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1969 年,美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗从登月太空飞船上爬下来。当他踏上月球时,这场盛事在地球上的电视机中播放。画质不是很好,很难看清宇航员阿姆斯特朗。月球表面非常亮,月球着陆工具投下的阴影非常黑暗。

但是电视画面的质量并不重要。观看电视的每个男人、女人和孩子都知道他们是在观看一场重要盛事,他们观看着发生在几十万千米以外的事情。自那以后,世界人民共享了很多盛事。

我们以前几乎每天都会看电视,电视让遥遥相隔的人可以共享经历。

电视的原理其实是电视系统将光和声波从移动画面改变成了能够穿过空气的电子信号。

在电视接收器中,信号又变成了声音和画面。在这一过程中,英国、德国、日本、前苏联以及美国的科学家都做出了重要发现并促进了现代电视的发展。

但是,发明设计出电视的第一人是一个生活在美国农场的小男孩,他第一次想到电子式电视只有 14 岁。这个“天才少年”的名字叫菲洛·泰勒·法恩斯沃思(Philo T.Farnsworth)。他是全世界公认的电子电视的发明者,被称为“电视之父”。 1927 年,法恩斯沃思成功用电子技术把图像从摄像机传输到接收器上,这是公认的电视诞生的标志,这一年他仅21岁!

然而,这个天才的发明家,生前却屡屡遭人迫害,事业被毁,直至被遗忘。

天才少年

勤学好问的年轻头脑、大量充裕的闲暇时间、启发心智的海量阅读——这些因素结合在一起,激励许多发明家走上成功的职业道路。对一个名叫菲洛·法恩斯沃思的 12 岁小男孩来说,这种富有成效的结合发生在 1918 年,就在他随家人迁往美国爱达荷州里格比的一间大农场之后。 1906 年 8 月 19 日,菲洛·法恩斯沃思出生于西部美国犹他州印第安溪附近。幼年的法恩斯沃思表现出了早慧的迹象,他对见过的任何机械装置具有摄影般的记忆力和天生的理解力。

法恩斯沃思的父母不断搬家以寻找较理想的居住地。当他们在爱达荷州里格比定居下来之后,法恩斯沃思很兴奋地发现新房子有电。这正式开启了他辉煌的前半生。

法恩斯沃思在新家的阁楼上找到了许多科技图书和杂志,他利用业余时间如饥似渴地阅读资料。农场的电灯由一台简陋的发电机供电,这台发电机极大激发了法恩斯沃思的好奇心。 搬到里格比之前,他住在犹他州一座使用简易油灯照明的小木屋中。相比之下,能用上发电机实属巨大进步。很快,他便开始利用电流做实验。12 岁的时候,他做了一个电动机驱动了家里的手动洗衣机,这令他的母亲颇为高兴。 电视的概念在法恩斯沃思找到的图书和杂志中均有提及,不过功能齐全的无线演示装置尚未出现。当时最先进的无线技术只能传输简单的音频,但许多科技期刊都在探讨以无线方式传输图像的可能性。

一天晚上,法恩斯沃思读到了一篇关于通过空气传播画面和声音的杂志故事。有了这种设备人们可以接收电子信息观看画面。这篇故事写到世界上一些顶级科学家正在致力于实现这个想法。

故事中说这些科学家采用特殊机器试图制造出一种可以传输画面的设备。这篇故事让法恩斯沃思开始思考。

14 岁的法恩斯沃思认为这些著名科学家的想法是错误的,他认为机械装置是不可能成功的。它们运转的再快也无法清晰捕捉并重现那些通过空气传播的电子画面。法恩斯沃思认为这种设备应该是电子化的,而非机械化的。

法恩斯沃思知道要想让电子极速移动,就要找到让电子极速移动的方法。很快,法恩斯沃思产生了一个研制接收器的想法:在一个容器中捕捉光线,再用一条电线将光传送过去,他将这称之为“瓶里的光”

不久后,法恩斯沃思就画出一个传输器草图,并拿给老师贾斯廷·托尔曼看。这张简单草图,就是现代电视机和电视传输技术的雏形。

但是,想继续搞研究的法恩斯沃思却面临许多现实问题。一方面,他没有足够资金;另一方面,没人会相信一个 15 岁孩子的话。法恩斯沃思只好暂时搁置自己的设计。

高中毕业后,法恩斯沃思进入犹他州杨伯翰大学。但因父亲去世,他不得不中途退学。

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法恩斯沃思和他的实验展示

现代电视诞生

现代电视研发过程中遇到的最大的问题是:如何有效地进行图像处理?

1897 年,发明家卡尔·布劳恩利用布劳恩管解决了电视的固态显示问题。布劳恩管是所有阴极射线管的前身,这种全电子化元件快到足以使人产生连贯动作的错觉。

因此,所有电视技术的显示端都无须配备移动部件,但如果不希望在电视系统发射端使用机械部件,就需要采用全新的图像处理技术,法恩斯沃思为此发明了析像管。

传统的相机镜头系统负责将图像投射到光敏传感器板,传感器的每个区域都能获得微小的电荷,其数量与照射到板上相应位置的光量成正比。

如果将传感器封装在水平和垂直方向都有栅极的真空管状结构中,就能使电子束沿传感器表面偏转,从而产生不断变化的电子流,其数量与照射到每个扫描位置的光量成正比。

析像管是一种全电子化元件,因此上述过程能以很快的速度(每秒)重复数十次,从而覆盖整个传感器区域。假如连续静态图像的速度足够快,人眼就会将这些静态图像视为动态图像。

如果发送端使用析像管的输出作为调制信号并在信号中嵌入适当的定时控制信息,接收端就能重建采集到的静态图像流,并利用现有的阴极射线管技术显示收到的传输内容。

经过多年努力,法恩斯沃思终于将自己的想法转化为可以实际传输图像的系统。他坚信这项发明能带来巨大的经济效益,甚至请求久负盛名的美国海军学院(法恩斯沃思曾在此就读)批准自己荣誉退役,以确保今后能以唯一所有人的身份提交专利申请。 法恩斯沃思说服美国旧金山的两位慈善家投入了 6000 美元(以现价计算约 7. 5 万美元)资助自己的研究。他利用这笔资金建立了一座实验室,全身心投入到电视的研究工作。 1927 年,法恩斯沃思利用析像管的工作原型成功发送了第一幅静态图像。当接收机的阴极射线管显示出测试传输图像(一条简单直线)的稳定图像时,他对自己的成果深信不疑:没错,这就是电子式电视。 法恩斯沃思也很幽默:当投资者不断敦促他提供财务回报时,法恩斯沃思展示给投资者的第一幅图像是一个美元符号。 1929 年,法恩斯沃思拆掉了原始系统使用的最后一个机械部件,并传输了第一批真人图像——包括他妻子的一张照片。至此完整意义上的现代电视正式诞生了! 1930 年 8 月,美国政府授予法恩斯沃思专利权,使他的发明受到专利保护。法恩斯沃思并没有就此止步,而是继续专注于电视传输设备研究,并发明了 100 多种电视传输设备,为现代电视最终成型做出巨大贡献。 法恩斯沃思发明电视后不久,又有一些人宣布自己为电视发明者,其中包括美国无线电公司首席电视工程师维拉蒂米尔·斯福罗金(Vladimir Zworykin)。 正是此人的到来,使得法恩斯沃思尽管拥有实用的电子析像管系统,且手握相关专利来支持自己的主张,但最终还是陷入了与 RCA 的激烈纠纷,让他的下半生充满了悲剧色彩。

RCA:美国广播唱片公司,成立于1901年,总部设在纽约。

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维拉蒂米尔·斯福罗金(Vladimir Zworykin)

陷入纷争

第一次世界大战后,俄国人维拉蒂米尔·斯福罗金移居美国,开始研究电子电视摄像机,斯福罗金把它称为“光电摄像管”,并于 1923 年为这项发明申请了专利。

后来斯福罗金进入美国无线电公司,使他的研究工作获得顺利进展,在 1933 年研制成功电视摄像管和电视接收器。

法恩斯沃思的析像器与斯福罗金的光电摄像管虽然设计上有差别,但在概念上却很相近,这家广播巨头试图撤销法恩斯沃思的专利。戴维·萨尔诺夫(RCA 的老板)希望自己的公司成为专利所有者,而非专利被许可方。

萨尔诺夫提出以 10 万美元的高价购买法恩斯沃思的专利权,并邀请他加入 RCA。但法恩斯沃思倾向于保持发明家的独立性,以期从许可中获利。

这有违萨尔诺夫不支付许可费的基本思想,他开始对法恩斯沃思提起诉讼。在法庭上,RCA 的律师公开宣称一个“乡巴佬”怎能提出如此具有革命性的设想。

面对投入了大量人力物力、来势汹汹的 RCA,形单影只的法恩斯沃思显得有些过于薄弱。在这种关键时刻法恩斯沃思的老师贾斯廷·托尔曼出现在了法庭上,这位老师展示了法恩斯沃思多年前交给他的析像管原始示意图。

从这一重要细节可以看出,法恩斯沃思在这个领域的研究早于斯福罗金在 RCA 实验室的工作。 这张草图为法恩斯沃思赢得了专利之争,但同时却也使他陷入了无尽的烦恼。

萨尔诺夫意识虽然斯福罗金也申请了多项关于电视技术的早期专利,但他的专利过于宽泛,且无法提供任何能支持早期成果的有效例证,法恩斯沃思获取专利竞争之后,RCA 将处于不利地位。

于是萨尔诺夫决定尽可能拖延诉讼过程,不断对裁决提出上诉。他打算让法恩斯沃思忙于诉讼,以耗尽他的资金并减少专利保护的剩余有效时间。

RCA 在 1934 年已基本输掉这场官司,但公司又花了 5 年时间进行代价高昂的上诉,直至最后一次上诉失败,RCA 最终被迫接受这一事实,并与法恩斯沃思达成和解。而 RCA 承诺的许可费其实并未兑现,这令法恩斯沃思蒙受了重大损失。

英雄落幕

法恩斯沃思在 10 年中获利达 100 万美元,再算上专利许可费,这已经远远超出萨尔诺夫当初想要购买专利时的 10 万美元的报价。

在实现财务自由后,他继续致力于众多不同课题的研究——从核聚变到牛奶灭菌系统,不一而足。法恩斯沃思还拥有环形扫描雷达显示器的专利,这种设备至今仍是现代空管系统的概念基础。

法恩斯沃思一生申请了大约 300 项专利,但唯有电视的发明最为成功——取得专利,赢得专利之争,获取了大量利润,实现财务自由,法恩斯沃思一时风光无两。

但显然他并未得到命运女神的垂青:1941 年日本偷袭珍珠港使美国卷入第二次世界大战,导致电视广播领域的所有发展在随后 6 年中完全停滞,电视合法生产的时间也不得不推延到 1946 年后,那时法恩斯沃思的专利已超过了保护期限。

法恩斯沃思的专利期一过,美国无线电公司便开始大批量生产电视,并在铺天盖地的公关活动中将斯福罗金和该公司老板萨尔诺夫宣传为“电视之父”。法恩斯沃思再也无力反击,他把最后一点产业卖给了国际电话和电报公司,黯然回到家乡,意志消沉。

晚年的法恩斯沃思一贫如洗,情绪抑郁,整日酗酒。1971 年,64 岁的菲洛·法恩斯沃思因肺炎去世。 《纽约时报》在讣闻中称他为世界上最伟大、最具魅力的发明家之一。此后,严谨的科学技术史专家认定,法恩斯沃思在 1927 年 9 月 7 日发明了电视。

美国邮政 1983 年为他发行纪念邮票,表彰他为人类社会发展所做的贡献。《时代》周刊将他归入 20 世纪 100 位最伟大的科学家和思想家之列。

尾声

很难判断萨尔诺夫究竟是真正的天才还是无情的商人,他一次又一次在正确的时间出现在正确的场合。但晚年的法恩斯沃思之所以身心崩溃,主要是因为 RCA 对他提起的无休止的诉讼,这一点应无异议。 而对于将法恩斯沃思从历史记录中抹去,萨尔诺夫并无愧色:1956 年播出的 RCA 纪录片《电视的故事》只字未提法恩斯沃思。

在这部纪录片中,“萨尔诺夫将军”与斯福罗金略显笨拙地称赞对方为电视背后的决策者,仅罗列 RCA 取得的成就作为“历史首次”。

RCA 声称,萨尔诺夫在 1939 年纽约世界博览会上发表的演讲以及后续演示标志着电视时代的开始——而事实上法恩斯沃思的电视实验系统在 5 年前就已问世。

法恩斯沃思的一生是辉煌而又悲剧的,他最引以为傲的发明却给他带来了无尽的烦恼。我们无法得知法恩斯沃思在面临重重迫害时是否会后悔自己发明了电视机,但可以确定的是在法恩斯沃思去世的前两年,他为自己的发明又骄傲了一次。

那是在 1969 年 7 月,电视上播放了人类第一次登月的实况,人们通过电视共同分享了这一振奋人心的历史时刻。

法恩斯沃思当时也在电视面前观看转播,在凝视电视画面许久之后,他对自己的妻子佩姆说:“你知道吗?这就是值得做下去的全部理由。”

随着无线通信技术的发展,二战后,电视机开始进入美国人的家庭生活,并逐渐传遍到世界各地。 如今,法恩斯沃思的一座雕像坐落在美国国会大厦里,静静地看着历史发生的一切!

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