从莫尔斯发明电报以后,不到二十年,电报这种新型通信方式已经在世 界上流行起来。/零^点*看?书/ /哽¢薪\醉!全.当时无线电还没有发明,莫尔斯电报只能进行有线传送,只 能在陆地上使用,称做陆地电报。随着资本主义的发展,英国和欧洲大陆以 及欧美两地之间传统的利用邮船通信的方式,已经远远不能满足需要,于是 制造和铺设海底电缆成了最迫切的任务。1850年,在英法之间的多佛尔海峡 铺设了最早的海底电缆,但是,它比较短。要制造和铺设几千公里长的海底 电缆,工程就艰巨多了,因为有很多理论上和技术上的问题需要解决。
1854年,也就是汤姆生发表《瞬间电流》的第二年,一个叫克拉克的科 技人员发现了信号延迟现象,也就是信号通过海底电缆的时候,收报比发报 要滞后一定时间。他不能解释这种现象。
汤姆生知道这件事情以后,怀着极大的兴趣进行了研究。他意识到这个 问题是铺设长距离海底电缆成败的关键。因为电缆越长,信号延迟时间也越 长,而且衰减和失真(从脉冲波变成钟形波)也就越厉害。~二′八,看?书*旺, \无+错^内~容~甚至会不能正常 传递电报。经过整整一年的系统研究,汤姆生提出了关于海底电缆信号传递 衰减的理论,解决了铺设长距离海底电缆的重大理论问题。这使他在还没有 肩负铺设大西洋海底电缆重任以前,就已经成了这个工程的奠基人。那时, 他刚三十一岁。一个有趣的巧合是,后来麦克斯韦提出电磁理论是三十一岁, 赫兹 (1857-1894)证实电磁波的存在也是三十一岁。
1855年,汤姆生发表了信号传输理论的论文。它系统地分析了海底电缆 信号的衰减原因,并且指出,由于海水是导体,包着绝缘层的海底电缆同海 水组成了一个电容器,这就使信号传递有个充放电的过渡过程。如果增大铜 线截面面积来减小电阻,加厚绝缘层来减小分布电容,而且使用小电流,就 能够使信号的延滞降低到最小限度。这个理论成了后来设计海底电缆通信工 程的重要理论根据。
1856年,大西洋海底电缆公司正式组成,资本总额是三十五万英镑。`微?趣_小+税~ ?无`错?内+容?按 照公司章程的规定,公司董事由各个地区的股东选定,在股东还没有分到百 分之十的红利以前,董事没有薪金。苏格兰的股东选聘汤姆生当董事,汤姆 生高兴地同意了。一个人把工作当成了事业,他是不会计较报酬的。青年电 学家盼望的是把自已的理论拿到实际中去应用,在第一条大西洋海底电缆的 工程中显示威力。
无权的董事
本来,凭学识和才能,让汤姆生担任大西洋海底电缆工程的电气工程师 是最合适的。可是,因为他在所有的董事中最年轻,起初没有得到重用。公 司让华特霍斯当了电气工程师。华特霍斯对电学并不精通,主要是靠关系上 去的。如果他能够虚心听取汤姆生的意见,倒也没有什么。但是他喜欢独断 专行,瞎指挥。汤姆生只是一个普通的董事,既无职又无权,他提出的技术 上的好些建议,都被华特霍斯随意否定了。
还有一件糟糕的事情,就是工程开始以后,才发现公司筹委会早就把电 缆说明书交给了承办厂商,而且在制造电缆了。那份说明书是华特霍斯凭主 观想象搞的。汤姆生和总工程师博拉特发现,说明书上的电缆直径比理论要 求小得多,但是要取消合同已经来不及了。因此,第一条大西洋海底电缆的 工程刚一开始,就陷入混乱中。由于当局用错了电气工程师,这项工程的成 功起码要推迟三年。
为了寻找补救的办法,汤姆生带着他的学生,专门对铜的电阻率进行研
究。多亏他在格拉斯哥大学建立的物理实验室,给研究提供了很大的方便。
汤姆生希望,在没有办法增大直径的情况下,能够找出提高铜线导电率的方
法。他们把当时市场上的各种铜线都买来作了测试,发现它们的电阻率差别
很大,而且只要在铜里加入微量的特定物质,就可以使铜的电阻率减小很多。
根据设计,第一条大西洋海底电缆要用一千二百段铜线焊接起来,每段铜线
长两英里,如果各段铜线的电阻率不一样,就会使整个电缆的电阻率相差太
大。汤姆生及时解决了这个问题,对电缆铜材的规格提出严格要求,并且总
结出一套实用的测量方法,为制造出合格的电缆提供了保证。