1937 年 7 月 20 日，被稱作無線電通信之父的伽里爾默?馬可尼在羅馬去世。上萬羅馬人為他舉行了國葬，為他的去世，英國郵電局的無線電報和電話業務中斷了 2 分鐘，以表示對這位無線電通信先驅的崇敬與哀悼。

自 1864 年麥克斯韋從理論上證實存在無線電波以來，經過了將近半個世紀，人類才真正認識到無線電波的價值。在對無線電波研究的眾多科學家中，最為杰出的就是馬可尼，他為人類開創了無線電通信技術的發展之路，為無線電波的實際應用貢獻出了一生。

1874 年 4 月 25 日，馬可尼生于意大利的博洛尼亞，他曾在幾位有名望的老師指導下學習物理學。

1894 年，馬可尼偶然讀到一篇關于赫茲電磁波實驗的文章，深深地受到了觸動，從中預感到電磁波潛在的實用價值。他說：“當我用赫茲波開始做第一批試驗時，我簡直不能想象，為什么一些著名的科學家竟然忽略了使用這個理論呢。”從此，馬可尼開始了他無線電通信研究的一生。

1895 年，馬可尼利用火花放電器、感應線圈和電鍵制成了一臺無線電發射機，又把金屬檢波器加以改裝，加設了天線制成了接收器，他把這個收發裝置裝到了自家的樓頂上，首次完成了長達 30 米的通信。這次成功使他大受鼓舞，他說：“我似乎有種直覺，在不久的將來，電波一定能為人類提供一種更新、更強有力的通信手段。” 他決定到更大的空間試一試。

第二年的夏天，他從自家頂樓到遠處的山丘間，完成了 1.7 千米的無線電通信。

這次的成功，更使他有了信心，決心把試驗擴大到通信的實用上，于是寫信向意大利郵電部長提出了資助的申請，遭到拒絕后，馬可尼毅然地帶著他的收發報機去往英國。

很幸運，在英國他不僅申請到了專利，還受到郵政局總工程師威廉?普瑞斯的熱情支持。在他的幫助下，馬可尼做了多次無線電收發信號的表演，從相隔 300 米的郵政大樓和銀行大樓之間，發展到相隔 2 英里（約 3.22 千米）、5 英里（約 8.05 千米），以至 10 英里（約 16.09 千米）的試驗都取得了成功。

1897 年 5 月 18 日，馬可尼在英國多佛市的一個懸崖燈塔與法國維摩瑞（Wimereau）間又做了試驗，其間相隔 45 千米。這次他完成了跨布里斯托爾海峽的無線電通信，這次成功震驚了整個歐洲，引起了多方的關注。

布里斯托爾海峽通信成功后，意大利政府開始對這位年輕人刮目相看，決定為他在斯培西亞建造一個發射站，以便用無線電與在海上 20 千米遠的軍艦聯系。隨著通信距離越來越遠，馬可尼雄心勃勃地要真正實現無線電通信的商用價值，于是組建了無線電報和信號公司，后來改為馬可尼無線電報有限公司。

1898 年英國舉辦游艇賽，終點距離海岸 32 千米，《都柏林快報》特別邀請馬可尼用無線電信號傳遞消息。游艇剛到終點，無線電信號就從海上發了過來，陸上的觀眾欣喜若狂。這次游艇賽使世人認識到無線電波的實用價值。這次成功之后，馬可尼又改進了設備，找到了控制振蕩頻率的方法，他把天線架高，發射距離也隨之加大。

1899 年 3 月 28 日，馬可尼的無線電波通信跨過了英吉利海峽。

兩年之后，馬可尼又計劃實現規模更大的無線電通信試驗。這次試驗堪稱奇跡，在世界科技史上留下了光輝的一筆。

馬可尼計劃從加拿大的紐芬蘭到英國的昆沃爾之間實現橫跨大西洋的無線電通信，這次試驗要挑戰難以想象的長距離，備受世界矚目。

試驗在 1901 年 12 月 12 日如期開始，不巧，在試驗的當天，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，馬可尼只好臨時借用風箏拉起天線。他站在冰天雪地中，等待著相隔 3500 千米的英國發來信號。忽然信號傳來，它們非常微弱，這是斷斷續續的三個點“S”的莫爾斯碼信號。它們的得來實屬不易，為了這個三個點的微弱信號，馬可尼用了 6 年時間的準備，花去了 20 萬美元。

在當時技術條件下，相隔 3500 千米傳輸無線電信號的確是件很不容易或者說是幾乎不可能的事。大氣層的擾動、未知的電離層的干擾、暴風雨的噪聲，所使用的鐵粉信號接收器又很粗陋簡單，很難在大片的噪聲背景中，把這個微弱的無線電信號辨識出來。再加上這個試驗既沒有辦法重復，也無法給出獨立的證明，很難用事實取信他人。

對于這一段歷史，加拿大無線電工程學家約翰?貝爾羅斯（John Belrose）做了詳細的研究。1995 年，他把研究報告以“這個世紀頭 10 年費森登和馬可尼橫跨大西洋（無線電）傳輸技術的不同”為題，發表在當年 9 月 5 日到 7 日召開的國際無線電學會 100 周年紀念大會會刊上。

根據這份報告介紹，為這次試驗馬可尼不僅付出了艱巨的努力，所遇到的困難也是難以想象的。

首先，他在英國昆沃爾郡南部沿海一個叫波杜（Poldhu）的偏僻地點建立了信號發射臺，發射臺處在高聳的山崖之上。發射天線由 20 根桅桿組成，每根桅桿有 60 米高，把它們沿著直徑 61 米的圓周架設起來后，天線就在這些桅桿之間排布起來。

然而很不幸，這套天線系統竣工不久，1901 年 9 月 17 日這天，試驗的前 3 個月，突然一場大風把這些桅桿全吹倒了，重建已經來不及，馬可尼只好又迅速架起了兩根桅桿，在這兩根桅桿間，敷設了 54 條天線，試驗信號就是從這些天線發射出去的。

波杜臺的無線電信號是利用電容器火花放電發出來的。為了加強信號，發射機使用了兩級電路，第一級電路發出低壓火花，第二級電路的電容器發出高壓火花。

根據當時的設計，二級火花的電壓可以達到 150 千伏，電容器的能量由設在波杜的發電機供給。這個設計非常聰明，每 7.5~12 秒就可以放電一次。由于信號間隔時間比較長，很容易辨識出來。

在紐芬蘭，馬可尼選擇了信號山作為接收站，接收儀器放置在信號山上的一個廢棄軍用醫院舊址里。事先約定，在 1901 年 12 月 12 日這天，大約從中午 12 點到 3 點發出無線電信號。

由于當天的大風，原來準備好的 155 米高空氣球吹跑了，馬可尼借用一只風箏，把 152.4 米長的纜線拉上高空，并在空中用好幾根纜線搭成網才把風箏臨時固定住。

盡管馬可尼為這次試驗做了充分的準備，事成之后，仍然有人懷疑是馬可尼把世人誤導了，把大氣層的噪聲當成了莫爾斯碼“S”。

為了澄清這件事，1902 年 2 月，馬可尼回到英國后，他找到了一種更精密的船載天線接收器，重新做了這個試驗。

結果證明，在白天可以清晰地接收到 1120 千米、在晚上可以接收到 2500 千米發出的無線電信號。如今利用當時儀器重復馬可尼當時的試驗，也使用當時的 850 千赫茲的頻率證明，信號確實可以穿越大西洋，甚至還可以傳播得更遠。

在 1901 年的技術條件下，無論是當時少數科學家的質疑，還是馬可尼對試驗的堅持，所表現出的都是一種尊重科學的精神，這是推動科學發展的首要動力。

這次橫越大西洋通信的成功，使馬可尼在一夜間成了世界名人。各地報紙以大字標題刊登文章，稱他“用無線電把消息在一瞬間傳遞出去，這是創造了一個新時代”。

但在當時，也遭到一些人的指責，聲稱無線電波將要穿透他們的身體，毀壞他們的神經，損害他們的心臟。當時的科學界也曾對他的試驗持有懷疑態度，堅稱無線電波沿直線傳播，不能隨地球曲面繞行，但是面對試驗結果，也只好承認馬可尼是成功的。

這次試驗的成功，推動了無線電通信技術的快速發展，各種無線電收發報機大量涌現，各國政府和部門也都開始利用無線電波進行通信。無線電波橫跨大西洋通信的成功，標志著無線電波通信進入了實用的階段。

馬可尼的一生致力于無線電通信研究，他獲得了無線電報、架空天線、磁性探測器、水平定向天線以及定時火花系統發射器等各項專利。他用無線電波把相距甚遠的人們快速地聯系到了一起，從而把人類帶到了一個嶄新的無線電通信時代。

為了表彰在無線電通信技術上的開創性貢獻，馬可尼獲得 1909 年諾貝爾物理學獎。

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文源：《科學史上的 365 天》，略有刪改

作者：魏鳳文 武軼

編輯：張潤昕

本文來自微信公眾號：原點閱讀 （ID：tupydread），作者：科學史上的 365 天

總結

以上是生活随笔為你收集整理的一场横跨大西洋的实验，开创通讯方式新纪元的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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