Giờ bạn đã 12. Vào một ngày tồi tệ gia đình bạn thân của bạn chuyển  đến một thị trấn khác. Thế là từ nay trở đi bạn phải nói chuyện với cậu ấy qua điện thoại, nhưng những cuộc đàm thoại ấy sao giống được với những tiết mục giữa đêm đen trong tay là cây đèn pin chớp nháy cho ra đời hàng loạt mã Morse. Người bạn thân-nhì của bạn sống bên cạnh nhà, rốt cuộc lại trở thành cậu bạn thân nhất. Giờ là lúc chỉ cậu ta một vài đoạn mã Morse để có lại những đêm hào nhoáng với ánh đèn pin nhấp nháy ấy một lần nữa. Trở ngại hiện giờ là cửa sổ phòng ngủ cậu ta không đối diện với cửa sổ phòng bạn. Hai căn nhà liền kề nhau và hai cửa sổ đều nhắm về một hướng. Trừ khi bạn nghĩ ra một cách dựng một vài cái gương bên ngoài nhà, thế nên mấy cây đèn pin giờ chẳng còn dùng để nói chuyện giữa khuya được nữa.
Hay là vẫn còn?
Tới giờ thì bạn đã có một chút kiến thức về điện, nên bạn quyết định tự mình làm luôn một cái đèn pin với pin, bóng, công tắc và dây. Trong lần thử  nghiệm đầu tiên, bạn nối các viên pin với công tắc trong phòng ngủ. Hai dây dẫn đi ra ngoài cửa sổ, băng qua hàng rào, và luồn vô phòng ngủ cậu bạn, tới đó chúng được nối với một bóng đèn:
1


Mặc dù tôi chỉ vẽ một viên pin nhưng thật ra bạn dùng hai viên cũng được. Từ sơ đồ này về sau, đây sẽ là một công tắc tắt (hay mở):
2


và đây sẽ là một công tắc bật (hay đóng):
3


Đèn pin trong chương này hoạt động đúng như cách mà trong chương trước đã minh họa mặc dù dây dẫn để nối các phần của bóng đèn trong chương này có dài hơn đôi chút. Khi bạn đóng công tắc ở bên này, bóng đèn phòng bên kia sẽ sáng:
4


Nào, giờ thì bạn đã có thể gửi tin nhắn bằng mã Morse rồi.
Một khi bạn đã lắp được một bóng đèn, bạn có thể nối thêm một cái đèn pin cự-ly-xa khác để cậu bạn kia cũng có thể gửi tin nhắn lại cho bạn:
5


Tuyệt cú mèo! Bạn vừa mới dựng xong một hệ thống điện báo hai chiều đó. Bạn sẽ chú ý thấy có hai mạch điện giống hệt, hoàn toàn độc lập và không dính líu gì tới nhau. Theo lý thuyết, bạn có thể gửi tin cho cậu bạn trong khi cậu ta nhắn ngược trở lại (mặc dù nó có thể hại não một chút khi vừa phải đọc vừa phải gửi tin nhắn cũng một lúc).
Bạn cũng có thể đủ thông minh mà khám phá ra rằng có thể giảm đi 25% nhu cầu dây dẫn bằng cách mắc nối như này:
6


Để ý là hai cực âm đều được nối với nhau. Hai mạch khép kín (pin tới công tắc tới bóng đèn rồi lại tới pin) vẫn hoạt động độc lập mặc dù chúng giờ dính với nhau như một cặp song sinh dính lẹo vậy.
Kết nối này được gọi là nối chung (a common). Trong mạch này, nối chung mở rộng từ điểm nơi bóng đèn bên trái nối với pin tới điểm mà pin và bóng đèn bên phải được nối với nhau. Các chỗ nối được biểu thị bằng các dấu chấm.
Hãy nhìn kỹ hơn để tự mình chắc là chẳng có gì hay ho đang diễn ra cả. Đầu tiên, khi bạn đẩy công tắc phía bên bạn bóng đèn phòng bạn thân sẽ sáng. Dây màu đỏ thể hiện dòng chảy của điện trong mạch:
7


Không có dòng điện nào truyền qua phần khác của mạch vì không có nơi nào để các electron lấp đầy hết mạch được.
Khi bạn không gửi mà cậu kia gửi, công tắc trong nhà cậu ta điều khiển bóng đèn phòng bạn. Một lần nữa, dây đỏ thể hiện dòng điện truyền trong mạch:
8


Khi cả hai đều muốn gửi tin nhắn đi cùng lúc, thì đôi lúc cả hai công tắc cùng mở, lúc thì một công tắc mở một công tắc đóng còn lúc khác thì cả hai đều được đóng. Trong trường hợp này dòng điện trong mạch sẽ trông  như đây:
9


Không có dòng điện chạy trong mạch chung.
Bằng cách nối chung để  gộp hai mạch riêng biệt thành một, ta vừa giảm bớt kết nối điện giữa hai nhà từ bốn dây dẫn xuống còn ba và giảm chi phí dây đi 25%.
Nếu cần phải nối dây rất dài ta có thể tạm giảm chi phí thậm chí là nhiều hơn bằng cách cắt bỏ một đoạn dây khác. Rủi thay, nó không xài được với viên pin cỡ D 1,5 vôn cùng bóng đèn nhỏ. Nhưng nếu ta chơi với pin 100 vôn và bóng đèn bự hơn, thì có lẽ là được.
Đây là một mẹo: Một khi bạn đã thiết lập phần chung cho mạch, bạn không cần phải dùng dây cho nó nữa. Bạn có thể thay dây bằng thứ khác. Và thứ có thể thay thế được nó là một quả cầu khẩu lồ có đường kính xấp xỉ đâu cỡ 12.700 km được cấu thành từ kim loại, đá, nước và các chất hữu cơ hầu hết đều đã chết. Quả cầu khổng lồ ấy được biết tới chúng ta là Trái  Đất.
Khi tôi mô tả các chất dẫn điện tốt ở chương trước, tôi có nhắc đến bạc, đồng và vàng mà không nhắc đến đá hay rơm. Thật ra, Trái đất không phải là một chất dẫn điện nóng như vậy mặc dù một vài loại đất (như đất mùn) thì tốt hơn các đất khác (như cát khô). Nhưng có một thứ ta học được từ chất dẫn điện đó là: càng bự thì càng tốt. Một dây dẫn dày sẽ tốt hơn là dây dẫn rất mỏng. Đấy là điểm mà Trái đất tỏ ra vượt trội. Nó rất rất rất to.
Để dùng đất là chất dẫn điện, bạn không thể chỉ việc cắm một đoạn dây nhỏ vào miếng đất sát bên lũ cà chua. Bạn phải dùng thứ gì đó để duy trì một liên kết bền bỉ với đất, và như thế tôi có ý nói tới một chất dẫn điện với khu vực bề mặt rộng. Một giải pháp tốt đó là một cây sào bằng đồng dài ít nhất 2 mét rưỡi và đường kính 1,27 cm. Nó cung cấp 970 cm2 kết nối với đất. Bạn có thể chôn cây sào xuống đất bằng búa rồi mắc dây vào nó. Hoặc, nếu ống nước-lạnh trong nhà bạn làm từ đồng và được lắp trên mặt đất xung quanh  nhà bạn, bạn có thể nối dây dẫn với ống.
Sự kết nối về điện với mặt đất được gọi là earth ở Anh và ground ở Mỹ. Một ít nhầm lẫn xung quanh từ ground vì nó cũng thường được dùng để ám chỉ một phần của mạch mà ta vừa gọi là nối chung ấy. Ở chương này, trừ khi nào tôi có ý khác còn không thì ground là một kết nối về điện với mặt đất.
Khi ngưởi ta vẽ mạch điện, họ dùng ký hiệu này để thể hiện ground:
10


Các thợ điện dùng ký hiệu này vì họ không muốn phải mất thời gian để vẽ một cây sào cao tới 2 mét rưỡi chôn sâu dưới đất.
Hãy xem xem nó hoạt động ra sao. Ta bắt đầu chương này bằng việc nhìn vào cấu hình điện một chiều như đây:
11


Nếu bạn đang dùng bóng đèn và pin điện-thế-cao, bạn sẽ chỉ cần một dây giữa hai nhà vì bạn có thể dùng mặt đất như là một thứ nối:
12


Khi bạn bật công tắc, điện truyền đi như này:
13


Các electron xuất hiện ở mặt đất bên nhà cậu bạn, đi xuyên qua bóng đèn và dây dẫn, công tắc bên nhà bạn, rồi chui vào cực dương viên pin. Các electron từ cực dương lại chuồn xuống đất.
Có thể là bạn cũng muốn hình dung cảnh các electron nhảy ù từ cây sào 2 mét rưỡi bằng đồng được chôn ở sân sau nhà bạn phóng lèo lèo xuyên qua luôn trái đất để đến với cây sào 2 mét rưỡi bằng đồng được chôn ở sân sau nhà cậu bạn.
Nhưng nếu bạn xem xét việc trái đất trình diễn cùng chức năng này cho cả ngàn mạch điện trên khắp thế giới thì có thể bạn sẽ đặt câu hỏi: Làm sao tụi electron biết nơi để bay đến hay vậy? Chà, rõ ràng là chúng không biết. Một hình ảnh khác về trái đất dường như thích hợp hơn.
Vâng, trái đất là một chất dẫn điện hạng nặng nhưng nó cũng có thể được xem như vừa là nguồn cấp vừa là kho chứa cho các electron. So trái đất với electron như là so cả đại dương với một giọt nước vậy. Trái đất là nguồn vô hạn các electron và cũng là cái bể khổng lồ cho chúng.
Trái đất, tuy nhiên vẫn có điện trở. Đó là lý do vì sao ta không thể dùng mặt đất để giảm nhu cầu mắc dây nếu ta chơi với bóng đèn và viên pin cỡ D 1,5 vôn. Trái đất đơn giản là có quá nhiều điện trở cho các viên pin điện áp nhỏ.
Bạn để ý thấy hai cái sơ đồ trước bao gồm một viên pin với cực âm được nối với đất:
14


Tôi sẽ không vẽ viên pin này được nối với đất nữa. Thay vào đó tôi sẽ dùng chữ V có nghĩa là voltage. Máy điện báo bóng đèn một-chiều giờ trông như này:
15


Chữ V đại diện cho voltage, nhưng nó cũng có thể hiểu là vacuum (khoảng chân không). Nghĩ về V như là khoảng chân không các electron và mặt đất như là một đại dương electron. Khoảng chân không electron kéo các electron từ đất qua mạch rồi đi theo con đường đã vạch sẵn (như là thắp sáng bóng đèn).
Mặt đất đôi khi cũng được xem là điểm có thế năng bằng 0. Có nghĩa là nó không thể hiện một điện thế nào cả. Một điện thế - như tôi đã giải thích trước đó - là một thế năng để hoạt động, cũng như viên  gạch nằm lơ lửng trên không cũng là một nguồn thế năng như vậy. Thế năng bằng 0 như một viên gạch nằm trên mặt đất - không còn nơi nào để mà rơi nữa.
Ở Chương 4, một trong những thứ đầu tiên đập vào mắt ta là các mạch điện là vòng kín. Mạch điện mới sẽ không giống như những hình vòng kín nữa. Tuy nhiên chúng vẫn là mạch điện. Bạn có thể thế một viên pin có đầu âm nối với đất bằng chữ V và có thể vẽ một dây dẫn nối hết những chỗ bạn thấy có ký hiệu ground. Bạn sẽ hoàn thành một sơ đồ trông sẽ giống với cái ta bắt đầu ở chương này.
Do với sự trợ giúp của vài cây sào đồng (hoặc ống nước-lạnh), ta có thể xây dựng hệ thống mã Morse hai-chiều với chỉ hai dây băng qua hàng rào giữa hai nhà:
16


Mạch này về cơ bản thì tương tự cách mắc được trình bày trước đây trong đó ba dây băng qua hàng rào hai nhà.
Trong chương này, ta tiến hành một bước quan trọng trong sự tiến hóa về mặt giao tiếp. Trước đây ta có thể trò chuyện bằng mã Morse nhưng chỉ bằng ánh đèn rọi thẳng và chỉ vươn xa được hết tầm sáng của đèn.
Bằng cách dùng dây dẫn, ta không chỉ vừa xây dựng một hệ thống trò chuyện khắp mọi ngóc ngách bằng ánh sáng, mà còn giải phóng ta khỏi giới hạn về tầm rọi sáng của đèn. Ta có thể giao tiếp trên hàng trăm hàng ngàn dặm chỉ bằng cách nối dây càng ngày càng dài ra.
Nhưng, không hoàn toàn là vậy. Mặc dù đồng là một chất dẫn điện tốt, nhưng nó không hoàn hảo. Dây dẫn càng dài, điện trở càng lớn. Điện trở càng lớn, cường độ càng nhỏ. Cường độ càng nhỏ, đèn càng mờ.
Vậy thì chính xác ta có thể mắc dây dài bao xa? Còn tùy. Hãy giả sử bạn đang dùng hệ bốn-dây như lúc đầu, được móc hai chiều mà không có đất hay điểm chung, bạn sử dụng bóng đèn và pin. Để giảm chi phí, trước tiên bạn mua vài dây loa dài 15 cm từ Radio Shack giá 9,99 đô trên 30 mét. Dây loa thường được dùng để nối loa với hệ  thống âm thanh nổi. Nó có hai vật dẫn điện, vậy nên cũng là một lựa  chọn tốt cho hệ thống máy điện báo của ta. Nếu phòng ngủ của hai bạn ngắn hơn 15m, một cuộn dây này là những gì bạn cần.
Độ dày của dây được đo bằng America Wire Gauge, hay AWG.  Số AWG càng nhỏ thì dây càng dày và điện trở của nó càng nhỏ. Dây loa  20-gauge có đường kính vào khoảng 0,8mm và điện trở vào khoảng 10 ôm trên 305m, hay 1 ôm trên 30,5m cho chiều dài chuyến đi giữa hai phòng ngủ.
Điều đó cũng không tệ chút nào, nhưng sẽ ra sao nếu ta nối sợi dây dài cả dặm? Tổng điện trở của dây sẽ nhiều hơn 100 ôm. Nhớ lại  chương trước rằng bóng đèn của ta chi có 4 ôm. Từ định luật Ôm, ta có thể dễ dàng tính ra cường độ dòng điện qua mạch sẽ không còn bằng 0,75 ampe (3 vôn chia cho 4 ôm) như trước nữa, mà giờ sẽ nhỏ hơn 0,03 ampe (3 vôn chia cho số lớn hơn 100 ôm). Gần như chắc chắn, sẽ chẳng đủ điện để mà thắp sáng bóng đèn.
Dùng dây dày hơn là một giải pháp tốt, nhưng sẽ rất đắt. Dây 10-gauge (với Radio Shack bán như Automotive Hookup Wire giá 11,99 đô cho 10,7m và bạn phải cần gấp đôi vì nó chỉ có một vật dẫn điện thay vì hai) thì cỡ khoảng 2,54mm độ dày nhưng có điện trở chỉ 1 ôm trên 305m hay 5 ôm trên 1,5km.
Giải pháp khác là tăng điện thế và dùng đèn pin với điện trở lớn hơn. Ví dụ, một bóng đèn 100 wat thắp sáng một phòng trong nhà bạn được thiết kế để sử dụng với 120 vôn và có điện trở vào khoảng 144 ôm. Điện trở dây dẫn sẽ ảnh hưởng đến tổng thể mạch ích đi.
Đây là những vấn đề gặp phải cách đây 150 năm bởi những ngưởi nối hệ thống điện báo đầu tiên băng qua Mỹ và Châu Âu. Bất kể là độ dày của dây dẫn hay độ cao của điện thế, dây điện báo chỉ đơn giản là không thể được nối dài vô hạn được. Gần như, giới hạn cho một hệ thống hoạt động theo dự liệu là khoảng vài trăm dặm. Như thế thì sao mà nối cho hàng nghìn dặm từ New York tới California được.
Giải pháp cho vấn đề này - không phải cho đèn pin mà là cho việc nhấn và thả các điện báo trong những năm qua - hóa ra lại là một  thiết bị đơn giản và tầm thường, nhưng chính từ nó mà toàn bộ máy tính mới có thể được tạo ra.