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了一台接收机。在实验过程中,金属屑受电磁波作用粘结以后,总是不能恢
复原来的松散状态。为了解决这个问题,洛奇专门设计了一个机构,能够自
动敲击玻璃管,使金属屑及时恢复原状。洛奇利用这些改良的装置,在相距
几百米远的地方进行了莫尔斯电码的无线电传送。洛奇的检波器在早期的无
线电研究中发挥了巨大的作用。
洛奇的教学工作很忙,没有把自己的研究进一步用在无线电报方面,但
是,他在牛津皇家学会的会议上,在大学的讲坛上,多次作了关于检测电磁
波的讲演,有力地推动了无线电的研究工作。
和洛奇在英格兰进行实验的同时,远在太平洋中的新西兰岛上,坎特伯
雷学院一个四年级的大学生卢瑟福,也在改进布冉利的检波器。
卢瑟福当时二十三岁,正在准备理科学士的学位考试。坎特伯雷学院尽
管设备简陋,但是要求很严格,学生要通过学位考试,一定得写出有独创见
解的论文才行。卢瑟福选的题目是 《赫兹波的研究》。在实验中,他对布冉
利的检波器不大满意,就动手作了改进。他躲在破旧、阴冷的地下室里,发
明了别具一格的磁性检波器。这是一个中心放着一束磁化过的细钢针的线
圈。当电磁波到达线圈的时候,线圈的感应作用可以使钢针暂时失去磁性,
这样就达到了检测的目的。卢瑟福的磁性检波器比起布冉利的金属屑检波器
来,检波灵敏度要高得多。
1894年的《新西兰协会学报》发表了卢瑟福的研究论文《用高频放电法
使铁磁化》。这篇论文引起国内外科学界的注意,卢瑟福因此获得了理科学
士学位。这一年,卢瑟福还在一座十八米长的工棚里进行了电磁波收发表演。
有人把这次表演中收发的信号,称做“越过新西兰上空的第一份无线电报”。
卢瑟福比洛奇小二十岁,当时很多人都认为他最有希望发明无线电。但是,
1895年他获得了到英国去深造的奖学金。他到剑桥大学以后,受到首屈一指
的原子物理学家约瑟夫·汤姆逊的影响,就改变了研究方向,后来成了杰出
的原子核物理学家。
美洲大陆也不甘落后。1893年,纽约一个面庞清瘦、目光炯炯有神的中
年电学家台思拉 (1856-1943)发表了电磁波接收的调谐原理,并且用无线
电波启动了远处的电灯开关。台思拉是南斯拉夫人,二十多岁的时候发明过
感应电机。他在欧洲找不到支持者,就变卖了自己所有的东西作路费,1884
①
年来到美国。他博学多才,思想敏捷,朋友们称他是“当代的达·芬奇”。
在赫兹发现电磁波的那年,台思拉倡导使用交流电,掀起了电气事业中的一
场革命,并且最后战胜了主张使用直流电的赫赫有名的对手爱迪生。1893年
前后,台思拉又对无线电传送信息发生了兴趣,做了很多关于遥控方面的试
验,比如点燃远处的电灯,驾驶快艇模型,等等。这些实验,对后来的一些
无线电发明家虽然没有直接影响,但是预示了无线电广播和新闻传真的可能
性。
① 达·芬奇 (1452-1519),意大利文艺复兴时期的美术家、自然科学家和工程师。
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在探索赫兹波的应用中,在向无线电进军的行列中,除了布冉利、洛奇、
卢瑟福、台思拉四个著名人物以外,还有很多默默无闻的探索者。他们没有
惊人的发现,但是,他们每个微小的成功和失败,都是后人宝贵的借鉴。
在科学的征途中,谁不辞辛劳,谁就有希望达到终点,谁善于吸取和总
结前人的经验,谁就能够得到成功。波波夫和马可尼,就是这样的佼佼者。
波波夫脱颖而出
1859年三月,波波夫出生在俄国乌拉尔一个矿区的小镇上。父亲是个牧
师。波波夫小时候爱到矿上去玩,矿场的一切都使他感到新奇。他没有多大
就学会了木工,能够制作好玩的水磨机械模型。他十二岁那年,表现出对电
工技术的爱好,自己做了个电池,还用电铃把家里的钟改装成闹钟。波波夫
小学毕业以后,父亲把他送进神学校读书,为的是让他将来进神学院深造。
但是,波波夫对物理学和数学最感兴趣,这两门功课的成绩都很出众,连校
长也感到惊异。
1877年,十八岁的波波夫考进了彼得堡大学数学物理系。在大学里,他
学习非常刻苦。家里供不起他上学,他就在晚上担任家庭教师,有时还给电
灯公司当电工,靠半工半读来维持学习。
在彼得堡大学,波波夫总是不满足于课本知识,常常爱提出一些新奇的
创见。那些平庸死板的教授并不赏识这个“不安分守己”的学生。波波夫意
识到彼得堡大学不能发挥自己的才能,就转学到森林学院学习。这个学院虽
然不象彼得堡大学那样有名,但是师生关系融洽,学术思想比较活跃。波波
夫在这里,有一段时间热心地研究使用炸药。这是很危险的研究工作。瑞典
著名科学家诺贝尔 (1833-1898)为发明炸药曾经九死一生,诺贝尔的弟弟
就是在试验中被炸死的。波波夫试验利用炸药在森林里开路,也险些送命。
后来,他研究出用电线遥控炸药的爆炸,相当成功。因此,同学们都把他叫
做“炸药专家”。
1882年,二十三岁的波波夫大学毕业,成绩优异。第二年,他被喀琅施
塔得海军水雷学校请去当教员。这个学校离彼得堡不远,有很多精密的电学
仪器,学校的实验室在当时的俄国是数一数二的。水雷学校除了教学任务以
外,还领导学生进行有关电磁方面的研究。波波夫到水雷学校不久,就成了
很受欢迎的讲师。他充分利用学校的良好条件,在教学和电磁实验方面积累
了丰富的知识。他在水雷学校还参加过观测日全蚀的活动,当过电灯公司的
电气技师,热情推广电灯。有一天,有个朋友问他的雄心是什么,他回答说:
“我要走遍俄罗斯,为整个俄国带来光明。”
1888年,波波夫二十九岁那年,赫兹发现电磁波的消息传到俄国,他也
被强烈地吸引了。他兴奋地说:“用我一生的精力去装设电灯,对广阔的俄
罗斯来说,只不过照亮了很小的一角;要是我能够指挥电磁波,就可以飞越
整个世界!”波波夫的理想改变了。
就在第二年,波波夫成功地重复了赫兹的实验。在一次公开的讲演中,
他在胡布尔以后,提出了可以用电磁波进行无线电通信的设想。
波波夫怀着新的理想,在水雷学校实验室里埋头研究,制作了很多有关
的仪器。布冉利、洛奇的研究工作对他也有不少启发。
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1894年,三十五岁的波波夫制成了一台无线电接收机。
这台接收机的核心部分,用的也是改进了的金属屑检波器,跟洛奇的检
波器有异曲同工之妙。不过,波波夫认为使用打字机不方便,他改用电铃做
终端显示,电铃的小锤可以把检波器里的金属屑震松。电铃用一个电磁继电
器带动,当金属屑检波器检测到电磁波的时候,继电器接通电源,电铃就响
起来。
这台接收机同洛奇的那台结构相似,但是灵敏度却高得多。波波夫的独
特贡献,是首次在接收机上使用了天线。有一次,波波夫在实验中发现,接
收机检测电波的距离比平常有明显的增加。他很久都找不出原因,感到很奇
怪。后来,他突然看见一根导线碰到了金属屑检波器。波波夫把导线拿开,
电铃就不响了,可是把实验距离缩小到原来那样近,电铃又响起来。这个意
外的发现,使波波夫喜出望外。他索性把导线接到金属屑检波器的一头上,
并且把检波器的另一头接地,结果实验距离大大增加。这根导线就是世界上
的第一根天线。