
作者 高关中(德国汉堡)2025/4/11
当马可尼(Guglielmo Marconi)1937年7月20日在罗马辞世时,全世界所有的无线电台都停止播放任何消息,沉默了整整两分钟时间,以纪念这位伟大的意大利科学家对无线电通讯所做的贡献。无线电传输为广播、电视、无线上网铺平了道路,可以说,马可尼为整个现代通讯体系奠定了基础。
从电磁波到无线电
马可尼1874年4月25日出生于意大利北部名城博洛尼亚。这是一个十分富裕的家庭,其父是当地一位成功的企业家,拥有自己的农场。母亲也身世不凡,是爱尔兰贵族的后裔,当时担任音乐教师。
马可尼在家庭教师的指导下不断学习各种知识。他从小就热爱科学,在自家阁楼中建了一个实验室,捣鼓自己的科学发明。他父亲有一个私人图书馆,马可尼经常在图书馆里博览群书。值得一提的是,马可尼有一个邻居兼启蒙老师——当时博洛尼亚大学的物理学教授里纪(Augusto Righi,又译李奇、赖意,1850-1920)。这所大学创办于11世纪,是西方第一座大学,比牛津剑桥还古老,被誉为“大学之母”。里纪教授也非等闲之辈,是有名的电磁学专家,最早发现磁滞现象。他慧眼识珠,很看好马可尼,不仅允许马可尼使用大学的实验室,还准许他将实验仪器借回家中。此外,教授还同意马可尼借阅校图书馆的图书,旁听各门课程。这待遇,可是没注册的大学生啊!所有这些,为马可尼后来的伟大发明奠定了坚实的基础。
1894年,也就是德国物理学家赫兹去世的那年,马可尼刚满20岁。有一天,他正和自己的哥哥在阿尔卑斯山度假,偶然读到了电气杂志上赫兹的实验介绍和论文。赫兹通过实验,清楚地表明了不可见的电磁波的存在,在真空中这种电磁波的传播速度与光完全一样。
马可尼马上想到,能不能利用电磁波向远距离发送信号而可以不用任何导线?比如利用这种手段可以把信息传送给航行在海上的船只,这样就可以使有线电报完成不了的许多通信有了可能。于是,他匆忙结束假期赶回家中,着手进行相关的实践。
很快,马可尼就取得了进展。他在家里发明了一个简陋的无线电装置,用无线电波打响了楼下的电铃。
1895年夏,马可尼对无线电装置的火花式发射机和金属粉末检波器进行了改进,在接收机和发射机上都加装了天线,成功地进行了无线电波传输信号的实验。
同年秋天,马可尼将实验从室内转移到室外,通信距离增大到2.8公里,不但能打响电铃,而且还能在纸带上记录莫尔斯电码。就这样,马可尼研制成功人类历史上第一台无线电收发报机,从而使世界进入了无线电及其广泛应用的时代。
大展宏图
在取得初步成果之后,马可尼迫不及待地向意大利政府申请专利并希望获得研发经费。然而,目光短浅的意大利政府忙于铺设有线通信电缆,认为马可尼的发明并不靠谱,拒绝了他。有家报纸甚至讥讽马可尼为“不玩猴子的卖艺人”。
吃了闭门羹的马可尼很伤心,他在母亲的支持下,来到科技发达的英国伦敦,希望能够成功申请专利并获得支持。
1896年6月2日,马可尼如愿申请到了自己的无线电专利,当时名为“发射电脉冲和信号及其设备的改进”。更幸运的是,专利局的一位热心人把马可尼介绍给英国邮政总局总工程师普利斯(William Preece,1834-1913)。普里斯很快意识到马可尼发明装置的价值,慷慨提供邮局的资金援助,配备助手,以帮助马可尼研发。他幽默地说:“人人都认识鸡蛋,而只有马可尼知道怎样把鸡蛋立起来!”
1897年,马可尼和助手在英国海岸进行跨海无线电通信试验。他们将发射机安装在海岸上的一间小房子里,屋外竖起一根高杆子,上面架设的是用金属圆筒制成的天线。刚开始时,马尼可将接收机放在距海岸4.8公里的一个小岛上。结果,试验很容易就获得了成功。之后,他又将距离扩大至14公里,也获得成功。
那年,马可尼在伦敦组建了公司,后来定名为马可尼无线电报公司。
1898年7月,马可尼的无线电报装置正式投入商业使用,当时英国正在举行游艇竞赛,终点在离岸6公里的海上,马可尼利用无线电报发消息,为《每日快报》提供快讯,热心的读者当晚就知道了赛船的结果,因而马可尼的无线电报也就在群众中产生了很大的影响。
1899年夏天,马可尼成功地实现英吉利海峡两岸的英法无线电报联络,通讯距离达到45公里,轰动了半个欧洲。没过多久,马可尼的通讯系统第一次用于英国海军演习。很快,马可尼从英国当局得到第一份合同:为英国海军装备28艘军舰和四个陆上通讯站。
这时,马可尼又向新的目标前进。他进一步提高无线电收发装置的灵敏度和抗干扰性,建设高高的发射塔。1901年他在英格兰发射的无线电信息传到了加拿大的纽芬兰省,世界各国的报纸都以特大标题登载:“电波征服了地球,无线电报成功地横穿了大西洋”。当时,所有人都不明白为什么无线电可以不受地球表面弯曲的影响,传播那么远的距离,据说马可尼推测空中有能够“反射”无线信号的电离层,后来的科学实验证实了他的推测。无线电通信不受距离的限制,很快取代了有线电报。各国政府纷纷跟进,研究无线电通信技术,采购无线电收发报机。人类的通信方式,开始发生巨变。
马可尼流出了喜悦的泪水。这一年,他才27岁。
当时,远洋航行存在极大的风险。轮船出海经常会遇到极端天气或者冰山。一旦发生事故,基本上束手无策,因为呼救信号根本无法发出。无线电通信的出现,毫无疑问拯救了所有的海洋旅行者。很快,无线电报被应用于远洋航海业。1899年3月3日,两条船相撞,还好船上装有无线电报装置,及时发出了求救信息,结果成功获救。这是无线电首次充当海上营救通讯工具。1912年4月15日,著名的泰坦尼克号撞山事件,无线电再次发挥了作用,最终使得711人获救。《泰晤士报》因此评价:“我们感谢马可尼发明的装置,它使泰坦尼克号能够最快地发出求救信号。在这之前,很多船只没有发出任何遇难信号就沉没了。
无线电报的流行,也刺激了无线广播的诞生。1906年12月24日,加拿大发明家、美国宾夕法尼亚西部大学(匹兹堡大学)教授费森登(Reginald Aubrey Fessenden,1866-1932)通过马萨诸塞州布兰特罗克镇(Brant Rock)的无线电塔,成功地进行了人类第一次面向公众的无线广播。14年后世界上就出现了第一家广播电台,收音机开进入百姓家中。
成名后的马可尼,获得了巨大的个人荣誉。他的发明,也给自己带来了巨大的财富。1909年,马可尼因在发展无线电报和通讯技术方面所作的重大贡献而获诺贝尔物理学奖。一同获奖的还有德国教授卡尔·布劳恩(Karl Braun,1850-1918)。布劳恩对发报机进行了物理学背景研究,并对马可尼的发报机做了根本性的改造。他还发明了阴极射线管,用作示波器和显像管,为电视机的发明开辟了道路。
贡献与意义
马可尼的成功,令意大利政府追悔不已,意大利的海军也开始使用马可尼的技术。1914年,马可尼在自己的祖国建立了第一座无线电站。1919年他作为意大利全权代表出席了巴黎和会。此后的马可尼,仍然在坚持自己的发明创造,在短波通信、远距离定向通信、微波无线通信及雷达领域,取得了不少的成就。1930年,他被选为意大利皇家科学院(Royal Academy of Italy)院长。
1937年马可尼因心脏病去世,终年63岁。当时,意大利政府为马可尼举行了国葬,罗马有上万人参加了他的葬礼。
马可尼逝世后,埋葬在家乡博洛尼亚的郊区萨索(Sasso Marconi),那里有马可尼家族的农场和夏季别墅(Villa Griffone,格里福别墅),马可尼在这里度过了他的部分青年时光,并在 1895 年进行了他的第一次无线电实验。该建筑现称为马可尼别墅,内设马可尼博物馆、马可尼基金会和 1941 年落成的马可尼陵墓。马可尼更是博洛尼亚大学的骄傲,今天,大学主楼里,仍安放着他的半身塑像。家乡的飞机场命名为博洛尼亚马可尼国际机场(Aeroporto di Bologna-Guglielmo Marconi)。此外在意大利佛罗伦萨的圣十字教堂,即“意大利先贤祠”,至今竖立着马可尼纪念碑。
马可尼的贡献是巨大的。他发明的无线电通信比起电报来说在现代世界中更重要。有线电报比无线电早发明半个世纪,但在不少用途上电报无法取代无线电。例如与陆地上的汽车、海洋上的轮船、空中的飞机,甚至于宇宙太空中的航天飞机相互通信。无线电通信技术,使通信摆脱了依赖导线的方式,是通信技术上的一次飞跃,也是人类科技史上的一个重要成就。
由此显而易见,电报发送的信息均可以用无线电来发送,而无线电信息可以传送到电报传不到的许多地方。因此无线电信息广泛地用于军事、科研、警察、新闻、消遣等许多领域。无线电还导致了一系列新产物,比如电视的发明正是在无线电发明的基础上进行的。这些产物的意义也增加了作为发明家的马可尼的影响。
最后要说明一下:在无线电通信这个领域,当时有多位发明家做出了不同类型的无线电装置。他们中最著名的,除了马可尼外,还有俄国科学家波波夫,两人都在1895年取得突破性进展。马可尼之所以被广泛认可为“无线电通信之父”或“无线电之父”,主要因为他是世界上第一个使无线电走出实验室的人,他发明了实用的无线电报系统,并在无线电通信的商用化方面取得了巨大的成就,成功将无线电技术推向了世界。
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