數感實驗室/由畫家發明 摩斯密碼背後的洋蔥(上)

數感實驗室/由畫家發明 摩斯密碼背後的洋蔥(上)

賴以威(數感實驗室)

200年前,人們主要的交通工具只有馬車,訊息傳遞相當緩慢。

當時,一位從耶魯大學畢業的美籍畫家,赴英國鑽研藝術,幾年後學成歸來,遇到一位令他著迷的女孩,和她許下終身。這段期間,畫家受委託,繪製幾位美國前總統和富商的肖像畫,以及一系列關於美國國會政治運作的寓言畫作。隨後又受紐約市政府的邀請,前往華盛頓製作法國將軍拉法葉伯爵(Marquis de La Fayette)的畫像。

就在他投入專心藝術創作的過程中,他突然收到父親的來信,告訴他即將生產的愛妻生病了,好在正在康復中,勉強算是不幸中的大幸,他收拾心情,繼續工作。然而,隔天,宛如晴天霹靂的第二封信,父親告訴他的不是兒子誕生的喜訊,而是妻子在生產過後,不幸去世的噩耗。還來不及迎接新生命,畫家就被迫與心愛的妻子天人永隔。他完全顧不及手邊正在進行的畫作,立刻整理行李,飛奔回家。無奈的是,等到他回到家中,妻子已經下葬,連見最後一面的時機都沒趕上。他悲痛萬分,通訊不便的代價,對他來說是一輩子都抹不去的傷痕。畫家下定決心要改善通訊技術,尤其是「長途通訊」的設備。

這位畫家就是後來發明遠距通訊的電報發明家-摩斯(S. Morse)。走出妻子過世的傷痛之後,摩斯在一次的航程中與美國科學家傑克森(C. Jackson)碰面,他在船上看傑克遜示範幾個電磁實驗,為摩斯帶來啟發。摩斯後來與另一位夥伴維爾(A. Vail)協同研究。除了電磁技術的研發與改良,還有編碼系統的建立。他們創建「摩斯密碼(Morse code)」,利用點(.)與短線(-)的排列組合幫英文字母編碼。點的傳遞需要1個時間單位,而短線的傳遞則需要3個時間單位。字母間的空格需要3個時間單位,單字間的空格需要7個時間單位。舉例來說:s由三個點組成(...)、o由三條短線組成(---),因此sos就是三點、空格(以底線標示)、三短線、空格、三點(..._---_...)。傳輸一次需要花1×3+3+3×3+3+1×3=21個時間單位。

(待續)

本篇文章與數感實驗室朱倍玉共同完成。

本文轉載自聯合報教育版「閱讀數學」專欄,更多好文請上「數感實驗室

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