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通信之謎:誰才是無線電的發(fā)明者?
2024-03-18 中國電信博物館微信公眾號
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19世紀(jì)60年代,第二次工業(yè)革命蓬勃興起,電報、電話、無線電等發(fā)明在這一時期相繼問世,人類由此進(jìn)入了用電傳遞信息的時代。

“電信三大發(fā)明”圖片(來源:中國電信博物館)

其中,各國科學(xué)家都在無線電發(fā)展的道路上留下了他們的足跡:在英國,物理學(xué)家法拉第提出電磁感應(yīng)定律,麥克斯韋提出電磁場理論、德國物理學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)證明了電磁波存在之后,許多發(fā)明家都開始無線電的應(yīng)用研究,其中馬可尼和波波夫憑借著對無線電技術(shù)的開創(chuàng)性貢獻(xiàn),成為了無線電通信領(lǐng)域的先驅(qū)。

無線電科普示意圖(拍攝于中國電信博物館)

那么,究竟是誰發(fā)明了無線電?這個問題爭論了一個多世紀(jì)至今也沒有定論。真相到底是什么?一個在歐洲之西,一個在歐洲之東,馬可尼和波波夫的競爭又是如何進(jìn)行的呢?

01 波波夫:俄羅斯的無線電先驅(qū)

1888年,當(dāng)赫茲通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電磁波存在的消息傳入俄國時,出生在俄國烏拉爾一個礦區(qū)小鎮(zhèn)普通家庭的亞歷山大·斯捷潘諾維奇·波波夫(Alexander Stepanovich Popov)興奮不已,他想:“要是我能指揮電磁波,就可以飛越整個世界!”

亞歷山大·斯捷潘諾維奇·波波夫(圖片來源:維基百科Wikipedia)

第二年,波波夫就成功復(fù)制了赫茲的實(shí)驗(yàn),并堅信電磁波可以用于通信。1894年,波波夫獨(dú)立研制出了一臺無線電接收機(jī)。在研制過程中,接收機(jī)上一根連接信號接收機(jī)和地面的錯位導(dǎo)線,竟然大大增加了傳送距離,世界上的第一根天線也由此意外誕生了。

1895年5月7日,在彼得堡舉行的俄國物理化學(xué)協(xié)會年會上,波波夫宣讀了他的論文《金屬屑同電振蕩的關(guān)系》,并且當(dāng)場演示了他發(fā)明的無線電接收機(jī),實(shí)現(xiàn)了60米距離內(nèi)的無線電信號傳輸,立刻引起了轟動。

1896年3月24日,在俄國物理化學(xué)協(xié)會年會上,波波夫和助手雷布金進(jìn)行了一次更為著名的實(shí)驗(yàn)展示:雷布金在250米外的化學(xué)院用發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)報,波波夫在物理學(xué)會議大廳負(fù)責(zé)接報。整個大廳鴉雀無聲,那邊發(fā)來的摩爾斯電碼聲音清晰可聞,協(xié)會主席彼得洛夫教授親自拿著電碼本和粉筆站在黑板前,將每一個電報碼譯成拉丁字母,最后在黑板上出現(xiàn)了一個人的名字:“海因里?!ず掌潯保∵@一次,波波夫通過全世界第一封有明確內(nèi)容的無線電報向赫茲致敬,而世界也記住了波波夫的名字。

海因里?!?shù)婪颉ず掌?,德國物理學(xué)家

大受鼓舞的波波夫隨即向政府申請1000盧布的后續(xù)研究經(jīng)費(fèi),但當(dāng)時腐敗的沙俄政府卻堅持認(rèn)為其發(fā)明是 “不切實(shí)際的幻想”,不予支持,波波夫的研究陷入了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)匱乏的困境。這時,一位俄國海軍將軍認(rèn)為這項(xiàng)研究對俄國艦隊海上作戰(zhàn)的通訊將會有極大的幫助,并為波波夫據(jù)理力爭申請下了300盧布的經(jīng)費(fèi),于是波波夫和他的團(tuán)隊就此開啟了艱難的無線電探索之路。

正當(dāng)波波夫在無線電領(lǐng)域大展拳腳的同時,一個遠(yuǎn)在意大利的少年也登上了無線電通信的舞臺。

02 馬可尼:跨越大洋的無線電信號

這個少年就是后來被許多人譽(yù)為“無線電通信之父”的伽利爾摩·馬可尼(Guglielmo Marconi)。他是意大利無線電工程師,企業(yè)家,也是實(shí)用無線電通信的創(chuàng)始人。

伽利爾摩·馬可尼(圖片來源:中科院物理所百家號)

1874年4月25日,馬可尼出生于意大利的博洛尼亞市,父親是當(dāng)?shù)匾晃桓挥械募徔椛倘?,母親是愛爾蘭貴族的后裔,優(yōu)越的家境給馬可尼提供了優(yōu)質(zhì)的教育條件。

1894年,剛滿20歲的馬可尼在電氣雜志上讀到了赫茲的實(shí)驗(yàn)介紹和論文,從中他察覺到電磁波潛在的實(shí)用價值,于是開始嘗試進(jìn)行相關(guān)的實(shí)踐。一開始,他發(fā)明了一個簡陋的無線電裝置,在自家樓閣上完成了長達(dá)30米的通信。這次成功不僅激起了馬可尼的信心,也讓希望他子從父業(yè)的父親轉(zhuǎn)變了態(tài)度,開始給予他經(jīng)濟(jì)上的支持。

馬可尼無線電報機(jī)設(shè)備(圖片來源:中國電信博物館)

次年秋天,他就完成了從自家頂樓到遠(yuǎn)處的山丘間2.8千米的無線電通信。這次實(shí)驗(yàn)不但能打響電鈴,而且還能在紙帶上記錄出摩爾斯電碼。就這樣,馬可尼繼續(xù)著手改進(jìn)設(shè)備,開始了他無線電通信研究的一生。

和波波夫不同的是,馬可尼雖然也沒有得到本國政府支持,但在母親鼓勵下,他前往英國倫敦發(fā)展。1896年6月2日,就在俄國的波波夫發(fā)出全世界第一封有明確內(nèi)容的無線電報之后3個月后,馬可尼如愿申請到自己的無線電專利,當(dāng)時名為“發(fā)射電脈沖和信號及其設(shè)備的改進(jìn)”,專利號碼為12039/96,這也是世界上第一個無線電報系統(tǒng)專利。

馬可尼的無線電傳輸專利(圖片來源:中國無線電管理)

此時的波波夫,仍然在靠微薄的經(jīng)費(fèi)舉步維艱地探索著無線電發(fā)報之路。即使國外的幾家研究所紛紛向他拋來橄欖枝,他還是選擇繼續(xù)留在俄國。

03 一場看不見的戰(zhàn)爭

在這場無線電競爭開始的時候,波波夫無疑是領(lǐng)先的。1897年,波波夫再次完成了一個突破性實(shí)驗(yàn):他和助手分別在兩艘俄國巡洋艦上完成了無線電發(fā)報和接收,相隔距離達(dá)到了5公里!然而,波波夫的領(lǐng)先也僅僅到此就結(jié)束了。

因?yàn)閾碛懈玫目蒲协h(huán)境和氛圍,馬可尼在無線電通信領(lǐng)域有了持續(xù)的進(jìn)展與突破:他在英國郵局首席電氣工程師威廉·普里斯(William Preece)的支持下,不斷改進(jìn)通信裝置,進(jìn)行了多次無線電收發(fā)信號的實(shí)驗(yàn),從相隔300米的郵政大樓和銀行大樓之間,再到相隔2英里、5英里, 10英里,馬可尼的試驗(yàn)都取得了成功。

與此同時,馬可尼也在研究如何將無線電商業(yè)應(yīng)用。他成立了自己的公司,并建立了無線電商報系統(tǒng)。1897年,馬可尼成立了英國首家專門制造無線電器材的公司——無線電報及電信有限公司(后改名為"馬可尼無線電報有限公司"),并于1898年7月,正式將無線電報裝置投入商業(yè)使用,當(dāng)時是為愛爾蘭《每日快報》報道金斯湯塞船的情況,大獲成功。

1899年3月,馬可尼成功在英海岸多佛市的一個懸崖燈塔內(nèi)與相隔45千米的法國維摩瑞(Wimereau)間完成了通信,實(shí)現(xiàn)了跨英吉利海峽的無線電通信。這一實(shí)驗(yàn)轟動整個歐洲,引起了多方的關(guān)注。1900年,馬可尼把無線電通信的距離突破了100公里,并為其“調(diào)潛式無線電報”取得了著名的第7777號專利證書,俗稱“四個七”(FOUR SEVENS)專利。這也使得馬可尼的公司逐漸獨(dú)霸市場。而此時的波波夫仍在那所水雷學(xué)校里,因?yàn)槭艿浇?jīng)費(fèi)困擾而舉步維艱,進(jìn)展可以說是微乎其微。

20世紀(jì)初,馬可尼把目標(biāo)轉(zhuǎn)向大西洋,并于1901年12月12日實(shí)現(xiàn)了從加拿大的紐芬蘭到英國的昆沃爾之間橫跨三千多公里的大西洋的無線電通信。此次橫越大西洋通信的成功,讓馬可尼在一夜間成了世界名人。各地報紙以大字標(biāo)題刊登文章,稱他“用無線電把消息在一瞬間傳遞出去,創(chuàng)造了一個新的時代”。馬可尼獲得了巨大的個人榮譽(yù)及財富,1909年,他還與布勞恩共同榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎。從這一刻開始,在無線電通信的舞臺上,只剩下了聚光燈下的馬可尼,而作為先驅(qū)者的波波夫,似乎已經(jīng)被逐漸遺忘。

04 誰才是無線電的發(fā)明者?

1902年的夏天,28歲的馬可尼隨意大利國王搭乘巡洋艦訪問俄國。43歲的波波夫?qū)3痰桥灇g迎馬可尼,他握著對方的手說:“祝賀你,無線電之父!”這句話不僅證明了兩位偉大科學(xué)家之間的惺惺相惜,也讓“誰發(fā)明了無線電”這個問題罩上了一層迷霧。

大多數(shù)歐洲人理所當(dāng)然地認(rèn)為馬可尼是無線電的發(fā)明人。在馬可尼去世后,上萬羅馬人為他舉行了國葬,英國郵電局的無線電報及廣播電臺也為此停止工作2分鐘,以表示對這位無線電通信先驅(qū)的崇敬與哀悼。

但俄國政府并不承認(rèn)這一點(diǎn),他們認(rèn)為波波夫才是無線電發(fā)明者。有不少人相信,如果不是因?yàn)椴úǚ蛟?906年1月13日因腦溢血病逝、如果不是因?yàn)橹Z貝爾獎只頒發(fā)給生者,這一年的諾貝爾物理學(xué)獎大概率會頒發(fā)給波波夫。

除此之外,美洲大陸的科學(xué)家也加入了這場競爭——尼古拉·特斯拉。特斯拉在1893年前后就開始對無線電傳傳輸產(chǎn)生了濃厚的興趣,并在圣路易斯公開做出了展示,之后還詳細(xì)描述了無線電傳輸?shù)幕驹?,并基于此研制出了?shí)驗(yàn)裝置。特斯拉還曾雄心壯志地試圖讓無線電橫跨大西洋——但因?yàn)榻?jīng)費(fèi)欠缺,這場實(shí)驗(yàn)失敗了。

尼古拉·特斯拉(圖源:pixabay)

在美國,特斯拉關(guān)于無線電相關(guān)的專利申請是在1897年9月2日提出的,并于1900年3月20日獲得批準(zhǔn),而馬可尼的無線電專利技術(shù)在美國獲得專利批準(zhǔn)的時間是1900年11月10日。但是,美國專利局在1904年撤銷了特斯拉的專利申請,這個讓人費(fèi)解的舉動讓不少人猜測是馬可尼背后資本運(yùn)作的力量:馬可尼無線電技術(shù)的重要投資方是鋼鐵大王卡耐基、JP摩根,尤其還有特斯拉的“死敵”愛迪生。

總結(jié)來說,馬可尼受到更多人的認(rèn)可是因?yàn)樵谒?,所有人對無線電的發(fā)現(xiàn)和運(yùn)用都僅限于實(shí)驗(yàn)室和小范圍,只有馬可尼讓無線電在商業(yè)上取得了成功,建立了完善的系統(tǒng),進(jìn)而推廣到了全世界。就像瓦特只是改良了蒸汽機(jī),他依舊被視為蒸汽機(jī)的發(fā)明人。

馬可尼畫像(拍攝于中國電信博物館)

盡管在誰是“無線電之父”的說法上一直存在爭議,但不可否認(rèn)的是,這些科學(xué)家們的發(fā)明改變了人們的通信方式,推動了整個科技社會的進(jìn)步,極大地促進(jìn)了人類社會的發(fā)展。1959年,捷克斯洛伐克發(fā)布了一套六張的紀(jì)念郵票,紀(jì)念6位對人類無線電發(fā)明起到過重要影響的科學(xué)家,馬可尼、波波夫、特斯拉都名列其中。這套郵票也在一定程度上代表了很多人的一種共同認(rèn)定吧。

左上一為特斯拉,右上一為波波夫,左中一為馬可尼,右中一為赫茲,左下一為阿姆斯特朗(調(diào)頻廣播技術(shù)的發(fā)明者),右下一為布蘭利。(圖片來源:中國無線電管理)

如今的信息時代,無線電通信早已深入到生活的方方面面,無論是移動通信、廣播電視還是衛(wèi)星,都離不開無線電技術(shù)的支持。對于無線電波這種看不見摸不著的特殊物質(zhì),從其理論孕育到實(shí)驗(yàn)證實(shí),再到廣泛應(yīng)用,歷經(jīng)幾代人百余年的薪火相傳,如今已燃就熊熊大火。而像馬可尼、波波夫等科學(xué)家的名字,無疑永遠(yuǎn)鐫刻在科技史上,在人類通信歷史上留下了濃墨重彩的一筆。他們的發(fā)明和創(chuàng)新精神也將永遠(yuǎn)激勵著后世繼續(xù)探索未知的領(lǐng)域,為人類的進(jìn)步和繁榮貢獻(xiàn)力量。

參考資料:

1、鮮棗課堂《無線電通信之父:馬可尼》,作者:小棗君;

2、中國數(shù)字科技館《馬可尼:非典型性商人》;

3、返樸《跨洲無線通信,他將夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)》,撰文 | 楊偉峰(無線電管理從業(yè)者)、王楓(河北科技師范學(xué)院副教授);

4、原點(diǎn)閱讀:《一場橫跨大西洋的實(shí)驗(yàn),開創(chuàng)通訊方式新紀(jì)元》

5、上海灘雜志公眾號《海上交往:馬可尼抵滬開啟一場“無線電派對”》,作者:密斯趙

6、微波網(wǎng)《馬可尼-實(shí)用無線電報通信創(chuàng)始人》;

7、《與時間賽跑的電磁波對手:波波夫和馬可尼 | 科學(xué)檔案》;主播 | 陽燕、撰文 | 李孟瑤、責(zé)編 | 莫尼。

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