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

1. 电报的发明与发展

1.1 塞缪尔·莫尔斯的生平

塞缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯于 1791 年出生在马萨诸塞州的查尔斯敦。当时，美国宪法生效仅两年，乔治·华盛顿正担任第一任总统，俄国由叶卡捷琳娜大帝统治，法国大革命仍在进行。莫尔斯在耶鲁大学接受教育，并在伦敦学习艺术，成为一名成功的肖像画家，其作品《拉法耶特将军》（1825 年）挂在纽约市政厅，最后一幅画作《缪斯》（女儿苏珊的肖像）在大都会艺术博物馆展出。此外，他还是早期的摄影爱好者，从路易斯·达盖尔那里学会了制作银版照片，并将此技术传授给了马修·布雷迪。

1.2 电报发明的背景

在 19 世纪初，即时通信和长距离通信难以同时实现。即时通信受限于声音传播范围或肉眼可见距离，长距离通信则依靠信件，耗时且依赖马匹、火车或船只。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，如使用旗语和带有可动臂的大型结构。

1.3 莫尔斯电报的原理与发展

莫尔斯电报基于电磁现象。丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·奥斯特首次系统探索了电与磁的关系，1820 年他发表的论文展示了电流如何使指南针的磁针偏转。莫尔斯利用电磁铁，通过在一端开关的开合，使另一端的电磁铁产生相应动作。

莫尔斯最初的电报系统较为复杂，他希望电报能在纸上记录信息。1836 年他通知专利局发明了成功的电报，但直到 1843 年才说服国会资助公开演示。1844 年 5 月 24 日，华盛顿特区和马里兰州巴尔的摩之间的电报线路成功传输了圣经信息“What hath God wrought!”。

传统的电报“键”用于发