一、早期的无线探索
我们在物理学课本中都学到过法拉第和麦克斯韦建立的电磁场理论，即变化的磁场激发涡旋电场，变化的电场激发涡旋磁场，电场与磁场相互激发形成统一电磁场。这一重要理论证明了电磁波的存在。
1893年，尼科拉•特斯拉在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信的可能性。这启发了俄国科学家波波夫。1889年，他多次重复了赫兹的实验，并提出“电磁波可以用来向远处发送信号”。1894年，波波夫改进了赫兹的实验装置，利用撒了金属粉末的检波器，这种检波器在感知到电信号之后金属粉末会聚集在一起使开关导通，得以通过架在高空的导线，记录了大气中的放电现象。
科学史上的公案：在波波夫之前，英国科学家奥利弗·洛奇在1894年就已经利用粉末检波器演示了无线电信号的接收。波波夫的贡献在于增加了长天线和自动敲击装置，使其能探测远程雷电。 特斯拉1893年的演示更多被视为高频感应实验。虽然美国最高法院在1943年判定特斯拉的专利优先于马可尼，但在无线电界，波波夫、马可尼和洛奇通常被视为并列的先驱。
一年后的3月24日，波波夫又在彼得堡大学两幢相距250米的大楼之间表演了无线电通信，他和助手进行了一次正式的无线电传递莫尔斯电码的表演。波波夫把接收机安放在物理学会会议大厅内，他的助手把发射机安装在森林学院内。时间一到，助手沉着地把信号发射出去，波波夫这边的接收机清晰地收到信号。此时俄罗斯物理学会分会长把接收到的字母一个个地写在黑板上。最后，黑板上出现一行字母：“海因里希•赫兹”。这是世界上的第一份无线电报，内容是纪念赫兹这位电磁波发现者。
同一时期，将无线电报系统发扬光大的还有一名意大利佬——古列尔莫•马可尼，他，于1894年，也就是赫兹去世的那年，在电气杂志上读到了赫兹的实验和洛奇的报告，在他看来，既然赫兹能在几米外测出电磁波，那么只要有足够灵敏的电波检测装置——检波器，也一定能在更远的地方测出电磁波。他在家中的楼上安装了电火花发生器，楼下放置了检波器，并让检波器与电铃相接。他在楼上一接通电源，电磁波便穿过了检波器，让楼下的电铃迅速响了起来，这种调制方式就是电报的基础——OOK（开关键控）。
那它什么时候才能和我们搞声音的有关？
二、第一次无线音频传输
自马可尼发明第一套无线电发射接收系统之后，无线电报的产业迅速发展，但电火花发生器本质上是瞬间产生快速衰减的阻尼震荡波，根据其物理结构的设计，其周期约为10us，频率约为1000khz，因而能发射电磁波，可马可尼使用的电火花发生器每秒只能产生约100次电火花，电火花之间显然存在着相当大的空隙，这不仅限制了信号传输速率，也无法承载连续波，那么，如何产生一尽可能连续的信号来承载音频呢？
此时，我们迎来了一位仅次于爱迪生的天才：雷金纳德•费森登，他一直致力于通过无线电传输语音信号，他改进了现有的电火花发生器，在其中加入了一个特殊的高速中断器，使其每秒可以放电达一万次，试图模拟稳定的连续波，以便承载音频信号。然后他将一个特制的碳粉麦克风直接串联接入发射机的天线电路中。当他对着麦克风说话时，声波引起的电阻变化会直接改变天线中高频电流的幅度，这就诞生了现今我们仍应用在广播系统中的调制方式的雏形，也是最简单的，可以传输复杂波的调制方式——AM调制（幅度调制）。
当时电容式话筒还没有发明，碳粉话筒并不能直接产生电流，只能产生电阻变化，提高电火花发生器的频率能模拟一接近连续波的稳定波，以尽可能完整的传输电阻变化引起的电流变化。
1900年12月23日费森登对着麦克风喊出了那句著名的测试语：“Hello. One, two, three, four. Is it snowing where you are, Mr. Thiessen? If it is, telegraph back and let me know.”（喂。一，二，三，四。希森先生，你那里下雪了吗？如果下了，请用电报回信告诉我。） 他的助手希森通过耳机清晰地听到了声音，并随即用莫尔斯电码回信确认确实正在下雪。世界上第一次无线音频信号传输就此完成。
是不是很激动？别高兴的太早了，事实上，这次传输存在很大的问题，产生波的设备虽然是改进过的电火花发生器，但其产生的阻尼振荡波在本质上扔是中断的，这导致其从原理上无法传输连续信号，只能还原出不同振幅的脉冲，致使此次接收到的声音充满了噼啪的噪声。
费森登意识到要使声音清楚，必须要使用连续的正弦波来传输，他委托通用电气的工程师恩斯特研制了一台高频旋转发电机。这台机器能产生约50kHz-100kHz的纯净高频正弦波，是当时机械工程的巅峰。
此时我们又遇到了一个问题：之前的电火花发生器产生的是脉冲信号，接受到声音的原理是通过快速启停的脉冲来驱动耳机振膜，不需要经过解调，而现在声音的载体是高频的平滑正弦波，人耳显然是听不见如此高的频率的，那如何才能将声音从高频载波中还原出来呢？
费森登引入了一个电解检波器，它由一根细铂丝插入酸液中组成，这种结构使得其具有类似二极管的功能，这一二极管可以滤去信号中的负半周期，形成了一个半波整流结构，交流信号变成了电流变化的直流信号，加上后续耳机中线圈构成了LC滤波器滤去高频分量，声音的原本包络就被还原出来了。
原始的金属粉末检波器由于通过金属粉末的聚集来检验有无信号，因而效率低，报务员甚至需要用小锤敲击检波器使金属粉末散开，电解检波器则大大提高了效率，而且检测信号更灵敏。在费森登发明电解检波器后，他向美国海军和联合果品大力推荐该技术，到1906年，已经有数艘船只安装了这种新的检波设备。从此，这些安装了新检波器的接收机便能够接收音频信号了。
我们此时也不能忘记最传统的用途——电报，我们要通过它来引入费森登的另一个重要发明：外差接收架构。
当时，电报仍然是无线电系统的唯一应用，由于恩斯特发电机产生的频率极高，而且是平滑的交流信号，耳机无法还原，费森登的这套系统反而无法发射和解调传统的OOK开关键控电报，费森登是如何解决这一问题的呢？
这里的叙述是为了便于理解，实际上，由于耳机的滤波效应，这些信号通常会产生咔嗒声或砰砰声，虽然可以听到，但却难以区分点和划，也完全无法传输音频信号。
这里我们要提到一个早已被发现且熟知的现象：拍频——当两个频率略有不同的波相互干涉时，产生的新频率，等于这两个频率之差，和这两个频率之和，且存在强弱变化。（如果你还不了解拍频，我将在其它技术文章中详细解释其原理）
费森登的天才之处就在于此，他将拍频这一概念首次引入无线电领域中，他意识到，只要使用两台恩斯特发电机，同时发射两个频率不同的高频正弦波，使二者之差的绝对值落入人耳的听觉范围内，此时将二者通过乘法器（他发明的电解检波器）混合人耳就能通过振幅的变化听到声音。费森登给了这种利用拍频来解调信号的方式一个新名字——外差接收架构。这是后来超外差接收架构的基础，超外差接收架构至今仍然是主流的接收架构。
然而，由于当时的技术限制，费森登的这种接收架构并未得以推广，原因是恩斯特发电机实在过于庞大，无法安装在船用接收机上，且恩斯特发电机也存在频率不稳定的问题，致使拍频得到的信号并不完美，这个问题直到后来才被解决，所以恩斯特的发射器此时并不能用来传输电报信号。但新的电解检波器仍然能用于接收电火花发射器发射的信号。
1906年12月24日平安夜，人们正沉浸在圣诞节带来的喜悦当中，在马萨诸塞州的布兰特岩，费森登开始了他的第一次真正的AM无线电广播。当西海岸一些船只上的报务员第一次从只能传出咔哒声的耳机中听到悦耳的小提琴声时，他们激动的大叫！费森登终于成功实现了连续的音频信号传输！
其实早在11月，他们就收到了一份来自苏格兰的意外报告。麦克里哈尼什的工作人员清楚地听到了普利茅斯电台操作员在进行实验时的对话：第一次意外的跨大西洋无线电传输成功了！
这是无线音频传输史上激动人心的一步，真正意义上的AM调制被正式发明！
费森登的系统是机械时代的巅峰，这种纯机械结构体积庞大，难以维护。当时的年代缺少有效的信号放大手段，为了有效发射信号，只能提高发电机的功率，费森登使用的发电机功率达到了300W，碳粉话筒作为电阻元件串联在电路中，需要耐受巨大的热量，费森登甚至专门开发了水冷麦克风，这使得整个系统的复杂程度更上一层楼。而且，由于恩斯特发电机产生的频率并不稳定，接收端需要不断调整频率以确保持续接收信号，操作也相当复杂。
有没有办法解决这些问题呢？有的。
1907年，真空三极管发明了。
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