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人的声音。
电话的改进
贝尔发明的原始电话机，技术还非常粗糙，听筒里传来的话音很不清楚。
因此，这种电话机很快就得到了改进。
首先是大发明家爱迪生和休斯改进了导电粒子的成份，他们采用的是从
烟煤中提取的碳精粉。碳精粉是导电体又具有良好的弹性，很适合用来做导
电粒子。采用了这种新材料碳精粉后，电流对声音的变化变得更加敏感了，
因此，用电话交谈时语音也就清晰了许多。
语音变成电信号后，就由电信号来传播，但电信号经过长距离传送会不
断地损失能量。当传送距离较长时，受话器收到的电信号已经相当微弱，由
此微弱的信号转变的声音就模糊不清，怎么办呢？很明显，要设法减少电路
中信号的衰减。人们在早期采用的办法是给电路增加电感。增加电感的想法
最早是在 1887 年由英国人奥利弗。亥维赛提出的，在此之前，人们一直认为
增加电感会影响信号的传输效果，但亥维赛不拘泥于传统的观点，大胆创新，
这种精神是难能可贵的。纵观科学发展史，许多伟大成就都是对那些似是而
非而人们又习以为常并被奉为金科玉律的陈旧观念的反叛而取得的。
亥维赛建议的实践者美国科学家普平在电话电路上每隔大约一公里串接
一个加感线圈，这样经过无数次“加感”，电信号的衰减明显减少了。而且，
电缆也可以做得细一点了。
1906 年美国人德。福雷斯特发明了真空三极管，三极管的作用就是将电
信号进行放大，因此也就找到了一种更好的解决线路中信号衰减问题的办法
——在线路中安放电话增音机。因为“加感”是有副作用的，信号经过“加
感”电路时，频带的边缘会发生变化，结果是语音变得失真，但增音机的出
现使得这种现象得到一些改善。
早期的电话机属于磁石式电话机，主要由送话器、受话器、手摇发电机、
电铃、干电池等几部分构成。
通信的电能是由自备的干电池提供，而振铃电能则由手摇发电机提供。
我们在许多古老电影中都看到过这样的镜头。在打电话时，先取下话机，然
后用力摇动手柄，之后再进行通话，这就是用手摇发电机摇响受话方的振铃。
因为这种手摇发电机上有两块永久磁铁，所以把它称作磁石式电话机。这种
电话机由于不需要外接电源，所以在那些没有交流电的偏远地区或者在军事
上的用途还是很大的。
后来，美国科学家安德斯设计了一种新的电话机，这种电话机不用自带
电池，也没有手摇发电机，所用电源由电话局统一供给，我们称这种电话机
为共电式电话机。共电式电话机和磁石式电话机相比，结构简单，成本也相
对降低。
电话机发展到今天，经历了几代人的不断更新和完善，无论在其性能、
结构以及外型方面都发生了很大变化，几乎找不到“始祖电话机”的影子啦。
电话新秀
随着科学技术的发展，出现了各种各样的不同功能的新型电话机。
录音电话和录号电话
当你的朋友有急事要告诉你，但你又恰好不在，这时如果有另外的人在
场，接了电话，并把你朋友的话转达给你，这当然很好。但如果在电话机旁
没有人该怎么办呢？有办法，只要有一部录音机就可以了。录音电话机很简
单，只需要电话机上加一个录音机和一个控制电路就可以了。在你外出前，
将录音机的按纽按下后，你在外面就可以安心做其他事情了。此时，有人打
过电话来时，录音功能会自动启动，告诉来电话的人“主人不在家，请留言”
这时对方只要把所要讲的内容对录音机说就行了，录音机会自动录音。对方
挂机后，录音机也会自动关闭。你外出归来，只要按下放音按纽，录音机就
会放出你不在家期间别人打过来的电话内容。
还有种比录音电话机更简单的话机，便是录号电话机。录号电话机功能
比录音电话机少，结构也相应简单，只能记录来话人的电话号码。
当有人给你打电话，你又不在时，在振铃响过 15 秒后，你的录号电话机
就会向发话人发出一种特殊信号，这时发话人再将自己的电话号码重拨一
遍，录号电话机就能把他的号码记录下来并存在存贮器中。当你回来时，按
下某一按键，显示器就会把存贮的电话号码显示出来。这种电话机可以连续
存贮多个电话号码，以便你能及时和来话人联系。
电视电话和书写电话
一般电话机只能闻其声，不能见其人，怎样才能使电话机既是“顺风耳”
又是“千里眼”呢？电视电话满足了我们这一愿望。
电视电话都配有显示器和摄像机，显示器可以把对方的形象显示出来，
而摄像机则把你摄下来，通过传输线，在对方屏幕上显示出来。如果亲友间
多年未见，利用电视电话，就可以达到虽然远在天边却犹如近在咫尺的感觉。
有了电视电话机，可传送的信息就更加丰富了。
在电视电话的基础上还发展出一种会议电话系统。不同地点参加会议的
人不必聚集在一起，只要在各自的电视电话会议室便可以开会了。电视电话
会议也需要显示屏幕和摄像系统。显示屏幕可以把其它地区参加会议者的影
象和资料图表显示出来，摄像系统则把本地会议情况拍摄下来并传递出去。
这种会议电话大大节省了与会者的时间和精力，也节省会议经费，更重要的
是它能较快地召集起会议，交流信息，并把信息及时传递到各方。
电视电话尽管非常方便，但并未得到普及，原因之一就是成本较高，需
要配置显示器和摄像机；原因之二是它占用的频带较宽，因为它既要传递声
音又要传递图像，一部电视电话要占用上百个普通电话话路。
还有一种电话是书写电话，它相当于是电话机、书写机和传真机的组合。
书写电话机有两个机箱，一个是书写机箱，一个是电话机箱。书写机箱配有
特制的书写笔，用这种笔在书写纸上能把在电话中讲不清楚的图文内容写下
来，收话的书写机就会同时显示出你写的内容。这种电话机还有一个特殊的
用途，即供给不能听声音的聋哑人“通话”。也许它的这种特殊用途，会使
它在庞大的电话机市场中永远都占有一席之地的。
投币电话和磁卡电话
我们在大街上经常可以看到的电话亭，一般都是投币式公用电话，这些
电话机不用派专人值班管理。无论什么时候，只要把规定的硬币投入插孔，
你便可以通话。显然，它给我们的生活带来了很多方便，也减轻了电信部门
的管理负担。
现在的西方国家正在广泛使用的一种更为先进的无人管理的公用电话机
——磁卡式公用电话机，只需购买一张磁卡，就可以多次通话。普通的投币
式电话机有一些不方便的地方，比如打电话的人常常因为身上没带足够的硬
币而只能打几分钟。要想继续打电话，必须不断地向插孔内投硬币，这对于
长时间通话的人显然十分不方便。
磁卡式电话机所用磁卡就象计算机的磁盘一样记录有通话的信息。将磁
卡插入插孔后，电话机内的逻辑电路就会检查卡片上的通话信息，看一看还
有多少通信时间，然后接通通话回路，允许用户进入通话状态。通话结束后，
电话机从磁卡上自动消去这次通话所用时间，并把磁卡退还给用户，如果通
话期间，这张磁卡的时间即将用完，它就会提前 10 秒种发出催促音，告诉用
户抓紧时间通话或更换新卡。
无绳电话
无绳电话，顾名思义受话器手柄没有绳和话机相连接，打电话时可拿着
受话器手柄远离话机，有效距离可达 100 米。这种电话机，由于没有导线束
缚，所以用起来很方便。
无绳电话实际上就是小型无线发射机和话机的结合体，它和普通电话机
的区别在于要通过安装在手柄上的发射机将信号发送给话机，然后才能进入
市话网。
无绳电话发展到今天已经是第三代了，第一代无绳电话叫 CT…1，只能在
家里或办公室里特定的话机上使用。第二代产品叫做 CT—2，这个系统在室
外公共用场所设有专用基站，持有人可以在这些专用基站附近使用无绳电
话。CT…2，有一缺点，只能呼出不能呼入，也就是只可以给别人打电话，而
不能让别人给自己打电话，需要配置一个无线寻呼机，才能双向通信。目前
瑞典爱立信公司推出了新一代无绳电话 CT—3，这个系统可以双向通话，但
价格比较昂贵，还不适合推广普及。
无线通信技术
赫兹的准备
无线电诞生的年代正是科学技术高速发展的年代，各门学科都在不断地
出现一些神奇的新发现。尤其是在电学方面，更是取得了史无前例的成就，
发电机、电动机、电灯、电唱机、有线电报、有线电话，如此种种简直令人
目不暇接。但这一切也仅仅是电磁学大发展的开端，而通信史上的又一宏伟
篇章——无线电通信已经由赫兹的实验拉开了序幕。
我们知道有线电报需要敷设传输电缆。当两地相距较远的时候，电缆还
要穿山越岭，跨洋渡海，工程十分巨大，而且很难把电缆铺设到那些偏僻的、
环境恶劣的地区。不仅如此，有线通信还有一个限制，它只能在固定的线路
上使用，而在移动的物体上，比如船舶、火车、汽车就不行了。
怎样才能丢掉电线这条尾巴呢？象许多发明、发现一样，这个课题也因
为人们的需要而成为许多人研究的对象。这时候赫兹已通过实验证明了电磁
波的存在，而电磁波能够跨越高山峻岭、大漠和海洋，不受阻挡地在空间传
播。如果能让电磁波携带信息，在两地间传送，不就可以摆脱导线的限制了
吗？许多有识之士都想到了这一点。
就在赫兹完成他的验证实验的第二年，他的一位朋友就在信中向他问起
了电磁波在通信上的应用价值。尽管当时赫兹在电磁波方面做了开拓性的工
作，但他对电磁波的了解也并不全面。另一方面作为一个理论物理学家，他
对应用科学重要意义还缺乏足够的认识，所以对于朋友的建议他在回信中予
以了否定。
赫兹的观点在以后数年间对电磁波的发展起了很大的影响。在这期间，
电磁波只被认为是物理学上的一个突破而对待。尽管许多大学都添置了赫兹
的实验装置，但在人们眼里它只是一个物理实验，很少有人想到它的应用价
值。但是真正有价值的东西是不会被永远埋没的。18 世纪的最后几年，出现
了一批敢想敢干的年轻人，他们头脑中没有传统观念的束缚，只有对真理的
执着追求，因而成功地完成了电磁波从实验室走向应用领域的转变。这批年
轻人中有两个杰出代表，一个是意大利人马可尼，另一个是俄国人波波夫。
21 岁的无线通信探索者——马可尼
马可尼从小就是一个很有独立见解和独创精神的人，当他还是少年时就
制作了许多种神奇的装置，显示出超人的才华。马可尼的母亲是个爱尔兰人，
父亲是富有的意大利商人，小时候他常常随母亲坐船飘洋过海去英国甚至是
北美探亲访友。旅途中，当船只航行在一望无际的大海上时，常常遇到一些
意想不到的麻烦，可是又无法和陆地及其他正在航行的船只取得联系。于是，
他常常想，能不能找到一种通信工具，当船在海上航行时，也能和陆地取得
联系呢？这种想法一直记在他心里。
1894 年，20 岁的马可尼由于一次偶然的机会在一本电磁杂志上读到一篇
介绍赫兹研究电磁波的文章。这篇文章唤醒了马可尼少年时代的幻想。如果
使用电磁波传递莫尔斯电码，不就可以不再被电缆束缚吗？他说服了父亲，
并从他那里得到一切财政支持。于是他开始在意大利波伦亚他父亲的庄园里
进行无线电报的实验。
马可尼依靠自己在发明方面的天份和勤奋的工作，经过一次次电磁波的
发送和接收实验，没过多久，居然就能在 140 公尺的距离间进行通信了。这
一成功大大增强了马可尼的信心。经过进一步的改进，到 1895 年夏天，他在
父母住宅的楼顶和 1．7 公里远处的山丘之间进行了通信实验，并取得了成
功，这时马可尼也只有 21 岁。
马可尼设计的无线电发报装置如图所示，这个装置很象当年赫兹的实验
装置。当按下莫尔斯电键时，线圈两端就会产生瞬时高压，于是两个金属小
球间就会迸发出电火花，这些火花产生的电磁振荡就会通过天线向外发射电
磁波。这种最原始的电磁波发射器后来被称为“火花振荡器”。
马可尼的无线电报接收装置采用了法国物理学家布兰利的发明成果——
粉末检波器。粉末检波器有一个很细的玻璃管，管中装有细小的金属屑，两
端各有一个电极，当有电磁波传过来时，在两端的电极上产生感应电势，金
属屑会互相吸引而彼此粘结起来。于是检波器呈导电状态。粉末检波器还有
一个自动敲击装置，在没有电磁波信号时，金属屑往往仍保持粘连状态而不
能马上分离。敲击装置能自动敲击以产生振荡使瓶内的金属屑得以马上分
开。
马可尼的收报装置如上图所示，当粉末检波器接收到信号而导电，电报机上
就有电流流过，并会自动在电报纸上打出莫尔斯电码的“点”和“划”来。
这样发射端发出的莫尔斯电码文就可以在接收端反应出来。
杰出的贡献——跨洋通信
马可尼在取得了初步成功之后并没有停步，因为当时的通信距离太短，
还无法进行商业应用。1896 年 2 月，年轻的马可尼离开了祖国意大利，来到
了当时的世界科学的中心地带之一伦敦，继续进行他的无线电通信研究。在
伦敦他得到了英国邮局的工程师的帮助。1897 年 5 月，利用风筝做天线，他
的无线电报的距离已经扩大到 10 多公里。又过了几个月，马可尼成立了自己
的公司——英国马可尼公司，开始在通信领域进行商业活动。1898 年夏天，
马可尼首次将无线电报用于商业活动，他从爱尔兰海的一个小汽船上向德国
首都柏林报告一场赛船比赛的情况。
不久，马可尼在扩大传送距离方面取得了突破性进展，他发现了发报机
和收报机之间谐振的重要性，于是在试验装置中加入了耦合器——一个调谐
线圈，大大增加了无线电报的传输距离。1899 年，马可尼成功地实现了跨越
40 公里长的英吉利海峡的无线通信。
马可尼开始将他的无线电通信设备装置在远洋轮船上，第一艘配备无线
电报台的是美国邮船“圣保罗”号。以后无线电报在海洋通信上发展很快，
俄国的波波夫也在为俄国海军装备无线电台。特别是 1912 年，当时世界上最
豪华的巨型客轮“泰坦厄克”号下水后首次航行到加拿大纽芬兰岛附近海面
时撞到冰山而沉没。撞到冰山后，“泰坦尼克”号不断利用无线电报台向外
发送“SOS”求救信号，但是距离最近的一艘轮船上由于役有安装无线电报台，
所以不知道这一灾难的发生，而等到出事时距“泰坦尼克”号比较远的另一
艘轮船收听到呼救信号并最终赶到出事地点时，只救起了 700 多名乘客。这
场大悲剧中死难者创记录地达到了 1500 多人。这场灾难使人们认识到无线电
通信对于轮船航行的重要性。因此，国际无线电会议规定，凡出海航行的大
型轮船必须配备无线电通信装置。当然这些都是后话，现在我们再看看马可
尼的研究工作的进展。
马可尼完成了跨越英吉利海峡的无线电通信后，信心大增，又一个雄心
勃勃的计划在他的头脑中诞生了。那就是，让电信号跨越波滔汹涌的大西洋！
当时大西洋海底已经敷设了连接欧洲和北美的海底电缆，但海底电缆的容量
有限，并且由于人为事故和自然灾难的发生，海底电缆常常遭到破坏，而重
新敷设又需要庞大的工程费用。所以，如果马可尼的设想能得到实现，人们
将会受益无穷。
但马可尼的大胆设想并没有得到多少人的支持，一些理论权威嘲笑马可
尼的计划是一个狂妄而无知的计划。当时人们对无线电波的传输了解不多，
许多学者都认为无线电波是沿着直线传播的，而地球又是圆的，所以无线电
波传输不了多远，就会沿着直线飞离地球，根本不可能跨越大西洋后还能接
收到电波信号。面对这么多顽固的反对者，马可尼再次显示出了他不因循守
旧、敢于向传统理论挑战的勇气�