一年一度的俄羅斯“無線電節”
1948年5月7日是蘇聯物理學界一年一度的“無線電節”。這一天，蘇聯的許多物理學家都聚集在首都莫斯科，一起參加慶祝活動。“無線電節”之所以選擇在5月7日，是因為“無線電之父”波波夫在這一天設計了世界上第一台無線電接收機，為無線電的運用奠定了基礎。不僅如此，蘇聯的喀琅施塔得通信學校、敖德薩通信電工技術學院、無線電工程學會等都用波波夫的名字命名，蘇聯政府也不定期向全國發行關於波波夫對人類貢獻的郵票。
1945年，蘇聯政府部長會議決定，為表彰在無線電方麵卓有成就的各國科學家，特設立“無線電節”並組織慶祝活動。從1945年開始，“無線電節”已經連續舉辦了四屆。相對前三屆而言，此屆慶祝活動顯得更加隆重。因為活動中首次頒發世界無線電領域的最高榮譽獎項——波波夫金質獎章。榮獲此獎章的科學家是蘇聯通訊院院士伐林丁彼得洛維奇伏洛格琴。蘇聯科學院當年的內部通報稱，“伏洛格琴真是足以稱為偉大的俄國學者波波夫一生所貢獻事業的繼承人，他榮獲波波夫金質獎章正說明了他在無線電技術發展中的最高功績的公認。”
波波夫是誰？他在電磁學上到底取得了什麽成就，以致於蘇聯人民如此尊崇他？他的科學之路是怎樣的呢？
其實，波波夫的人生故事還真有些與眾不同，包括他的童年生活……
從炸藥專家到電燈推廣員
波波夫原名亞曆山大斯捷潘諾維奇波波夫，出生於俄國烏拉爾經濟區的牧師家，從小對木工、電工等技術很感興趣，表現出異於常人的天賦。看到自己的兒子小學時就能製作水磨模型，自製電池，改裝鬧鍾，開明的父親把波波夫送進學風開明，注重培養學生動手能力的神學校上中學。中學期間，波波夫的數學和物理學科成績特別好，受到校長的重視。他18歲考上彼得堡大學進修物理後，小時候對電工的興趣派上用場，因為他靠給電燈公司當電工換取報酬來維持學業。
兩年後，追求進步的波波夫轉到森林學院（注一）學習。因為這裏學術思想活躍，允許學生自由發展。這段時間，他對炸藥產生濃厚的興趣，業餘時間用炸藥在森林裏進行實驗。盡管他清楚了解炸藥大王諾貝爾為研究炸藥險些喪命的事兒，但仍樂此不疲地試驗著，直到研究出電線遙控炸藥。沒錯，就是現在港匪片裏劫徒常用的那種炸藥，卻被當時的同學引為奇談，波波夫也被公認為“炸藥專家”。
1883年，“炸藥專家”從森林學校畢業，被喀琅施塔得海軍水雷學校聘請，身份變為電學教員。這期間，他業餘給電燈公司當電氣師，試圖改良電燈的同時，也向人們推廣電燈。“炸藥專家”的理想變成“為整個俄國帶來光明”。
無線電接收機研發成功
正當波波夫為延長電燈的使用周期而傷透腦筋時，一則讓他既震驚又興奮的消息從異國傳來：德國科學家赫茲1888年捕捉到電磁波！
“電磁波太神奇了，可以極短時間內飛越全球，”仔細研讀赫茲的論文後，波波夫在日記中寫道：“窮我一生來裝電燈，估計隻能照亮俄國的十幾個城市，但用電磁波進行無線電通信，估計隻要幾分鍾。”
用電磁波進行無線電通信，這可是根很難啃的“骨頭”。因為當時的科學家們都認為：電磁波具有光波的特性，隻能沿直線傳播，沒有導線作為傳輸媒介，不利於控製；盡管它可以反射，但天空中沒有鏡麵，怎麽進長距離的傳播呢？連赫茲也在給德國工程師胡布爾的信中寫道：“若要利用電磁波進行無線通訊，非有一麵和歐洲大陸麵積差不多的巨型反射鏡不可。”
迎難而上，為科學連命都不顧的波波夫，從此踏上無線電研究之旅。他很明白，無線電通信最關鍵且迫切的問題是研製靈敏度非常高的無線訊號接收機。因為有了接收機，就可以不用考慮巨型反射鏡的問題。開始，波波夫通過“借用”赫茲實驗中的檢波器來進行研究。赫茲式的檢波器，是在圓形導線兩端留間隙，電磁波則在導線上產生電壓，在間隙產生火花。很顯然，這種方式產生電火花很少，導電性能差，隻能供實驗用。
“怎樣才能有效控製檢波器的火花，並提高導電性呢？”為此，波波夫進行了更多的實驗。幾年後，波波夫得到一個消息：法國物理學家布朗利從實驗中得知，電磁波會讓鬆散的鎳粉凝聚起來，導電性能非常好；英國物理學家洛奇隨即根據這一理論研製成金屬粉末檢波器。
“洛奇的發明可以借鑒！”詳細研究金屬粉末檢波器後，波波夫決定將它進行改良後用於自己的無線電接收機。經過多次實驗，他做成一個更有效的檢波器：一根兩端是正負極的玻璃管，裏麵裝金屬粉末。接收到電磁波信號時，金屬粉末就凝聚起來，電路接通，電鈴響動；反之電鈴聲停止。
很快，新的問題又來了。改裝後的金屬粉末檢波器震動太過頻繁，不利於控製。經過查閱資料和深入思考，波波夫終於找到一個好辦法，即安裝電磁繼電器。這樣，檢波器在收到電磁波信號後立即接通電路，從而保證了無線訊號接收機的高度自動化。無線電接收機終於研製成功了。
日曆翻到1895年5月7日。彼得堡舉行的俄國物理化學年會上，波波夫宣讀論文《金屬屑同電振蕩的關係》之後，與助手雷布金現場展示了自製的無線電接收機。
雷布金在會議室的另一頭操作電磁波發生器，波波夫則在約60米遠的講台上安裝無線訊號接收機。接收機主要由檢波器、繼電器、電鈴及天線組成。當雷布金接通電磁波發生器時，波波夫這邊的接收機電鈴就響了起來；斷電後，電鈴就停止了。
“無線電裝置可以接收至少60米遠傳來的電磁波信號。相信這個裝置經改良後，能迅速進行遠距離通信！”波波夫用事實向現場科學工作者們表明：電磁波將為人類的生產生活帶來巨變！
會後，波波夫將莫爾斯電報機（注二）的記錄儀引入無線電接收機之中，於是電報紙的紙條可以迅速記錄大氣的放電情況。這個被他稱為“雷電指示器”的發明，很快被裝在聖彼得堡的氣象站上，用以預告即將到來的雷電暴雨。無線電終於進入實際應用階段。
鑒於此，50年後，取代沙皇俄國的蘇聯政府將5月7日訂為“無線電節”，沿用至今。
波波夫改進無線電接收機後，激情迸發，所獲成果一個接一個，在俄國科學界引起轟動。
1896年3月24日，俄國物理化學協會年會上，波波夫正式進行無線電傳播莫爾斯電報的表演。接收機裝設在物理學會會議大廳裏，發射機放在距大廳250米的森林學院化學館裏，物理學會分會會長佩特羅司赫夫基教授則記錄並公布波波夫事先擬好的電報內容。
當雷布金在化學館裏拍發信號後，佩特羅司赫夫基把接收到的電報字母寫在會議大廳的黑板上，報文正是波波夫事先擬好的內容：“海因裏希·赫茲。”這份極短的電報，也是世界上第一位準確的文字無線電報。
全場1000多人報以驚歎和掌聲。
從會議中得知“無線電遠距離通信前途無限”的俄國政府，給了波波夫最給力的支持——提供海軍演練。在海軍的配合下，波波夫於1899年實現了無線電50千米遠通信的目標，此舉意味著無線電完全可以運用到戰爭中。1901年，他研發的無線電收發兩用機，成功運用於陸軍。
正當波波夫在無線電領域闊步向前的時候，可惜天不假年，1906年1月13日，他因腦溢血在聖彼得堡病逝，年僅46歲。
波波夫的英年早逝，對世界物理學界來說都是巨大的損失。不少科學家認為，如果他還能活一年，1906年度的諾貝爾物理學獎非他莫屬（諾貝爾獎隻頒發給生者）。為此，有媒體稱當年獲諾貝爾物理學獎的湯姆孫是“迄今為止最幸運的諾貝爾獎獲得者”！
話說波波夫完成長距離無線電通信之後，意大利人馬可尼和美國人特斯拉也完成類似實驗。直到現在，以意大利為首的歐洲國家和美國為首的美洲國家，還為“誰是無線電之父”爭得不可開交。其實，翻開世界科學史，對比年份，波波夫一直領先，隻是他沒有申請專利，所以隻是被俄羅斯人稱為“無線電之父”！
而馬可尼對無線電的癡迷，與波波夫有得一拚。當波波夫表演無線電收報機後的1896年，22歲的馬可尼登上開往英國的郵輪，向世界展示自己的無線電接收機，這可是他五年多的心血。馬可尼的這次表演會成功嗎？為何歐洲人都稱他是“無線電之父”？請看下集《無線電飛遍全球，原來要感謝他！》
【備注】
1、 森林學院，即聖彼得堡國立林業技術學院，成立於1803年。在林業研究及高等教育方麵在俄羅斯位居領先地位。擁有麵積為65公頃的森林公園作為學習、研究基地。
2、 莫爾斯電報機，電報通信最早是由美國人摩爾斯於 1844年發明的，所以電碼符號也被叫做摩爾斯電碼。用電碼符號來發報的機器即莫爾斯電報機。由於各國文字不同，電碼符號也不盡相同。
【主要參考資料】
1、 論文《無線電發明家A.C.波波夫》，《物理學報》1959年3月號。
2、 論文《紀念偉大的無線電發明家波波夫誕生一百周年》，華東師範大學陳函奎著。
3、 蘇聯科學院1948年通報76-79頁，《榮獲第一次波波夫金質獎章的做洛格琴》，科爾莫郭洛夫撰，畢黎譯。
作者：魏德勇