从民间科学家到诺奖获得者--拉开移动通信序幕的马可尼


  今天,大多数人已离不开手机,移动通信是人类生活必不可少的高科技。然而,一百多年前,拉开移动通信的序幕,催生这种高科技的,却是一位没有文凭的民间科学家。他就是意大利人G.M.马可尼(Guglielmo Marchese Marconi)。

 

痴迷于电磁学,自学成才

1874425日,马可尼出生于意大利北部城市博洛尼亚(Bologna。他的父亲叫朱赛普·马可尼,一位意大利母亲叫安妮·吉姆逊,是爱尔兰人(当时属于英国),是一位音乐教师

    从小,马可尼的心中就有两位偶像,做过“风筝引电实验”在电学上成就显著的著名科学家本杰明·富兰克林;另一位是自学成才的电磁学先驱迈克尔·法拉第电容器的单位,就是以法拉第的名字命名。由于对两位偶像的崇拜马可尼一直醉心电磁学。有一马可尼偷偷用他老爸买的名贵瓷餐碟当绝缘子模仿富兰克林的验,用风筝将天上的电引下来,小心,把整排瓷餐碟得粉碎,把他老爸气得半死。

    马可尼没受过系统的正规教育。他直到12岁才学校读书,不久退学去考海军学校未被录取。13岁时,进了一所职业技术学校,开始接触物理和化学的课程,且深深爱上了这两门后来,他报考博洛尼亚大学,结果没考上父亲认为他的电磁实验是玩游戏,是因为贪玩而耽误了学习,经常责骂他。

    为了躲避父亲的责骂,马可尼总是东躲西藏地做实验。每当验有成果时,他都会喜不自禁地告诉母亲。母亲虽然不懂,却支持儿子的实验。为了让儿子能够安心和安静地做实验,安妮瞒着丈夫,找了间隐蔽的房马可尼做实验室。
    安妮还请在博洛尼亚大学教物理学的利菲教授抽空指导马可尼。利菲教授允许马可尼使用的实验室,还可以把仪器借回家利菲教授还帮助马可尼办理了学校图书馆的借阅手续,马可尼读遍了图书馆里全部有关电学和电磁学的书籍。

 

发明无线电,拉开了移动通信的序幕

1894年,马可尼哥哥一起去ALPS渡假时读到德国物理学家赫兹(HEINRICH HERTZ)的一篇论文,在论中,赫兹用实验方法证明电磁波确实存在,并说电磁波是以光波速度前进,可以穿透真空、空气、液体和固体。20的马可尼领悟到,这个电磁波可以用来传递息。于是,他马上放弃休假,匆匆赶回家中的实验室进行试验。 

马可尼首先是重复赫兹的实验,但进一步进行通信试验时,却不断遭遇失败。经研究分析,他发现是接收机的灵敏度不高。这时,马可尼得知法国物理学家布朗利(EDOUARD BRANLY1844-1940)发明了一个凝聚检波器”:内装金属粉末的玻璃管,两端接电线,当受电波影响时,就会通电,管内的粉末也会凝聚。

可尼对“凝聚检波器”进行了改造,用它代接收机上的火花隙,大大提高了接收机的灵敏度。终于获得了初步的成功,第一次在家里用无线电波打响了10米以外的电铃。

1895年夏季,马可尼对已有的火花式发射机和金属粉末检波器进行了改进,在发射机和接收机上都加装了天线,成功地进行了无线电波传输信号的实验使通信距离增大到2.8公里。

由于当时的意大利政府不看好马可尼的发明,1896年马可尼跟着母亲到了英国,并于当年6月获得了英国专利。

通过母亲,马可尼结识了英国邮电部的总工程师普利斯(WILLIAM PREECE)。普利斯帮助马可尼在英国进行公开表演。1897年,马可尼利用风筝作为收发天线,使无线电信号越过了布里斯托尔海湾,距离14公里,创造了当时最远的通信纪录。同年,马可尼在英国成立公司MARCONI COMPANY,并发行股票上市。

开辟通信新时代 获得诺贝尔物理学奖

英国科学家洛爵士 (SIR OLIVER LODGE) 在 1894 年发现使用电容器和线圈,可以变更赫兹电磁波的波长,也是今所说的谐振线路。马可尼开动脑筋,将谐振线路应用在他的无线电发射机上。经过数次试验,终于成功,数台发射机可同时发射,各有各的频率,互不干扰。试验成功后,马可尼立即申请专利。1900 年 4 月 26 日,马可尼获得了英国第7777号专利证书。这是无线电通信技术上的一个大突破,为以后马可尼公司独霸市场奠定了基础。 

马可尼敢想敢干,他认为强大的无线电波可从欧洲越过大西洋到达美洲。他这个想法,最初遭受到很多专家的否定和讥笑。这些专家认为电波和光波是直线行的,难道马可尼连地球是圆的这点常识都不知道吗?马可尼不理会这些讥笑,致力于他的试验

首先,他在英国海军的三艘军舰上安装了他的无线电通信设备,结果,在英国海军演习时,两艘互相看不见的军舰之间实现了无线通信。这次通信证明了无线电信号可以曲面传输;这次通信也是人类历史上第一次移动通信。

190010月,马可尼在英国西南角的普尔杜(POLDHU) 架起巨大的天线,建立了当时世界上最大的10千瓦火花式无线电发射机。1901年,马可尼率领一个小组,到加拿大纽芬兰市的圣约翰斯港进行越洋通信试验。当年1212日中午,他通过风筝牵引的天线,成功地收听到了从3000公里以外的英国普尔杜横渡大西洋发来的“S”字母信号,开辟了无线电远距离通信的新时代。也是人类历史上第一次越洋通讯马可尼的成功在世界各地引起巨大的轰动,推动无线电通信走向了全面实用的阶段。

190911月,马可尼与德国物理学家K.F.布劳恩同获当年的诺贝尔物理学奖。