书名：通信那些事儿（上册）
ISBN：978-7-115-57129-8
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著 杨义先 钮心忻
责任编辑 刘 朋
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随着技术的快速发展，通信已经并将继续深刻地影响和改变我们的生活以及社会的各个方面。在通信发展的过程中涌现出了许许多多伟大的人物，我们在教科书、技术专著以及科普书籍中经常见到那些闪光的名字。那么，这些英雄到底都是谁？他们是如何取得这些里程碑式的成果的？他们的背后有什么精彩的人生故事？他们有什么科研经验？他们的故事对我们有什么启发？本套图书分为上下两册，对诸如此类的问题给出了全面系统的回答。
本套图书采用章回体小说的形式，用幽默风趣的语言介绍了数十位为通信技术的发展做出重大贡献的科学家的生平故事，以及那些里程碑式的发现和发明是如何产生的。本套图书可供对通信感兴趣的读者阅读，也可以作为通信从业人员以及相关专业的学生的趣味读物，还可以作为教师授课的有益补充。
科学家也分层次。像牛顿和爱因斯坦等这样的顶级科学家是人们永远景仰的对象，他们的传记自然是读者的共同兴趣点。除了顶级科学家，各专业领域中还有很多伟大的科学家，他们的知名度略低一些，但他们也是科学发展过程中的里程碑式的人物，同样值得人们永远纪念，特别是值得相关专业人士充分了解和学习。他们的成功经验对于同行来说可能更有借鉴意义，他们的失败教训更值得我们深思。
作为信息界发展最快的领域之一，现代通信成了全社会关注的焦点。开设通信专业的院校非常多，每年招收的通信类专业的大学生和研究生的人数也在迅速增加，通信类课程和教材更是数不胜数。这些教材和课程有两大共同特点：其一，许多科学家的名字反复出现；其二，这些名字被一笔带过，从而为本套图书的写作留下了有待填补的空白。换句话说，我们在本套图书中将针对通信领域的顶级科学家，以幽默风趣的语言全面系统地回答如下问题：这些伟大的科学家到底是谁，他们是如何取得那些里程碑式的成果的，他们都有着怎样精彩的人生故事，他们都有什么科研经验，他们的故事对我们有什么启发，等等。
具体说来，我们在本套图书中将以喜剧评书的方式，外加魔幻现实主义笔法，从全新的视角重现有史以来电子通信领域各个分支、各个时期顶级科学家的风貌。与以往的“科学家故事”和“科学家传”不同，本套图书绝不做任何简单机械的素材堆积，而是按通信领域的不同分支，以科技进步的轨迹为轴线，通过科学家的现身说法，展现各分支领域的里程碑式的人物、发现和发明，以及整个通信领域的发展状况。本套图书所述的科学家广泛涉及电池、电流计、有线电报、电磁感应、电话、有线通信、通信理论、无线电报、电子学、电子管、无线电广播、电视、微波技术、微电子技术、卫星通信、无线通信等主题。
通信，准确地说是电子通信或简称电信，当然不是突然无中生有的，而是经历了一个漫长的演化过程。在此期间自然少不了众多早期奠基者，他们有的让人类认识了电，有的让人类认识了磁，有的让人类认识了电与磁的相互感应等。因此，本套图书在前18回中介绍了若干早期的科学家，他们的成果虽与电信有一定的距离，但确实为电信的诞生和发展铺平了道路。他们当中有让人类认识了磁的吉尔伯特、洪堡，让人类量化认识了静电的库仑、拉普拉斯，让人类认识了（直流）电的伽伐尼、伏特、本生和欧姆，让人类认识了光的托马斯·杨、阿拉果、菲涅耳，让人类认识了电磁感应和电磁波的奥斯特、安培、亨利、法拉第、焦耳、楞次、亥姆霍兹，以及通信理论功臣香农等。
前面18回中介绍的科学家为通信的诞生和发展奠定了坚实的基础，接下来的19回将介绍若干与电报有关的通信大师，他们分别是静电时期的电报功臣富兰克林，有线电报功臣高斯、惠斯通、莫尔斯，电缆功臣菲尔德、开尔文，电磁波功臣泊松、格林、麦克斯韦、哈密顿、赫兹、亥维赛、洛伦兹、劳厄、闵可夫斯基，以及无线电报功臣波波夫、马可尼、特斯拉、卢瑟福等。电报是最早的电子通信方式，早已被淘汰。可能每个人都听说过“电报”一词，但年轻的读者估计都没见过电报的庐山真面目，除非是在电影、电视和博物馆中。若你有兴趣了解电报的古老历史，我们建议你阅读拙作《通信简史》或《密码简史》的相关章节。不过，从纯技术角度看，电报的“形”虽已消失，但其“神”一直传承至今，甚至还会继续传承下去。比如，莫尔斯电报的编码思路被改良成了如今通用的最优信源编码，用有线或无线电信号传递文字的方法演变成了网络时代铺天盖地的数据传输。
本套图书最后一部分将介绍20位以上通信大师，包括电话功臣梅乌奇、格雷（以及布尔瑟、赖斯）、贝尔、爱迪生，电缆功臣西门子，长途电话功臣福雷斯特（以及弗莱明），手机功臣拉玛，电子学功臣汤姆孙、威尔逊、密立根、朗缪尔，照相机功臣达盖尔（以及涅普斯、塔尔博特和赫谢尔），广播电视功臣费森登、贝尔德（以及尼普科）、范斯沃斯（以及佐利金）、瑞利、莱纳德，微电子功臣肖克利、巴丁（以及布喇顿）、基尔比、诺伊斯（以及赫尔尼、列浩辉）等。他们为电话、广播和电视等的发展做出了重大贡献。为啥要将这些人放在一起介绍呢？因为从技术角度看，广播和电视都不过分别是最简单的单向语音电话和视频电话。特别是随着手机功能的进一步强化，人机界面终端几乎都可纳入电话领域，或者说在不远的将来，电话将成为整个信息领域的核心之一。
当然，上面仅是对这些科学家定位的一个参考，因为许多科学家的成就横跨了好几个方面，单独提及某一方面都不够准确。非常遗憾的是，有些科学家的成就很大，但其生平素材缺乏，所以我们无法将其写入本套图书中，比如基尔霍夫定律的提出者、德国物理学家古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫以及1909年诺贝尔物理学奖获得者、阴极射线管的发明者、德国物理学家卡尔·费迪南德·布劳恩等。另外，维纳等通信功臣已在《科学家列传》这套图书中出现过，我们在这里就不再赘述了。
在编写这套图书时，我们特别注意把握严肃与活泼之间的分寸。对于科技内容，我们务必严谨；但在介绍科学家的生平事迹方面，我们力求活泼生动，甚至采用了魔幻现实主义的手法，让读者充分享受阅读的快乐，在笑声中轻松了解通信界著名科学家的方方面面。本书尽量忠实于历史事实，并不回避某些科学家的负面内容。这样做的目的就是要强调科学家也是人而不是神，虽然他们取得了伟大的科学成就；科学家并非高不可攀，人人都有成为科学家的潜力。本书采用章回体小说的写作方式，融入了评书、相声和喜剧等许多元素。我们还将一改过去传记的呆板模式，尊重客观实际，把科学家描述成为正常人而非不食人间烟火的异类或完美无瑕的榜样。我们笔下的科学家将是普通人能够接近、学习甚至超越的凡人。
有人说“科学是这样一门学问，它能使当代傻瓜超越上代天才”，但是我们编写这套图书的目的绝不是只想让“当代傻瓜超越上代天才”，还想让当代天才成为当代科学家，成为被“后代傻瓜”努力超越的对象。所以，本套图书的重点不在于介绍科学家们都“干过什么”，而是要深入分析他们是“如何干的”，有哪些研究方法和思路值得后人借鉴，有哪些成功的方面值得我们学习，有哪些失败的教训需要今人吸取。换句话说，如果伽利略的名言“你无法教会别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东西”是正确的话，那么我们主要想帮助读者发现“一些东西”，最好是发现“科研成功的共性”，比如科研的动力从哪里来，通信领域的里程碑式的人物、发现与发明都有哪些，科学家的特质是什么，通信科技进步与外界环境之间的关系如何，等等。
本套图书可供对通信感兴趣的读者阅读参考，也可作为通信类专业学生的课外读物。当苦读通信科技内容并陷入“山重水复疑无路”的境地时，你可以通过阅读本套图书放松放松心情。没准儿，读完后哈哈一笑，你就会迎来“柳暗花明又一村”呢！本套图书也可以帮助通信专业的老师活跃课堂气氛吸引学生的注意力，取得更好的教学效果。结合拙作《通信简史》阅读本套图书，也许效果更好。读完本书后，如果你喜欢这种写作风格，我们欢迎你进一步阅读我们所撰写的《科学家列传》和《中国古代科学家列传》。
由于作者水平有限，书中难免有不当之处，欢迎大家批评指正，谢谢！
杨义先 钮心忻
2021年1月15日于北京
伙计，你相信吗？正式开启人类磁学大门的人既不是物理学家，也不是化学家，而是医生，而且是当时顶级的医生，当时唯一超级大国英国女王伊丽莎白一世的御医。真的，不是开玩笑，因为在1600年，即布鲁诺被宗教裁判所活活烧死那年，也就是莎士比亚在伦敦创作世界名著《哈姆雷特》那年，这位御医完成了另一部世界名著《磁论》，从而在科学意义上标志着欧洲文艺复兴正式开始。君若不信，请打开《磁论》一书，看看它在400多年前基于实验观察所描述的电磁结论，看看这些结论是否依旧活力四射。
《磁论》指出：地球本身就是一个大磁体，地球内部有个大铁心，地球上的磁针会始终指向南北；球形磁体都有极性和磁轴，还有磁经线，即在同一条经线上，磁针的指向不变；在任何两个球形磁体表面，在经、纬度相同的地方，磁针的指向基本上相同，因此，从磁性角度看，球形磁铁都很像地球；被烧热后，磁铁的磁性会消失；若用铁片遮住磁石，其磁性将减弱；当一块磁铁被切断后，每一段都会保持其磁性和极性；磁石之间既可能相互吸引，也可能相互排斥，这种吸引或排斥的强度与均匀磁石的质量成正比，这也许是人类首次提出独立于“重量”的“质量”概念吧。怎么样，这些结论够摩登吧！实际上，在《磁论》出版约200年后，德国数学家高斯终于从数学上对《磁论》中介绍的极性进行了严格论证，从而建立了较为完整的地磁理论。
伙计，别急于赞叹，因为我们还没说完呢。《磁论》进一步指出，琥珀、玛瑙、硫黄、明矾、火漆、玻璃棒、金刚石和蓝宝石等物质在被摩擦后都会吸引纸屑等轻小物体，且这种现象与磁并不是一回事。为此，《磁论》专门创造了一个新名词“电”来表示摩擦后能吸引纸屑等的那个东西。哈哈，原来“电”（实际上是指“静电”）竟藏在《磁论》一书中呢。关于静电的吸引力，《磁论》巧妙地用实验表明：离带电体越近，吸引力就越大，而且该吸引力沿直线作用；带电体被加热或置于潮湿处时，吸引力将消失。此外，与刚被烧死的布鲁诺类似，《磁论》的作者也坚信地球在运动，在围绕一个轴线不断地自转。此外，他还猜测“月球也可能是一个磁体，也会自转”，“太阳也会自转”。如今看来，《磁论》中的这些猜测基本上正确，但当初它给出的解释并不严谨，因为它误认为让星体自转的外力是“磁力”。
书说至此，可能有读者会好奇：《磁论》的作者咋有如此神通，他到底是谁，他又是如何写成这本书的呢？欲知详情，请读下文。
明朝嘉靖二十三年，即葡萄牙船员在赴日贸易途中偶然发现我国台湾岛的那年，准确地说是1544年5月24日，在英国埃塞克斯郡的科尔切斯特镇的一个大法官家里，诞生了本回主角威廉·吉尔伯特（William Gilbert）。
吉尔伯特是如何成长起来的呢？不知道！他的工作情况怎样呢？不知道！他的生平事迹又如何呢？抱歉，仍然不知道！找遍所有历史资料，有关吉尔伯特的情况，只能凑出一份很短的表格型简历。他在25岁时获得剑桥大学圣约翰学院的医学博士学位，而此前他先后在这里获得了文学学士和文学硕士学位。若看专业的话，他本该与物理无缘，最多可能研究一些化学问题，毕竟西医与化学天生就有亲缘关系。博士毕业后，他首先环游了欧洲大陆，然后于28岁那年在伦敦开办了一家私人医疗机构，很快就因医术高明而成了当地的名医。后来，他被任命为英国伦敦皇家内科医学院院长。总之，吉尔伯特的本职工作应该非常出色。
大约从36岁起，吉尔伯特迷上了磁学、电学和天文学。后来，经过整整20年的钻研，他终于在56岁时出版了史上首部系统阐述磁学的专著《磁论》。作为一名大夫，吉尔伯特为啥会研究与自己的学科完全无关的磁学呢？虽不知具体原因，但当时的历史大环境还是相当清晰的。从吉尔伯特出生到去世，他的祖国都在与西班牙争当海上霸主。因此，航海用的磁针罗盘就成了上至皇室、下至普通百姓关注的焦点，许多人自然也就把研究磁铁当成了个人爱好。磁性的奇妙现象确实也很吸引人，容易让人上瘾。相关磁学研究成果在当时容易受到官方重视。几乎就在吉尔伯特去世的那年，西班牙“无敌舰队”的神话终于破灭，随后英国迅速崛起成为超级大国。
57岁时，吉尔伯特被英国女王伊丽莎白一世任命为自己的御医，还被加封为爵士。但非常遗憾的是，仅仅两年后，女王就于1603年3月24日死于伦敦。女王去世后，她的继承人詹姆士一世继续聘任吉尔伯特为自己的御医，但再次非常遗憾的是，仅仅8个多月后，吉尔伯特就于1603年12月10日因鼠疫在伦敦逝世，享年59岁。
也许有的读者会质疑：吉尔伯特作为人类历史上如此重要的科学家，仅仅过了400多年，他的许多生平信息咋就没了呢？经认真分析后，我们发现主要原因可能有三：其一，吉尔伯特终身未婚，没有直系后代来刻意保留和传诵他的相关事迹；其二，在吉尔伯特生活的时代，文艺复兴刚刚开始，科学的价值还未充分展现，科学家自然也就未受到足够的重视，更没有人对科学家的生平感兴趣，况且那时英国还不是文艺复兴的中心；其三，也许更重要的原因是，不知何故，吉尔伯特在撰写自己的代表作《磁论》时竟沿用了当时正被迅速边缘化的古老传统，只采用拉丁文来出版《磁论》，而不是同时出版其英文版。于是，他的磁学成就及许多先进思想在他的祖国几乎被埋没了整整300年，他的生平信息自然也就烟消云散。直到1900年，在电子的发现者汤姆生的积极倡议下，《磁论》才被翻译成了英文。换句话说，吉尔伯特之所以还能有简短的生平流传至今，主要归功于他曾当过两年御医。
所幸吉尔伯特在磁学方面的主要成果在《磁论》一书中得到完整保存，今天吉尔伯特仍被科学界尊为“磁学之父”，在电磁学中以他的名字命名了磁动势的单位“吉伯”（类似于电学中电动势的单位“伏特”），以此纪念他对电磁学的开创性贡献。更重要的是，当《磁论》传到那时的文艺复兴中心意大利后，立即引起轩然大波，甚至成了文艺复兴中现代科学革命的主要导火索。如今再回过头来，究其原因，至少有以下两点。
第一，《磁论》的科研方法独树一帜，让当时的科学家耳目一新，甚至惊呼科研竟然可以这样来做！原来此前的科研方法主要是思辨和推理，形象地说，就是“君子动口不动手”，其中最典型的例子便是欧几里得几何学。而《磁论》另辟蹊径，开始让在细心观察基础上的具体实验结果说话，让实践成为检验真理的标准，所有与具体实验相矛盾的“科学结论”都将被无情地否定，所有经得起重复检验的结论才会被接受。因此，吉尔伯特也被认为是实验科学研究的开创者之一。为了证明“球形磁体与地球类似，确实存在磁力线、磁极和磁经线等”，吉尔伯特真的用磁石做了多个大型圆球，接着就像风水先生那样，端着磁针在磁球表面进行地毯式搜索，并在每一点用笔将磁针的指向画成球面上的小箭头。结果，见证奇迹的时刻到了。这些箭头竟然清清楚楚地组成了一条条经线，分别指向磁球的两极！无论磁球的大小如何或最初位置如何摆放，上述实验结果都经得起反复检验。
第二，《磁论》一书在意大利受到了至少两个有识之士的赏识，他们分别是比吉尔伯特年轻24岁、现在被公认为“现代观测天文学之父”“现代物理学之父”和“现代科学之父”的伟大科学家伽利略，以及比吉尔伯特年轻31岁、发现行星运动三大定律的伟大数学家、天文学家和物理学家开普勒。据说，伽利略在读罢《磁论》后拍案而起，连称伟大，甚至说《磁论》一书“伟大到令人妒忌的程度”。后来的事实也表明，无论是伽利略还是开普勒，他们的几乎所有科研成就无不深深地打上了吉尔伯特的烙印，各种具体的科学实验在他们的科研生涯中扮演了不可替代的角色。伽利略不但学到了吉尔伯特的实验精髓，更对其实验方法进行了系统整理，创立了一套沿用至今、现代科学家不可或缺的数学与实验相结合的研究方法。这种方法分为以下三个步骤。
第一步，提取出从现象中获得的直观认识，用最简单的数学形式表示出来，以建立量的概念。
第二步，用数学方法，由此导出另一个易于用实验证实的数量关系。
第三步，通过实验证实这种数量关系。
若仔细分析，我们将不难发现伽利略的几乎所有科学成果都是严格按照上述三个步骤来完成的。如今几乎所有科学家的所有科研成就也都在某种程度上有意或无意遵循了这种思路。所以，伙计，你若今后想成为科学家，请务必随时注意运用伽利略基于吉尔伯特的思路而完善的上述三个步骤。虽然伽利略始终相信“你无法教会别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东西”，但是本回的主角吉尔伯特最能帮你发现的东西可能就是正确而先进的科研方法。
当然，必须指出，经过吉尔伯特和伽利略之后300多年的飞速发展，如今的科学研究内容和方法早已不同以往了，各位千万不要生搬硬套上述三个步骤。比如，现代科学对自然和社会的研究越来越广泛和深入，研究中的直观程度越来越低，抽象程度越来越高，因此逻辑思维方法就必须得到高度发展。学科的进一步分化和综合产生了若干新兴学科和边缘学科，增强了科研的整体性和综合性，因此系统思维的科研方法也不可缺少。现代科学还将发现一系列原有科学体系不能解释的新事物，出现一些佯谬，甚至破坏科学体系原有的原则和逻辑，引发科学体系的根本性变化，比如从牛顿体系到爱因斯坦体系的飞跃。因此，在科学研究中不能死守过时的世界观，要敢于否定和自我否定。现代科学研究的复杂性和综合性也在日益增加，研究手段日益复杂而精密，研究活动日益成为集体的综合性事业，因此需要在不同方面、不同层次上进行充分的配合和协调，这又为科研方法提出了新挑战。
总之，如今虽已不存在放之四海而皆准的现代科学研究方法，但在科研中随时留意一些关键点还是大有裨益的。比如，要刻意处理好观察和实验的关系、事实和因果的关系、归纳和演绎的关系、类推和概括的关系、假说和理论的关系、确定性和不确定性的关系、猜想和验证的关系、系统和结构的关系、结构和功能的关系、系统和要素的关系、理论和实践的关系等。如此才能在现代科学研究中取得更好的效益，预祝各位科研成功！
好奇怪，洪堡是这么伟大的科学家，居然很少有人知道其姓名！真的，你听说过洪堡吗？直到我的某位高徒获得“洪堡基金”出国进修时，我才首次听到这个名字。即使在那时，我也不知道洪堡是一位伟大的科学家。
读罢有关材料后，我才发现：当年的洪堡竟是与拿破仑齐名的大腕呀！贵为皇帝的拿破仑在自己的国土上也会因洪堡的名气太大而吃醋。真的，你看，美国前总统杰斐逊称他为“我们时代最伟大的荣光之一”；生物学家达尔文也承认“没什么能比阅读洪堡的故事更让我激动了”，并坦称若无洪堡的影响，他就不会登上“小猎犬号”，也不会有《物种起源》问世；伟大诗人歌德回忆道，与洪堡共度几天，他的“见识增长了数年”。这简直就是歌德版的“听君一席话，胜读十年书”嘛。美国最受人尊敬的自然作家梭罗回忆道：“在洪堡的著作中，我找到了困惑已久的答案，即如何同时成为诗人和博物学家。假如不曾读过洪堡的著作，那么《瓦尔登湖》将面目全非。”至于泰勒和华兹华斯等文学家嘛，他们更将洪堡的自然观纳入了自己的作品中。
从科学角度来看，洪堡的众多头衔也很吓人。他是著名的地理学家、博物学家、植物学家、生物学家与地质学家，又是地貌学创始人、火山学创始人、近代地理学创始人、近代气候学创始人、植物地理学创始人以及地球物理学创始人等，还是“19世纪科学界最杰出的人物之一”。
若稍加留意，你将发现以“洪堡”之名命名的东西多如牛毛，遍布欧洲、大洋洲、美洲等地。在大海里有洪堡寒流，在墨西哥有洪堡山脉，在委内瑞拉有洪堡峰，在阿根廷有洪堡城，在巴西有洪堡河，在厄瓜多尔有洪堡间歇泉，在哥伦比亚有洪堡海湾，在格陵兰岛有洪堡海角和洪堡冰川，在南非、新西兰和南极有洪堡山脉，在塔斯马尼亚和新西兰等地有洪堡瀑布，在巴黎有洪堡大街，甚至连美国的内华达州都险些被命名为洪堡州。据不完全统计，仅仅在北美就至少有4个县、13个城镇以及若干山峰、海湾、湖泊、河流、公园等以“洪堡”命名。在生物界，有300多种植物和100多种动物以“洪堡”命名。在矿物界，以“洪堡”命名的矿石也不少。月球上也有洪堡海。总之，在各种命名系统中，“洪堡”大概是最常见的名称了。
读罢本回后，你也许会拍案而起。嗨，这不就是西洋版的徐霞客传吗？当然，必须承认，洪堡的游记确实改变了人们的自然观，因为它归纳出了许多重要科学理论和发现。伙计，求求你，别再追问洪堡的科学发现到底有些啥了。因为知道答案后，你肯定立马傻眼：这不是连小孩都知道的常识吗？的确，它们之所以成为今天的常识，那是因为当年洪堡首先捅破了窗户纸。其实，最靠近日常生活的自然规律才是最重要的科学发现，可惜其发现者也最容易被遗忘，正如没人知道谁是“1+1=2”的发现者一样。
闲话少说，书归正传。下面有请洪堡登场。
话说在徐霞客诞生182年或去世128年后，在拿破仑诞生的那年，更准确地说是在乾隆三十四年，即1769年9月14日，本回主角弗里德里希·威廉·海因里希·亚历山大·冯·洪堡（Friedrich Wilhelm Heinrich Alexander von Humboldt）诞生于德国柏林的一个富贵之家。他的父亲是普鲁士国王的宫廷大臣，母亲是大家闺秀。他有一个很有名的哥哥，他的哥哥是柏林大学的创办者和比较语言学创始人。洪堡是家中的老二，也是妈妈的宝贝幺儿。
洪堡的家很大，大到什么程度呢？这样说吧，他家干脆就是一个森林公园。也可以说，小洪堡就是在大自然中长大的。你看，保姆在花草间追着他疯跑，厨师在翠湖边哄着他吃饱，家教老师在树下给他授课。至于睡觉嘛，也许今天在山巅，明天却又在草原。所以，洪堡从小就养成了“贪玩”的习惯。家中各种花草树木的名称得搞清楚吧。哪座山高，哪条河长，哪里热，哪里冷，哪里星星多，也得问明白吧。除了家里的森林公园外，外面还有啥异景，还得找到答案吧。一来二去，远游的种子就播进了洪堡幼小的心田，他立志要到非洲去，到美洲去，到地球上荒无人烟的地方去！
10岁那年，父亲不幸去世，母亲只好担起持家重任。好在父亲留下了几座矿山，他家仍属超级富豪，洪堡兄弟俩仍能接受良好的教育，许多全球一流的学者被请来当家教。在洪堡15岁那年，德国著名博物学家威尔特诺来到了他的家中，惊喜地发现了一匹千里马。于是，威尔特诺立即向洪堡的母亲强烈建议，让洪堡在博物学方面大展宏图。可是，洪堡的妈妈果断地拒绝了。她的如意算盘是，今后让老大传承家族的“贵”，继续在宫廷任职，而让老二洪堡传承家族的“富”，继续经营自家的矿山。在洪堡16岁时，著名植物学家维尔德诺夫被请到家中给他讲授林奈的植物分类法和韦尔纳的矿物分类法，这就在无形中为洪堡将来的探险工作打下了坚实的科学基础。在洪堡17岁时，著名物理学家赫尔茨又被请到家中，他教会了洪堡许多电磁学知识。在赫尔茨的指导下，洪堡在家中安装了当时法国的第二根避雷针。后来的事实表明，这些知识对洪堡的成功都起到了关键作用。
另一位家庭教师影响了洪堡的一生。他就是洪堡的启蒙老师肯普。肯普懂得“儿童就是儿童”，所以，他主要采用启发式教育方式，几乎不强迫洪堡做任何事情，而重点发现并培养洪堡的兴趣和爱好。另外，肯普也是《鲁滨逊漂流记》的德文版译者，还是一位远航探险发烧友。他经常给小洪堡讲故事，特别是讲述远古时期热带王国的故事。因此，我们有理由相信，成年后的洪堡热衷于探险很可能要归功于肯普这位早期的教师了。
结束了全面而良好的家庭教育后，乖儿子洪堡听从妈妈的安排，在18岁那年进入法兰克福大学学习矿业知识，随后转入哥廷根大学，再后来又于1791年转入弗赖贝格矿业学院。妈妈安排的正规学业都以矿业为中心，其目的明白无误。可哪知在大学期间，洪堡遇到了一位奇葩老师，他仅凭三寸不烂之舌就让洪堡心中的那颗远游的种子生了根，发了芽。这位老师就是福斯特，他曾随英国著名航海家詹姆斯·库克的探险队在南半球的海洋上航行，到过不少地方。他讲述的许多探险故事让洪堡心驰神往，他介绍的若干有趣风物让洪堡更觉得海外神奇。在洪堡21岁那年，福斯特亲自带着他前往荷兰、比利时和意大利等国进行地理和植物考察。福斯特向洪堡传授了综合考察“秘籍”：若想揭示自然界的基本规律，就得研究各学科的边缘状况，并将各种现象联系在一起。在经过阿尔卑斯山时，他们发现植物的形态随海拔高度的变化有很大的变化。于是，洪堡将植物和气象状况随海拔高度的变化联系在了一起，在原有的二维气象学的基础上发展出了三维气象学，指出植物和气象状况也会随海拔高度的变化而变化，正如它们会随经纬度的变化而变化一样。这在后来竟成了植物形态地理学的一条基本定律。
意大利之行初战告捷后，洪堡更坚定了探索大自然的决心：必须远行！
1792年初，洪堡大学毕业了。他虽按妈妈的意愿，乖乖地到了矿山经营自家祖业，但心中无时无刻不惦念着探险，甚至将自家的矿山和矿井作为考察对象。他在矿井深处发现地衣等地下植物有一种特殊的光合机能，能在无光处产生叶绿素。他还发现矿山上的蛇纹岩具有磁性，但其感应极性正好与铁磁体相反，而且不发生相互吸引或排斥作用。从现代理论角度来看，蛇纹岩其实是一种强抗磁体。
1796年11月，母亲不幸去世。27岁的洪堡再也不用顾忌家人的担心，终于可以漫游世界了。他分得了一大笔遗产。于是，洪堡迫不及待地卖掉土地和矿产，赶紧恶补天文、地理、测绘等探险必备知识。3个月后，洪堡于1797年2月开始了探险生涯。
探险的第一站本来是埃及，他计划考察尼罗河的源头和火山分布状况。可是，当万事俱备、只待出发时，他突然得知已经有人先去过那里了。原来，拿破仑已带着军队去征服埃及了。战场当然不是考察之地。后来，洪堡又计划去西印度群岛，可一查地图，唉，英法战争爆发，海面被封锁。于是，他只好从长计议，一边重新制订探险计划，一边进行小规模的热身考察。1797年春天，洪堡与歌德结伴，在德国境内进行地质、地磁考察和天文观测。同年7月25日，洪堡前往维也纳参观薛恩布隆植物馆。该馆收藏有西印度群岛的大量植物标本，引发了洪堡对美洲的向往，这才有了他后来长达5年的美洲探险活动。10月26日，洪堡在萨尔茨堡测量了那里的纬度，并通过化学分析发现大气中氧气的浓度会随海拔高度的升高而降低。1798年，洪堡在巴黎与德朗伯尔合作，精确测量了巴黎的经度和子午线长度。长度单位“米”曾基于这次精确测量，经过巴黎的子午线从地球赤道到北极点的距离的千万分之一被作为1米。在巴黎期间，洪堡还结识了年仅25岁的穷小子波普朗，此人更敢冒险。于是，他们俩一个出钱，一个出胆，共同策划了一部惊天动地的“新大陆考察”惊险大片。
1798年10月20日，洪堡和波普朗突然从人间蒸发了。没人知道他们去了哪里，也没人知道他们要去干什么。原来他们翻过了比利牛斯山，经巴塞罗那，于1799年2月23日到达西班牙首都马德里。在此期间，洪堡顺便揭开了一个千古之谜，即西班牙沿海为地中海气候而中部为大陆性气候的真实原因其实在于西班牙海岸低洼，而中部为一个独立的高原。凭借这个发现和流利的西班牙语，洪堡博得了西班牙国王的欢心。后者终于同意为他们签发护照，允许他们前往西班牙在南美洲的殖民地进行考察。作为交换条件，洪堡答应为马德里博物馆收集植物和矿物标本。
1799年6月5日是洪堡一生中最重要的一天。这一天，他与波普朗一起登上了“皮察罗号”巡洋舰，正式开赴美洲，启动了长达5年的科考探险，并且很快就有了收获。当“皮察罗号”途经加那利群岛时，洪堡考察了高度超过雪线的泰德峰，并在掘开泰德峰的表土后发现玄武岩的表面确有一层斑状页岩和黑曜岩。这终于证明玄武岩是火山的产物。当“皮察罗号”沿当年哥伦布的航线向西行进时，他发现了一条由新大陆流向亚速海的洋流，于是又解开了一个重大谜团，那就是古人不是通过陆路而是乘小船借助洋流实现洲际迁移的。
1799年7月16日，“皮察罗号”抵达委内瑞拉的库马纳，这里便成了洪堡他们在南美洲探险的起点。刚上岸，洪堡就发现了一个自然规律：热带植物比寒带植物具有更强的群居性，虽然物种间在强烈争夺有限的空间，但充沛的阳光和肥沃的土地又使它们保持着高度的平衡。紧接着，他们在卡里皮发现了一个洞穴，其中栖息着数百万只汕氐鸟。该发现轰动了欧洲，后人纷至沓来，以至1959年在纪念洪堡逝世100周年时，委内瑞拉政府竟将该洞建成了洪堡国家纪念馆。在库玛马，洪堡又发现这里的岩石与欧洲相似，但处于地震和火山带，海岸犬牙交错，无数小岛像从大陆撕开的碎片，镶嵌在锯齿状的海岸边。洪堡由此推断南美洲是一块年轻的大陆，是火山喷发的产物。通过对火山群的详细考察，洪堡确认地壳下面有大量弹性岩浆，外力迫使岩浆从地壳下喷出，从而形成新的岩层。由此，人类首次对地球的“鸡蛋结构”有了初步了解。哦，原来地下是火热的岩浆。
在随后的4年中，洪堡他们还取得了更多重要的科学发现。为了避免烦琐，此处仅简要介绍几个案例。通过对安第斯山脉半年多的考察，洪堡提出了等温线的概念，在同一条等温线上，植物的形态也相同。温度对植物的形态有着重要影响，阳光、地热和有机物相互作用，造就了有机世界的自然景观。在秘鲁近海，洪堡发现了一股寒冷的洋流滚滚向北，这就是所谓的洪堡洋流。在墨西哥为期一年的综合考察中，洪堡在濒临太平洋和墨西哥湾的地方发现了两条狭长的火山带。他由此推断地壳在这里有两条裂口，东、西马德雷山脉就是由这里喷射的岩浆堆积而成的。
书说简短。洪堡和波普朗历经5年生死，终于结束了美洲探险活动。他们于1804年8月1日回到巴黎，在凯旋门受到了热烈欢迎。按照传统观念，洪堡就是一个典型的“败家子”。在美洲的这短短5年时间里，他竟花光了本来几辈子也用不完的家产，而换来的是6万多件标本和堆积如山的素材。今后怎么办？这是一个必须严肃考虑的问题，也是区分伟大人物和普通人的试金石。探险伙伴波普朗凭借名气及时找到了一份理想工作，进入了拿破仑的皇家植物园。从此，他吃穿不愁，生活无忧。而35岁的洪堡则认为考察才刚刚开始，美洲的实地考察只是收集素材而已，更艰巨的任务还在后头，那就是从收集的素材中整理出若干基本规律，揭示大自然的众多奥秘。于是，在随后的半个多世纪里，洪堡几乎全身心地扑到了资料整理工作中，甚至忘记了娶媳妇。在此期间，他还进行了几次补白式的零星考察。比如，在60岁时，他应俄国沙皇的邀请，对亚洲进行了半年多的考察。
洪堡的探险成果最终被整理成了一批影响世界的巨著，如《1799—1804年新大陆热带区域旅行记》（30卷）、《新西班牙王国地理图集》、《植物地理论文集》、《宇宙》（5卷）等。毫无疑问，这些巨著使洪堡成为了人类最伟大的科学家之一。洪堡为啥能编写出这么多巨著呢？除了勤奋外，还有另一个重要原因，那就是他具有超强的记忆力，能在多年后回忆起某片树叶的形状、泥土的颜色、温度计的读数、岩石的层积状况等。这使得他能对相隔几十年、相距几千千米的观察结果进行纵向和横向的综合比较。爱默生等科学家对洪堡的印象是：他能同时追踪多条线索，别人需要绞尽脑汁回忆的事情在洪堡那里只需一瞬间；他能记起过往知识与观察中的全部细节。他的眼睛如同望远镜与显微镜一般。
与普通探险家不同的是，洪堡既注重实践观测，也善于创新思维。他总是试图对观察到的自然现象进行综合分析与比较。在考察过程中，他携带的各类仪器竟多达几十种。正是这种严谨的科考态度才成就了他的若干“第一”。比如，他是绘制全球等温线图的第一人，是发现植物分布的水平分异性和垂直分异性的第一人，是用图解法研究洋流的第一人，也是发现温度随海拔升高而降低的第一人。另外，洪堡的科学探险和学术思想还使得千百年来的许多纯经验性结论（特别是地理描述等）进入了科学行列。
与普通旅行家不同的是，洪堡的游记不是简单的游记，而是游记式的科学著作。在整理游记的过程中，洪堡还发现了若干新物种，如洪堡企鹅、洪堡百合、洪堡兰花、洪堡猪鼻臭鼬、洪堡天竺葵等。在中国古人中，最能与洪堡相比的可能要算徐霞客了。但是，坦率地说，如果抛开文学水平不论，那么《徐霞客游记》可形容为“见山只是山，见水只是水”的游记，而洪堡的游记则是“见山不只是山，见水不只是水”的游记。至于其中的玄机嘛，请各位自行品味吧。
1859年5月6日下午两点半，享年近90岁的洪堡去世了。刚好在这一年，达尔文的《物种起源》正式出版。这也算是对洪堡的一个安慰，毕竟他开创的事业终于后继有人了。
对了，读完洪堡的小传后，请问他为啥有资格进入本书呢？谁叫他有那么多传奇故事呢！其实，主要原因是：他让人类认识了磁，准确地说是认识了地磁或地磁测量的重要性。此外，他还启发另一位物理学家阿拉果发现了一种名为阿拉果盘的电磁感应现象。
