5.？1？ 电报的发明
远距离快速通讯一直是人类的梦想，随着电气技术的进步，人类的梦想终于变成了现实。电讯时代的到来，首先是从电报机——即用电信号传递文字信息开始的。不少科学家和技术人员都投身于电报机的研究，先后有人研制了静电电报、化学电报等，但无一例成功。
1836年，英国人库克（1806—1879）和皇家学院的惠斯通教授（1802—1875）合作研究电报机，1837年，他们申请了第一个电报机的专利。这种电报机共装置了6个线圈和6个磁针，当不同的线圈通电时，相应的磁针便偏转。1839年，他们建成了长达13英里的电报通信线路，获得基本成功。1842年，他们延长了线路，同时改用双针式电报机。1846年，英国成立了电报公司，6年后，英国已建成的电报线路总长估计达到4千英里。
在美国，第一部真正取得实用价值的电报机是美国的莫尔斯（1791—1872）发明的。莫尔斯的本业是一位画家，他走上实用电报机的发明之路纯属偶然。1832年，莫尔斯曾在法国学画三年后乘船返美途中，偶然听到一个名叫杰克逊的青年医生讲述电流通讯的知识，于是对此产生了极大兴趣，从此莫尔斯放下了绘画，转向电报机的发明。
在莫尔斯电报机的发明过程中，美国的物理学家亨利（1797—1878）和威尔（1807—1859）也做出了重要贡献。亨利在1829年发明的电磁铁为莫尔斯电报机的诞生打下了基础，亨利还在电磁学知识等方面给了莫尔斯许多帮助，并且又把发明的继电器应用到电报机上。亨利还创造性地提出在线路的中间加装电源，采用接力的方式传送信息，确保信号强度。
在电报通讯技术方面，莫尔斯的开创性贡献在于他发明的莫尔斯电码，这是其得以广泛推广的基础。1837年，莫尔斯发明了用点划组成的“莫尔斯”电码，这些点划相应地变成通电时间的长、短间隔，然后控制收报机的电磁铁吸引衔铁，并带动钢笔在转动的纸带上作出相应的记号。就在这一年，他在纽约成功地完成了长10英里的通讯试验。
在莫尔斯反复试验和宣传影响下，1844年美国建成了一条从华盛顿到巴尔的摩的64公里试验性电报线路。5月24日，莫尔斯拍发了电讯史上第一份电文“上帝创造了何等奇迹”，标志着电报线路通讯成功。在很短的时间里，电报线路延伸了几百英里。到1848年，除佛罗里达州外，密西西比河以东的各州都联入了电报网。电报在增进铁路运输效率、传送天气预报和报告商业行情等方面，发挥着日益重要的作用。
莫尔斯电报机很快传到欧洲，各国在应用中又使其不断得到改进和完善，成功地实现了多路、双向电报系统。至此，陆上电报获得成功。
19世纪中叶，欧、美大陆已建立了陆上电报网，但大洋两岸的信息仍靠邮船传送。1851年，横跨英吉利海峡的海底电缆率先敷设成功，线路全长45公里。次年，伦敦和巴黎之间接通了电信线路，大大促进了两国间的工商业活动。从1854年起开始了大西洋海底电缆的建设，经过12年的努力，克服了种种困难和挫折，终于完成了欧、美之间的越洋海底电缆的敷设。另一条跨越欧亚大陆的电报线路起于伦敦，穿过英吉利海峡，横跨欧洲大陆，再延伸到印度的卡里卡特城，全长1万海里，也于1869年顺利建设成功。
电报通讯为人类提供了一种划时代的信息传递手段，不仅沟通了全球的信息交流，对19世纪的工商业、科学和教育起到了巨大的推动作用。但电报通讯包括编码、译电、拍发等几个环节，接收之后还要再转译成原来的文字，通信过程依然有延时性。人们希望能有一种简便、准确的超距离即时通讯方式，发明家们为此进一步努力的成果就是电话。
5.？2？ 电话的发明
电话就是通过电信号双向传输话音，其最初的启示源于1837年发现的“伽伐尼音乐”，是指电磁铁在切断电流的瞬间发出的一种声音，此后有人开始尝试发明电话，甚至是又一场发明竞赛。
1860年，德国教师赖斯（1834—1874）模仿人耳，设计了一种简单的木制通话装置，覆盖猪肠衣薄膜，薄膜上附有一块金属薄片，薄膜随声音振动时金属片就不断地和另一个金属片接触，通过金属片接触面积的变化改变电路的电阻，引起电流大小的变化。受话器是一个绕上绝缘线的勾针，勾针用两个小支架固定在共鸣箱里，当断续的电流通过线圈时就会发出声音来。但尚不能传送清晰语音，未能作为电话推广。次年，累斯改进了这一装置，并取名叫“telephone”。1860年，意大利人穆齐（1808—1889）公开演示了他酝酿已久的远距离传话器，基本能够传送语音，其基本原理也为后来的贝尔所采用，但由于穆齐在美国的语言障碍和经济窘困，没能实用化，并且失去了专利保护。
一般认为，近代实用电话的诞生归功于美国的贝尔（1847—1922）和他的助手华生。贝尔原是苏格兰人，曾在爱丁堡大学系统学习发声机理、语音分析和声波振动等知识，1874年，贝尔移居美国后从事聋哑人特教工作后，同时着手研究多路传输电报系统。
贝尔本人缺乏专业电气知识，后来遇到了对发明电话很有兴趣的青年电气技师华生，二人开始合作。不久他们制造出一台样机，其送话器是在圆筒上置一薄膜，膜的中央垂直连接一根碳杆，碳杆的另一端则与硫酸接触。当送话时，薄膜随语音振动并带动碳杆一道运动，碳杆与硫酸间的接触电阻相应地改变，使电流也发生强弱变化。听筒则是利用电磁铁把电信号还原成声音。1876年2月14日，他们向美国政府申请了这种声音传递装置的专利，几小时之后，另一位美国发明家格雷（1835—1901）也申请了类似的语音传送装置专利，但美国最高法院仍判定贝尔是电话的发明者。1876年3月10日的一次实验中，贝尔的电话获得语音通话成功。
贝尔电话的话筒和听筒合为一体，既是发话器又是受话器，作为听筒使用效果尚可，作为话筒使用却不甚理想。为此，爱迪生于1877年发明了一种新型碳精送话器，当膜片振动时会改变碳粉的电阻，使话音更加清晰，成为现代电话的基本构造之一。
贝尔不仅是发明家，也是杰出的实业家，1880年，他创立了贝尔电话公司，1895年该公司已有职工15000人，到1905年职工超过90000人，垄断了美国的电话通讯业。后来电话通信技术又陆续出现了许多重大进展：自动交换机，大规模程控交换机等新技术，移动电话等。电话的发明从根本上改变了人类的通讯方式，它大大密切了人类之间的联系，成为现代文明标志之一。
5.？3？ 无线电的诞生
电报与电话给人类社会带来了巨大便利。但电报与电话最初都依赖电流的有线传导来传递信息，因此必然要受到通讯线路的限制。无线电通讯的成功则打破了线路的局限，实现了通讯技术的又一次重大飞跃。无线电通讯的发明是科学向技术转化的又一成果，也是19世纪末最主要的技术成就之一。
近代无线电通讯的启蒙者是著名物理学家麦克斯韦（1831—1879）。1873年麦克斯韦在其著作《电磁通论》中曾经预言：由于电磁波的存在，特别是电磁波以每秒30万公里的速度传播，不久的将来，在相距遥远的两地之间，建立起瞬时可达的通讯联络，已经不再是一种梦想。1888年德国物理学家赫兹（1857—1894）终于发现了电磁波，导致了科学技术的又一次重大变革，有着非同寻常的意义，激励了一大批科学家、发明家投身于无线电通讯技术的探索，其中的代表性人物是马可尼和波波夫。
法国物理学家布朗利（1844—1940），1890年改进了赫兹的电波接收装置，可在140米外接收到电磁波。英国物理学家洛奇（1851—1940）也对接收器又做了进一步改进，能够在800米外接收到电磁波信号。
意大利的青年工程师马可尼（1874—1937）在技术上取得了突破，真正使无线电进入实用阶段。1895年9月，马可尼终于成功地进行了第一次无线电传播实验。马可尼制成了较为理想的检波器，而且发明了接地天线，明显改善了电磁波的发射与接收性能。1896年，马可尼带着他的发明来到英国寻求资助，得到了邮政部的支持，其实验进展顺利，通讯距离达到5英里。1897年通讯距离达到12英里，获得了有关无线电通讯的首个专利。1898年通讯距离达到18英里，这一年，他开始将自己的发明付诸商业应用，在伦敦建立了马可尼无线电信公司。1901年，又实现了英国与加拿大之间的跨大西洋无线电通讯。
由于对无线电通讯事业的杰出贡献，马可尼和德国物理学家布劳恩共同获得了1909年诺贝尔物理奖。
俄国物理学家波波夫（1859—1906）也是无线电通讯技术的独立发明人。实际上，波波夫的无线电研究比马可尼还早些，但马可尼幸运地得到了英国政府的大力支持，较早获得了专利和公众的认可，而波波夫在经济落后的俄国没有受到足够的重视，因而影响较小。
波波夫曾任俄国海军水雷学校教官。1895年，在彼得堡物理化学协会物理学部年会上，他用世界上第一台无线电接收机成功地进行了无线电通讯的公开实验，他的无线电通讯系统也设置了天线。1896年3月24日，波波夫在俄国物理化学协会年会上，正式进行了无线电传递莫尔斯电码的表演，距离250米，发出了无线电通讯史上第一份有明确内容的无线电报“Heinrich Hertz”。1896年波波夫又实现了海上船舶间的无线电联系。1897年俄国海军在克朗施塔得建立了无线电报局，波波夫所创造的无线电报设备在俄国军舰上获得了应用。
无线电报的发明和应用，引发了一系列重大的技术突破。继无线电报成功之后，无线电广播、雷达、电视等新技术相继出现，纷纷登场。
无线电能够准确地传播莫尔斯电码，人们自然就希望用无线电直接传播人的声音。率先实现了无线电传声的人是美国物理学家费辛登（1866—1932）。费辛登原在爱迪生实验室工作，1902年他建立了专门进行无线电传声研究的实验室。历时4年，费辛登终于设计制作了一套用无线电波传播声音的装置——人类历史上第一个无线电广播电台，在1906年圣诞节前进行了第一次播音，这一天，有些报务员从耳机中首次听到了空中传来的节日祝福。无线电广播的成功掀开了通讯史册的新篇章，进一步刺激了20世纪初电子技术的迅速发展。
