科普宣傳

當前位置:首頁 » 科普宣傳

馬可尼:用無線電技術推動世界發展

文章來源:青海無線電管理辦公室 發布時間:2018-08-22 20:34:26 瀏覽次數:
        對於異地戀來說,分隔兩地的愛侶最想要做的事情莫過於和心愛的 TA 煲電話粥;對於每位手機用戶來說每月捉襟見肘的流量最是讓人惴惴不安,找到能用的無線網絡往往能夠有種石頭落地的安全感。這些跨越空間看不見摸不著的電波,卻時時刻刻影響著关键词2的生活,那麽是誰發明了無線電技術?又是如何發明該技術的呢?
  在科技躍遷的曆程中,每個時代都有諸多值得被曆史銘記的標誌性人物。社交時代的紮克伯格、互聯網時代的比爾·蓋茨和史蒂夫·喬布斯,電子時代的馬歇爾·麥克盧漢,而在 100 多年前卻有這樣一位富二代值得被曆史銘記,他擁有殷實的家底、英俊的臉龐、勻稱的身材,是很多貴族眼中的“理想老公”。他原本可以拚顏值拚爹成為紈絝子弟,但是他卻憑自己的不懈努力成為無線電報的先驅,更在 1909 年獲得諾貝爾物理學獎,他就是古列爾莫·馬可尼(Guglielmo Marconi)。
  馬可尼是如何一步步走上無線電研發之路的?不妨先來看看馬可尼的相關背景
  出生日期:1874 年 4 月 25 日
  出生地點:意大利北部曆史文化名城博洛尼亞
  父親:朱賽普·馬可尼,意大利鄉紳、商人
  母親:安妮·吉姆遜,愛爾蘭克斯福德郡達芬城人
  妻子:比阿特麗絲·奧布萊恩(第一任)、瑪利亞·克裏斯蒂娜(第二任)
  職業:電氣工程師、發明家
  富二代的日常:不用去學校讀書
  在小馬可尼出生的時候老馬可尼已經 50 歲,家族產業涵蓋周邊大片田地、葡萄園,還以及後來聞名遐邇的葛裏封別館。老馬可尼最大的樂趣就是在私人圖書館中享受閱讀之樂,在父親的耳濡目染下幼年馬可尼經常會在這裏博覽群書,並對物理和電學產生了濃厚興趣。
  而比老馬可尼年輕 17 歲的母親安妮並不願意常年待在別館裏,甚至在小馬可尼 3 歲的時候就帶著他拜訪英國親戚,因此小馬可尼擁有一口流利的英語,也為後來在英國從事無線電工作提供了巨大幫助。在旅行途中船隻經常會遇到意想不到的麻煩,可是又無法和陸地或其他船隻聯係,因此幼年的的馬可尼萌生了這樣想法:有沒有讓船隻和陸地通信聯係的方法?
  由於家境殷實,馬可尼不必像普通家庭孩子一樣去學校上課,而是聘請優秀家庭教師根據自身喜好來自由進修。1888 年,母親安妮說服了在物理學上有卓越成就的博洛尼亞大學裏奇教授來當馬可尼的啟蒙老師,並被允許訪問學校圖書館。在這段時間他就像海綿一樣迅速吸收涉及物理和電學的相關知識,母親也給予了很大的支持,專門在閣樓上騰出房間給馬可尼做實驗室。
   常年隨母親出差使幼年馬可尼對海洋有著熱切的向往,父親也希望馬可尼能夠成為一名海軍軍官,鼓勵他用功讀書以便於能夠考進意大利海軍軍校,甚至還為馬可尼買了一艘小船。12 歲的時候父母認為自修並非良策,於是將其送到來亨技術學院,在這段時間他對物理的天分也逐漸顯現出來。
  23 歲就開了全球首家無線電公司
  站在海因裏希·赫茲(Henry R。 Hertz)和奧利弗·洛奇(Oliver Lodge)等巨人的肩膀上,20 歲的馬可尼深入研究了這些前輩的早期成果在赫茲無線電發射器的基礎上進行改良,給線圈連上高架天線,並在線路上增設收發報按鈕來接通/中斷電流,使電波強度增強數倍也開啟了天線的新篇章。
  自此,在一次次的失敗實驗下電波傳輸的距離也越來越遠。1984 年 12 月,馬可尼成功通過發射機成功打響了 3 米遠的隔壁電鈴;1985 年春天,馬可尼將天線架設在戶外,在不斷的改良下通信距離從 30 米到 300 米擴充至 1207 米;1985 年年末,廢棄原有橫列式天線改用拋物柱麵反射器之後傳輸距離進一步提升,達到 1609 米;1986 年年初,傳輸距離突破至 3219 米。
   當他沉浸在不斷刷新無線通信傳輸距離上限所帶來的喜悅同時,意大利專利局則潑了一桶涼水--不受理他的專利申請。在意大利受挫,原本就出生於英國的母親安妮就決定為他在英國申請專利,1896 年 2 月,母子二人帶著裝配起來的機器前往英國,同年 6 月 2 日,22 歲的馬可尼向英國提出了編號為 12039 的電報專利申請書,同年 7 月在英國郵政總局屋頂進行公開實驗並圓滿成功後迅速獲得了科技圈的認可。

  在得到英國郵政總局總工程師 W.H。 普利斯的大力讚助下,馬可尼進行了一係列成功的嚐試,其中包括通過氣球和風箏來增加天線高度。1897 年 5 月,馬可尼在英國西海岸成功測試跨海通信 4.5 公裏;一周後,他們從英國本土到布裏托海峽中的弗雷索島 (Flatholm island) 進行跨海通信實驗,傳輸距離達到 14.5 公裏。7 月舉行的全國遊艇賽事由於采用無線電更快速的播報而讓馬可尼名聲大噪,而全球首家無線電公司--“馬可尼無線電報公司”也運用而生。而這一年,馬可尼才 23 歲。

  在英國名聲大噪之後,被打臉的意大利政府邀請他為意大利海軍做試驗,1897 年在意大利拉斯佩齊亞建設了地麵站,同 19 公裏遠的意大利戰艦建立無線電通信,實現了人類有史以來第一通海對地無線通信。1899 年,馬可尼找到了控製振蕩頻率的的方法可以隨時選擇不同波長,隨後受法國政府邀請在英吉利海峽兩岸設立了 150 英尺高的電杆,征服了 40 公裏寬的英吉利海峽。同年“馬可尼國際海軍通信有限公司”成立,開始為海上船隻和陸地基站提供無線電安裝和操作服務,使得相距 121 公裏的英國軍艦也能使用無線電交換信息了。

  在征服英吉利海峽後,無線電波的傳送距離在 1900 年已經能夠達到 161 公裏,而他急切的想要嚐試更遠的距離,所以他選擇了新的目標--征服大西洋。在獲得經濟讚助後,馬可尼在英國波爾杜修建一座 13 千瓦的發射站,並通過一次橫渡大西洋的航行確認無線電信號的傳輸距離。當時他已經在 1610 公裏外接收到英國發報機的摩爾斯電碼。
  三聲“滴答”讓馬可尼這個名字傳遍全球
  1901 年 12 月 11 日,年僅 27 歲的馬可尼再次創造了奇跡。在英國柯尼什海岸的一座無線電發射站中英國中,電氣工程師佛萊明在發報機上敲出字母“S”的摩爾斯電碼;這個信號通過係在 122 米高空風箏上的天線橫跨 2897 公裏到達加拿大東部的紐芬蘭,馬可尼和英國科學雜誌《無線電通信》記者霍克都聽到了三聲“滴答”,自此馬可尼的名字享譽全球,美國紐約時報頭版頭條打上了“劃時代的馬可尼”的標題。
  收獲巨大成功之後,低調謙遜的馬可尼並未就此滿足,他還在繼續研究改良方案。1902 年他發明了礦石檢波器來接收電波,能使交流頻率變成直流,易於檢收波長。1903 年馬可尼開始推廣無線電的實用,在美國紐約州建立大電台,設立實用大西洋無線電報公司;1905 年,發明無線電直傳法,不必借著總電台的傳播,使無線電發收報台的獨立性增加;1906 年,他又發明了“連浪送信法”,也就是無線電聯播的方法。
  1906 年在柏林召開了第一次國際無線電報大會,有 29 個國家參加,簽訂了國際無線電公約,也就是在那次會議上規定了海上求救信號為“SOS”。1910 年,他在布宜諾斯艾利斯接收到從約 9650 公裏外的愛爾蘭的克利夫登發出的無線電信息,使用的波長約為 8000 米。兩年後,馬可尼進一步改進了發射和接收性能,建設大量的遠距離無線電台。由於發射和接收效率的提高,馬可尼於 1918 年 9 月第一次成功地將無線電信息從英國發送到澳大利亞。
  無線通信雙向化,手機成馬可尼預見的未來
  1924 年,他成功說服英國政府通過他發明設計的短波技術建設全球聯網的的無線電台;1931 年他為他的好友--羅馬教皇創建了全球首個商業廣播服務,以便於梵蒂岡自由的向信眾傳播信息。1932 年發現高頻波;1937 年 3 月麵向美國的無線電廣播成為了他人生中最後一次公開演講,他感歎當時的廣播還停留在單項通信,在他的預見中無線電通信將會朝著交流雙向的未來發展,後來的電話、大哥大以至於當今的智能手機、平板都印證了馬可尼的預見。
        1904 年,牛津大學和格拉斯哥大學分別授予“榮譽博士”的學位;1909 年,馬可尼憑借著在無線電領域的突出成就獲得諾貝爾物理學獎;1914 年,馬可尼被任命為意大利的中尉,並封為意大利元老院議員,獲得過英國皇家維多利亞大十字勳章和爵位,1929 年獲得了侯爵的世襲頭銜。 
   因為馬可尼 將近 1700 個人得救
  上文曾提及幼年的馬可尼對航海船隻有著這樣的擔憂:“假如船隻出現故障,如何和其他船隻或者陸地進行聯係?”在無線電迅速普及之後開始裝備在輪船上,而這項技術挽救了將近 1700 人的生命。
  1909 年,一艘定期航行於大西洋的班輪和另一艘船相撞導致電力設備損毀,隻能無助的傾斜在濃霧籠罩的海水中。不過一名年輕的無線電通訊員賓斯(Jack Binns)立即連接到緊急供電電池上並發出求救信號,結果 48 公裏外的陸上人員聽到信號,盡管濃密的海霧擋住了救援者的視線,但通過無線電引導搜索並最終救起 1700 人。
  馬可尼還和泰坦尼克號有關係?
  而另一個和無線電通信息息相關的就是著名的泰坦尼克號。1912 年 4 月 10 日,世界上最大、最豪華。號稱“不會沉沒”的海洋班輪開始了自己的處女航。當時有人免費贈送了馬可尼一張船票,但由於還有一些學術論文需要完成所以提前三天登上了英國遠洋郵輪盧西塔尼亞號,從而逃過一劫。
  4 月 14 日晚上,無線電發出的冰山警告被船員忽視了,晚上 11 點 40 分時,船撞上一座冰山。2 小時 40 分鍾後,泰坦尼克號消失在北大西洋冰凍的海水下。當時泰坦尼克號曾相附近船隻發出求救信號,但船上疲憊的無線電通信員已經下班,因此所有生還者的希望都集中在 96 公裏外的“喀爾巴阡號”(the Carpathia) 上,兩個小時後,喀爾巴仟號抵達那裏時,漆黑的海水已經吞噬了泰坦尼克號,最終救起七百多個人,大約有一千五百個人死亡。
  馬可尼晚年經受著心髒病的折磨,於 1937 年 7 月 20 日清晨病逝,享年 63 歲,意大利政府為他舉行國葬,他的死訊經由無線電傳遍全世界,各地的收發站為了紀念他,全體一致關機默哀兩分鍾。盡管馬可尼的人生畫上了句號,但他留給人類的巨大財富卻在曆史潮水的洗刷下熠熠生輝,影響著一代又一代。