是他,让人类迈出无线电商业用途的第一步!

——马可尼篇(上)
作者:魏德勇来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-05-08

让人类迈出无线电商业用途第一步的他万万没有想到,首位为无线电报买单者,居然是长途有线电通信的创始人!

1896年初夏的早上,地中海风平浪静,海天相接处出现一片玫瑰色的朝霞。一艘开往英国伦敦的邮船正缓缓行驶。甲板上站着一个高鼻大眼、面容清秀的青年。只见他小心翼翼地守着一只大箱子,仿佛里面装着无价之宝。从家里出发到现在,这个箱子没离开过自己。可以说,这次英国之行成功与否,与这只箱子里装的东西息息相关。

青年看着远处的航船,显得既激动又兴奋。

“如果到英国演示实验成功的话,那把电磁波信号传到移动的邮船上就成为可能,有线电通信的缺点就可以克服了。”想到这里,青年蹲下来,仔细抚摸着大箱子。

他叫伽利尔摩·马可尼,意大利人,时年22岁,生平第一次离开家乡前往异国。

马可尼从小就对电学很感兴趣,在家人的支持下,在家里做起电磁实验……

家乡:超过老师的“富二代”

马可尼出生于意大利北部的波伦亚城,父亲是当地的农庄主。作为地道的“富二代”,马可尼不像许多富家公子一样吃喝玩乐、游手好闲,而是勤奋好学,尤其喜欢读物理方面的书籍。读书的同时,马可尼买来一些线圈、电铃等玩意,做起物理实验来。父亲本想干涉儿子,由于马可尼母亲的袒护,他只得做罢。马可尼暗暗发誓,一定要比父亲强。

由于家境殷实,母亲不但在家里为马可尼准备专门的实验室,还聘请优秀教师来为儿子上课,其中包括对电磁学感兴趣的博洛尼亚大学教授洛奇(注1)。1890年,马可尼从洛奇教授那里得到一本电学杂志。他详细阅读了书中几篇介绍赫兹实验的文章后,对电磁学产生了浓厚的兴趣。接着,他仔细阅读了许多电磁学大咖的著作,并重复做了他们做过的电磁学实验。

洛奇

马可尼的恩师洛奇教授。(网络图)

“赫兹能用一般的检波器测出几米外的电磁波,如果检波器再精巧些,也可以在更远的地方测出电磁波,”小专家马可尼在电磁学方面的研究远远超出了洛奇教授的想象,因为他已经开始研究如何用电磁波代替电子线路,“既然电磁波可以向远距离发送信号且不需要电子线路,如果把它运用到通信中,岂不比有线电报更方便?”

原来,自从西方科学家发明电报和电话后,信息传播速度得到快速提升。可是,由于电报和电话都是通过导线来传输信号,因此通信受到很大的限制,主要体现两个方面:一是架设导线会受如高山、河流、海洋等客观条件阻碍,比如为解决欧洲和美洲的通信问题,威廉·汤姆逊(注2)花10年时间、巨额成本才架设完成了大西洋海底电缆;二是诸如海上船舶等移动交通工具法用有线方式与陆地的人们进行联络。如果有办法能代替有线通信,那将对人类起到不可估量的帮助。

带着这样的想法,马可尼进行了一轮轮实验。

时针走到1895年。马可尼终于在家完成了电磁波传递信号的实验。发射装置是洛奇教授改进的火花式发射机,接收机上有一根长长的天线,另外还有金属屑检波器、电铃和电池等。他在花园里按动火花式发射机,房间里的电铃立马响起来。这意味着电磁波能传递声音信号!

马可尼发明的火花发射机实物图。

马可尼发明的火花发射机实物图。(网络图)

想借助政府力量进一步实验的马可尼向意大利邮电部写信请求援助,但没有人理睬。为了让电磁波发挥更大作用,也为了更好的展,马可尼决定告别亲人,前往风气开明的英国,以获取政府的支持。于是出现前文中马可尼乘船经过地中海的一幕。

他乡:具有特殊意义的一先令

话说马可尼乘坐邮船来到英国后,首先拜访了英国邮政总局的总工程师威廉·普利斯。在普利斯的支持下,他在伦敦重新做了在老家做的电磁波传递信号实验。此实验中,电磁传播距离达到5公里。

经过多次实验后,颇具产权意识的马可尼于当年年底申请了名为“利用赫兹波发电报的系统”的专利,专利号是12039。作为无线电系统的首个专利,它标志着无线电正式诞生。

意大利政府得知马可尼的事迹后,通过使馆请他回国,国王和王后在罗马接见他,并给予极大的支持。此后半年多,无可尼的无线电通信距离延长到19公里。

为了进一步研究无线电的商业应用,马可尼再次回到英国,并创立了无线电报通信公司(即马可尼无线电公司的前身)。出于方便研究的考量,马可尼在怀特岛的艾伦湾建了一座电站,名叫尼特无线电站。虽然怀特岛对面就是大作家狄更斯的故乡朴次茅斯,但这个小岛仍然籍籍无名,直到一次关于尼特电站的参观活动后。

尼特岛的无线电站。

位于怀特岛的尼特无线电站。(网络图)

那是一个秋日的午后,尼特电站迎来了一批政府官员和社会名流,其中包括马可尼的伯乐普利斯,大西洋海底电缆的主持建造者也是长途有线电通信的创始人汤姆逊等。

汤姆逊的到来让马可尼感到有些紧张,因为汤姆逊之前曾在多种场合中宣称,无线电通信不可能超越有线电通信,因为“那是不可思议的东西”。

“我想拍发一封电报到50公里远的格拉斯哥大学,”在艾伦湾电站的机房里,汤姆逊边说边递给马可尼一张纸条,上面写着“格拉斯哥大学物理实验室收”(英文)字样。

怀特岛上线没有通往外界的电线,这明显是考验马可尼!

只见马可尼轻轻把纸条递给发报员,发报员迅速通过以太波发信到朴次茅斯。汤姆逊不知道的是,朴次茅斯镇上的邮电局则通过有线电报,很快就把信息传送到格拉斯哥大学。

五分钟后,发报员将印有格拉斯哥大学物理实验室回信内容的纸条递给汤姆逊,纸条上写着“收到”(英文)字样!

汤姆逊脸上短暂的惊讶表情后,迅速变得正常。随即,他从上衣口袋掏出一先令(奥地利的原货币,约0.7元人民币)硬币,递给电报员。电报员一脸雾水,看看马可尼,没有接。

威廉•汤姆逊

威廉·汤姆逊像。(网络图)

“小伙子,一定要收下,这是拍发电报的费用。这一先令意味着无线电报正式进入市场,代替有线电报解决人们的问题。”汤姆逊笑道。

在马可尼的示意下,电报员郑重收到这具有特殊意义的一先令。

因为,这是世界上第一份收费的商业无线电报,而拍发者却是长途有线电通信的创始人!

汤姆逊参观尼特电站事件不但让怀特岛声名大振,也让马可尼潜心研究的无线电迅速投入到商业应用中,其中最明显的例子,就是都柏林(爱尔兰首都)《每日快报》迅速接收到来自30多公里远的快艇比赛的赛况,并于晚上向全市市民公布当天的结果。

然而,无线电通信为一城一市服务,这不是马可尼的目标,他的梦想是让无线电飞遍全世界。这是一个非常漫长的过程,移动交通工具如邮船等如何运用无线电就是很大的障碍。

马可尼具有科学家共有的坚韧不拔的精神。决定全力以赴扩大无线电通信距离的他,首站选择了英法海峡。他成功了吗?无线电到底怎么飞遍全世界的?欲知后事,请看《马可尼中集:一切只为让无线电飞遍全世界!》

中年马可尼。

马可尼像。(网络图)

【备注】

1、 洛奇(1851年6月12日–1940年8月22日),英国物理学家,研制了粉末检波器。在1894年皇家学会讲座(会议主题“赫兹和他的继任者的工作”)上,展示了用粉末检波器、继电器、电铃、打字机组成的接收机,和基于赫兹的电磁波实验。

2、 威廉·汤姆逊,生于爱尔兰,31岁时提出了海底电缆信号衰减的理论,为海底电缆工程奠定了重要的理论基础。因为他在科学上的成就和对大西洋电缆工程的贡献,获英女皇授予开尔文勋爵衔,所以后世才改称他为开尔文。此外,他在热力学、电磁学、弹性力学、以太理论和地球科学等方面都有重大贡献。

【参考资料】

1、 论文《无线电之父——马可尼》,维普网“诺贝尔奖的故事”系列。

2、 论文《马可尼的三大突破》,来源于电子发烧友。

3、 传记《这个颜值巨高的富二代,在200年前预言了手机》,来源于“站长之家”。

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