小学的科学课上，老师曾经介绍过非常简单的电路。用两根导线，一边分别连在一节五号电池的两端，另一边分别连在一个小灯泡的底座和侧面。连通的一瞬间，小灯泡就能发出黄白色的光芒。
此后，高中的理化知识大体能让我理解这一过程。
高中化学部分，电池能放电本质是电池里的化学物质发生的化学反应，在化学反应过程中电子会定向移动，于是形成了电流。导线内部一般是金属材料，金属元素的原子容易失去外侧的电子，这些电子的运动较为自由，所以成为了导电的基础材料。导体里的金属不可能是完美的，有可能掺有杂质，也有可能含有晶格缺陷，电子和金属粒子还会相互碰撞。这些情形的存在阻碍了电子的运动，称为「电阻」。
高中物理部分，这种对运动的阻碍降低了电子的动能，这部分能量便会转移或转化到导体本身。最突出的表现就是放热，因此导体在通电时间变长之后便会发热。热量会影响导体内的金属，处于低能级的金属原子在吸收能量后会跃迁至高能级，并在回到低能级的过程中释放光子，这便是通电发光的原理。
中学物理在介绍电路时，相比小学科学课多了「开关」这个玩意。在一个简单的电路里，开关断开灯泡不亮，开关闭合灯泡发光。「亮」和「不亮」是两种不同的状态，我们便可以利用灯泡传递信息。比如我们可以把灯泡用导线拉到别人家，把开关留在自己家。当我闭合开关后，别人就能看到发光的灯泡，反之亦反。如果别人要给我发送信号，那就类似地再弄一个灯泡连到我家来。
如果我和别人家离得远了，我就需要很长很长的导线，导线的电阻虽然远小于灯泡，但却和导线的长度成正比。导线拉得长便会使得灯泡亮暗差异不大，我们也就无法通过灯泡传递信息。
莫尔斯当然不会像我们一样使用灯泡，因为那个时候还没有灯泡。最早的能用的灯泡得到 1874 年由加拿大发明家亨利・伍德沃德（Henry Woodward）和马修・埃文斯（Mathew Evans）发明出来，此后二人于 1879 年将专利卖给爱迪生（Thomas Alva Edison）。
当时莫尔斯利用了先前奥斯特发现的电生磁的现象。
通电螺线管。（图片来源：可圈可点题库系统）
一根普通的铁棒，连上如图所示的电路，开关闭合之后便会带有磁性。根据我们都知道的右手螺旋定则，右手四指沿电流方向弯曲，大拇指指向的 a 端便是磁铁 N 极，b 端便是 S 极。因此开关闭合之后，右边的小磁针便会因异名相吸原则产生图中的指向。开关断开之后，小磁针便会指回地磁南极。
「有磁性」和「无磁性」便是两种不同的状态。「有磁性」使得铁棒具有吸引顺磁性金属的能力。于是莫尔斯想到，铁棒有了磁性就可以使金属移动。在金属块上绑根笔，笔下面连上纸带，于是纸带上的笔迹就能反映金属的移动，从而反映电流的变化。
想法很大胆，现实很骨感。莫尔斯最初的设计非常复杂，莫尔斯自己也没有多少工资，所以他用了很长的时间才做好一台样机。
1844 年的慕维廉自动电报虹吸收报机。见兰金・肯尼迪（Rankin Kennedy）《电气安装（Electrical Installations）》（第五卷），1903 年。（图片来源：Keyword Suggest）
样机完成之后，莫尔斯开始寻求改进。在他的好朋友，美国联合学院化学教授莱纳德・盖尔（Leonard Dunnell Gale）的建议下，莫尔斯使用了多个串联的电池和更好的电磁铁。就像灯泡电路一样，在导线长度较长的情况下要让灯泡更亮，便是要让灯泡分得的电压变大，因此可以选择增大电源电动势。
不久之后，一名年轻人加入进来，他是后来成为机械师和发明家的美国人阿尔弗莱德・威尔（Alfred Lewis Vail）。威尔出手阔绰，莫尔斯十分开心。在威尔的帮（zàn）助下，莫尔斯的设计得以迅速改进和简化。
魔改之后，电报的发报机长成这样。发送电报时，用大拇指、食指和中指握住黑色的手柄，按下电键使其上下移动。
美式 J-38 电报发报机，被大量用于二战。（图片来源：维基媒体）
线路的另一头是一个收报机。原本水平移动画折线的铅笔变成竖直移动画点线的墨水笔。后来电报员发现只需要听钢笔落下和弹起的声音便可以翻译电报，于是钢笔也被简化掉了。最后电报收报机长成这样。
电报收报机。（图片来源：Our Ontario）
当发报员按下电键时，电磁铁拉动横杠下降，发出声音。当发报员松开电键时，横杠回到原来的位置，声音结束。电键按下的时间越长，发出的声音也越长。
电报收报机和电报发报机。（图片来源：Keyword Suggest）
于是，将上文中的「开关」和「灯泡」替换为「发报机」和「收报机」，我们便能架设电报系统的线路。虽然改进后的电池和电磁铁能使得单条线路长达一百多公里，但线路毕竟无法无限延长。于是我们需要设计一个中继系统，比如每隔三百多公里弄一间屋子，让工作人员记录下收报机的内容，并用发报机转发出去。
假设你就是这位工作人员，某天你在转发消息的时候，你瞅了瞅那根上上下下的横杠，又瞅了瞅自己上上下下的手，然后你就这样来回瞅来瞅去。你并没有产生邪恶的念头，而是突然发现横杠和电键的节奏是一模一样的。于是你从外面找了一根木棍，把横杠和电键连在了一起，于是快快乐乐地溜了。
莫尔斯也想到了这点，于是他也为此设计了一个转发装置，但并非使用木棍，而是一个相当于开关的金属条。当收报机传来信号时，电流流入了电磁铁中，电磁铁便会吸引金属闭合开关，相当于按下了发报机的电键。
简单地说，当「输入端」传来信号时，电磁铁吸引金属条导通了另一条电路，使得电流能流向「输出端」。这样的装置便称为「继电器」。
以上，电报的架设万事俱备。我们只需要解决「发些啥」的问题了。
首先是确定发送信息的基础，像先前的埃氏塔和沙氏塔一样，我们也可以把字母或单词用不同的状态表示。莫尔斯选择了「按得长」和「按得短」。为了区分二者，「短的声音」称为「di（未结束）」或「dit（已结束）」，用「·」表示；「长的声音」称为「dah」，用「-」表示。
资料［一］认为「当电报机的电键按下时，发声器中的电磁铁拉动上面的活动横杠下降，他会发出『滴』的声音。当松开电键的时候，横杠弹回原来的位置，发出『嗒』的声音。一次快速的『滴-嗒』声代表点；一次慢速的『滴——嗒』声则代表划。」（页 43）疑有误。
然后是确定发送的内容。起初莫尔斯的计划和先前的埃氏塔、沙氏塔一样，仅传输数字，并使用密码本查找每个单词。而三年后的 1840 年他的赞助商威尔便将其扩充到「传输数字、字母和特殊字符」。威尔通过统计当地的报纸，粗略地计算出每个英文字母的使用频率，越高频的字母代表的按键次数越少。这一套基于英文字母字频的码表称为「美式莫尔斯电码」。
1848 年，德国作家弗里德里希・克莱门斯・格尔克（Friedrich Clemens Gerke）基于德文字母字频修改了莫尔斯电码，称为「汉堡字母表（Hamburg alphabet）」。此后 1865 年国际电信联盟（International Telecommunication Union）基于以上两个字母表确定了统一的标准电码表。
国际莫尔斯电码。见雷・T. 斯诺德格拉斯（Rhey T. Snodgrass）、维克多・F. 坎普（Victor F. Camp）《Radio Receiving for Beginners》，麦克米伦公司（The MacMillan Company）1922 年，页 96。（图片来源：维基媒体）
为了使记忆方便，我们可以将其形象化。
莫尔斯电码助记符（1988 年更新版）。（图片来源：维基媒体）
还可以画成二叉树的样子。
莫尔斯电码二叉树。（图片来源：维基媒体）
莫尔斯电码影响之深远不必赘述，先前我还因女朋友所发「·· ·-·· --- ···- · -·-- --- ··-」而激动不已。电报本身也极大改变了世界，通信的成本大大降低，新闻行业开始发展，许多国家的报刊和新闻媒体也选择以电报为名（比如英国著名的《The Daily Telegraph》，即《每日电讯报》）。
最后我们来稍微扯两句题外话。
第一，莫尔斯并不是第一个用两种状态（如「·」和「-」）编码字母的人。在此之前的 1819 年，法国军队的一位军官查尔斯・巴比尔（Charles Barbier de la Serre）发明了一种自称为「écriture nocturne（夜间书写）」的符号系统。他首先列了一个 6 × 6 的表格，列出了法语中需要用到的字母和一些组合形式，例如第一行为「a i o u é è」，第五行为「l m n r gn ll」。然后每个字母、每种组合都可以用「几行几列」表示，比如「m」是五行二列，对应的符号就是「第一列五个点，第二列两个点」的样子。
资料［一］认为「他在厚纸上使用突起的点和划的组合来表示文字」（页 14）疑有误。
这样当部队需要无声交流的时候，即使光线很暗，士兵也可以通过这些符号互相传递信息。后来法国的布莱叶（Louis Braille）对此加以改进并创制了布莱叶盲文。布莱叶盲文中的「空白」和「·」也属于两种不同的状态。
布莱叶盲文。（图片来源：Today I Found Out）
第二，电报对世界通信产生了极大的影响，中国也不例外。鸦片战争后，随着中国国门被迫打开，电报也随着西方人的脚步一起进入中国。从 19 世纪 60 年代开始，一些西方的驻华公使、领事等人员就不断向清政府中央和地方官员介绍电报的功用，并要求在中国修建电报线路，但这些要求都被清政府官员借种种理由拒绝。此外，这一时期还有外商擅自在中国陆地架电报线，但没有成功。
事情在 1870 年出现变化，该年丹麦大北电报公司（The Great Northern Telegraph Company）首次将连接欧洲的电报线延展到上海。次年，大北公司又将抵达长江口的水线沿黄浦江底牵设到上海租借区。在该条线路启用的同时，第一套汉字电码表随之投入使用。
编写第一套汉字电码表的人是丹麦天文学家汉斯・施赫勒普（Hans Carl Frederik Christian Schjellerup）。这位伙计是珠宝商的儿子，因此他最初是一名制表师，此后就读于哥本哈根理工学院，毕业于应用数学和力学专业。
1866 年后，成为数学教授的他，在刚编制完星表后开始学习东方文字，尤其是中文和阿拉伯文。1869 年他起草了一本关于中国电报字典的提案，共收录 5454 个汉字。此后 1872 年入驻中国的海关官员，法国人威基谒（Septime Auguste Viguier）将其沿用出版。
威基谒《电报新书》，大北电报公司 1872 年。（图片来源：维基媒体）
考虑到码本的无序和不足，1881 年，当时的上海电报局总办郑观应编制了新码本对此加以改良。
商务印书馆编译所《明密码电报书（坿简易电码表）》，商务印书馆 1927 年 1 月。
由于汉字个数极多，施赫勒普决定以四位数字代表一个汉字，总共可以编码 10000 个汉字。依黄孝余《简易电码表》所言：
华文电报用数字，以四码为一字。洋文电报用罗马字，无音者以五码为一字，有音者以十码为一字。国内通电，自用数字。国外通电，如用数字，以四码或五码为一字。耗费甚巨。本表以有音之罗马字，代表数字。一字可容十码，电费省至过半。用法如下。
（一）发电时，先就明码译成数字。再就数字依本表译成罗马字。然后将罗马字每十码为一字。
（二）收电时，先将罗马字每四码为一段，依本表译成数字。再就数字依明码译成汉字。
——明密码电报书（坿简易电码表） 页 148
翻译成人话便是，发报时：
（一）将每个汉字转换为四位数字。如「民國十六年」对应「3046 0948 0577 0362 1628」。
（二）根据《简易电码表》将两位数转换为字母。比如「00 01 02 03 04 05 06」对应「ba ca da fa ga ha ja」，「80 81 82 83 84 85 86」对应「bu cu du fu gu hu ju」。于是「3046 0948 0577 0362 1628」对应「neji mali haxo fado wale」。
（三）每十个字母作为一个单词发送出去。即「nejimaliha xofadowale」。
收报时对其反向操作即可。
建国后中国大陆和台湾分别发布了新版码本，最新版本的码本应为中华人民共和国邮电部《标准电码本（修订本）》，共收汉字 7077 个。
中华人民共和国邮电部《标准电码本（修订本）》，人民邮电出版社 1983 年 9 月。
可以看到，每一个汉字均有四位数的编码，还有三位字母的编码。《标准电码本・说明》指出：
1. 本编内的电码，以每四个数码编成一组，每一组电码代表一个汉字。
2. 拍发电报，由汉字译成电码，先查汉字的部首和部首的电码索引，然后查出相关电码。……收到来的电报，要由电码译成汉字，按照电码的顺序即可查出汉字。
……
8. 附印在本编内汉字下边的罗马字母只供国际电报通信之用。使用方法见附件四「罗马字母电码用法」。
——标准电码本・说明 页 3～5
而附件四提到：
罗马字母电码的编制，是供国际电报通信之用（国内电报并不适用）。每一电码以三个罗马字母组成，代表一个中文汉字，如 BKM 即代表〔国〕字。此項电码附印在上编内每个汉字之下，均照罗马字母顺序排列。
使用罗马字母电码的发报人，须预先与收报人约定，并各置备《标准电码本（修订本）》，自行译电。
——标准电码本・附件四 罗马字母电码用法 页 200
以上。
参考资料
［一］查尔斯・佩措尔德（Charles Petzold）《编码：隐匿在计算机软硬件背后的语言（Code: the hidden language of computer hardware and software）》，左飞、薛佟佟译，电子工业出版社 2012 年 10 月。
［二］汤姆・斯丹迪奇（Tom Standage）《维多利亚时代的互联网（The Victorian Internet）》，多绥婷译，江西人民出版社 2017 年 7 月。
［三］使用直键高速摩尔斯电报 - Bilibili。
［四］拉塞尔・W. 伯恩斯（Russell W. Burns）《通讯：形成期的国际史（Communications: an international history of the formative years）》，电气工程师学会（Institution of Electrical Engineers）2004 年。
［五］王东《盛宣怀与晚清中国的电报事业（1880－1902）》，华东师范大学 2012 年 4 月。
［六］J. L. E. D.「讣告」，《皇家天文学会月报》1887 年，48 (4)，页 171～174。（维基百科参考文献写成「J. E. L. D.」疑误。）
［七］商务印书馆编译所《明密码电报书（坿简易电码表）》，商务印书馆 1927 年 1 月。原文为「華文電報用數字，以四碼爲一字。洋文電報用羅馬字，無音者以五碼爲一字，有音者以十碼爲一字。國內通電，自用數字。國外通電，如用數字，以四碼或五碼爲一字。耗費甚巨。本表以有音之羅馬字，代表數字。一字可容十碼，電費省至過半。用法如下。（一）發電時，先就明碼譯成數字。再就數字依本表譯成羅馬字。然後將羅馬字每十碼爲一字。（二）收電時，先將羅馬字每四碼爲一段，依本表譯成數字。再就數字依明碼譯成漢字。」
［八］中华人民共和国邮电部《标准电码本（修订本）》，人民邮电出版社 1983 年 9 月。
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