第273章 皇家科学院新突破·无线电报构想
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兴华二十三年,十一月十五。
帝国科学院电磁实验室,深夜。
实验室主任李振华和他的团队已经连续工作了十六个小时。巨大的莱顿瓶阵列在角落里滋滋作响,空气中弥漫着臭氧的味道。实验台上,各种线圈、电容、检波器散乱摆放,记录本上写满了密密麻麻的数据和公式。
“第七十三次实验……”李振华疲惫地揉着太阳穴,“还是不行。感应距离最多三十米,而且极不稳定,稍微有点干扰就断。”
助手王明递上一杯浓茶:“主任,要不先休息吧。这样熬下去,身体受不了。”
李振华摇头:“陛下亲自交代的任务,两个月了还没突破,怎么睡得着?”
他们正在研究的,是林凡提出的“无线电报”构想。
两个月前,林凡来到电磁实验室,带来了一份手稿。手稿上画着奇怪的图示,写着一些闻所未闻的概念:“电磁波”“赫兹实验”“天线”“调谐电路”……
“李爱卿,你看这个。”林凡当时说,“如果电磁场的变化可以像水波一样传播,那我们是不是可以用它来传递信息?”
李振华完全懵了。作为帝国顶尖的电磁学家,他精通法拉第和麦克斯韦的理论,知道变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。但……像波一样传播?这超出了他的理解。
“陛下,臣不明白……”
“做个实验。”林凡很耐心,“你有一个振荡电路,产生高频电磁场。在远处,另一个电路如果能检测到这个电磁场的变化,就证明电磁波可以远距离传播。”
于是,实验室开始了漫长的探索。
起初,他们试图用感应线圈传递信号——这也是当时欧洲一些科学家的思路。但距离太短,几米而已,毫无实用价值。
后来,林凡提到了“天线”的概念:一根长长的导线,可以更有效地辐射和接收电磁波。
他们试了,距离确实延长了,但也不过几十米。
“问题出在哪?”李振华盯着实验装置,百思不得其解。
这时,实验室的门被推开了。
“还在忙?”林凡的声音传来。
所有人都吓了一跳,慌忙行礼:“陛下!”
“免礼。”林凡走到实验台前,“进展如何?”
李振华羞愧地汇报了情况。
林凡仔细检查了实验装置,忽然问:“振荡频率是多少?”
“大约十万赫兹。”
“太低了。”林凡摇头,“电磁波的波长等于光速除以频率。十万赫兹,波长是三千米。这么长的波,需要巨大的天线才能有效辐射。而且,容易受地面和其他障碍物影响。”
他拿起笔,在纸上计算:“把频率提高到一百万赫兹,波长就是三百米。再提高到一千万赫兹,波长三十米。这样天线可以短得多,传播距离也会远得多。”
李振华目瞪口呆:“可是陛下,怎么产生这么高的频率?我们的电路……”
“用火花间隙。”林凡画出草图,“两个金属球,中间留很小的间隙。电压足够高时,空气被击穿,产生电火花。火花熄灭时,电路中的电容和电感会形成振荡,频率可以很高。”
他继续画:“接收端,用金属屑检波器。金属屑在电磁波作用下会黏在一起,电阻变小,接通电路,驱动电报机。”
原理很简单,但实施起来很复杂。
火花间隙会产生巨大的电磁干扰,影响其他仪器;高频振荡电路的参数很难调整;金属屑检波器极其敏感,一点震动就会误动作……
但至少,方向明确了。
“成立专项小组。”林凡下令,“李振华任组长,王明任副组长。要钱给钱,要人给人,但朕要结果:三个月内,实现一千米距离的无线通信。”
命令如山。
专项小组迅速成立。除了电磁实验室的原班人马,还从机械所调来了能工巧匠,从化学所调来了材料专家,甚至从海军调来了电报技师——他们有丰富的有线电报经验。
工作分三路进行:
第一路,研制高频火花发射机。难点在于稳定性和功率。
第二路,研制灵敏可靠的接收机。金属屑检波器太脆弱,需要改进。
第三路,研究天线理论和架设方法。
实验室的灯光从此彻夜不熄。
李振华几乎住在了实验室。他设计了十几种火花间隙结构,测试了不同材料、不同距离、不同电压。记录本堆了半人高。
“主任,您看这个。”一天,王明兴奋地跑来,“我把金属屑换成铁粉和碳粉的混合物,灵敏度提高了三倍!”
“好!”李振华眼睛一亮,“继续优化比例。”
另一边,机械组做出了第一台实用化的火花发射机。它有一个手摇发电机,一个巨大的莱顿瓶组作为电容,一个可以调节间隙的火花腔。接通电源,摇动手柄,火花噼啪作响,空气里满是臭氧味。
“测试距离!”李振华下令。
他们把接收机搬到科学院院子里,距离发射机约一百米。
“开始!”
火花噼啪,电磁波发射出去。
接收端,检波器的指针微微颤动。
“有反应!”观察员大喊。
虽然信号微弱,虽然干扰严重,但至少证明:电磁波可以传播一百米!
这是历史性的突破。
消息传到皇宫,林凡立即赶来。
“一百米?很好!”他看着接收机指针的抖动,脸上露出笑容,“但这还不够。一千米,这是最低要求。”
“陛下,我们遇到了瓶颈。”李振华汇报,“功率再大,火花再强,距离也上不去。好像……有什么东西在吸收电磁波。”
林凡沉思片刻:“天线的问题。你们用的天线是单极的,效率太低。改用偶极天线试试。”
“偶极天线?”
“就是两根长度相等的导线,中间断开,接在发射机上。”林凡解释,“这样电磁场分布更对称,辐射效率更高。长度要等于四分之一波长,或者半波长。”
又是一轮新的实验。
制作偶极天线需要大量的铜线,而且架设困难。科学院的后院变成了天线森林,各种长度的导线在空中纵横交错。
“主任,这样行吗?”一个年轻助手怀疑,“不就是两根线吗,能有多大区别?”
“试试就知道。”李振华坚持。
结果令人震惊。
同样的发射功率,使用偶极天线后,接收距离从一百米猛增到五百米!
“天啊!真是天线的问题!”王明不敢相信。
“陛下真是神人。”李振华由衷感叹,“他怎么知道天线要这么设计?”
问题解决了一半。
另一半是接收机。金属屑检波器虽然灵敏,但太不稳定,一阵风就能让它误动作。
林凡再次提供思路:“试试晶体检波器。某些矿石,比如方铅矿,在电磁波作用下会变成导体。”
化学所连夜送来各种矿石样本。实验员们一块块测试,记录导电性的变化。
三天后,他们发现了一种黄铁矿,效果最好。把它磨成粉末,和碳粉混合,封在玻璃管里,接上电极——晶体检波器诞生了。
灵敏度比金属屑检波器高,稳定性更是天壤之别。
兴华二十四年一月,距离目标只剩一个月。
实验室进行了第一次千米级测试。
发射机架设在科学院主楼楼顶,天线高达二十米。接收机放在三里外的西山脚下,距离约一千五百米。
测试在深夜进行,减少干扰。
李振华亲自操作发射机。他深吸一口气,接通电源,摇动手柄。
火花在夜色中闪烁,噼啪声在寂静的夜里传得很远。
西山脚下,王明盯着检波器的指针。
一秒钟,两秒钟,三秒钟……
指针动了!稳定地向右偏转!
“成功了!一千五百米!”王明跳起来,和助手们抱在一起。
消息通过有线电报传回科学院。
实验室沸腾了。两个月的日夜奋战,终于有了成果。
林凡在宫中接到报告,连夜赶来。
“现场测试。”他只说了四个字。
测试在玉泉山进行。发射机在山顶,接收机在山脚的军营,直线距离三千米,中间有树林和建筑遮挡。
这是真正的挑战。
凌晨三点,万籁俱寂。
“开始!”
火花在夜色中跳动。
山脚下,接收员屏息凝神。
指针开始摆动,起初微弱,然后逐渐稳定。
“三千米!穿越障碍物!”观测员激动地报告。
现场爆发出欢呼。有人哭了,有人笑了,有人累得直接坐在地上。
李振华走到林凡面前,深深鞠躬:“陛下,幸不辱命。”
“辛苦你们了。”林凡扶起他,“但这只是开始。”
他看向东方渐白的天际:“知道这意味着什么吗?”
“意味着……不用电线就能通信?”
“意味着通信革命。”林凡声音坚定,“舰船在海上,可以随时与基地联系;军队在野外,可以实时指挥;火车在铁路上,可以调度运行;甚至将来,每个人都可以随时随地通信。”
“这将是比电报更大的变革。电报还需要电线,无线电报什么都不需要,只要空气。”
他拍了拍李振华的肩膀:“继续研究。提高距离,提高稳定性,开发编码系统,研制实用化的设备……路还很长。”
“臣明白。”
天亮时,林凡回到皇宫。
萧清月还没睡,在等他。
“成功了?”她问。
“成功了。”林凡点头,“三千米,无线通信。”
“那以后……”
“以后世界会变小。”林凡走到窗前,望着晨曦中的城市,“信息传递的速度,将决定国家发展的速度。谁掌握了通信技术,谁就掌握了未来。”
他转身:“清月,你记得朕说过吗?在朕来的那个世界,有个词叫‘信息时代’。现在,我们迈出了第一步。”
萧清月似懂非懂,但能从丈夫眼中看到光芒。
那是创造历史的光芒。
兴华二十四年正月,无线电报实验成功。
帝国科学院成立了“无线通信研究所”,李振华任所长。
下一步目标:实现五十公里通信距离,研制舰载和车载设备,建立编码标准……
通信技术的革命,悄然开始。
而在世界的另一端,赫兹还要等两年才会发现电磁波,马可尼还要等十年才会发明无线电报。
这一次,中国走在了前面。
不是靠运气,不是靠抄袭。
是靠科学的指引,靠不懈的努力,靠一个穿越者的远见。
林凡知道,这只是第一步。
未来还有电话,还有广播,还有电视,还有互联网……
但至少,第一步已经迈出。
坚实而有力。
向着信息时代,向着更紧密连接的世界。
帝国,又一次引领了变革。
而这一切,源于一个构想,一个实验,一群不眠不休的人。
科学,就是这样改变世界的。
一点点,一步步。
从无到有,从弱到强。
而林凡,正站在这个过程的起点。
看着星火,终成燎原。
兴华二十三年,十一月十五。
帝国科学院电磁实验室,深夜。
实验室主任李振华和他的团队已经连续工作了十六个小时。巨大的莱顿瓶阵列在角落里滋滋作响,空气中弥漫着臭氧的味道。实验台上,各种线圈、电容、检波器散乱摆放,记录本上写满了密密麻麻的数据和公式。
“第七十三次实验……”李振华疲惫地揉着太阳穴,“还是不行。感应距离最多三十米,而且极不稳定,稍微有点干扰就断。”
助手王明递上一杯浓茶:“主任,要不先休息吧。这样熬下去,身体受不了。”
李振华摇头:“陛下亲自交代的任务,两个月了还没突破,怎么睡得着?”
他们正在研究的,是林凡提出的“无线电报”构想。
两个月前,林凡来到电磁实验室,带来了一份手稿。手稿上画着奇怪的图示,写着一些闻所未闻的概念:“电磁波”“赫兹实验”“天线”“调谐电路”……
“李爱卿,你看这个。”林凡当时说,“如果电磁场的变化可以像水波一样传播,那我们是不是可以用它来传递信息?”
李振华完全懵了。作为帝国顶尖的电磁学家,他精通法拉第和麦克斯韦的理论,知道变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。但……像波一样传播?这超出了他的理解。
“陛下,臣不明白……”
“做个实验。”林凡很耐心,“你有一个振荡电路,产生高频电磁场。在远处,另一个电路如果能检测到这个电磁场的变化,就证明电磁波可以远距离传播。”
于是,实验室开始了漫长的探索。
起初,他们试图用感应线圈传递信号——这也是当时欧洲一些科学家的思路。但距离太短,几米而已,毫无实用价值。
后来,林凡提到了“天线”的概念:一根长长的导线,可以更有效地辐射和接收电磁波。
他们试了,距离确实延长了,但也不过几十米。
“问题出在哪?”李振华盯着实验装置,百思不得其解。
这时,实验室的门被推开了。
“还在忙?”林凡的声音传来。
所有人都吓了一跳,慌忙行礼:“陛下!”
“免礼。”林凡走到实验台前,“进展如何?”
李振华羞愧地汇报了情况。
林凡仔细检查了实验装置,忽然问:“振荡频率是多少?”
“大约十万赫兹。”
“太低了。”林凡摇头,“电磁波的波长等于光速除以频率。十万赫兹,波长是三千米。这么长的波,需要巨大的天线才能有效辐射。而且,容易受地面和其他障碍物影响。”
他拿起笔,在纸上计算:“把频率提高到一百万赫兹,波长就是三百米。再提高到一千万赫兹,波长三十米。这样天线可以短得多,传播距离也会远得多。”
李振华目瞪口呆:“可是陛下,怎么产生这么高的频率?我们的电路……”
“用火花间隙。”林凡画出草图,“两个金属球,中间留很小的间隙。电压足够高时,空气被击穿,产生电火花。火花熄灭时,电路中的电容和电感会形成振荡,频率可以很高。”
他继续画:“接收端,用金属屑检波器。金属屑在电磁波作用下会黏在一起,电阻变小,接通电路,驱动电报机。”
原理很简单,但实施起来很复杂。
火花间隙会产生巨大的电磁干扰,影响其他仪器;高频振荡电路的参数很难调整;金属屑检波器极其敏感,一点震动就会误动作……
但至少,方向明确了。
“成立专项小组。”林凡下令,“李振华任组长,王明任副组长。要钱给钱,要人给人,但朕要结果:三个月内,实现一千米距离的无线通信。”
命令如山。
专项小组迅速成立。除了电磁实验室的原班人马,还从机械所调来了能工巧匠,从化学所调来了材料专家,甚至从海军调来了电报技师——他们有丰富的有线电报经验。
工作分三路进行:
第一路,研制高频火花发射机。难点在于稳定性和功率。
第二路,研制灵敏可靠的接收机。金属屑检波器太脆弱,需要改进。
第三路,研究天线理论和架设方法。
实验室的灯光从此彻夜不熄。
李振华几乎住在了实验室。他设计了十几种火花间隙结构,测试了不同材料、不同距离、不同电压。记录本堆了半人高。
“主任,您看这个。”一天,王明兴奋地跑来,“我把金属屑换成铁粉和碳粉的混合物,灵敏度提高了三倍!”
“好!”李振华眼睛一亮,“继续优化比例。”
另一边,机械组做出了第一台实用化的火花发射机。它有一个手摇发电机,一个巨大的莱顿瓶组作为电容,一个可以调节间隙的火花腔。接通电源,摇动手柄,火花噼啪作响,空气里满是臭氧味。
“测试距离!”李振华下令。
他们把接收机搬到科学院院子里,距离发射机约一百米。
“开始!”
火花噼啪,电磁波发射出去。
接收端,检波器的指针微微颤动。
“有反应!”观察员大喊。
虽然信号微弱,虽然干扰严重,但至少证明:电磁波可以传播一百米!
这是历史性的突破。
消息传到皇宫,林凡立即赶来。
“一百米?很好!”他看着接收机指针的抖动,脸上露出笑容,“但这还不够。一千米,这是最低要求。”
“陛下,我们遇到了瓶颈。”李振华汇报,“功率再大,火花再强,距离也上不去。好像……有什么东西在吸收电磁波。”
林凡沉思片刻:“天线的问题。你们用的天线是单极的,效率太低。改用偶极天线试试。”
“偶极天线?”
“就是两根长度相等的导线,中间断开,接在发射机上。”林凡解释,“这样电磁场分布更对称,辐射效率更高。长度要等于四分之一波长,或者半波长。”
又是一轮新的实验。
制作偶极天线需要大量的铜线,而且架设困难。科学院的后院变成了天线森林,各种长度的导线在空中纵横交错。
“主任,这样行吗?”一个年轻助手怀疑,“不就是两根线吗,能有多大区别?”
“试试就知道。”李振华坚持。
结果令人震惊。
同样的发射功率,使用偶极天线后,接收距离从一百米猛增到五百米!
“天啊!真是天线的问题!”王明不敢相信。
“陛下真是神人。”李振华由衷感叹,“他怎么知道天线要这么设计?”
问题解决了一半。
另一半是接收机。金属屑检波器虽然灵敏,但太不稳定,一阵风就能让它误动作。
林凡再次提供思路:“试试晶体检波器。某些矿石,比如方铅矿,在电磁波作用下会变成导体。”
化学所连夜送来各种矿石样本。实验员们一块块测试,记录导电性的变化。
三天后,他们发现了一种黄铁矿,效果最好。把它磨成粉末,和碳粉混合,封在玻璃管里,接上电极——晶体检波器诞生了。
灵敏度比金属屑检波器高,稳定性更是天壤之别。
兴华二十四年一月,距离目标只剩一个月。
实验室进行了第一次千米级测试。
发射机架设在科学院主楼楼顶,天线高达二十米。接收机放在三里外的西山脚下,距离约一千五百米。
测试在深夜进行,减少干扰。
李振华亲自操作发射机。他深吸一口气,接通电源,摇动手柄。
火花在夜色中闪烁,噼啪声在寂静的夜里传得很远。
西山脚下,王明盯着检波器的指针。
一秒钟,两秒钟,三秒钟……
指针动了!稳定地向右偏转!
“成功了!一千五百米!”王明跳起来,和助手们抱在一起。
消息通过有线电报传回科学院。
实验室沸腾了。两个月的日夜奋战,终于有了成果。
林凡在宫中接到报告,连夜赶来。
“现场测试。”他只说了四个字。
测试在玉泉山进行。发射机在山顶,接收机在山脚的军营,直线距离三千米,中间有树林和建筑遮挡。
这是真正的挑战。
凌晨三点,万籁俱寂。
“开始!”
火花在夜色中跳动。
山脚下,接收员屏息凝神。
指针开始摆动,起初微弱,然后逐渐稳定。
“三千米!穿越障碍物!”观测员激动地报告。
现场爆发出欢呼。有人哭了,有人笑了,有人累得直接坐在地上。
李振华走到林凡面前,深深鞠躬:“陛下,幸不辱命。”
“辛苦你们了。”林凡扶起他,“但这只是开始。”
他看向东方渐白的天际:“知道这意味着什么吗?”
“意味着……不用电线就能通信?”
“意味着通信革命。”林凡声音坚定,“舰船在海上,可以随时与基地联系;军队在野外,可以实时指挥;火车在铁路上,可以调度运行;甚至将来,每个人都可以随时随地通信。”
“这将是比电报更大的变革。电报还需要电线,无线电报什么都不需要,只要空气。”
他拍了拍李振华的肩膀:“继续研究。提高距离,提高稳定性,开发编码系统,研制实用化的设备……路还很长。”
“臣明白。”
天亮时,林凡回到皇宫。
萧清月还没睡,在等他。
“成功了?”她问。
“成功了。”林凡点头,“三千米,无线通信。”
“那以后……”
“以后世界会变小。”林凡走到窗前,望着晨曦中的城市,“信息传递的速度,将决定国家发展的速度。谁掌握了通信技术,谁就掌握了未来。”
他转身:“清月,你记得朕说过吗?在朕来的那个世界,有个词叫‘信息时代’。现在,我们迈出了第一步。”
萧清月似懂非懂,但能从丈夫眼中看到光芒。
那是创造历史的光芒。
兴华二十四年正月,无线电报实验成功。
帝国科学院成立了“无线通信研究所”,李振华任所长。
下一步目标:实现五十公里通信距离,研制舰载和车载设备,建立编码标准……
通信技术的革命,悄然开始。
而在世界的另一端,赫兹还要等两年才会发现电磁波,马可尼还要等十年才会发明无线电报。
这一次,中国走在了前面。
不是靠运气,不是靠抄袭。
是靠科学的指引,靠不懈的努力,靠一个穿越者的远见。
林凡知道,这只是第一步。
未来还有电话,还有广播,还有电视,还有互联网……
但至少,第一步已经迈出。
坚实而有力。
向着信息时代,向着更紧密连接的世界。
帝国,又一次引领了变革。
而这一切,源于一个构想,一个实验,一群不眠不休的人。
科学,就是这样改变世界的。
一点点,一步步。
从无到有,从弱到强。
而林凡,正站在这个过程的起点。
看着星火,终成燎原。