法拉第的创造性工作成果支撑起了电磁学的理论基础，但是由于法拉第不精通数学，无法用精确的数学语言表述他的电磁学理论。1855年，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦写了《论法拉第力线》一文，第一次试图将法拉第的力线概念以数学形式进行表达，从而初步建立了电与磁之间的数学关系。麦克斯韦的理论表明，电与磁不能孤立地存在，总是不可分割地结合在一起。这使法拉第的力线概念由一种直观的想象上升为科学的理论，引起了物理学界的高度重视。1862年，麦克斯韦发表了第二篇论文《论物理力线》，文中首次提出了“位移电流”和“电磁场”等概念，并在此基础上，给出了电磁场理论的更完整的数学表述。1864年，麦克斯韦发表了另一篇著名的论文《电磁场的动力学理论》，文中不仅提出了今天被称为麦克斯韦方程组的电磁场方程，而且还提出了电磁波的概念。他认为，变化的电场必激发磁场，变化的磁场又激发电场，这种变化着的电场和磁场共同构成了统一的电磁场，电磁场以横波的形式在空间传播，形成所谓电磁波。麦克斯韦进一步推算出了电磁波的传播速度，与光速十分接近。他猜测光与电磁现象有着内在的联系，并明确地提出了光的电磁理论。1873年，他出版了著名的《电磁通论》，这本书全面总结了一个世纪以来电磁学所取得的所有成果，是集电磁理论之大成的经典著作。
电磁技术是现代信息技术的先声，是终结人类信息技术漫长黑暗时代的第一束光，正是由于电磁技术的研究和积累，人们逐渐发明了电报、电话、无线电通信等近代通信技术，人类社会在信息技术的变革中逐渐走向信息时代。
1.2.2上帝的奇迹
在电磁学研究开始不久，有人便提出了利用电力进行远距离信息传递的设想。那时，电池还没发明出来，对电的研究还停留在静电现象上。
1753年2月17日，爱丁堡的《苏格兰人》杂志上发表了一封署名为C.M.的书信。在这封信中，作者提出了用电力进行通信的大胆设想，他建议：把26根金属线从一个地点延伸到另一个地点，使每根金属线与一个英文字母相对应。在一端发消息时，根据报文内容将一条条金属线与静电机相连接，使它们依次接通静电。这样，通过金属线使另一端的金属小球带电，将挂在它下面的写有不同字母的小纸片吸引起来，从而达到远距离传递信息的目的。这恐怕是最早的电报机的设想了。然而这种方法既原始又落后，需要的设备复杂，又容易出错，并且静电感应传递距离有限，导致这种电报机根本无法在实际中应用。虽然以后又有人在此基础上做了改进，如用单根导线代替26根导线，以木屑代替纸片等，但终究没能达到能够实用的效果。
1793年，法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。这是一种由16个信号塔组成的通信系统。信号机由信号员在下边通过绳子和滑轮操纵，以支架的不同角度表示要传递的信息。当时，法国和奥地利正在作战，这个信号系统只用一个小时就把法军从奥军手中夺取埃斯河畔孔代县的胜利消息传到了巴黎。以后，比利时、荷兰、意大利、德国及俄国等也先后建立了这样的通信系统。据说查佩两兄弟是首次使用“电报”这个词的人，但这时候的“电报”，还和我们今天所说的电报相去甚远，只能传递一些极为简单的信号。
1832年，俄国外交官巴伦·希林根据“通电导线附近的磁针会发生偏转”这一物理现象，设计出了磁针式的电报机，可以利用通电电流的强弱使磁针偏转不同的角度，再根据磁针的角度来表示不同的字母。在沙皇的授意下，俄国于1837年铺设了一条从冬宫到内阁之间的电报线路，以便沙皇在外出游玩时也能处理公务，这也是世界上第一条地下电报电缆线路。遗憾的是希林却在这条电报线路铺设前不久去世了，没有看到它的实现。
使希林电报机进一步投入使用的是英国人威廉·福瑟吉尔·库克和查尔斯·惠斯通。库克当时是英国派驻印度的殖民地官员，一次他偶然看到一款试验型的希林电报机在进行展示，立刻意识到这是个巨大的商机，于是当机立断，辞职回国。1836年3月，库克把一部希林电报机带回英国着手改进，凭借着自己的聪明和一些粗浅的电磁学知识，他独立发明出了一款三针式电报机，但苦于理论知识不足，不能以此为基础更进一步。万般无奈之下，他只得向科学界寻求合作者，先后拜访了法拉第和罗热，罗热知道惠斯通也在研究电报机，就把他引荐给了惠斯通。
库克与惠斯通两人一见如故，一拍即合，成为莫逆之交，在后来的几十年里一直并肩战斗。依靠着库克的活动能力和惠斯通的智慧，他们很快便制造出了一款五针电报机，并共同申请了电报机的发明专利。
五针电报机是历史上第一款具备一定实用价值的电报机，它的基本工作原理是通过闭合由电池与双向开关构成的电路回路，利用线圈的电磁效应来控制磁针的偏转方向指示出要显示的信息。五针电报机的意思就是有五根磁针的电报机，这五根磁针排列在一个菱形刻度盘的中心线上。刻度盘上画有字母。发报者可以控制其中任意两根磁针的偏转，通过排列组合来指向特定的字母。这是一个相当巧妙的设想，可惜的是由于几何学上的限制，这个机器只能传送二十个英文字母，J、C、Q、U、X、Z是没法表示的。
1839年1月1日，五针电报机首先在英国铁路公司的铁路线上投入使用，英国铁路公司从帕丁顿修了一条电报线路到西德雷顿，并于1941年又延伸到了斯劳站，全长大约25千米。1845年，靠着在哈丁凶杀案中起到的重要作用，五针电报机在伦敦轰动一时，引起了公众的极大关注。可是由于五针电报机天生就有字母缺失这么一个致命缺陷，人们并不容易使用和接受，所以无法真正广泛使用和推广起来。惠斯通曾试图花大力气进行改进，可是问题出在基础理论上，他的改进工作治标不治本，一直无法从根本上解决这个难题。历史到了这个关键的时候，仿佛停顿了下来，还得等待一个画家来解决最后的问题，那就是美国的塞缪尔·莫尔斯。
莫尔斯的发明经历颇具有传奇色彩，因为他根本不是理工科出身，而是一位地道的文科生，并且在艺术领域造诣非凡。在开始研制电报机之前，莫尔斯已是美国一位小有名气的画家，他甚至在1826年到1842年还担任过美国美术协会主席。为了谋生，也为了提高绘画水平，他于1829~1832年间携笔欧游，博得了旧大陆同行和收藏家的不少赞誉。正是在最后一次旅行的归国途中，他命运的指针被发明之神悄然拨动了。
那时飞机还没有发明，乘坐客轮横渡大西洋需要至少七八天的时间，船上的生活枯燥无味。在莫尔斯乘坐的“萨丽”号轮船上，有一位狂热的电学爱好者，即年轻的美国医生查尔斯·杰克逊，他用船上的餐厅里的餐桌当实验台，通过一系列小实验向其他乘客演示神奇的电现象，一下子惊呆了那些根本不知道“电”为何物的“土包子”们。莫尔斯就是这些“土包子”中的一个。感性的莫尔斯觉得自己一下子被“电”到了。杰克逊在讲解的时候说，电流不管通过多长的导线都只是一瞬间的事，如果能用电流来传递信息的话，那就能做到天涯若比邻，可以随时随地和亲人保持联系。虽然这个时候已经有不少发明者在发明电报机的道路上前赴后继，但莫尔斯还是被这个迷人设想深深打动了，在速写本上重重写下了“电报”这个词。当重新踏上阔别三年的美国土地时，莫尔斯已经下定决心要研制出电报机来。
试想，一个毫无电学基础的画家，却想去研制当时已经算是高精尖技术的电报机，其难度可想而知，更不要提莫尔斯那一年已经四十一岁了。但是事实证明莫尔斯却有足够的勇气和毅力把自己的梦想付诸实现。
为了制造电报机，莫尔斯拼命补习电学基础知识，在此过程中，他承受了妻子去世的巨大打击，承受着由于无暇作画导致的收入锐减。虽然贫病交加，生活极为困苦，但他依然节衣缩食以购置实验用具，有时还会挨饿。1836年时，他甚至被迫重操为人绘画的旧业，以解决生计问题，但他始终没有中断研究工作。在坚持不懈的努力和友人的帮助下，莫尔斯终于获得成功。先后经过了八年的艰苦试验，莫尔斯终于跳出了旧发明的窠臼，独辟蹊径，化具体为抽象，用信号点、划、空三种状态的组合来“表征”所有字母和数字。1838年，他在笔记本上记下这样一段话：“电流是神速的，如果它能够不停顿走10英里（1英里=1609.344m），我就让它走遍全世界。电流只要停止片刻，就会出现火花，火花是一种符号，没有火花是另一种符号，没有火花的时间延长又是一种符号。这里有三种符号可组合起来，代表数字和字母。它们可以构成字母，文字就可以通过导线传送了。这样，能够把消息传到远处的崭新工具就可以实现了！”随着这种奇妙思想的成熟，莫尔斯成功地用电流的“通”“断”和“长断”来代替了文字进行传送，这就是鼎鼎大名的莫尔斯电码。通过“莫尔斯电码”，信息终于能够通过被称为电子脉冲的连续波信号来传播，不管是有线还是无线电报，都能利用这一模式方便地发送和接收，它还大大简化了所需的电报装置。
1840年，莫尔斯正式取得了实用电报机的专利权。接着莫尔斯多次向美国国会提出申请，希望政府能够出资建立一条电报线路。好事多磨，直到1842年，美国国会才批准了他的这一申请。而可怜的电报先驱此时已经身无分文，只好向自己的学生借了50美元，才能购置一套像样的衣服去参加国会的听证会。
1844年5月24日，在华盛顿的美国国会大厦里，莫尔斯用自己发明的电报机给离64km之远的巴尔的摩发了人类历史上第一封真正意义上的电报：“上帝创造了何等奇迹！”这一天，莫尔斯发明的电报机迅速风靡了整个美国，这一天，注定要载入人类科学史册。虽然第二年惠斯通发明的五针电报机也在伦敦引起了一定轰动，但已经无法动摇莫尔斯的优势。旧大陆的人们通过五针电报机领略到了电报的种种优点后，却很快选择了更具实用性的莫尔斯电报机。莫尔斯电码以其简洁、快速、清晰等优点，很快便在新、旧大陆风行。至19世纪后半叶时，莫尔斯的电报机已经在全世界范围内获得了广泛的应用。
电报机的发明，拉开了电通信时代的序幕，开创了人类利用电来传递信息的历史。从此，信息传递的速度大大加快了，“嘀——嗒”一响，电报便可以载着人们所要传送的信息绕地球走上七圈半，这种速度是以往任何一种通信工具所望尘莫及的。可以说，直到以电报为起始的通信技术革命开始，才真正使人与人之间实现了跨越时空障碍的交流，使整个世界逐渐成为一体。现代的互联网、手机等以电力驱动为手段的通信方式，莫不滋生于电报，滋生于电报机发明者莫尔斯的奇思妙想。
电报最初用架空的铁线传送，只能在陆地上使用。1850年，英国在英吉利海峡敷设了海底电缆。1866年，横渡大西洋的海底电缆敷设成功，实现了越洋电报通信。后来，各大洲之间和沿海各地敷设了许多条海底电缆，构成了早期的全球电报通信网。
1.2.3电流的音乐
电报机的发明给人类的通信带来了前所未有的变化。但由于早期电报传送的是符号，发送一份电报，得先将报文译成电码符号，再用电报机发送出去；在收报一方，要经过相反的过程，即将收到的电码译成报文，然后送到收报人的手里。这不仅手续麻烦，而且也不能进行及时的双向信息交流。于是在电报机发明不久，人们便以更大的热情开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话”。
早在1796年，英国人休斯就提出了用话筒接力传送语音信息的办法。虽然这种方法不太切合实际，但他赐给这种通信方式的一个名字——电话，一直沿用至今。
1837年，美国医生查尔斯·格拉夫顿·佩奇发现铁片在磁性发生突然改变时会发出一种声音，声音的高度取决于磁性改变的频率，于是他将这种声音称为“电流音乐”。至此，人类距离电话的发明只差关键的一步了。
大约19世纪60年代，先后有多位发明家都发明了电话机，并在一段时间里引发了一场关于电话发明专利权的争夺战。而关于电话的发明人，各种书籍由于编写时间的关系，主要采用传统的说法，把发明权归结于美国人亚历山大·格雷厄姆·贝尔，然而历史上关于电话的真正发明者至今仍是存在争议的，它涉及四个相关人物：安东尼奥·梅乌奇、菲利普·莱斯、亚历山大·格雷厄姆·贝尔和伊莱沙·格雷。
（1）“电话的真正发明人”安东尼奥·梅乌奇安东尼奥·梅乌奇，1808年出生于意大利的佛罗伦萨，年轻时在佛罗伦萨美术学院学习机械工程设计。起初他在佩戈拉剧院当舞台技工，1834年，他举家移居到古巴，自己做了一名布景设计师。1850年，他再次移居到美国纽约的斯塔滕岛并加入了美国国籍。
