德福雷斯特
德福雷斯特(De Forest Lee),美国发明家,电子学的重要先驱者,被誉为“电子时代的奠基人”。德福雷斯特在二十世纪二十年代初期研制出了“辉光灯”,这是一种能将不规则的声波转化为同样不规则的电流的设备,进而引起灯丝亮度的不规则变化。这种技术被用于有声电影的制作,使得声音能够与影像同步。他的三极管真空管“奥迪安”不仅推动了有声电影的发展,还使得无线电广播和长途电话线成为可能,对电子学领域产生了深远影响。德福雷斯特因其对无线电的贡献,有时也被称为无线电之父,并以此为题撰写了自传。他一生获得了三百项发明专利权,但职业生涯颇具波折,曾因邮件欺诈被起诉(后被宣判无罪)。他还获得了多项荣誉,包括1922年IEEE荣誉奖章、1923年富兰克林研究所埃利奥特·克雷森奖章、1946年美国电气工程师协会托马斯·爱迪生奖章,以及1960年奥斯卡荣誉奖和好莱坞星光大道上的星星。1961年7月30日,88岁高龄的李·德弗雷斯特在加利福尼亚州的好莱坞去世,下葬于绿树环绕的圣弗朗多公墓。
个人经历
孩提时期
德弗雷斯特1873年8月26日出生于美国中西部艾奥瓦州康斯尔布拉夫斯。很小的时候,父亲带着全家迁往亚拉巴马州,接管了一所破产的公理会学校,过着拮据的生活。当地白人社区反对他父亲收留黑人上学,十分看不起他们家庭,所以小德福雷斯特很少与人交往,养成了较孤僻的性格。
孩提时期的德弗雷斯特并不出众,被老师认为是个平庸的孩子。他的唯一爱好是拆装各种机械小玩意,志向不大,只想做个机械技师或者当一名机械工。但他很快就被19世纪末科技的飞速发展所激励,13岁便“发明”了好几种小机器。虽然父亲希望儿子将来成为一位牧师,但德弗雷斯特暗自决定以科学研究作为自己一生的奋斗目标。20岁那年他考取了耶鲁大学谢菲尔德理学院的奖学金,班上的同学都叫他“学校里最平庸、最神经质的学生”,除了电学、特别是电磁波传播之外,他似乎对其他事都不感兴趣。由于奖学金很少,德弗雷斯特不得不经常为别人打工。1899年,他终于获得了物理学哲学博士学位。
改变人生
本来,德弗雷斯特应该留在大学任教,但有一件事情永远改变了他的人生轨迹。
事情发生在1899年秋,德弗雷斯特正在撰写博士论文《平行导线两端赫兹波的反射作用》,其内容可能是当时美国所有大学里涉及到无线电的第一篇。 在此期间,一年一度的国际快艇比赛就要在纽约揭开序幕,这一届盛大赛事因意大利无线电发明家古列尔莫·马可尼的来访显得黯然失色。《纽约先驱论坛报》连篇累的宣传报道,把马可尼将要进行无线电表演的消息搅得沸沸扬扬。
那天清晨,马可尼准时登上了停泊在港口的一艘军舰,及时地把比赛的消息用无线电报拍发回来。整整5个小时,《纽约先驱论坛报》的总部收到了马可尼发来的4000多字的新闻报道,使美国新闻记者们大开眼界,叹服不已。
观众簇拥着马可尼走下军舰,热情的人们要求“无线电之父”马可尼在港口为他们做一次现场演示。德弗雷斯特自然也在围观的人群中,他大胆走到古列尔莫·马可尼的身后,仔细研究起无线电设备来。马可尼和蔼可亲,毫无保留地向青年学生讲解了无线电发报机的原理,并且告诉他,由于“金属屑检波器” 的灵敏度太差,严重影响收发效果。正是与马可尼的这次谈话,使德弗雷斯特立下了发明创新的宏图大志。
毕业后,他首先在芝加哥西方电气公司实验室工作,不久便发明了电解检波器和交流发射机。1902年,他在纽约泰晤士街租了间破旧的小屋,创办了德弗雷斯特无线电报公司,一心一意想要发明出更先进的无线电检波装置。同时,他也要以自己的发明,向美国公众展示无线电应用前景。
发明真空二极管
就在研究进展不太顺利的时候,英国亚历山大·弗莱明的消息传来,像闪电一般照亮了他前行的道路。德弗雷斯特再也坐不住了,他一路小跑穿街走巷,选购玻璃管,添置真空抽气机,为自制电子管寻找材料。一边跑还一边思考,等到材料凑齐,设计方案也基本构思成熟。他选择了一段白金丝制作灯丝,也在灯丝附近安装了一小块金属屏板,把玻壳抽成真空通电后,果然也“追寻”到电子的踪迹。
然而,多年孜孜以求的苦思,德弗雷斯特不愿就此中止有趣的试验。他沉思了一会,突然抓起一根导线,弯成“Z”型,小心翼翼地把它安装到灯丝与金属屏板之间的位置。这根导线,或许他想用来同时接收灯丝发射的电子,或许还想派上其他什么用途。殊不知他装上的这根小小的导线,竟会影响到20世纪电子技术的发展进程。
新的发现
德弗雷斯特极其惊讶地发现,Z型导线装入真空管内之后,只要把一个微弱的变化电压加在它的身上,就能在金属屏板上接收到更大的变化电流,其变化的规律完全一致——德弗雷斯特发现的正是电子管的“放大”作用。后来,他又把导线改用像栅栏形式的金属网,于是,他的电子管就有了三个“极”——丝极、屏极和栅级,其中那个栅极承担着控制放大电信号的任务。1907年,德弗雷斯特向美国专利及商标局申报了真空三极管(电子管)的发明专利。
然而,由于合伙人的欺骗,德弗雷斯特的公司曾两度倒闭。1912年,他甚至无辜受到纽约联邦法院的传讯,有人控告他的公司推销积压产品,进行商业诈骗。愚昧的法官判决说,德弗雷斯特发明的电子管是一个“毫无价值的玻璃管”。
1912年,顶着随时可能入狱的压力,德弗雷斯特来到加利福尼亚州旧金山附近的帕洛阿托小镇,坚持不懈地改进真空三极管。在爱默生大街913号小木屋,德弗雷斯特把若干个三极管连接起来,与电话机话筒、耳机相互连接,再把他那只“走时相当准确的英格索尔手表”放在话筒前方,手表的“滴哒”声几乎把耳朵震聋。
帕洛阿托市的德弗雷斯特故居,至今依然矗立着一块小小的纪念牌,以市政府名义书写着一行文字:“李·德弗雷斯特在此发现了电子管的放大作用。”用来纪念这项伟大发明为新兴电子工业所奠定的基础。这个地方,如今已成长为全球闻名的硅谷。
主要成果
德弗雷斯特的一生获得了多达300余项专利,除了真空三极管,还包括在电影胶片边缘录制声音的技术、医学上使用的高频电热理疗机等等。德弗雷斯特的发明也为他赢得“无线电之父”“电视始祖”和“电子管之父”的称号。
外部链接
参考资料
【电子科技史上的巨人】李·德弗雷斯特.电子科技博物馆.2024-07-16