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無線電通信之父:馬可尼

2020/10/20
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閱讀需 17 分鐘
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在之前的文章中,小棗君給大家介紹了電磁理論的奠基過程。

我們知道,奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng);法拉第經(jīng)過反復實驗,提出了電磁感應(yīng)定律;麥克斯韋通過數(shù)學推算,預測了電磁波的存在;最終,赫茲通過實驗,證實了電磁波的存在。

電磁理論成型之后,沒過多久,無線電通信時代就開啟了。

今天,我們就要講講無線電通信誕生的故事。

故事的主角,就是大名鼎鼎的無線電通信之父——馬可尼。

馬可尼,全名叫做 Guglielmo Giovanni Maria Marconi,通常直接寫成 Guglielmo Marconi,中文翻譯為伽利爾摩·馬可尼,也有翻譯為古利莫·馬可尼或古列爾莫·馬可尼。他是意大利無線電工程師、企業(yè)家,也是實用無線電通信的創(chuàng)始人。

我們還是從頭開始講述他的故事吧。

▉ 馬可尼的生平

1874 年 4 月 25 日,伽利爾摩·馬可尼出生于意大利的博洛尼亞市。他的父親朱塞佩·馬可尼(Giuseppe Marconi)是當?shù)匾晃怀晒Φ钠髽I(yè)家,非常富裕,擁有自己的農(nóng)場。他的母親也身世不凡,是愛爾蘭貴族的后裔,當時擔任音樂教師,名叫安妮·詹姆森(Annie Jameson)。

他母親其實是他父親的第二任妻子,他父親的前妻因為難產(chǎn)去世。

馬可尼在家里排行老二,他有一個哥哥,名叫阿方索。后來他還有一個繼兄弟,叫路易吉。

因為家境富裕,馬可尼的童年生活衣食無憂。他從小就熱愛科學,在自家閣樓中建了一個實驗室,搗鼓自己的科學發(fā)明。他父親有一個私人圖書館,馬可尼經(jīng)常在圖書館里博覽群書。

對于馬可尼的實驗行為,他的父親曾經(jīng)是非常反感的,認為他是不務(wù)正業(yè)。而他母親卻非常支持他,給予了保護和鼓勵。

值得一提的是,馬可尼有一個鄰居兼啟蒙老師——當時博洛尼亞大學的物理學教授奧古斯托·里吉(Augusto Righi)。

馬可尼的啟蒙老師——奧古斯托·里吉

這位教授很看好馬可尼,不僅允許馬可尼使用學校的實驗室,還準許他將實驗儀器借回家中。此外,教授還同意馬可尼借閱學校圖書館的圖書。

所有這些,為馬可尼后來的偉大發(fā)明奠定了堅實的基礎(chǔ)。

1894 年,也就是赫茲去世的那年,馬可尼剛滿 20 歲。有一天,他正和自己的哥哥在阿爾卑斯山度假,偶然讀到了電氣雜志上赫茲的實驗介紹和論文。

海因里?!ず掌潱?857-1894)

他馬上想到,電磁波可以用于通信。于是,他匆忙結(jié)束假期趕回家中,著手進行相關(guān)的實踐。

很快,馬可尼就取得了進展。他在家里發(fā)明了一個簡陋的無線電裝置,用無線電波打響了樓下的電鈴。

1895 年夏,馬可尼對無線電裝置的火花式發(fā)射機和金屬粉末檢波器進行了改進,在接收機和發(fā)射機上都加裝了天線,成功地進行了無線電波傳輸信號的實驗。

同年秋天,馬可尼將實驗從室內(nèi)轉(zhuǎn)移到室外,通信距離增大到 2.8 千米,不但能打響電鈴,而且還能在紙帶上記錄莫爾斯電碼。

在取得初步的成果之后,馬可尼迫不及待地向意大利政府申請專利并希望獲得研發(fā)經(jīng)費。然而,目光短淺的意大利政府忙于鋪設(shè)有線通信電纜,認為馬可尼的發(fā)明并不靠譜,拒絕了他。

于是,義憤填膺的馬可尼在母親的支持下,來到英國倫敦,希望能夠成功申請專利并獲得支持。

1896 年 6 月 2 日,馬可尼如愿申請到了自己的無線電專利,當時名為“發(fā)射電脈沖和信號及其設(shè)備的改進”,專利號碼為 12039/96。

獲得專利后,馬可尼與自己的發(fā)明合影

獲得專利后,馬可尼積極在社會名流前奔走,演示自己的新發(fā)明。不久后,馬可尼邂逅了英國郵局首席電氣工程師威廉·普里斯(William Preece)。普里斯很快意識到馬可尼發(fā)明裝置的價值,積極為其奔走宣傳。

1897 年,馬可尼和他的助手在英國海岸進行跨海無線電通信試驗。

他們將發(fā)射機安裝在海岸上的一間小房子里,屋外豎起一根高桿子,上面架設(shè)的是用金屬圓筒制成的天線。

剛開始時,馬尼可將接收機放在距海岸 4.8 公里的一個小島上。結(jié)果,試驗很容易就獲得了成功。之后,他又將距離擴大至 14.5 公里,也獲得成功。

此后,馬可尼不斷改進通訊裝置,使其通訊距離不斷增加。

1897 年,馬可尼在倫敦成立了"無線電報及電信有限公司",后來改名為"馬可尼無線電報有限公司"。

1898 年 7 月,馬可尼的無線電報裝置正式投入商業(yè)使用,當時是為愛爾蘭《每日快報》報道金斯湯賽船的情況,大獲成功。

很快,無線電報被應(yīng)用于遠洋航海業(yè)。

當時,遠洋航行存在極大的風險。輪船出海經(jīng)常會遇到極端天氣或者冰山。一旦發(fā)生事故,基本上束手無策,因為呼救信號根本無法發(fā)出。

無線電通信的出現(xiàn),毫無疑問拯救了所有的海洋旅行者。

1899 年 3 月 3 日,東凱旋號船被另一條船撞破,還好船上裝有無線電報裝置,及時發(fā)出了求救信息,結(jié)果成功獲救。這是無線電首次充當海上營救通訊工具。

1899 年夏天,馬可尼成功地實現(xiàn)英吉利海峽兩岸的無線電報聯(lián)絡(luò),通訊距離達到 45 公里,轟動了半個歐洲。

沒過多久,1899 年 7 月,馬可尼的通訊系統(tǒng)第一次被應(yīng)用于英國海軍演習。很快,馬可尼從英國皇家海軍那里得到第一份合同:為英國海軍裝備 28 艘軍艦和四個陸上通訊站。

大家一定不會想到,就在同年,中國也進口了幾部馬可尼無線電報機,安裝在兩廣總督督署、威遠等要塞以及南洋艦隊艦艇上,用于軍事指揮。

1900 年,馬可尼為其"調(diào)諧式無線電報"取得了著名的第 7777 號專利。

1901 年,馬可尼計劃在加拿大紐芬蘭和英國昆沃爾之間,實現(xiàn)橫跨大西洋的超遠距離無線電通信。

12 月 12 日,試驗當天,紐芬蘭遭遇了強烈的風暴,預先吊起的天線氣球被狂風吹跑。無奈之下,馬可尼只能臨時借用風箏拉起天線。

經(jīng)過焦急的等待,忽然,微弱的信號傳來,是斷斷續(xù)續(xù)的三個點“S”的莫爾斯碼信號。試驗獲得成功!

當時,所有人都不明白為什么無線電可以不受地球表面彎曲的影響,傳播那么遠的距離,就連馬可尼自己也不明白。后來,人們才知道是因為電離層“反射”了無線信號。

跨海無線電通信成功的消息很快傳遍全球,世人為之震驚。各國政府紛紛跟進,研究無線電通信技術(shù),采購無線電收發(fā)報機。人類的通信方式,開始發(fā)生巨變。
這一年,馬可尼只有 27 歲。

無線電報的流行,也刺激了無線廣播的誕生。

1906 年 12 月 24 日,美國匹茲堡大學教授費森登通過馬薩諸塞州布朗特巖的無線電塔,成功地進行了人類第一次面向公眾的無線廣播。

成名后的馬可尼,獲得了巨大的個人榮譽。他的發(fā)明,也給自己帶來了巨大的財富。

1909 年,馬可尼榮獲了諾貝爾物理學獎(一同獲獎的還有德國電氣工程師卡爾·布勞恩)。

卡爾·布勞恩,陰極射線管的發(fā)明者。他對發(fā)報機進行了物理學背景研究,并對馬可尼的發(fā)報機做了根本性的改造。

1912 年 4 月 15 日,著名的泰坦尼克號撞山事件,無線電再次發(fā)揮了作用,最終使得 711 人獲救。

《泰晤士報》因此評價:“我們感謝馬可尼發(fā)明的裝置,它使泰坦尼克號能夠最快地發(fā)出求救信號。在這之前,很多船只沒有發(fā)出任何遇難信號就沉沒了?!?/p>

1914 年,第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā),馬可尼被任命為意大利軍隊中尉,后來成為海軍司令部的中校。他曾是 1917 年意大利政府赴美使團的成員之一。1919 年,一戰(zhàn)結(jié)束后,馬可尼擔任意大利特命全權(quán)代表,參加巴黎和會。

此后的馬可尼,仍然在堅持自己的發(fā)明創(chuàng)造,在短波通信、遠距離定向通信、微波無線通信雷達領(lǐng)域,取得了不少的成就。

1926 年,馬可尼登上時代雜志封面
1929 年,馬可尼獲得了侯爵的世襲頭銜。

1933 年,馬可尼攜夫人曼麗亞作環(huán)球旅行,來到過中國,先后游歷了大連、北京、天津、南京、上海等地。后來,國民政府還給馬可尼頒發(fā)了“秉玉大勛章”,以表揚其功績。

1933 年 12 月 8 日,馬可尼訪滬期間在交大為“馬可尼銅柱”奠基。
值得一提的是,晚年的馬可尼人生沾有污點:1923 年他就加入了法西斯黨,1930 年服務(wù)于墨索里尼的獨裁政府。

1937 年 7 月,馬可尼因心臟病去世,終年 63 歲。

當時,意大利政府為馬可尼舉行了國葬,羅馬有上萬人參加了他的葬禮。為了表示對這位“無線電之父”的深切悼念,美國,英國,意大利和海上所有船只的廣播電臺都沉默了兩分鐘。

馬可尼逝世后,埋葬在意大利的薩索,靠近他的家鄉(xiāng)博洛尼亞。在意大利佛羅倫薩的圣十字教堂,至今仍有他的紀念碑。

▉?名譽之爭

最后,我們再來看看馬可尼“無線電通信之父”這個稱謂。

在文章開頭,我介紹馬可尼的時候,用了“實用無線電通信創(chuàng)始人”這幾個字。其實就是想告訴大家,從嚴格的意義來說,馬可尼并不是現(xiàn)在很多人所說的“無線電之父”。

無線電,如果理解為無線電磁波的話,它本身就已經(jīng)存在,只可以被發(fā)現(xiàn),不可以被發(fā)明。論“發(fā)現(xiàn)”,也是法拉第、麥克斯韋、赫茲的功勞,輪不到馬可尼。馬可尼只是基于無線電磁波的工作原理,將其應(yīng)用于通信領(lǐng)域。

無線電,如果理解為無線電報的話,實際上馬可尼也不是名正言順的第一發(fā)明人。
1889 年,也就是赫茲驗證電磁波存在之后的第二年,赫茲就和自己的朋友胡布爾討論過如何利用電磁波傳遞信息。很可惜,1894 年,赫茲年僅 36 歲就因病去世了。

1890 年,法國物理學家布冉利發(fā)明了金屬屑檢波器,使電磁波的探測距離達到 140 米以上。

1894 年,英國皇家學會會員奧利弗·洛奇改進布冉利的發(fā)明,將金屬屑檢波器和繼電器、打字機組成一臺接收機,在數(shù)百米遠完成無線傳送莫爾斯電碼。

奧利弗·洛奇(Oliver Joseph Lodge,1851~1940)

后來,又有多位發(fā)明家做出了不同類型的無線電裝置。他們中最著名的,就是馬可尼、波波夫和特斯拉

對于波波夫,大家應(yīng)該很熟悉,全名叫亞歷山大·斯塔帕諾維奇·波波夫(Александр Степанович Попов ),是俄國物理學家和電氣工程師。

波波夫(1859 年 -1906 年)

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(guān)系》之后,與助手雷布金現(xiàn)場展示了自制的無線電接收機。

波波夫于發(fā)明的第一架無線電接收器,現(xiàn)存于波波夫博物館。

1896 年 3 月 24 日,俄國物理化學協(xié)會年會上,波波夫正式進行無線電傳播莫爾斯電報的表演。當時報文的內(nèi)容,就是:“海因里?!ず掌潯?。這份極短的電報,也是世界上第一份準確的文字無線電報。

后來,波波夫還為俄國海軍、陸軍研發(fā)了無線電收發(fā)兩用機。不過,不幸的是,就在波波夫取得更大成績之前,1906 年 1 月 13 日,他因腦溢血在圣彼得堡病逝,年僅 46 歲。

1902 年,馬可尼訪問圣彼得堡,波波夫曾經(jīng)和馬可尼見過一面。據(jù)說,當時波波夫說:“我向你致敬意,你是無線電之父”,承認了馬可尼的地位。

相比波波夫和馬可尼之間的客客氣氣,特斯拉和馬可尼之間就是水深火熱了。兩人之間的官司曠日持久。

1893 年,南斯拉夫人特斯拉在紐約發(fā)表電磁波接收的調(diào)諧原理,首次用無線電波啟動遠處的電燈開關(guān),并預言了無線電廣播和新聞傳真的可能性。

特斯拉(1856-1943)

1897 年,特斯拉在美國提交了他的專利申請,并于 1900 年獲得批準。當馬可尼在 1900 年向美國專利局提交無線電專利申請時,正因為有特斯拉的專利在前,所以美國專利局拒絕了馬可尼的專利。

后來,馬可尼在美國開辦了自己的公司,并獲得了安德魯·卡內(nèi)基(Andrew Carnegie)和托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)的支持。

1904 年,在莫名其妙的情況下,美國專利局將特斯拉的專利權(quán)撤銷,轉(zhuǎn)而授予馬可尼。

1943 年,特斯拉去世后幾個月,美國最高法院撤銷馬可尼勝訴的原判,裁定特斯拉為無線電的發(fā)明者。

有些人為特斯拉鳴冤,也有些人認為,二戰(zhàn)中的美國政府之所以做出這一決定,是出于經(jīng)濟原因。這樣可以避免給馬可尼公司支付巨額的專利使用費。

特斯拉也是個神人,和愛迪生剛了一輩子,充滿了傳奇色彩
總而言之,歷史還是挺復雜的。

小棗君個人覺得,馬可尼之所以被廣泛認可為“無線電通信之父”,并不是因為他“第一個”發(fā)明了無線電報,而是因為他在無線電通信的商用化方面取得了巨大的成就,成功將無線電技術(shù)推向了世界。

換句話說,亞歷山大·貝爾也不是電話的第一發(fā)明人(穆齊才是),但他也成功把電話商業(yè)化了,并推向了全世界,最終成了事實上的“電話之父”。

也許這就是歷史吧,是非對錯,后人自有評斷。

好了,以上就是今天的全部內(nèi)容,感謝大家的耐心觀看!

—— The End ——

參考文獻:
1、無線電之父的故事,360doc2、馬可尼 - 實用無線電報通信創(chuàng)始人 3、極簡無線電通信發(fā)明史,鐘銘聊科學 4、“無線電之父”馬可尼在上海,文匯報 5、馬可尼 - 實用無線電報通信創(chuàng)始人 6、無線通信中的冰與火:馬可尼與特斯拉

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Tesla 致力于通過電動汽車、太陽能產(chǎn)品以及適用于家庭和企業(yè)的綜合型可再生能源解決方案,加速世界向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變。

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通信行業(yè)知名新媒體鮮棗課堂創(chuàng)始人,通信行業(yè)資深專家、行業(yè)分析師、自媒體作者,《智聯(lián)天下:移動通信改變中國》叢書作者。通信行業(yè)13年工作經(jīng)驗,曾長期任職于中興通訊股份有限公司,從事2/3/4G及5G相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域方面的研究,曾擔任中興通訊核心網(wǎng)產(chǎn)品線產(chǎn)品經(jīng)理、能力提升總監(jiān)、中興通訊學院二級講師、中興通訊高級主任工程師,擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗和積累。