245. 无线通信中的冰与火:马可尼与特斯拉

先回答上一期的一个问题,有人问我为什么不从电报开始讲,实际上我想过,但是电报和无线通信还是有点区别,最开始的时候电报是有线的,所以我思考了一下就放弃了,从赫兹开始讲起吧。我主要是想讲无线通信,一直讲到Nokia为止,也不会讲到最近的5G什么的,因为我没钱买5G手机,还没用过这东西,更不要说讲了。我的电台定位是讲科技的历史,然后还有我想到的任何东西。

我相信大家都应该知道赫兹,也应该知道赫兹发现了电磁波。我还是花几分钟讲一下,万一有人不知道呢?这个要从Maxwell这个科学家讲起,他提出了著名的电磁场理论,还给出了麦克斯韦方程组。在我那个年代的时候,大学生分为理工科和文科,理工科的学生要学习大学物理,里面就有麦克斯韦方程组。在物理上,有些公式,你一眼看过去就是正确的。

在学电学的时候,其实这四个公式(早期的时候,是20个公式,现在我们学习的是黑维塞用向量简化成四个的):描述静电的高斯电场定律、描述静磁的高斯磁场定律、描述磁生电的法拉第定律和描述电生磁的安培-麦克斯韦定律是按照先后顺序学的,四个公式中有三个半不是麦克斯韦发明的,只有安培-麦克斯韦定律里“电通量的变化产磁场”是麦克斯韦定律加进去的,但是这丝毫不影响麦克斯韦定律的伟大。因为麦克斯韦在没有任何实验证据的情况下,凭借自己的天才头脑认为有电磁波的存在,修正了安培环路定理。我觉得只要学过微分和积分,是的,麦克斯韦定律有两种表示方法,一种是微分表示方法,一种是积分表示方法。我觉得,如果你想试试自己能不能在科学界中混,就去把麦克斯韦定律的两种形式看看能不能搞定,我觉得90%的人能搞定。而不是像大部分人一样去搞相对论,说实在的,不是我瞧不起绝大多数人,99.9999%的人,只认识相对论这三个字和从宏观上进行的“不正确的”解释,一看相对论的数学公式,马上就晕了。用普通的微积分根本搞不定广义相对论,更不要提一些民间科学家(物理民间科学家的两个热点,一是论证相对论不正确,这个占了90%,还剩下10%是论证麦克斯韦方程不正确,为什么论证麦克斯韦方程不正确的人比较少呢?就是因为只要肯学习微积分,大部分人都能推出麦克斯韦方程是正确的。相对论则不同,微积分在相对论中的用处不直接。),连微积分都不会,就来搞相对论,非线性方程,不要说解了,给了答案也读不懂。

当然了,麦克斯韦定律刚开始的几十年,受到了大量的质疑。大家认为他就是扯淡,只有为数不多的人相信他,其中就有上一期讲的赫兹的老师,赫兹太聪明了,他本科到博士,只读了1年半,他的老师说:“其它的实验对你太简单了,要不搞个本世纪最难的物理实验”,找到麦克斯韦预言的电磁波。于是在1886年10月25日,他做了举世闻名的“电火花实验”。这个电火花实验在高中物理课本上很简单,我当年尝试过,没成功,尝试了很多次,检波器上从来没出现过电火花。但是,本文的主角之一马可尼重复了这个实验,人家不但成功了,还有了一个新的想法,他觉得这玩意可以用来通信。虽然这个实验只能传输几厘米的信息,但是他有想法把这个距离再远一些。

于是,他开启了整合各种新思想,不断的改进自己的原型,从几厘米到几公里,再到数百公里。他的目标是把自己的发明转化成一门可以赚钱的生意,这时候,就看到他皇家血统的威力了。上一期讲过,他父母非常有地位,他在1897年创建公司的时候,他妈妈给了他100万英镑的启动资金。这100万英镑什么概念呢?当时,英国最大的顶级无畏舰,造价200万英镑。当时大清一年大概赚8000万两银子,一两银子0.15英镑,也就是说,他妈妈给了他相当于大清一个月的收入让他办公司。他父母太给力了,虽然他的产品还不成熟,当时他的无线电报还不太能用的时候,已经和意大利海军,英国海军,英国邮政得到了大量合同,甚至在第一次世界大战期间,意大利直接让马可尼的公司负责意大利军方的业务。

还有一点,马可尼对专利根本不在意,经常到处抄袭,其中抄袭的最多的是一个叫卡尔布劳恩的人,这两个人共同分享了1909年的诺贝尔奖。他在欧洲被称为无线电之父,在63岁去世的时候,欧洲很多国家所有的无线电静默3分钟表示哀悼。这个荣誉,爱迪生也享受过。

之所以说他被欧洲认为是无线电之父,是因为在美国,情况有点不同。在美国,有一个旗鼓相当的人物叫尼古拉特斯拉,就是现在那个电动汽车的牌子。这个家伙很神秘,也超级传奇,他有大量的专利,但是他显然对钱不是很感兴趣,他放弃了90%以上的专利,剩下的10%也不去收钱,人家想给就给点,所以他的财务状况经常和我差不多,我开滴滴度日,他在纽约挖下水道度日,当然了,他是有钱,把钱烧给了他的实验。我的钱没烧给实验,全烧给银行的贷款了。一想到欠银行的钱,经常半夜惊醒,这辈子混的……

特斯拉与爱迪生,与马可尼的关系都不好,具体的原因是,爱迪生和马可尼是生意人+发明家,特斯拉是疯狂的科学家。特斯拉的想法特别多,但是他经常搞一堆半成品就不搞了,他涉猎广泛,从发电到无线电,一直到无线能量传输。这些传闻大部分是真的,但是他没兴趣持续研究一个东西也是真的,他曾经演示过遥控船,演示过无线电力传输,还在伦琴之前就演示了X射线,但是,他都是搞一下就放弃了,兴趣转向了另一个。而且吧,有证据表明特斯拉一生未娶,可能一直保持童子之身。但是与他竞争的几个发明家,感情生活就比较丰富了。伟大的发明家爱迪生无论什么时候结婚,也是找不到20岁的姑娘,我大嫂19岁,我二嫂16岁,爱迪生大哥一直是从前那个少年,没有一丝丝改变,时间只不过是考验,种在心中信念丝毫未减。(但是,我们绝大部分人做不到这一点的,我们会随着年龄的增长,变的不再有激情。前些天,我和几个朋友去KTV,要是搁以前,我早就抢话筒当麦霸了,高歌一曲我一直是从前那个少年,但是我发现我已经失去了年轻的激情,一个人静静的坐在角落里,坐我旁边的姑娘都劝我去唱歌,她说:哥,你去唱首歌吧,别摸了!)马可尼也是很博爱,结婚离婚结婚离婚的流程都熟悉了好几遍。就连前面讲的赫兹也是泡妞高手,他去另外一个科学家里坐客,人家有个黄花大闺女,非要带人家去看星星,而且还给人家解释星光就是一种电磁波,三个月后,同行成了他的岳父,以前一起讨论科学的时候喊大哥,现在讨论科学喊爸爸,(爸,咱们讨论个问题,老婆,给咱爸倒杯水),也不知道谁心里不是个滋味。

马可尼和特斯拉之间旷日持久的官司已经难以理清了,我直接说干货吧(有些听众特别喜欢听干货,有兴趣的可以看看我公众号的留言,总有一些人喊着要干货),干货就是美国法院把这个专利进行了切分,一部分给了马可尼,一部分给了特斯拉,可惜的是,特斯拉去世后才给他的这部分专利。

干货结束了,讲点特斯拉的八卦故事。特斯拉可能是目前所有发明家中最神秘,也最接近于神的发明家,在很多人心里,上帝老大他老二。基本上,有什么神奇的现象或者设备搞不定了,那就是特斯拉搞的。以特斯拉为主题拍摄的电影就有很多部,远多于其它科学家,推荐大家看看诺兰拍摄的《致命魔术》,主人公就是特斯拉,这种电影越看越觉得他NB。再加上他是外国人,虽然加入了美国国籍,但是他那个年代,他是个有名声,又反战的人,大家可以看看拳王阿里反战都被关监狱里去了,他肯定也没好果子吃。尼古拉·特斯拉一生反战,他在那个还不够开放的年代为和平奔走疾呼,这种在当时看来很“激进”的思想却没有得到周遭和外界的理解。所以,他刚去世,尸骨未寒的时候,美国联邦调查局就查封了他所有的物品。美国联邦调查局一调查,就把大家的兴趣给提上来了,结果还给出了一个报告说没什么可讲的,都是一些很普通的东西。

美国人哪相信这个,就像是美国的51区,很多人相信那里面有外星人,而且有很多人说见过,年龄都200多岁了。后来美国官方说:“51区是空军测试和训练作战飞机的军事区域,我们不鼓励任何人企图进入该区域的行为。美国空军随时准备着保护美国及其资产。”,但是这种事情越否认就有越多人相信。我不管,反正51区里就是有外星人!最后,特斯拉还是获得了一个物理单位,为表彰其成就,磁感强度的单位就是特斯拉。关于特斯拉就讲这些吧,我个人觉得,他对无线通信的贡献远小于马可尼。

马可尼是爱迪生似的人物,为了市场可以说是不择手段,当别人能收发他的信号的时候,他肯定不乐意,于是他就自己故意制造一些麻烦,说如果用了和马可尼不一样的设备来收发信号,会产生巨大的隐患,当然了,这都是假的。电磁波传出去,你不可能知道是什么设备发出的,但是这不妨碍有些人相信。这是一种“海军”营销手段,天天发假消息,直到碰到了真正的海军——美国海军。美国海军说我们要招标,给军舰上装上无线电台,马可尼的“海军”出马了,到处忽悠说只有用全套马可尼,收到的信号才是纯正的。但是美国海军不SB,人家做了一下测试,发现根本不是这么肥事,别家的设备有的比马可尼的还便宜,还准确。当马可尼的海军又在报纸上散播假消息的时候,美国海军直接把马可尼公司的一些海岸线上的设备给强拆了,换上了德国AEG公司的设备。

马可尼一看,得,大忽悠遇见美国大兵,有理说不清。拆就拆吧,人家有枪,自己只好老老实实的去和其它公司打价格战,而不是宣传自己的设备最“纯正”了。

当时这玩意是高科技,大型的船上才装这个东西。一船的船都是收信息的,比如天气预报,灯塔信息,反正都是很重要的信息才有资格播报。渔船这些都用不起发信息这种设备。只有一种船是例外,就是邮轮,泰坦尼克号那种邮轮,在这种船上人傻钱多爱虚荣,因此,有钱发信息给自己的好友。类似于现在发朋友圈什么的,我在泰坦尼克号上吃早餐什么的。可惜的是,当时只能让邮轮上的工作人员发,而且需求量很大,发一条炫耀的电报信息是10个单词3英镑。实际上,泰坦尼克号上的工作人员从来没有离开过发报室,同期,这个船上按理说已经收到了十多条冰山的信息,可惜的是,收发人员太忙了,有海量的炫耀信息没法发出,没办法,装逼被冰山劈。

和泰坦尼克号同一条航线的“加州人”、“卡罗尼亚号”,波罗的号”,就收到了十多条冰山预警信息,从而改变了航向,躲过了冰山,并且,“加州人”这些船也会发布冰山预警。这些警告是完全有可能被泰坦尼克号收到,并且改变航向的。但是发电报装逼的人实在是太多了,只管发不管收了。当然了,这也不是泰坦尼克号的问题,当时大部分人都没意识到这个问题,当时离泰坦尼克号最近的一个船是”加州人”号,大概30公里,当泰坦尼克号要沉了,发出求救信号以后,“加州人”号的电报收发员已经去睡觉了,他也没收到求救信号。

这次事件以后,在1912年美国参议院通过了《1912年无线电法》,规定了每艘船必须要24小时有人收听无线呼救频道,不能只为了发电报装逼,忘了听信号。下一期再讲讲无线电在战争中应用的历史。

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