青少年科普故事大本营第三季电子故事总动员(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：华业

出版社：石油工业出版社

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青少年科普故事大本营第三季电子故事总动员试读：

前言

波涛汹涌的历史长河，神秘璀璨的异方国度，伸手触摸时代发展与岁月变迁的痕迹，人类生活在一个铭刻着无穷智慧与人文科学的世界。人类在历史长河中的不断探索与科学发现推进了自然科学的发展，支撑着社会的进步。这些科学知识为未来社会的发展奠定了扎实的理论基础，是人类发展的科学命脉，更是青少年应该了解和掌握的知识。《青少年科普故事大本营（第三季）》系列丛书就是专门为青少年编写的一套普及自然科学知识与社会科学的图书，内容涵盖了现代科学的众多热点以及与人类生活密切相关的知识，包括心理、哲学、生命、海洋、艺术、电子6个方面，以故事的形式对各学科知识进行详尽介绍，为青少年展现一个丰富奇妙的科学世界。丛书不仅在内容上力求丰富生动、形象细致；更在形式上以个性化、创新性的标题引发青少年的阅读兴趣。

本书为该系列丛书之一，主要介绍了电子学科的相关知识，从“

电子科学家风采

电子学科是现代兴起的面向电子领域的一门学科。主要研究领域为电路与系统、通信、电磁场与微波技术，以及数字信号处理等。电子学科的发展并不是一帆风顺的，电子技术的辉煌成就也不是一蹴而就的。当电子科学初露头角的时候，大多数人都持怀疑态度，并不认为电子会给人类的生活带来什么改变。在许许多多的发明家前辈们的坚持努力下，一项项发明成果的出现，让人们理解了电子对生活的重要意义，重新认识了电子技术的重要作用。爱迪生发明了电灯，贝尔发明了电话，伏特发明了电池，贝尔德研制出了电视，马可尼发明了无线电……在发明的过程中，也不乏一些奇闻轶事：安培追赶马车，富兰克林手抓闪电，亨利错失大奖，德福雷斯特锒铛入狱……这些往往都成为人们茶余饭后的谈资。

电子科学对人类科技进程产生了巨大的影响。目前电子被应用到了通信、网络、物理、化学、生物、医药、航天等多种领域中，对人类社会生活产生了深刻的变革。从最早的黑白电视机、蜂窝手机，到现在的智能电视机、3G手机，见证了电子技术的一步步发展；从最初电子二极管到后来的电子三极管、晶体管、集成电路，看到了电子技术的逐渐成熟；从最原始的工业型机器人到如今的智能型机器人，体现了电子技术的最新成就。

人类只有在永恒的探索和追求中才能不断进步，对于电子科学而言，想象才是发展的原动力。对电子科学的未来，我们充满信心。当今电子技术正以日新月异的速度，引领时代的潮流，各种大胆新奇的发明，挑战着我们的想象力。未来的电视机是什么样子的？未来驾驶汽车需不需要考驾驶执照？未来的通信设备终端是什么样子？未来机器人能替代人类工作吗？未来的3D打印机能帮我们打造包括房子在内的建筑吗？未来的眼镜真能像电影《终结者》中施瓦辛格所饰演的机器人戴的一样吗？随着时间的流逝，这一切也许都能实现，甚至会更符合人们生活的需求，可以肯定的是，电子科学的发展一定会不断向前。电子科学家风采

天才电子大师 迈克尔·法拉第

1791年9月22日是一个光辉的日子，一代科学巨匠迈克尔·法拉第降生在英国萨里郡纽因顿一个贫苦的铁匠家庭。法拉第的一生是伟大的，然而法拉第的童年却是十分凄苦的。

为了解决全家的温饱，老法拉第带着5岁的小法拉第迁到伦敦，希望改变贫穷的命运，不幸的是上帝非但没有给法拉第一家赐福，反而在小法拉第九岁那年夺走了老法拉第的生命。迫于生计，幼小的仅有九岁的迈克尔·法拉第不得不承担起生活重担，去一家文具店充当学徒。四年以后，13岁的法拉第又到书店当学徒。起初负责送报，后来充当图书装订工。真所谓“天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤……”

贫穷是不幸的，童工的生涯非常艰苦。难能可贵的是小法拉第不安于贫穷，非常勤奋好学。14岁时他跟一位装书兼卖书师傅当学徒，利用此机会博览了群书。他在20岁时有幸听到了英国著名科学家汉弗利·戴维先生讲课，对科学产生了浓厚的兴趣。他于1812年圣诞节前夕给戴维写了一封信。法拉第对科学的热情感动了戴维，他精心整理装订的“精美记录册”更使戴维深感欣慰。这时又正值他学徒期满，于是戴维推荐他于1813年3月进入皇家研究所当他的助手。同年10月跟随戴维去欧洲大陆作科学考察旅行。这次旅行使法拉第上了一次“社会大学”，沿途他认真地记录了戴维在各地讲学的内容，学到了许多科学知识，而且结识了许多著名的科学家，如盖·吕萨克和安培等。到1815年5月回到皇家研究所，法拉第已能在戴维指导下做独立的研究工作并取得了几项化学研究成果。1816年法拉第发表了第一篇科学论文。从1818年起他和杰·斯托达特合作研究合金钢，首创了金相分析方法。

1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，受到科学界的关注，1821年，英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章，评述自奥斯特的发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中，对电磁现象产生了极大的热情，并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象，认为既然电能够产生磁，反过来，磁也应该能产生电。于是，他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流，但是努力失败了。经过近10年的不断实验，到1831年，法拉第终于发现，一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流，但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候，另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第经过反复实验，证实了当磁作用力发生变化时，另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样的实验，比如两个线圈发生相对运动，磁作用力的变化同样也能产生电流。这样，法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。法拉第的这个发现扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎，开通了在电池之外大量产生电流的新途径。根据这个实验，1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机，这是法拉第第二项重大的电发明。这个圆盘发电机，结构虽然简单，但它却是人类创造出的第一个发电机。现在产生电力的发电机就是从它开始的。

法拉第的一生是伟大的。他对科学普及工作非常热心,曾经在星期五晚间讨论会上作过一百多次讲演，在圣诞节少年科学讲座上讲演达19年之久，他的科普讲座深入浅出，并配以丰富的演示实验，深受欢迎。法拉第还热心公众事业，他为人质朴、不善交际、不图名利，还喜欢帮助亲友。法拉第的伟绩不能用金钱衡量，如果硬用金钱衡量的话，有人说超过全球股票的总价值。

电子科学的先驱者之一 本杰明·富兰克林

1706年1月17日，本杰明·富兰克林出生在北美洲的波士顿。富兰克林八岁入学读书，虽然学习成绩优异，但由于家中孩子太多，富兰克林的父亲的收入又无法负担他读书的费用，所以，他十岁时就离开了学校，回家帮父亲做蜡烛。但他的学习从未间断过，他利用工作之便，将书店的书在晚间偷偷地借来，通宵达旦地阅读，第二天清晨便归还。他阅读的范围很广，尤其喜欢自然科学方面的书籍。

1736年富兰克林当选为宾夕法尼亚州议会秘书，并在第二年任费城副邮务长。虽然工作越来越繁重，可是富兰克林每天仍然坚持学习。为了进一步打开知识宝库的大门，他孜孜不倦地学习外语，先后掌握了法文、意大利文、西班牙文及拉丁文。通过学习，他广泛地接受了世界科学文化的先进成果，为自己的科学研究奠定了坚实的基础。

18世纪40年代是富兰克林一生中最辉煌的时期。当时有一位英国学者在波士顿利用玻璃管和莱顿瓶表演了电学实验。富兰克林怀着极大的兴趣观看了他的表演，并被电学这一刚刚兴起的科学强烈地吸引住了。随后富兰克林开始了电学的研究。富兰克林在家里做了大量实验，研究了两种电荷的性能，说明了电的来源和在物质中存在的现象。在18世纪以前，人们还不能正确地认识雷电到底是什么。学术界比较流行的是认为雷电是“气体爆炸”的观点。在一次试验中，富兰克林的妻子丽德不小心碰到了莱顿瓶，一团电火闪过，丽德被击中倒地，面色惨白，足足在家躺了一个星期才恢复健康。这虽然是试验中的一起意外事件，但思维敏捷的富兰克林却由此而想到了空中的雷电。他经过反复思考，断定雷电也是一种放电现象，它和在实验室产生的电在本质上是一样的。于是，他写了一篇名叫《论闪电与静电的同一性》的论文，并送给了英国皇家学会。可没想到的是，富兰克林的伟大设想竟遭到了许多人的冷嘲热讽，有人甚至嗤笑他是“想把上帝和雷电分家的狂人”，富兰克林决心用事实来证明一切。

1752年7月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急地期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝（另一个说法是铜钥匙），立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。富兰克林关于天上和人间的电是同一种东西的假说，在他自己的这次实验中得到了光辉的证实。风筝实验的成功使富兰克林在全世界科学界的名声大振。英国皇家学会给他送来了金质奖章，聘请他担任皇家学会的会员。他的科学著作也被译成了多种语言。他的电学研究取得了初步的胜利。然而，在荣誉和胜利面前，富兰克林没有停止对电学的进一步研究。

关于这个“天电”实验一直存在质疑，富兰克林本人也从未正式承认做过这个实验。美国的一个科普电视节目《流言终结者》中通过人造环境模拟实验得出结论：如果按照传言中的方式用风筝引下雷电，富兰克林肯定会被当场电死，而不可能只是“掠过一阵恐怖的麻木感”。尽管对富兰克林是否做过风筝实验存在争议，但他是在1750年第一个提出用实验来证明天空中的闪电就是电的科学家，即使他做过风筝实验，也肯定不会和传言中的一样。

1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。血的代价，使许多人对雷电试验产生了戒心和恐惧。但富兰克林在死亡的威胁面前没有退缩，经过多次试验，他制成了一根实用的避雷针。他把几米长的铁杆，用绝缘材料固定在屋顶，杆上紧拴着一根粗导线，一直通到地里。当雷电袭击房子的时候，它就沿着金属杆通过导线直达大地，房屋建筑完好无损。

1754年，避雷针开始应用，但有些人认为这是个不祥的东西，违反天意会带来旱灾。就在夜里偷偷地把避雷针拆了。然而，科学终将战胜愚昧。一场挟有雷电的狂风过后，大教堂着火了；而装有避雷针的高层房屋却平安无事。事实教育了人们，使人们相信了科学。避雷针相继传到英国、德国、法国，最后普及世界各地。

本杰明·富兰克林有一连串的头衔：文学家、发明家、出版商、科学家、外交家、哲学家、启蒙思想家。有评价说他是18世纪仅次于华盛顿的名人。他一生最真实的写照是他自己所说过的一句话：“诚实和勤勉，应该成为你永久的伴侣。”富兰克林没有显赫的家世，没有富裕的生活，仅仅靠自己对宗教的虔诚，对教育的重视，以及不屈的奋斗获得了在各个领域的成功，他是美国“清教主义”的杰出代表。

最早的电池发明家 亚历山德罗·伏特

亚历山德罗·伏特，意大利著名物理学家。1745年2月18日出生于意大利科摩，伏特发明电池时已经50多岁了，他绝没有想到持续电流对以后的影响会有那么大，因此也没有再作进一步研究，一直在帕维亚大学任教。1819年，伏特退休回到故乡，于1827年3月5日逝世。

伏特出生于一个没落的贵族家庭。八个兄弟姐妹大都就了神职，只有他例外。伏特四岁才会说话，家里人认为他智力迟钝。但到了七岁，他赶上了其他孩子，接着就开始超过他们。他十四岁时便决心当一个物理学家。当时伏特对占据了当代科学舞台的电现象非常有兴趣，而这种兴趣是由普利斯特利的电学著作引起的。为此他甚至还写了一首关于电学的拉丁文长诗。

1774年，伏特被任命为科莫中学的物理教师。第二年他发明了起电盘。在给普利斯特利的信中，他首次描述了这个发明。这个装置由一块覆有硬橡胶的金属电极板和一块带绝缘手柄的金属电极板组成。摩擦硬橡胶板，使之带上负电荷。如将带柄极板置于其上，正电荷便被吸引到下表面，负电荷被排斥到上表面。上面的负电荷可通过接地排除，这个过程不断继续，直到带柄极板带上很多电荷为止。这种电荷蓄贮器取代了莱顿瓶，成为电容器的前身，今天仍然使用着。

起电盘发明后，伏特的名声因此传开。1779年，他接受了帕维亚大学的教授职位，并继续从事电学研究。他发明了与静电有关的其他设备。1794年，他获得了英国皇家学会的科普利奖章，被选为该会会员。

当选会员后的一天，伏特像往常一样，来到图书馆查阅有关资料。突然，一本德国科学家的实验报告汇编引起了他的注意，这本书记载了一个叫斯罗扎的科学家在1750年做的一个实验。斯罗扎在实验报告中说：把两个不同的金属分别夹在舌头的上下，然后用一根金属导线连接两块金属块，此时，舌头上会有一种麻的感觉；如果用两块相同的金属片夹在舌头上下，就没有这种感觉。伏特看完这个实验报告，欣喜若狂。回到实验室，伏特马上找到一块薄锡片和一枚新银币，并用一根导线将它们连接起来。果然，他的舌头出现了麻木的感觉。“这是触电的感觉。”伏特对助手说，“导线中肯定有电在流动。”伏特发现，单独使用锡片或银币在口腔做实验时，没有这种感觉。“这是什么原因呢？”伏特推测，可能是口腔含有稀酸的缘故。根据这一推测，伏特改用稀酸做实验，果然，发现有麻木的感觉。稀酸实验的成功，给了伏特极大的信心。他决定生产一种能产生和储存电能的装置。

1799年，伏特按照自己的设计，把几个盛稀酸的杯子排在一起，然后在每个杯子中装一块锌片和铜片，并将前一个杯子中的铜片和后一个杯子中的锌片用导线连接。最后，两端用导线接出。伏特用手指捏住两端的导线，他不仅感到手指麻木，而且身上也有这种感觉，这说明这种电源装置产生了相当大的电压。“把这‘宝贝’叫做‘伏特电池’吧！”伏特的助手建议。

1800年，伏特制成能产生很大电流的装置。这就是历史上第一组电池。伏特使用小圆铜极板和小圆锌极板以及浸透了盐溶液的硬纸板圆片，从底部开始，往上依次为铜、锌、硬纸板；铜、锌、硬纸板……如将金属线接到这个“伏特电堆”的顶端和底部，电路闭合时就会有电流通过。

不久，尼科尔森将伏特电池付诸实际使用。电池的发明使伏特的名声达到登峰造极的地步。

1801年，伏特被拿破仑宣召到法国奉命表演他的实验。他获得一连串的奖章和勋章，其中包括荣誉勋位团勋章，还被封为伯爵，1810年，他当上了伦巴第公国的参议员。伏特和拉普拉斯一样，有不受政治变迁影响、保持自己地位的权利。无论是拿破仑倒台还是奥地利再次统治意大利，伏特仍然地位显赫，春风得意。然而，伏特所获得的最高荣誉却并非出自于统治者，而是来自他同辈的科学家。电动势的单位现被称为“伏特”，就是为了纪念他而命名的。由现代核粒子加速器产生的运动带电粒子的能量，以电子伏为单位量度。

在伏特之前，人们只能应用摩擦发电机，运用旋转以发电，再将电存放在莱顿瓶中，以供使用，这种方式相当麻烦，所得的电量也受限制。伏特发明的电池改进了这些缺点，使得电的取得变得非常方便。

伏特电池的发明，使得科学家可以用比较大的持续电流来进行各种电学研究，促使电学研究有一个巨大的进展。伏特电池是一个重要的起步，它带动后续电气相关研究的蓬勃发展，后来利用电磁感应原理的电动机和发电机的研发成功也得归功于它，而发电机之后电气文明的开始，导致第二次产业革命，改变了人类社会的结构。

电磁理论的开拓者 查利·奥古斯丁·库仑

1736年6月14日，查利·奥古斯丁·库仑出生于法国的昂古莱姆。库仑家里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。他后来到巴黎军事工程学院学习，离开学校后，他进入西印度马提尼克皇家工程公司工作。工作了八年以后，他又在埃克斯岛瑟堡等地服役。这时库仑就已开始从事科学研究工作，他把主要精力放在研究工程力学和静力学问题上。

他在军队里从事了多年的军事建筑工作，为他1773年发表的有关材料强度的论文积累了材料。在这篇论文里，库仑提出了计算物体上应力和应变的分布的方法，这种方法成了结构工程的理论基础，一直沿用到现在。

1777年，法国科学院悬赏征求改良航海指南针中的磁针的方法。库仑认为磁针支架在轴上，必然会带来摩擦，要改良磁针，必须从这个根本问题着手。他提出用细头发丝或丝线悬挂磁针，同时他对磁力进行了深入细致的研究，特别注意了温度对磁体性质的影响。他又发现线扭转时的扭力和针转过的角度成比例关系，从而可利用这种装置算出静电力或磁力的大小。由于成功地设计了新的指南针结构以及在研究普通机械理论方面作出的贡献，1782年，他当选为法国科学院院士。为了保持较好的科学实验条件，他仍在军队中服务，但他的名字在科学界已为人所共知。

库仑在1785年到1789年之间，通过精密的实验对电荷间的作用力作了一系列的研究，连续在皇家科学院备忘录中发表了很多相关的文章。

1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。同年，他在给法国科学院的《电力定律》的论文中详细地介绍了他的实验装置、测试经过和实验结果。

他还给我们留下了不少宝贵的著作，其中最主要的有《电气与磁性》一书，共七卷，于1785年至1789年先后公开出版发行。

库仑以自己一系列的著作丰富了电学与磁学研究的计量方法，将牛顿的力学原理扩展到电学与磁学中。库仑的研究为电磁学的发展、电磁场理论的建立开拓了道路。库仑不仅在力学和电学上都作出了重大的贡献，作为一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献。他曾设计了一种水下作业法。这种作业法类似于现代的沉箱，它是应用在桥梁等水下建筑施工中的一种很重要的方法。毫无疑问，库仑是18世纪最伟大的发明家之一，他的杰出贡献是永远也不会被磨灭的。

传奇人物 托马斯·阿尔瓦·爱迪生

托马斯·阿尔瓦·爱迪生是世界上公认的最伟大的发明家。迄今为止，世界上没有一个人能打破他创下的发明专利数世界纪录。

爱迪生从小就对很多事物感到好奇，而且喜欢亲自去试验一下，直到明白了其中的道理为止。有一次，他看到铁匠将铁块放在熊熊的烈火中烧红，然后锤打成各式各样的工具时，就晃着大脑袋向铁匠提出一个又一个问题：火是什么东西？火为什么是红的？火为什么这么热？铁在火中被烧之后为什么会发红？铁红了为什么就软了？回到家，小爱迪生在自家的木棚里开始了他最初的实验。他抱来干草，并将其点燃，他想弄明白火究竟是什么。然而，小爱迪生的第一次实验就引来了一场火灾，将家中的木棚烧掉了。

还有一次，到了吃饭的时候，仍不见爱迪生回来，父亲和母亲很焦急，四下寻找，直到傍晚才在场院边的草棚里发现了他。父亲见他一动不动地趴在放了好些鸡蛋的草堆里，就非常奇怪地问：“你这是干什么？”小爱迪生不慌不忙地回答：“我在孵小鸡呀！”原来，他看到母鸡会孵小鸡，觉得很奇怪，总想自己也试一试。当时，父亲又好气又好笑地将他拉起来，告诉他，人是孵不出小鸡来的。在回家的路上，爱迪生还迷惑不解地问：“为什么母鸡能孵小鸡，我就不能呢？”

由于爱迪生对许多事情感兴趣，他也经常碰到危险。一次，他到储存麦子的房子里，不小心一头栽到麦囤里，麦子埋住了脑袋，动也不能动了。他差一点死去，幸亏被人及时发现，抓住爱迪生的脚把他拉了出来。他4岁那年，想看看篱笆上野蜂窝里有什么奥秘，就用一根树枝去捅，结果脸被野蜂蜇得红肿，几乎连眼睛都睁不开了。

长大以后，他就根据自己对科学的兴趣，一心一意作研究和发明的工作。他在新泽西州建立了一个实验室，从此走上了发明的道路。“浪费，最大的浪费莫过于浪费时间了。”爱迪生常对助手说，“人生太短暂了，要多想办法，用极少的时间办更多的事情。”

一天，爱迪生在实验室里工作，他递给助手一个没上灯口的空玻璃灯泡，说：“你量量灯泡的容量。”说完又低头工作了。过了好半天，他问：“容量多少?”他没听见回答，转头却看见助手拿着软尺在测量灯泡的周长、斜度，并用已测得的数字伏在桌上计算。他说：“时间，时间，怎么能浪费那么多的时间呢?”爱迪生走过去，拿起那个空灯泡，向里面斟满了水，交给助手，说：“把里面的水倒在量杯里，马上告诉我它的容量。”助手立刻读出了数字。爱迪生说：“这是多么容易的测量方法啊，它又准确，又节省时间，你怎么想不到呢？还去算，那岂不是白白地浪费时间吗?”助手的脸红了。爱迪生喃喃地说：“人生太短暂了，太短暂了，要节省时间，多做事情啊!”

爱迪生为了搞实验，往往连续几天不出实验室，不睡觉。实在累得不行了，就用书当枕头在实验桌上打个盹。有一天，他的朋友开玩笑说：“怪不得爱迪生懂得那么多发明，原来他连睡觉都在吸收书里的营养。”

在埋头于研究的某一天，他到税务局去纳税。在长长的队列里排队等候时，他头脑还满是关于研究的事，叫到他的名字时他都没反应。正好旁边一熟人告诉他：“你的名字不是叫托马斯·爱迪生吗？”可他却说：“我在哪儿听到过这个名字。哦！对了，这不是我的名字吗？”对于这件事，他回忆说：“那时虽然只不过三秒钟，可是即使有人说要我的命，我也无法想起自己的名字来。”

爱迪生把全部精力都用到了发明创造上，实验和研究成了他的第二生命。他一生共发明了电灯、电报机、留声机、电影机、磁力析矿机、压碎机等总计两千余种东西。

在爱迪生弥留之际，医生和爱迪生的许多亲友都围坐在他的床前，眼看他的呼吸已越来越微弱，每个人都蒙受着巨大的痛苦，可谁都无能为力。最后，爱迪生的心脏终于停止了跳动，就这样，一个世界上最伟大的发明家离我们而去了。

托马斯·阿尔瓦·爱迪生（1847—1931），美国发明家、企业家，拥有众多重要的发明专利，被传媒授予“门洛帕克的奇才”，是世界上第一个利用大量生产原则和其工业研究实验室来生产发明物的发明家。他拥有两千余项发明，包括对世界有极大影响的留声机、电影摄影机和钨丝灯泡等。在美国，爱迪生名下拥有1093项专利，而他在美国、英国、法国和德国等地的专利数累计超过1500项。他是有史以来最伟大的发明家。

“不切实际”的伽利尔摩·马可尼

人类发明了电报和电话后，信息传播的速度大大超过了以往。电报、电话的出现缩短了各国人民之间的距离感。但是，当初的电报、电话都是靠电流在导线内传输信号的，这使通信受到很大的局限。比如，要通信首先要有线路，而架设线路则会受到自然地理条件的限制。高山、大河、海洋均给线路的架设和维护带来麻烦，进而增加了通信的困难。况且，极需要通信联络的海上船舶，以及后来发明的飞机，因它们都是会移动的交通工具，所以无法用有线方式与地面人们联络。无线电技术的出现，解决了这些问题。无线电通讯技术，使通信摆脱了依赖导线的方式。所以说无线电技术的发明是通信技术上的一次飞跃，也是人类科技史上的一个重要成就。

无线电技术就是利用无线电波传输信息的通信方式，传输声音、文字、数据和图像等。与有线电通信相比，不需要架设传输线路，不受通信距离限制，机动性好，建立迅速；但传输质量不稳定，信号易受干扰或易被截获，保密性差。

无线电通讯技术的发明者是伽利尔摩·马可尼。

伽利尔摩·马可尼1874年4月25日出生于意大利博洛尼亚市。父亲是一位意大利乡绅，名叫朱赛普·马可尼，母亲叫安妮·吉姆逊，是爱尔兰克斯福德郡达芬城人。伽利尔摩·马可尼是家中次子，后来成为意大利电气工程师和发明家，无线电技术的发明人，收音机即无线电接收机的发明者。他的家庭条件优越，从小便在家庭教师的细心关照下学习。在博洛尼亚大学学习期间，马可尼用电磁波进行约2千米距离的无线电通讯实验，获得成功。

少年时，马可尼不喜欢去正规的学校读书，而是经常泡在父亲的私人图书馆中，看各种书报。这对他日后的成就起了关键的作用。母亲也非常注重马可尼的兴趣培养，给他腾出一个房间作为实验室，还请了一位大学物理教授给马可尼做指导。这位教授不但允许马可尼使用学校的实验室，还同意他将实验仪器拿回家中，并且可以自由借阅学校图书馆的图书，而马可尼也没有辜负这位老师的好意，一口气将图书馆内所有关于电磁学的书籍阅读完毕，还做了大量的电磁学实验。

马可尼一直对物理和电学有着浓厚的兴趣，读过麦克斯韦、赫兹、里希、洛奇等人的著作。

1894年，即赫兹去世的那年，马可尼刚满20岁，他在电气杂志上读到了赫兹的实验和洛奇的报告。这些实验清楚地表明了不可见的电磁波是存在的，这种电磁波以光速在空中传播。从小就喜欢摆弄线圈、电铃的马可尼，一头钻进了电磁波的研究中。他想，既然赫兹能在几米外测出电磁波，那么只要有足够灵敏的检波器，也一定能在更远的地方测出电磁波。经过多次的试验，他终于迈出了可喜的第一步。他在家中的楼上安装了发射电波的装置，楼下放置了检波器，检波器与电铃相接。他在楼上一接通电源，楼下的电铃就响了起来。当马可尼的父亲看到了这个新奇的装置后，再也不叫他“不切实际的空想家”了，并开始给儿子经济资助，让他一心搞实验。马可尼初次告捷后，信心倍增。他大量收集资料和文章，不管这些文章的作者是有名气的还是无名气的，只要对他有用，有所启发的文章，他都耐心阅读，仔细分析。他把各家的缺点分析清楚，把各人的长处集合起来，改进自己的机器。

第二年夏天，马可尼在父亲的庄园又完成了一次非常成功的实验。到了秋天，实验又获得了很大的进步。他把一只煤油桶展开，变成一块大铁板，作为发射的天线，把接收机的天线高挂在一棵大树上，用以增加接收的灵敏度。他还改进了洛奇的金属粉末检波器，在玻璃管中加入少量的银粉，与镍粉混合，再把玻璃管中的空气排除掉。这样一来，发射方增大了功率，接收方也增加了灵敏度。他把发射机放在一座山岗的一侧，接收机安放在山冈另一侧的家中。当给他当助手的同伴发送信号时，他守候着的接收机接收到了信号，带动电铃发出了清脆的响声。这响声对他来说比动人的交响乐更悦耳动听。这次实验的距离达到27千米。

1896年，马可尼携带着自己的装置到了英国，在那里他被介绍给邮政总局的总工程师威廉·普利斯。这年年末马可尼取得了无线电报系统世界上第一个专利。他在伦敦、萨里斯堡平原以及跨越布里斯托尔湾成功地演示了他的通信装置。1897年7月，马可尼成立了“无线电报及电信有限公司”。同年改名为“马可尼无线电报有限公司”，又在斯佩西亚向意大利政府演示了19千米的无线电信号发送。1899年，他建立了跨越英吉利海峡的法国和英国之间的无线电通信。他在尼德尔斯、怀特岛、伯恩默斯，以及哈芬旅社、普尔和多塞特建立了永久性的无线电台。

虽然马可尼最重要的专利权是在1900年授予的，但是他不断地改进自己的发明，从中获得了许多专利权。1901年他发射的无线电信息成功地穿越大西洋，从英格兰传到加拿大的纽芬兰省。

这项发明的重要性在一次事故中戏剧性地显示出来。那是1909年“共和国”号汽船由于碰撞遭到毁坏而沉入海底时，由于无线电信息起了作用，除6人外所有的人员全部得救。同年，马可尼因其发明而获得了诺贝尔奖。翌年，他发射的无线电信息成功地穿越9656千米的距离，从爱尔兰传到阿根廷。

所有这些信息都是利用莫尔斯电码的虚线系统发射的。当时就已经知道声音也可以用无线电传播，但是这大约在1915年才得以实现，用于商业的无线电广播在20世纪30年代初期才刚刚开始，但是它的普及和意义随后则迅速地增长。

1937年，马可尼与世长辞，意大利罗马有近万人为他送葬，同时，英国所有无线电报和无线电话，以及大不列颠广播协会的广播电台停止工作两分钟，向这位无线电领域的伟大人物致哀。马可尼以及其他为无线电通信领域作出贡献的科学家虽然离开了人间，可是他们将发明的无线电通信留给了后人，并将造福人类的子子孙孙。

自1895年意大利的马可尼在英国获得无线电专利权以来的一百多年来，人类社会在无线电的研究、开发和应用方面取得了十分辉煌的成就。无线电经历了从电子管到晶体管，再到集成电路，从短波到超短波，再到微波，从模拟方式到数字方式，从固定使用到移动使用等各个发展阶段，无线电技术已成为现代信息社会的重要标志。

错失专利权的约瑟夫·亨利

提起电磁感应，人们都会想起法拉第，却无人知道亨利这个名字。其实亨利比法拉第更早发现电磁感应现象。

1797年约瑟夫·亨利出生在纽约州的奥尔巴尼。由于家境贫困，他被寄养在一位亲戚家里，年仅10岁就在乡村小店里当伙计。在苦难的童年时代，也许只有他养的那只小白兔给他带来了一丝欢乐。说来有趣，恰是那只可爱的小白兔改变了他的全部生活。在他13岁那年的一天，他的小白兔从笼子里跑了。他尾随小白兔，紧追不舍，一直追到了教堂里才将小白兔逮住。他站起来正要往回走，突然，他注意到了四壁上绘着的绚丽多彩的神像，木架上堆满了厚厚的图书，他被深深地吸引住了。从此他一有空就躲进教堂，阅读各种书籍，知识滋养着他渐渐地成长。一天他读到一本1808年伦敦出版的格利戈里关于实验科学、天文学和化学的演讲集，这是一本关于自然哲学的著作，第一页上写道：“你向空中扔一块石头或者射出一支箭，为什么它不是朝你给予的方向一直向前飞去？”这句话一下子就把亨利迷住了。读完了这本书，他决心要献身于科学事业。

1832年，亨利成为新泽西学院的自然哲学教授，一直到1846年离开。1846年至1878年间，他是新成立的斯密森研究所的秘书和第一任所长，负责气象学研究。

亨利的主要成就是对电磁学的独创性研究。1827年他用纱包铜线在一个铁芯上绕了两层，然后在铜线中通电，发现仅重3公斤的铁芯竟然吸起了300公斤重的铁块，远远超过一般天然磁铁的吸引力。电转变为磁产生的这种大的力量，立即深深地吸引了享利继续对这些电磁现象进行探讨。1829年亨利对英国发明家威廉·史特京发明的电磁铁作了改进，使电磁铁的吸引作用大大增强。后来他制作的一个体积不大的电磁铁，能吸起1吨重的铁块。

1830年8月，亨利在电磁铁两极中间放置一根绕有导线的条形软铁棒，然后把条形铁棒上的导线接到检流计上，形成闭合回路。他观察到，当电磁铁的导线接通的时候，检流计指针向一方偏转后回到零；当导线断开的时候，指针向另一方偏转后回到零。这就是亨利发现的电磁感应现象。这比法拉第发现电磁感应现象早一年。但是，当时世界科学的中心在欧洲，亨利正在集中精力制作更大的电磁铁，没有及时发表这一实验成果，因此，发现电磁感应现象的功劳就归属于及时发表了成果的法拉第，亨利失去了发明权。

尽管亨利没有得到应有的赞扬，可他继续一头扎在实验中。有一次，亨利对绕有不同长度导线的各种电磁铁的提举力做比较实验。他意外地发现，通有电流的线圈在断路的时候有电火花产生。1832年他发表了《在长螺旋线中的电自感》的论文，宣布发现了电的自感现象。1837年，亨利访问了欧洲，与英国物理学家、化学家法拉第共同愉快地度过了许多日子。法拉第当时想做一个简单的实验使温差电偶产生火花。他把电偶的一端置于炽热的火炉上，另一端埋在冰块里，并将两根引线的线头相碰，但并未产生预想的结果。这时亨利把一根导线绕成线圈套在一根铁棒上，并把这个线圈接到温差电偶的一根引线上，再使两根线头相碰，顿时爆出了耀眼的电火花。法拉第对此实验大加赞赏，大声问道：“你到底是怎么成功的？”于是亨利不得不向这位因发表电磁感应规律而闻名于世的科学家解释自感的道理，显然当时还没有一个欧洲人读过亨利几年前就发表的那些论文。

1842年亨利在实验室里安装了一个火花隙装置，在三十多米处放一个线圈来接收能量，线圈和检流计相接，形成回路。当火花隙装置的电火花闪过的时候，和线圈相接的检流计指针就发生偏转。这个实验的成功，实际上实现了无线电波的传播。亨利的实验虽然比赫兹的实验早了四十多年，但是当时的人们包括亨利自己在内，还认识不到这个实验的重要性。

除了这些发明，亨利为电报机的发明也做出了贡献。实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器。亨利把电磁铁改换成使用绝缘导线的强力电磁铁，用继电器把每个备有电池的电路串联起来，把文字信号中继转发出去，电路中的一条导线可用地线代替，而不需要两条往返导线。亨利实际上是电报的发明者，但是，不重名利的亨利没有申请专利权。这样，发明电报的专利和荣誉就落到莫尔斯的头上。当然，莫尔斯发明的由“点”、“划”组成的“莫尔斯电码”，是他对电报的独特贡献。

此外，亨利还发明了继电器、无感绕组等，他还改进了一种原始的变压器。亨利曾发明过一台像跷跷板似的原始电动机，从某种意义上来说这也许是他在电学领域中最重要的贡献。因为电动机能带动机器，在启动、停止、安装、拆卸等方面，都比蒸汽机来得方便。今天，电动机已成为电气时代的标志了。

约瑟夫·亨利（1797—1878）,美国科学家。他是以电感单位“亨利”留名的大物理学家，在电学上有杰出的贡献。他发明了继电器（电报的雏形），比法拉第更早发现了电磁感应现象，还发现了电子自动打火的原理。但却没有及时去申请专利。但人们没有忘记这些杰出的贡献，为了纪念亨利，用他的名字命名了自感系数和互感系数的单位，简称“亨”。

电话的缔造者 亚历山大·贝尔

电报的发明，把人们想要传递的信息以每秒30万千米的速度传向远方。这是人类信息史上划时代的创举。但久而久之，人们又有点不满足了。因为发一份电报，需要先拟好电报稿，然后再译成电码，交报务员发送出去；对方报务员收到报文后，得先把电码译成文字，然后投送给收报人。这不仅手续繁多，而且不能及时地进行双向信息交流；要得到对方的回电，还需要等较长的时间。

人们对电报弊端的不满，促使科学家们开始新的探索。

19世纪30年代，人们开始探索用电磁现象来传送音乐和话音的方法，其中最有成就的要算是亚历山大·贝尔了。

亚历山大·贝尔，1847年生于苏格兰爱丁堡。他的家族有许多人都从事聋哑人的教育工作。

在贝尔6岁的时候，有一天，父亲以温和的口吻对贝尔说：“孩子，世界上最痛苦的人莫过于盲人和聋哑人。他们和我们一样是人，可是眼睛不能看，耳朵不能听，嘴巴不能说话。漂亮的衣服和美丽的风景，盲人看不到；美妙的音乐和有趣的笑话，聋哑人听不见；我们可以谈笑自若，想到什么就说什么，但是，他们却被剥夺了这种权利。想起来，我们真是太幸福了。因此除了要感谢上帝以外，同时更要尽一己之力，去帮助他们，安慰他们，使他们尽量也能过上正常的生活。孩子，等你长大以后，一定要记着救助这些不幸的人！”

贝尔经常听到这样的教诲，所以，他以使聋哑者得到幸福作为自己终生的职志。

贝尔从小就拥有善良的心灵和灵活的头脑。他家附近有座水磨坊，里面住着一对父子。平常，一些粗重的工作都由年轻人担任。后来年轻人入伍当兵，留下老人独自磨粉以维持生活。碰到水少的时候，水车动不了，老人没办法磨粉，就只好饿肚子。贝尔很同情这位老人，他经常约一些小朋友去帮忙。

碰到缺水的时候，磨粉的工作实在很不轻松，一定要大家一起用力推，才能推动石磨。刚开始，大家觉得好玩，还肯用力帮忙，后来，一些小朋友厌倦了，便纷纷离去，只剩下贝尔一个人，自然就推不动了。

贝尔回到家里，坐在父亲的书房里苦思：怎样才能轻松地推动石磨呢？经过一个月的研究，他想出了一个好法子。首先，改良臼齿，以减少摩擦力，再利用麦粒的圆形，使双方互相挨着，这样，臼齿的转动就灵活多了。如此，他不仅帮了磨坊主人一个大忙，全村的人也争相仿制，大家都觉得改良过的石磨真是便利好用。

于是，才15岁的贝尔，成了全村人眼中的发明神童了。

由于家庭的影响，他从小就对声学和语言学有浓厚的兴趣。开始，他的兴趣是在研究电报上。有一次，当他在做电报实验时，偶然发现了一块铁片在磁铁前振动会发出微弱声音的现象，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔以很大的启发。他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗?这就是贝尔关于电话的最初构想。

贝尔发明电话的努力得到了当时美国著名的物理学家约瑟夫·亨利的鼓励。亨利对他说：“你有一个伟大发明的设想，干吧！”当贝尔说到自己缺乏电学知识时，亨利说：“学吧。”在亨利的鼓舞下，贝尔开始了实验，一次，他不小心把瓶内的硫酸溅到了自己的腿上，他疼痛得喊叫起来：“沃森先生，快来帮我啊！”想不到，这一句极普通的话，竟成了人类通过电话传送的第一句话音。正在另一个房间工作的贝尔先生的助手沃森，是第一个从电话里听到电话声音的人。贝尔在得知自己试验的电话已经能够传送声音时，热泪盈眶。当天晚上，他在写给母亲的信中预言：“朋友们各自留在家里，不用出门也能互相交谈的日子就要到来了！”

正如贝尔所说的那样，电话的发明无疑给通信世界带来了巨大的影响。最初，每一对电话是用两根铁丝连接起来的，然后，交换台使电话线集中到一个地点。其他发明——如放大声音的真空管和在陆上及海底连接长距离的同轴电缆都极大地扩展了电话服务。到了20世纪60年代，通信卫星又消除了对地面线路的需要。今天，一束束的玻璃纤维用激光传递人们彼此间的通话，比起当初，又是一个巨大的进步，这一切都归功于贝尔当初的一个简单、真实的想法。

亚历山大·贝尔是一位美国发明家和企业家。他获得了世界上第一台可用的电话机的专利权，创建了贝尔电话公司。他发明的电话标志着通信革命的开始，使人类这个大家庭彼此可以保持更密切的联系。今天我们的通信领域所取得的成就大多归功于贝尔，因此他也被人们誉为“电话之父”。

追着马车做题的安德烈·玛丽·安培

安德烈·玛丽·安培1775年1月20日生于里昂一个富商家庭，他父亲受卢梭的教育思想的影响很深，决定让安培自学，经常带他到图书馆看书。安培自学了《科学史》、《百科全书》等著作。

安培小时候记忆力极强，数学才能出众，而且他也对数学最着迷，13岁就发表第一篇数学论文，论述了螺旋线。

安培在学习和研究问题时，思想高度集中，专心致志，简直达到了那种忘我的痴迷程度。有一次，安培正慢慢地向他任教的学校走去，边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候，他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿，又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后，他走进教室，习惯地掏怀表看时间，拿出来的却是一块鹅卵石。原来，怀表已被扔进了塞纳河。

还有一次，安培在街上散步，走着走着，想出了一个电学问题的算式，正为没有地方运算而发愁。突然，他见到面前有一块“黑板”，就拿出随身携带的粉笔，在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了，他也跟着走，并边走边写。马车越来越快，他也跟着跑了起来，一心一意要完成他的推导，直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动，使街上的人笑得前仰后合。

为了专心研究问题，怕别人来打扰他，安培就在自己的家门口贴上了一张“安培先生不在家”的字条。这样，来找他的人看到字条后就不会再敲门打扰他。有一天，他在家中思考一个问题，百思不得其解，便走出家门，一边散步一边思考这个问题。他在马路上走着走着，好像突然想起了什么便转回身向家走去。他一边走一边还在聚精会神地思考着问题。当他返回自己的家门口时，抬头看见门上贴着“安培先生不在家”的那张字条，自言自语地说：“噢！安培先生不在家，那我回去吧！”说完，回头走了。

正是这种对科学执著、着迷的态度，才使安培成为伟大的发明家。

1821年，安培提出了著名的分子电流的假说，他认为，在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流——分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于两个磁级。从而揭示了磁铁磁性的起源。又进一步做了大量实验，研究了磁场方向与电流方向之间的关系，并总结出安培定则。

安培的研究还涉及哲学、化学等领域，甚至还研究过植物分类学上的复杂问题。

1836年，安培以大学学监的身份外出巡视工作，不幸途中染上急性肺炎，医治无效，于6月10日在马赛去世，终年61岁。后人为了纪念安培，用他的名字来命名电流强度的单位，简称“安”。

安培对电磁学的发展可以说是功不可没。他不但创造了“电流”这个名词，还将正电流动的方向定为电流的方向。麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一”，还把安培誉为“电学中的牛顿”。安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。安培在他的一生中，只有很短的时期从事电子工作，可是他却能以独特、透彻的分析，论述带电导线的磁效应，因此我们称他是“电子力学的先创者”，他是当之无愧的。

多项发明家 恩斯特·维尔纳·西门子

恩斯特·维尔纳·西门子，1816年12月13日出生于德国城市汉诺威附近伦特庄园的奥伯古特农庄。他的父亲克里斯蒂安·斐迪南·西门子是一个农民，西门子是这个家庭的长子。

1834年夏天，西门子告别了父母和兄弟姐妹，只身前往普鲁士首都柏林。他参加了炮兵部队，经过6个月的训练，晋升为上等兵。1835年秋天，西门子终于如愿以偿，到柏林联合炮兵学院学习。在学院度过的3年可以说是西门子一生中最幸福的时光，他顺利地通过了候补军官、军官和炮兵军官3次考试，担任了军官。同时，他把大量的时间用于科学研究。在3年的学习中，数学、物理和化学是他最感兴趣的科目，在课堂上学习到的知识为他后来的发明之路奠定了基础。

西门子发明创造的主要动力是经济因素。父母早逝后，两个继承农业的弟弟收入有限，无法支付其他兄弟的教育经费。西门子迫切需要开拓经济来源。

他的第一项工业发明是用电流进行镀金和镀银，他用技术入股，和稀有金属厂的亨宁格合作建立了镀金镀银部，双方共同分享红利。第二项发明是改良锌版印刷机，新型的旋转式快速印刷机不久后在西门子手中诞生。1840年，因为与他人决斗，受到短期禁闭处罚，西门子的研究工作被中断。好在监牢里的生活不那么刻板，他竟得以在牢房里布置了一个小小的实验室，把所有时间都用来进行研究。就在这里，幸运之神降临了：他在电解试验中获得了惊人的成功。在禁闭期间，他改进了镀金的方法，并起草了一份专利申请书，获得了为期5年的普鲁士专利。后来，国王签署了他的赦免令，他重获自由。

1845年，西门子发表了几篇重要的科学论文；次年，他的兴趣转向电报事业——就是在这个领域的研究使他名垂青史。

1846年西门子发现杜仲胶具有良好的电绝缘性能，可制作电缆绝缘，不久，制成了通信电缆。1847年，西门子和哈尔斯克合作创办了哈尔斯克电报机制造厂。哈尔斯克是一名技术娴熟的机械师，他帮助西门子制作出指针电报机，后来，他又制造出了线材压铸机。接着，为了找到一种充分耐久的绝缘材料，西门子把铜线用热的树胶包裹起来，制成了绝缘电线。同一年世界上出现的第一条较长的地下电报线，就是用这种电线铺设的。这次的成功更坚定了西门子献身于电报事业的决心。1847年，西门子和他人合伙建立了电报设备制造厂，工厂发展迅速，很快就在欧洲许多国家的首都设立了分号。1848年欧洲革命期间，西门子参加了一些政治军事活动，但那并非他的兴趣所在。一恢复和平，他就返回柏林重新开始了研究工作。从此，西门子以更多的精力从事研究，最终成为举世闻名的德国“电子电气之父”。

19世纪70年代，西门子研发出了直流发电机，最初运用于军事目的，在功率和负荷能力进一步改进之后，他发现这种机器在电车和电气发动机领域也有广泛的应用前景。1879年，西门子公司为柏林街道安装了路灯。1880年，电梯被制造出来。1881年西门子建立了第一个电子公共交通系统，使有轨电车行驶在柏林近郊。从1877年开始，电话机也加入到公司产品行列。西门子对由格雷厄姆·贝尔发明的但还没有在德国获得专利权的电话机进行了改良。这种电话机在前三年的销量超过了一万台。改良别人的发明是维尔纳·西门子的长项，通过他的改良，产品的性能大为提升。

1892年12月6日，西门子在夏洛滕堡去世，终年76岁。

恩斯特·维尔纳·西门子出身贫寒，但一生刻苦勤奋，发明了几十种科技项目，涉及多个领域，其中电子领域成绩最为显赫。1890年西门子退休。德皇弗里德里希三世授予其贵族称号。后来西门子的名字也被用来命名电导率的单位。电报发明者  萨缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯

　　通讯技术关键性的变革发生在19世纪中期。

　　1832年秋天，在大西洋中航行的一艘邮船上，美国医生杰克逊给旅客们讲电磁铁原理，旅客中41岁的美国画家萨缪尔·芬利·布里斯·莫尔斯被深深地吸引住了，并牢记住了这些。他联想起自己所看到的法国信号机体系，它每次只能凭视力所及传讯数英里而已；如果用电流传输电磁讯号，不是可以在瞬息之间把消息传送数千英里之遥吗？从这以后，他毅然改行投身于电学研究领域。

　　莫尔斯于1791年出生在美国一个牧师家庭。他青年时研究绘画和雕刻，历任过若干艺术团体的负责职务。他抛却了铺着荣誉地毯的艺术之路，转向尚处于幼年时代的电学，冒着失败的风险，在崎岖不平的科技之峰上努力攀登。在试制电报机的过程中，莫尔斯的生活极为困苦，有时甚至挨饿。他节衣缩食，以购置实验用具。1836年，他不得不重操艺术家的旧业，以解决生计问题。但他始终没有中断研究工作。坚持不懈的努力和友人的帮助，莫尔斯终于获得成功。

　　莫尔斯从在电线中流动的电流在电线突然截止时会迸出火花这一事实得到启发，“异想天开”地想，如果将电流截止片刻发出火花作为一种信号，电流接通而没有火花作为另一种信号，电流接通时间加长又作为一种信号，这三种信号组合起来，就可以代表全部的字母和数字，文字就可以通过电流在电线中传到远处了。

　　经过几年的琢磨，1837年，莫尔斯设计出了著名且简单的电码，称为“莫尔斯电码”，它是利用“点”、“划”和“间隔”（实际上就是时间长短不一的电脉冲信号）的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。

　　1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，一批科学家和政府官员聚精会神地注视着莫尔斯，只见他亲手操纵着电报机，随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64千米外的巴尔的摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。

　　第一封电报的内容是圣经的诗句：“上帝创造了何等的奇迹”。

　　电报机有人工和自动两种，还有有线发送和无线发送两种方式。人工电报机是由人来按动电键，使电键接点开闭，形成“点”、“划”和“间隔”信号，经电路传输出去，收报端接到这种电信号后，便控制音响振荡器产生出“嘀”、“嗒”声，“嘀”声为“点”，“嗒”声为“划”，供收报员收听抄报。

　　在无线通信情况下，发报端除有发报电键外，还必须有发射机，以便将电键发出的电脉冲信号变换（即调制）成高频载波信号，才能发送出去。在接收端，除了耳机外，还必须有接收机，它将发射端发送的高频载波信号接收下来，再变换（即解调）成音频信号，供人工收听抄报。

　　自动电报机的发报端在发报时，事先将准备发送的报文用专用的凿孔机凿成发送凿孔纸带，然后用快机发送出去。在收报端，使用波纹收报机来收报，即在移动的纸带上自动记录莫尔斯电码波纹信号。

今天，我们从一个小的方面就可以看出莫尔斯的贡献：他发明的电报，为各地气象资料迅速传递和集中提供了条件，使绘制当时的天气图成为可能。电子的发现人 约瑟夫·约翰·汤姆逊

约瑟夫·约翰·汤姆逊，1856年12月18日生于英国曼彻斯特，英国物理学家，电子的发现者，世界著名的卡文迪许实验室第三任主任。

汤姆逊的父亲是一个专门印制大学课本的商人，由于职业的关系，他父亲结识了曼彻斯特大学的一些教授。汤姆逊从小学习很认真，十四岁便进入了曼彻斯特大学。在大学学习期间，他受到了司徒华教授的精心指导，加上他自己的刻苦钻研，学业提高很快。

1876年，汤姆逊20岁，他被保送进了剑桥大学三一学院深造，1880年他参加了剑桥大学的学位考试，以第二名的优异成绩取得学位，随后被选为三一学院学员，两年后又被任命为大学讲师。他在数学和物理学方面具有很高修养，先后发表了《论涡旋环的运动》和《论动力学在物理学和化学中的应用》等论文。1884年，28岁的汤姆逊在瑞利的推荐下，担任了卡文迪许实验室物理学教授。从此汤姆逊开始潜心研究电学课题。

当时还没有电子这个概念，人们甚至都没有意识到它的存在。早在1858年，德国的盖斯勒制成了低压气体放电管。1859年，德国的普吕克尔利用盖斯勒管进行放电实验时，看到了正对着阴极的玻璃管壁上产生出绿色的光。1876年，德国的戈尔兹坦提出，玻璃壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的，他把这种射线命名为阴极射线。阴极射线是由什么组成的？19世纪末时，有的科学家说它是电磁波；有的科学家说它是由带电的原子所组成；有的则说是由带阴电的微粒组成，众说纷纭，一时得不出公认的结论。英法的科学家和德国的科学家们对于阴极射线本质的争论，竟延续了二十多年。

1897年汤姆逊也开始研究这种射线。汤姆逊的实验过程是这样的，他将一块涂有硫化锌的小玻璃片，放在阴极射线所经过的路途上，看到硫化锌会发闪光。这说明硫化锌能显示出阴极射线的“径迹”。他发现在一般情况下，阴极射线是直线行进的，但当在射击线管的外面加上电场，或用一块蹄形磁铁跨放在射线管的外面，结果发现阴极射线都发生了偏折。根据其偏折的方向，不难判断出带电的性质。

汤姆逊通过这个实验得出结论：这些“射线”是带负电的物质粒子。但他反问自己：“这些粒子是什么呢？它们是原子还是分子，还是处在更细的平衡状态中的物质？”这需要作更精细的实验，当时还不知道比原子更小的东西，因此汤姆逊假定这是一种被电离的原子，即带负电的“离子”。他要测量出这种“离子”的质量来，为此，他设计了一系列既简单又巧妙的实验：首先，单独的电场或磁场都能使带电体偏转，而磁场对粒子施加的力是与粒子的速度有关的。汤姆逊对粒子同时施加一个电场和磁场，并调节到电场和磁场所造成的粒子

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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