“淌若咱们周围的信号会发光，那么咱们当今所处的环境会酿成什么神情？”中国仪器面孔学会科普巨匠、临沂大学副教学于永林向同学们抛出一个充满思象力的问题。“可能会酿成一场灯光秀——天花板上、口袋里、手腕上，全是密密匝匝的后光和光雾，像蜘蛛网相通密集。”

  日前，由中国仪器面孔学会与泰安市科学时刻协会合伙主持的“智感寰宇·仪创改日”之“仪器科普进校园”系列首期行动举行。本场讲座由北京航空航天大学教学、中国仪器面孔学会科普委副总处事屈玉福主执，主讲嘉宾于永林以《看不见的寰宇，AI+无线电探秘之旅》为题，携带浩大青少年走进电磁波的高明寰宇。

  咱们糊口在“信号海洋”中

  “群众坐在这里，嗅觉周围相称适意，但本质上，空气中的无线电波相称艰难。”于永林活泼地描画着这个看不见的寰宇。手机与基站通讯、平板电脑与路由器“聊天”、蓝牙耳机与手机“对暗号”，这些日常场景都离不开无线电波。

  他解释说，无线电波就像隐形的马车在空气中穿梭。尽管东谈主类肉眼无法平直捕捉这些信号，但借助专科器具，咱们不错让这些隐形信号变得“可见”。频谱仪、射电千里镜、软件无线电等确立，就像是一副副“科技眼镜”，匡助咱们将无形的信号更始为可聚集的图像和数据。

  于永林用一个形象的譬如解释电磁波的本质：“它们就像两个贯通的舞伴——电场变化时带出磁场，磁场变化时又带出电场，相互鞭策着在空间中传播。”从无线电波到微波、红外线、可见光、紫外线，乃至X射线和伽马射线，都是电磁波群众眷的一员。

  科学发奋赛：从预言到现实

  电磁波的发现流程，于永林称之为“一场科学的发奋赛”。他向同学们先容了三位关节东谈主物：麦克斯韦、赫兹和马可尼。

  “麦克斯韦是用数学预言电磁波的东谈主，就像是靠公式看见改日。”于永林说，麦克斯韦通过数学方程合伙了电和磁，并预言电磁波的存在，更推算出其传播速率与光速换取，从而得出“光亦然电磁波”的论断。

  赫兹则通过实验考据了电磁波的真确存在。“淌若说麦克斯韦预言空气中有一条看不见的路，赫兹等于亲手在这条路上跑了一遍，解说这条路如实存在。”为驰念赫兹的孝顺，电磁波频率的单元被定名为“赫兹”。

  马可尼将电磁波从实验室带入了现实愚弄。他在1901年完结了横跨大泰西的无线电通讯，十分于“把寰宇顷刻间变小了”。于永林评价谈：“科学史上最动东谈主的等于这种发奋——一个东谈主冷漠思法，另一个东谈主解说它，终末再有东谈主把它酿成愚弄。”

  从六合深空到太阳行动

  讲座中，于永林还携带同学们将眼神投向更远方的六合。“射电千里镜就像是六合的收音机，让咱们巧合‘听见’六合的声息。”他高出提到被称之为“六合大爆炸余温”的六合微波配景辐照。

  “这就像六合中最陈腐的相片，记录了六合发育初期的数据。”于永林论述了彭皆亚斯和威尔逊不测发现六合微波配景辐照的故事。“两位工程师原来在调试确立，却发现老是有无法摈斥的噪声。他们像窥伺相通排查，以致吊销了天线上的鸽子粪便，最终阐明这噪声来自六合深处。”这项不测发现让他们取得了诺贝尔奖。

  于永林还先容了中国的“千眼天珠”太阳射电千里镜阵列，它巧合捕捉太阳行动产生的射电信号。“太阳就像一个巨大的播送电台，平时重大播出，但当太阳行动剧烈时，信号会变得匆忙，这其实是太阳在告诉咱们‘我这边有事情发生’。”

  太阳爆发会对地球产生“三连击”：以光速传播的电磁辐照约8分钟到达地球；高能粒子流几十分钟内到达，可能冲击航天器；日冕物资抛射则需要一至数天到达，可能引发磁暴，影响通讯、导航和电网。

  频谱资源：无形的厚爱钞票

  谈及频谱资源，于永林将它比作地皮资源，具有有限性、易糟塌性和不可替代性。“就像一块地上不成同期建操场、病院和机场，每个频段也有其最相宜的愚弄。”他解释说，2.4GHz频段之是以拥堵，是因为WiFi路由器、蓝牙耳机、微波炉等多种确立的信号都麇集在这一频段，“就像一条十字街头堆满了车辆”。

  跟着物联网期间到来，频谱料理变得愈加复杂。于永林暗意，东谈主工智能时刻正成为处置这一问题的关节。“AI就像无线电寰宇的窥伺，巧合快速识别信号类型、分析频谱使用情况，完结动态频谱分享。”传统门径需要几天完成的排查责任，AI只需几分钟就能完成，准确率从70%栽培至95%。

  青少年何如开启探索之旅

  讲座上，于永林饱读吹青少年从身边确立运转无线电探索。“一部手机、一台电脑，加上一个软件无线电确立，就能将周围的无线信号可视化。”他冷漠了三个进阶阶段：初学阶段行动“感知者”，用收音机寻找信号；进阶阶段行动“不雅察者”，通过软件无线电确立看到信号频谱；高等阶段成为“信号猎东谈主”，尝试收受天际信号或进行无线电测向。

  “科学不是堆学问点，而是膨大东谈主类感知范畴。”于永林强调，当同学们第一次在屏幕上看到WiFi信号的瀑布图时，那种动荡会引发无尽的好奇心。“你会忍不住问：这条亮线代表什么？为什么微波炉开启时频谱会变化？这种从好奇到入手考据的流程，恰是科学谈判的本质。”

  于永林认为，AI与无线电结合的名堂高出相宜青少年科创，因其“门槛低、实行性强、完了可视化”。他还展示了一些中学生作品：有的在操场进行无线电测向，有的分析频谱数据，有的以致收受到了国外空间站的信号。“这些作品之是以有钦慕，是因为它们不是‘我合计’，而是‘我测到了’。”

  “改日不是等出来的，而是测出来的、作念出来的、界说出来的。从今天运转，别只作念信号的使用者，也尝试作念信号寰宇的探索者。”于永林传话后生学子，无线电波天然看不见，但它们承载着信息，谄媚着寰宇，探索着六合。当无线遇上智能，咱们正走向一个智能感知频谱、仪创赋能改日的新阶段。

　　记者：肖春芳 吕鑫平（实习）

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