电报是如何发明的？

Posted 2023-01-02 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电报是如何发明的？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

01 电报

一、前言

为什么电报是由一位数学老师约瑟夫·亨利发明的？难道不是塞缪尔·莫尔斯发明的电报吗？在Kathy老师讲述的这段历史中，包括有利用裙子绝缘电线的重要性，为了乐趣突然落下千磅的重物，第一个门铃，黑人助力萨姆·帕克，无法发表或者申请专利，以及失去的最大机会。

▲ 图1.1.1

二、早年的亨利

约瑟夫·亨利生活十分不容易，他1797年，出生在美国纽约奥尔巴尼的偏远地区一个贫穷的苏格兰移民的家庭。他的爸爸整天喝的酩酊大醉。在亨利9岁的时候因酗酒去世了。亨利于是辍学在钟表店当了一名学徒工。几年后钟表店倒闭了。他从事一些奇怪的职业，16岁的时候他当一名演员。此时她的母亲让他成为一名寄宿学生，同学借给亨利一本科学书籍，这本书激励亨利投身科学研究中。

▲ 图1.2.1

当亨利19岁的时候，他获得了一笔奖学金可以继续在奥尔巴尼学院接受高等教育。在学校他学习数学、物理、化学。通过辅导学习来贴补生活费。毕业后他干了一些相互没有什么关系的工作。到了1826年他被10年上学的学院聘为数学老师。

▲ 图1.2.2

三、改进电磁铁

开始的时候，亨利对于在学院教书非常满意。但很快就对代数繁重教学工作感到厌倦，这几乎消耗了他大半的时间。他原本希望从事科学研究工作。

一天亨利在报纸上看到一位英国人，威廉·斯图金，使用制作了电磁铁。是在软磁铁棒上绕制线圈制作而成。亨利决定制作一个使用单个电池就能够驱动的强大磁铁。

最初他设想使用他老婆丝绸裙子上的面料来包裹电线，形成第一个绝缘电线。如果不将电线表面绝缘，这些电线相互之间需要保持不接触，否则电就会在电线之间短路。亨利使用这些绝缘线可以在铁棒上绕制紧密的线圈。这样就可以极大提高线圈所产生的磁场，形成非常强大的电磁铁。

▲ 图1.1.2
开始的时候亨利通过绕制多圈线圈获得了很强大的电磁铁。但是随着线圈逐步增加，磁铁产生的磁场没有进一步增强了，反而变弱了。亨利知道，更长的导线引起电阻增加，导致电流会减小。于是他想在一个铁棒上绕制多个相互独立的线圈，这样就可以将它们并联在同一个电池上。他的实验将多个独立线圈分别连接在电池上，使用一个弹簧秤来测量电磁铁能够支撑的最大重量。

如果一个线圈通电，它可以吸引七磅中的物体。如果将两个线圈同时接入电池，也就是现在所说的线圈并联，电池输出的电流分别流过这两个线圈，最后可以产生145磅的吸力。当他将九个线圈同时接入电池，则可以吸引650磅的重物。

▲ 图1.1.3
很快亨利的电磁铁吸力打破纪录，最终可以吸住超过2200磅的重物。他最喜欢表演的节目是将就是电磁铁吸起很重的物体，然后突然断开电磁铁，所有的重物立即掉下来，发出可怕的撞击声音。每次表演都领观看者唏嘘不已。每次吸引重物，他们都不相信电磁铁可以撑住这些物体的重量。

四、远距离控制

亨利想知道电池究竟会在多远能够控制电磁铁。首先他把电磁铁的尺寸降下来。这个电磁铁上仅仅缠绕者一组绝缘线。然后靠近一个带有支撑关节的金属棒。通电后电磁铁可以吸引金属棒，进而敲击金属铃铛。这是第一个电子门铃。

▲ 图1.4.1

亨利在学院顶层房间里铺下很长的线，然后可以实现在一英里之外控制电铃发发声。除了门铃作用之外，实际上亨利发明了第一个电报系统。亨利在当时也意识到他拥有了一个电报系统。

五、电磁式电报

从1700年开始人们就开始尝试利用电来远距离传送信号。1820年一位丹麦人，名叫奥斯特，他测试了通电电线可以产生磁场驱动磁针的偏转。之后很多人都试图利用这个结果来进行远距离传送信息，对于这个系统他们称为电子式电报系统。

1824年斯图金第一个通过在铁棒上绕制线圈制作了电磁铁，他的朋友兼导师彼得·巴罗试图利用这个效应来制作电磁电报。但发现超过200英尺之后就无法工作了。于是他放弃了制作。

▲ 图1.5.1

六、普林斯顿大学工作

在1831年亨利制作的强磁铁可以进行长距离的通信，因此使用他的电磁铁再利用巴罗的思想可以形成电磁式电报。亨利在1831年发表了他的论文，得到了广泛的赞誉。第二年就被普林斯顿大学聘为教授，尽管他承认自己从来未获得过任何大学的文凭。

▲ 图1.6.1

在普林斯顿，亨利将他的电铃与强磁铁结合起来，他搭建了电池组通过几英里之外连接一个很小的线圈，这个线圈并不带动衔铁敲击铃铛，而是控制另外一个大电池与电磁铁的通断，由此亨利可以远距离控制重物的跌落。由此，亨利不仅仅发明了电报，实际上他还发明了继电器。继电器是一个电磁开关，可以控制另外一个电路的通断。这样可以将电报的距离无限延长。

▲ 图1.6.2

第二年亨利将一根电线搭在树上，在他的实验室和自己的住所之间建立了一个电报，告诉他老婆什么时候准备吃午饭了。这个电路应用大地作为回路的一部分，此时大地是电报的另一条导线。这对于远距离电报系统非常重要。

▲ 图1.6.3

七、黑人助手

亨利聘任了一名助手，他给亨利在普林斯顿的工作以很大的帮助。这是一个自由黑人，名字叫萨姆·帕克。

帕克在校园里行为有些古怪。他懂得如何在大晚上给学生偷偷送晚餐，来换取旧的西服。据说他有上百件西服，一天之内多件换着穿。

亨利多次记录他对帕克的工作很满意，认为他是不可缺少的助手。比如在1842年他的工作就因为帕克生病而推迟了两周的时间。然后就像当时大部分白人那样，亨利对待帕克就像一个孩子，亨利本人是反奴隶制度的，但按照现在的标准他应该属于种族主义者。

▲ 图1.7.1

学校中的学生更是种族主义者。学生们喜欢看帕克表演电磁铁实验，那个时候对于黑人来说是很危险的时期，有可能随时被吊死。我们通过亨利的记录以及学校的记录了解萨姆·帕克。另外一名学生名叫爱德华·希彭，他的书信中写道帕克是普林斯顿大学最重要的人。但他和同学也不喜欢帕克的特立独行以及冒失的行为。后来他不会好意记录一次帕克被一个北部泽西人给痛打了一顿之后，行为变得端正起来了。