Category Archives: 電的旅程

「第十章：雷達」

        1930年代，美國正忙著發展無線電廣播、電視及電影工業，在歐洲則是戰雲密布，同盟及軸心各國都為戰爭做著準備。英國國防部一位官員讀了特斯拉晚年對於發展「無線電死光」（death ray）做為武器的想法，很感興趣；同時又收到情報說德國有可能在發展這種新武器，於是寫了封信給當時英國在這方面研究的權威，華生－瓦特（Robert Watson-Watt），他是蒸汽機發明人瓦特的後代。

        華生－瓦特在回信中坦誠指出，用無線電發展「死光」在技術上是不切實際的，但可以發展用無線電波來遙測遠方的目標，包括飛機及軍艦。華生－瓦特在1935年提出了他對雷達系統的基本想法及詳細的設計。除了偵察目標外，還可從發射雷達電波到接收反射訊號的時差中，推算出目標的距離。雷達的英文字radar就是radio detection and ranging（無線電探向及測距）的簡寫。

        雷達其實不是什麼新的概念，赫茲在他的實驗中已證明無線電波可被金屬板反射，就像光被鏡子反射一樣。在1904年，有一個德國人用無線電波的反射，探測到遠在8公里外的船，還拿了專利，不過這個發明沒有受到重視。1922年馬可尼曾發表演講，提出可用無線電波的反射來遙測遠方物體。在1930年代初，已有很多國家開始研究雷達技術，但大家沒有意識到它的重要性。

「第九章：電視」

＜空中傳來的視頻 ( 3 )＞續上

電視轉播雖在1939年博覽會時已成功示範，但因二次大戰爆發，產品延遲到戰爭結束後、於1946年才正式推出。在大戰期間，RCA電視機團隊不斷的改良CRT在雷達訊號顯示屏上的應用。雷達專用的CRT在戰時需求量很大，為戰後電視機生產技術奠下了基礎。沙諾夫本人在戰時也參加了美國陸軍，協助大西洋兩岸的無線通訊系統發展，榮任陸軍准將。

在1946年電視機面世的第一年，RCA就售出了17萬台電視機，當時售價是每台375美元，相當昂貴；從通貨膨脹率來說，這個價錢相當於今天的3,340美元。到1948年，全美國電視機銷量已超過100萬台；到1950年更達700萬台。RCA市場佔有率超過50%，其他廠商也需向RCA繳交各項專利費用，RCA當初用於發展電視技術的五千萬元投資，在短短幾年間就全部回收了。用CRT技術的電視機稱霸市場整整六十年，直到二十一世紀初，才被高解析度平面液晶顯示器取代。

另一方面，在廣播媒體上，NBC等廣播網也由無線收音機廣播，漸漸轉型成以電視為主導，而觀看電視節目更很快成為全世界人類日常生活中重要的一部分。

沙諾夫在1970年退休，把RCA總裁的位子傳給了兒子。第二年沙諾夫就逝世了，享年八十歲。其後RCA經營不善，跨足了很多與電子無關的行業，在消費電子及電腦市場競爭中又遭慘敗，最後在1984年被GE重新低價收購。當時RCA的主要市值只是NBC傳播媒體而已，其他的價值已很低。沙諾夫是一個眼光獨到的商業奇才，它早已看到收音機及電視機等硬體只不過是價值鏈上的一部分，更可持續的價值必然來自對廣播媒體的控制，所以他在RCA時，大部分精力用在發展廣播電台及網路，名副其實的成為傳媒大亨。

時至今日，做硬體的RCA已不存在。今天電視機工業生根在亞洲，生機勃勃。不過在美國，NBC及ABC仍是意氣風發，對億萬人的日常生活發揮著巨大的影響。…… (完)

「第九章：電視」

＜空中傳來的視頻 ( 2 )＞續上

在發展電視的過程中，沙諾夫早就瞭解到，法斯沃所擁有的電視技術專利在商業上是他最大的潛在威脅，所以一方面堵塞法斯沃和其他公司合作的機會，另一方面收購了歐洲各國的電視相關專利，充分做好準備，要在法庭上擊潰法斯沃。

在1933年，RCA和法斯沃在智慧財產權上的訴訟案展開了。法斯沃在技術上的成就及先發性不容置疑，RCA的律師群雖出盡各種辦法，但在最關鍵的專利權上，法斯沃還是在1935年贏得了勝利。但RCA繼續上訴，並用了拖字訣，不肯罷休，不停消耗法斯沃的精力和有限的財力。到1939年初，法斯沃的財務狀況已到了崩潰邊緣，RCA只花了一百萬美元（分十年付款）就收購了法斯沃所有36項專利。面對RCA在資源、市場及影響力上的絕對優勢，法斯沃無能為力，在心灰意冷之際，完全退出了電視這個領域。

法斯沃下半生患上精神憂鬱症，情形就像另一個沙諾夫的對手阿姆斯壯一樣。隨著法斯沃的消沉，RCA的公關部門更是大肆宣揚公司對電視技術的貢獻，聲稱電視是RCA的曹利金在1923年獨創的，令人覺得法斯沃根本不存在。成者為王，扭曲歷史，古今中外皆然。可惜後人常為所愚。……(待續)

「第九章：電視」

＜空中傳來的視頻 ( 1 )＞

曹利金和他RCA的團隊在1931年示範了全電子的電視系統，比法斯沃晚了三年。在1930年曹利金還曾去參觀過法斯沃的實驗室，得到一些啟發。曹利金的電視技術和法斯沃的技術有很多相似之處，但電視攝影機的靈敏度略勝一籌。其實法斯沃赤手空拳可以取得這樣的成果，已是非常不易。但一個大型計畫的成敗取決於很多因素，大多數成功因素法斯沃的公司並不具備。

曹利金示範了電視系統後，RCA繼續大量投資，包括將FM技術整合到電視的音響系統中去。同時又「幫助」聯邦通訊局共同制定了電視轉播的規格標準（稱作NTSC），結果當然完全傾向於RCA的設計。沙諾夫更令旗下的NBC廣播公司，做好第一次電視實地轉播的準備。在1939年紐約舉辦的世界博覽會中，RCA第一次推出了電視機，並由NBC現場轉播了羅斯福總統的開幕詞，視頻從空中傳播四方，開啟了電視廣播時代。……(待續)

「第九章：電視」

＜鄉下青年與白俄移民 ( 2 )＞續上

就在法斯沃專注發展電視技術的同時，另一個人也在做同樣的研究，他的名字叫曹利金（Vladamir Zworykin）。剛才提到，俄國科學家羅星一直以來都在研究CRT技術，曹利金就是他的學生。

曹利金是一個白俄，在1922年從俄國逃離內戰，移民到了美國，受雇於西屋電氣。在西屋電氣他雖然做著交流電及電器產品的工作，但心思一直放在用CRT發展電視這個目標上。他不斷向西屋管理階層請求公司投資發展電視技術。開始時公司默許他小規模的做一些實驗，曹利金便把他的一些想法在1923年申請了專利。兩年後他把結果示範給管理階層看，但效果不佳，概念上也有缺陷。西屋電氣分析了情形，決定不再投資電視技術，同時介紹曹利金到RCA去繼續做他的研究。當時西屋電氣擁有RCA約20%的股份，而收音機及電視機正是RCA發展的重點，所以這個決定完全合理。

RCA的沙諾夫對發展電視也興致勃勃，因為當時收音機及無線電廣播的發展已非常成功，他正在思考下一步策略。電視的可能性及潛在的影響力，完全符合他的長遠想法，再加上兩人都從俄國來，情感上很接近，於是一拍即合。沙諾夫問曹利金需要多少資金，曹利金回答要十萬美元。在當時這是一個很大的數字，也是法斯沃得到資金的四倍，但沙諾夫答應了。他不知道最後的投資遠遠不止這個數目──到1939年RCA正式宣布開始電視廣播時，一共花了五千萬美元！對一家私營企業投資發展一個新技術來說，這是天文數字，由此可看到沙諾夫的魄力。……(完)

「第九章：電視」

＜鄉下青年與白俄移民 ( 1 )＞

1921年在美國猶他州的鄉下，有個十五歲的中學生名叫法斯沃（Philo Farnsworth），對電視機的構想著了迷，努力的學習任何有關電視的知識。他自稱，有一天對著一大片長方形的麥田沉思，看著一架拖拉機來回耕耘，給了他掃描的啟示。他正確認識到CRT是發展電視機最理想的辦法，於是就開始設計整個全電子（沒有機械掃描成分）的電視系統，包括電視攝影機及顯像器。他的朋友們籌集了六千美金資助他發展電視技術。開始的時候，他把設計圖拿去專門吹玻璃的工坊照著做，不過他對製成品的品質不滿意，於是就自己去學吹玻璃，不久成了最好的吹玻璃專家。後來他向舊金山的一個銀行家籌集到了25,000美金，於是就搬到舊金山繼續發展他的夢想。

1927年，法斯沃成功完成了全電子的電視攝影機及顯像器，並申請了多項專利，當時法斯沃才二十一歲，是歷史上所有重要發明家中最年輕的。第二年，他正式向外界示範他新發明的電視機，第一個顯示的畫面是「$」記號，回敬投資者經常喋喋不休對他的研究經費支出的抱怨。法斯沃的電視技術雖然還不夠成熟，但功能已遠非用倪卜可旋碟的產品可比。大家都可以清楚看到，這個用CRT技術的電視系統有著無限的發展前途，猶他州鄉下小子的路走對了！……(待續)

「第九章：電視」

        ＜技術挑戰 ( 3 )＞……續上

        大家還記得在發展真空電子技術的時候，布勞恩在1897年發展了陰極射線管（CRT）嗎？CRT主要原理是用外界的電磁場，來控制真空管內的電子束，包括聚焦及掃描。因電子束幾乎沒有質（重）量，CRT掃描的速度及效率是沒有任何機械系統可比擬的。更方便的是，當掃描的電子束碰撞CRT底部的螢光屏時會發光，而發出的光在每一點的亮度取決於電流當時的強度。這個原理可簡單的用來重組二維的畫面，有效解決了電視接收及顯像的核心問題。

至於電視攝影機需要將畫面上二維的光訊號轉換成一維的電流訊號，CRT也提供了理想的答案，只要將陰極表面感光的「光電效應」與「電子束掃描」兩個功能結合起來，就可達成。

所以CRT的各種性能是發展電視攝影與顯像系統的完美組合。從電視攝影機輸出的高速一維電流訊號，可用改良的寬頻無線廣播技術，把動態畫面高速傳送四方。

        早在1911年，蘇格蘭科學家斯溫頓（A. A. Campbell-Swinton）就提出了用CRT來做電視機的構想，但他只是說說罷了，實際上什麼也沒有做。只有俄國科學家羅星（Boris Rosing）在這方面開始做起研究來。……(完)

「第九章：電視」

        ＜技術挑戰 ( 2 )＞……續上

        把平面二維的光訊號轉變成一維的電訊號，這個技術問題在1884年時，年輕的德國人倪卜可（Paul Nipkow）就有了答案。他發明了一個聰敏的光學組合，用一光源照射過一個快速旋轉的圓碟，碟的周圍開了很多圓洞。這個組合可以快速的用光來一行行掃描一個二維空間。到了1923年，蘇格蘭人貝爾德（John Baird）用倪卜可的技術，加上用硒做的感光器，成功的製成了第一部可以傳送移動畫面的電視機。雖然設備非常簡陋，畫面更是模糊不清，但這個示範，足以喚起大眾的興趣。1925年貝爾德在倫敦的一家百貨公司，第一次示範了他的發明，展示了他伙伴的動態影像，引來一時轟動。

        貝爾德的設計有一個致命的缺陷，就是用了倪卜可旋碟技術。用機械方法做掃描，因為慣性的原因，速度是有限的，而畫面的解析度則和掃描的速度成正比，所以貝爾德電視的畫面質素很差，解析度極低，要再進步已不容易。當時在美國電子技術的主流機構，如GE及貝爾實驗室，資深研究員仍頑固的決定繼續發展倪卜可技術，結果走入了歧途，花費了龐大的人力及物力，雖略有進展，不過限於先天上的缺陷，最後還是敗給另一個嶄新的技術。……(待續)

「第九章：電視」

        ＜技術挑戰 ( 1 )＞

        電影或視頻（video）可看成是一張張快速移動的靜止畫面，而每一張畫面又可看成是一個平面的二維光訊號。光訊號在畫面的每一點上，有不同的強度和顏色，如能把畫面上每一點的光訊號傳送到另一處，再把光訊號照次序重新排列顯示出來，理論上是可以輸送畫面的。但要做到這樣，有幾個艱難的技術問題必須解決。第一是如何把二維平面的光訊號，變成一維的電流訊號傳送出去？第二點是在接收到電流訊號後，如何可即時重組二維的畫面？這一切需要在很短的時間內完成，這樣才能看到像電影一樣的動態畫面。把二維的畫面轉換成一維的電流訊號，可看成是電視攝影機的功能，而把一維的電流訊號高速重組成二維的畫面，則是電視接收顯示器（電視機）的功能。……(待續)

「第九章：電視」

        從1920年代開始，無線電廣播及收音機漸漸普及。大眾開始習慣從收音機聽新聞及音樂。在此同時，電影也開始進入了人們的日常生活。電影明星如查理‧卓別林等聞名全世界。當時就有人想，有沒有可能把電影也像音樂或聲音一樣，從空氣中傳播呢？在技術上來說這是一個挑戰，難度極大，遠遠超越了收音機。