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第51章 海上联络信使无线电

无线电经历了从电子管到晶体管,再到集成电路,从短波到超短波,再到微波,从模拟方式到数字方式,从固定使用到移动使用等各个发展阶段,无线电技术已成为现代信息社会的重要支柱。

在位于加拿大东南角的纽芬兰讯号山的马可尼,用气球和风筝架设接收天线,终于接收到从英国西南角的宝窦,用大功率发射电台发送“S”字符的国际莫尔斯电码。这是有史以来第一次人类跨过大西洋的无线电通讯,这个实验向世人证明了无线电再也不是仅限于实验室的新奇东西,而已成为一种实用的通讯媒介。

在英国,人们把麦克斯韦奉为无线电的开创人,认为他最先指出电磁波的存在;在美国,有人认为德福雷斯特是“无线电之父”,因为他发明了三极管,而三极管是无线电通信器材的心脏;在俄国,人们只承认波波夫是无线电通信的创始人。英国科学家麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。1862年他发表了第二篇论文《论物理力线》,不但进一步发展了法拉第的思想,扩充到磁场变化产生电场,而且得到了新的结果:电场变化产生磁场,由此预言了电磁波的存在,并证明了这种波的速度等于光速,揭示了光的电磁本质。这篇文章包括了麦克斯韦研究电磁理论得的主要结果。他的第三篇论文《电磁场的动力学理论》从几个基本实验事实出发,运用场论的观点,以演绎法建立了系统的电磁理论。1873年出版的《电学和磁学论》一书是集电磁学大成的划时代著作,全面地总结了19世纪中叶以前对电磁现象的研究成果,并建立了完整的电磁理论体系。海因里希·鲁道夫赫兹在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。

俄国的波波夫也被认为是无线电的创始人。1895年5月7日,俄国彼得堡喀琅施塔得海洋工程学院的物理教授波波夫,带着他的无线电接收机来到彼得堡的俄罗斯物理化学学会物理分会会场,在宣读论文后,当场进行演示。他让助手在演讲大厅的一头安放好电磁波发生器,自己在讲台上调好接收机,装好天线,接收机连接了继电器和电铃。一切就绪后,助手接通电磁波发生器,接收机带动电铃响了起来;当助手把电磁波发生器电源切断,电铃声戛然而止。此后波波夫又改进了他的机器,用电报机替换了电铃。这样,就形成了一台完整的无线电收报机。1896年3月24日,波波夫和助手又进行了一次正式的无线电传递摩斯电码的表演。波波夫把接收机安放在物理学会会议大厅内,他的助手把发射机安装在森林学院内,两地距离250米左右。时间一到,助手沉着地把信号发射出去,波波夫这边的接收机清晰地收到信号。此时俄罗斯物理学会分会长把接收到的字母一个个地写在黑板上:“海因里希·赫兹”。这是世界上的第一份无线电。根据上述资料,无线电的发明者,可以说是俄国物理学教授波波夫。

与此同时,一位意大利人也在进行着无线电的研究和试验,他就是意大利的电子物理学家古格利尔莫·马可尼。马可尼对无线电的研究始于1894年,那时他在家中楼上的无线电装置能使楼下的电铃响起来。1895年,他已能把无线电信号传送到2.7千米以外的距离。1897年,他在意大利建立的陆上无线电发射台已能把无线电信号发射到相距19.2千米的军舰上。1898年,英国举行了一次游艇赛,终点设在离岸20英里的海上,他在赛程的终点用自己发明的无线电报机向岸上的观众及时通报了比赛的结果,这被认为是无线电通信的第一次实际应用,轰动了世界。

位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。但尼古拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括托马斯·爱迪生、安德鲁·卡耐基影响的结果。1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。

1898年,马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂,雇用了大约50人。第二年夏天,马可尼又完成了一次非常成功的实验。到了秋天,实验又获得很大的进步。他把一只煤油桶展开,变成一块大铁板,作为发射的天线。把接收机的天线高挂在一棵大树上,用以增加接收的灵敏度。他还改进了洛奇的金属粉末检波器,在玻璃管中加入少量的银粉,与镍粉混合,再把玻璃管中的空气排掉。这样一来,发射方增大了功率,接收方也增加了灵敏度。他把发射机放在一座山岗的一侧,接收机安放在山冈另一侧的家中。当给他当助手的同伴发送信号时,他守候着的接收机接收到了信号,带动电铃发出了清脆的响声。这响声对他来说比动人的交响乐更悦耳动听。这次实验的距离达到2.7千米。

关于无线电的创始人始终有争议,我们可以不把它归功于个人,而理解为是众多科学家集体智慧的结晶,他们的功绩都是不可磨灭的。

无线电的出现激发了广大无线电爱好者的浓厚兴趣,也推动了业余无线电运动蓬勃发展,不论其创始人是谁,他都对人类生活作出了巨大贡献,这种功勋是不可磨灭的。

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