ساموئل فینلی بریس مورس سال ۱۷۹۱ توی چارلستون ماساچوست به دنیا اومد، همون شهری که نبرد بانکر هیل اونجا انجام شد و حالا جزو شمال شرقی بوستونه. تو سال تولد مورس، قانون اساسی ایالات متحده فقط دو سال بود که اجرا شده بود و جورج واشنگتن اولین دوره ریاست‌جمهوریش رو می‌گذروند. کاترین کبیر تو روسیه حکومت می‌کرد. تو فرانسه هم انقلاب هنوز در جریان بود و لوئی شانزدهم و ماری آنتوانت دو سال بعد قرار بود به گیوتین سپرده بشن. تو ۱۷۹۱، موتزارت اپرای آخرش به نام «فلوت سحرآمیز» رو تموم کرد و همون سال، در سن ۳۵ سالگی فوت کرد، ولی بتهوون ۲۰ ساله اون موقع داشت کم‌کم شناخته می‌شد.
مورس تحصیلاتش رو تو دانشگاه ییل گذروند و هنر رو تو لندن یاد گرفت. به عنوان یک نقاش پرتره موفق شد. نقاشی‌اش از ژنرال لافایت (۱۸۲۵) تو تالار شهر نیویورک نصب شده. اما نقاشی آخرش خیلی شخصی‌تره: پرتره‌ای از دخترش سوزان به اسم «موژ» که تو موزه متروپولیتن هنر به نمایش گذاشته شده.
مورس همچنین از اولین علاقه‌مندان به عکاسی بود. خودش روش ساخت عکس‌های داگرئوتایپ رو از لوئیس داگرئه یاد گرفت و چندتا از اولین عکس‌های داگرئوتایپ آمریکا رو ساخت. سال ۱۸۴۰، این روش رو به متیو برادی ۱۷ ساله یاد داد که بعدها همراه همکارهاش، عکس‌های به‌یادماندنی جنگ داخلی، آبراهام لینکلن و خود ساموئل مورس رو ثبت کردند.
اما این‌ها فقط یادداشت‌های کناری یه زندگی کاری پُر رنگ و لعابه. ساموئل مورس امروزه بیشتر به خاطر اختراع تلگراف و کدی که به اسمش ثبت شده شناخته می‌شه.
ارتباط لحظه‌ای در سطح جهان که امروز بهش عادت کردیم، اتفاق نسبتاً جدیدیه. اوایل قرن نوزدهم، می‌شد فوری ارتباط برقرار کرد، یا می‌شد ارتباط طولانی‌مدت داشت، ولی نمی‌شد هر دو رو هم‌زمان داشت. ارتباط فوری فقط تا جایی ممکن بود که صدا به گوش می‌رسید (چون تقویت‌کننده‌ای وجود نداشت) یا تا جایی که چشم می‌تونست ببینه، شاید با کمک تلسکوپ. ارتباط از طریق نامه تو مسافت‌های طولانی زمان می‌برد و لازمش اسب، قطار یا کشتی بود.
دهه‌ها قبل از اختراع مورس، تلاش‌های زیادی شده بود تا ارتباط در مسافت‌های دور سریع‌تر بشه. روش‌های ساده‌تر فنی از سیستم رله استفاده می‌کردن، یعنی آدم‌هایی که روی تپه‌ها ایستاده بودن و با پرچم‌ها به شکل رمزدار علامت می‌دادن، که بهش «سمافور» می‌گفتن. راه‌حل‌های پیچیده‌تر هم از سازه‌های بزرگی با بازوهای متحرک استفاده می‌کردن که کارشون در اصل مثل همون دست تکون دادن با پرچم بود.
ایده تلگراف (که به معنی «نوشتن از دور» هست) قطعاً اوایل قرن نوزدهم تو هوا بود و مخترع‌های دیگه‌ای هم قبل از ساموئل مورس تلاش کرده بودن، ولی مورس از ۱۸۳۲ شروع به آزمایش کرد. در اصل، ایده پشت تلگراف الکتریکی ساده بود: تو یه سر سیم کاری انجام می‌دی که باعث بشه تو سر دیگه سیم اتفاقی بیفته. دقیقاً همون کاری که تو فصل پنجم وقتی یه چراغ‌قوه مسافت‌دور ساختیم انجام دادیم. اما مورس نمی‌تونست از لامپ به عنوان دستگاه علامت‌دهنده استفاده کنه چون لامپ کاربردی تا سال ۱۸۷۹ اختراع نشده بود. به جای اون، مورس روی پدیده الکترومغناطیس حساب کرد.
فیزیکدان دانمارکی هانس کریستین اورستد به خاطر اولین بررسی سیستماتیک رابطه بین برق و مغناطیس شناخته شده. مقاله‌ای که سال ۱۸۲۰ منتشر کرد نشون داد جریان الکتریکی می‌تونه سوزن مغناطیسی قطب‌نما رو منحرف کنه. از اون به بعد، این پدیده ذهن‌های برجسته علم قرن نوزدهم مثل مایکل فارادی و جیمز کلرک ماکسول رو به خودش مشغول کرد. کتاب ۱۸۷۳ ماکسول درباره برق و مغناطیس هنوز یکی از آثار کلاسیک فیزیک ریاضی حساب می‌شه. اما تا اون موقع، نوآورهای هوشمندی مثل ساموئل مورس مدت‌ها بود که از الکترومغناطیس تو اختراعات هوشمندانه‌شون استفاده می‌کردن. اگر یه میلۀ آهنی رو برداری و چندصد دور سیم نازک عایق‌دار به دورش بپیچی و جریان برق از سیم عبور بدی، میلۀ آهنی تبدیل به آهنربا می‌شه. بعد، قطعات آهن و فولاد دیگه رو جذب می‌کنه. وقتی جریان قطع بشه، میلۀ آهنی خاصیت مغناطیسی‌ش رو از دست می‌ده.
شاید این شبیه یه اتصال کوتاه به نظر بیاد، اما سیمی که دور میلۀ آهنی پیچیده شده معمولاً خیلی نازکه و اونقدر طولش کافیه که مقاومت الکتریکی مناسبی ایجاد کنه.
الکترومغناطیس پایه و اساس تلگرافه. روشن و خاموش کردن کلید تو یه سر سیم باعث می‌شه الکترومغناطیس تو سر دیگه یه کاری انجام بده.
اولین تلگراف‌های مورس در واقع پیچیده‌تر از نمونه‌های بعدی بودن. مورس فکر می‌کرد سیستم تلگراف باید چیزی رو روی کاغذ ثبت کنه، یا به زبون کامپیوتر بعدی‌ها، «نسخه چاپی» بسازه. البته این الزاماً کلمات نبود، چون خیلی پیچیده می‌شد، ولی چیزی باید روی کاغذ نوشته می‌شد، چه خطوط پیچ‌درپیچ باشن یا نقطه و خط. توجه کن که مورس تو یه چارچوب فکری گیر کرده بود که لازمه کاغذ و خواندن باشه، شبیه ایده والتین هاوی که کتاب‌های نابینایان باید حروف برجسته داشته باشن.
اگرچه ساموئل مورس سال ۱۸۳۶ به اداره ثبت اختراع اطلاع داد که تلگراف موفقی ساخته، اما تا سال ۱۸۴۳ نتونست کنگره رو راضی کنه که بودجه‌ای برای نمایش عمومی دستگاه اختصاص بده. روز تاریخی این بود: ۲۴ مه ۱۸۴۴، وقتی یه خط تلگراف بین واشنگتن دی.سی. و بالتیمور، مریلند راه‌اندازی شد و موفق شد پیامی کتاب مقدسی از اعداد ۲۳:۲۳ رو منتقل کنه: «چه کارهای بزرگی خدا کرده!» — این سوال نبود، بلکه یعنی «ببین خدا چه کرده!»
کلید تلگراف سنتی که برای ارسال پیام استفاده می‌شد این شکلی بود:
با وجود ظاهر شیکش، این فقط یه کلیده که برای بیشترین سرعت طراحی شده. راحت‌ترین روش استفاده طولانی مدت از کلید اینه که دسته‌اش رو بین شست، اشاره و وسطی بگیری و بالا و پایین بزنی. یک ضربه کوتاه نقطه کد مورس رو تولید می‌کنه و ضربه بلندتر خط کد مورس رو.
تو سر دیگه سیم، گیرنده‌ای بود که در اصل یه الکترومغناطیس بود که یه اهرم فلزی رو می‌کشید. اولش، الکترومغناطیس یه قلم کنترل می‌کرد. وقتی قلم بالا و پایین می‌پرید، نقطه‌ها و خط‌ها رو روی کاغذی که از رول کاغذ به کمک یه فنر پیچیده به آرامی کشیده می‌شد، رسم می‌کرد. کسی که کد مورس رو بلد بود بعد این نقطه‌ها و خط‌ها رو به حروف و کلمات تبدیل می‌کرد.
البته ما انسان‌ها هم تنبلیم و هم باهوش، و اپراتورهای تلگراف خیلی زود فهمیدن که می‌تونن کد رو فقط با گوش دادن به بالا و پایین پریدن قلم بنویسن. کم‌کم مکانیزم قلم حذف شد و به جای اون از دستگاه سنتی تلگراف به نام «صداگیر» استفاده شد، که چیزی شبیه این بود:
اون میله بالا معمولاً با وزنه یا فنر تو قسمت عمودی سمت چپ به حالت افقی نگه داشته می‌شد، اما می‌تونست بچرخه. وقتی کلید تلگراف فشار داده می‌شد، الکترومغناطیس میله قابل چرخش رو پایین می‌کشید و صدای «کلیک» ایجاد می‌کرد. وقتی کلید رها می‌شد، میله به حالت اولیه برمی‌گشت و صدای «کلاک» تولید می‌کرد. کلیک-کلاک سریع یعنی نقطه؛ کلیک-کلاک کندتر یعنی خط.
کلید، صداگیر، باتری و چند سیم رو می‌شه درست مثل تلگراف چراغ‌قوه تو فصل قبل به هم وصل کرد:
همون‌طور که فهمیدیم، برای وصل کردن دو ایستگاه تلگراف نیازی به دو سیم نیست. یک سیم کافی‌ست اگر ولتاژ کافی باشه و زمین نیمه دوم مدار رو تشکیل بده.
مثل کاری که تو فصل ۵ کردیم، می‌تونیم باتری متصل به زمین رو با حرف بزرگ V نشون بدیم. پس کل سیستم یک‌طرفه تقریباً این شکلیه:
ارتباط دوطرفه فقط نیاز به یه کلید و صداگیر دیگه داره. این شبیه کاریه که قبلاً انجام دادیم.
اختراع تلگراف واقعاً شروع ارتباطات مدرن بود. برای اولین بار، مردم تونستن فراتر از جایی که چشم می‌دید یا گوش می‌شنید و سریع‌تر از دویدن اسب، با هم ارتباط برقرار کنن. اینکه این اختراع از کد دودویی استفاده می‌کرد، خیلی جالبه. تو شکل‌های بعدی ارتباطات الکتریکی و بی‌سیم، مثل تلفن، رادیو و تلویزیون، کدهای دودویی کنار گذاشته شدن، اما بعداً تو کامپیوترها دوباره اومدن و بعد تو تقریباً همه رسانه‌های الکترونیکی انواع مختلف کدهای دودویی به کار رفتن.
تلگراف مورس موفق شد چون نسبت به شرایط بد خط مقاوم بود. اگر سیمی بین کلید و صداگیر کشیده می‌شد، معمولاً کار می‌کرد. سیستم‌های دیگه تلگراف اینقدر انعطاف‌پذیر نبودن. اما همون‌طور که تو فصل ۵ گفتم، هر چی سیم طولانی‌تر باشه، مقاومت بیشتری در برابر جریان برق داره. این مانع بزرگی برای تلگراف در مسافت‌های طولانی بود. گرچه بعضی خطوط تلگراف تا ۳۰۰ ولت استفاده می‌کردن و می‌تونستن تا ۳۰۰ مایل کار کنن، اما نمی‌شد سیم‌ها رو بی‌نهایت طولانی کرد.
یکی از راه‌حل‌های واضح، استفاده از سیستم رله بود. هر چند صد مایل یه نفر با صداگیر و کلید می‌تونست پیام رو دریافت و دوباره ارسال کنه.
حالا تصور کن که شرکت تلگراف تو رو استخدام کرده تا بخشی از این سیستم رله باشی. یه کلبه کوچیک با یه میز و صندلی وسط راه بین نیویورک و کالیفرنیا بهت دادن. سیمی که از پنجره شرقی وارد می‌شه به یه صداگیر وصل شده. کلید تلگراف تو به یه باتری و سیمی که از پنجره غربی بیرون می‌ره وصل شده. کارت اینه که پیام‌هایی که از نیویورک میان رو دریافت کنی و دوباره بفرستی تا آخرش به کالیفرنیا برسه. یه سیستم مشابه هم پیام‌ها رو از کالیفرنیا به نیویورک منتقل می‌کنه.
اوایل دوست داری کل پیام رو کامل دریافت کنی بعد بفرستی. حروفی که با کلیک‌های صداگیر می‌شنوی رو یادداشت می‌کنی و وقتی پیام تموم شد، با کلید شروع به فرستادنش می‌کنی. کم‌کم یاد می‌گیری که هم‌زمان با شنیدن پیام، بدون نوشتن کاملش، پیام رو ارسال کنی که این باعث صرفه‌جویی در زمان می‌شه.
یه روز وقتی داری پیام رو دوباره می‌فرستی، به میله‌ی صداگیر که بالا و پایین می‌پره نگاه می‌کنی و به انگشت‌هات که کلید رو بالا و پایین می‌زنن. دوباره به صداگیر نگاه می‌کنی و بعد به کلید، و می‌فهمی که صداگیر دقیقاً همون‌جوری بالا و پایین می‌ره که کلید این کار رو می‌کنه. پس می‌ری بیرون، یه تیکه چوب و یه بند برمی‌داری و باهاشون صداگیر و کلید رو به هم وصل می‌کنی:
حالا دستگاه خودش کار می‌کنه و می‌تونی بقیه بعدازظهر رو تعطیل کنی و بری ماهی‌گیری.
این یه خیال جالبیه، اما در واقع ساموئل مورس خیلی زود این مفهوم رو فهمیده بود. دستگاهی که ما ساختیم بهش می‌گن تکرارکننده یا همون رله. رله شبیه یه صداگیر عمل می‌کنه چون جریان ورودی برق رو برای فعال کردن یه الکترومغناطیس به کار می‌بره که یه اهرم فلزی رو پایین می‌کشه. اما این اهرم فلزی بخشی از یه کلیده که باتری رو به سیم خروجی وصل می‌کنه. به این ترتیب، جریان ورودی ضعیف «تقویت» می‌شه تا جریان خروجی قوی‌تری تولید کنه.
اگر خیلی ساده نشون بدیم، رله این شکلیه:
وقتی جریان ورودی الکترومغناطیس رو فعال می‌کنه، اهرم فلزی چرخان یا انعطاف‌پذیر رو پایین می‌کشه که مثل یه کلید عمل می‌کنه و جریان خروجی رو روشن می‌کنه:
واژه‌های In و Out نشون می‌دن که خط تلگراف از یه پنجره کلبه وارد و از پنجره مقابل خارج می‌شه، ولی این کلمات همچنین خلاصه‌هایی برای ورودی (input) و خروجی (output) هستن. این‌ها سیگنال‌های الکتریکی هستن. سیگنال In باعث تغییر در سیگنال Out می‌شه. یعنی علت و معلول.
رله دستگاه فوق‌العاده‌ایه. قطعاً یه کلیده، اما کلیدی که با دست انسان روشن و خاموش نمی‌شه، بلکه با جریان الکتریکی کار می‌کنه. می‌تونی با این دستگاه‌ها کارهای شگفت‌انگیزی بکنی. در واقع، می‌شه بخش زیادی از یه کامپیوتر رو باهاشون ساخت.
آره، این اختراع رله خیلی شیرینه که نتونه تو موزه تلگراف بمونه. بیاید یکی برداریم، تو جاکتمون پنهانش کنیم و سریع از کنار نگهبان‌ها رد شیم. یه ایده داره تو ذهنمون شکل می‌گیره.