第二章 從有線到無線
就在一些人研究如何利用電能的同時，還有一些人在探索如何用電線傳遞信號。
1832年10月，藝術家塞繆爾·莫爾斯在乘著“沙利號”郵船從歐洲返回美國的途中，遇到了一位同行的乘客。他們都在國外學習，但這位同伴學習的是電力專業。他給莫爾斯講述了安培做的那些奇妙的電學實驗：電可以通過導線遠距離傳輸。這給了莫爾斯一個靈感，或許信息也可以以電流的方式在電線上傳輸。“如果電路上的任何地方都有電流的存在，信息也一定能夠通過電即時傳送。”他說。
莫爾斯一直在思考這個想法，以致徹夜難眠。當離開這艘船的時候，他跟船長說：“船長，如果有一天你聽說‘電報’這東西成了世界奇跡，記得奇跡是在你這艘叫作‘沙利’的幸運船上產生的。”
從那以後，莫爾斯就把他所有的時間都用來思考用電傳遞信號的方法。他在電線的一端固定了一支鉛筆，用這種方法電流就可以讓鉛筆做記號。“如果我可以用一小段電線控製鉛筆，為什麽我不能在一萬英裏之外這樣做？”
莫爾斯的生活非常拮據。一連好幾年他都住在一個小單間裏，這個房間被用作畫室、客廳、臥室、廚房和工作間。“為了節省時間來做我的發明，”他後來告訴別人，“也為了節省我可憐的財富，有好多個月我都蝸居在我的小屋裏。我從一家雜貨店裏買來少量的食物，在家自己做。為了不讓朋友們知道我過著窘迫的生活，我習慣了在晚上把食物帶到房間，我就這樣過了很多年。”
莫爾斯試圖通過教藝術課來維持生計，但是他花了太多時間做實驗，所以學生非常少。其中一個學生這樣描述這段時間：
我支付了50美元作為一個學期的學費，成了莫爾斯的一名學生。當第二個學期的學費到了最後付款日，錢並沒有按照預期及時從家裏拿出來。有一天莫爾斯教授對我說：“呃，孩子，我們今天不上課去掙點錢怎麽樣？”
“為什麽，教授，”我回答道，“非常抱歉沒能及時交上學費，但我下個星期就有錢了。”
“下個星期，”他傷心地回答，“那個時候我恐怕已經死了。”
“死了？”我吃驚又悲傷，急忙道，“10塊錢能幫上什麽忙嗎？”
“10塊錢可以救我的命。”
我付了僅有的10塊錢，兩人一起吃了晚餐。這是莫爾斯24小時來的第一頓飯。
莫爾斯努力了幾年，終於有了一台可以工作的機器。機器非常簡陋，由一個固定在桌子上的舊相框構成；一個舊鍾表的齒輪由重物拉著，帶動紙條向前走。但是，它能夠傳遞信息了。
莫爾斯編製了一套用點和線組成的係統，代表不同的字母。這就是莫爾斯電碼。一方的操作員按照編碼把所代表的字母敲出來，信息通過一條有電流的電線以極快的速度傳播。在電線的另外一端，一個軟鐵棒被放置到一個鐵線圈中，當有電流通過時，這個鐵棒就有了磁性，會把一個鐵塊吸引過來，發出哢嗒一聲。當電流被切斷時，一根彈簧會把這個鐵塊拉回原來的位置。這樣信息就可以在電線的另外一端被記錄下來，對應的編碼可以被翻譯成文字。
莫爾斯來到華盛頓，請求國會撥款3萬美元用於建設一條從華盛頓到巴爾的摩的電報線路，來測試自己的想法。對於一個未經驗證的項目來說，這筆錢是一筆很大的開銷。但讓國會意識到電報將會是多麽有用，也不是一件容易的事情。
眼看到了會議的最後一天，議案通過的希望渺茫。莫爾斯一整天都待在參議院裏，焦急地等待結果。夜裏10點，還有兩個小時休會，一個朋友勸他放棄，因為參議院不讚成他的項目。莫爾斯回到旅館，數了數錢，發現支付完旅館費用，再買一張回家的車票後，就隻剩下37美分了。
第二天下樓吃早餐的時候，莫爾斯遇到了一位老朋友的女兒艾爾斯沃斯小姐。她麵帶微笑地朝他走來，說道：
“我專程過來向您道賀。”
“為什麽呢，我親愛的朋友？”莫爾斯問道。
“因為您的項目被通過了。”她回答。
“噢，不，我年輕的朋友，你搞錯了。”
“是您搞錯了，項目在午夜被通過了。”
刹那之間，莫爾斯激動不已，一時竟說不出話來。然後他說：“你是第一個告訴我這個好消息的人，將來電報線建好後，第一條消息就發給你。”
工作按部就班地展開了。公元1844年5月24日，莫爾斯準備進行測試，為了這一天，他努力了12年。他在華盛頓，助手在巴爾的摩，房間裏有很多顯赫的政府官員觀摩。莫爾斯坐在機器前，緩慢而堅定地敲出第一條通過電報發出的消息：“上帝做了什麽？”消息內容是他年輕的朋友艾爾斯沃斯小姐選擇的。巴爾的摩的助手馬上就收到了消息，並立即將其傳回了華盛頓。這樣隻用了一瞬間，這些靈動的單詞就在80英裏的線路上跑了一個來回。
在接下來的10年裏，電報公司在全國各地如雨後春筍般地成立起來。臨終前，莫爾斯終於滿意地看到全世界都在使用他的電報了。
有了莫爾斯的發明，信息可以從大陸的一端傳送到另外一端。但是大陸與大陸之間被廣闊的海洋隔開，大陸間的消息還是得由蒸汽船來傳送。因為水會導電，電線不能在水中使用。除非用什麽東西把電線包起來，以防電流損失。人們發現古塔膠——一種有點像橡膠的物質非常合適。於是人們就往銅線上塗抹古塔膠，然後幾股線繞在一起，最後再用塗了焦油的紗線包起來做防護。
一個大膽的計劃開始成型：在大西洋底下鋪上電纜，讓美國和歐洲之間的電報通信成為可能。賽勒斯·韋斯特·菲爾德，一個年輕的紐約商人，決定鋪設這樣一條電纜，他為之傾注了自己所有的力量和熱情。
大西洋電纜的故事成為人類與自然鬥爭中最為激動人心的篇章之一。大西洋的水深加大了施工的難度。第一次嚐試是在1857年。為了鋪設電纜，英國提供了“阿伽門農號”，美國提供了“尼亞加拉號”，這兩艘船非常大，足以運載所需的大量貨物，而且裝配有可以把電纜放到水下的機器。它們從愛爾蘭海岸出發，開始了偉大的冒險。當安全地鋪設了400英裏之後，電纜斷了。所有已經下水的電纜都已無可挽回地損失了。在這次行動中，大約50萬美元沉入水底，除了放棄別無選擇。
第二年，又一次嚐試開始了。這次人們決定從大西洋中間開始鋪設電纜。兩艘船分別從大西洋兩岸出發，每艘船上載有總長度一半的電纜；然後在大西洋中間相遇，兩艘船上的電纜被鉸接到一起。計劃是這樣的：兩艘船分開，一艘往東開，一艘往西開，一邊航行一邊鋪設電纜。但是還沒等到它們離開對方的視線，電纜就斷了。人們返回原地，再把電纜接在一起。電纜一次又一次地斷開，電流不能通過。最終，人們再次被迫放棄。
看起來，人們肯定是要放棄了。但是，不！到了7月份，人們又開始工作了。8月5日，菲爾德先生向布坎南總統報告，電纜的兩端都已經安全著陸。每個人都陷入了瘋狂的激動中。英國女王和美國總統相互問候，這項偉大的成就宣告完成。
然而，這條電纜在發送了大約700份電訊之後，才剛剛滿月，信號就變得越來越微弱，到最後幹脆斷了。想象一下菲爾德和那些把自己的錢一次又一次投入到這個冒險中的人是多麽失望啊！幾年的努力，成千上萬的花費，隻有一個月的使用價值——然後隻剩下一條躺在水下長達兩千英裏的無用電纜。
於是，人們開始認為深海電纜可能永遠也無法正常運轉，他們因沮喪失望而選擇退縮。但是菲爾德沒有停止工作，他開始為鋪設一條新電纜而籌集資金。公元1865年，他再一次嚐試。為此，他們準備了一條更重的電纜，並租下了當時最大的蒸汽船“大東方號”來鋪設。這次，他們更為小心翼翼。當工程進行到三分之二的時候，船上的機器在巨大的拉力下拋錨了，電纜被折斷，丟失在海底。他們三次用鐵錨在11000英尺的海底把它鉤住，三次試圖把它拉到水麵，但卻一次又一次地失敗。
菲爾德放棄了嗎？沒有。一個新的公司成立了，他又募集到了新的資金。公元1866年7月，“大東方號”再次出航，兩個月後，項目終於順利完成。1866年7月27日，是菲爾德人生中最歡樂的一天。13年來他一直努力鋪設海上電纜，終於獲得了圓滿的成功。
通過這條電纜發送的第一條信息是英國女王發給美國總統的，第二條由讚助公司的英國董事發送給紐約董事，信息的內容是這樣的：“歐洲和美國被電報連接在了一起。榮耀歸於至高的神，平安和善意給予人。”
電報通信終於在新舊大陸之間建立起來了。人們很快就能收到之前好幾周才能傳過來的早間新聞。從那天開始，兩塊被廣闊大洋分開的大陸就一直保持著通信。截至20世紀30年代，大約有1800條這樣的水下電纜在海底縱橫交錯，通往人類能夠想象的所有方向。它們每天往世界各地輸送超過4000條信息。幾乎在事件發生的同一時間，我們就能收到相關消息。時間和空間的障礙終於被電纜克服。這種新的聯係形成鎖鏈，把世界各國綁在一起。
電報和電纜傳遞電脈衝，在另外一端產生聲音。這種方法仍然是一個符號通信係統，使用者必須熟悉編碼。如果電流可以傳遞信號，為什麽不可以直接傳遞聲音呢？在電報被發明32年之後，亞曆山大·格雷厄姆·貝爾，波士頓大學一位年輕的教授，正忙於解決這個問題。他的工作間位於波士頓一條狹窄街道上某幢建築的閣樓裏。
貝爾教授是一位聾人教師，他在聲音對耳朵的影響方麵已經有了相當深入的研究。從童年開始，他就對說話和傾聽很感興趣。當他還是一個小男孩的時候，父親就建議他和哥哥嚐試製造一台說話機器。這真是個十分吸引人的提議，貝爾開始製作嘴巴模型，他在橡膠裏塞上棉花，作為舌頭和喉嚨的一部分。他的哥哥製作了肺、喉嚨和聲帶。然後，他們把這些東西組到一起，一個男孩向肺部伸出來的管子裏吹氣，另一個移動木偶的嘴唇。當它發出“媽——媽，媽——媽”的聲音時，孩子們高興極了。有一天，他們把這台機器拿到樓道裏。兄弟倆開始操作，機器發出的聲音就像一個小孩在哭喊，“媽——媽，媽——媽”。樓上的一扇門打開了，兩個男孩還是讓木偶玩具盡情地哭。然後，他們聽到有人說：“天哪！這個小家夥是怎麽了？”兄弟倆高興極了。
貝爾長期以來對聲音是如何影響耳朵的研究給他發明電話帶來了啟發。在耳朵中，耳膜這個微小的薄片對聽到的單詞做出反應。貝爾推理，如果厚度不超過一片薄紙的耳膜都可以把振動傳遞到厚重的骨頭裏，那麽一片更重一點的薄膜應該可以振動一根電線。就在一刹那間，電話在他腦海裏出現了，貝爾馬上開始夜以繼日地工作，做了一個又一個實驗。貝爾全身心投入其中，完全不考慮其他，甚至放棄了自己的專業工作。
貝爾的奮鬥故事和其他很多發明家一樣。他被迫忍受貧窮和嘲笑，被稱為“認為能通過一根電線聊天”的怪人。然而在一個炎熱的6月的某一天，他所有的努力都得到了回報。貝爾和他的助手華生正在進行他們沒完沒了的實驗，他突然聽到一個微弱到幾乎不可辨識的弦音。這是新生電話的第一聲喊叫。貝爾衝進華生正在試圖發送信號的房間，眼裏閃爍著興奮的光芒。“你剛才做了什麽？”貝爾大喊道，“什麽都不要動，讓我看看。”
在很長的一段時間裏，電話隻能聽到微弱的喘息，發出奇怪而含混不清的聲音。然後偉大的一天終於到來了，它第一次真正地講話了。1876年3月10日，貝爾在閣樓上，對著電話向助手說：“華生先生，請來一下，我需要你。”地下室裏的助手突然放下聽筒，衝過三段台階來到閣樓，氣喘籲籲地喊道：“我聽到了，我聽到你說了什麽！”
終於成功了！你可以想象一下貝爾的歡樂和幸福。貝爾和華生開始興奮地投入到讓通話更加清晰的工作中。當時的那台設備很粗陋，電流很弱，電話傳過來的聲音幾乎都聽不清。但就是這樣一個小小的開端，發展出了我們今天龐大的電話係統。
在這之後兩個月，美國的第一次世界博覽會——百年紀念博覽會在費城開幕，貝爾把電話送去參展。電話在展覽會上放了整整一個月，但似乎沒人對它感興趣。有一天，展覽會的電氣展覽品要展示給評委們。被一群衣著光鮮的隨從簇擁著的巴西皇帝唐·佩德羅，世界上最偉大的科學家之一——威廉·湯姆森爵士，還有一些名人也在場。貝爾被敦促趕到費城來展示電話。但是貝爾不打算過去，因為他太窮了。正好這時，他年輕的朋友梅貝爾·哈伯德要去費城，貝爾就跟著她去了火車站。當火車開動時，哈伯德小姐得知貝爾不打算跟她一起走，眼淚都掉下來了。猶豫了片刻之後，貝爾跳上了已經開始移動的火車，沒有買票，也沒有攜帶行李。
這次旅行成了貝爾生命中的重要轉折點。評委們在展廳裏觀展，皇帝唐·佩德羅走進了貝爾展示電話的房間。他在放著小小聽筒的桌子前坐下，被告知把這個奇怪的設備放到耳朵旁邊。在另外一個房間，貝爾對著話筒慢慢說話。突然間，皇帝的臉上流露出極其驚訝的神情，大聲驚歎：“它能講話！”然後，著名科學家威廉·湯姆森爵士也過來了。他聽了一下，然後說：“是的，它真的能講話。這是我在美國見到的最神奇的東西。”
電話成了展會上的奇跡。“前一天晚上我上床睡覺的時候還默默無聞，”貝爾說，“第二天早上醒來發現自己已經出名了。”
從那以後，科學家們開始孜孜不倦地研究，並不斷地擴展著電話的功能和數量。1915年，第一條橫貫大陸的電話線開通。1927年，美國和歐洲之間開通電話服務，這成為通信史上一個新的裏程碑。
莫爾斯發明電報之後，可以在數百萬英裏的線路上傳遞著信息。有了貝爾的發明，人們可以通過電線直接聽到對方的聲音。然而，因為太依賴電線，沒有電線的地方依然無法通信，所以目前的通信係統還不夠完美。科學家們仍然在尋找新的方法。然後就有了這樣一個奇跡，不需要任何電線就能夠通信。電脈衝可以在空中傳播很遠，這個原理人們很早就知道了。早在1795年，一位西班牙科學家就闡述了使用電流在空中傳遞消息的可能性。1887年，一位名叫海因裏希·魯道夫·赫茲的德國教授發現了如何在空氣中把電波傳送到相當遠的距離。但是沒人能夠把這些理論應用到實際生活中。赫茲的研究發表之後，大家開始認真思考，每個國家都想率先解決這個問題。
伽利爾摩·馬可尼是一個隻有21歲的年輕意大利人，他在自家花園裏開展了一係列實驗。1896年，他去了英國，在那裏他演示了不通過電線就能接收到將近兩英裏之外的信號的裝置。這位年輕的發明家低調地穩步向前，不斷地學習和實驗，成功地把信號越送越遠。最終，他能夠把無線信號發送到英吉利海峽對麵，這個距離大概是28英裏。但他仍然不滿足。利用改進後的儀器，馬可尼計劃把消息發送到大西洋對麵。1901年，一個強大的裝置在英國西海岸立了起來，準備進行這個偉大的測試。方案決定在每天幾個約定的時間點，把代表字母S的三聲嘀嗒聲發送給身處紐芬蘭的馬可尼。
馬可尼在紐芬蘭一個小棚屋裏等待著信號到來，時間到了，一切準備就緒。馬可尼坐在那裏，把聽筒拿到耳邊。將近半個小時過去了，依然連一點聲音都沒有。實驗失敗了嗎？突然，在凝重的寂靜中，馬可尼聽到了一聲微弱的嘀嗒聲，說明這個儀器勉強開始工作了。片刻之後，傳過來了三聲嘀嗒聲——字母S！它跨越了大西洋，從2000英裏之外跳到了這裏。三聲嘀嗒聲一次又一次地傳來，美國和歐洲又一次連接在了一起。這是一種即時的通信方式，不為距離、高山和水域所阻擋，人們終於可以跨越空間的巨大障礙。無線通信很快得到普及。人們建立起功率強大的無線電台，信息開始飛速地來回交換。
但是，無線電報也不是通信發展的終點。馬可尼剛剛完善了無線電報，科學工作者就開始尋找無線電話的方案。在第一條無線信息發出後15年，無線電開始迅猛發展。到了1914年，世界上到處都可以見到無線電通信。
在這100年裏，通信係統的發展從不缺乏奇跡。它們給地球係上了腰帶，實現了跨地區通信，世上所有事情對人們來說都不再新奇。電報和電纜讓人們可以跨越大陸，穿越大洋進行通信。有了電話和無線電，人們仿佛有了一雙電耳，可以聽到世界盡頭的消息。科學家們現在（譯者注：20世紀30年代）正在研製電視，將給人們一雙電眼，可以看到很遠地方那些處於人們視線之外的東西。當電視被完善之後，畫麵將在空中閃電般地傳到全世界。有了這些大眾通信設備，人類的生活將更加豐富。
(1) 編者注：富蘭克林本人是否真正去做過這個實驗尚未考證。後來雖有其他科學家效法，但在安全措施方麵有所加強。讀者切不可隨意模仿，以免危及生命安全。