3.9 海底电缆［15］

自从世界上第一条电报线路投入使用，电报逐渐在人们的日常生活特别是商务活动方面发挥出巨大作用，陆地上的电报线路在迅速蔓延。但是地球表面将近3/4的面积都被水覆盖，人们很快开始考虑如何利用电报跨越水域传递信息。实际上，莫尔斯早就开始研究这个问题，他曾敷设了一条绝缘铜线，穿越纽约港传导电流。在此两年后，他才从华盛顿向巴尔的摩发出了那条著名的电报。

1850年，英国约翰·布雷特（John Watkins Brett，1805—1863，见图3-30）和雅各布·布雷特（Jacob Brett，1808—1898，见图3-30）兄弟向政府申请敷设连接大不列颠岛和法国海岸的22mile的海底电缆，在得到两国政府批准后，他们在法国的格里斯-奈兹海角（Cape Gris-Nez）和英国索兰海角（Cape Souther-land）之间的公海里用“巨人”号拖船敷设了第一条海缆。由于电缆太轻无法沉入水底，他们不得已，又每隔一段加上30lb的铅块来增加重量。傍晚时兄弟俩终于到达法国，他们迫不及待地向英国发报。尽管收到的是一堆乱码，但它至少证明了敷设长距离海底电缆的可能性。但是第二天海底电缆就不能使用了。后来发现是因为电缆太轻了，缠到一个打鱼人的船锚上，这个人钩起了电缆，并截下一节高兴地向别人夸耀这种稀少的“海草”标本，惊奇地说那里装满了金子。尽管世界上第一条海底电缆以失败告终，但是第二年，经过大量改进革新，一条新电缆敷设成功，英国第一次与欧洲大陆相连。很快，海底电缆又连接了英国、荷兰以及爱尔兰。

1854年，意大利到撒丁岛和科西嘉岛之间也敷设了海底电缆，但是，这些都只是穿越了狭窄的浅水海域。就在这一年，美国人赛勒斯·怀斯特·菲尔德（Cyrus West Field，1819—1892，见图3-31）做出了一个惊人的决定：敷设大西洋海底电缆，彻底结束美国与世隔绝的状况。

菲尔德家族声名显赫，可能也是最为人才济济的家族。撒迦利亚·菲尔德早在1629年就来到了新大陆，他的祖父天文学家约翰·菲尔德将哥白尼的日心说传播到了英国。几代人后，1781年，他的后裔戴维·达德利·菲尔德，也就是赛勒斯·怀斯特·菲尔德的父亲，出生于康涅狄格的东吉尔福德（今名麦迪逊）。赛勒斯·怀斯特·菲尔德出生于1819年11月30日，就读于离家不远的威廉姆斯学院。16岁时，他说服父亲，立志经商致富，并最终成为了一位天才企业家。

1853年11月，赛勒斯·菲尔德的哥哥马修·菲尔德在阿斯特宾馆遇到了当时也寓居此处的吉斯伯恩。吉斯伯恩（Frederic Newton Gisborne，1824—1892，见图3-32）在英国出生，但是在年轻的时候就移民到了加拿大，在魁北克的乡下经营农场。当新技术浪潮席卷全球时，他开始担任蒙特利尔电报公司的首席运营官，之后不久又为新斯科舍电报公司效力。在此期间，他成功建设了连接蒙特利尔和新不伦瑞克的沿海省份及新斯科舍的电报线路。

1851年春天，吉斯伯恩向纽芬兰议会提议敷设一条连接圣约翰斯和开普雷的长达400mile的电报线路，并通过蒸汽船和信鸽与布雷顿角岛的电报系统相连接。随后议会通过表决，决定拨款500英镑，资助地形勘测。此后，吉斯伯恩辞掉了新斯科舍电报公司运营官的职务，投身于这一崭新的事业。

1852年春天，吉斯伯恩获议会颁发的营业执照，授予纽芬兰电气电报公司在岛上30年的独家运营权。议会还决定提供给公司一定的土地，以确保成功完成圣约翰斯到开普雷的电报线路。

然后吉斯伯恩去英国安排物资供应，并特意向布雷特兄弟请教了海底电缆的敷设问题。从英国回来之后，吉斯伯恩敷设了北美第一条海底电缆，这条电缆在诺森伯兰海峡绵延9mile，连接了爱德华王子岛和新不伦瑞克。

不久后，他继续修建横跨纽芬兰岛的电报线路。他很快就发现，这项工程远比当初勘测的还要艰难。在工程进行了1/10，即40mile多之后，资金消耗殆尽，他的公司破产了。

赛勒斯·菲尔德的哥哥马修·菲尔德（Henry Martyn Field，1822—1907）劝服了赛勒斯·菲尔德去听听吉斯伯恩的计划。当天晚上，吉斯伯恩和菲尔德兄弟见面，吉斯伯恩并不算宏伟的设想，给了菲尔德很大的启发。菲尔德意识到，如果能穿越大西洋，敷设一条从爱尔兰到纽芬兰的海底电报电缆，那么越大西洋通信的时间将不是缩短几天，而是几个星期。这样，工程的意义就非常巨大了。

菲尔德明白，拥有与伦敦市场的即时通信就等于拥有了获得巨大潜在利益的工具。但他对这项工程所涉及的科学技术几乎一无所知。实际上很幸运，正是因为不懂，他才没有放弃他的整个构想，正所谓无知者无畏。第二天，他写信给两位专家征求意见，其中一位是莫尔斯。

甚至在1844年成功架设陆上电报线路之前，莫尔斯就已经相信完全可能修建一条跨大西洋的电缆。他在1843年写给当时的财政部长的一封信中谈道：“依靠电流的电报通信肯定能够跨越大西洋。”结合他穿过纽约湾的水下电缆实验，他写道：“现在看来这可能无法想象，但我相信这一伟大工程总有一天能够实现。”他告诉菲尔德说自己还像10年前一样充满信心，热情支持这个设想。对技术知识几乎一无所知的菲尔德可能也根本没意识到莫尔斯的知识局限性。

菲尔德写信征求意见的另一位专家是美国海军上尉马修·方丹·莫里（Matthew Fontaine Maury，1806—1873）。菲尔德询问莫里，从海洋学角度而言，敷设一条横跨大西洋的海底电缆是否可行。莫里很快回信写道：“这太令人惊异了。在我收到你的信时，我写给海军部长的关于同样主题的信刚要结尾。”他还把信的副本放在了给菲尔德的回信中。莫里给部长的信中写道，双桅船“海豚号”在1853年夏天勘测了大西洋有关海域的风区和洋流，那片海域“是欧洲和美国商人贸易往来的主干道”。“海豚号”的船长利用这次机会完成了纽芬兰和爱尔兰之间的远洋深海深度探测，为菲尔德提供了必需的精确数据。莫里写道：

“就深海底层的情况来看，这次的远洋深度探测对两个大陆之间敷设海底电缆是否可行这个问题具有决定意义。从纽芬兰岛到爱尔兰岛的最短距离约为1600mile（2560km）。两地之间的海底的高原地形好像就是为了敷设海底电缆而生的，还能使线路免遭损坏。这条线路既不太深也不太浅，一方面，电缆敷设以后，海底的深度足以防止电缆受到船锚、冰山和其他任何漂流物的损害；另一方面，它也足够浅，这样电缆才有可能顺利地被置放到海底。这片海底高原的深度是很规则的，在逐渐向另一侧推移的过程中，纽芬兰由一侧深度约1500英寻（2743m），逐渐增加到另一侧的2000英寻（3658m）。”

就这样，菲尔德的设想非常顺利地得到了两方面专业人士的首肯，于是他决定筹措资金组建一个公司，接管吉斯伯恩在纽芬兰的特许经营权，然后去敷设一条横跨大西洋的海底电缆（见图3-33）。菲尔德分别找到了实业家彼得·库珀（Peter Cooper，1791—1883）、城市银行（即今日花旗银行的前身）的董事摩西·泰勒（Moses Taylor，1806—1882）、实业家怀特（Chandler White，？—1856）和罗伯茨（Marshall Owen Roberts，1814—1880），接着他安排库珀、泰勒、罗伯茨、怀特和自己5个人同吉斯伯恩在百老汇大街克拉伦登酒店见面，到场的还有莫尔斯和即将成为公司法律顾问的菲尔德的大哥大卫·菲尔德（David Dudley Field，1805—1894）。

1854年3月10日，他们从吉斯伯恩那里接管了纽芬兰电气电报公司，承担了它大约5万美元的债务，并成立了纽约-纽芬兰-伦敦电报公司（New York，Newfoundland and London Telegraph Company）。纽芬兰当地政府颁发给新公司比吉斯伯恩更有利的特许执照，授予他们公司在纽芬兰岛上以及纽芬兰的电报线路50年的特许经营权，以及价值5万英镑的债券的利息、50mile2的土地，并同意拨款5000英镑以完成连接开普雷电报线路的专用马道。

库珀、赛勒斯、怀特、泰勒和罗伯茨为董事，库珀为董事长，怀特为副董事长，泰勒被任命为财务主管。菲尔德没有正式的职务，事实上，这意味着他是企业的主要运营官。

这项计划首先要实现纽约和纽芬兰之间的线路连接，这段连接被认为是整个工程中比较容易的部分，而且将成为为公司赢利的资产。这段连接工程需要三个步骤：首先完成横跨纽芬兰南部的线路，其次在隔断纽芬兰岛和布雷顿角岛的卡伯特海峡中敷设一条海底电缆，最后在布雷顿角岛上建一条140mile长的线路，以便与新斯科舍已有的电报系统连通。在纽芬兰工程中，怀特坐镇新斯科舍的办公室，马丁·菲尔德管理工程施工，吉斯伯恩则担任工程顾问。

1855年初，菲尔德到达英国，拜访了当时英国磁性电报公司的老总、知名的海底电缆技术专家、连接英法两国的世界上第一条海底电缆的建设者约翰·布雷特。布雷特带菲尔德拜访了很多电缆制造商，最后他向菲尔德推荐了一种电缆。这种电缆由三根钢线组成，每一根都用古塔胶绝缘，然后把三根束在一起，包进焦油浸过的大麻中，再在外面包上一层古塔胶，而后整个包在镀金铁线中。菲尔德雇用了一名曾经在地中海敷设电缆的英国工程师坎宁（Samuel Canning，1823—1908，见图3-34）对工程进行监督。因为船长的故意刁难和捣乱，第一次敷设电缆遭到惨败，白白花费了35万多美元。

1856年，全部电缆成功敷设完毕。纽约-纽芬兰-伦敦电报公司建好了一条纽约到纽芬兰的电报线路，从地理角度看，他们完成了总路程的1/3，但是从技术角度考虑，他们才刚刚开始。

至此，纽约-纽芬兰-伦敦电报公司的资金几乎已经消耗殆尽，他们决定自己发行债券来筹集补充资金，这样一笔资金只能在世界上最富有的国家英国筹集到。

认真考虑他的提供船只帮助敷设电缆的请求后，英国政府方面答应将提供船只来做所有必需的进一步的探测。而且，英国政府同意一旦电缆开始运行，将每年支付14000英镑，条件是如果美国政府也有类似的协议安排，且英国政府获得的信息优先于除美国外的其他所有国家。14000英镑是预计的敷设电缆的费用350000英镑的利息额（利率为4%）。

美国参众两院也以微弱多数通过法案，授予纽约-纽芬兰-伦敦电报公司的待遇与英国政府给予大西洋电报公司的条件基本相同，即同样的补贴、勘测和船只。

菲尔德于1856年10月在伦敦组建了大西洋电报公司。为了筹集资金，他在英国做了一次巡回游说，包括在商会演讲以及与其他各界人士会面。他不断地展示他的论据、数字、预计以及转达包括莫尔斯在内的科学家和工程师的意见。莫尔斯已经串联起了伦敦和伯明翰之间10条200mile的电报电路，菲尔德鉴于此证明，1min内会有多达200个信号穿过一条2000mile长的电缆。就这样，发行的350股股票在几周内就以每股1000英镑的价格被预订一空了。

不论身在英国还是美国，菲尔德和公司的其他董事都热切希望能在那年夏天就开始敷设电缆，因为电缆早日敷设成功并投入使用，公司就可以早日从英、美两国政府那里获得每年14万美元的使用费，还可以从其他客户那里获得盈利。此外，大西洋两岸公众舆论对这项事业的关注也与日俱增。

但是仓促开工成了整个工程最大的错误。对于如何实现最完美的设计，当时的电机工程和理论专家们各执己见，根本不能达成共识，最好的方法只能通过实验得出，但是由于时间紧迫，实验根本无法进行。因此，那些对电机工程这一新兴领域一无所知的董事们，判断问题的主要依据就是时间和速度。菲尔德的这一做法酿成了他在大西洋电缆工程上的最大失误。

莫尔斯已经证明：信息可以通过2000mile的电报线实现快速传递。对莫尔斯和其他董事而言，这就是这项工程的可行性依据。但是电报线通过空气（非电导体）传递信号并不能证明它也能穿过海水传递信号。海水是极佳的导体这一事实改变了一切。把电报线置于海水中，分布电容会扩大20倍以上，信号传输明显延迟。对于如何解决这个问题有两派观点。一种观点认为电报线越细越好。一些权威人士，如法拉第，坚决认为“电报线越粗，就需要越多的电流来充满，传送电荷的电脉冲就会受到越大的延迟”。莫尔斯也支持这种观点，另外还有爱德华·怀特豪斯（Edward Whitehouse，1816—1819）博士。怀特豪斯的职业是一名医生，但也涉足电报业。在这个电信的初始时期，他的资历与这份工作也是非常匹配了。另外两位与大西洋电缆事业密切相关的人士则持有另一种观点。年仅24岁的查尔斯·布赖特（Charles Tilston Bright，1832—1888，见图3-35）原本受雇于约翰·布雷特（John Watkins Brett，1805—1863）的公司，布赖特被任命为大西洋海底电缆工程的总工程师。他是一位成功的化学品制造商的儿子，从15岁就与电报业结缘。19岁时，他就为曼彻斯特的街巷敷设了一套完整的电报线路，整项工作只用了一个晚上。20岁时，他就拥有了不下24项专利，其中一些已在我们生活中不可或缺，例如绝缘瓷瓶。

这项工程的另一位核心人物是格拉斯哥大学的教授威廉·汤姆孙（William Thomson，1824—1907，见图3-36），他受邀加入了大西洋电报公司的董事会。汤姆孙和他同时代的法拉第、麦克斯韦一样，都是科学史上的巨人。汤姆孙当时已经完成了电报电缆衰减理论，认为信号衰减与电缆长度平方成反比。这一结果对大西洋电缆的敷设有着深远的影响，因为这项工程敷设的长度几乎是当时已敷设的海底电缆的长度的7倍。汤姆孙开始进行实验，他主张用纯度极高的大直径的铜来作电缆芯，以此减少信号衰减。他还开始开发对电流最微小的变化（也就是极微弱的信号）都十分敏感的仪器，也就是今天所称的光点检流计。

查尔斯·布赖特赞同汤姆孙的观点，主张电缆芯和古塔胶绝缘体每海里都应该重392lb（178kg）。但是爱德华·怀特豪斯和塞缪尔·莫尔斯却持不同意见。当布赖特和汤姆孙加入大西洋电报公司后，再改变电缆设计方案已经来不及了。董事们急于开始电缆的制造，正如查尔斯·布赖特之子在他发表于1903年的对这项工程的历史回顾中写到的：“他们可能立刻就发现两个方案所需资金的差距了。”

定制的电缆由7股铜线构成，每股直径为0.028in（0.71mm），缠绕到一起形成直径为0.083in（2.1mm）的电缆芯。铜芯外面分别由三层古塔胶包裹，这样任何一层出现绝缘不良的问题都可以被其他层弥补。古塔胶层外面是由沥青、柏油、亚麻子油和蜡的混合物浸透的麻绳，外面又包裹一层18根7股的铁线形成的铠装，整个电缆再套上一层由沥青混合物制造的外衣。最终成型的电缆虽然比以往任何海底电缆外形都更大，但比起布赖特和汤姆孙的设想还是差了很多，电缆每海里仅为107lb（49kg），布赖特的要求是每海里392lb（178kg）。

电缆芯和绝缘体由古塔胶公司（The Gutta Percha Company）制造（1857年和1858年、1865年和1866年的大西洋电缆全部都是这个公司制造的），但为了追求速度，电缆的铠装工作由两家公司分担。虽然合同注明了铠装铁线的具体设计，但却没有标明铁线绕芯螺旋旋转的方向。不幸的是一家公司螺旋向左，另一家向右，这在后来两部分电缆接合时惹出了无穷的麻烦。1857年7月，电缆完工，总长度为2500mile（4000km），共耗费34.05万mile（54.5万km）的铜线和铁线（足够到达月球了）以及300t古塔胶。电缆芯每英里40lb（18.1kg），铠装每英里50lb（22.7kg），总造价为22.5万lb。

在1857年，世界上还没有任何船只能够运载2500t的海底电缆航行2500mile（4000km），因此只能使用两艘船在某个位置接合电缆，除此以外没有别的办法。莫尔斯倾向于从爱尔兰一端开始敷设电缆（见图3-37），在中途完成接合。这一方案的优点是整个过程中轮船一直能与岸上保持联系，可以确保信号正常。董事们选择了这一方案。受命执行大西洋电缆敷设工作的两艘船只分别是美国军舰“尼亚加拉号”和英国皇家军舰“阿伽门农号”，分别运载了1250mile的电缆，两段电缆暂时接合，一端安装了电报发报机，另一端配备了检流计来检测电流。2500mile（4000km）的大西洋电缆的电路畅通无阻，这一结果让大家都感到非常欣慰。

这项工程还带有浓厚的外交色彩。按照安排，在爱尔兰，电缆由美国船员拽上岸，正式交给女王的代表——郡长官；在大西洋的另一侧，电缆则是由英国船员拽上岸的。

第二天一早，电缆开始由美国军舰拖曳敷设。但是船队只前进了5mile（8km），电缆就卡在机器中发生了断裂，船队只好返回瓦伦西亚湾。

敷设重新开始，怀特豪斯博士负责岸上部分，莫尔斯、菲尔德和汤姆孙在船上指挥，但是莫尔斯很快因晕船退出。到了8月8日周六午夜，已完成85mile的电缆敷设。美国军舰和瓦伦西亚的电报站通信基本畅通。

到了周一中午，军舰已经离岸214mile（342km），敷设了255mile（408km）电缆。晚上9点钟，电报联络突然中断。船队驶离瓦伦西亚湾后，一直保持着与岸上的电报联系，现在信号却完全消失了。莫尔斯尽管严重晕船，也支撑着起来查看。经过了两个半小时的努力，莫尔斯也无法使通信恢复。所有的信号都消失了，工程师们开始准备切断电缆，突然间，信号恢复了，电报又开始正常工作。不论当时还是后来，没有人能够解释清楚到底发生了什么事。

次日凌晨3点45分，电缆断裂落入海底。原因是松缆机器没有松开制动，或是因为制动手柄方向摇错而导致了机器停转和电缆断裂。

董事们很快达成共识：当年不再做第二次敷设尝试，计划第二年再进行敷设。因为损失了400mile（640km）的电缆，重新定制电缆再进行敷设也来不及了。在这期间公司重新设计松缆机器，加强对船员电缆敷设技术的培训和演练。大西洋电报公司在其英国股东的帮助下，又筹集到了10万英镑的资金。

汤姆孙认真测量了新电缆的导电性，并且排除了那些不能达到最高水平的部分。如果按照他原来的计算，制造一套更加理想的电缆，从经济上来说是不可能的，因为在原来的整套电缆上已经投入了太多的金钱。因此，他考虑使用高灵敏度接收机。

1858年，敷设大西洋电缆的第二次探险之旅再次启动，这次决定从中间向两端敷设。6月10日周四，由4艘船组成的船队从普利茅斯出发，向大西洋中部北纬52°2′、西经33°18′的位置行进，电缆敷设将在那个位置开始。

布赖特、坎宁、汤姆孙、德索特等都在船上，莫尔斯因晕船厉害留在了纽约，德索特取代了莫尔斯的位置，他曾经在克里米亚半岛战争中帮助敷设了跨越黑海的海底电缆。

第四天，也就是6月13日，风力猛然变大，气温开始下降了。暴风雨在敷设电缆的船队周围咆哮了6天后才渐渐消退。6月19日周六那天，天气稍有好转，但并没有持续太长时间，晚上暴雨狂作。第二天，也就是6月20日星期日，暴风雨所爆发出来的巨大力量连水手都未曾见过，当然，也很少有水手能够从这种暴风雨中幸存下来向世人讲述。轮船晃来晃去，倾斜高达45°。

体积更大、设计更精良的“尼亚加拉号”在这场风暴中的处境要好得多，而且损失也不是那么惨重。但是那些在船上的人却无力帮助“阿伽门农号”，而只能远远地叹息。

第二天早晨，情况很明显，“阿伽门农号”已经接近它所能忍受的极限，而那时它的桅杆居然仍能支撑，简直是个奇迹。星期二凌晨4点，天气转好，“阿伽门农号”又重新踏上了前往集合点的航程，不过由于暴风雨，现在它要行驶的距离比周日早上距集合地点远了约200mile。

6月25日，星期五，“阿伽门农号”抵达了北纬52.2°、西经33.18°的集合点，此时已经是它离开普利茅斯后16天了。

他们让两艘船船尾相对，将电缆连结起来。由于一个粗心的工人的过错，电缆被拖向错误的方向，导致电缆断了。损失的电缆并不多，断开的两端重新又编结起来，敷设工作又开始了。第二天早上3点半，当两艘船都已经敷设了大概40mile（64km）的电缆时，汤姆孙教授报告说线路出故障了。经检查他们发现了一个神秘的现象，在同一时间，每艘船都发现距各自不少于10mile（16km）的地方发生了完全的断裂，原因到现在都是一个谜。

已敷设的80mile（128km）电缆就只能丢掉了。电缆又一次在两船间连接起来，他们又一次分别开始敷设。就在“阿伽门农号”已经敷设了146mile（234km）的电缆，完成了离集合点约112mile（178km）的距离的时候发生断裂。“尼亚加拉号”上的人们立刻知道电缆断开了。

“尼亚加拉号”按照他们的事先约定驶往昆斯敦，这是因为在两艘船都驶出集合点100mile（160km）后应该这样做。但“阿伽门农号”的普里迪船长做出了不同的决定，因为当时他们只比100mile的限制多行驶了14mile，他命令返回集合点。他们返回集合点并在那里等了一个星期，天气总是不好，大雾弥漫，最终没有等来“尼亚加拉号”。于是它也驶往昆斯敦，比“尼亚加拉号”晚到了一个星期。菲尔德、汤姆孙和布赖特一上岸就立即赶往伦敦同大西洋电缆公司的董事会会面。董事会主席威廉·布朗爵士和董事会副主席布鲁金在第二天宣布辞职。菲尔德游说董事会的其他成员，极力劝说他们再试一次。他说最近的一次远征大概丢失了300mile（480km）的电缆，但剩下的电缆依然够用。布赖特和汤姆孙坚定地支持他，他们说从之前的失败中可以得到有价值的经验，这使得这一次成功的可能性更大。董事会认识到，除了2000mile海底电报电缆的转售价不确定之外，他们不会有更多的损失，就开始继续支持菲尔德和他的技术团队。

7月17日星期六，船队驶出科克湾，踏上了第二次远征的航程。7月28日星期三，“阿伽门农号”到达了集合点，比“尼亚加拉号”晚到了5天。两艘船开始了它们的敷设工作。两艘船每隔10min轮流发出电波，这样可以时刻保持联系。此外，每次其中一艘船释放了超过10mile（16km）的电缆时，就会通过电报通知另一艘船，要求其瞬时地减速或中止以更换电缆线圈或编接电缆。当晚8点钟，第一次危机发生了。他们发现了一段损坏的电缆。当时，这段电缆距离正在放的电缆处只有1.2mile（1.9km）长，再过约20min的时间就将被敷设入水了。但就在这时，电缆停止了信号传递，工程师们断定这是由那段损坏的电缆造成的，立即命令割去那一段重新绞结。

之后在“尼亚加拉号”上发出的信号却没有得到任何回音，船上一位来自《悉尼先驱晨报》的记者记录说：“我难以忘记电报室内的场景和关于电报室的一切。两位值班的船员紧张地等待着一个吉祥的信号，一种共同的焦急写在他们脸上。汤姆孙先生正处于极度的紧张和不安中，虽然像风中的落叶一样颤抖，他依然带着冷静自若和满怀期盼的情绪调试着，等待着……布赖特先生像一个被抓住的犯错的孩子一样窘迫地站在那里，嘴上和面颊上蹭满了焦油，他紧张地咬着指甲，望着汤姆孙教授，希望他能有好的建议……所有人都直直地盯着那台设备，等待着象征生命的最轻微的振动能够出现。”

回应的信号终于出现了，后来才发现问题原来出在“尼亚加拉号”上的一节电池上。

第二天早上，又一次危机发生了。六分仪读数显示“尼亚加拉号”放出的电缆超过了经过的航程所需的长度。照那样的比率算下去，他们剩下的电缆不够到达纽芬兰。但这次，他们既有一个简单明了的解释，也有一个易行的解决方案。由于船上几吨的钢铁被用作电缆的保护装甲，它们影响了罗盘的指向，使得“尼亚加拉号”偏离了航线。菲尔德命令英国皇家海军舰艇“勇敢号”行驶在“尼亚加拉号”之前为它引路。

8月5日星期四的凌晨1点45分，“尼亚加拉号”在布尔湾海港抛锚。早上6点，电缆的终端接入电报站，大西洋海底电缆铺设成功（见图3-38）。

当维多利亚女王听到这个消息后，立即授予年仅26岁的查尔斯·布赖特爵士称号，并声称她还将为菲尔德授爵，就像他是英国的臣民一样。

8月16日，美国总统收到了维多利亚女王的电文，布坎南总统亲切地向女王回电。

然而，公众并不知道维多利亚女王仅99个词的电报用了16个半小时才发送过来，速度是大约10分钟一个词。事实上电报电缆根本没有正常运作。

但女王的电报发出后，第一条商业电报仍然在第二天发到了欧洲。接下来的几个星期，公司在尽力隐瞒真相，电气人员也在尽力接收信号。除了更换电池外，他们能做的并不多，他们试着改变信号强度，期盼新的希望。他们曾接收到一些微弱的信号，但也不过如此。最终公司别无选择，只得承认目前的状况。这年年底，这条电缆复活的希望早已破灭了。

19世纪50年代后期和60年代前期并不是发展海底电缆的黄金时期。大西洋电缆断断续续地运行了几星期之后以失败告终，而且次年在红海敷设的第一条通往印度的电缆也同样惨遭失败。到1861年，全球共敷设海底电缆11364mile，但事实上只有3000mile正常运营。

由于两次严重的失败，在股东们的强烈要求下成立了一个调查委员会。这个委员会由经济委员会任命的4名委员和大西洋电报公司任命的4名委员组成并听取证词。这是一个著名的小组，包括电报技术的先驱者惠斯登教授，还有威廉·库克，另一位成员是乔治·帕克·比德，他是一位杰出的工程师。报告提到很多从之前海底电缆的失败中吸取的教训，这份报告使得海底电报技术和整个电子工程技术有了飞跃的发展。

其中一个教训是在测量电流和电阻这些基本量时缺少统一的单位，甚至这些术语还没有标准化，一些含糊的表述使得那些对电子技术不太熟悉的人理解起来比较困难。报告公布后不久，查尔斯·布赖特爵士和拉蒂默·克拉克向英国科学促进协会提交了一份报告，建议成立一个标准委员会，制定严格的电磁学单位制。接下来的几年中，被严格定义后的瓦特、伏特、欧姆和安培等单位开始使用。

第二个教训是有必要在实施海底敷设之前就对电缆做整体的测试，不但要检测电缆的导电性，还要测试它整体的绝缘性。说到大西洋电缆，报告的结论不可避免：大西洋电报公司太急于在1857年生产和敷设电缆，这要归因于赛勒斯·菲尔德。

具体到导致最终失败的原因，主要还归咎于怀特豪斯博士。在瓦伦西亚，怀特豪斯拆掉了汤姆孙精致灵活的镜式电流计，安装了他自己发明并且申请专利的继电器，这种继电器可以自动记录信息。他还执意采用能产生几千伏电压的庞大的感应线圈，而放弃使用能够产生更为适度的电压且可以用镜式电流计测量的电池。说到上次失败的原因，最合情理的猜测就是怀特豪斯先生的高电压超出了电缆的承受范围（高压导致绝缘击穿），烧坏电缆。

听证会最终结束时，委员会得出结论。“如果之前做了足够多的调查，那么我们描述的现在的海底电缆的失败是可以避免的。我们深信，如果我们能够密切关注海底电缆设计、生产、敷设和保养的原则，电缆会从之前的损失惨重变成盈利的成功事业。”

然而就在调查委员会公布调查报告的时候，美国内战的战火已经燃遍了半个美洲大陆，重新敷设电缆的计划也因此而蒙上了一层复杂的面纱。

1860年，在菲尔德和库珀的努力下，美国电报公司最终成立。在电报事业发展的早期，美国数百家公司都是相互独立的，它们之间的电报线路不是互相连接的。而随着电报事业的发展，合并连通电报线路势在必行，于是，库珀和菲尔德与其他同样从事电报事业的人们一起成立了美国电报公司以推动电报线路的连通。莫尔斯起初非常厌恶这样的做法，他和菲尔德的友情也因此出现了裂痕。但在1860年，莫尔斯终于同意与美国电报公司联合，联合之后的美国电报公司是美国东部的电报业巨头。

在1858年失败的漫长的6年之后，由于英国电报建设维修公司（1864年4月，曾制造出第一条电缆的核心的古塔胶公司（The Gutta Percha Company）与格拉斯和埃利奥特（Glass，Elliot）公司合并，组成了电报建设维修公司（The Telegraph Construction and Maintenance Company））和大西部铁路公司（Great Eastern，“大东方号”的第三个主人）的加盟，另外加上已经筹集到的22万英镑，公司的资金终于又到位了。接下来的工作是要设计并制造一条2600mile长的新电缆，并且在“大东方号”内建一个电缆舱。他们已经从1857年草草完成的设计中总结了很多经验。怀特豪斯教授没有参加这次的设计，威廉·汤姆孙和查尔斯·布赖特成了主设计师。新电缆的中心再次采用了这样的设计，即7根铜线拧在一起，而在重量上几乎比原来的重2倍，新电缆每英里重达300lb（136kg），而旧电缆每英里只有107lb（49kg）。他们使用了质地最好的纯铜以保证它的导电功能良好。而且，电缆中心通过了水中测试，确保可以在大西洋底的环境中继续运行。

铜线外面涂抹了4层——原来的涂抹了3层——而且古塔胶添加了一种新物质——查特顿绝缘膏。新电缆的绝缘层每英里重达400lb（181kg），而原来的电缆绝缘层每英里只重261lb（118kg）。电缆的外层装甲同样也做了改进。新电缆的直径比原来要大得多（新电缆直径为1.1in（28mm），旧电缆是5／8in（16mm）），这使得新电缆在水中比旧电缆要轻（密度较小）。较大的体积和较小的重量意味着电缆沉入水中时会形成一个较大的角，从而不易从中间断开。还有，它的强度极限也非常高。由于爱尔兰和纽芬兰间航道的任何一点都不超过2.5mile深，所以电缆是不会发生断裂的。

1865年由改装为布缆船的当时世界上最大的“大东方号”来担任海底电缆铺设任务，这是一艘远比“阿伽门农号”和“尼亚加拉号”合起来的两倍还要大的一艘轮船。

“大东方号”上包括船员在内的近500人参与了电缆的敷设。德索特是首席技师，汤姆孙和瓦雷是他的助手，总工程师是坎宁，菲尔德是船上唯一的美国人。“大东方号”在1865年7月23日夜幕降临的时候起航，向纽芬兰的开怀岛进发。与工程刚开始的那几年不一样，现在船上处处笼罩着一种有条不紊的氛围。测试室里挂上厚厚的窗帘，没有外部的光线，这样镜式电流计上跳动的光线才清晰可见，告诉汤姆逊和德索特一切都正常。他们还制定了一个时间表，每半小时向爱尔兰发送测试信号并接收回复。

测试室外面有一个黄铜铃，一旦发现信号不正常的预兆，测试室的值班人员就摇响它。午夜时分，刚刚敷设了84mile电缆的时候，铃声响了。电流计显示信号传输不正常。电缆并没有完全断掉，只是有一处出现了破损，电流遭到泄漏。他们找到了破损的地方。一根比针还细的铁丝扎入了电缆中心。人们割去了那段破损的电缆，然后是一个接合的过程，所有完成之后，“大东方号”再次向西进发了。一连4天，风平浪静，直到29日星期六下午，铃声再次响起，原因仍然是一股小铁丝刺在电缆核心，造成电流外泄。随即，所有人都猜测这明显是怠工破坏所致。铁丝和先前的那根一样长，而两次事故都是同一个电缆操作队在值班。

到8月2日再次发生类似的问题，可是，这次就不那么幸运了，在处理时电缆掉进了海里。大西洋电缆的敷设再次失败了。

大西洋电报公司在融资方面也遇到了一些法律问题，为了不耽误大西洋电缆的敷设，又注册了一个新公司——盎格鲁-美利坚电报公司（The Anglo-American Telegraph Company），着手准备继续敷设下一条海底电缆。电报建设维修公司的首席工程师威洛比·史密斯（Willoughby Smith，1828—1891，见图3-39）先生设计出一种能够持续检测电缆绝缘性的设备，这样一来，一旦出现纰漏，工人就可以马上发现，而在原来则要等半小时。史密斯所设计的这款设备非常精密，任何错误都能够检测出来，就算这些错误小到都不会影响大西洋电缆里的信号的百万分之一。除了由汤姆孙举荐的首席工程师史密斯之外，其他全是上一年的原班人马。菲尔德再次成为船上唯一的美国人。

6月30日，“大东方号”再次出发了。1866年的航线大致在1865年的航线以南30mile（48km）的位置，这样是为了保证在挽救旧电缆的时候不会与新电缆纠缠。

7月13日开始正式敷设电缆。坎宁先生曾经历过了各种各样的突发事件，这一次，他显示了非凡的专业技巧和冷静处理问题的能力。7月21日星期六，“大东方号”的行程已经走过了一半。7月23日星期一，菲尔德在大东方号上给英国瓦伦西亚发去电报，询问“埃及、中国、印度还有其他遥远国度的最新消息”。星期二的时候，他们通过了1865年电缆断裂的位置，不过这次一切顺利无恙。

7月27日早晨9点到达纽芬兰。“大东方号”身后拖着一条2000mile长的海底电缆，将新大陆和旧大陆连接起来。维多利亚女王和约翰逊总统相互致以祝贺。

8月9日“大东方号”返航，去寻找去年掉在海底的电缆。在9月2日星期天凌晨1点钟，电缆的末端终于找到了。电缆与测试室相连，与此同时，人们也向瓦伦西亚发去了信息。那里的人们一直都在期盼，经过一年的沉寂后，信号让人发出了开心的尖叫声。“大东方号”上，当与爱尔兰联系上后，人们爆发出一阵阵的欢呼。

这次探险将1865年剩下的电缆顺利地敷设好了。因为跨大西洋的另一条电缆也已完工，在第一条电缆工作4星期后就开始工作了。除了能力得到双倍提升之外，第二条电缆同时也是一个保障，即使一条电缆在维修或保养的时候，这个系统仍然可以运作。

1869年法国成立了一家新的电报公司，它的资金大多还是来自英国，敷设了一条从法国布雷斯特到纽芬兰南部圣皮埃尔，然后到马萨诸塞的跨洋电缆，成为一个和盎格鲁-美利坚电报公司竞争的强劲对手。短短几年的时间里，“大东方号”又敷设了5条跨大西洋电缆，到了1900年，数目已经上升到了15条，其中一条通向巴西和阿根廷。

1869年，大西洋电缆的投资人之一约翰·彭德（John Pender，1816—1896，见图3-40）爵士组织筹建了英国-印度海底电报公司，敷设了一条从苏伊士通向孟买的电缆，最终完成了英国对其印度殖民地的电报联系。英国从前与印度的电报联系只是从印度到波斯湾，然后在陆上通过土耳其诸国和欧洲一些国家，信息通过整个线路往往需要一周时间，由于一些工作人员不会讲英语，传递的信息经常无法识别。

1871年，彭德爵士将海底电缆经新加坡通向了澳洲，又很快延伸到了中国和日本。1902年，彭德爵士的一条电缆贯通了不列颠、哥伦比亚省的温哥华和澳洲大陆以及新西兰。至此，整个地球都已被海底电缆连接到了一起。