从火花到星河：一场跨越百年的电波旅行

当我们使用手机通话、通过WiFi刷视频、收听车载广播时，其实正置身于一个由无线电波编织的隐形网络中。

这些看不见的电波承载着人类的信息与文明，穿越城市上空，连接万里之遥。

这一切的起点，要追溯到一百多年前，那个开启电磁时代的伟大发现......

1

电波之旅的里程碑时刻

无线电技术的起源可以追溯到19世纪末，由多位科学家和发明家共同推动。

理论奠基

• 电流的磁效应：1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，当导线通电时，旁边的小磁针会发生偏转，就像给小磁针施了魔法，这表明电和磁之间存在紧密联系。

• 电磁感应现象：英国物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象。他发现当磁场发生变化时，附近闭合电路中会产生电流，就像摇动手摇发电机，线圈在磁场中转动，就产生了电，为后来发电机的发明奠定基础，也让人们意识到电和磁能够相互转化。

• 麦克斯韦德预言：1865年，英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过一组方程式预言了电磁波的存在。他断言：变化的电场能产生磁场，变化的磁场又能产生电场，如此循环，电磁场就可以像波浪一样向外传播，这就是电磁波。可惜麦克斯韦英年早逝，未能亲眼证实自己的理论。

实验验证

赫兹的火花实验

1886 年，德国物理学家赫兹通过实验证实了麦克斯韦的预言。他利用一套实验装置，成功产生并检测到了电磁波。赫兹的实验装置中有一个产生电火花的发射器，当电火花在发射器电极间跳跃时，会产生变化的电流，进而产生电磁波。在不远处，他用一个简单的环形导线作为接收器，当电磁波传来，导线中会产生感应电流，出现电火花。这就像两个人隔一段距离，一个人用特定方式发出信号，另一个人能接收到。

现代生活中，类似赫兹火花发射机的原理仍应用于汽车遥控钥匙。当你按下钥匙按钮时，它就会发射特定频率的无线电波与车辆通信。

技术应用

马可尼的越洋电报

1895 年，意大利发明家马可尼成功进行了无线电通信实验，他改进了赫兹的实验装置，实现了更远距离的信号传输。他在英国海岸，用无线电设备向远在大西洋彼岸的纽芬兰发送了“S”字母的莫尔斯电码信号，标志着无线电通信时代的开始。

无线电技术就像搭建了一座无形的桥梁，让信息能跨越空间传递，无需像以前靠信件、有线电报那样受线路限制。从此，人们进入了无线通信的新纪元，开启了现代通信技术的大门。

2012年"蛟龙"号载人潜水器在7000米深海就是通过水声通信机将数据转换成无线电波传回母船，其核心技术原理与马可尼系统一脉相承。

产业发展

从军用扩展到民用。两次世界大战期间，无线电技术在军事通信、雷达探测领域快速发展。战后这些技术转为民用，催生了广播、电视等新兴产业。如今我国已拥有全球规模最大的移动通信网络，无线电应用渗透到各行各业。

江苏省实施的"5G+工业互联网"工程，正是利用无线电技术实现智能工厂设备无线互联、远程操控，大幅提升生产效率。

2

珍惜频谱资源，共筑电波秩序

从麦克斯韦的纸笔推演，到赫兹实验室的火花，再到今天支撑社会运转的无线网络，无线电技术走过了一条从科学猜想走向全面应用的道路。

正如公路需要交通规则，有限的无线电频谱也需要科学管理和依法使用。 在我们享受无人机送餐、手机导航、智能家居便利的同时，更应认识到：无线电频谱是全民共享的稀缺资源。任何非法设台、恶意干扰行为都相当于在信息高速公路上"违规停车"或"逆向行驶"，会严重影响公共通信安全。

来源：中兴文档

编辑：77

转载内容仅代表作者观点

不代表中科院物理所立场

如需转载请联系原公众号