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诺贝尔奖获得者与儿童对话

神奇的电话(下)

  现在回头再说贝尔:他长时间地安装他的电话机,然而传出来的只是呱呱呱和呼哧呼哧的声音。难就难在要把声音的振动变成电子的冲击波。所盼望的突破,最后只是偶然被发觉的:贝尔的助手沃森在隔壁的实验室里泼洒了一种腐蚀性的液体,他着急地叫喊“贝尔先生!您快来!”数秒钟以后门开了,贝尔冲了进去——他听见了他的伙伴的叫喊声,但并不是透过墙壁听见的,而是通过从连接两个房间的试验电话机里听见的。

  长期的试验工作得到了回报:沃森的呼救声的振荡模式,通过电线传送到贝尔的仪器上了。为了使先前只产生出尖锐刺耳的吱嘎吱嚷声的杂乱电波可以被人听懂,贝尔改进了他的发明:他将一层薄膜绷紧在送话口的一端上。你可以把它想像为人们制作好果酱后,绷紧在玻璃瓶口封上的那一层薄膜。这种膜截住贝尔的声音的波浪,并将它们传导到一个线圈上,这个线圈将它们变成了电流。

  今天人们称一部将声音转变成电流振荡的机器为麦克风。而人们需要那种反过来将电流振荡变成声音的机器,人们称之为扩音器。这扩音器上也绷着一层膜。如果你把手放在扩音器上,你就会感觉到,贝尔能够使他的学生们在喉头上感觉到的那种同样的振动。

  就在第二年,也就是1877年,贝尔建立了一家电话公司,以便在全国推广这一新发明。到处敷设电线,它们将谈话从一个地方传到另一个地方,不久电线便横穿美国或欧洲。后来巨大的电缆被深埋海底,它们也把各大洲连接起来了。

  今天越来越多的人用无绳电话机、用手机打电话。它不再需要电线,因为它的功能大致像收音机:声音的振荡被发射天线用无线电波向空中的四面八方发射出去。无线电广播能够被所有有收音机的人收听到,手机电话却只打给惟一的一个接受者。为了不让别的人听见,谈话只能被有正确电话号码的电话破译出来。原来你的手机在接通时,由你附近的一个发射站与你联系。这个发射站总是知道你在哪里,即使你没有打电话,因为你的手机经常不断地发出无线电信号。这些信号你当然听不见。如果现在有人拨你的电话号码,活动无线电通讯站便将一则通知发送给所有的发射站,但是只有在你附近的那个发射站作出反应,由它传递这一谈话。于是,天空中杂乱无章的电波,就变成了一则个人的信息——只为你而发。譬如你的朋友从第一排向最后一排给你发送数学题答案。

  就像许多人不能一齐谈话,因为这样谁也听不懂别人在说什么,许多发射站不能无限制地发射,因为这样它们就会互相干扰。电话通讯的电波在空中传递时,频段也是有限的。为了节省频段,现有的几百万部手机不是简简单单地像一个无线电发射台那样,用电波发射通话:这些通话会互相干扰,并产生出使人无法理解的声音。于是手机把语言分解为一种数码。这种方法类似于用莫尔斯电码发报:单词被分解为信号,只不过手机的信号不是短的或长的声音,而是数字0和1,这一点完全跟计算机一样。几百万个密密麻麻、一个接着一个被捆扎在一起的0和1形成数字包,然后就一包一包地在很短的间隔时间内,通过发射塔向一个人造卫星发射出去:人们称之为搏动。手机里微小的电脑芯片把声音转换为数码,然后把数码打成数字包裹,发送出去,或者反过来,把接收到的数字包裹分解成数码,再把数码还原为声音。

  现在的通信技术不仅能将语言,而且也能将音乐、文字或图画,飞快地分解为0和1,并将其重新装配。所以我们不再只能用我们的手机打电话,而且也能听广播、看电视、拍摄和发送照片或者上网。

  许多人和某个人联系时根本不再打电话,而是坐到他们的电脑前。电脑由一条电话线与互联网连接,这是一个巨大的、遍及世界的网络,如果你在家里或者在学校里上网,你就能够在网上以很快的速度往日本或阿拉斯加发信。人们称这为电子邮件。有些电脑能够发射和接收无线电信号,并通过空气互相连接在一起,就像你同学的手机已经和你的手机连接在一起那样。但是,尽管如此,可能仍然还会有电线,因为它们能够传送多得不得了的信息。但是,也许不久后我们使用的会主要是"光纤",即所谓的玻璃纤维,而不是电线。而到那时候,我们就像电子之间那样互相打电话,即用光打电话。不过,不是无线方式的。

  假如我们不再需要利用仪器,直接就能够猜测到别人的想法,这当然就方便多了。你认为,这不行?OK,这确实困难,但也许并不是完全不可能。我们已经在研究使用完全新型芯片的微型电脑了。芯片是微型的、有智能的、可组合的器件,电脑就用它们来进行计算。然而,新的、极小极小的思维机器,则可能用我们身体的最微小的组成部分进行工作。我们也许能够用它们制造出比今天最快的电脑还快得多的装置,而且这种装置微小至极,我们完全可以将它们直接装入我们的人体内,甚至装进大脑。然后,它们就一定会在那里感觉到我们的思想,将其翻译成电子信号,并发送给接收者。也许你并不想让别人知道你的思想,但是,假如已经有了这些小型思维机器,你的朋友也能用它来给你发送数学题答案,或者思维机器直接为你解这道题。但是要达到这样的程度,这大概还需要相当长的一段时间,反正在你上学之前,还解决不了这个问题。不过这却并非纯粹幻想,至少现在你已经与你的手机结下了不解之缘。

  (本文作者:盖尔德·宾尼希,1947年7月20日出生,德国物理学家。他因研制光栅隧道显微镜和海因里希·罗雷尔共同获得1986年诺贝尔物理学奖。这种显微镜可以拍摄到很清晰的照片,显示出直达原子结构内部的表面。)

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