電子時代漫步

智若愚

我們生活的這個時代，在詩人和作家的筆下，被稱為神話般的時代。可是，如果你仔細一想就會發(fā)現(xiàn)，不僅許多美麗的神話已經(jīng)變成了現(xiàn)實，而且現(xiàn)實遠遠地超過了神話。人類不僅創(chuàng)造了“千里眼”“順風耳”，甚至連宇宙飛行這種神話般的幻想，也已經(jīng)出現(xiàn)在我們的生活里。

但是，假如沒有無線電電子學，這都將是不能想象的。自從人類第一次掌握了無線電波到現(xiàn)在，才不過七十年的歷史，無線電電子學卻早已遠遠超出了通信的范圍，而滲透到人類生活的各個領域，擔當了上千種的特殊任務，成為我們的最親密的助手。從工業(yè)生產(chǎn)到尖端技術，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到文化生活，……幾乎沒有一個地方不用到它。

無線電通信

最初，無線電電子學應用在解決通信問題上。1895年5月7日，偉大的俄羅斯科學家波波夫表演了世界上第一架無線電接收機。并且預言：“……經(jīng)過進一步改進之后，借助于迅速的電振蕩，可以將信號送往遠處?！惫?，在1896年的3月24日，波波夫在相隔250米的兩座大樓之間，建立了不用導線的通信，傳送了世界上第一個元線電報。從此，人類開始掌握了無線電波?，F(xiàn)代的無線電通信已經(jīng)可以把聲音、符號或者圖象傳送到耳目所不能及的遠方。特別在最近幾年，無線電通信得到了極大的發(fā)展。從范圍上來說，已經(jīng)上天入地，應用的波段，從超長波擴展到紫外線光波；通話路數(shù)從幾十路增加到幾百、幾千，甚至到十幾萬路，采用的技術也從宏觀世界深入到微觀世界；廣播的內容，已經(jīng)不限于言語和音樂還有黑白或彩色電視。

如果說無線電縮短了人間的距離，那么電視就大大地開擴了人類的眼界。利用傳真拍攝了月球背面的照片，人類的視野已經(jīng)擴大到幾十萬公里以外。但是今日的電視已經(jīng)使我們能看到加加林和季托夫在遠離地球的時候，在宇宙飛船中是怎樣生活的。將來，我們還可以把電視攝綴機裝到宇宙火箭上，這樣我們坐在屋子里就可以看到月球上的凸凸凹凹……它可以把所“看”到的一切拍攝下來，無論是在海洋深處，或是宇宙太空。

電視的應用范圍還在擴展著，并且遠遠超出廣播這個范圍。在工廠里，為了免于操作者經(jīng)常在高溫下工作，在實行機械化、自動化的條件下，就可借助于電視觀察來遠距離控制生產(chǎn)。還可以用電視來觀察高爐內的燃燒情況，以便調節(jié)加料。此外還有電視顯微鏡、螢光電視X光機、牙科電視、操作示范用電視、新聞電視、立體電視，最近，國外還制成了一種微型電視機，只有幾克重，可以給病人吞下去，以檢查內臟的瘤癥。還可用電視調動火車、指揮交通、觀察火山、觀察地層構造等等。

雷達的發(fā)現(xiàn)

無線電波可以在空間毫無障礙地迅速傳播，這一特性被發(fā)現(xiàn)之后，又一新的特性被發(fā)現(xiàn)了。1897年，波波夫在波羅的海艦隊中實驗無線電通信的時候，發(fā)現(xiàn)了兩艘軍艦之間的通信，由于第三艘軍艦駛過它們之間而中斷了。當他了解到這種現(xiàn)象是由于軍艦對無線電波的反射作用而造成的之后，立即預言了這種現(xiàn)象的重大意義。其后，由于蘇聯(lián)科學家和工程師的努力，波波夫的預言終于實現(xiàn)了，這就是現(xiàn)在被廣泛應用的無線電定位，也就是雷達。

雷達的應用是在第二次世界大戰(zhàn)中開始的。它在戰(zhàn)時是一種最好的萬能助手，它的第一個任務就是了解敵情，雷達一個接一個地朝著某個方向發(fā)射無線電脈沖，無線電波在傳播的途中碰到了目標，比如飛機，便產(chǎn)生反射回音。靈敏的無線電接收機的天

（圖見原版面飛機和軍艦或坦克通話）

線，能感受到反射信號，這就告訴我們在這個方向上有某種物體。電波的行進速度是每秒300，000公里，假定有回音的話，恐怕只要過百萬分之一秒鐘就到了。電波的速度既是已知的，從電波一來一回所費的時間，就能確切地知道目的物離電臺多么遠。起初，雷達只是在防空方面用來監(jiān)視敵機的出現(xiàn)，預報敵機的空襲。后來，高射炮、探照燈、以及夜航戰(zhàn)斗機和殲敵機，都用它來指揮。在海軍中，它可以用來搜索敵人的軍艦和潛水艇，校準炮火和其它的瞄準武器。在空軍中，它可以用來偵察和截擊敵機，投彈瞄準和指揮飛機著陸。

雷達在和平建設和科學研究的各個部門也得到廣泛的應用。

機場調度雷達能協(xié)助民航機按照正確的航線飛行，并能在惡劣的天氣下保證安全飛行。在飛機上安裝了小型微波雷達，能發(fā)現(xiàn)飛行路徑上的雷雨云，以通知飛行員繞過這種地區(qū)，避免發(fā)生意外危險。在輪船上裝了普通的雷達以后，能在顯示器上使領航員看到船只四周的海洋情況，及時發(fā)現(xiàn)礁石和冰山，并可能在夜間或濃霧天氣里安全地引導船只進入狹窄的港口。

雷達可以幫助我們研究元的變動情況，以便預報是否有雷陣雨，也能測知數(shù)百公里以外的暴風雨，成為氣象學家的“耳目”。

雷達對于天文學家的研究工作也有不少的貢獻。幾千年來人們的天文研究工作總不能超出地球的范圍。但在1946年蘇聯(lián)的科學家們用雷達打破了這個陳規(guī)，它們在首次試驗中將波長為2．7米的無線電脈沖向月球發(fā)射，約經(jīng)過二秒半鐘以后，接收到了從月球反射回來的回波。由此計算到地球至月球的距離為875，000公里。更重要的是，利用這個方法可以了解月球的運行軌道和它的變動情形。

在醫(yī)學上，最近也常應用根據(jù)雷達原理制造的特殊電子學儀器，來診斷和治療疾病。這主要是以不同波長的脈沖無線電波來刺激神經(jīng)系統(tǒng)或肌肉。如將這種無線電脈沖刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以引起與自然睡眠狀態(tài)相近似的“電睡眠”。這些應用都在臨床治療中取得良好的效果。

電子學和數(shù)學結合

無線電電子學和數(shù)學相結合促成了計算技術的發(fā)展，這個偉大的成就表現(xiàn)在電子計算機的發(fā)明上。電子計算機這門學科，從出現(xiàn)到現(xiàn)在，只有十幾年的時間，但是它的發(fā)展極為迅速。目前世界上的電子計算機，總數(shù)已達萬臺以上，并且有幾百個專門設計和制造電子計算機的工廠。電子計算機計算速度快得出奇，它把人們從繁瑣的和不容易看出效果的計算中解放出來，使腦力勞動的效果提高了幾萬倍甚至幾十萬倍。例如計算導彈在空間的運動，熟練的計算人員需要二年的時間，而利用電子計算機卻只要二十分鐘。目前，電子計算機已經(jīng)成為計算人造衛(wèi)星、宇宙火箭，宇宙飛船軌道，以及編制天氣預報不可缺少的工具。

電子計算機不但能夠進行復雜的計算，還能夠進行邏輯操作，如選擇“是”與“非”，比較數(shù)字，選擇所需數(shù)值，因而成為輔助和在一定范圍內代替人類腦力勞動的強有力的工具。現(xiàn)在巳有不同用途的電子計算機：控制機可以用來解決生產(chǎn)過程、交通運輸、軍事技術上的自動控制問題，它可以代替人的控制作用，成為自動控制中的“大腦”，進行及時而準確地控制。如蘇聯(lián)科學家在莫斯科近郊試驗成功的自動火車“司機”駕駛火車，列寧格勒的大街上安裝了電子交通警……。翻譯機能夠把一種語文翻譯成另一種語文。情報機能夠迅速地處理太空的科學技術情報。統(tǒng)計機能自動完成各項復雜的經(jīng)濟統(tǒng)計工作，編制精確的國民經(jīng)濟計劃，甚至還可以利用電子計算機進行學習、作曲、下棋、做游戲。

電子學幫助科學家工作

無線電電子學又是科學家的好助手。本世紀三十年代，無線電電子學闖進了夭文學領域，促使這門古老的學科發(fā)生了巨大的躍進。地球周圍的大氣是很重的一層蓋，能夠透過光波是很少的。幾千年人類的眼睛只能通過這個小窗口來觀測星球，十七世紀光學望遠鏡問世，給天文學帶來了第一次大躍進。然而，真正的巨大躍進，還是從出現(xiàn)了射電天文學之后。用射電望遠鏡可以觀測已知天體上的變化，也可以找到不少發(fā)光太弱用光望遠鏡看不到的“射電星”，還可以發(fā)出無線電波，利用反射波觀測天體的表面和運動狀態(tài)。盡管射電天文學還很年青，它在宇宙奧秘的探索中，使天文學家一次又一次地獲得了驚人的成就，大大地豐富了我們關于宇宙構造的知識。各國科學家們正在以驚人的速度利用射電望遠鏡去發(fā)掘著宇宙深

（圖見原版面無線電波籠罩著整個空間，飛機一飛進來，就有電波反射下來）

處的秘密，提出了許多新的科學問題，使天文工作者們應接不暇。

探索微觀世界的可能性也是無線電電子學給我們帶來的。孟子曾經(jīng)把“明足以察秋毫之末”作為視力的最高標準?？墒牵绻越裉斓娘@微鏡來看，秋天鳥獸新長的毛還是非常大的東西。光學顯微鏡在生物學、醫(yī)學、物理學、機械制造工學、冶金等方面的工作中的有力工具。但是，很多微小的東西，光學顯微鏡還是看不見的。電子顯微鏡可就不同了。電子顯微鏡不借助于光線，而用速度很高的電子柬，它可以把一個微小的物體放大到100萬倍。電子顯微鏡使科學家的視力變得非常敏銳，甚至看出金屬和合金結構的細節(jié)及加工后所發(fā)生的變化，使生物學家看到了增加10萬倍以上的細胞。不僅如此，科學家們最近還看到了原子。

電子學與宇宙飛行

飛出地球去，到宇宙去旅行，這是人類早就渴望實現(xiàn)的理想，然而卻只有在無線電電子學有了充分發(fā)展的今天才能實現(xiàn)。這首先是因為做為宇宙飛行器的運載工具——火箭技術是和無線電電子學緊密結合著的?；鸺陌l(fā)射、制導、試驗、工作系統(tǒng)的遙測，無一不靠高度精確的電子儀器。人造衛(wèi)星、宇宙火箭運行軌道的計算，是一件十分復雜而又龐大的工作，而且必須在短暫的時間內完成，沒有電子計算機是不可想象的。而人造衛(wèi)星與地面的聯(lián)系，情報的傳遞，也必須依靠電子學設備才能完成。如蘇聯(lián)發(fā)射的行星際站，用無線電方法，在人類歷史上第一次拍攝了月球背面的照片，再用元線電方法傳到地球上來，使我們弄清月球背面的真面目，解開了千古疑謎；金星火箭的訊號已經(jīng)超過了幾十萬公用……；乘坐宇宙飛船飛出地球去的加加林和季托夫也能非常清楚地聽到地面上同志們的聲音……。這都是電子學的功勞。在人造衛(wèi)星的內部，電子線路要占去很大一部分空間和重量，就其價值來說，差不多相當于人造衛(wèi)星的造價的一大半。在這星際航行時代，電子學占了何等重要的地位就可想而知了。

此外，電子在工業(yè)生產(chǎn)上，除了我們前面談到的生產(chǎn)自動化、工業(yè)電視之外，其余如高頻電熱加工、超聲波加工、產(chǎn)品分析、檢驗等，很多都是在利用電子學裝備和原理進行的。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，利用電子儀器來觀測氣象、測量和控制倉庫、暖房及人工孵育小雞的溫度和濕度等。無線電電子學對于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化更有其重要意義，用無線電操縱的“遙控拖拉機”，一人就可以指揮一群，從而大大提高了勞動效率。

無線電電子學的用途是無限廣闊，要想列舉無線電電子學創(chuàng)造的全部奇跡是困難的。但是，就從這個簡單和極其片斷的敘述中，我們已經(jīng)看到征服電子和駕駛電波給我們帶來多么光輝的前景。因而也不難埋解，為什么世界很多國家鄙在努力發(fā)展這一門年輕的科學，為什么很多科學家以極大的注意關心著它的發(fā)展，為什么有些科學家競把我們所處的時代叫做電子時代了。