樣,他認為這個現實是上帝認可的。他熱心介入社會和政治活動,並於1836 年和 1841年兩度參加紐約市長競選,不過都沒有成功。之後,他逐漸放棄了繪畫和政治,全力以赴去維持和推進他的電報事業。
莫爾斯於1818年和Lucretia Pickering Walker結婚,生有三個孩子,但夫人在1825年因心臟病離世。莫爾斯於1848年再婚,和第二任夫人Sarah Elizabeth Griswold養育了四個孩子。
畫家暨發明家塞繆爾·莫爾斯於1872年4月2日在紐約逝世,享年81歲,被安葬在紐約布魯克林的Green-Wood 墳場。他給世人留下了一句至理名言:“科學與藝術並不對立”(“Science and art are not opposed”)。
圖12. 莫爾斯銅像(紐約中心公園,建於1871年)
本文經授權轉載自微信公眾號“集智俱樂部”。