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

      “電信三大發明”圖片(來源:中國電信博物館)

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

      無線電科普示意圖(拍攝于中國電信博物館)

      那么,究竟是誰發明了無線電?這個問題爭論了一個多世紀至今也沒有定論。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行的呢?

      01 波波夫:俄羅斯的無線電先驅

      1888年,當赫茲通過實驗驗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小鎮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,波波夫就成功復制了赫茲的實驗,并堅信電磁波可以用于通信。1894年,波波夫獨立研制出了一臺無線電接收機。在研制過程中,接收機上一根連接信號接收機和地面的錯位導線,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協會年會上,波波夫宣讀了他的論文《金屬屑同電振蕩的關系》,并且當場演示了他發明的無線電接收機,實現了60米距離內的無線電信號傳輸,立刻引起了轟動。

      1896年3月24日,在俄國物理化學協會年會上,波波夫和助手雷布金進行了一次更為著名的實驗展示:雷布金在250米外的化學院用發射機進行發報,波波夫在物理學會議大廳負責接報。整個大廳鴉雀無聲,那邊發來的摩爾斯電碼聲音清晰可聞,協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,最后在黑板上出現了一個人的名字:“海因里?!ず掌潯?!這一次,波波夫通過全世界第一封有明確內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?!數婪颉ず掌?,德國物理學家

      大受鼓舞的波波夫隨即向政府申請1000盧布的后續研究經費,但當時腐敗的沙俄政府卻堅持認為其發明是 “不切實際的幻想”,不予支持,波波夫的研究陷入了實驗經費匱乏的困境。這時,一位俄國海軍將軍認為這項研究對俄國艦隊海上作戰的通訊將會有極大的幫助,并為波波夫據理力爭申請下了300盧布的經費,于是波波夫和他的團隊就此開啟了艱難的無線電探索之路。

      正當波波夫在無線電領域大展拳腳的同時,一個遠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,企業家,也是實用無線電通信的創始人。

      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,父親是當地一位富有的紡織商人,母親是愛爾蘭貴族的后裔,優越的家境給馬可尼提供了優質的教育條件。

      1894年,剛滿20歲的馬可尼在電氣雜志上讀到了赫茲的實驗介紹和論文,從中他察覺到電磁波潛在的實用價值,于是開始嘗試進行相關的實踐。一開始,他發明了一個簡陋的無線電裝置,在自家樓閣上完成了長達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的父親轉變了態度,開始給予他經濟上的支持。

      馬可尼無線電報機設備(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處的山丘間2.8千米的無線電通信。這次實驗不但能打響電鈴,而且還能在紙帶上記錄出摩爾斯電碼。就這樣,馬可尼繼續著手改進設備,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,他前往英國倫敦發展。1896年6月2日,就在俄國的波波夫發出全世界第一封有明確內容的無線電報之后3個月后,馬可尼如愿申請到自己的無線電專利,當時名為“發射電脈沖和信號及其設備的改進”,專利號碼為12039/96,這也是世界上第一個無線電報系統專利。

      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,仍然在靠微薄的經費舉步維艱地探索著無線電發報之路。即使國外的幾家研究所紛紛向他拋來橄欖枝,他還是選擇繼續留在俄國。

      03 一場看不見的戰爭

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

      因為擁有更好的科研環境和氛圍,馬可尼在無線電通信領域有了持續的進展與突破:他在英國郵局首席電氣工程師威廉·普里斯(William Preece)的支持下,不斷改進通信裝置,進行了多次無線電收發信號的實驗,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應用。他成立了自己的公司,并建立了無線電商報系統。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使用,當時是為愛爾蘭《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與相隔45千米的法國維摩瑞(Wimereau)間完成了通信,實現了跨英吉利海峽的無線電通信。這一實驗轟動整個歐洲,引起了多方的關注。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霸市場。而此時的波波夫仍在那所水雷學校里,因為受到經費困擾而舉步維艱,進展可以說是微乎其微。

      20世紀初,馬可尼把目標轉向大西洋,并于1901年12月12日實現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。各地報紙以大字標題刊登文章,稱他“用無線電把消息在一瞬間傳遞出去,創造了一個新的時代”。馬可尼獲得了巨大的個人榮譽及財富,1909年,他還與布勞恩共同榮獲了諾貝爾物理學獎。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,而作為先驅者的波波夫,似乎已經被逐漸遺忘。

      04 誰才是無線電的發明者?

      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歲的波波夫專程登艦歡迎馬可尼,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家之間的惺惺相惜,也讓“誰發明了無線電”這個問題罩上了一層迷霧。

      大多數歐洲人理所當然地認為馬可尼是無線電的發明人。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的崇敬與哀悼。

      但俄國政府并不承認這一點,他們認為波波夫才是無線電發明者。有不少人相信,如果不是因為波波夫在1906年1月13日因腦溢血病逝、如果不是因為諾貝爾獎只頒發給生者,這一年的諾貝爾物理學獎大概率會頒發給波波夫。

      除此之外,美洲大陸的科學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,之后還詳細描述了無線電傳輸的基本原理,并基于此研制出了實驗裝置。特斯拉還曾雄心壯志地試圖讓無線電橫跨大西洋——但因為經費欠缺,這場實驗失敗了。

      尼古拉·特斯拉(圖源:pixabay)

      在美國,特斯拉關于無線電相關的專利申請是在1897年9月2日提出的,并于1900年3月20日獲得批準,而馬可尼的無線電專利技術在美國獲得專利批準的時間是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,這個讓人費解的舉動讓不少人猜測是馬可尼背后資本運作的力量:馬可尼無線電技術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。

      總結來說,馬可尼受到更多人的認可是因為在他之前,所有人對無線電的發現和運用都僅限于實驗室和小范圍,只有馬可尼讓無線電在商業上取得了成功,建立了完善的系統,進而推廣到了全世界。就像瓦特只是改良了蒸汽機,他依舊被視為蒸汽機的發明人。

      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,但不可否認的是,這些科學家們的發明改變了人們的通信方式,推動了整個科技社會的進步,極大地促進了人類社會的發展。1959年,捷克斯洛伐克發布了一套六張的紀念郵票,紀念6位對人類無線電發明起到過重要影響的科學家,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(調頻廣播技術的發明者),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、廣播電視還是衛星,都離不開無線電技術的支持。對于無線電波這種看不見摸不著的特殊物質,從其理論孕育到實驗證實,再到廣泛應用,歷經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、波波夫等科學家的名字,無疑永遠鐫刻在科技史上,在人類通信歷史上留下了濃墨重彩的一筆。他們的發明和創新精神也將永遠激勵著后世繼續探索未知的領域,為人類的進步和繁榮貢獻力量。

      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,他將夢想變為現實》,撰文 | 楊偉峰(無線電管理從業者)、王楓(河北科技師范學院副教授);

      4、原點閱讀:《一場橫跨大西洋的實驗,開創通訊方式新紀元》

      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《馬可尼-實用無線電報通信創始人》;

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

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