开尔文勋爵:铺设大西洋海底电缆的英雄

作者:松鹰来源:蝌蚪五线谱发布时间:2017-07-12

威廉•汤姆逊(1824年—1907年),受勋后的名为开尔文勋爵(Lord Kelvin),英国著名数学物理学家、工程师,在热力学、电磁学等领域有重大贡献,领导建立了世界上第一条大西洋海底电缆。

  1837年莫尔斯发明了电报,不到20年的时间,电报这种新型通信方式已经在世界上流行起来。当时无线电还没有发明,电报只能进行有线传送,由于只能在陆地上使用,称为陆地电报。随着资本主义的发展,英国和欧洲大陆以及欧美两地之间传统的利用邮船通信的方式,已经远不能满足需要,于是制造和铺设海底电缆成了最迫切的任务。

  1851年11月,在英法之间的多佛尔海峡成功地铺设了最早的海底电缆。不过,多佛尔海峡海底电缆比较短,全长只有30公里。要制造和铺设几千公里长的大西洋海底电缆,工程就艰巨多了,有很多理论上和技术上的问题需要解决。

  1855年,英国格拉斯哥大学的青年教授、31岁的威廉·汤姆逊,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。随后大西洋海底电缆公司成立,公司股东选聘汤姆逊当董事。从此之后,汤姆逊投身于铺设大西洋海底电缆这项巨大的工程中,成就了一生的伟业。

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威廉·汤姆逊(网络图)

  1857年,第一条大西洋海底电缆开始铺设。英美政府拨出两艘海船,专门供给施工使用。电缆两头的登陆点,是加拿大的纽芬兰岛和英属爱尔兰岛。电缆工程开始铺设的时候,电气工程师华特霍斯因病拒绝随船出航。董事会请汤姆逊来代理他的职务,虽然没有薪金,汤姆逊还是答应了。不巧的是,电缆沉放到330海里的时候,意外地发生断裂,第一次沉放失败了。

汤姆逊在铺设海底电缆的船上

汤姆逊在铺设海底电缆的船上(网络图)

  汤姆逊没有因为受到挫折就气馁。他对事故进行了分析,找出了电缆断裂的原因是由于表层机械强度不够,这一点不难解决。关键的问题是怎样接收弱电信号。那时,电子管还没有出现,没有电子放大电路,用当时通用的电报终端机不可能接收电缆终端的信号。青年电学家下了决心:一定要赶快把灵敏度更高的电报机研制出来。汤姆逊把全副精力都倾注在格拉斯哥实验室里,有很多学生给他当助手。这个年轻的物理学教授试了很多方案,都没有成功。

  1858年春,汤姆逊受反光镜的启发,发明了镜式电流计电报机,终于解决了难题。汤姆逊发明的这种电报机,灵敏度很高,给长距离电缆通信提供了实用的终端设备。

  1858年春夏之交,开始了第二次大西洋海底电缆沉放工程。“阿伽门农号”军舰载着电缆从北美出发,东渡大西洋。汤姆逊负责实验室的工作。不料,海船驶进大西洋的第二天,海上突然起了暴风。汤姆逊和工作人员不顾危险,一面沉放电缆,一面劈浪向前。大风大浪持续了整整一个星期。 “亚加墨娜号”在海上搏斗了一个多月,终于在8月3日驶进爱尔兰。8月5日上午,电缆着陆。下午3点55分,汤姆逊拍发出从欧洲到美洲的第一份电报。五分钟以后,美洲一端清晰地收到了信号。茫茫的大西洋终于被征服了!

  消息传开以后,大西洋两岸的人们都感到欢欣鼓舞。

  汤姆逊为大西洋海底电缆的制造和铺设建立了特大的功勋,受到人们热烈赞扬。他在海上表现出的坚定和沉着,更是赢得了很多人的尊敬。但是,他所有的工作都是义务的,没有报酬。就连电流计式电报机,也是他自己花钱研制的。

  科学的道路总是不平坦的。第一条大西洋海底电缆使用一个月以后,发生了严重的故障,信号变得模糊不清。又过了两个星期,电缆完全损坏,刚建立的横跨大西洋的通信中断了。公众反映十分强烈,出现了各种各样的批评。大西洋海底电缆公司在第一条电缆的建造中,耗费了几十万英镑,最后还没有取得商业上的胜利,不少股东想打退堂鼓。

铺设大西洋海底电缆的“大东号”

铺设大西洋海底电缆的“大东号”(网络图)

  汤姆逊竭力宣传说:“第一条海底电缆虽然寿命不长,但是证明了长距离海底通信是完全可能实现的。”总经理费尔特也顽强地主张干下去。这位只比汤姆逊大5岁的美籍负责人,在整个工程中起了中流砥柱的作用。由于公司内部意见分歧,加上资金困难,建造海底电缆的事情耽误了很久。后来,在政府的鼓励下,才开始制造第二条大西洋海底电缆。

  1865年初,经过改进的第二条大西洋海底电缆制造出来了,汤姆逊为它花费了不少心血。公司也吸取了第一次的教训,在制造过程中有关技术问题都先通过实验,证明可行以后再投入生产。

  当年六月,开始铺设第二条大西洋海底电缆。五年前,汤姆逊滑冰摔断左腿,成了瘸子。他行动不便,还是参加了远航,领导施工。这次铺设电缆的“大东号”海船,是一艘2万2千多吨的巨轮,有6根主桅杆,三个大烟囱,船身高大雄伟,比上次的“亚加墨娜号”壮观得多。

  俗话说,好事多磨。人们对这次沉放寄托了很大希望,想不到“大东号”航行到大西洋中部的时候,电缆又意外折断,坠进了4000米的深渊。不但铺设没有成功,连老本也赔上了。几年的心血付诸东流,汤姆逊和同事们异常痛心。他们乘着空船返航的时候,每人脸上都挂着失落的泪花。

  这次挫折损失惨重,公司当年就暂停了工作。同业们有的幸灾乐祸,有的表示惋惜。

  有一天傍晚,总经理费尔特到海边去散步。他远远望见汤姆逊拄着拐杖,面对着大海,夕阳映照着他的全身,像一尊古铜色的雕塑。

  “教授,您在想什么?”总经理走近汤姆逊的身边,亲切地问。

  “海底电缆!”电气工程师凝视着大海。

  “是呀,我们已经付出了9年的代价,”费尔特感慨地说。

  汤姆逊转过脸来,情绪激动地回答说:“费尔特先生,只要再造出一条电缆,我保证能够成功!”

  “您有把握吗?”

  “我相信大西洋阻挡不住人类的进步!”

  汤姆逊的精神感动了费尔特。公司鼓足了勇气,决定制造第三条海底电缆。

  大家又开始了紧张的奋战。第二年春天,第三条海底电缆终于制成了。

威廉·汤姆生被授为“开尔文勋爵”

威廉·汤姆生被授为“开尔文勋爵”(网络图)

  1866年4月,“大东号”再次启航,汤姆逊还是担任电气工程师,主持第四次铺设工程。有志者事竟成,这次沉放完全成功。6月中旬,海底电缆的终端在爱尔兰登陆,很快就同美洲进行了通报,效果很好。永久性的大西洋海底电缆终于完成了,全部工程整整进行了十年!

  大西洋海底电缆铺设成功,建立了全球性的远距离通信。它和电报的发明一样,是人类通信史上一座新的里程碑。汤姆逊因为开辟大西洋海底通信的功绩,获得了很高的荣誉。就在1866年,他被英国政府封做爵士,1892年又被授给 “开尔文勋爵”这个封号。从此,人们就称他“开尔文勋爵”。

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