科学真是了不起，这个小玩意儿最令人称奇的是它居然是那样简单，以致于人人都有条件来制作它，而且的确值得一试，它的名字叫电磁铁（你没有理由记不住这个名称，除非你现在还在想：磁铁是什么东西？）。
现在我们都知道，当一根电线有电流通过时，就会在它的周围产生微弱的磁场。电能生磁的现象叫做电流的磁效应。毫无疑问，这是一个伟大的发现，但很遗憾，我们不是第一个发现这种现象的人，这个荣誉属于丹麦物理学家奥斯特（1777～1851）。
奥斯特的父亲是一个药剂师，而奥斯特本人也象其它很多科学家一样，从小是在自己的家里，而不是在学校里进行学习。按理说，即使不考虑子承父业的传统，单单是他父亲药房里的药味也会把他熏成一个太上老君的传人，但是他后来做的事却和药没有一点关系。
和他的父亲一样，奥斯特也是“师”。不过他是大学里的讲师。那个时候好象也没什么好讲的，毕竟电学才刚刚起步，即使是最牛的学究们对电也是一知半解，讲的内容无非是用土办法来造电池。1820年的一天，一个偶然的机会，奥斯特发现当电路接通时，离电线很近的磁针会发生偏转。这磁针相当于指南针，在地球这个大磁铁的作用下会指南指北，对于经常在野外转悠的人来说非常有用。别看现在我们都呆在温馨的家里，打扮得亮晶晶地，嗑着瓜子看着电视。要是到了野外，迷了路，一想到自己这辈子将一直呆在那里，和那些嫩绿的花草树木，以及穿梭于其中的、不知道是什么的虫子相伴，再勇敢的人也有可能哭得象小女生。
由于这一发现，奥斯特又惊又喜，激动万分。在连续进行了一段时间的实验和研究之后，于当年发表了题为《磁针电抗作用实验》的论文，向科学界公布了他关于电流磁效应的发现。说到“电抗”，这听起来象是打架，不过不要惊讶和奇怪，在那个电磁学刚刚起步的时代，“电抗”或者“电冲突”已经是物理学上最好的术语了。
奥斯特的偶然发现说明了一个事实：对于电流能产生磁场这件事来说，它在本质上和铁钉没有关系，也和绕多少匝没有关系。事实上，只要有电流通过，任何导线都能产生磁场，就象图4.2所描绘的那样。
图4.2
一根普通导线产生的磁场象一根看不见的管子，而导线就被包裹在这根管子里。这根管子的吸引力非常弱，你不可能用它来吸取哪怕是很小的东西。为了进一步增强磁场，除了增大电流外，最好的办法是象4.1那样将导线绕在那些铁磁性物质上，也就是那些用平常的话说是“容易被磁化的、能够被磁铁吸引的”物体上。这类物体很多，有自然的，也有人造的，比如钴、磁棒（常用来做收音机里的天线）、铁、镍、硅钢片等等。
使用电磁铁的一个显而易见的好处是，当你把散落在地上的钉子都吸到一起时，不用再费力地把它们摘下来放到钉盒里（通常这是令人非常烦恼的），只需要断开电流就行了。
事情就是这样，电流能产生磁场这种现象吸引了很多人制作了各种各样的新鲜玩意儿，它们大部分实际上就是电磁铁。那时，人们制作电磁铁的兴趣是如此高涨，据说1831年，美国人亨利制作了一个体积并不是很大的电磁铁，能吸起重达１吨的铁块。
约瑟夫·亨利是美国物理学家，从小就是一个有志向的人，不过麻烦在于他总能因为各种原因找到新的志向。一开始，他在剧本创作方面找到了属于他的人生意义。可是不多久，也许是因为这样无法维持生计，他又到钟表修理铺当学徒，给那些残疾的指针和发条治病。最后，因为读了一本自然科学方面的书，又激发了他上学的兴趣。后来当过教授，教过数学，讲过哲学，最后坐到大学院长的位置上，终于一不小心开始迷上了研究电磁铁。他制造的电磁铁之所以性能更好，原因在于为了使线圈能绕得密集一些，他采用了用细纱包裹的绝缘导线（当时，还没有采用给导线上漆的方法来制造漆包线的技术），这样匝与匝之间可以紧挨在一起而不用担心短路。现在，我们制造的电磁铁可以毫不费力地吸起几十吨重的东西，轻松地把一些东西从一个地方搬运到另一个地方。
4.2莫尔斯的电报
电学发展的历史还在继续。
电可以生磁，可以用来制作电磁铁，这在当时的确是非常新奇的事情。但是人类不可能总是玩电磁铁，这不符合人类的天性，人类的天性是熟悉了一件事情之后，再接着探索。不多久，历史上第一个尝试用电来远距离通信的人出生了。
世界上聪明的人多得是，撇开电磁铁不谈，单单是发现电流速度极快这一点，反应再迟钝的人也会慢慢地想到它可以用来传递消息。那个时候，想用电流在两个地方传递信息的人不止一个，但是唯一获得成功的是一个叫莫尔斯的人，而他成功的诀窍，据说是在一艘轮船上受了刺激。不过不用担心，这是好事情，准确地说是受了启发，激起了他的雄心壮志。
很多人都说那是在1832年的秋天，这莫尔斯乘坐一艘邮轮要从法国前往美国。真是巧得很，他遇到了杰克逊——一个美国医生。说来也怪，这医生医术如何，没有人知道，但他居然还懂得电磁铁的原理和制造技术，他甚至知道线圈的匝数越多，电磁铁的吸引力也就愈强。
这轮船再好，只是一下水，象一片树叶一样漂到大洋里，四面看不见尽头，就和监狱差不多了。不同之处仅仅在于，人们知道你是蹲着轮船从大老远来的，张开双臂欢迎；如果听说你是蹲了监狱来的，这名声就臭了。
当时的具体情况已经没有人知道，只能发挥一下想象。坐在轮船上，巴掌大的地方，哪儿也去不了。时间一长，这杰克逊医生百无聊赖，实在闲得不行，用我哥的话说，那简直是“闲得学驴叫，急得猴上树”，为了打发时间，他拿出电磁铁给大家变起了魔术。可以想见，当人们看到象钉子这类铁的东西，在医生的命令下说让它吸住就吸住，让它下来它就掉下来的时候，一定鼓噪喝采，惊为天人。这莫尔斯也伸着脖子，混在人群当中看热闹。
塞缪尔·莫尔斯（1791～1872）生于美国一个牧师家庭。1810年毕业于耶鲁大学，早期曾从事印刷和绘画。作为一名画家，莫尔斯是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。1826年至1842年任美国画家协会主席。但是现在来看，他的艺术生涯快要结束了。
杰克逊的介绍让莫尔斯浮想联翩、兴奋不已。他向杰克逊医生请教电学方面的知识，俩人谈得十分投机，甚相欢洽。回来之后，他再也坐不住了，他想：如果用电流传送讯号，岂不是可以在瞬息之间把消息传送数到遥远的地方吗？于是他决定改行，投身电学研究。在科学史上，半路出家并不是一件稀奇的事情，但对他来说这当然是需要勇气的，要知道，那一年，这老小子已经41岁，即使是称他为大龄青年也很勉强。
莫尔斯发明的是一种叫做电报的东西，由不在一个地方的两个装置组成，用很长的电线连接起来，如图4.3。
在这一端，是一个开关，通常称之为按键，可以控制电流的通断，只是与我们常见的开关在形状上有很大差别，但作用是一样的。因为要长时间在这个装置上反复操作，所以在设计上追求操作的方便和舒适性。而在电线的那一端，连着一个电磁铁。这样，通过按下或者松开按键，就能控制电磁铁磁性的有无。这是我们已经知道的知识，没有什么好奇怪的。但是，请稍等。
在电磁铁的上方，有一个长长铁片——衔铁臂——安装在支架上，它可以上下自由活动。平时，也就是电磁铁没有通电产生磁力的时候，它被一根弹簧拉着，以免与电磁铁挨在一起。这样，一旦开关闭合，衔铁臂就会被电磁铁吸引；当开关松开，电磁铁失去磁性，衔铁臂又在弹簧的牵引下回到原来的位置。
我当然知道，这个装置没有什么特别新奇的地方。但是，如果在衔铁臂上安装一支笔，并在笔的下面放一卷匀速前进的纸，当按下按键并迅速松开时，电磁铁会瞬间产生一个吸合与释放的动作，结果是笔尖在纸上打出一个点“· ”。如果按键按下的时间稍长一点儿，那么，笔尖会在纸上留下一条线“—”，这称为“划”。连续地按动按键，就会在纸上留下一串由点和线组成的图案，象这样：
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