塔吊“收音機”

編譯 邵峰

塔吊變成“收音機”

塔吊掛鉤在說話

地面上的一陣陣電弧傳出了播音員字正腔圓的新聞播報和電臺節目的伴奏音樂，這一幕發生在2012 年西安的一個建筑工地上。

據了解，工人們是在休息時發現這個奇怪現象的。當時，塔吊的掛鉤末端懸在離地面約有1.5 米的空中，工人們在休息時將一根電線掛在了掛鉤上，電線在風的吹動下來回搖蕩，電線末端在地面上來回劃動。此時，在附近休息的幾名工人都聽到了斷斷續續的廣播節目聲音，但又找不到聲音的來源。幾人找了一大圈，最后才發現聲音竟然是電線劃在地面時發出的。

按照工人們的指導，記者試著將掛在塔吊掛鉤上的電線的末端在地面劃動，強烈的電弧從導線末端和地面之間出現，伴隨而來的是廣播電臺主持人的播報聲和音樂聲。而單獨將導線在地面劃過并不會出現電弧，也沒有聲音。這樣看來，導線連接吊鉤（乃至整個塔吊）與地面才是造成這種現象的原因，整個塔吊就像是一臺巨大的收音機。

2022 年，在西班牙巴塞羅那的一個建筑工地，工人發現塔吊的掛鉤在接觸放在地面的鋼板時會產生持續的電弧和火花，其過程中時不時傳出電臺節目的聲音。

其實，歷史上還有更神奇的例子。1942 年的一天晚上，美國喜劇演員露西驅車行駛在回家路上，突然聽到音樂聲傳來。她彎下腰去關車載收音機，但發現收音機已經處于關閉狀態。直到音樂聲越來越大，她才發現那聲音來自她的腦袋，更準確地說是從她嘴里發出的。她回憶說：“當時我的牙齒響個不停，鼓點從嘴里不斷傳出，我差點以為我見鬼了……”沒過多久，嘴里的聲音逐漸消停，最后再也沒有出現。

有科學家猜測，露西之前補牙所用的鉛可能形成了一個能夠工作的收音電路。此外，1960 年，美國芝加哥一名經歷過牙科手術并植入金屬套的男子表示，他經常能聽到嘴里傳出電臺的音樂。幾年后，該男子取下金屬套，這種現象隨即消失。

腦袋里竟然傳出廣播節目的聲音？

這些聲音來自牙齒

等離子體揚聲器

原理何在？

塔吊和人的嘴怎么會化身收音機？要回答這個問題，首先要知道收音機是如何將無線電信號轉化成聲音信號的。收音機要接收電臺發出的無線電信號，至少要滿足以下幾個基本條件：附近有電臺發出的無線電信號；有接收無線電信號的電路；有檢波器能夠解調無線電中的語音信號；有揚聲器播放聲音。

在塔吊的例子中，大地、吊車主體、吊車臂、鋼纜、掛鉤和掛鉤上的那段銅導線組成了一個近似閉合的大截面導體框，也就是形成了接收電路。當附近的高頻無線電波遇到這個導體框時，就會在框內產生感應電壓和電流，使導體框不斷地充放電。塔吊掛鉤或掛鉤上的導線在接觸地面時會產生尖端放電現象，并產生電弧。電弧同時起到檢波器和揚聲器的作用。為什么電弧能發出聲音呢？其實，這被稱為等離子體揚聲器，其發聲原理是等離子體振蕩空氣發聲。

牙齒填料可能起到了檢波器的作用

那么，牙齒的金屬填料有沒有可能成為“收音機”呢？有科學家在經過實驗后認為，牙齒填料收音機是杜撰的。但也有科學家質疑說，因為實驗者的方法是從一名死者的嘴里拔出一顆假牙，在其上鉆孔加上金屬填料，但真實的口腔環境遠比實驗更復雜。實際上，收音機接收回路并不復雜，口腔和金屬填料確實有可能構成這樣的回路。在露西的案例中，車行駛到特定區域時才發生牙齒發聲的怪事，這有可能是因為她行駛到了電臺發射器附近區域。人體具有導電性，可以作為導體，牙齒中的金屬填充物和唾液在一定的情況下能充當檢波器（半導體），揚聲器則可以是露西口腔中任何可以振動的物體，例如某些松散的填充物。盡管這種情況發生的概率極低，但并非完全不可能。

收音機的原理并不復雜

赫茲首次發現了電磁波的存在

無線電具有優秀的穿透性，可以穿透大部分材料

礦石收音機

無線電的發現對人類文明具有劃時代的意義。1888 年，德國科學家赫茲發現并證實了電磁波的存在。1906 年，全世界首個無線電臺成立，從此人類進入了無線電時代。

所有物體都會向外釋放電磁波，例如，人體時刻都向外發散紅外線。紅外線、無線電波、微波和我們能看到的可見光一樣，都屬于電磁波。只不過，可見光的波長較短，在穿過大部分障礙物（比如墻壁和我們的身體）后會迅速衰減，無法繼續傳播；而波長較長的無線電的穿透能力遠高于可見光，能以較小衰減的代價穿過人體和一定厚度的建筑物，因此非常適合用來傳輸廣播信號。

廣播電臺發出的無線電信號被收音機接收后，會在收音機電路內部形成感應電流。感應電流的強弱變化可以被解調成聲音信號，這就是收音機的基本原理。人類制造的最早的收音機是一種不需要電池的設備，這種收音機很快被電子管收音機替代，但因其制作簡單，許多無線電愛好者依然對其充滿熱情，這種設備就是礦石收音機。

礦石收音機的結構很簡單：一副金屬天線、一塊晶體礦石、一根細金屬針和一個耳機。其中，蛛網狀的金屬天線接收無線電信號，晶體礦石（最常用的是方鉛礦）起檢波器的作用。電臺將聲音信號調制成無線電信號，而檢波器將無線電信號解調成聲音信號。通過調整金屬針接觸礦石的位置和壓力，耐心多試幾次，如果成功解調無線電信號，就能聽到耳機里傳出清晰的電臺節目聲音。

調制解調器名稱的由來

我們上網需要使用的“貓”，其中文名稱為“調制解調器”。使用收音機只需要下載信號，因此收音機只有解調功能；而上網需要同時下載并上傳數據，因此既需要調制，也需要解調。

開啟信息時代

通信是人類自古以來的需要，西漢時期樹立在敦煌戈壁上的一個個烽燧（烽火臺）里飄出的狼煙，是古人對遠距離快速通信的嘗試。在非洲的一些部落中，鼓聲通常被用作召集的信號。在歐洲殖民者對非洲發起萬惡的黑奴貿易期間，非洲某些部落之間每隔一段距離設置一個鼓站，用接力敲鼓的方式將殖民者來犯的信息在部落之間快速傳遞。

調頻電臺的頻段多在100 兆赫茲左右，這個波段的電磁波的特點是雖然穿越障礙能力弱，但無障礙時傳播遠，即所謂“視距傳播”，所以當發射天線足夠高時，其覆蓋范圍大，一座城市只需要幾個基站就能做到信號全域覆蓋，早年用微波廣播的電視要修建高高的電視發射塔。無線電傳輸技術發展至今，已經進入5G 時代，即第五代移動通信技術。5G 網絡使用的是450 兆赫茲～6 吉赫茲和24.25 吉赫茲～52.6 吉赫茲這兩個頻段，雖然傳輸帶寬非常大，但信號傳輸距離短，穿越障礙物能力不強。要想全面覆蓋5G 信號，就需要足夠密集的5G 基站網絡的支持。

烽燧（烽火臺）

中國“天眼”就是靠無線電頻段的電磁波探索宇宙的

將無線電可視化后的城市

1901 年，意大利人馬可尼成功地進行了第一次無線電通信，僅僅100多年后的今天，世界就實現了高速無線通信。今天的地球被無線電的“海洋”包圍，我們生活在其中。除了我們熟知的廣播，手機、對講機、WiFi，公交卡、門禁卡和身份證也應用了基于無線電原理的射頻識別或近場通信技術，我們乘坐地鐵時每刷一次地鐵卡就完成了一次無線電通信。不僅如此，就連飛機、高鐵、遠洋船甚至航天器都離不開無線電通信。通過無線電通信，我們甚至可以遙控火星探測器。位于貴州省黔南布依族苗族自治州的“中國天眼”是一部直徑500 米的射電天文望遠鏡，它接收的是來自深空的無線電信號。

無線電不僅實現了天涯若比鄰的夢想，也幫助人類探索宇宙。

飛機的定位和通信離不開無線電