看不见的竞争：到底谁发明了无线电？
本文来自微信公众号：馒头说 （ID：mantoutalk），作者：馒头大师，题图来自：《虎胆龙威》
有些我们生活中的东西，是“日用而不知”的。比如无线电，无线电其实彻底改变了人类生活，而它被发明的前前后后，也有很多幕后故事。
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1901年12月12日，加拿大纽芬兰岛的圣约翰斯港。
一群聚在一座小山上的人，似乎正在焦急地等待着什么。
中午12点的时候，人群中间一台类似电话的仪器，忽然发出了“滴答”声。
大家顿时骚动了起来，每个人脸上都露出了兴奋和期待的神情。
一个30岁不到的年轻人立刻拎起了话筒，周围立刻变得十分安静，只有阴冷寒风的呼啸声。
“是信号！三点短码！是信号！你们来听听！”
那位年轻人兴奋地挥舞着手臂，叫出了声。
他身边所有人都兴奋了起来，有的互相握手，有的相互拥抱，还有的激动地跳了起来。
因为那简单的三声信号，是来自3000多公里外的英国利泽德半岛上的波尔杜。
换句话说：有人在波尔杜发出的这三声信号，在神奇地飘洋过海后，完整地被纽芬兰岛的另一群人接收到了。
放到现在，这可能是一条连孩子都不会觉得有什么稀奇的新闻。
但在100多年前，这是超出当时几乎所有人认知的一件大事。
由此，1901年的12月12日，也成为了人类文明进程中一个重要的日子：
远距离的无线电发报，终于被证明是可能的。
而人类能走到这一步，并不容易。
2
如果有人要追溯无线电的发展史，那至少要先回到1831年。
1831年，英国物理学家法拉第发现，当导线在磁场中切割磁力线运动，或者把一根磁铁插入由导线绕成的铁圈中时，导线或线圈中就产生了电流——通俗点说，这就是后来初中生都知道的“电磁感应”现象。
法拉第在1832年曾预言过世界上有一种叫“电磁波”的存在，但这个预言手稿在他死后63年才被发现。真正做出系统性描述和论证的，是他的晚辈麦克斯韦。这位伟大的天才通过三篇论文和一本著名的《论电和磁》，创立了完善统一的电磁场理论，将人类的科技认知带到了一个新的台阶。
英国物理学家麦克斯韦是经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一，被认为是对物理学最有影响的物理学家之一。他创立的电磁学堪称是为人类打开了现代文明之门。图源：wikipedia
但麦克斯韦对“电磁波”的论证还仅限于理论，真正从实验中发现电磁波存在的人，是德国人赫兹——没错，但凡人名就是物理单位名称的人，一定做出过非凡的贡献。
1888年，赫兹通过实验第一次成功证明了“电磁波”的存在，并且证明电磁波可以像光一样被反射、折射和偏振。
赫兹的发现震动了当时整个物理学界，几乎所有的物理学家都被这种看不见摸不着的“电磁波”给迷住了，而工程师们则更兴奋于“电磁波”的实用性——赫兹的一位工程师好友胡布尔立刻就提出一种假设：能否用电磁波来进行通信？
赫兹觉得这种设想是异想天开。他做实验证明电磁波的存在只是为了证明麦克斯韦理论的伟大，并没有想过这种电磁波会应用到实际生活中，事实上他觉得这也是不可能的——他觉得至少需要有欧洲大陆那么大的反射器才行。
海因里希·鲁道夫·赫兹，德国物理学家。他于1888年首先证实了电磁波的存在，所以现在频率的国际单位制单位“赫兹”就是以他的名字命名的。图源：wikipedia
但不是所有人都这么想。
法国物理学家布兰利首先改进了赫兹的电磁波接收装置，他把自己制作的装置命名为“无线电导体”。英国皇家学会教授洛奇进一步改进了这个装置，把它称之为“金属屑检波器”，并且使用这个装置把电磁波的探测距离增加到了40米，还成功激发了电铃。
1894年，坎特伯雷学院的一个大四学生进一步改进了布兰利的检波器，使它接收电磁波信号的灵敏度大大提升，并且轻松实现了几十米范围内的电磁波收发。这个天才的大四学生叫卢瑟福，他后来获得了1908年的诺贝尔化学奖，但不是因为电磁波，而是关于元素衰变和放射化学。很多人认为，如果卢瑟福后来没有改变研究方向的话，最先发明无线电的多半是他——当然，他为人类文明开辟了原子核物理时代，光这一点就足以名垂青史。
除了当时科学文化的中心欧洲，美洲大陆的科学家们也加入了这场竞争。尽管当时美国的科技水平还无法赶上欧洲，但他们拥有伟大的电气工程师尼古拉·特斯拉。
尼古拉·特斯拉，图源：wikipedia
特斯拉在1893年前后就开始对无线电传传输产生了浓厚的兴趣，并在圣路易斯公开做出了展示，之后还详细描述了无线电传输的基本原理并基于此做出了实验装置。特斯拉还曾雄心壮志地试图让无线电横跨大西洋——但因为经费欠缺，这场实验失败了。
从布兰利到洛奇到卢瑟福再到特斯拉，欧美两块大陆上的科学家们前仆后继地一层层揭开遮罩在“无线电”脸上的神秘面纱，谁都知道离她的真容已经很近了，但谁都不知道最后一层面纱究竟何时能揭开。
1896年，一个俄国人站了出来，宣布这一时刻到了。
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这个俄国人，叫亚历山大·斯捷潘诺维奇·波波夫。
1859年，波波夫出生在俄国乌拉尔的一个矿区小镇上，家境相当普通。波波夫的父亲是一名牧师，一直希望儿子长大后成为一名神父，为此把他送进了学费全免的神学院。但波波夫从小对物理和数学非常感兴趣，最终拒绝了神甫的职位，考进了彼得堡大学数学物理系。
在大学期间，波波夫一度痴迷于研制炸药，但在毕业后去了海军水雷学校当教员。这所水雷学校拥有全俄国数一数二的精密电学仪器，这也让波波夫在教学任务之外，开始研究电磁学。
1888年，赫兹发现电磁波的消息同样也传到了俄国，兴奋的波波夫在第二年就成功复制了赫兹的实验，并且同样提出了自己的目标：要用电磁波进行无线电通信。
5年之后，波波夫独立研制出了一台无线电接收机，这台接收机要比英国洛夫教授研制的那台灵敏得多。在实验过程中，波波夫还发明了全世界第一根天线。
一开始，波波夫那台设备的终端使用的是电铃，但很快就用一台电报机作为取代——一台完整意义上的无线电发报机就这样诞生了。
亚历山大·斯捷潘诺维奇·波波夫，图源：wikipedia
1895年5月7日，在彼得堡的俄国物理化学年会上，波波夫宣读了他的论文《金属屑同电振荡的关系》，并且当场演示了他发明的无线电接收机，实现了在60米距离内的无线电信号传输。这场展示立刻引起了轰动。
1896年3月24日，在俄国物理化学协会的年会上，波波夫和助手雷布金当着1000多名嘉宾的面，进行了一次更为著名的展示：
雷布金在250米外的化学院用发射机进行发报，而波波夫在物理学会议大厅负责接报。整个大厅鸦雀无声，那边发来的摩尔斯电码声音清晰可闻，协会主席彼得洛夫教授亲自拿着电码本和粉笔站在黑板前，将每一个电报码译成拉丁字母，最后在黑板上出现了一个人的名字：“海因里希·赫兹”。
全场掌声雷动——波波夫通过全世界第一封有明确内容的电报向赫兹致敬，而所有人也都记住了波波夫的名字。
大受鼓舞的波波夫随即向政府申请1000卢布的研究经费，用来建设无线电报实验室。但在当时识字率还不到10%、依旧还残存农奴制余味的俄国，政府认为这笔经费简直荒谬绝伦，完全是“不切实际的幻想”。
一位俄国海军的将军认为，这项研究对俄国舰队在海上作战的通讯将会有极大的帮助，为此他为波波夫据理力争，终于还是申请下了一笔经费——300卢布。
波波夫和他的团队拿着菲薄的300卢布，开始了艰难地进一步探索。
而科学发明这个东西，从不会耐心停下脚步来等待某一个人蹲下系鞋带。
这一回，轮到一个意大利人登场了。
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这个意大利人，叫伽利尔摩·马可尼。
与大他15岁的波波夫不同，马可尼出生在意大利博洛尼亚的一个富裕之家，父亲是乡绅，母亲是爱尔兰贵族的后代。
马可尼几乎没有在正规学校读过书，但他父亲给他请了一位大学物理教授作为私人教师，并且允许他阅览自己私人图书馆的所有藏书，而他的母亲还贴心地给他在家里布置了一间属于他自己的实验室。
1888年，赫兹发现电磁波的消息同样让痴迷物理的马可尼兴奋不已，立刻投入了研究和实验。1894年，20岁的马可尼在家中做了一个小实验：他在楼顶的实验室按下了一个电钮，楼下的客厅就响起了一连串的铃声——两者之间并没有导线相连。
尽管这个简单的电磁波实验早在世界各地的科学实验室里重复了很多次，但旁观的马可尼母亲是第一次看到这种奇异的现象。她告诉了孩子父亲，一直以为儿子不务正业的父亲也非常高兴，开始支持儿子搞自己的所谓“无线电事业”。
有了家庭的支持，马可尼在无线电研究方面进展迅速，他很快和他从未谋面甚至不知道彼此存在的波波夫一样，想到了“天线”的用处，并且成功把无线电波的传输距离增加到了2.7公里。
马可尼和他的无线电装置，图源：wikipedia
然而，要继续往下一步走，马可尼碰到了和波波夫一样的问题：经费。
马可尼的家庭虽然拥有一定财富，但不可能支撑他进行那么大体量的研究。于是他给意大利邮电部写信请求资助，但求助信石沉大海。
是继续小打小闹，还是力求一搏？关键时刻，马可尼的爱尔兰裔母亲帮他拍板——走！去英国！
1896年，就在俄国的波波夫发出全世界第一封有明确内容的无线电报之后3个月，22岁的马可尼在英国获得了他的第一项专利——这也是世界上第一份关于无线电技术的专利。
这个专利给马可尼注入了无比的信心：英国毕竟是当时全世界经济和科技的中心，他们重视技术，崇尚科学，有完善的专利申请和保护制度，只要你的项目有前景，政府愿意拨款，商人也愿意投资。
而此时，远在俄国的37岁的波波夫，也在他那个小小的水雷学校里日以继夜，步履维艰地一步步探索无线电发报之路。
一个在欧洲之西，一个在欧洲之东，一场关于无线电的竞赛正式拉开帷幕。
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在这场竞争的开始，波波夫依旧是领先的。
1897年，波波夫和他的助手雷布金又完成了一个令人振奋的实验：两人分别在两艘俄国巡洋舰上完成了无线电发报和接收，相隔距离达到了5公里。
值得一提的是，在这场实验中，波波夫发现每当两艘巡洋舰中间有另一艘巡洋舰经过时，无线电通信都会发生一个中断——这说明金属物体对电磁波产生了反射。
波波夫认为这是一个重要发现，立刻汇报给了俄国海军司令部，但后者觉得这个现象并没有什么需要特别注意的地方——38年后，英国人罗伯特·瓦特发明了第一台实用雷达，工作原理就是利用金属对电磁波的反射。
但波波夫的领先地位也就到此为止了，因为马可尼虽然起步比波波夫晚，却拥有一个比他好得多的环境和氛围。
马可尼初到英国的时候，就引起了英国电信总局总工程师普里斯博士的重视——这位博士曾把刚刚诞生的电话带到了英国，并且一直在研究感应无线电报。
普里斯了解了马可尼申请的专利，立刻主动去拜访了这位年轻人，希望能对他的发明提供一切力所能及的帮助。
在普里斯的帮助和支持下，马可尼的无线电传传输距离很快超越了波波夫的纪录，达到了14.5公里——这是在跨越海峡的基础上做到的。
1897年，当马可尼的无线电传输成功实现跨海之后，他在英格兰南端的怀特岛建立了一座无线电台。曾经铺设跨越大西洋电缆的现代热力学之父开尔文勋爵拜访了这座电台，并且在那里拍发了一份电报。
老勋爵的拜访不仅仅给马可尼带去了名人效应的背书，更是为他打开了一个全新的局面——他在拍完电报后，坚持支付了1先令的费用。
无线电发报，是可以盈利的。
在政府的支持之外，马可尼的无线电报事业又让逐利的资本嗅到了诱人的味道——他不会在资金方面再捉襟见肘了。
1898年7月，马可尼的无线电装置正式投入商业运营：报纸体育报道信息的传递，军舰搁浅发回的求救，船只之间相互的联络，这些都需要用到无线电。到了1900年，英国皇家海军的28艘军舰和陆上通信站已经配备了马可尼公司提供的无线电通讯装置，因为马可尼已经证明电磁波可以绕过地球本身进行曲面传播。
1900年，马可尼已经把无线电通信的距离突破了100公里，而此时波波夫仍在那所水雷学校里，因为受到经费困扰而举步维艰，进展可以说是微乎其微。
此时的马可尼背后，不仅仅有英国政府的全力支持，还有钢铁大王卡耐基、发明家爱迪生、金融大鳄J. P. 摩根等重要人物提供的资本扶植——已经没有什么力量能够再阻挡马可尼快速发展他的无线电传输事业了。
1901年12月12日，本文开头的那一幕发生了：经过周密的准备，马可尼的团队实现了从英国到加拿大，跨越3000多公里大西洋的越洋无线电传输。
在无线电通信这个舞台上，只剩下了聚光灯下的马可尼，而作为先驱者的波波夫，已经退到了舞台的角落。
然而，接下来一个似乎简单的问题却引起了一场长期的纠纷乃至论战：到底谁发明了无线电？
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1902年的夏天，28岁的马可尼随意大利国王搭乘巡洋舰访问俄国。
43岁的波波夫专程登上巡洋舰欢迎马可尼，他握着马可尼的手说：“祝贺你，无线电之父！”
这句话充分证明了波波夫的胸襟，以及两位伟大科学家之间的惺惺相惜。但也因为这句话，让“谁发明了无线电”这个问题，罩上了一层迷雾。
一般来说，欧洲人当然认为马可尼是无线电的发明人，而1899年他在怀特岛上成功发出飞越英吉利海峡的电报则被视为是“无线电正式诞生”的标志。
波波夫曾在1900年的全俄电气工作者第一次代表大会上，对马可尼提出了轻微的批评，认为他“把许多众所周知的事实归功于自己”，但同样也坦率地承认：“无可置疑，长距离电报通信方面首次的实际成果，是马可尼最早到达的。”
但俄国政府并不承认这一点，他们认为波波夫才是无线电的发明人，标志事件是1895年5月7日波波夫在物理化学年会上首次演示了60米距离的无线电传输——苏联后来在1945年索性把这一天命名为“无线电发明日”。
当中来插一脚的还有美国人。
在美国，特斯拉关于无线电相关的专利申请是在1897年9月2日提出的，并于1900年3月20日获得批准，而马可尼的无线电专利技术在美国获得专利批准的时间是1900年11月10日。
特斯拉在1897年提出的无线电专利申请，但他当时对无线电的构想主要是用来传输能量，而不是信息。图源：wikipedia
但是，美国专利局在1904年撤销了特斯拉的专利申请，这个让人费解的举动让不少人猜测是马可尼背后资本运作的力量：马可尼无线电技术的重要投资方是钢铁大王卡耐基、JP摩根，尤其还有特斯拉的“死敌”爱迪生。
但没有了特斯拉，还有一个叫德弗雷斯特的人同样拥有无线电的相关专利，而且这个人确实彻底改变了无线电传输的格局——他发明了真空三极管，大大放大了无线电传输信号，被很多美国人视为“无线电之父”。
1905年，北美巡回法庭就马可尼无线电公司诉讼德弗雷斯特无线电公司一案开庭，5月4日，法庭宣判马可尼是无线电的发明人。
这个宣判结果可能背后也有不少博弈和运作，但那段审判词之后被奉为经典，其中一些观点或多或少也可作为一个参考。
审判词的观点大致是：
就像瓦特只是改良了蒸汽机，他依旧被视为蒸汽机的发明人——在马可尼之前，所有人对无线电的发现和运用都仅限于实验室和小范围，只有马可尼让无线电在商业上取得了成功，建立了完善的系统，进而推广到了全世界：
“别的发明者，在电学领域的大海中冒险向前，他们遇赫兹波（注：即电磁波）的浪潮却让它滚滚而去，并没有意识到这种新潮流会促进世界商场的货运或贸易。……马可尼敢于扬起风帆，到未知的潮流中去勘探，他第一个开辟了新的航线。”
尽管争议依旧存在，但更多的人认识到一点：专利权只是一种法律上的界定和经济收益的归属划分，马可尼和波波夫等人在无线电通信进程上的地位，都是不可抹杀的。
7
1909年，马可尼获得了诺贝尔物理学奖。
和他一起获奖的，是德国物理学家卡尔·布劳恩，后者发明了阴极射线管——马可尼在改进无线电发射装置的过程中多次用到了布劳恩的专利。
那么，既然这个奖可以分享，为什么不算上波波夫？
很遗憾，波波夫在1906年就因为脑溢血发作去世了，终年47岁。
众所周知，诺贝尔奖是不会颁发给去世的人的。有不少人相信，1906年的诺贝尔物理学奖大概率是会发给波波夫的，只是因为他的去世，才颁给了英国物理学家汤姆逊，颁奖理由是“对气体导电的理论和实验研究”。
1937年，马可尼逝世，享年63岁。罗马有上万市民上街为他送行，英国政府宣布：所有无线电报、无线电话以及大不列颠广播协会的广播电台停止工作2分钟，以表默哀。
然而，在马可尼逝世8年后，美国专利局又一次改变了判定：把无线电的发明权判还给了特斯拉——当时外界有一种观点认为，美国人这么做，是不想支付两次世界大战中使用无线电技术而需要支付给马可尼公司的费用。
1959年，捷克斯洛伐克发布了一套六张的纪念邮票，纪念6位对人类无线电发明起到过重要影响的科学家，马可尼、波波夫、特斯拉都名列其中。
或许，这套邮票也代表了很多人的一种共同认定吧。
第一排依次是特斯拉、波波夫、布兰利，第二排依次是马可尼、赫兹、阿姆斯特朗（调频广播技术的发明者），图源：Hungaria Stamp Exchange
馒头说
在《历史的温度》第一册中，曾收录了关于爱迪生和电灯泡的故事。
从严格意义上说，爱迪生并不是发明电灯泡的那个人，在他之前，英国、加拿大和俄国都有人做出了类似的发明，有的甚至也申请了专利。爱迪生是个集大成者，并且在前人的基础上做出了最耐用的电灯泡，更重要的是，他通过商业化的模式普及了电灯。
我还曾写过青霉素被发现的故事。1945年的诺贝尔生理学和医学奖，颁发给了三个人：弗莱明、钱恩和弗洛里，以表彰他们在青霉素整个发现到应用过程中做出的贡献——他们一个是发现，一个是提纯，一个是产业化。事实上，不同国籍和不同岗位的各种人在长达几十年的时间里分工协作，薪火传承，最终才促成了青霉素的真正普及。
所以从这个角度来说，无线电的发明之争，很难也未必能争出一个确定的、唯一的人来：从法拉第到赫兹，从布兰利到特斯拉，从波波夫到马可尼，从德弗雷斯特到阿姆斯特朗……他们或多或少，都为无线电的应用和普及做出过贡献，你硬要抹煞任何一个人的贡献，都是不可能的。
而这些人在不同的时间，不同的地点如星火燎原一般的努力，也正说明了不少真正能推动人类文明进程的科学发明，绝非是信手拈来的：它需要聪慧的大脑，刻苦的精神，严谨的实验，还需要实力的支撑，资金的扶植，乃至商业化的运作普及，有时候，还得加上那么一点点运气。
如今，在一些相对严谨的表述中，马可尼被称为“实用无线电报通信的创始人”，波波夫被称为“无线电通信发明家，军事无线电通信的奠基人”。
这两位都已经仙去，若非他们的亲属后人或密切利益相关者——当然，还有两个国家的一些国民——恐怕我们大多数两国之外的吃瓜群众是没有什么动力为“究竟谁是无线电之父”而争得面红耳赤的。
但我相信我们也绝不会忘记他们，并且始终对他们保持敬意，因为他们的贡献切切实实改善了我们的生活，改变了我们的世界，乃至开拓了我们的未来。
在这个星球上，人类文明之所以闪耀，正是因为每个时代都有这样的群星。
希望在任何时代，都会有这样的璀璨星空。
本文主要参考来源：
1.“Guglielmo Marconi?Biographical”（https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1909/marconi/biographical/）
2. “Попов， Александр Степанович”（俄文版维基百科“亚历山大·斯捷潘诺维奇·波波夫”词条）
3.《马可尼和波波夫》（松鹰，《自然辩证法通讯》，1981年03期）
4.《无线电通信的奠基人——波波夫》（《中国无线电》，2013年04期）
5.“这么厉害的无线电技术究竟是谁发明的？”（“知乎”，“SME情报员”）
6.《120年前的今天，他首次实现了跨洋通信》（“科学大院”，上海科普网，2021年12月12日）
本文来自微信公众号：馒头说 （ID：mantoutalk），作者：馒头大师
