小閣老 第十四章 無線電之爺爺

    沒搞成的原因，主要是他太忙了，每天日夜操練，哪有時間搞發明？

    嗯，絕非他眼高手低，不是搞科研的料……

    不過有道是功不唐捐，至少折騰幾年讓他想清楚了所有的技術難點，以及接下來的路該怎麼走。所以在萬曆四年，將這個光榮而艱巨的任務交給張鑒時，他明確的指出了研究的方向和步驟！

    首先趙昊決定繞過有線電報，直接上無線電！

    有線電報機雖然原理上簡單一些，但遠距離傳輸是個大問題。尤其是他需要跨越好幾個大洋的通行，光想想如何製造並架設幾萬千米長的電纜，就讓他頭大如斗。

    製造其實還好說，集團的拉絲機已經很成熟，都能供應海警用上鐵絲網了，拉個幾萬公里長的銅絲，至少在技術上沒難度。

    而且海底電纜包線所用的古塔膠，是可以從杜仲膠中提煉出來的。或者直接從南洋的雨林中尋找古塔波樹，也不是什麼太難的事兒。

    但問題是，這幾萬公里的電纜怎麼架設？在陸地上要起電線杆，膠皮包的可是銅線啊！還不得前頭架線，後頭就讓人偷割了去？

    好吧，就算他豁出去了，派個幾萬人沿線駐守。可海底段的線路怎麼辦？雖然不用擔心人偷，但以目前的技術水平，他斷無信心連下上萬公里的電線，膠皮能一點不開裂。但凡哪裏開裂，銅線直接與海水接觸，電流就會耗散，通訊便告中斷。修都不知道該修哪兒。

    而且架設電報線路這種興師動眾之舉，也完全不符合他的『有限代差理論』。那不是明擺着告訴歐洲人，怎麼實現遠距離通訊嗎？

    無線電就好多了，小小的電台保密性極強，只要嚴格遵守保密條例，是有可能做到長期保密的。

    雖然不管怎麼保密，將來終究會被對手推測出，我方有遠距離通訊的秘法。

    但還可以靠神秘化迷惑窺探者，比如把無線電技術說成是道教的『千里傳音』之術。想學就找道觀拜師修行去吧……

    這就是趙昊將電磁研究所，命名為道法研究所的初衷。

    無線電技術，在另一個時空是怎麼誕生的呢？

    它來自於數位折磨中學生的科學偉人的接力。西元1820年，奧斯特發現了電流能產生磁的物理現象。

    11年後，法拉第在此基礎上發現了電磁感應定律。

    又過了42年，麥克斯韋提出了電磁場理論，並描述了電磁波的一些特性，為無線電誕生奠定了理論基礎。

    15年後，赫茲通過實驗發現，在線圈的兩端加上高電壓使它發生火花，這時便從火花射出電波，可以使遠處的線圈產生電流，首次在實驗室中生成並接收到了電波。

    至此，無線電產生的所有條件已經成熟，可惜赫茲沒想到無線電偉大的用途，只將自己的研究發了篇論文了事兒。

    結果沒過幾年就被意大利的馬可尼摘了桃子，……當然，俄國人堅持認為，發明無線電的是波波夫。

    趙昊準備復原的，是波波夫發明的火花發報機。

    它的構造很簡單，不需要電晶體和電子管，以及任何超出16世紀水平的電子元件，所需材料完全在西山島研究中心的製造能力之內。

    只需要湊齊七顆龍珠就可以召喚神龍。只需要湊齊七個部件，就可以組成一具能正常使用、波及千萬里的火花發報機。

    七個部件分別是，電鍵、電池、升壓線圈、電容、火花隙、天線和地線。

    當電鍵閉合後，電池提供的強大電流通過升壓線圈變為高壓電，加載在電容中。電容又與火花球兩端的金屬球相連。當電容兩極加載在火花隙上兩個金屬小球上的電壓，高到可以擊穿空氣間隙時，就產生了火花放電。

    根據電磁感應原理，火花放電產生了振盪的電磁波，電磁波通過天線向外輻射，便是無線電波了。

    通過控制電鍵閉合的長短和間隔，便可得得到或長或短的電波，將其按照一定的規律編碼，就可以用來傳遞信息了，這就是無線電發報了。

    接下來就是如何將符合需求的部件，一一生產出來了。

    電鍵就是影視劇中發報員滴滴答答按的那玩意兒，其實就是發報機的電源開關。唯一的區別在於，平常的開關按下是不能彈起的，而電鍵按下鬆開後會彈起。不過也沒什麼門道，無非就是在按鍵下加個簧片。

    所以研究團隊很早就搞掂了電鍵，如今用的都是第三代了。漂亮的黃銅按鍵安裝在花梨木的電鍵架上，按鍵下伸出一前一後兩根觸杆。按下一半按鍵，前一個觸杆與電鍵架上的觸點接觸；把按鍵全部按下，則兩個觸杆都與觸點接觸，這樣就能清晰區別所發信號的長短了。

    然後是電池，這個也不難。雖然還造不出乾電池，但濕電池可是有歷史悠久歷史的，最早可以追溯到1800年前，巴格達人將一個鐵棒和一個鋅質圓筒插入裝滿醋的陶罐中，就已經可以很好的將化學能轉化為電能，並使用很長時間了。

    當然真正意義上的電池，是另一個時空中伏特發明的伏打電堆，也就是電池組。

    他將銀板和鋅板疊合在一起，中間以含有鹽水的濕布間隔，就這樣三片一組為一個單元，便產生了可以控制和儲存的電流。

    雖然單一單元產生的電壓很低，但他通過後續實驗發現，只要按順序堆疊單元，就可以明顯增強電流。大概六個單元串在一起，就能產生4伏的電壓。這點電壓在後世不算什麼，幾個小電池串起來就能辦到，然而卻已經可以為科學實驗，提供足夠的電能了。

    中學物理知識告訴我們，伏特雖然發明了電池，並得到了電壓的命名權。但是他對發電原理的認識是錯誤的，並非兩種金屬接觸就能發電。實際上金屬與鹽水發生了化學反應。所以直接把鋅棒和銀棒插入電解液中效果會好得多。

    趙昊最初是打算讓張鑒他們用這種改進過的罐式伏打電池來供電的。他想當然的認為，電壓低無非多串聯十幾二十個單元就是了，總能達到要求的。

    但團隊在實際應用中發現，伏打電池的發電量的遠遠達不到理論值，而且電池電壓會逐漸減小，直到徹底報廢。

    經過研究，徐光啟發現，電池運行過程中，會在銀棒上聚集很多氣泡，隨着反應不斷進行，氣泡越來越多，電池則同步失去放電能力。

    他便推測是這些氣泡阻礙了液體中的電荷擴散，讓電池失效。他收集這些氣泡研究發現，居然是氫氣。這下就更不敢再用這種電池了。

    那麼多電池一起工作，萬一要是通風沒做好，放出的氫氣積少成多，火花發電機打個火花，直接全員火化……

    他想出的解決方法是，將兩根金屬棒分別插在不同的電解液中，並用另一種電解液來消耗鋅反應時產生的氫氣。

    經過反覆實驗，徐光啟發明了一種雙液電池。這種電池有圓柱形的陶瓷外殼，內有一個小一號的圓柱狀中空玻璃筒，筒底以豬膀胱膜紮緊。

    他在內膽中注入硫酸銅溶液，插入銅棒，在外膽中注入硫酸鋅溶液，插入鋅棒。兩種電解液通過豬膀胱這種天然的半透膜相連接。

    這種電池非但解決了伏打電池電壓容易下降的問題，而且還能充電，可以反覆使用，所以它還是一種蓄電池。可謂大大的改進，趙昊欣然將其命名為『光啟電池』！

    這次試驗的電力，就是由八罐串聯在一起的光啟電池提供。

    第三個是升壓線圈，這個簡單，就是纏線圈嘛。趙公子念書的時候就纏過，對這一步還是很有自信的。初級線圈的圈數很少，纏上二十圈膠皮電線就夠了。次級線圈導線要儘量的細，這樣能多纏幾圈。

    根據電磁感應的原理，理論上兩者圈數的倍數，就是電壓增幅的倍數。大概纏它個……兩萬圈就夠了。結果他當然半途而廢，後來研究所用了足足三年，才生產出足夠細的膠皮電線。

    第四個就是儲存高壓電的電容了。

    這一步現成的，因為在科普展覽館中大出風頭的萊頓瓶，就是雖然原始但效果很好的高壓電容。

    徐光啟還設計出一種以堆疊油紙和錫箔，再用石蠟密封的油浸紙介電容器，但還在改進中。這次為了萬無一失，所以用的還是萊頓瓶。

    第五個是火花隙，這個更簡單就是兩個相距僅幾厘米的小銅球。徐光啟又給其中一個小球加了滑道，通過轉動一旁的木質螺栓，可以改變銅球間距，從而改變發射功率。

    至於第六個天線……比火花隙還簡單，更沒啥好說的了。就越長越好使唄。

    第七個底線，弄跟導線綁上塊銅板，往地上一埋，搞掂。

    趙昊一直覺着，七個部件自己搞掂了五個，已經稱得上無線電之父了。

    但他看到除了這七件套之外，桌上還有個裝置兩道盤成蚊香似的螺旋狀銅條，安裝在個絕緣的木軸上。一盤蚊香上接着天線和底線，另一盤則與電容和火花隙相連。

    這由徐光啟加上的第八個部件，是一個可調電感器，可以讓電磁波頻率固定在某一個值，以實現通訊的保密性與選擇性。這是趙昊之前壓根沒想到的。

    趙公子憑良心掂量一番，還是將無線電之父的頭銜，讓給了徐光啟。

    那自己就是無線電的爺爺了，也不錯嘛……