5、电报、继电器与逻辑门：现代通信与计算的基石

电报、继电器与逻辑门：现代通信与计算的基石

一、塞缪尔·莫尔斯与电报的发明

1.1 莫尔斯的生平与多元才华

塞缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯于1791年出生在美国马萨诸塞州的查尔斯顿。在他出生的这一年，美国宪法才生效两年，乔治·华盛顿正担任第一任总统，叶卡捷琳娜大帝统治着俄罗斯，法国大革命仍在进行中，莫扎特完成了他的最后一部歌剧《魔笛》并于同年去世，而20岁的贝多芬已开始崭露头角。

莫尔斯在耶鲁大学接受教育，并在伦敦学习艺术，成为了一位成功的肖像画家，他的画作《拉法耶特将军》（1825 年）挂在纽约市政厅，他的最后一幅画作《缪斯》是他女儿苏珊的肖像，现陈列在大都会艺术博物馆。此外，他还是早期的摄影爱好者，从路易斯·达盖尔本人那里学习了银版摄影术，并在美国创作了一些最早的银版照片，还在1840年将这一技术传授给了17岁的马修·布雷迪。

1.2 电报发明的背景与需求

在19世纪初，即时通信和长距离通信无法同时实现。即时通信受限于声音传播范围或借助望远镜的视觉范围，而长距离通信通过信件则需要借助马匹、火车或轮船，耗费时间。在莫尔斯发明电报之前的几十年里，人们尝试了多种方法来加快长距离通信，如使用旗语信号系统，即人们站在山上用旗帜以编码模式挥舞，更复杂的解决方案则使用带有可移动臂的大型结构，但原理与旗语类似。

1.3 莫尔斯电报的原理与发展

电报的概念在19世纪初就已出现，在莫尔斯1832年开始实验之前，其他发明家也进行过尝试。从原理上讲，电报的概念很简单：在电线的一端进行操作，使电线的另一端产生相应的反应。但由于实用的灯泡直到1879年才发明出来，莫尔斯无法使用灯泡作为信号装置，而是依靠电磁现象。