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第6章 信息领域的故事(3)

1852年,通过海底电缆建成了伦敦和巴黎之间的直通电报线路。

1866年,经过屡次波折和失败的横跨大西洋联接欧洲和北美大陆的跨洋海底电缆终于成功地启用。

1902年,通过海底电缆,已经将大部分国家连接起来,实现了环球通讯。

电报促进了科学技术的发展,繁荣了各国之间的贸易往来,加强了各国人民之间的了解和友谊,为人类发展作出了不可磨灭的贡献。知识点摩尔斯电码摩尔斯电码(又译为摩斯电码)是一种时通时断的信号代码,这种信号代码通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号等。它由美国人艾尔菲德·维尔发明,当时他正在协助SamuelMorse进行摩尔斯电报机的发明(1835年)。最早的摩尔斯电码是一些表示数字的点和划。数字对应单词,需要查找一本代码表才能知道每个词对应的数。用一个电键可以敲击出点、划以及中间的停顿。虽然摩尔斯发明了电报,但他缺乏相关的专门技术。他与艾尔菲德·维尔签订了一个协议,让他协助自己制造更加实用的设备。

电话的发明

美国波士顿大学的语音学教授贝尔突然向校董会提出了辞呈。这位出生在苏格兰的26岁教授是波士顿大学的荣誉。他在一个书香世家长大,父亲和祖父都是著名的语言学家,他17岁毕业于欧洲著名的英国爱丁堡大学。他在伦敦大学专攻语音学硕士学位,电话的发明者贝尔当贝尔父子为逃避肺结核移居北美,立刻引起美国专家们的重视。当22岁的贝尔应聘成为波士顿大学教授的时候,贝尔的父亲已经成为北美闻名的语音专家了。贝尔父子两人经常被邀请到全美各地去讲演。贝尔十分善于讲演,很受听众的欢迎。

贝尔为什么要放弃令人羡慕的教授位置呢?他当然自有主张。

当贝尔定居美国时,摩尔斯电报已广泛应用,成为一种新兴的通信工具。贝尔想,“既然电流能够传递电波信号,为什么不能传播声波信号呢?”贝尔打算发明一种传播声音的“电报”(即电话)。如果人们用电缆直接通话,那该多么方便啊!

贝尔向校方提出辞职时,他的电话研制已经进入了关键阶段。他实在脱不开身来。自己买材料,自己安装,做实验,查数据,紧张的工作搞得他精疲力竭,就连辞职书也是请别人代转校长的,他现在可以正式搞实验了,再也用不着挤时间。白天和黑夜全都属于他,贝尔全身心地投入到电话研制中去。

电磁铁片的振动膜研制成功了。

讯号共鸣箱也宣布告竣。

螺旋线圈的振动簧片,已经达到设计要求,拟想中的电话主要部件全部完成。繁杂的工艺使他自顾不暇,贝尔多么需要一个助手啊!因为研究电话,必须要两个人合作才行。一个偶然的机会,他遇到一位18岁的电气技师沃森,两人一见如故。很快,共同的理想和追求,使他们成了终生不渝的合作者和朋友。

贝尔和沃森的实验室,坐落在波士顿柯特大街109号寓所内。那是两间废弃多年的马车棚。尘土满地,拥挤闷热,一间房子四周被他们堵得严严实实,为了防止外面杂音传到屋内,贝尔叫它“听音室”。另一间是“车间”,兼作“喊话室”,房内到处是电磁元器件。经过贝尔和沃森的勤奋劳作,两间房子的隔音效果十分理想。

经过两年的研究,无数次地拆装实验,经历了无法统计的挫折、失败,两位年轻人终于看到了胜利的曙光。

1875年6月2日是一个令人难忘的日子。这一天,贝尔和沃森同往常一样重复讯音共鸣试验。

沃森走入喊话室,准备发出声音讯号。贝尔跑进听音室,随即把门关得紧紧的。按照两人的约定,在试验中沃森用声音使振动膜轮番振动,而贝尔则依靠自己特殊的语音学家的敏锐听觉,倾听振动簧片产生的共振。他挨个将那些共振薄膜安装到收话器上,仔细地辨听电流脉冲产生的音响。

突然,他听到了一种断断续续的声响,那是从颤动的振动共振膜里发出来的。细心的贝尔当即断定,它不是脉冲电流产生的声音。他需要沃森的证实!整个这一切只不过是一瞬间的事情。然而,这是导通认识思路的一瞬间。贝尔感到他终于捉住了那鬼魂般时有时无的振动的尾巴。

贝尔迫不及待地将收话器放到桌子上,冲出房门,大步流星地朝隔壁房间奔去。他异常激动,朝着被连续16小时紧张工作弄得筋疲力尽的沃森喊道:“你是怎样做的?你什么也别动!按照两分钟前的做法重复一遍!”

“请原谅,我太累了,所以搞错了。”沃森辩解道。由于不了解究竟发生了什么情况,沃森显得有点紧张。

贝尔平静下来和颜悦色地抚慰他说:

“亲爱的沃森,我知道你很累了。我请你完整地重复一遍搞错的过程……”

沃森解释说,他接通振动膜时,未能把它接到电路上。为了排除故障,他就扯动了几下膜片,想用这种方法使它振动。而这正是贝尔在接收器里听到的颤音。它就像当今人们在使用麦克风前,用手指弹击受话器的振动膜一样。

贝尔的思路被证实了,他激动地说:“总算响起来了,总算响起来了。”

“你快说,发生了什么?!”沃森的困意一下全没了。

贝尔告诉沃森,以前我们的设计思路只着眼于发送和接收电流脉冲信号,这样就使接收复制出的电流脉冲信号发生很大的变形。难怪两年多来,那古怪的电流脉冲信号时有时无,使我们一直感到困惑。这次,你手动膜片必然带动线圈,因而产生了法拉第所发现的感应电流,我接收到的正是你的感应电流。这种电流是由簧片牵动线圈振动而产生的……贝尔发明的电话聪明的沃森立刻明白了。他建议把精力放在感应电流的产生和复制上,就可以实现通话。“对!”贝尔狠劲拍了一下伙伴的手掌,两人笑了起来,又接着做起试验。

沃森扭身跑进听音室。贝尔让振动膜及线圈在受话器已有的磁场中来回上下移动。“听到了,听到了。”一种奇妙的沙沙声,最后变成刺耳的尖声。现代人打电话时,经常为感应电流失控产生的噪声而烦恼。可是,当时这声音在沃森和贝尔的耳朵里,比优美的交响乐还要动听、悦耳。

电话基本原理的雏形,在两位年轻人的头脑中形成了。用声音振动膜片,同时使线圈振动产生感应电流,通过导线传递到收听一方,感应电流又转化为线圈振动,最后振动簧片复制出声音。

过了感应电流这一关,振动膜复制声音就容易了。贝尔辞去教授时,已经和父亲用4年多时间研制聋人用的助听器。这方面贝尔不担心,而感应电流是沃森熟悉的,对此他也是放心的。

又经过半年多的苦干,他们终于制成了第一套传话器和听筒。这是1876年。贝尔刚刚29岁,沃森仅22岁。两个勇敢的青年,克服了重重困难,终于把电话机制造成功了。

1876年,贝尔获得了美国专利局的专利证书。几个月后,正好赶上举行美国建国一百周年纪念博览会。贝尔和沃森风尘仆仆地赶到费城,在博览会上表演了电话通话。参观的人络绎不绝,赞不绝口,但只是把它作为一个神奇的玩具。人们没有认识到他们此项发明的重要性。贝尔的电话初见世面,没有遇到知音。

贝尔和沃森回到波士顿,再次对电话做了改进,并且开始利用各种场合宣传电话的原理和用途,促使更多的人认识到电话的广阔前景。

1878年,贝尔和沃森在波士顿和纽约之间首次进行了长途电话实验,两地相距300千米,实验取得了圆满成功。这次实验成功是得益于爱迪生的发明。为了使电话跨越长距离,爱迪生改进了电话的送话器,在其中加大了感应线圈,使电话达到了实用化。这一年,贝尔电话公司正式成立。

由于电话的信息传递异常便利,因此得到突飞猛进的发展。1878年美国电话不过几百台,两年后猛增到48000多台。1910年仅北美就拥有700多万台电话机。一百几十年后的今天,全世界已拥有25亿~3亿部电话机。

如今电话已经成为人们日常生活须臾不能离开的通讯工具了。知识点海底电缆海底电缆是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底,用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料,传输电话和互联网信号。全世界第一条海底电缆1850年在英国和法国之间铺设。中国的第一条海底电缆是在1888年完成。

无线电的发明

门铃声急促地响起来。古雷姆夫人放下手中的活计,急忙穿过客厅跑去开门。她以为一定是邻居威廉逊太太来了,可是推开房门一看,门外空无一人,只有仲秋的阳光懒洋洋地照射在泛黄的草坪上……明明是门铃响了,怎么会没有人呢?“真是怪事!”她只好回到书房去。隔了一会儿,铃声又响起来,古雷姆夫人不大情愿地又去了一趟,结果还是扑了个空。这回她可有点生气了,她冲出房门,一切还是静悄悄的,然而回头一看,她惊呆了。

门铃又一次响起来,她惶然地伸手去按按钮,可按钮根本不听她的使唤,你按时它不响,你不按它偏响。

“马可尼,马可尼,我的孩子,快来呀!门铃出毛病了!”古雷姆夫人大声向儿子求助。

这时,从楼上跑下来一个小伙子,他个头中等,20岁左右,穿着一身工作服,手里拿着一个带按钮的木盒子,一双炯炯有神的眼睛凝视着母亲。听了母亲的述说,小伙子笑哈哈地乐个不停。一时间,古雷姆夫人被弄得糊里糊涂。

原来,这位名叫马可尼的小伙子,正在做无线电信号传送的实验。他把门铃设计成信号接收装置,手中的木盒子就是信号发送装置。

马可尼把母亲请到楼上,这是他的小小实验室,小长桌是他的实验工作台,上面摆着一台收发报装置。他一按手中的按钮,很快就从楼下客厅门外传来一阵阵铃声。楼上、楼下并没有任何导线相连,这使略懂一些物理知识的马可尼的母亲,也感到吃惊了。

发明无线电的马可尼这就是马可尼第一次实现了无线电信号传送,他被后人誉为“无线电通讯之父”。马可尼1874年4月25日出生于意大利帕多瓦城,在著名的帕多瓦大学学习物理。马可尼在学生时代,德国物理学家赫兹用自己设计的杰出实验,证明了电磁波的存在,同时还向人类表明电是可以无线传播的。虽然,在赫兹的实验装置中,电的发射源和接收源之间的距离是微不足道的,但它却启发人们,用电进行无线通讯是可能的。

用电进行无线通讯的关键,是扩大赫兹实验装置中电的发射源和接收源的距离。在赫兹实验的鼓舞下,物理学家们开始了扩大电波传播距离的研究,不久,法国物理学家布冉利研制的金属屑玻璃管电波接收器,在140米以外的地方,探测到了电磁波。

法国布冉利的上述实验,引起了英国物理学家洛奇的兴趣,他改进了布冉利装置。成功地在800米外,接收到了用摩尔斯电码发送来的信号。

1894年元旦,年仅37岁的赫兹不幸逝世。这时,20岁的马可尼正在欧拉巴圣地度假。当他看到自己的老师、帕多瓦大学物理学教授里奇悼念赫兹的祭文时,深受感动。许多有线电报的行家和物理学家对赫兹实验有助于未来的无线电报的研究,寄予厚望,奥古斯特·里奇教授就是一个代表。他对热心实验研究的马可尼说:“如果人类能够利用电磁波的话,那么电报就会飞越太空。总有一天,不用导线的通讯就会成为现实。”

里奇老师的一番话,使马可尼完全投入到无线电报研究上来了,用电磁波传递讯息,已成了年轻的马可尼的科学理想。

假期还没有结束,马可尼就回到帕多瓦附近父亲的庄园的小阁楼里,专心地搞实验。这位年轻人经历了许多次失败,父亲常常嘲笑他是一个“不切实际的空想家”,可是母亲从他屡败屡战的实验上,丝毫也看不出他的气馁。

马可尼刻苦攻读了赫兹、布冉利等人的电学著作,同时找来当时所能找到的实验设备和仪器:多路火花放电器、感应线圈、摩尔斯电报键和金属屑检波器。马可尼首先实现了无线电室内传送信号,使电铃响了起来。

马可尼和助手在做实验到了这一年的秋天,马可尼在小阁楼的实验室与27千米的山丘之间,成功地进行了通信实验,实验的进展使马可尼万分高兴。由于父亲的坚决反对,马可尼缺少继续做无线电实验的经费,他写信给意大利邮政部长要求予以资助。一个22岁的小伙子搞起了稀奇古怪的玩意,还要求政府的资助,这太古怪了,短视的意大利政府对这位无名发明家的发现,置之不理。

父亲的冷嘲热讽,邮政部的置之不理,都不能改变马可尼的决心。最后。在母亲的支持下,马可尼到英国找舅舅帮忙去了。幸运的马可尼很快得到英国邮电部门普利普斯总工程师的支持和帮助。1896年,马可尼的发明取得了英国政府的专利。在普利普斯总工程师的支持下,无线电通讯实验十分顺利。1897年,他在南威尔士越过布里斯托尔海峡,至索美塞得丘陵高地之间,进行通讯实验表演,收发报之间的距离已达15千米以上。

普利普斯十分欣赏马可尼的才干,他幽默地说:“人人都认识鸡蛋,但是,只有马可尼把鸡蛋立了起来。”这时,马可尼达到了废寝忘食的地步。1897年5月间,马可尼的无线电通讯实现了从海岸到船只等活动目标之间的通讯实用化。同年,马可尼无线电报公司在伦敦成立,马可尼兼任董事长。

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