电子科学发明家-第19节
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1883年，一位爱尔兰教授菲茨杰拉德（1851－1901）根据麦克斯韦的理
论作过一个推论：如果那个理论正确，莱顿瓶振荡放电的时候，就会产生电
磁波。他得出这个推测，是由于曾经受到了威廉·汤姆生1853年那篇《瞬变
电流》的启发。威廉·汤姆生当时在文章中指出，莱顿瓶和其他电容器的放
电具有振荡的特性，电荷在衰减到零的时候就会上下起伏。因此菲茨杰拉德
认为，放电的莱顿瓶就是最理想的电磁波辐射源。他并且指出，波长越短的
电磁波，越容易被测出来。
莱顿瓶是最早的电容器，由于1745年在荷兰莱顿城最先试用而得名，从
富兰克林时代起就盛行了。人们常用它做各种静电试验，它的构造简单，使
用也很普遍。所以问题的关键就是：怎样检测出电磁波来。
赫兹经过反复试验，终于在1886年发明了一种电波环。
这是一个十分简单却又非常有效的电磁波探测器。他把一根粗铜线弯成
环状，环的两头分别连着金属小球，小球中间的距离可以调整。这样，电波
环就做成了。这种简单的仪器连十来岁的小孩子都会做，但是想到用它来探
测电磁波，却实在是天才！
赫兹用这种电波环进行了一系列实验。终于在1888年发现了人们怀疑和
期待已久的电磁波。他起初把电波环放在放电的莱顿瓶附近，反复改变电波
环的尺寸和位置，只要尺寸和位置都合适，电波环两个小球中间就有电火花
闪现。正是莱顿瓶放电时候辐射的电磁波，被环路所截获而激发出电火花。
后来赫兹用火花隙发生器代替莱顿瓶，效果更加显著。赫兹不愧是一位聪明
而又巧夺天工的实验家，他紧接着用使人信服的实验，证明了电磁波射到大
型金属板上就发生反射，在通过用硬沥青或者松脂制成的三棱镜的时候就发
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①
生折射，并且具有衍射 、偏振等光波所具有的各种特性。于是，麦克斯韦天
才的预言，在二十六年以后终于被同样是天才的实验证实了。它比海王星的
发现更使人惊叹。
赫兹的实验公布以后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创、麦克斯
韦总结的电磁理论，到这时候才取得了决定性的胜利！一个历史的巧合是，
这年赫兹三十一岁，恰好同麦克斯韦预见电磁波时候的年龄一样。可惜麦克
斯韦在九年以前已经去世了，他没有亲眼看到这一天。但是，这位巨匠的伟
大遗愿终于实现了。
1888年成了近代科学技术史的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意
义，它不但证明了麦克斯韦发现的真理，更重要的是导致了无线电的诞生，
开辟了电子技术的新纪元。理论只能够解释世界，它只有回到实践中来才能
够改造世界。赫兹的不朽功绩，就在于他客观上促成了这个转变。
恩格斯说过：“在马克思看来，科学是一种在历史上起推动作用的、革
命的力量。”电磁波的发现所产生的巨大影响，连赫兹本人也没有料到。在
他发现电磁波的第二年，有人问他，电磁波是不是可以用做无线电通信，赫
兹不敢肯定。但是不到六年时间，意大利的马可尼（1874－1937）、俄国的
波波夫 （1859－1906）就分别实现了无线电传播，并且很快投入使用。其他
无线电技术，也象雨后春笋般地涌现出来。无线电报
（1894）、无线电广播（1906）、无线电导航（1911）、无线电话（1916）、
短波通信（1921）、无线电传真（1923）、电视（1929）、微波通信（1933）、
雷达（1935）以及遥控、遥测、卫星通信、射电天文学等，都是这个变革的
产物，整个物质世界的面貌发生了深远的变化。
如果把电磁理论比做一座雄伟的高楼，那么，是法拉第给它打下了坚实
的地基，麦克斯韦在地基上建成了大厦，最后是赫兹对这座大厦进行了内部
装修，使它能够被人们广泛利用。电磁理论创立的历史，生动地印证了“实
践…理论…实践”的真理。实践不上升到理论，不能揭示事物的本质；理论不
回到实践，不可能被证实和发挥巨大的作用，也不可能继续发展。正是这个
原因，法拉第…麦克斯韦…赫兹的名字，永远和电磁理论联系在一起，光照史
册！
① 衍射是波的特性。当波在传播方向上遇到迎面挡住的障碍物的时候，只要障碍物的尺寸比波长小或者相
近，波就会明显地绕到障碍物后面去继续前进，如果遇到近于或者小于波长的孔，那么以孔为中心，形成
环形波向前传播，这种现象叫波的衍射。
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电话发明家贝尔
1844年，莫尔斯在美国首次进行了长途电报通信，人类通信史揭开了新
的一页。三十一年以后，世界上第一台电话机问世。这台电话机的发明人是
个苏格兰青年，名叫亚历山大·贝尔。
语音学世家
1847年三月三日，贝尔生在苏格兰的爱丁堡。他的父亲和祖父都是著名
的语音学家。他们在聋哑人中间工作过很多年，对人体发声器官的构造、功
能和人的听觉特点等都有深入的研究。贝尔的父亲还创造出一套借助手势、
口型来表达思想感情的“哑语”，给聋哑人带来很大的方便。贝尔生活在这
样的环境里，从小受到熏陶，对语音的传递产生了浓厚的兴趣。这为他后来
发明电话打下了很好的基础。
不过，贝尔并不是神童。很多发明家，在幼年时候都不见得聪明过人，
他们成功的秘诀在于一生勤奋。和贝尔同岁的爱迪生 （1847－1931）刚上小
学的时候，每次测验成绩都是全班最差的，上了三个月以后，只得退学回家，
由母亲自己来教。贝尔比爱迪生也高明不了多少。他在语音学方面算个小内
行，可是其他功课总是跟不上。这孩子太淘气，太贪玩，书包里常常装着麻
雀、老鼠这类小动物，有一次老师正在讲《圣经》，老鼠钻出来了，满教室
同学你追我赶，哄堂大笑。
贝尔后来被祖父接到伦敦，由这位语音学专家直接管教。这是个很有个
性的倔老头。他很疼爱孙子，但是要求非常严格，教起书来就象头狮子。祖
父那一脸花白的胡子，起初使贝尔有点望而生畏，后来就很喜欢他了。因为
祖父知识渊博，简直是一部百科全书。贝尔同他生活了一年，学到不少东西。
贝尔后来回忆，“祖父使我认识到，每个学生都应该懂得的普通功课，我却
不知道，这是一种耻辱。他唤起我努力学习的愿望。”正是这种愿望，激发
贝尔踏上了探求科学真理的道路。
贝尔从伦敦回到故乡，很快就表现出搞发明创造的热情。有一座磨坊，
用一个笨重的老式水磨磨面，平时由一个青年操作。后来，那个青年应征当
兵去了，就由剩下的一个独身老人自己磨面。每逢天旱水小，水车停转，水
磨不能磨面，老人就只好饿肚子。贝尔看到这种情况，很同情老人，约了一
群少年伙伴来帮忙。开始，大家都觉得有意思，但是过了几天，很多人都不
干了。最后，只剩下贝尔一个人，很难推动水磨。贝尔回到家里，每天都躲
在 父 亲 的 书 房 里 翻 阅 图 书 资 料 。 经 过 一 149
个月的反复琢磨，他居然设计出了一幅改良水磨的草图。几个工匠师傅看了
都很称赞。草图画得不算好，但是原理很巧妙。贝尔提出改造水磨的臼齿结
构，同现在轴承的原理有些相象。按照草图改制的水磨，小孩们都推得动。
不但磨坊老人摆脱了困境，全村磨面都很方便。消息传出去以后，邻近村镇
的人都赶来仿造。当时贝尔只有十五六岁，一下就成了同伴们心目中的英雄。
在同学们的拥护下，贝尔组织了一个“少年技术协会”，还订了会章，
要求每个会员负责一门自己感兴趣的学科，每周讲演一次，讲各人研究的成
绩。贝尔负责语音学和生物解剖学。贝尔父亲书房顶上的搁楼，成了他们的
“讲演厅”。这群少年通过活动，增长了很多知识，也闹了不少笑话。一天，
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有个会员在路边发现一头死了的小猪，心想大家平时研究的，不外是青蛙、
甲虫这样一些东西，这次要是用猪来做实验，一定更有趣。于是他把死猪一
直拖到了搁楼上。贝尔见到小猪，如获至宝，当着全体会员开始讲演起来。
他把猪的生理特点说完以后，就动手解剖。不料这头猪已经死了好几天，内
脏腐烂了，顿时臭气冲天，会员一个个都捂着鼻子跑了。贝尔却面不改色，
一个人坚持把猪解剖完。
根深叶茂
第二年，贝尔进了爱丁堡大学。这所大学是英国北部的重要学府，有不
少著名学者在这里读过书，比如麦克斯韦和达尔文等。贝尔受父亲和祖父的
影响，选择了语音学当做自己的专业，他的出发点是想解脱聋哑人的痛苦。
贝尔研究语音学最后竟导致他发明了电话，这是贝尔父子当初没有预料到
的。
在爱丁堡大学，贝尔系统地分析和研究了人的语音，人的发声机理和声
波振动原理这一类专门知识。语音学是一门很复杂的学问，直到二十世纪上
半叶才有成熟的理论。贝尔把理论和父辈的实践经验结合起来，进步很快。
1867年，贝尔二十岁，在爱丁堡大学毕业了。为了继续深造，他又进了
伦敦大学，还是攻读语音学。
这时，贝尔家里出了不幸的事：他的两个兄弟相继害肺病死去。那时肺
病在英伦三岛很猖獗，几乎象今天的癌症一样可怕。贝尔的父亲接连失去两
个儿子，心有余悸。他把病因归到英国气候阴冷潮湿上，于是决定离开故乡。
他带着全家远渡重洋，到了加拿大。
这次迁居，对贝尔一生的事业具有重要意义。当时美国正在进行工业革
命，为发明创造提供了很好的条件。爱迪生的上千项发明和贝尔的电话，都
是那个时代的产物。
年轻的贝尔到了加拿大以后，继续研究语音学，还在一所中学里教语言
课。他的才华出众，很快就引起了专家们的重视。1869年，二十二岁的贝尔
接受聘请，当了美国波士顿大学的语音学教授。这时，贝尔的父亲已经成了
北美闻名的语音问题专家。父子两人经常被邀请到各地去讲演。贝尔也精通
专业知识，少年时代就有演说的经验，讲演起来，一点也不比他父亲逊色，
很受听众欢迎。贝尔父子的名声很快传遍了大西洋西岸。后来，父子两人在
波士顿开办了一所聋哑学校，一边教聋哑人克服不能说话的困难，一边研究、
试验助听器。
俗话说，根深叶茂。贝尔从小对人类的语音就有兴趣，后来又进行过好
多年的研究，因此，他具有很丰富的语音学知识。当时，想发明电话的人很
多，只有贝尔一个人捷足先登，这不是偶然的。
当时，莫尔斯发明的电报已经广泛应用，成了一种新兴的通信工具。不
过，电报只能传递电码，有一定的局限性。能不能发展一步，用电流直接传
递人的语音呢？这个问题引起了很多发明家、科学家的兴趣。人们苦思苦想，
进行了二十多年的探索，都没有成功。因为发明电话要比发明电报困难得多。
用电线传递电码，只要按规定截止、导通就行了，可是语音是声波的振动，
它怎样从导线上传送呢？几年来，贝尔也一直在探索这个奇妙的问题。他家
从祖辈起就研究语音，语音学是他的专业。对他来说，发明电话，不只是美
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好的理想，也是一种义不容辞的责任。他担负起了时代的使命。
了不起的理想
有一天，一次偶然的实验启发了他。
贝尔正在研究聋哑人用的一种“可视
