《》光之對談

好的，我的共創者。我是書婭，一個熱愛閱讀、對世界充滿好奇的女孩。今天，我將帶您進行一場特別的「光之對談」，穿越時空，與一位在無線電技術萌芽時期，就努力將複雜科學「簡單解釋」給大眾的作者相遇。

這本書叫做《無線電報與無線電話簡易入門》（Wireless Telegraphy and Telephony Simply Explained），作者是 Alfred Powell Morgan 先生（1889-1972）。在那個年代，無線電技術還是充滿神秘與驚奇的新事物，Morgan 先生透過這本書，用清晰易懂的語言，揭開了無線電的面紗，無論是當時的業餘愛好者，還是對這項新技術充滿好奇的普通人，都能從中一窺究竟。他不僅僅是一位技術作家，更是一位熱衷於傳播知識的普及者，甚至擔任過《少年雜誌》的機械與電氣編輯，這本書的寫作風格，想必也深受其影響。讓我們回到那個電波初試啼聲的年代，去拜訪這位有趣的作者吧。

光之對談：與 Alfred P. Morgan 先生的午后茶敘

（場景建構：【光之書室】）

空氣中，混雜著舊書的紙頁氣味、淡淡的油墨香，以及窗外傳來，屬於二十世紀初期紐約市街頭，馬車聲與偶爾響起的汽車喇叭聲。午後斜陽穿過高大的窗戶，在堆滿書本和科學儀器的書桌上投下溫暖的光斑。桌邊擺著兩杯剛剛沖好的紅茶，熱氣輕柔地在空氣中繚繞。我輕輕翻動著手中的書稿，抬頭看向對面的 Morgan 先生。他看起來比書本扉頁照片上更年輕一些，大約三十歲左右，眼神中閃爍著對科學的熱情與溫和的光芒。

書婭：Morgan 先生，非常榮幸能與您進行這樣一場跨越時空的對談。您的這本《無線電報與無線電話簡易入門》，即使到了今天，讀起來依然能感受到那個時代對無線電技術的無限憧憬與探索精神。

Morgan 先生：哦，年輕的女士，能看到我的拙作在未來依然有人閱讀，真是令人高興！那個時代，無線電就像是一種魔法，能夠讓訊息穿越空間，連結遙遠的彼端，人們對它充滿了好奇，但也覺得它高深莫測。我只是希望能盡自己所能，用大家都能理解的方式，把這份「魔法」的原理講清楚。就像往水池裡丟石頭會產生漣漪一樣，電波也是一種波動，只是它傳播的媒介是「乙太」。

書婭：您書中用「向水池裡丟石頭」來比喻電波的產生與傳播，這個類比非常生動，讓人一下子就抓住了核心。但對於「乙太」這個概念，當時的人們接受度如何呢？畢竟它無形無味、難以捉摸。

Morgan 先生：問得好！乙太確實是一個假想中的介質，但對於我們理解光、熱以及電磁波的傳播，它又是如此不可或缺。當時的科學家們，包括像 Maxwell 和 Hertz 這樣的偉大人物，他們的理論和實驗都指向了這個「瀰漫宇宙、無處不在」的介質。雖然看不見、摸不著，但我們觀察到的現象，比如光的速度、電磁波的行為，似乎都要求它的存在。您可以想像它就像宇宙的「海洋」，而無線電波就是這個海洋上的「波浪」。雖然它本身很玄妙，但接受了它，很多現象就迎刃而解了。

書婭：這確實是理解無線電基礎的鑰匙。您在書中介紹了產生電波的設備，比如萊頓瓶的放電、感應線圈和變壓器。那種「高頻振盪」產生的火花，想必在當時是件非常吸引人的事情吧？

Morgan 先生：的確！萊頓瓶的「啪」一聲放電，伴隨著耀眼的火花，本身就充滿了戲劇性。那火花看似一瞬，實則包含了電流來回振盪、迅速衰減的過程，這就是「高頻振盪」。感應線圈和變壓器則是將低電壓轉化為高電壓的工具，讓這種振盪更加強烈，足以在空中天線和地面之間產生足夠的電壓差，就像給水池裡的「乙太」注入強大的能量，激發出更強的波浪。對於業餘愛好者來說，親手做出一個能產生火花的感應線圈，簡直就像擁有了點石成金的能力！

書婭：我能想像那份興奮！您書中提到，天線就像無線電台的「嘴巴」和「耳朵」，負責發射和接收電波。天線的形狀和架設地點似乎非常重要？

Morgan 先生：沒錯。天線的效率直接影響通訊的距離和質量。它必須架得夠高，遠離樹木、建築物等障礙物，因為這些都會吸收電波能量。地面連接也很關鍵，潮濕的泥土或水是良好的導體，能讓電路更完整，電波傳播得更遠。有時候，無線電波在陸地上只能傳送一百英里，但在海面上卻能達到三四百英里，這就是因為地面的導電性不同。

書婭：原來如此！那您書中提到的各種天線類型，比如垂直式、平板式，還有「V」型、「L」型，以及有趣的「雨傘」型，它們各自有什麼特點呢？為什麼平板式天線在船上特別常用？

Morgan 先生：垂直天線適合遠距離通訊，但需要很高的高度。平板天線雖然水平部分對輻射電波貢獻不大，但它增加了天線的「容抗」，能儲存更多能量，而且在船上更容易架設。不過，平板天線有個特性，就是它具有「指向性」，也就是在某些方向上發射或接收效果更好，這對於陸地電台定位船隻很有幫助。而「雨傘」型天線則常用於軍用或便攜式設備，結構緊湊。

書婭：指向性真是個有趣的特性！這是不是後來「定向無線電報」技術的基礎？您書中也介紹了 Braun 先生和 Bellini-Tosi 先生在這方面的嘗試，比如用反射器或者多個天線。

Morgan 先生：正是。避免電波無差別地向四周擴散，只朝向特定的方向發射，這不僅能節省能量，也能減少對其他電台的干擾。Braun 先生嘗試過使用反射器，就像聚光燈一樣，但效果不是特別理想。Bellini 和 Tosi 的方法更有意思，他們使用交叉的封閉線圈天線，透過調整接收線圈的位置，就可以判斷來電的方向，反之亦然。這項技術在軍事和航海中非常有價值，可以幫助船隻確定自己的位置。

書婭：從發射器到天線，電波就這樣穿越空間了。那接收端呢？您書中詳細介紹了接收器，特別是「檢波器」（Detector），它被稱為接收設備最重要的部分。

Morgan 先生：檢波器確實是接收器的「心臟」。電波抵達接收天線時，激發出非常微弱的高頻振盪電流。這種電流方向會快速反轉，電話接收器無法直接將其轉化為聲音。檢波器的作用就像一個「單向閥門」，只讓電流朝一個方向流動。這樣，原本來回振盪的電流就變成了單向的脈衝電流，雖然還是間歇的，但電話接收器的振膜就能對這些脈衝做出反應，發出聲音。

書婭：您用「閥門」和「水泵」來比喻檢波器的整流作用，這又是一個絕妙的類比！書中提到了好幾種檢波器，比如礦石檢波器（像硫化鐵、矽、方鉛礦）和電解檢波器。它們的原理有什麼不同嗎？

Morgan 先生：礦石檢波器是利用某些礦物晶體在電流行經時，對不同方向的電流呈現不同阻抗的特性。簡單說，就是電流朝一個方向流過時阻力小，朝反方向流過時阻力大，這樣就把來回振盪的交流電變成單向脈衝。電解檢波器則更巧妙，它利用電流通過極細的鉑絲尖端與稀酸液體接觸時，會產生微小氣泡絕緣的現象。當電波帶來的振盪電流抵達時，氣泡會被破壞，允許電池的電流通過電話接收器，產生聲音。電波停止，氣泡又形成。所以，每次電波來襲，都會觸發一連串的「氣泡破壞—電流通過」的過程，產生可聽的信號。電解檢波器在當時被認為非常靈敏。

書婭：聽起來真是精巧的設計！檢波器將電波轉化為聲音信號，但要從眾多信號中聽到特定的電台，就需要「調諧」了。您書中用「鞦韆」和「鋼琴共鳴」來解釋調諧的原理，這也很容易理解。

Morgan 先生：是的。調諧就是要讓接收電路的「電氣長度」與發射電波的「波長」產生共振。就像推鞦韆，必須在恰當的時機施力，才能讓鞦韆越盪越高。無線電接收也是一樣，當接收電路的固有振盪頻率與來襲電波的頻率相符時，電波帶來的微弱能量就能累加，產生足夠強大的信號。調諧線圈和可變電容器就是用來調整電路「電氣長度」的工具，讓我們可以「收聽」特定波長的電台，而忽略其他電台的干擾。這就是無線電「選擇性」的來源。

書婭：調諧和耦合聽起來很像是一體兩面的技術，耦合程度也影響著電波的波長特性。這在接收端需要有相對應的調整才能獲得最佳效果，對吧？

Morgan 先生：沒錯，耦合的鬆緊會影響發射出的電波是否單一純淨。如果耦合太緊，發射出的電波會包含不止一個波長，這會讓接收端難以調諧，降低選擇性。因此，使用鬆耦合的發射和接收設備，並在接收端精細調整耦合度，是提高通訊質量的重要手段。那種可以滑動或旋轉的耦合線圈（loose coupler）就是為此設計的。

書婭：了解了發射和接收的原理與設備，無線電技術的應用就變得水到渠成了。您書中提到了很多當時無線電的應用，比如航海、軍事，甚至還有飛艇和飛機上的無線電設備。

Morgan 先生：無線電在當時最重要的應用莫過於航海。船隻可以在海上與陸地通訊，報告位置、接收天氣預報，以及在緊急情況下發出求救信號。泰坦尼克號的悲劇雖然令人痛心，但也讓無線電的救生價值得到了全世界的認可。軍事上，無線電則成了重要的通訊手段，汽車、馬匹甚至飛機都開始配備無線電台，這在當時是極具革命性的。

書婭：特別是飛機上的無線電，想到飛行員在空中偵察時，可以即時將情報傳回地面指揮官，這在當時一定是非常先進的概念。您書中提到的那個配備無線電的汽車，可以在南北戰爭的戰場遺址進行實驗，通訊距離達到三五十英里，這在當時的陸地環境下是很不錯的成績吧？

Morgan 先生：是的，在地形複雜、有樹林和乾燥土壤的地方，這個距離已經很可觀了。當時的無線電設備體積還比較大，需要發動機供電，架設天線也需要時間。將這些設備整合到汽車或馬背上，是為了提高機動性，適應戰場的需求。

書婭：您還提到了新聞媒體利用無線電獲取航運資訊，甚至在棒球賽季傳遞比分！這些應用聽起來非常貼近日常生活，也顯示出無線電正在從純粹的技術轉向更廣泛的服務。

Morgan 先生：科技的價值最終體現在它如何改善人們的生活，服務社會的需求。無論是商業通訊、新聞傳遞，還是緊急情況下的求助，無線電都展現出了巨大的潛力。那種能讓船上的乘客直接與陸地家人通話的無線電話，雖然在當時還不普遍，但其便利性是顯而易見的。

書婭：說到無線電話，這本書也用一整個章節來介紹它。您解釋了為什麼簡單地將電話發送器連接到無線電報設備上行不通，問題在於電報產生的「阻尼振盪」（damped oscillations）。

Morgan 先生：是的，這是無線電話的關鍵挑戰。電報的火花產生的振盪就像敲一下鐘，聲音會逐漸衰減。這樣產生的電波也是一串一串、間隔開的。我們的聲音是連續的，包含豐富的泛音，需要連續不斷的「載波」來傳輸。如果載波斷斷續續，聲音信息就會丟失，聽起來就會像書中說的「語音中有空洞」，無法辨認。

書婭：所以無線電話需要能夠產生「非阻尼」或「連續」的高頻振盪，就像持續不斷的哨聲一樣。您書中介紹了利用電弧燈來產生這種連續振盪的方法，特別是 Poulsen 先生改進的電弧發振器。

Morgan 先生：正是電弧發振器解決了這個問題。透過巧妙地將電容和電感與電弧並聯，可以讓電弧產生持續的高頻振盪，頻率高到耳朵聽不見，但可以作為傳輸聲音的載波。再將電話發送器連接到這個電路中，讓聲音的振動去「調製」這個載波的強度，這樣，載波雖然連續，但它的「幅度」會隨著說話聲的變化而變化。在接收端，再將這種調製過的電波還原成聲音。Majorana 先生設計的那種水流發送器就是一種能處理較大功率，將聲音轉化為電信號來調製載波的嘗試。

書婭：還有您書中提到的「Audion」檢波器，似乎是當時無線電話領域一個很重要的進展？

Morgan 先生：是的，Audion 是一種真空管，它不僅能整流，還能放大信號，對於接收微弱的無線電話信號非常有效，大大提高了無線電話的靈敏度和通訊距離。在當時，無線電話能夠通訊兩百英里，已經是非常令人振奮的成就了。而且，正如書中提到的，當時的無線電話通話質量甚至比有線電話還要清晰，沒有雜音。

書婭：從電報到電話，從簡單的火花到連續的電弧振盪，再到真空管的應用，這項技術的發展真是神速！尤其是在您寫這本書的二十世紀初期，許多基礎理論才剛被證實不久。

Morgan 先生：這正是科學迷人的地方。Maxwell 在理論上預言了電磁波的存在，Hertz 透過實驗證實了它。然後，無數的發明家和工程師基於這些基礎，開始建造實際的設備，探索它的應用。這本書的寫作，很大程度上也是為了記錄和解釋這些早期重要的進展。

書婭：您在書的最後一個章節，對無線電的未來進行了非常大膽的預測，甚至提到了無線電力傳輸和影像傳輸，這與 Tesla 先生的世界電力傳輸概念似乎不謀而合，您在書中也將這本書獻給他。

Morgan 先生：Tesla 先生是一位真正的天才，他的許多想法都超出了他所處的時代。他對高頻振盪電流有著非常深入的研究，並提出了透過地球本身作為介質進行無線電力傳輸的設想。這在當時聽起來就像科幻小說，但其背後的科學原理——高頻電流的奇特性質——確實是真實存在的。我將書獻給他，是因為我相信他的發明和理論是所有現代無線傳輸的基礎，包括電報和電話。而他對未來無線應用的設想，雖然尚未完全實現，但指明了一個充滿無限可能性的方向。

書婭：書中提到「無線」的未來，不僅僅是通訊，而是能源的無線傳輸，甚至能看到遠方的人，這對當時的讀者來說，一定是非常震撼和啟發性的願景吧？

Morgan 先生：是的，這是一個充滿希望和挑戰的未來。想像一下，如果電力可以像電波一樣自由傳輸，全球各地的水力、風力等清潔能源就可以供應到世界的每一個角落，航運、交通、工業、照明都將因此改變。如果能實現影像的無線傳輸，人們之間的交流將會更加緊密，跨越物理距離的障礙。這些願景基於當時已知的科學事實和對高頻電流潛力的理解，雖然具體的實現路徑還不清晰，但可能性是存在的。這也是我希望透過這本書傳達的：科學和技術的發展沒有止境，未來的奇蹟往往源於今天大膽的想像和不懈的探索。

書婭：聽您這麼說，我更加感受到那個時代的科學探索精神和對未來的樂觀態度。您這本書不僅「簡單解釋」了無線電技術，更是為讀者打開了一扇通往未來的大門。感謝您，Morgan 先生，為我們留下了這樣一份寶貴的知識遺產。

Morgan 先生：謝謝您的肯定，書婭女士。能夠與您這樣一位來自未來的讀者交流，也是一次奇妙的體驗。希望這本書，以及書中描繪的那些科學原理和未來願景，能繼續激勵更多年輕人對科學產生興趣，去探索未知，去創造屬於你們時代的「魔法」。

書婭：我會的，Morgan 先生。光之居所的夥伴們和我都受益良多。再次感謝您！

隨著最後一句話落下，窗外的光線似乎變得柔和，屋內舊書和儀器的輪廓開始模糊，街頭的聲音也漸漸遠去。我握著手中的書稿，感覺它不再僅僅是紙張與油墨的組合，而是承載著一個時代的智慧、熱情與夢想。