ההיסטוריה של הטלגרף

כתב: רן לוי

לפני מספר ימים תפסתי את נוגה, הבת המתבגרת שלי, לשיחה צפופה.

"[רן] אפשר להפריע לך שניה? תורידי שניה את האוזניות."

הייתה לי שאלה חשובה לשאול אותה.

"[רן] אני רוצה לשאול אותך שאלה קטנה. אוי! עוגיות!

[נוגה] לא, לא, לא...לא את הגדולה!

[רן] תני לי עוגיה! עוגיה!..."

טוב, אחרי שהתגברנו על המכשול הקטן הזה, ניגשתי לעצם העניין.

"[רן] תעני לי על שאלה אחת. נוגה, מה זה טלגרף?

[נוגה] [צוחקת] רגע, תן לי להיזכר. אה, זה טלגרם?

[רן] לא טלגרם האפ ליקציה. טלגרף. יודעת מה זה?

[נוגה] כן. זה כשמתקשרים.

[רן] איך?

[נוגה] אני יודעת, תן לי להיזכר… אה, אני יודעת! טלגרף זה טלפון.

[רן]... לא בדיוק.

[נוגה] אני כאילו יודעת מה, אבל לא...דקה. תן לי לעשות גוגל…"

טוב, אני לא יכול להאשים את נוגה שהיא לא בדיוק יודעת מה זה טלגרף. אמנם מדובר באחת ההמצאות החשובות ביותר במאתיים השנים האחרונות - אבל אחרי הכל, הטלגרף נעלם מהנוף הציבורי שלנו לפחות שישים שנה לפני שנוגה באה לעולם. מי שנשארו הם ה'צאצאים' שלו, הטלפון והאינטרנט, אבל הם כל כך שונים ממנו בצורתם עד שרק מי שמכיר את הטכנולוגיות המודרניות לעומקן, עד לרמת המתחים והזרמים שעוברים בתוך כבלי הנחושת, יכול לזהות את קווי הדמיון בין אמצעי התקשורת המודרניים לבין המכשיר העתיק שבצד אחד שלו היה אדם - מפעיל הטלגרף - שתיקתק במהירות על כפתור קטן בקוד מורס ובצידו השני היה מפעיל נוסף שהיה מפענח את התשדורת וממיר אותה לאותיות, מילים ומשפטים.

בינינו, תיארתי לעצמי שנוגה לא יודעת מה זה טלגרף - אבל נורא רציתי את העוגיה הזאת.

ב-1832 ירד סמואל פינלי מורס (Morse) מהאונייה שהחזירה אותו מאירופה לארצות הברית. בראשו כבר היה הרעיון העקרוני למערכת שתעזר בחשמל ובמגנטיות - תופעות חדשות יחסיות באותם הימים - כדי להעביר הודעות למרחק של מאות ואלפי קילומטרים. עשרים וקצת שנים מאוחר יותר כבר היה מורס אחד האנשים המפורסמים ביותר בעולם: מדינות אירופאיות העניקו לו פרסים כספיים ואותות הוקרה, האקדמיה השוודית למדעים קיבלה אותו כחבר של כבוד - ואפילו הסולטן העותומני העניק לו מדליה משובצת יהלומים.

יש רק בעיה אחת בכל הסיפור הזה. האיש שירד מהאוניה ב-1832 לא היה מדען ולא מהנדס - אלא צייר. צייר טוב, אולי אפילו טוב מאוד - אבל סמואל מורס הבין בענייני חשמל ומגנטיות...איך נאמר זאת בעדינות? כמו שאני מבין בציור ופיסול. זאת ועוד, מורס לא היה היחיד שחשב על הרעיון של הטלגרף. למעשה, באותה התקופה ממש עמלו לפחות ארבעה ממציאים שונים על פיתוח של המצאה דומה - וכל אחד מהם הבין בחשמל ומגנטיות הרבה יותר ממורס.

אז איך קרה שהצייר האמריקאי הזה הפך להיות הסמל והפנים של מהפכת הטלגרף? התשובה לשאלה הזו תחשוף בפנינו כמה אמיתות מעניינות לגבי האופן שבו באות המצאות מהפכניות לעולם, וגם כמה אמיתות פחות נעימות על הנטייה האנושית שלנו לבחור גיבורים ולהעלות אותם על נס - ובדרך, להתעלם - ואולי אפילו לעשות עוול - לאנשים לא פחות ראויים, ואולי יותר.

הטלגרף האופטי

מי שהמציא את הטלגרף הראשון היה מהנדס צרפתי בשם קלוד שאפ (Chappe) - אבל זה לא היה הטלגרף שאני ואתם חושבים עליו.

בשלהי המאה השמונה הייתה צרפת בעיצומם של כמה וכמה עימותים צבאיים כנגד מספר מדינות אירופאיות - ובמלחמה, לתקשורת טובה בין היחידות הלוחמות יש חשיבות אסטרטגית לא מבוטלת. קלוד שאפ, אם כן, קיבל על עצמו את המשימה לשפר את מערכת התקשורת הצרפתית.

הטלגרף של שאפ היה רשת ענפה של למעלה מחמש מאות וחמישים מגדלים, שעל כל אחד מהם הוצבו שתי זרועות מתכת גדולות שחוברו ביניהן באופן שמזכיר את האות האנגלית H. המפעיל של המגדל היה מסובב ידיות שהיו משנות את הזוויות של הזרועות אחת ביחס לשניה, כשלכל זווית הייתה משמעות מסוימת: מילה או ביטוי, שנקבעו לפי ספר צופן מיוחד. במגדל הסמוך היה מפעיל שצפה בזרועות דרך טלסקופ, רשם את ההודעה שקיבל - ואז שחזר אותה במדויק בעזרת הזרועות שעל המגדל שלו. המפעיל במגדל הבא בתור העתיק את ההודעה ושידר אותה מחדש למגדל הבא וכן הלאה וכן הלאה - עד שההודעה הגיעה ליעדה: משהו שמזכיר קצת משחק של 'טלפון שבור'. אגב, שמה המקורי של המערכת לא היה 'טלגרף' אלא 'סמפור' (Semaphore: 'סמה' ביוונית היא 'סימן' ו'פור' היא 'נושא', Carrier). מישהו אחר נתן לה מאוחר יותר את השם 'טלגרף', מהמילים 'טלה' - רחוק, ו'גרף' - לכתוב.

הטלגרף של שאפ היה, אם כן, טלגרף אופטי: שכלול של שיטות תקשורת שמוכרות לנו עוד מימי קדם, כגון מדורות עשן והבהובי מראות על ראשי גבעות. הוא גם היה יעיל במידה שאולי תפתיע אתכם: הודעה ממוצעת עברה מרחק של מאתיים קילומטרים בפחות משתי דקות, וזאת למרות שההודעות עצמן היו מוצפנות כך שאפילו המפעילים לא ידעו את תוכנן. אף על פי כן, הטלגרף האופטי סבל מאותם חסרונות בסיסיים של מדורות העשן והבהובי המראות: הוא לא עבד טוב בלילה ובמזג אוויר גרוע.

אלקטרומגנט

החשמל, באותם הימים, היה תופעה מסתורית ובלתי מובנת. החשמל הסטטי שנוצר כאשר משפשפים שני בדים זה בזה היה מוכר כבר מאות שנים, וכבר בתחילת המאה השמונה עשרה נתגלה כי החשמל מסוגל לנוע במהירות אדירה בתוך כבלי מתכת - אבל אף אחד לא באמת הבין איך הוא עובד, ועל אחת כמה וכמה איך אפשר לנצל אותו בצורה מעשית. המכשלה הגדולה ביותר למחקר בחשמל הייתה העובדה שקשה מאוד לשלוט על הזרם החשמלי. בשלהי המאה השמונה עשרה כבר היו מכונות מיוחדות שהפיקו חשמל סטטי, וניתן היה לאגור את החשמל הזה במתקנים המכונים 'צנצנות ליידן' - אבל ברגע שחיברת כבל מתכת למכונה או לצנצנת כזו, החשמל היה נפרק מהם בבת אחת, ממש כמו מכת ברק. ברור שבמצב כזה החוקרים התקשו מאוד לחקור את תכונותיו של החשמל.

נקודת המפנה הגיעה בשנת 1800, כשאלסנדרו וולטה האיטלקי המציא את הסוללה - המצאה שהקדשתי לה פרק שלם בעושים היסטוריה. הסוללה של וולטה ריסנה את החשמל: היא אפשרה לחוקרים להפיק זרם חשמלי באופן מבוקר ומדוד לאורך זמן, ופתחה בפניהם את האפשרות לערוך ניסויים שעד כה היו בלתי אפשריים. אחד מאותם חוקרים היה האנס כריסטיאן ארסטד (Orsted) הדני, שב-1820 גילה שזרם חשמלי הנע בתוך חוט מתכת יוצר שדה מגנטי שמסוגל לגרום למחט של מצפן, למשל, לסטות מכיוונה.

תגליתו של ארסטד חשובה משתי סיבות. הראשונה, היא רמזה על קשר מפתיע ובלתי צפוי בין חשמל ומגנטיות, שתי תופעות שנחשבו עד אז לשונות ונפרדות זו מזו. חוקרים מאוחרים יותר כמו מייקל פאראדיי וג'יימס מקסוול יפצחו את הקשר הזה וימסדו אותו לכדי תיאוריה מסודרת אחת - התורה האלקטרומגנטית - שהיא הבסיס לאלקטרוניקה המודרנית.

הסיבה השניה, הקשורה יותר לענייננו, היא שתגליתו של ארסטד נתנה לממציאים והמהנדסים דרך מעשית להשתמש באנרגיה חשמלית לשם ביצוע עבודה מכנית עדינה ומבוקרת. תחשבו על זה כך: נניח שאני מהנדס שרוצה לגרום למחט של מצפן לסטות הצידה בחמש מעלות. איך אני יכול לעשות את זה בעזרת החשמל? דרך אפשרית אחת היא להשתמש בזרם החשמלי כדי לחמם פיסת מתכת, שתחמם מיכל מים, שיהפכו לקיטור, שיזיז בוכנה, שתזיז זרוע - שתזיז את המחט. זו אפשרות - אבל אפשרות גרועה. המון אנרגיה חשמלית והמון רכיבים וחלקים מכניים - ובשביל מה? בשביל להזיז מחט זעירה? השדה המגנטי שיוצר הזרם החשמלי, לעומת זאת, מאפשר לי לעשות את אותה הפעולה בעזרת זרם חשמלי חלש במידה משמעותית, וללא שום חלקים נעים.

הייתה רק בעיה אחת: הזרם החשמלי שהפיקו הסוללות הראשונות היה חלש יחסית, ובהתאמה - גם השדה המגנטי שנוצר סביב חוט המתכת היה חלש מאוד. אפשר היה להסיט בעזרתו מחט קטנה של מצפן, אבל לא הרבה יותר מזה - עובדה שהגבילה מאוד את השימושיות המעשית של תגליתו של ארסטד.

מי שפתר את הבעיה הזו היה הפיזיקאי האנגלי וויליאם סטורגון (Sturgeon), שב- 1824 נטל חוט מתכת וליפף אותו סביב גליל מברזל. כשהעביר סטורגון זרם חשמלי בתוך החוט המלופף, הוא גילה שהשדה המגנטי שנוצר מסביב לגליל חזק בהרבה מהשדה שמפיקה אותה כמות של זרם חשמלי בחוט שאינו מלופף. הברזל המלופף זכה לשם 'אלקטרו-מגנט', וכבר בהדגמה הראשונה שלו הצליח האלקטרומגנט של סטורגון להרים גוש מתכת במשקל של לא פחות מארבעה קילוגרמים.

התגלית הזו עוררה התרגשות רבה בקרב המדענים והממציאים, שהחלו הופכים במוחם בניסיון למצוא דרכים יצירתיות לנצל את האלקטרומגנט לישומים מעשיים בתעשיה ובמסחר. אני חושב שאפשר להשוות את התחושה שהייתה אז אצל הממציאים אל התחושה שהייתה למפתחים ומהנדסים רבים כשנתקלו לראשונה בטלפונים החכמים הראשונים, לפני קצת פחות מחמש עשרה שנה. לפתע פתאום היה בכיסו של כל אחד מאיתנו מחשב בעל עוצמה לא מבוטלת ומצויד בחיישנים רבים ומגוונים - ממצלמה ועד GPS. מה אפשר לעשות עם מכשיר מתוחכם כל כך? או אולי נכון יותר לשאול, מה אי אפשר לעשות?... האפשרויות נראו כמעט בלתי מוגבלות, ואכן בתוך שנים ספורות נפל עלינו מבול של אפליקציות משנות עולם, מ Waze ועד Whatsapp. עכשיו שוו בנפשכם ממציא מוכשר ויצירתי שנתקל, בפעם הראשונה בחייו, באלקטרומגנט: מתקן שאתה מחבר אליו סוללה קטנה, והוא מזיז דברים כבדים. מרחוק! ללא מגע!!... מה אפשר לעשות עם הדבר המדהים הזה?... אולי נכון יותר לשאול - מה אי אפשר לעשות??...

סמואל פינלי מורס

אחד הממציאים היצירתיים האלה היה סמואל פינלי מורס.

מורס נולד במסצ'וסטס שבארצות הברית ב-1791. מגיל צעיר הפגין מורס כישרון אמנותי מובהק, והוריו - למרות שלא התלהבו מהעתיד הכלכלי העגום הצפוי לבנם כאמן - הסכימו לשלוח אותו לאירופה, שם היו המורים הטובים ביותר. מורס למד ציור באנגליה והצטיין שם: הוא אפילו זכה במדלייה מכובדת על אחת מיצירותיו. כשחזר לארצות הברית ב-1815, פתח סטודיו עצמאי - ולמרות שזכה לצייר את דיוקנאותיהם של כמה מהמנהיגים ואישי הציבור הבולטים ביותר בארצות הברית - למשל, הנשיא לשעבר ג'ון אדמס וגיבור מלחמת העצמאות האמריקאית המרקיז דה לאפייט - מורס התקשה ליצור לעצמו הכנסה יציבה ובטוחה לאורך זמן. ב-1829 סגר מורס את הסטודיו שלו, וחזר לאירופה כדי ללמוד עוד טכניקות ציור מתקדמות יותר. הוא בילה שם שלוש שנים, ואז עלה על האוניה שתיקח אותו הביתה, לאמריקה.

ההפלגה הזו הייתה נקודת מפנה בחייו של סמואל מורס. המסע מאירופה לארצות הברית היה ארוך: חודש שלם בלב ים. בתור מישהו שבילה כמה שנים טובות מחייו בתוך קופסאות השימורים האלה, אני יכול להעיד שהשעמום בהפלגות כאלה יכול לחרפן אותך. על כן הנוסעים שעשעו את עצמם במגוון פעילויות, ואחת מהן הייתה הדגמה של ההמצאה הטרייה יחסית של האלקטרומגנט, שערך עבורם אחד הנוסעים האחרים. אחד הצופים בהדגמה היה סמואל מורס.

מורס צבר בימי חייו לא מעט תסכול בעקבות קשיי תקשורת לטווחים ארוכים. למשל, כשהיה עדיין תלמיד צעיר באנגליה, הוא כתב להוריו את הדברים הבאים -

"הלוואי והייתי יכול לתקשר אתכם, אבל אי אפשר לגשר ברגע על שלושת אלפים המילים המפרידים בינינו, ולכן עלינו להמתין ארבעה שבועות ארוכים לפני שנוכל לשמוע זה מזה."

זאת ועוד, ב-1825, בעת שמורס היה בניו-יורק, אשתו ילדה את בנם השלישי בבוסטון - אבל למרבה הצער זמן קצר לאחר הלידה היא הלכה לעולמה במפתיע, ככל הנראה מהתקף לב. אביו של מורס שלח לו מברק בהול, אבל עד שהמכתב הספיק להגיע מבוסטון לניו-יורק, מורס כבר פספס את ההלוויה.

קשה לומר אם הטרגדיה הזו הייתה חלק ממה שדחף את מורס להמציא את הטלגרף החשמלי - הוא לא התייחס אליה במפורש בזכרונותיו - אבל העובדה היא שאחרי שצפה בהדגמה על האוניה, זה היה הדבר הראשון שחשב עליו: איך להשתמש באלקטרומגנט כדי להעביר מסרים למרחק. נדרשו לו כמעט חמש שנים כדי להפוך את הרעיונות שהסתובבו במוחו למציאות, וב-1837 הדגים בפני חבריו ובני משפחתו אב טיפוס ראשוני של הטלגרף שלו.

הטלגרף של מורס

הטלגרף של מורס עשה שימוש באחת התכונות הבסיסיות של החשמל, והיא שחשמל תמיד זורם בלולאה סגורה: דהיינו, זרם חשמלי שבוקע מהדק אחד של סוללה ועובר דרך מכשיר או מתקן כלשהו - חייב לחזור, בסופו של דבר, להדק השני של הסוללה. אם אין לזרם דרך לחזור אל ההדק השני - הוא לא יזרום. במילים אחרות, הזרם זורם תמיד במעגל - ומכאן הביטוי 'מעגל חשמלי' (Electric Circuit).

מורס ניצל את תכונה בסיסית זו של החשמל באופן הפשוט ביותר האפשרי. הטלגרף של מורס הכיל שני רכיבים בסיסיים: משדר ומקלט, המחוברים ביניהם בשני כבלי מתכת. במשדר הייתה סוללה שהפיקה זרם חשמלי - ומפסק בעל שני מצבים אפשריים: פתוח או סגור, ממש כמו ברז מים. כשהמפסק סגור, זרם חשמלי עובר בכבל המתכת הראשון אל המקלט - וחוזר בחזרה אל המשדר דרך הכבל השני. כשהמפסק פתוח - הזרם פוסק. אם פותחים וסוגרים את המפסק במשדר במהירות, מתקבלים מעין פולסים קצרים של זרם. במקלט היה אלקטרומגנט שקיבל את הפולסים האלה של זרם - והמיר אותם לפולסים של שדה מגנטי. השדה המגנטי הזה היה מזיז עט, שציירה בדיו על פס נייר. באופן הזה הומרו הפולסים של הזרם שנתקבלו מהמשדר - לדפוס של קווי דיו במקלט.

ב-1837, אם כן, הייתה למורס מערכת טלגרף עובדת. הבעיה היחידה הייתה שזו הייתה מערכת גרועה: המרחק הגדול ביותר אליו הצליח מורס לשדר מסר כלשהו בין המשדר והמקלט היה בסך הכל חמישה עשר מטרים, זה הכל - עובדה שהפכה את ההמצאה החדשה לבלתי שימושית בעליל כאמצעי תקשורת. זאת ועוד, גם אב הטיפוס עצמו היה בנוי באופן חובבני לחלוטין: המשדר והמקלט היו מסורבלים ועדינים, וכל תזוזה קטנה שלהם הייתה עלולה לגרום לתקלה שהשביתה את הטלגרף. לדוגמה, המפסק במשדר היה עשוי ממחט שטובלת בתוך כוסית מלאה בכספית. העט במקלט היה מחובר למטוטלת עדינה, והמטוטלת כולה הייתה בנויה על מסגרת עץ מהסוג שנראה פחות כמו מוצר מסחרי ויותר כמו משהו ששורפים בל"ג בעומר. מכה אחת קטנה, ואני יכול לדמיין לעצמי את הכספית נוזלת, המטוטלת רועדת ומסגרת העץ מתפרקת לחתיכות.

ואולי החובבנות הזו לא צריכה להפתיע אותנו: אחרי הכל, סמואל מורס לא היה מדען או מהנדס - הוא היה צייר, וככזה הידע התיאורטי והמעשי שלו בתחום החשמל היה מינימלי. ואם חובבן כסמואל מורס - חובבן נלהב וחדור מוטיבציה, אבל עדיין חובבן - הצליח להמציא את הטלגרף ולבנות אב-טיפוס עובד - אני מניח שזה לא יפתיע אתכם אם אספר לכם שמורס לא היה היחיד שחשב על הרעיון הזה. עוד כמה וכמה ממציאים בארצות הברית ובאירופה חשבו על אותו הרעיון פחות או יותר באותו הזמן. שניים מהם - וויליאם קוק (Cooke) וצ'ארלס ויטסטון (Wheatstone) האנגלים - אפילו הספיקו להתקין את הטלגרף שלהם לאורך מסילת רכבת בין שתי תחנות בלונדון: מרחק של כשניים וחצי קילומטרים. על פניו, לפי כל הגיון, מורס היה זה שאמור היה להידחק לשולי ספרי ההיסטוריה, ואב-הטיפוס שלו הוא זה שהיה אמור להישכח בערפילי הזמן.

אבל בנקודה זו בזמן התערב המזל לטובתו של מורס. כדי להבין איך הצליח הטלגרף של מורס לכבוש את העולם על אף חסרונותיו של אב הטיפוס - כדאי ראשית להבין מדוע טווח הפעולה הראשוני שלו היה קצר ועלוב כל כך.

כזכור, במקלט של מורס היה אלקטרומגנט שהמיר את זרם החשמל שהתקבל דרך כהבל לשדה מגנטי. השדה המגנטי הזה, בתורו, דחף עט - שצייר קווים על דף. כל עוד המרחק בין המשדר והמקלט היה קצר יחסית, כמה מטרים ספורים - הכל עבד כמו שצריך. אבל מעל חמישה עשר מטרים, פלוס מינוס, השדה המגנטי שיצר האלקטרומגנט היה חלש מדי, וכבר לא היה מסוגל להזיז את העט. מה פשר החולשה הזו? הרי כפי שסיפרתי לכם קודם, וויליאם סטורגון - ממציא האלקטרומגנט - כבר הדגים כיצד האלקטרומגנט שלו מניף גוש מתכת במשקל של ארבעה קילוגרמים. מדוע שהאלקטרומגנט שבמקלט של מורס לא יהיה מסוגל להזיז עט ששוקל כמה עשרות או מאות גרמים בלבד?

התשובה לשאלה הזו טמונה באחד החוקים הבסיסיים של החשמל: חוק אוהם (Ohm). כבר סיפרתי לכם בעבר על חוק אוהם, במסגרת הפרק שעסק ב'מלחמת הזרמים' בין תומס אדיסון וניקולה טסלה - אבל בואו נרענן את הזיכרון.

זרם חשמלי הוא אוסף של חלקיקים בעלי מטען חשמלי - לדוגמה, אלקטרונים - שנעים בתוך מוליך. מה שדוחף את החלקיקים האלה וגורם להם לנוע הוא הכוח שיוצרת הסוללה, כוח המכונה 'הכוח האלקטרומניע'. כנגד הכוח האלקטרומניע שדוחף את החלקיקים, פועל כוח מנוגד - ההתנגדות החשמלית של המוליך, ששואפת למנוע מהחלקיקים האלה לנוע. זה כמו שניקח מסדרון ארוך, נשים בקצה אחד ערימת ממתקים ומאוורר ענקי - ובקצה השני קבוצה של ילדים בכיתה א'. תאוות הסוכר של הילדים תמשוך אותם קדימה אל הממתקים - אבל הרוח מהמאוורר תדחוף אותם אחורה. התוצאה תהיה קבוצה של ילדים מתוסכלים מאוד שמתקדמים בקצב של צב אל קצה המסדרון. האמת, זה אחלה רעיון לפעילות בזמן קורונה. אם מישהו מכם עושה את זה - אני רוצה וידיאו. לא חשוב. בכל מקרה, באותו האופן גם ההתנגדות של הכבל המוליך גורמת לזרם החלקיקים להיחלש.

ברמה העקרונית, ההתנגדות החשמלית של כבל מתכת היא נמוכה מאוד - ואם הכבל קצר יחסית, אין לה כמעט השפעה על עוצמת הזרם. אבל ככל שנמתח ונאריך את הכבל - כמו במקרה של הטלגרף - ההתנגדות תלך ותצטבר, כאילו העמדנו עוד ועוד מאווררים לצד ערימת ממתקים. הכוח שהפיקה הסוללה במשדר היה חלש יחסית - כך שאחרי חמישה עשר מטרים, פלוס מינוס, ההתנגדות המצטברת של הכבל החלישה את הזרם באופן ניכר, והפולסים שהגיעו בסופו של דבר אל האלקטרומגנט שבמקלט היו כה חלושים עד שהשדה המגנטי שהפיק מהם האלקטרומגנט היה חלש מכדי להזיז את העט.

פתרון אפשרי לבעיה הזו הוא להגדיל את מספר הסוללות במשדר, כך שהכוח שהן מפיקות יוכל להתגבר על ההתנגדות של המוליך - אבל עוצמתן של הסוללות באותם הימים הייתה מוגבלת מאוד, וכמות הסוללות שהיה צריך לחבר למשדר כדי להגיע לטווח שידור סביר הייתה לא מעשית בעליל.

מורס לא היה הראשון שנתקל בבעיה הזו. ג'וזף הנרי (Henry), מדען אמריקני מבריק, חקר את התופעה הזו לעומקה מספר שנים קודם לכן. הוא גילה שעוצמת השדה המגנטי שמפיק אלקטרומגנט תלויה בשני גורמים. הראשון הוא עוצמת הזרם החשמלי שנכנס לאלקטרומגנט: ככל שהזרם חזק יותר, השדה המגנטי יהיה חזק יותר. האמת - זו לא תוצאה מפתיעה במיוחד: די טבעי להניח שאם אתה דופק יותר חזק בפטיש, המסמר יינעץ עמוק יותר בתוך הקיר.

הגורם השני שמשפיע על עוצמת השדה המגנטי, עם זאת, הוא קצת יותר מפתיע. אלקטרומגנט, נזכור, עשוי מגליל מתכת שסביבו מלופף הכבל המתכתי - והנרי גילה שככל שמספר הליפופים גדול יותר, כך גדלה עוצמת השדה המגנטי שהאלקטרומגנט מסוגל להפיק מאותה כמות של זרם שנכנס לתוכו. זה אולי נשמע קצת משונה כששומעים את זה בפעם הראשונה: איך יכול להיות שאותה כמות של זרם חשמלי, ניתן להפיק שדה מגנטי חזק יותר?

ובכן, השדה המגנטי שנוצר סביב כבל המתכת כשזרם חשמלי עובר בתוכו, בוקע ממנו לכל הכיוונים במידה שווה. מכיוון שכך, עוצמת השדה בכל נקודה במרחב סביב הכבל היא איזה שהוא חלק מתוך סך כל השדה המגנטי. אנלוגיה טובה היא ממטרה שמשפריצה מים לכל הכיוונים בו זמנית: כל חלקה בדשא מקבלת מעט יחסית מים מתוך סך כל המים שבוקעים מהממטרה.

אבל מה קורה אם נלפף את הכבל לצורת לולאה? כעת, חלק מהשדה המגנטי שמפיק כל מקטע בכבל - החלק שפונה פנימה, לתוך הלולאה - מצטרף לכל שאר השדות המגנטיים שמפיקים שאר המקטעים, והתוצאה היא שבתוך הלולאה מתקבל שדה מגנטי שהוא צירוף של המון שדות מהמון מקטעים - ולכן הוא חזק במידה משמעותית. בהמשך לאנלוגיה הקודמת, זה כאילו שנציב כמה ממטרות במעגל: כל ממטרה ממשיכה להשפריץ לכל הכיוונים, אבל חלקת הדשא שבתוך המעגל תקבל מים מכל הממטרות בו זמנית - משמע, הרבה יותר מים. אם מכניסים לתוך הלולאה הזו גליל עשוי ברזל - נקבל אפילו שדה מגנטי עוד יותר חזק, אבל זה מסיבות אחרות שלא אכנס אליהן כרגע.

מההסבר שנתתי לכם הרגע אפשר להבין מדוע אם נוסיף עוד ועוד ליפופים מעל הגליל, נקבל שדה מגנטי עוד יותר חזק: כל ליפוף תורם עוד קצת שדה מגנטי לאזור שבתוך הלולאה ומחזק אותו, כאילו הוספנו עוד ועוד ממטרות במעגלים הולכים ומתרחבים מסביב לחלקת הדשא שלנו. ג'וזף הנרי הדגים את הרעיון הזה באופן מרשים ביותר, כשבנה אלקטרומגנט שהיה מסוגל להניף יותר מטון של מתכת - שיפור דרמטי לתכנון המקורי של וויליאם סטורגון וארבעת הקילוגרמים שלו.

מורס לא הכיר את הנרי ולא שמע על עבודתו - אבל בתקופה שבה עבד על פיתוח אב הטיפוס של הטלגרף שלו, הוא היה גם פרופ' לציור ופיסול באוניברסיטת ניו-יורק. אחד הקולגות שלו שם היה פרופ' לכימיה בשם לאונרד גייל (Gale). פרופ' גייל הבין בחשמל, ואולי יותר חשוב - הוא היה חבר טוב של ג'וזף הנרי. גייל עזר למורס ליישם את הרעיונות של הנרי בטלגרף שלו והחליף את האלקטרומגנט החלש של מורס באלקטרומגנט משופר עם מאות רבות של ליפופים. כעת, השדה המגנטי שהפיק האלקטרומגנט במקלט היה חזק מספיק להזיז את העט על הדף אפילו אחרי עשרות קילומטרים של כבל.

אמרתי מקודם שלמורס היה מזל - וזה נכון, אבל צריך גם לתת לו קרדיט גם על תבונתו: מורס הכיר במגבלותיו, והבין היטב את חשיבותה של עבודת צוות. הוא ידע שאב-הטיפוס שלו היה עדין ורעוע מכדי להוות בסיס למוצר מסחרי אמיתי, ולכן שכר את שירותיו של מכונאי צעיר בשם אלפרד וייל שהיו לו הכישורים, היצירתיות והניסיון המעשי הדרושים כדי להפוך את אב-הטיפוס למכונה תעשייתית. וייל לקח את התכנון המקורי של מורס ושינה אותו מהיסוד. את המחט הטבולה בכספית, וייל החליף במפסק קשיח עשוי מפליז. את מסגרת העץ המצחיקה החליף בבסיס מוצק עשוי מעץ כבד ולבסוף, החליף את העט עצמה בסטילוס - זאת אומרת, מקל מחודד שחרץ חריצים בנייר במקום דיו שעשוי לדהות או להימרח. מאוחר יותר גילה וייל שמפעילי הטלגרף כלל אינם מתבוננים בחריצים שבנייר: הם למדו במהירות לפענח את תוכן ההודעות המתקבלות רק על פי הרעש שהשמיע הסטילוס כשחרץ את הקווים. על כן הוא החליף את הסטילוס במנגנון שתרגם את פולסי הזרם ישירות לתקתוקים, ללא צורך בנייר. סמואל מורס, אגב, התנגד לרעיון הזה בתחילה, אבל הסיר את התנגדותו כשהבין שפענוח השדרים באמצעות שמיעה מהיר בהרבה מקריאה של הקווים מהדף.

קוד מורס

והיה עוד שיפור חשוב שהכניס אלפרד וייל במערכת של מורס: תוספת שהיא אולי אחת הסיבות החשובות ביותר לכך שהטלגרף של מורס הוא זה שגבר על כל הטלגרפים האחרים שפותחו באותו הזמן.

נניח שיש לנו כבל מתכת ובו עוברים אותות חשמליים. איך אנחנו מייצגים בעזרת האותות החשמליים האלה אותיות, למשל?

פתרון אפשרי אחד הוא להקדיש לכל אות כבל חשמלי משלה. דמיינו שבמקלט יש לכל כבל מנורה שמחוברת אליו: אם אני רואה את המנורה של כבל A נדלקת - אני יודע שהתקבלה האות A. די פשוט, נכון? ובאמת, זה היה הפתרון המועדף על כמעט כל ממציאי הטלגרף.

הבעיה היא שהאלפבית האנגלי מכיל עשרים ושש אותיות - משמע, בסוג כזה של פתרון אנחנו צריכים להוליך לפחות עשרים ושישה כבלים שונים מהמשדר למקלט, פלוס לפחות כבל אחד נוסף שיוליך את כל הזרמים האלה בחזרה אל המשדר - שהרי כפי שאמרנו חובה עלינו לסגור את המעגל החשמלי, אחרת כל הסיפור הזה לא יעבוד. זאת אומרת, עשרים ושבעה כבלים - וזה רק לאותיות, בלי סימני פיסוק, הבחנה בין אותיות קטנות לאותיות גדולות, וכל שאר המאפיינים הקטנים אבל חשובים שהופכים רצף של אותיות להודעה ברת משמעות. לנו, למהנדסי החשמל, יש מונח מקצועי למערכת חשמלית שיש בה המון המון כבלים: ספגטי. ואנחנו שונאים ספגטי. קשה לתכנן מערכת כזו, קשה לתחזק אותה - ואם יש תקלה כלשהי, לך תבין לאיפה מתחבר כל כבל.

ריבוי הכבלים סיבך מאוד את מערכות הטלגרף המוקדמות, ולכן הממציאים ניסו לצמצם את מספרם בדרכים שונות ומשונות. למשל, קוק וויטסטון האנגלים הצליחו להקטין את מספר הכבלים בטלגרף שלהם לשישה באמצעות שימוש מחוכם בחמש מחטים נעות שייצגו את האות המתקבלת.

בטלגרף של מורס, לעומת זאת, היו שני כבלים בלבד: כבל אחד שמוליך זרם מהמשדר אל המקלט, וכבל אחד שסוגר את המעגל בחזרה. זו הייתה ההברקה המשמעותית באב-הטיפוס של מורס: ברור כשמש שמערכת בעלת שני כבלים עדיפה על מערכת בעלת עשרים ושבעה כבלים בכמעט כל מובן: היא קלה יותר לתכנון, זולה יותר, ופשוטה יותר לתפעול ולתיקון.

השאלה המתבקשת היא - איך הצליח מורס להעביר אותיות שונות על אותו כבל? זאת אומרת, איך יודעים שהזרם שעובר כרגע בכבל מסמל את האות A ולא את האות B? הפתרון של מורס היה לחלק את הפולסים של הזרם לפולסים קצרים ופולסים ארוכים - שמתרגמים במקלט לקווים ונקודות - כך שלכל צירוף מסוים של נקודות יש משמעות ספציפית. למשל, המילה SMS מיוצגת על ידי נקודה-נקודה-נקודה-קו-קו-נקודה-נקודה-נקודה. הקשישים יותר מבין המאזינים שלנו אולי זוכרים שבטלפונים של נוקיה, זה גם היה הצפצוף שהודיע על הודעת סמס נכנסת.

אההההה! אני שומעת אתכם אומרים - נו, ברור. תגיד 'קוד מורס.' כולם מכירים את קוד מורס.

אז זהו, שזה לא היה קוד מורס - לפחות לא הקוד כפי שאנחנו מכירים אותו היום. בקוד מורס המודרני כל צירוף של קווים ונקודות מייצג אות - אבל בתכנון המקורי של מורס, כל צירוף ייצג מילה. דהיינו, היה קוד ספציפי למילה SMS, וקוד אחר למילה רן וקוד שלישי למילה נוגה. מכיוון שיש המון מילים בשפה, המילון שהגדיר איזה קוד מתאים לאיזו מילה - הפך מהר מאוד להיות ספר עב כרס. אם בכל פעם שרוצים לשלוח הודעה צריך להתחיל לדפדף בכרך בעובי של האנציקלופדיה העברית, ברור שכמות ההודעות שאפשר יהיה להעביר בכל שעה תהיה נמוכה מאוד.

מי שתפס את הבעייתיות בשיטה של מורס, היה אלפרד וויל כמובן. הנה מה שסיפר עוזרו של וויל, בחור בשם וויליאם בקסטר, על האופן שבו בא לעולם קוד מורס בצורתו המודרנית:

"אלפרד היה אדם צנוע ולא מתלהם, בעוד שפרופסור מורס נטה להתעקש על עליונותם של הרעיונות והתוכניות שלו, רק מכיוון שהם היו שלו. מכיוון שכולנו רכשנו כבוד גדול לפרופסור, לא נטינו בתחילה להתנגד להכתבותיו…. [אבל] ככל שהיטבנו להכיר אותו, נעשה לנו ברור שכישוריו המכניים והידע המקצועי שלו מוגבלים, ולרעיונותיו ההנדסיים יש ערך מועט בלבד. [...] אלפרד החל לשאוב מתוך כוח ההמצאה המופלא שלו ולהחליף את התכנונים הלא מעשיים של מורס ברעיונות מקוריים משלו.

[...] הוא הגה קוד אלפבתי [שמורכב מאותיות בודדות] שבעזרתו ניתן יהיה לשדר באופן טלגרפי מילים ומשפטים, ומיד התיישב לתכנן קוד כזה. התוכנית הכללית שלו הייתה למצוא את הצירופים הקצרים והפשוטים ביותר שייצגו את האותיות הנפוצות ביותר באלפבית האנגלי - וצירופים מורכבים יותר לאותיות פחות נפוצות. למשל, הוא גילה שהאות E נפוצה יותר מכל אות אחר, ובהתאם העניק לה את הסימון הקצר ביותר האפשרי: נקודה. האות J להבדיל, שמופיעה בשכיחות נמוכה יותר, קיבלה את הצירוף קו-נקודה-קו-נקודה."

במילים אחרות, על פי התיאור של בקסטר - קוד מורס צריך היה להיקרא 'קוד וייל', שכן וייל הוא זה שהכניס בו את השיפור המהותי שהפך אותו לקוד שימושי כל כך. ראוי לציין שלא כל ההיסטוריונים משוכנעים שוייל באמת תכנן לבדו את קוד מורס - ייתכן וסמואל מורס היה גם כן מעורב בעניין במידה כזו או אחרת, אם כי סביר להניח שבכל מקרה, לוייל הייתה תרומה משמעותית מאוד גם בעניין הזה.

קו הטלגרף הראשון

מצויד במערכת החדשה ובקוד מורס המשופר, החל סמואל מורס לנסות ולגייס מימון לפיתוחה של ההמצאה שלו. לשם כך הוא ערך הדגמות רבות של הטלגרף בפני מחוקקים ואנשי עסקים, כמו למשל הדגמה של העברת הודעה בין שני חדרים בבניין הסנאט בוושינגטון. ב-1837 פרץ משבר כלכלי חריף בארצות הברית, שאילץ את מורס להפסיק את מאמצי הגיוס שלו באופן זמני - אבל ב-1843 העניק לו הקונגרס מענק של שלושים אלף דולר - סכום לא מבוטל באותם הימים - כדי להקים קו טלגרף בין וושינגטון לבולטימור.

גם המשימה הזו התבררה כלא פשוטה כלל ועיקר. מורס שכר שירותיו של מהנדס בשם עזרא קורנל (Cornell) כדי שיניח לאורך התוואי בין וושינגטון ובולטימור צינורות תת-קרקעיים, בהם יולכו כבלי התקשורת. קורנל עשה עבודה טובה, אבל עד מהרה הסתבר שהבידוד שעטף את כבלי המתכת לא היה באיכות טובה מספיק, ופה ושם נוצר מגע בין המתכת החשופה של הכבל לדפנות הצינור - 'קֶצר' - והטלגרף הפסיק לעבוד. בלית ברירה ויתרו מורס ועמיתיו על הרעיון של הולכה תת-קרקעית, וקורנל העביר בבהילות כבל חדש - הפעם לאורך עמודים שהוקמו לאורך התוואי.

בעשרים וארבע במאי, 1844, הגיע רגע האמת. מורס ושורה של אורחים מכובדים ישבו בבניין הקפיטול בוושינגטון, ו-ווייל במשרד הדואר בבולטימור. מורס תקתק לתוך הטלגרף משפט שנלקח מספר 'במדבר' :'What Have God Wrought!' - 'מה עשה, אל', בגרסה העברית - וכעבור דקות ספורות שלח אליהם וויל בחזרה את אותו המשפט בדיוק, עדות לכך שהמסר נתקבל בבולטימור בשלמותו.

ההדגמה המוצלחת הזו סימנה את קו פרשת המים בתולדות הטלגרף. לקח עוד קצת זמן, אבל בהדרגה החלו עורכי העיתונים להבין את משמעותה האמיתית של ההמצאה ה�