小阁老 第1047节

说着他缓缓推开了实验室的门,侧身做个邀请的手势道:“用师父话说,接下来,就是见证奇迹的时刻!”

……

实验室内,一张偌大的木桌上,摆着一堆瓶瓶罐罐、线圈铜球之类的仪器。

一个个子不高,面容白净的年轻人,正跟两个助手一起,对着一桌子仪器进行最后的检查。

听到开门声他才转头一看,赶忙放下手中的实验记录本,快步迎上来道:“有失远迎,师父恕罪!”

“没事的子先。”赵昊摆摆手,微笑问道:“实验成功,比什么都重要!”

“是,师父。”年轻人肃容点头,尽量让自己保持平静。

别看他这样,却是出现在本书简介中的人物,南徐北王中的前者徐光启!

这位就没必要多介绍了,赵昊隆庆三年就让金学曾代师收徒。当时他才七岁,如今在赵昊门下已经整整十九年了,在同门中只有阳阳师兄们比他排位靠前,绝大多数同门都要喊他一声师兄。

赵昊把南徐北王派来搞一个项目,可见他对千里传音有多看重了!

能不看重吗?江南集团如今的地盘虽然不算太多,但摊子却铺的超级大,从东到西八万里,要塞和基地遍布四大洲三大洋!

在如此恐怖的距离面前,一切现有的通信手段统统失效。就连他多年来不计成本建立起来的信鸽系统,也一样望洋兴叹,必须依赖船只完成信息的跨洋传递。

目前从里斯本传信到上海,集团用最快的速度飞剪船配信鸽系统,也需要两个月的时间。

虽然已经快到常人无法想象了,但对赵昊来说依然是难以忍受的缓慢。

比如欧洲发生了什么大事,远征舰队第一时间报告国内。哪怕自己在上海收到信后第一时间回复,等远征舰队司令部收到命令时,已经是四个月后了!

而且那是正好赶上季风转换,才能达到的理想状态。更多的时候,顺风两个月,返程逆风就得多一个月,再稍一耽误就朝半年去了。远征司令部要是等国内决策的话,黄花菜都凉了。

这个问题历朝历代都会遇到。按说‘礼乐征伐自天子出’,应该由皇帝决定前线的一切。可要是君王死死抓着决策权,在遥远前线作战的军队,就会变得反应无比迟缓,很可能招致帝国无法承受的惨败。

可要是‘将在外,君命有所不受’,皇帝又担心将领会拥兵自重,图谋不轨。

在这种客观困难导致的矛盾心态下,哪怕开国皇帝御驾亲征,为子孙打下大大的江山,等到后代那些温室花朵接班后,只能忍痛放弃驿马鞭长莫及的边疆领土。结果历朝历代到了中期,真正统治的疆域便都大差不差了。

赵昊所著的《军事学》一书中明确指出,政权统治的范围,或者说政权力量投射的效果,是与信息传达效率直接成正比关系的。

当信息传达效率低到一定程度,政权力量投射的收效也将差到无法接受。当为了维持在该地区统治,所需投入大到无法承受时,政权要么被活活拖死,要么只能壮士断腕,主动收缩自己的统治范围。

用他这套理论来审视的话,江南集团如今的状况可谓糟糕透顶。如果他不想让集团被活活拖死,就必须要么主动收缩,要么想办法显著提高集团信息传达的效率!

苦心经营多年才得来的八万里大好……海岸线,赵昊是一寸也不想放弃,所以很多年前他就下决心,要把电报搞出来!

而且难得的是电报技术不管有线电报,还是无线电,都不需要太多前置技术。人类想要实现这一步堪比蒸汽机的伟大跨越,需要的主要是革命性的理论和理念!

更难得的是,这些革命性的理论是那样的简单易懂,不超过后世的中学水平。赵昊自己都有信心把它搞出来……

他是这样想的,也是这样做的。结果就耽误了好几年……

第十四章 无线电之爷爷

没搞成的原因,主要是他太忙了,每天日夜操劳,哪有时间搞发明?

嗯,绝非他眼高手低,不是搞科研的料……

不过有道是功不唐捐,至少折腾几年让他想清楚了所有的技术难点,以及接下来的路该怎么走。所以在万历四年,将这个光荣而艰巨的任务交给弟子们时,他明确的指出了研究的方向和步骤!

首先赵昊决定绕过有线电报,直接上无线电!

有线电报机虽然原理上简单一些,但远距离传输是个大问题。尤其是他需要跨越好几个大洋的通行,光想想如何制造并架设几万千米长的电缆,就让他头大如斗。

制造其实还好说,集团的拉丝机已经很成熟,都能供应海警用上铁丝网了,拉个几万公里长的铜丝,至少在技术上没难度。

而且海底电缆包线所用的古塔胶,是可以从杜仲胶中提炼出来的。或者直接从南洋的雨林中寻找古塔波树,也不是什么太难的事儿。

但问题是,这几万公里的电缆怎么架设?在陆地上要起电线杆,胶皮里包的可是铜线啊!还不得前头架线,后头就让人偷割了去?

好吧,就算他豁出去了,派个几万人沿线驻守。可海底段的线路怎么办?虽然不用担心人偷,但以目前的技术水平,他断无信心连下上万公里的电线,胶皮能一点不开裂。但凡哪里开裂,铜线直接与海水接触,电流就会耗散,通讯便告中断。修都不知道该修哪儿。

而且架设电报线路这种兴师动众之举,也完全不符合他的‘有限代差理论’。那不是明摆着告诉欧洲人,怎么实现远距离通讯吗?

无线电就好多了,小小的电台保密性极强,只要严格遵守保密条例,是有可能做到长期保密的。

虽然不管怎么保密,将来终究会被对手推测出,我方有远距离通讯的秘法。

但还可以靠神秘化迷惑窥探者,比如把无线电技术说成是道教的‘千里传音’之术。想学就去找传说中的玄都观拜师修行去吧……

这就是赵昊将电磁研究所,命名为道法研究所的初衷。

……

无线电技术,在另一个时空是怎么诞生的呢?

它来自于数位折磨中学生的科学伟人的接力。西元1820年,奥斯特发现了电流能产生磁的物理现象。

11年后,法拉第在此基础上发现了电磁感应定律。

又过了42年,麦克斯韦提出了电磁场理论,并描述了电磁波的一些特性,为无线电诞生奠定了理论基础。

15年后,赫兹通过实验发现,在线圈的两端加上高电压使它发生火花,这时便从火花射出电波,可以使远处的线圈产生电流,首次在实验室中生成并接收到了电波。

至此,无线电产生的所有条件已经成熟,可惜赫兹没想到无线电伟大的用途,只将自己的研究发了篇论文了事儿。

结果没过几年就被意大利的马可尼摘了桃子……当然,俄国人坚持认为,发明无线电的是波波夫。

赵昊准备复原的,是波波夫发明的火花发报机。

它的构造很简单,不需要晶体管和电子管,以及任何超出16世纪水平的电子元件,所需材料完全在西山岛研究中心的制造能力之内。

只需要凑齐七颗龙珠就可以召唤神龙。只需要凑齐七个部件,就可以组成一具能正常使用、波及千万里的火花发报机。

七个部件分别是,电键、电池、升压线圈、电容、火花隙、天线和地线。

当电键闭合后,电池提供的强大电流通过升压线圈变为高压电,加载在电容中。电容又与火花隙两端的金属球相连。当电容两极加载在火花隙两个金属小球上的电压,高到可以击穿空气间隙时,就产生了火花放电。

根据电磁感应原理,火花放电产生了振荡的电磁波,电磁波通过天线向外辐射,便是无线电波了。

通过控制电键闭合的快慢,便可得到或长或短的电波,将其按照一定的规律编码,就可以用来传递信息了,这就是无线电发报了。

接下来就是如何将符合需求的部件,一一生产出来了。

电键就是影视剧中发报员滴滴答答按的那玩意儿,其实就是发报机的电源开关。唯一的区别在于,平常的开关按下是不能弹起的,而电键按下松开后会弹起。不过也没什么门道,无非就是在按键下加个簧片。

所以研究团队很早就搞掂了电键,如今用的都是第三代了。漂亮的黄铜按键安装在花梨木的电键架上,按键下伸出一前一后两根触杆。按下一半键程,前一个触杆与电键架上的触点接触;把按键全部按下,则两个触杆都与触点接触,这样就能清晰区别所发信号的长短了。

……

然后是电池,这个也不难。虽然目前还造不出干电池,但湿电池可是有历史悠久历史的,最早可以追溯到1800年前,巴格达人将一个铁棒和一个锌质圆筒插入装满醋的陶罐中,就已经可以将化学能转化为电能,并使用一段时间了。

当然真正意义上的电池,是另一个时空中伏特发明的伏打电堆,也就是电池组。

他将银板和锌板叠合在一起,中间以含有盐水的湿布间隔,就这样三片一组为一个单元,便产生了可以控制和储存的电流。

虽然单一单元产生的电压很低,但他通过后续实验发现,只要按顺序堆叠单元,就可以明显增强电流。大概六个单元串在一起,就能产生4伏的电压。这点电压在后世不算什么,几个小电池串起来就能办到,然而却已经可以为电学实验,提供足够的电能了。

中学物理知识告诉我们,伏特虽然发明了电池,并得到了电压的命名权。但是他对发电原理的认识是错误的,并非两种金属接触就能发电。实际上是金属与盐水发生了化学反应,这个过程中释放了电子。所以直接把锌棒和银棒插入电解液中效果会好得多。

赵昊最初是打算让张鉴他们用这种改进过的罐式伏打电池来供电的。他想当然的认为,电压低无非多串联十几二十个单元就是了,总能达到要求的。

但团队在实际应用中发现,伏打电池的发电量的远远达不到理论值,而且电池电压会逐渐减小,直到彻底报废。

经过研究,徐光启发现,电池运行过程中,会在银棒上聚集很多气泡,随着反应不断进行,气泡越来越多,电池则同步失去放电能力。

他便推测是这些气泡阻碍了液体中的电荷扩散,让电池失效。他收集这些气泡研究发现,居然是氢气。这下就更不敢再用这种电池了。

那么多电池一起工作,万一要是通风没做好,放出的氢气积少成多,火花发电机打个火花,直接全员火化……

后来他想出的解决方法是,将两根金属棒分别插在不同的电解液中,并用另一种电解液来解决锌反应时产生的氢气。

经过反复实验,徐光启发明了一种双液电池。这种电池有圆柱形的陶瓷外壳,内有一个小一号的圆柱状中空玻璃筒,筒底以猪膀胱膜扎紧。

他在内胆中注入硫酸铜溶液,插入铜棒,在外胆中注入硫酸锌溶液,插入锌棒。两种电解液通过猪膀胱这种天然的半透膜相连接。

这种电池非但解决了伏打电池电压容易下降的问题,而且还能充电,可以反复使用,所以它还是一种蓄电池。可谓大大的改进,赵昊欣然将其命名为‘光启电池’!

这次试验的电力,就是由八罐串联在一起的光启电池提供。

……

第三个是升压线圈,这个简单,就是缠线圈嘛。赵公子念书的时候就缠过,对这一步还是很有自信的。初级线圈的圈数很少,缠上二十圈胶皮电线就够了。次级线圈导线要尽量的细,这样能多缠几圈。

根据电磁感应的原理,理论上两者圈数的倍数,就是电压增幅的倍数。大概缠它个……两万圈就够了。结果他当然半途而废,后来研究所用了足足三年,才生产出足够细的胶皮电线。

第四个就是储存高压电的电容了。

这一步现成的,因为在科普展览馆中大出风头的莱顿瓶,就是虽然原始但效果很好的高压电容。

徐光启还设计出一种以堆叠油纸和锡箔,再用石蜡密封的油浸纸介电容器,但还在改进中。这次为了万无一失,所以用的还是莱顿瓶。

第五个是火花隙,这个更简单就是两个相距仅几厘米的小铜球。徐光启又给其中一个小球加了滑道,通过转动一旁的木质螺栓,可以改变铜球间距,从而改变发射功率。

至于第六个天线……比火花隙还简单,更没啥好说的了。就越长越好使呗。

第七个地线,弄跟导线绑上块铜板,往地上一埋,搞掂。

赵昊一直觉着,七个部件自己搞掂了五个,已经可以称得上无线电之父了。

但他看到除了这七件套之外,桌上还有个装置两道盘成蚊香似的螺旋状铜条,安装在个绝缘的木轴上。一盘蚊香上接着天线和底线,另一盘则与电容和火花隙相连。

这由徐光启加上的第八个部件,是一个可调电感器,可以让电磁波频率固定在某一个值,以实现通讯的保密性与选择性。这是赵昊之前压根没想到的。

赵公子凭良心掂量一番,还是将无线电之父的头衔,让给了徐光启。

那自己就是无线电的爷爷了,也不错嘛……

第十五章 仙石传音

至于接收无线电就容易多了,一具不需要使用电源的矿石收音机便能搞掂。

它要比波波夫、马可尼用的矿粉检波器灵敏得多,但制造工艺更简单,是直接用天然矿石做成的。其中最优选就是西山岛上盛产的黄铁矿晶体。这种金属氧化物是天然的半导体。

当然,在道法研究所中,这种漂亮的黄铁矿晶体,被称为……传音仙石。

使用时,通过一根金属探针接触矿石。调整探针在矿石上接触点的位置,就可以找到有半导体效应的接触点。利用该点的半导体效应,就可以拾取空气中的无线电波了。

除了矿石检波器外,制造矿石收音机所需的天线、地线、线圈、电容器,都是研究团队已经拥有的技术。

唯独需要解决的,就是如何观测收到的无线电信号。团队起先的设计是利用电生磁,磁吸引细小金属针摆动的原理,由收报员通过观察表针的摆动记录电报。

但在实验中发现,这样不容易保证记录的准确度,而且也没法在颠簸的船上使用。王徵便制作了一个简单的电铃解决了问题。

接收到信号时电磁铁有了磁性,吸住一个铁片。断开后铁片靠自身力量弹回,敲击在一个铃铛上,便将电信号变成了声信号。

如今经过王徵改进的接收器,非但能打响电铃,还能在纸带上记录下不同的电码信号,大大提高了接收的准确度。

……

“千里传音第762次实验,开始!”实验室内,张鉴高声宣布。

当赵昊郑重的按下了电键,便见火花隙的两个小球间产生连续的蓝色火花。让他恍惚间以为自己在用电子打火灶做饭。

同时,升压电感的衔铁像电铃一样振动,产生发射侧音就是收发电报时候听到的滴滴声,这是为了让发报人同步听到自己发报的声音。

紧接着,后院中便响起了清脆的电铃声,那是接收器收到了信号!

“真成功了!”很快,在后院守着接收器的赵士祯,满脸兴奋的冲进来,大声嚷嚷道:“忽然电铃就响了,吓我一大跳!”

“是的,这只是微不足道的一小步,却是人类的一大步!”赵昊笑着点点头,给了几个天才弟子爱的抱抱。

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