讓聲音穿越大西洋

傅順利

同學(xué)們，現(xiàn)在如果你給遠(yuǎn)在美國(guó)的親友打個(gè)越洋電話，是件不足為奇的事。可是，你知道嗎？這在一百多年以前是根本無(wú)法想象的。

打開(kāi)世界地圖，我們可以看到，陸地被海洋分割成幾塊大陸和許多島嶼，這給當(dāng)時(shí)人們的通訊帶來(lái)了極大困難。19世紀(jì)初，人們千方百計(jì)地探索著如何讓聲音穿越海洋，后來(lái)終于借助海底電纜實(shí)現(xiàn)了這一美好的愿望。

海底電纜始于一次大膽的試驗(yàn)。1844年，英國(guó)科學(xué)家查爾森·惠特思在英國(guó)西海岸的一個(gè)海灣首先進(jìn)行試驗(yàn)。他將一截電纜放在一根金屬管里，然后沉入海底。電纜的兩端分別接在海灣的船上與岸上的大樓里。他從船上向大樓發(fā)電報(bào)，很快大樓就接收到了清晰的電文，這一實(shí)驗(yàn)證明完全可以通過(guò)海底電纜進(jìn)行通訊活動(dòng)。

試驗(yàn)雖然取得成功，但海底電纜的鋪設(shè)卻困難重重。

首先是使用的電纜線的包裝材料問(wèn)題。海底電纜要長(zhǎng)期浸泡在海水里，一般的材料用不了幾周就會(huì)被海水腐蝕，嚴(yán)重影響通訊效果。惠特思經(jīng)過(guò)幾年試驗(yàn)都沒(méi)有找到合適的材料。后來(lái)，人們從科學(xué)家馬克爾·法拉第的一份關(guān)于杜仲膠的報(bào)告中找到了理想的材料。這種產(chǎn)于馬來(lái)西亞的杜仲膠，既有很好的絕緣性能，又能保護(hù)海底電纜免受海水的腐蝕。

1850年8月18日清晨，一條采用杜仲膠等材料制成的海底電纜首次橫跨英、法兩國(guó)之間的英吉利海峽。傍晚，科學(xué)家便欣喜若狂地接收到海峽彼岸的清晰電文，大家興奮得徹夜難眠。然而，令人萬(wàn)分遺憾的是，電纜鋪設(shè)成功的第二天就被當(dāng)?shù)貪O民誤認(rèn)為是“奇怪的東西”而砍斷了。

當(dāng)時(shí)，鋪設(shè)海底電纜的另一個(gè)困難是對(duì)深海探測(cè)技術(shù)掌握不足，無(wú)法詳細(xì)了解復(fù)雜的海底地貌。

美國(guó)造紙批發(fā)商菲爾德預(yù)見(jiàn)到電報(bào)的商業(yè)價(jià)值和意義，立下“鋪設(shè)大西洋海底電纜”的雄心壯志。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)英屬的愛(ài)爾蘭與加拿大的紐芬蘭之間是歐、美大陸距離最近的地方，相隔3200千米。1853年，美國(guó)軍艦“道芬”號(hào)測(cè)量出這片水域恰好是一個(gè)海底高原，而且海底地勢(shì)舒緩平坦，是鋪設(shè)海底電纜的最佳通道。菲爾德到處籌集經(jīng)費(fèi)，他曾比喻說(shuō)：“我的越洋電報(bào)是一條狗，從倫敦踩著它的尾巴，會(huì)在紐約發(fā)出叫聲。”

然而，在波濤洶涌的大海里鋪設(shè)電纜，絕非易事，拉力過(guò)松會(huì)造成盤曲，拉力過(guò)大則容易扯斷。

1857年，菲爾德定制了4600千米長(zhǎng)的電纜，內(nèi)芯采用7根銅線，中間有3層橡膠包裹，外層是18根鋼纜扭結(jié)成的“盔甲”，使用銅絲和鐵絲的總長(zhǎng)度足夠抵達(dá)月球，重量超過(guò)4000噸，當(dāng)時(shí)世界上沒(méi)有任何船只敢承載這條“萬(wàn)里長(zhǎng)纓”。美、英兩國(guó)政府分別派出5200噸的“尼亞加拉”號(hào)軍艦和3100噸的“阿伽農(nóng)”號(hào)軍艦各裝一半電纜，駛出愛(ài)爾蘭向紐芬蘭進(jìn)發(fā)，但電纜僅鋪設(shè)了410千米，便突然斷裂，首次鋪設(shè)出師不利。

1858年6月，菲爾德重整旗鼓，讓兩船在北緯52°、西經(jīng)33.8°的大洋中點(diǎn)會(huì)合并接好電纜，再“背道而馳”同時(shí)鋪設(shè)，直至返回各自港灣。意想不到的是海上出現(xiàn)特大風(fēng)暴，“阿伽農(nóng)”號(hào)幾乎沉沒(méi)，從會(huì)合點(diǎn)分開(kāi)僅兩天后電纜便再次斷裂丟失。菲爾德遭受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。但他不顧眾人反對(duì)，冒著破產(chǎn)的危險(xiǎn)，再次組織第三次出征。功夫不負(fù)有心人，終于在1858年8月4日大功告成。8月16日，英國(guó)女王維多利亞通過(guò)海底電纜向美國(guó)總統(tǒng)布坎南發(fā)去祝賀。此時(shí)，紐約鳴響禮炮，燃放焰火，全城張燈結(jié)彩，一片歡騰。然而，好景不長(zhǎng)，幾周后，大西洋電纜信號(hào)便日漸微弱以致完全中斷。頓時(shí)，世界輿論一片嘩然，菲爾德一夜之間從大家敬仰的英雄變成了人人喊打的“騙子”，令他痛苦不堪。

后來(lái)，雖然美國(guó)內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)、世界經(jīng)濟(jì)蕭條、公司瀕臨倒閉，但菲爾德一天也沒(méi)有放棄為鋪設(shè)大西洋電纜奔忙。1865年7月30日，排水量超過(guò)“尼亞加拉”號(hào)4倍的“大東方”號(hào)巨輪獨(dú)自裝載4400千米電纜從愛(ài)爾蘭起航，開(kāi)始新一輪壯行。然而在距紐芬蘭只有960千米的地方，電纜由于質(zhì)量問(wèn)題再次斷裂，兩星期的“大海撈針”一無(wú)所獲，使這次出征功敗垂成。

1866年7月13日，“大東方”號(hào)裝載著經(jīng)過(guò)改良后的電纜再次發(fā)起沖擊，這次終于獲得成功！電纜鋪設(shè)成功不久，又捕撈到了一年前丟失的電纜，使大西洋電纜成為雙線，傳輸速度比原來(lái)提高了50倍。在最后成功的時(shí)刻，菲爾德鉆進(jìn)船艙里號(hào)啕大哭。是啊，13年的艱辛努力，先后30多次跨越大西洋，面對(duì)一次又一次的挫折、失敗、打擊，承受著巨大的經(jīng)濟(jì)損失和被人誤解的痛苦，菲爾德終于成功了！他把災(zāi)難和坎坷化為成功動(dòng)力的故事感動(dòng)了世界，因此獲得“大西洋電纜之父”的稱號(hào)。

如今，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們不必再為制造電纜發(fā)愁，也不必為摸不清海底地形而苦惱。科學(xué)家利用海洋科考船上的聲吶設(shè)備，便可探測(cè)到船體周圍9000米內(nèi)的海底地貌，將探測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)船上的計(jì)算機(jī)處理后，記在膠帶上。最后，可繪成清晰準(zhǔn)確的海底地貌圖。利用這些設(shè)備和資料，在海底鋪設(shè)電纜輕而易舉。

此外，激光技術(shù)的發(fā)展、光導(dǎo)纖維的出現(xiàn)，大大提高了通訊的速度和效果。利用光導(dǎo)纖維傳遞的光信號(hào)，不僅可以傳遞聲音，還能傳遞圖像，不管相隔多遠(yuǎn)，我們都能在熒光屏上清楚地看到對(duì)方。現(xiàn)在6400多千米的海底光纜已穿過(guò)大西洋，可同時(shí)供近10萬(wàn)人在大西洋兩岸打電話。

同學(xué)們，當(dāng)你與大洋彼岸的親朋好友互致問(wèn)候時(shí)，可千萬(wàn)不要忘記有多少科學(xué)家為此付出了心血和汗水呀！