波波夫與馬可尼

1859年3月,波波夫出生在俄國烏拉爾一個礦區的小鎮上。父親是個牧師。波波夫小時候愛到礦上去玩,礦場的一切都使他感到新奇。他沒有多大就學會了木工,能夠製作好玩的水磨機械模型。他12歲那年,表現出對電工技術的愛好,自己做了個電池,還用電鈴把家裏的鍾改裝成鬧鍾。波波夫小學畢業以後,父親把他送進神學校讀書,為的是讓他將來進神學院深造。但是,波波夫對物理學和數學最感興趣,這兩門功課的成績都很出眾,連校長也感到驚異。

1877年,18歲的波波夫考進了彼得堡大學數學物理係。在大學裏,他學習非常刻苦。家裏供不起他上學,他就在晚上擔任家庭教師,有時還給電燈公司當電工,靠半工半讀來維持學習。

在彼得堡大學,波波夫總是不滿足於課本知識,常常愛提出一些新奇的創見。那些平庸死板的教授並不賞識這個“不安分守己”的學生。波波夫意識到彼得堡大學不能發揮自己的才能,就轉學到森林學院學習。這個學院雖然不像彼得堡大學那樣有名,但是師生關係融洽,學術思想比較活躍。波波夫在這裏,有一段時間熱心地研究使用炸藥。這是很危險的研究工作。瑞典著名科學家諾貝爾(1833~1898)為發明炸藥曾經九死一生,諾貝爾的弟弟就是在試驗中被炸死的。波波夫試驗利用炸藥在森林裏開路,也險些送命。後來,他研究出用電線遙控炸藥的爆炸,相當成功。因此,同學們都把他叫做“炸藥專家”。

1882年,23歲的波波夫大學畢業,成績優異。第二年,他被喀琅施塔得海軍水雷學校請去當教員。這個學校離彼得堡不遠,有很多精密的電學儀器,學校的實驗室在當時的俄國是數一數二的。水雷學校除了教學任務以外,還領導學生進行有關電磁方麵的研究。波波夫到水雷學校不久,就成了很受歡迎的講師。他充分利用學校的良好條件,在教學和電磁實驗方麵積累了豐富的知識。他在水雷學校還參加過觀測日全食的活動。當過電燈公司的電氣技師,熱情推廣電燈。有一大,有個朋友問他的雄心是什麼,他回答說:“我要走遍俄羅斯,為整個俄國帶來光明。”

1888年,波波夫29歲那年,赫茲發現電磁波的消息傳到俄國,他也被強烈地吸引了。他興奮地說:“用我一生的精力去裝設電燈,對廣闊的俄羅斯來說,隻不過照亮了很小的一角;要是我能夠指揮電磁波,就可以飛越整個世界!”波波夫的理想改變了。

就在第二年,波波夫成功地重複了赫茲的實驗。在一次公開的講演中,他在胡布爾以後,提出了可以用電磁波進行無線電通信的設想。

波波夫懷著新的理想,在水雷學校實驗室裏埋頭研究,製作了很多有關的儀器。布冉利、洛奇的研究工作對他也有不少啟發。

1894年,35歲的波波夫製成了一台無線電接收機。

這台接收機的核心部分,用的也是改進了的金屬屑檢波器,跟洛奇的檢波器有異曲同工之妙。不過,波波夫認為使用打字機不方便,他改用電鈴做終端顯示,電鈴的小錘可以把檢波器裏的金屬屑震鬆。電鈴用一個電磁繼電器帶動,當金屬屑檢波器檢測到電磁波的時候,繼電器接通電源,電鈴就響起來。

這台接收機同洛奇的那台結構相似,但是靈敏度卻高得多。波波夫的獨特貢獻,是首次在接收機上使用了天線。有一次,波波夫在實驗中發現,接收機檢測電波的距離比平常有明顯的增加。他很久都找不出原因,感到很奇怪。後來,他突然看見一根導線碰到了金屬屑檢波器。波波夫把導線拿開,電鈴就不響了,可是把實驗距離縮小到原來那樣近,電鈴又響起來。這個意外的發現,使波波夫喜出望外。他索性把導線接到金屬屑檢波器的一頭上,並且把檢波器的另一頭接地,結果實驗距離大大增加。這根導線就是世界上的第一根天線。波波夫的這個發現意義很重大,它同布冉利發明金屬屑檢波器的價值不相上下。

波波夫首先把他的接收機用在檢測雷電方麵,他把這台機器稱做“雷電記錄儀”。也就是說,波波夫當時的實驗隻局限在氣象觀測上,還沒有發展到無線電通信領域。他的這種實驗是相當危險的。一個多世紀以前,富蘭克林曾經冒著生命危險做人工傳導天電的實驗,利赫曼曾經因此喪了生。現在,波波夫也勇敢地同天電打起交道來,隻不過他用的不是風箏,而是他自己發明的接收機。他把莫爾斯電報機接在機器上,電報紙條成了他的記錄器。1894年6月一個雷雨的夜晚,波波夫冒著危險,用他的接收機成功地錄下了空中閃電。

1895年5月7日,波波夫在彼得堡俄國物理化學會的物理分會上,宣讀了論文《金屬屑同電振蕩的關係》,並且表演了他發明的無線電接收機。

表演是在大廳裏舉行的。波波夫沉著地在大廳的講台上安放好接收機,他的助手雷布金在大廳的另一頭操作火花式電磁波發生器。雷布金比波波夫小5歲,人很精幹。波波夫的接收機由金屬屑檢波器、電鈴、繼電器、記錄器和一根垂直的天線組成。當雷布金接通火花式發生器的時候,接收機的電鈴立刻就響起來;斷開發生器,鈴聲也就隨著停止。當時,出席會議的都是物理學界的知名人士,其中有的人思想保守,原來不相信電磁波能夠傳遞信號,這次耳聞目見,不由得不信服了。一個當初抱著反對態度的科學家,還上台去同波波夫握手,表示祝賀。

表演結束,波波夫充滿信心地說:“最後,我敢於表示這樣一個希望,我的儀器在進一步改良以後,就能夠憑借迅速的電振蕩進行長距離通信。”幾十年以後,蘇聯政府把這一天定做“無線電發明日”。

1896年1月,俄國物理化學協會刊物《電》一月號發表了波波夫的文章,介紹這次表演的情況。它立刻引起了全球學術界的關注。

不久以後,波波夫用電報機代替電鈴,當做接收機的終端,他的裝置就成了一台無線電發報機。

1896年3月24日,波波夫和助手雷布金在俄國物理化學協會的年會上,正式進行了用無線電傳遞莫爾斯電碼的表演。在場的觀眾有1000多人。

表演的時候,接收機裝設在物理學會會議大廳裏,發射機放在附近森林學院的化學館裏。雷布金拍發信號,波波夫接收信號,通信距離是250米。物理學會分會會長佩特羅司赫夫基教授把接收到的電報字母逐一寫在黑板上,最後得到的報文是:“海因裏希·赫茲”。它表示波波夫對這位電磁波的偉大發現者的崇敬。這份電報,雖然很短,卻是世界上第一份有明確內容的無線電報。

波波夫的成功,預示了人類通信史上的一個新紀元即將到來!

波波夫表演無線電收發報以後不久,也就是1896年初夏,意大利的22歲的無線電發明家馬可尼踏著晨光,登上了開往英國倫敦的郵船。這個年輕的發明家容貌清秀,顯得有些靦腆,好像是個怕羞的姑娘。他小心翼翼地守著一隻大箱子,寸步不離,就像裏麵裝了什麼無價之寶一樣。

郵船徐徐離開碼頭。馬可尼望著意大利海岸消失在身後,神情無比興奮,他就要去英國,他的發明就要向世人展示啦!天邊出現一片玫瑰色的朝霞,他仿佛看見未來在向他微笑,向他招手。

這個意大利青年發明家,就這樣登上了新的征途。

馬可尼出生在意大利北部的波倫亞城。父親是個農莊主,母親是愛爾蘭一個貴族的後代。馬可尼的血統有一半是英國的。

馬可尼天資聰穎,勤奮好學,尤其喜歡閱讀物理學方麵的書籍。赫茲發現電磁波的時候,馬可尼14歲。

馬可尼16歲那年,有個叫李奇的老師送他一本電學雜誌。李奇也是研究電磁波的,對赫茲實驗的原理和意義理解得很深,無線電史冊上記載著他的研究成果。馬可尼按照老師的要求,仔細閱讀了雜誌上那幾篇介紹赫茲實驗的通俗有趣的文章。他激動萬分。在李奇的指導下,他在學校做了一些電磁實驗。後來,他在家裏也做起實驗來。父親看見兒子整天擺弄線圈、電鈴和一些古怪的玩意兒,很不以為然,由於母親的袒護,馬可尼才沒有受到父親的幹涉。

第二年,馬可尼17歲。他一麵實驗,一麵大量收集資料。從布冉利、洛奇、台思拉這些大師的研究成果,直到一些不著名的人的文章,他都千方百計地找來了。馬可尼鑽研了整整一年,把這些先進者的見解和得失弄清楚以後,成了一個小專家。他決定把各家的長處綜合起來,用在自己的裝置上。

他在波倫亞附近父親莊園的樓上潛心實驗。樓上有一張小長桌,推開桌子旁邊的窗戶,可以看到花園裏的玫瑰和遠處的群山。馬可尼在這張小長桌前度過了少年時代的許多日日夜夜。

他經曆了很多次失敗。父親常常嘲笑他是個“不切實際的空想家”,他毫不氣餒。1894年,他20歲的時候,終於取得了初步的成績。有一天,他把母親請到樓上的實驗室裏來。小長桌是他的實驗台,上邊擺著一台簡陋的收發報裝置。馬可尼一按電鈕,就從樓下客廳裏傳來一陣鈴聲,而樓上和樓下並沒有導線相連。這是可馬尼第一次實現無線電信號傳送。母親看見兒子的研究有了成績,高興得嘴都合不攏了。晚上丈夫回家,她把丈夫動員上樓,叫兒子當場表演。父親看了“空想家”搞出點名堂來了,也很高興,但是他沒有說什麼。

從這次以後,馬可尼買試驗器材,再也不用偷偷向母親要錢了。

1895年夏天,21歲的馬可尼在父親的花園裏進行了一次非常成功的電磁波傳遞信號實驗。他用的發射裝置,是李奇改進的火花式發射機;接收機帶著一根天線,同波波夫的很相象,其中金屬屑檢波器是洛奇改進過的那一種,另外還有電鈴和電池。

同年秋天,馬可尼把電磁波的傳送距離擴大到2.7公裏。他把火花式發射機放在村邊的小山頂,天線高掛在一棵大樹上。接收機卻安放在家裏的三樓。一個同伴給他當助手,在小山頂發報,他在樓上接收。對方發送信號的時候,接收機的電鈴能夠清晰地發出響聲。實驗取得了成功。

馬可尼渴望進一步進行試驗,由於缺少經費,他向意大利郵電部寫信,請求資助,但是沒有得到支持。

為了使無線電能夠有實用價值,能夠為人類服務,22歲的馬可尼告別親人,登上了新的征途。

馬可尼在英國進行無線電跨海試驗成功,引起了意大利政府的重視。同年6月,馬可尼接到意大利駐英使館的通知回國。他在意大利建立了一座陸上電台,跟意大利軍艦通信,距離延長到19.2公裏。意大利國王和王後在羅馬接見了他,並且很有興趣地觀看了他的表演。

1897年7月,馬可尼重返英國,開始研究無線電的商業應用,並且在倫敦成立了無線電報通信公司(1900年改為馬可尼無線電公司)。

緊接著,馬可尼在懷特島的艾倫灣建立了一座電台,名字叫尼特無線電站。懷特島在英格蘭南端,對岸是英國作家狄更斯(1812~1870)故鄉樸次茅斯。懷特島在英國地圖上隻是一個不引人注目的小島,但是,馬可尼卻在那裏進行了一係列著名的通信試驗。

一項發明,隻有當它達到商業應用的水平,才算有了價值。艾倫灣尼特電台完工以後,很多政府官員和社會名流都到這裏來參觀。有一天,開爾文勳爵也來到這裏。這位大西洋海底電纜的創始人,頭年還對無線電表示懷疑,但是在事實麵前,也完全信服了。在懷特島電台的機房裏,他很愉快地給普利斯等老朋友拍發了電報,他拍給格拉斯哥大學物理實驗室的電報是這樣的:

格拉斯哥大學物理實驗室收。告訴布裏斯,這是通過以太波從艾倫灣發到樸次茅斯的商業電報,然後借助郵局的電報機傳到格拉斯哥的。——開爾文

電報拍完以後,開爾文從衣袋裏掏出一先令硬幣交給電報員。在場的人都覺得詫異。電報員以為勳爵在開玩笑,硬是不收。

開爾文笑了笑說:“這是拍發這些電報的費用,它標誌著商用無線電報的開始。”他堅持要付,說這是對馬可尼通信裝置的讚賞。最後,電報員收下了這不平常的一先令。這是世界上第一份收費的商用無線電報。拍發它的人恰好是長途有線通信的奠基人,這是很有意義的。

1898年7月,馬可尼的無線電報裝置正式投入商業使用,替愛爾蘭首都都柏林《每日快報》報導快艇的比賽實況。馬可尼把電台裝在一條租來的輪船上,隨時把比賽進程拍發給岸上的接收台,然後通過電話線直接告訴《每日快報》編輯部。當天晚上,晚報就登出了快艇的比賽結果。

同年12月,馬可尼在南海岬燈塔和一艘燈船(相當於浮動燈塔)之間建立了無線電通信。燈船用剛裝上的收發報機向南海岬燈塔的電台報告有一艘輪船在哥德文擱淺,使海軍總部價值5.2萬英鎊的財產沒有受到損失。這艘燈船第二年3月在海上同一艘郵船相撞,由於它有無線電報裝置,及時發出出事的消息,南海岬立刻派救生艇趕到出事地點,把遇難船員全部救了起來。這是無線電首次為營救海難的人立了功。

馬可尼沒有滿足已經取得的成就,繼續進行試驗。1899年盛夏,他成功地實現了英法海峽——多佛爾海峽兩岸的無線電報聯絡,把通信距離增大到45公裏。英法各報都在頭版作了報導,學術界也發表文章讚揚和評論這次試驗。

這時候,波波夫在俄國黑海艦隊進行試驗,通信距離卻隻達到17公裏。1895年,波波夫雖然拍發了世界上第一份無線電報,但是短短3年的時間,馬可尼就超過波波夫,趕到前麵去了。馬可尼第一個使無線電投入商業實用,第一個使無線電成了海上救生的利器,第一個使無線電信號越過英法海峽。

在增大通信距離的過程中,馬可尼同樣作了很多艱苦的工作。一係列的試驗表明,天線越高,通信距離就越大。但是,無論在岸上還是在艦船上,天線的增高都是有限度的。後來,馬可尼就把注意力集中在增大發射功率和接收機的靈敏度上。當時電子管還沒有問世,要實現這兩點是相當困難的。

1899年7月,馬可尼的無線電通信裝置第一次在英國海軍演習中使用。英國皇家海軍艦艇“亞曆山大”號、“歐洲”號、“女神”號都安裝了馬可尼的裝置。演習中,馬可尼、肯普和另一個助手分別在這三艘軍艦上工作,通信裝置很成功。演習結束,英國皇家海軍同馬可尼簽訂合同,要他第二年給英國海軍的28艘軍艦和4個陸上通信站安裝無線電通信裝置。這是馬可尼公司簽定的第一個合同。這次演習也證明,兩艘軍艦行駛到互相看不見的地方,照樣可以通信。這意味著電磁波信號有可能“繞過”地球本身的曲麵進行傳遞。

這年9月和10月,馬可尼應邀到美國訪問。他用隨船攜帶的無線電裝置報導了在美國領海裏舉行的國際快艇比賽。在紐約期間,他偶然和一個愛好無線電的美國青年德福雷斯特(1873~1961)相識,並且給了德福雷斯特很大的啟發。幾年以後,德福雷斯特發明了真空三極管,使整個無線電事業改變麵貌。

訪問結束,馬可尼把通信設備裝在回國所乘的“聖·保羅”號郵船上。這是美國的定期郵船,它將要橫渡大西洋,駛向英國。馬可尼離開紐約以前,通過海底電纜發電報給倫敦的電信公司,說“聖·保羅”號在抵達英國水域的時候,他要和懷特島上的尼特無線電站進行通信試驗。公司有關人員得知“聖·保羅”號預定在星期三上午10點到11點之間到達,星期二下午他們就到尼特站做好準備。實驗室主持人弗侖德還派了一個助手在機房值夜班。