纽约到芝加哥的电话开通仪式上的贝尔(坐者)
而在电报诞生与电话问世的这一间隔内,英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦于1864年从理论上预言了电磁波的存在,并推导出电磁波的传播速度等于光速。信息时代最基本的物质载体—电磁波,最早就是这样进入了人们的视野。
无线奇想
在电学的新世界里徜徉,马可尼乐此不疲。
然而,对于其他功课的忽视导致他总体成绩不佳,连毕业证书都拿不到。父亲对此很不满意,训斥他总是在摆弄那些无聊的玩意。
好在母亲一直都持鼓励和支持的态度,甚至还专门请来博洛尼亚大学的物理学教授奥古斯都·里奇给他“开小灶”。里奇也非常欣赏这个虽然偏科但十分好学的年轻人,允许他进入自己的实验室做实验,并指导他阅读相关图书和文献。
德国物理学家海因里希·赫兹
在麦克斯韦的电磁波理论提出20多年后,德国物理学家海因里希·赫兹于1887年用实验证实了电磁波的存在,进而预言可以用“不带电线的方法输送信息”。不过,尽管当时的人们对于用电线向远处输送信息的能力惊叹不已,但对于赫兹的大胆预言还是不敢恭维,只视为“心灵感应”之类的玄想。就连验证了无线电波存在的赫兹也说:“我看不出这个神秘的、看不见的电磁能源能有什么用处。”
赫兹证实电磁波存在的著名实验
1894年1月1日,年仅36岁的赫兹撒手人寰。里奇写了一篇纪念文章,文中提到赫兹所做的那个著名的实验:他设计了一个振荡电路,在两个金属球之间周期性地发出电火花,同时又在不远处设置了一个带缺口的金属环状线圈。结果,当振荡电路发出火花时,金属缺口处也有较小的火花出现。这证实了电磁波确实存在。
马可尼看到里奇的文章后陷入了沉思。他相信那些电波不必像电报和电话那样,非得通过连接线来输送信号不可。换句话说,如果把收发电报的装置与电磁波的发射和接收结合起来,不就可以实现无线电通信了吗?这意味着,只要频率合适,电磁波也是可以用来传递电码乃至声音信号的。
攻破难题
对于马可尼的设想,连里奇都觉得匪夷所思。多年以后马可尼曾对女儿回忆当时的情景,说:“我最大的难题就是这个设想太简单了,以至于不敢相信竟然没有其他人想到并将其付诸实践。对我来说,这个设想非常真实可行,让我没想到的是,其他人会将这一理论视为空想。”
马可尼发明的第一个无线电发射机装置
马可尼随即自制了一个能产生高压电的感应线圈,并用一个单圈环形天线来检测所产生的电磁波,由此成功地再现了赫兹所观察到的现象。经过不断改进装置,发送信号的距离越来越远。为了直观地显示效果,马可尼把粉末检波器跟一个金属铃连接起来,当有电流通过时铃声就会响起来。在1895年的一个深夜,当信号已经可以传送大约8.2米远时,欣喜若狂的马可尼用这种办法弄醒了他的母亲。