無(wú)線電報(bào)的發(fā)展史

電報(bào)是人類社會(huì)發(fā)展到資本主義，迫切要求能進(jìn)行遠(yuǎn)距離快速通訊的產(chǎn)物。在19世紀(jì)上半葉就有許多科學(xué)家從事這方面的發(fā)明創(chuàng)造。莫爾斯在1837年成功地發(fā)明了電碼，很快就建立了長(zhǎng)距離的通訊網(wǎng)和橫跨大西洋的電纜。但是架電線、鋪電纜都是很費(fèi)事的事情。如果能不經(jīng)電線電纜而直接傳遞信息，豈不是更為方便？于是無(wú)線電報(bào)就應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)該說(shuō)，在赫茲發(fā)現(xiàn)和證實(shí)電磁波的時(shí)代就已經(jīng)有可能發(fā)明無(wú)線電報(bào)了。但是，一件新生事物的出現(xiàn)總不是一帆風(fēng)順的。在馬可尼和布勞恩之前，已經(jīng)有多起利用電磁波傳遞信息的嘗試：例如：法國(guó)的布朗利（E.Blanly）、英國(guó)的洛奇（O.Lodge）、新西蘭的盧瑟福（E.Rutherford）、美國(guó)的特斯拉（M.Tesla）都對(duì)無(wú)線電通訊作過(guò)有益的嘗試。俄國(guó)的波波夫還公開(kāi)表演過(guò)他的無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī)，但沒(méi)有得到應(yīng)有的支持。而馬可尼比較幸運(yùn)，他的發(fā)明及時(shí)地得到了英國(guó)官方的支持。

1895年他在自家的花園里成功地進(jìn)行了無(wú)線電波傳遞實(shí)驗(yàn)，次年即獲得了專利。1898年在英吉利海峽兩岸進(jìn)行無(wú)線電報(bào)跨海試驗(yàn)成功，通訊距離為45 km； 1899年又建立了 106 km距離的通訊聯(lián)系。橫跨大西洋的無(wú)線電報(bào)試驗(yàn)則冒了很大風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)時(shí)許多人認(rèn)為無(wú)線電波應(yīng)該和光一樣是直線傳播的，而大西洋跨越2000海里①（3700km），這樣彎曲的地球表面無(wú)論如何也不可能直接傳遞無(wú)線電波。可是馬可尼獨(dú)具慧眼，他從遠(yuǎn)距離無(wú)線電波的成功實(shí)踐和發(fā)射臺(tái)一端接地的事實(shí)出發(fā)，堅(jiān)信有可能使定向電波沿地球表面?zhèn)鞑ァ?900年10月在英國(guó)建立了一座強(qiáng)大的發(fā)射臺(tái)，采用10kW的音響火花式電報(bào)發(fā)射機(jī)，1901年12月，馬可尼在加拿大用風(fēng)箏牽引天線，成功地接收到了大西洋彼岸的無(wú)線電報(bào)。試驗(yàn)成功的消息轟動(dòng)全球。從1903年開(kāi)始，從美國(guó)向英國(guó)《泰晤士報(bào)》用無(wú)線電傳遞新聞，當(dāng)天見(jiàn)報(bào)。到了1909年無(wú)線電報(bào)已經(jīng)在通訊事業(yè)上大顯身手。在這以后許多國(guó)家的軍事要塞、海港船艦大都裝備有無(wú)線電設(shè)備，無(wú)線電報(bào)成了全球性的事業(yè)，因此，馬可尼和布勞恩獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。下面簡(jiǎn)單介紹他們兩人的生平。

1909年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予英國(guó)倫敦馬可尼無(wú)線電報(bào)公司的意大利物理學(xué)家馬可尼（Guglielmo Marconi， 1874—1937）和德國(guó)阿爾薩斯州斯特拉斯堡大學(xué)的布勞恩（Karl Braun，1850—1918），以承認(rèn)他們?cè)诎l(fā)展無(wú)線電報(bào)上所作的貢獻(xiàn)。

馬可尼1874年4月25日出生在意大利的波倫那（Bologna）。他是次子，父親是一位意大利鄉(xiāng)紳，名叫朱賽普·馬可尼，母親叫安妮·吉姆遜，是愛(ài)爾蘭克斯福德郡達(dá)芬城人，其父叫安德魯·吉姆遜。馬可尼先后在波倫那、佛羅倫薩（Florence）和里窩那（Leghorn）接受私人教育。在少年時(shí)期，他就對(duì)物理和電學(xué)有著很濃厚的興趣，讀過(guò)麥克斯韋、赫茲、里希（Righi）、洛奇等人的著作。1895年馬可尼在他父親的蓬切西奧（Pontecchio）莊園開(kāi)始了他的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。在這里他成功地把無(wú)線電信號(hào)發(fā)送到了1.5英里（2.4km）的距離，他成了世界上第一臺(tái)實(shí)用的無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)的發(fā)明者。

1896年馬可尼攜帶著自己的裝置到了英國(guó)，在那里他被介紹給郵政總局的總工程師威廉·普利斯（William Preece），普利斯后來(lái)被封為爵士。這年年末馬可尼取得了無(wú)線電報(bào)系統(tǒng)世界上第一個(gè)專利。他在倫敦、薩里斯堡（Salisburg）平原以及跨越布里斯托爾灣成功地演示了他的通信裝置，1897年7月成立了“無(wú)線電報(bào)及電信有限公司”（1900年改名為“馬可尼無(wú)線電報(bào)有限公司”）。同年又在斯佩西亞（Spezia）向意大利政府演示了12英里（ 19 km）的天線電信號(hào)發(fā)送。1899年他建立起了跨越英吉利海峽的法國(guó)和英國(guó)之間的無(wú)線電通信。他在尼德?tīng)査埂烟貚u、伯恩默斯，后來(lái)又在哈芬旅社、普爾和多塞特建立了永久性的無(wú)線電臺(tái)。

1900年馬可尼為其“調(diào)諧式無(wú)線電報(bào)”取得了著名的第7777號(hào)專利。1901年12月的具有歷史意義的一天，他決定用他的發(fā)報(bào)系統(tǒng)證明無(wú)線電波不受地球表面彎曲的影響，第一次使無(wú)線電波越過(guò)了康沃爾郡的波特休和紐芬蘭省的圣約翰斯之間的大西洋，距離為2100英里（3381 km）。

1902年和1912年間他還取得了數(shù)項(xiàng)新發(fā)明的專利權(quán)。于1902年他在美國(guó)“費(fèi)拉德?tīng)柗苼啞碧?hào)郵輪的航程中試驗(yàn)了無(wú)線電報(bào)通信的“白晝效應(yīng)”①，同年取得了“磁檢波器”的專利，以后的許多年中它成了標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電收?qǐng)?bào)機(jī)。1902年12月他第一次從新斯科舍州的格萊斯灣，后又從馬薩諸塞州的科德角向波特休發(fā)送了第一封完整的電文。這些早期的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致了在1907年開(kāi)通了格萊斯灣和愛(ài)爾蘭克利夫頓之間的第一次跨越大西洋的商業(yè)無(wú)線電報(bào)業(yè)務(wù)，從而使無(wú)線電事業(yè)達(dá)到了高峰，在這以前，還建立了意大利的巴里（Bari）和門特內(nèi)哥羅的阿維達(dá)里（Avidari）之間的短距離民用無(wú)線電報(bào)。1905年馬可尼又取得了水平定向天線的專利，1912年發(fā)明了產(chǎn)生連續(xù)電波的“間斷火花”系統(tǒng)。

1914年馬可尼被任命為意大利軍隊(duì)的中尉，后提升為上尉。1916年調(diào)任為海軍司令部的中校。他曾是1917年意大利政府赴美使團(tuán)的成員之一，1919年擔(dān)任巴黎和會(huì)的意大利特命全權(quán)代表。同年馬可尼被授予意大利軍功勛章，以表彰他在軍隊(duì)中的服務(wù)。

戰(zhàn)爭(zhēng)期間馬可尼在意大利服役時(shí)，對(duì)他早先在實(shí)驗(yàn)中使用過(guò)的短波重新進(jìn)行了研究。在他和英國(guó)的合作者共同作了進(jìn)一步的試驗(yàn)之后，于1923年在波爾杜（Poldhu）電臺(tái)和當(dāng)時(shí)巡航于大西洋和地中海的馬可尼快艇“艾列特拉”（Elettra）號(hào)之間作了一系列的試驗(yàn)。這些試驗(yàn)最后導(dǎo)致建立了遠(yuǎn)距離定向通信系統(tǒng)。英國(guó)政府采納了用這種系統(tǒng)作為英聯(lián)邦之間通信手段的方案。把英國(guó)和加拿大聯(lián)系起來(lái)的第一臺(tái)定向無(wú)線電臺(tái)于1926年建成，第二年又增設(shè)了其它電臺(tái)。

1931年馬可尼開(kāi)始研究更短波的傳遞特性，結(jié)果于1932年在梵蒂岡城和卡斯特爾-甘多爾福（Castel Gandolfo）的波普夏宮之間創(chuàng)立了世界上第一次微波無(wú)線電話聯(lián)系。兩年之后馬可尼在塞斯特里-累旺特（Sestri Levante）演示了導(dǎo)航用的微波無(wú)線電航標(biāo)。 1935年又在意大利對(duì)雷達(dá)原理作了實(shí)際表演，這是他早在1922年在紐約向美國(guó)無(wú)線電工程學(xué)院作的一篇報(bào)告中首次預(yù)言過(guò)的。

馬可尼獲得過(guò)許多大學(xué)的榮譽(yù)博士學(xué)位，以及許多國(guó)際榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)，除了1909年和布勞恩一起獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，還有英國(guó)皇家藝術(shù)學(xué)會(huì)的阿爾伯特獎(jiǎng)?wù)?，約翰·弗利茲獎(jiǎng)?wù)?，開(kāi)爾文獎(jiǎng)?wù)?；俄?guó)沙皇授予的圣安娜勛章，意大利國(guó)王任命他為圣馬賴斯和圣拉扎路斯榮譽(yù)海軍中校；1902年被授予意大利國(guó)王大十字勛章。1903年馬可尼還獲得過(guò)羅馬城的榮譽(yù)市民稱號(hào)。1905年被封為薩瓦城的文官爵位。馬可尼還有許多其他榮譽(yù)稱號(hào)，如 1914年被封為意大利元老院的議員，獲得過(guò)英國(guó)皇家維多利亞大十字勛章和爵位，1929年獲得了候爵的世襲頭銜。馬可尼在1937年7月20日逝世于羅馬。

布勞恩1850年6月6日出生于德國(guó)的富爾達(dá)（Fulda）。他在此地接受了地方普通中學(xué)的教育。他曾在馬爾堡大學(xué)、柏林大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)，1872年畢業(yè)，他的畢業(yè)論文是關(guān)于彈性弦的振動(dòng)。后來(lái)他在維爾茨堡大學(xué)擔(dān)任過(guò)昆開(kāi)（Quincke）教授的助手，1874年受聘到萊比錫的圣托馬斯中學(xué)任教。兩年后他受聘為馬爾堡大學(xué)的理論物理學(xué)編外教授，1880年又被聘請(qǐng)到斯特拉斯堡大學(xué)擔(dān)任同樣的職務(wù)。1883年布勞恩成了卡爾斯魯厄（Karlsruhe）工業(yè)大學(xué)的物理學(xué)教授，并于1885年受聘到杜賓根大學(xué)任教。他到這里的任務(wù)之一是建立一所新的物理研究所。他沒(méi)有接受萊比錫大學(xué)的邀請(qǐng)去繼承魏德曼的職務(wù)，而是在10年后于1895年又返回斯特拉斯堡擔(dān)任物理研究所主任。

布勞恩的第一個(gè)研究工作是關(guān)于弦的振動(dòng)和彈性棒的振動(dòng)，特別是棒的振動(dòng)幅度和周圍環(huán)境對(duì)振動(dòng)的影響。其他研究工作是以熱力學(xué)原理為基礎(chǔ)的，例如壓力對(duì)于固體的溶解度的影響。

布勞恩的最重要的研究工作是在電學(xué)方面。他發(fā)表過(guò)關(guān)于歐姆定律的偏差問(wèn)題，以及關(guān)于從熱源計(jì)算可逆伽伐尼電池的電動(dòng)勢(shì)問(wèn)題的文章。他的實(shí)驗(yàn)使他發(fā)明了現(xiàn)在所謂的布勞恩靜電計(jì)以及在1897年設(shè)計(jì)了陰極射線示波器。

1898年他開(kāi)始從事無(wú)線電報(bào)的研究，試圖以高頻電流將莫爾斯信號(hào)經(jīng)過(guò)水的傳播發(fā)送。后來(lái)他又把閉合振蕩電路應(yīng)用于無(wú)線電電報(bào)，而且是第一個(gè)使電波沿確定方向發(fā)射的試驗(yàn)者之一。1902年他成功地用定向天線系統(tǒng)接收到了定向發(fā)射的信號(hào)。

布勞恩的關(guān)于無(wú)線電報(bào)的論文以小冊(cè)子的形式發(fā)表于1901年，題目是“通過(guò)水和空氣的無(wú)線電報(bào)”。

第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)以后，布勞恩曾被派往紐約，作為一名見(jiàn)證人去參加一項(xiàng)專利索賠的訴訟。由于他離開(kāi)了自己的實(shí)驗(yàn)室以及身體有病，沒(méi)有可能繼續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究工作。布勞恩的晚年是在美國(guó)安靜地度過(guò)的，他在1918年4月20日逝世于美國(guó)。

① “海里”作為單位在我國(guó)不使用，但引述歷史事件，此處仍保留。1海里=1.8532km。① 白晝效應(yīng)：電液在地球外層空間的傳播，白天與黑夜有所不同，稱為白晝效應(yīng)。請(qǐng)參看本書(shū)1947年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的介紹。

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