美國(guó)業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者埃德蒙·B·達(dá)勒姆(呼號(hào)3VM)于1914年出現(xiàn)。這位技術(shù)嫻熟的“老火腿”(OM,業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者互稱(chēng))制作了兩臺(tái)接收機(jī),使用一根12米高、22.5米長(zhǎng)的T型天線(xiàn),以30瓦功率在180米波段用莫爾斯電碼(CW)發(fā)射信號(hào)。資料來(lái)源:火花博物館。
一個(gè)漫長(zhǎng)的故事(一)
如同任何科學(xué)故事一樣,若不考慮其誕生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景,我們就無(wú)法講述業(yè)余無(wú)線(xiàn)電的發(fā)展歷程。因此,在接下來(lái)的篇幅中,您不僅會(huì)看到業(yè)余無(wú)線(xiàn)電的歷史,還會(huì)了解到以某種方式推動(dòng)無(wú)線(xiàn)電通信發(fā)展的其他發(fā)現(xiàn)和發(fā)明。
為尊重歷史,我們盡量使用當(dāng)時(shí)的詞匯,例如“兆周”(Mc),該單位一直沿用至1960年國(guó)際單位制(SI)被采用為止。
本研究主要探討美國(guó)的業(yè)余無(wú)線(xiàn)電,不僅因?yàn)槊绹?guó)擁有全球最大的火腿群體(約占全球持照人數(shù)的30%),更因?yàn)樵S多業(yè)余無(wú)線(xiàn)電活動(dòng)最初由美國(guó)人發(fā)起,隨后傳播到世界各地。
不過(guò),為照顧國(guó)際業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者群體,我們也盡量兼顧其他國(guó)家的業(yè)余無(wú)線(xiàn)電歷史,如加拿大、英國(guó)、比利時(shí)和日本等。
由于這段歷史相當(dāng)漫長(zhǎng)且信息豐富,我們力求使其盡可能生動(dòng)有趣,避免枯燥。為幫助您快速找到所需信息,以下先列出幾個(gè)關(guān)鍵日期和事件作為里程碑。
一切故事由此開(kāi)始——
探索時(shí)代
讓我們回到過(guò)去。公元前900年,荷馬在《奧德賽》中描述了“一條工藝精湛的金鏈,串著如太陽(yáng)般閃耀的琥珀珠”,這是佩內(nèi)洛普收到的禮物。
公元前1世紀(jì),在羅馬帝國(guó),老普林尼記載了一種名為琥珀的物質(zhì)的奇怪特性。
這種由樹(shù)木樹(shù)脂化石形成的黃色半透明寶石,可能是最早被認(rèn)為具有治療耳聾和失明功效的礦石之一。燃燒時(shí),其特有的松香味被視為具有凈化作用。
如今,這些琥珀滴的價(jià)格依然高昂,尤其是當(dāng)它們包含侏羅紀(jì)或始新世時(shí)期生活在地球上的昆蟲(chóng)、花朵等內(nèi)含物時(shí)。例如,上面展示的標(biāo)本距今約4000萬(wàn)年!此特寫(xiě)放大了2.5倍。
但這種石頭還有另一種更奇特的特性:用羊毛或毛皮摩擦后,它能吸引羽毛、樹(shù)葉和纖維等輕小物體。
公元前600年,著名的希臘哲學(xué)家米利都的泰勒斯將這種特殊特性稱(chēng)為“elektron”,拉丁語(yǔ)“electrocus”(意為“通過(guò)摩擦琥珀產(chǎn)生”)以及現(xiàn)代詞匯“electricity”(電)均源于此。事實(shí)上,琥珀能夠儲(chǔ)存電荷并產(chǎn)生靜電放電。
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋
然而,直到19世紀(jì),邁克爾·法拉第的研究才揭示了電與磁之間的真正聯(lián)系,但他的研究尚未與數(shù)學(xué)發(fā)展結(jié)合。因此,1873年,蘇格蘭人詹姆斯·克拉克·麥克斯韋以數(shù)學(xué)形式“重新構(gòu)建”了這些概念,并提出了電磁波的存在。
如今,麥克斯韋方程組仍被用于計(jì)算波在電子管接收機(jī)或衛(wèi)星天線(xiàn)中傳播的特性等應(yīng)用。
麥克斯韋提出了“場(chǎng)”的基本概念,摒棄了以太中的電流體概念。他說(shuō):“場(chǎng)在整個(gè)天空中構(gòu)成了一張網(wǎng)絡(luò)。”
這一特性使麥克斯韋能夠預(yù)言(電磁)波的存在。在場(chǎng)外,力無(wú)法發(fā)揮作用。正因如此,在廣播電臺(tái)的電磁場(chǎng)之外,我們無(wú)法接收到其發(fā)射的信號(hào)。
1844年:塞繆爾·莫爾斯發(fā)明電報(bào)
在莫爾斯發(fā)明電報(bào)之前,信號(hào)系統(tǒng)最初是口頭的,但除了哨聲、風(fēng)聲或打擊樂(lè)器外,效率并不高。后來(lái),信號(hào)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為視覺(jué)信號(hào)。
18世紀(jì)末,法國(guó)人克勞德·查佩發(fā)明了信號(hào)旗(或“光學(xué)電報(bào)”),用于遠(yuǎn)距離傳遞信息。信息中的字符由臂桿的位置定義。
這些信號(hào)站設(shè)置在塔頂或遠(yuǎn)處的山丘上,操作員用旗幟或燈光將編碼信息從一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)站點(diǎn)。但該系統(tǒng)存在局限性,在夜間、霧天或暴雨天氣幾乎無(wú)法使用。
19世紀(jì),年輕的美國(guó)政府懸賞3萬(wàn)美元,獎(jiǎng)勵(lì)能發(fā)明覆蓋整個(gè)大西洋沿岸的更高效通信系統(tǒng)的發(fā)明家。
塞繆爾·芬利·布里斯·莫爾斯接受了這一挑戰(zhàn)。莫爾斯最初的職業(yè)生涯與電學(xué)或任何相關(guān)領(lǐng)域毫無(wú)關(guān)聯(lián)。
他生于1791年(沒(méi)錯(cuò),就是19世紀(jì)!),是一位畢業(yè)于耶魯學(xué)院的畫(huà)家和雕塑家,并于1823年開(kāi)設(shè)了自己的藝術(shù)工作室。
傳說(shuō)在1832年秋天,41歲的莫爾斯從歐洲乘“蘇利”號(hào)船返回美國(guó)途中,一次與乘客的交談中萌生了利用電進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的想法。
當(dāng)時(shí),船上的乘客正在討論邁克爾·法拉第最近發(fā)明的電磁鐵,莫爾斯由此理解了其工作原理,并開(kāi)始思考是否可以通過(guò)電線(xiàn)發(fā)送編碼信息。
1835年至1836年間,莫爾斯發(fā)明了第一種代碼,該代碼由與字典關(guān)聯(lián)的數(shù)字組成,需配合按鍵使用以加快通信速度。
信息記錄在一條長(zhǎng)長(zhǎng)的移動(dòng)紙帶上,要求操作員具備實(shí)時(shí)解碼和解讀信息的技能,并能將聽(tīng)到的內(nèi)容轉(zhuǎn)錄為數(shù)字和字母。但這還不是莫爾斯電碼,而是一種需要字典對(duì)單詞進(jìn)行編碼的電報(bào)碼。
1837年12月,莫爾斯對(duì)自己的新系統(tǒng)有了足夠的信心,于是向聯(lián)邦政府申請(qǐng)撥款。次年,他在紐約和華盛頓展示了自己的電報(bào)系統(tǒng)。
然而,1837年的經(jīng)濟(jì)災(zāi)難引發(fā)了一場(chǎng)真正的恐慌,并隨之而來(lái)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)蕭條,沒(méi)有人對(duì)他的發(fā)明感興趣,莫爾斯不得不等待時(shí)機(jī)好轉(zhuǎn)。在此期間,他再次訪(fǎng)問(wèn)歐洲,并在英國(guó)結(jié)識(shí)了查爾斯·惠斯通——一種競(jìng)爭(zhēng)性電報(bào)系統(tǒng)的發(fā)明者。會(huì)面后,莫爾斯意識(shí)到自己的系統(tǒng)更簡(jiǎn)單、更高效、更易用。
1838年1月,在阿爾弗雷德·維爾的幫助下,莫爾斯放棄了用數(shù)字代碼表示單詞的電報(bào)字典,轉(zhuǎn)而采用更簡(jiǎn)單的解決方案:用一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)和劃對(duì)每個(gè)字符進(jìn)行編碼。這種方法無(wú)需對(duì)傳輸或接收的每個(gè)單詞進(jìn)行編解碼。
1月6日,他使用一根5公里長(zhǎng)的電導(dǎo)體,首次成功用新代碼傳輸了字母表中的字母。莫爾斯電碼誕生了(可惜流言蜚語(yǔ)隨之而來(lái)!)。
莫爾斯電碼與電報(bào)
回顧一下,1835年發(fā)明的莫爾斯電碼是一種通過(guò)間歇性發(fā)送編碼信號(hào)來(lái)表示字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的系統(tǒng),如下方展示的兩個(gè)示例所示。這些純音調(diào)比調(diào)制語(yǔ)音更容易在干擾(QRM)中傳播。
即使是5瓦的弱信號(hào)也能穿透干擾或衰落,這正是這種通信方式的強(qiáng)大之處。發(fā)送的字符與代表單詞或完整句子的縮寫(xiě)關(guān)聯(lián),以加快通信速度并降低出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)于摩爾斯電碼可參閱:
摩爾斯電碼(CW Morse Code)系列文章
但早在1854年,美國(guó)各地?cái)?shù)百家電報(bào)公司就已按發(fā)送信息的長(zhǎng)度收費(fèi)。
1866年,西部聯(lián)合電報(bào)公司與美國(guó)電報(bào)公司合并,和所有歐洲電報(bào)公司一樣,它們推動(dòng)了莫爾斯家族財(cái)富的增長(zhǎng)。
如今,莫爾斯對(duì)自己的高效傳輸代碼充滿(mǎn)信心。1843年,他向國(guó)會(huì)提交了自己的發(fā)明,要求獲得3萬(wàn)美元撥款,用于建設(shè)從華盛頓到60公里(40英里)外巴爾的摩的電報(bào)線(xiàn)路。
眾議院同意了這一請(qǐng)求,參議院在最后一次會(huì)議上通過(guò)了該法案。泰勒總統(tǒng)于3月3日簽署了文件,莫爾斯收到了建設(shè)第一條電報(bào)線(xiàn)路的資金。
工程師以斯拉·康奈爾本打算將電線(xiàn)鋪設(shè)在管道內(nèi),但莫爾斯發(fā)現(xiàn)國(guó)會(huì)議員F.O.J.史密斯購(gòu)買(mǎi)的電線(xiàn)絕緣層有缺陷。隨著最后期限的臨近,為加快項(xiàng)目進(jìn)度,康奈爾建議,連接華盛頓和巴爾的摩最快、最便宜的方法是將電線(xiàn)架設(shè)在樹(shù)木和電線(xiàn)桿上。無(wú)奈之下,莫爾斯同意了,電線(xiàn)就這樣掛在了電線(xiàn)桿上。
1844年5月24日,有線(xiàn)電報(bào)以一種戲劇性的方式誕生了。莫爾斯從華盛頓國(guó)會(huì)大廈的最高法院會(huì)議廳向巴爾的摩的鐵路 depot 站發(fā)送了電報(bào)信息“What hath God wrought ?”(“上帝創(chuàng)造了何等奇跡?”)。這條信息被記錄在一卷紙上,現(xiàn)仍保存在美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館檔案中。
不久,一個(gè)使用新莫爾斯電碼的有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接了從新澤西到佛羅里達(dá)的城市。電報(bào)線(xiàn)路很快向西延伸。1850年,約20家電報(bào)公司在美國(guó)各地鋪設(shè)了約1.9萬(wàn)公里(1.2萬(wàn)英里)的電報(bào)線(xiàn)路。
1854年,美國(guó)最高法院支持莫爾斯對(duì)電報(bào)的專(zhuān)利主張。所有使用其系統(tǒng)的美國(guó)公司開(kāi)始向莫爾斯支付特許權(quán)使用費(fèi)。莫爾斯贏(yíng)得了本世紀(jì)的大獎(jiǎng)!
1855年,英國(guó)和法國(guó)為克里米亞戰(zhàn)爭(zhēng)修建了他們的第一條電報(bào)線(xiàn)路。政府首次能夠直接與戰(zhàn)場(chǎng)上的指揮官通信,新聞?dòng)浾咭彩状螐那熬€(xiàn)“電報(bào)”發(fā)回他們的報(bào)道。
1861年美國(guó)內(nèi)戰(zhàn)期間,美軍認(rèn)識(shí)到電報(bào)在其戰(zhàn)略中的重要作用,電報(bào)成為其主要戰(zhàn)術(shù)工具之一。
1858年:第一條跨大西洋電纜鋪設(shè)
1854年3月10日,第一家大西洋電報(bào)公司在紐約、紐芬蘭和倫敦成立,資本為150萬(wàn)美元。
在歐洲,倫敦大西洋電報(bào)公司于1856年10月20日注冊(cè),資本為35萬(wàn)英鎊。
該公司的目標(biāo)是在紐芬蘭和愛(ài)爾蘭之間鋪設(shè)一條電報(bào)電纜。美國(guó)政府授予該公司50年的電纜登陸壟斷權(quán)。
1858年起,第一條跨大西洋電纜開(kāi)始鋪設(shè)。該電纜由7股22 BWG銅線(xiàn)組成。在克服和解決了許多困難后,電報(bào)電纜于1858年8月投入使用。據(jù)記載,“在1858年10月20日電纜最終失效前,共發(fā)送了732條信息。”
與此同時(shí),為發(fā)展與漁業(yè)相關(guān)的經(jīng)濟(jì),1861年挪威議會(huì)(Stortinget)撥款將電報(bào)線(xiàn)路從瑟爾沃根延伸至勒斯特、韋呂和羅弗敦半島,創(chuàng)建了挪威首個(gè)漁業(yè)電報(bào)服務(wù)。
根據(jù)瑟爾沃根的挪威電信博物館記載,這些 臺(tái)站只在捕魚(yú)季節(jié)開(kāi)放四個(gè)月。1868年,羅弗敦線(xiàn)路與挪威主要網(wǎng)絡(luò)連接,從1873年起,瑟爾沃根電報(bào)站全年開(kāi)放。
這一舉措提高了羅弗敦漁業(yè)對(duì)漁民、商人和國(guó)家的收益,在這些漁村附近創(chuàng)造了許多新就業(yè)機(jī)會(huì)。電報(bào)增強(qiáng)了漁民的安全(如向他們發(fā)送氣象預(yù)報(bào)),并通過(guò)提供魚(yú)類(lèi)位置信息改善了他們的工作。
1906年,該網(wǎng)絡(luò)與全國(guó)其他地區(qū)連接,北歐首個(gè)無(wú)線(xiàn)電報(bào)服務(wù)由此誕生。
在跨大西洋通信取得有限成功后,歐洲和美國(guó)之間的通信于1866年恢復(fù)。1865年斷裂的電纜被打撈修復(fù),很快兩條電纜投入使用。到1880年,兩大洲之間鋪設(shè)的海底電報(bào)電纜估計(jì)已達(dá)16萬(wàn)公里(10萬(wàn)英里)!
塞繆爾·莫爾斯于1872年4月2日在紐約市去世,享年81歲。他被安葬在布魯克林的格林伍德公墓。可以說(shuō),他是所有“靜默鍵”(Silent Key,已故業(yè)余無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者)的先驅(qū),從字面意義和象征意義上來(lái)說(shuō)都是如此。
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