科學發明發現 第四章(5)(1 / 1)

貝爾本是蘇格蘭人,由於受家庭影響,從小就對聲學和語言學有濃厚興趣,並因這方麵的研究工作而逐漸有了較高的聲望。1873年時,貝爾受聘波士頓大學成為聲音生理學教授,全家移居美國。當時,電報業發展如火如荼,貝爾也參加了電報的改進研究工作,並對電訊技術有了一定的了解。在一次關於發報機的實驗中,當助手華生把粘在一起的簧片彈開時,貝爾的發報機的簧片也振動起來,發出了響聲,並且這種響聲還通過導線傳到了另一個房間的儀器上。受此啟發,貝爾有了關於“發音電報”或者叫“電話”的念頭,於是他開始了電話的研製發明工作。從原理上看,隻要將聲波的振動轉化成電流的振動,人的聲音就可以通過電線傳送出去。現在的關鍵是,如何在物理方式上實現這種轉化。經過多次的實驗後貝爾發現,碳粉的密度可以較大幅度地改變電阻,從而改變通過它的電流強度。如果用鋼膜夾住碳粉作話筒,那麼當有聲音時,聲波對鋼膜的衝擊將改變被夾碳粉的密度。根據這一物理原理,貝爾首先製造出了送話器和受話器,後又經過多次的調試,終於在1876年2月成功地造出了第一部電話。

一年以後,貝爾在馬薩諸塞州演示了如何使用電話。貝爾通過電話與遠在22.4千米外的波士頓的華生通話,他們兩人在電話中唱歌,交談,還交換了新聞。這使在場的人們都驚奇、興奮到了極點。第二天,《波士頓環球報》刊登了這條新聞,並配以“電話傳送--通過電線以人的聲音發送的第一條新聞”的標題。這條新聞在北美各家報紙上互相轉載,歐洲的科技雜誌也進行了相關報道。此後不久,電話機就開始為公眾所采用,電話用戶數量在美國及世界各國以幾何級數快速增長,人類終於實現了“天涯若比鄰”的夢想。貝爾也因為發明電話而奠定了他在世界技術史上不朽的地位。

無線電通信技術的發明

1864年,英國科學家麥克斯韋的電磁學方程組建立,從理論上預言了電磁波的存在。二十幾年後,德國科學家赫茲通過實驗,實際測出了電磁波的存在。上述成就使人們立即意識到了電磁波的應用價值--利用它進行無線電通信。當時有許多科學家和技術工程師參與了無線電技術的研製工作,如1895年,英國著名科學家盧瑟福利用他發明的檢波器可使無線電信號傳輸1.2千米;1896年,英國物理學家洛奇研製的電磁波接收器能夠接收到800米以外地方的電波信號。真正將無線電通信研製達到實用階段的,是意大利物理學家、發明家馬可尼和俄國物理學家、電氣工程師波波夫。

馬可尼小時候就表現出對物理學特別是電學的濃厚興趣,從13歲就立誌要用電磁波來傳遞無線電信號。1894年,不滿20歲的馬可尼利用自製的發射機和接收機,以及他自己發明的垂直天線,收到了1.5千米以外發來的信號。由於在意大利不能獲得支持,馬可尼1896年孤身一人來到英國,其研究工作受到英國郵政總局總工程師普利斯爵士的賞識。在普利斯的安排下,馬可尼進行了無線電收發現場表演,在郵政大樓頂上和相距約300米遠的儲蓄大樓之間,成功實現了無線電信號的發射和接收,在場的工業界、商業界和學術界的名流無不受到極大鼓舞。到1897年時,馬可尼已經能使收發距離增加到16千米,同年,馬可尼無線電報公司成立。馬可尼的發明很快用於航海救險,他在英國普爾度建立了一個大發射台,采用音響火花式電報發射機發射信號,設在3200千米之外的收報機成功地收到了從普爾度發來的“S”字母。這次的成功標誌著無線電報開始進入遠距離通信的實用階段。馬可尼因其在無線電發明上的卓越貢獻,與德國物理學家布勞恩共同獲得1909年的諾貝爾物理學獎。