电视神话的实现
20世纪20年代，美国有一位名叫雨果·根斯巴克的作家，在他写的科学幻想小说中预言：700多年以后，人们就可以坐在自己家里观赏6千米以外国家剧院的演出了。他的这个预言代表了当时许多人的一个意愿。那时，世界上已经发明了电报、电话，摄影术也有了很大的发展，于是自然就有人想到要设计一种用电来传送物体影像的机器，只要一揿开关，就能呈现我们所需要的图像。
不过，由于这个设想太神奇，以致在当时被人们视为与《天方夜谭》一样的神话。在当时，雨果·根斯巴克的预言还算是胆子大的呢。可是，这位作家没有想到现代科学技术发展得如此之快，哪里用得着700年，只不过过了几十年，现实便已经大大超出了他的幻想。现在，不要说6千米以外剧院的演出，就连人类在遥远月球上的活动，我们坐在家里也能看得一清二楚。
这个神话是靠什么实现的？我们的读者几乎会异口同声回答：“靠电视！”是的，那么，电视又是谁发明的呢？
是贝尔德。
1925年10月2日，在英国伦敦一家百货店里，随着一声声“太好了，太好了！”的喊声，从楼上奔下来一个披头散发、光着脚板的人。只见他抓住一个正在店堂里的15岁的小伙计泰顿，不由分说便把他推到楼上。
泰顿面对这发疯一般的人，吓得直打哆嗦，可这个人只是让他坐下来，然后打开了在他面前的一个由大圆盘、鼓轮、振动镜组成的奇特机器。泰顿正在纳闷时，更奇怪的现象出现了：他的侧面有一个像电影银幕那样的平面，随着机器的发动声，那平面上竟出现了一张人脸，一张布满惊异神色的人脸。当发现那就是自己的脸后，泰顿更是惊得连话也说不出来了。
那个“疯子”便是英国发明家贝尔德，那台有着大圆盘的奇特机器便是世界上第一台机械电视，泰顿便是世界上第一个上电视的人。那个圆盘是一个扫描盘，它对泰顿进行了扫描，然后将他的影像映现到接收机的平面屏幕上。
科学技术的发展是有继承性的。在贝尔德发明电视之前，人们已经发明了无线电发射技术、电传真技术和电影技术。电视就是在这几种技术的基础上发展起来的，尤其是电传真技术的出现，为电视的诞生更是创造了条件。
电传真技术的原理并不十分难懂。大家知道，一幅图像的内容不论多么复杂，都可以分解成许许多多的小黑点。你如果用一个放大镜去看报纸上印的照片，就会清楚地看到，照片上的图像原来都是一个一个的小黑点组成的。传真也是这样，人们采取化整为零的方法，把一幅图像分解成几十万个小黑点，用电子束对它们挨个儿扫描，就像我们看书一样，从左上角开始，一字挨一字、一行挨一行地往下看，然后把扫描的情况转换成电信号发送出去。接收机在收到电信号后，再使它还原成相应的小黑点，就会得到原来的图像。
那么，能不能利用类似的原理来传送活动的图像呢？1923年，贝尔德开始着手这项发明工作。
对这项工作，他有着一些有利条件。贝尔德从小对科学有着浓厚的兴趣，从小就喜欢摆弄科技制作，他曾自己动手制作电话交换台，与朋友们互通电话；他也给家里安装过小型发电机，用厨房的自来水驱动水轮为蓄电池充电。1906年，26岁的贝尔德进入皇家技术学院，学习电子工程，特别是深入地研究了硒光电原理，这为他研究电视打下了坚实的基础。而且，这时通过高频电路和改进型光电管，人们已能比较清晰地传送图解电报和传真照片。也有一些人已经开始电视的研究，取得了一些经验，这也为贝尔德的发明提供了基础。
但是，贝尔德也有着一个几乎是致命的不利条件——贫穷。他没有资金，没有赞助人，只得自己动手，在今人看来不可思议的简陋条件下开始发明研究。于是，他所住的简易宿舍内的一只盥洗盆框架，成了他实验设备的基础部分；它和一只旧茶叶箱相连，箱上安放了一台从电器商店屋后废物堆里捡来的电动机，用它来转动那个用旧帽箱盖子做成的开有螺旋形小孔的“扫描圆盘”。这些小洞，是用来把场景分成许许多多明暗程度不同的小黑点发射出去的。
此外，还有一盏简单制成的装在旧饼干箱里的投影灯，从一家自行车行买来的几块透镜，以及从一部报废的电报机上拆下来的部件等。这些破旧凌乱的东西，用密密麻麻的电线串连在一起，就成了贝尔德的实验装置。
你别小看了这套像一堆破烂似的装置，贝尔德就是利用它，在1924年春天，成功地用有线电发射了一朵十字花的图像。虽然发射的距离仅3米，图像也忽现忽隐，仅能看出一个大致轮廓。但这毕竟是人类利用电视技术，发射的第一个实物图像。
真正的成功是在又过了一年多后来临的。就在本文开头提到的那个日子里，贝尔德在百货公司楼上的住所里，对他的装置完成了一次改装。在试机时，他激动得浑身颤抖：在接收机上，作为发射对象的木偶“比尔”的头部和面孔特征被清晰地显示出来，甚至还能见到眼睫毛！“太好了，快找一个活比尔来！”贝尔德一跃而起，奔下楼去，演出了刚才提到的那一幕。
几乎与此同时，美国科学家詹姆斯研究电视也取得了重大进展。1926年5月，詹姆斯在华盛顿市郊试验用无线电传送活动着的风车的影像。人们在10千米以外的地方，通过电视接收机，奇迹般地看到了风车缓缓转动的图像。以后不久，詹姆斯又用电视来转播电影，也取得了成功。1936年11月2日，英国广播公司启用贝尔德的机械电视系统，采用无线电发射方式，在伦敦正式开办了世界上第一座电视台。
电视，这个一度离我们那么遥远的美丽的神话，终于变成了现实。
抽搐的蛙腿
1780年的一天，意大利波洛尼亚科学院院长、41岁的生理学家伽伐尼同往常一样，来到了实验室，继续他的青蛙解剖实验。同往常不一样的是，这天他意外地发现了一个新的情况。许多年后的1791年，伽伐尼在描述当时的情形时说：“这一发现是这样发生的。我已经解剖好和预备好一只青蛙，将它置于桌上。这时助手用解剖刀的刀尖偶然轻触青蛙的股神经，结果蛙腿上的所有肌肉都一再紧缩，如同用有力的夹子夹紧那样。”
伽伐尼是个很细心的人，他对死青蛙的腿为什么会抽搐进行了研究。他用各种不同的金属取代解剖刀多次重复这过程，总是得到相同的结果。但若用玻璃、橡胶、松香、石头和干木头等来代替金属，则不发生这样的现象。
在进行了长达10年的研究后，伽伐尼确认，由于电的刺激才使蛙腿收缩的。这电是从哪里来的呢？他认为这是动物体内存在着一种区别于静电的“活电”，即动物电。只要用一种以上的金属与之接触，这种电就能激发出来，就像莱顿瓶放电一样，每一片肌肉纤维就是一个小电容器，放电时引起动物肌肉的运动。1791年，伽伐尼在英国皇家学会讲坛上发表了他的著名论文《肌肉运动中的电力》。
伽伐尼的论文引起了欧洲学术界极大的关注，人们普通接受了他对动物电的见解。可是，不久后另一位意大利物理学家伏打，对伽伐尼的理论提出了挑战。
当伽伐尼在英国皇家学会宣读那篇著名论文时，意大利帕维亚大学的物理学教授伏打也在场。这位研究电学的行家对伽伐尼的实验产生了极大的兴趣，在回去后立即重复伽伐尼的实验，接着大胆地采用伽伐尼没有用过的方法进行新的实验。
伏打把实验中用的两块性质不同的金属板改换成两块性质相同的金属板，结果青蛙腿立即停止了抽搐。这一截然不同的结果使伏打大为吃惊。他认为，使蛙腿抽搐的能量，的确如伽伐尼所说的，来自一种新的电能，但这种电能不是由动物细胞组织产生的，而是由两块不同性质的金属的接触产生的。若只用一种性质的金属做实验，蛙腿就不会产生抽搐现象。
根据实验结果，伏打说伽伐尼搞错了：电并不是从蛙腿肌肉中产生的。因为果真如此，又何必非要用两种不同的金属才能将“电”放出来呢？
那么，电是从何而来的呢？伏打认为，这一定是两种不同的金属，加上蛙腿内的某种东西而产生出来的。伏打还猜想这种东西可能是食盐溶液，因为食盐溶液广泛地存在于肌肉、神经、脂肪等动物组织中。于是，伏打开始了又一实验，即不用任何动物细胞组织，而只用一对性质不同的金属和食盐溶液，结果仍能产生出电流来。
伽伐尼听到伏打的实验结果十分震惊，但他仍然相信自己原来的推断。为此，他与伏打展开了一场科学史上有名的“蛙腿论战”。伽伐尼的重要论据之一是，在海洋里生活着电鳗、电鳐等自身会发电的鱼，它们的发电，同所谓“两种性质不同的金属的接触”毫无关系。
伏打认为，这些会发电的鱼和蛙腿实验是两码事。他指出，蛙腿的抽搐表明肌肉中有电流通过，蛙腿在这里仅仅起着电流指示器，即验电器的作用。1799年，为了证明自己的观点是正确的，伏打把银的小圆片和锌的小圆片相间重叠起来，并用食盐水浸透过的厚纸片把各对圆片相互隔开。他一共用了60个银片和60个锌片，在头尾两圆片上连接导线，当这两条导线接触的时候立即产生了火花。这就是科学史上著名的伏打电堆。
1800年6月26日，在英国皇家学会的讲坛上，宣读了伏打关于“各种传导物质仅依靠接触而激发的电”的专题论文，使全世界都知道了伏打和他的电堆，“蛙腿论战”也至此终结。人们向伏打表示深深的敬意，因为伏打电堆的发明，使人类第一次得到了稳定而持续的电流，为电学研究从静电跃进到动电阶段创造了最为重要的条件。以后，为了纪念伏打，在1881年的国际电学代表大会上还通过了决议，将电压的单位命名为“伏”。
不过，虽然“蛙腿论战”胜负已定，人们也不会忘记伽伐尼为电学发展所做的伟大贡献。1801年1月，伏打在巴黎科学院表演他的电堆时，曾说过一段深情的话：“在表演前，请允许我先向前些年一直在和我激烈争论的伽伐尼教授致以崇高的敬意。不幸的是，他在3年前已离开了人世，今天不能和我们共享发明的欢乐。这发明首先应归功于他，没有他的蛙腿实验及后来的论战，也就不会有我今天的发明。”
“泰坦尼克号”的悲剧
1912年4月14日深夜，英国建造的世界最大邮轮“泰坦尼克号”正航行在一片漆黑的纽芬兰海面上。“冰山！”正在船首望的船员惊呼了起来。但一切都已经无法挽回了，全速航行的巨轮撞到了冰山上，酿成了人类历史上空前的海难……“泰坦尼克号”的悲剧却直接导致了用于水下侦察的声纳的发明。
“声纳”原来的意思是声音导航和测距，“声纳”二字取的是英文缩拼读音的谐音。
实际上，早在14世纪，意大利科学家达·芬奇就开始了水下侦察的探索。达·芬奇发现水能够传递声音，并进而发明了被后人称为达·芬奇声管的早期水声器材。1490年，达·芬奇在他的日记中是这样描述他的声管的：“如果使船停止航行，将一根长管的头插入水中，将耳朵贴近长管的末端，就能听到远处航船的声音。”当时还没有出现机器驱动的轮船，有的仅仅是桨船、帆船，但达·芬奇声管已经能听到船行进的声音，这足以说明这一发明的优良性能。所以，后来人们将达·芬奇声管称为原始声纳。
1827年，瑞士物理学家丹尼尔·科拉顿和法国数学家查理士·斯特姆合作，进行了人类历史上第一次水中声速的测量，测出声音在水中的速度为每秒1435米，是声音在空气中速度的4倍。科学家们还发现，声音在海洋中前进时，一路上会被海水“蚕食”，在遇到海洋中的物体和海底时，声波还会反射回来，此时也会被“吞掉”不少声波。这些发现为声纳的真正诞生创造了非常重要的条件。
“泰坦尼克号”的沉没引起举世震惊，也带来了声纳发展的春天。1912年4月19日，也就是悲剧发生5天后，英国科学家理查森即大声呼吁：用空气回声装置进行定位！一个月后，他又提出了与空气回声定位相仿的水声回声定位方案。这就是世界上第一个主动声纳的设想方案。
理查森的设想是，声纳本身向水中发射声波，声波碰到水中物体后反射回来，声纳又能自己接收，从而探知前面有物体存在。利用这种装置，人们就能在黑夜和大雾等不良海况下直接探测到前方冰山等障碍物，从而避免类似“泰坦尼克号”那样的悲剧重演。
理查森的主动声纳设想理论上无懈可击，但限于当时的技术条件，这一设想没有付诸实施。直到第一次世界大战开始后，理查森的设想才又引起了人们的注意。
一战期间，德国潜艇肆无忌惮地攻击协约国的军舰和商船，仅1915年，德国潜艇每月就击沉协约国船舶20万吨以上，而德国潜艇平均每月仅损失一艘半！“哎哟，太可怕啦！得赶快发明一种能发现德国潜艇的仪器！”英国军方赶紧成立了一个潜艇探测研究委员会，研制成了噪声定位仪。这种仪器能听到潜艇在水下航行时螺旋桨转动击水的声音，并能根据噪声最强的方向，大略地判断出潜艇所在的方向。不过，如果德国潜艇趴在海下不动，噪声定位仪就无能为力了。从水下突然冒出的事先埋伏的德国潜艇仍令英国人猝不及防。