更新時代 發明真空三極管
1906年春天,美國紐約地方法院正在開庭審判一件離奇的案子。
被告人是一個麵容憔悴的青年,名字叫福雷斯特。法官戴著莊嚴的黑禮帽,用手高高舉起一個裏麵有金屬網的玻璃泡,他宣稱有人控告被告人用這種“莫名其妙的玩意兒”四處行騙。而這個青年竭力辯解說,這個玻璃泡是他的新發明,它可以把遠在大西洋彼岸傳來的微弱的電磁波加以放大。
這場官司持續的時間不長,卻鬧得滿城風雨。無知的法官、好事的記者,誰都不會想到這個“莫名其妙的玩意兒”竟是本世紀的偉大發明之一,那個被告的青年後來竟會成為聞名世界的電子管發明家。
福雷斯特於1873年8月出生在美國的伊利諾斯州。他的父親是位教師,曾經是一所黑人學校的校長。由於當時美國的種族歧視還很嚴重,人們看不起黑人,也看不起接近黑人的白人。福雷斯特一家常受人家冷遇與白眼,其父生性剛直,不讓他與其他白人孩子一起玩。因此,福雷斯特的童年是在狹窄的天地裏度過的,這使他的性格有些孤獨和怪僻。他回憶起自己的童年時代曾說:“我上學的時候老被人當做‘蠢孩子’看待。那時,我雖然讀了不少書,但對於實際的事情,一點也不懂。”
到了中學時代,他也沒有顯露出多少才華。用他自己的話說,是“學識既不豐富,也不善交際,而且文筆和口才又都那麼笨拙。”總之,他是一個平平常常的少年。他的唯一愛好,是喜歡擺弄各種機器。他那時夢寐以求的,是當個機械技師。
1896年,福雷斯特大學畢業。正在這時,馬可尼在英國成功地進行無線電表演的消息傳到了歐美大陸。有一天,福雷斯特從雜誌上讀到一篇介紹馬可尼的文章,並附有馬可尼的照片。照片上,馬可尼端正地坐在實驗台前,神情嚴肅,他的左邊放著電磁波發射機,右邊放著接收機。這篇文章給了福雷斯特很大的啟發,他決定改變方向,研究無線電。
1899年深秋,在美國舉行盛大的國際快艇比賽。馬可尼應邀來到美國,用他的無線電裝置報道比賽實況。他在一艘船上,5小時內向海岸無線電站拍發了4000多字的消息,消息再從陸上電台用電報線傳給《紐約先驅論壇報》,能這樣迅速及時的報道,尚屬首次,令美國的新聞記者們驚歎不止。
馬可尼在紐約期間,為了滿足觀眾的好奇,又在岸上作了一次表演。福雷斯特早就盼望能親眼看看馬可尼的表演,所以聞訊後,天不亮就跑到碼頭上來等候了。等馬可尼表演結束,福雷斯特拚命擠到前麵,在收報機前麵停下來,看了又看。他的不同尋常的神態引起了馬可尼的注意,使福雷斯特有幸與馬可尼相識。他就向馬可尼請教無線電技術中的一些難題,馬可尼都向他作了解答。他還談起自己研究了幾年都一無所獲的苦惱,馬可尼鼓勵他說,也許是沒有找到適當的研究課題。可馬尼介紹自己的工作,正在努力提高接收機的靈敏度,其關鍵是革新現在用的金屬屑檢波器。但究竟應該怎麼改,馬可尼也沒有成熟的意見。
總之,馬可尼的這一席話給福雷斯特留下了非常深刻的印象,原來改進金屬屑檢波器,就是當時無線電研究中一個急待解決的重大課題。在回家的路上,福雷斯特興奮地想著:說不定我能夠完成這個使命。
這次觀摩與談話,對他後來的發明產生了深遠的影響。
就在馬可尼離開美國不到兩個月,福雷斯特辭去研究所的工作,在紐約泰晤士街租了一間破舊的小屋,全心全意地研究改進檢波器。由於辭去了工作,沒有了正常的收入來源,他的生活很困難,他隻好節衣縮食,買一些最簡陋的器材做檢測電波的試驗。為了維持生活,他白天常常去給富家子弟補習功課,有時到飯店去洗碗、掃地。一到夜裏,他就沉浸在發明創造的樂趣之中。
福雷斯特在坎坷的道路上探索了1年,但收獲甚微,他的各種試驗都失敗了。可是,他並不灰心,繼續進行試驗。
1900年一個隆冬的寒夜,福雷斯特又在燈下進行新的實驗,屋裏點的是煤氣燈,實驗裝置也很粗糙。一個從舊貨攤上買來的電鍵,兩個自製的電瓶,再加上一個粗線圈,就構成了他的發射機。當他按動電鍵時,線圈就接通電源,發出火花,輻射出電磁波信號。在靠近他的另一端,有一個同電流計相連的金屬屑檢波器,就成了接收機。檢波器裏的金屬屑,他已經換過好幾種,但效果都不理想。
此時福雷斯特一麵接著電鍵,一麵觀察檢波器的反應,他突然注意到頭頂上的燈光一明一暗地在閃爍。開始,他以為是窗外刮風引起的。但再仔細觀察,發現燈光明暗變化卻很有節奏,而且與電鍵開關有關,按動電鍵,線圈發出火花,煤氣燈的火焰馬上變暗;相反,鬆開電鍵,火焰立即變亮。
福雷斯特兩眼盯著煤氣燈,反複按著電鍵,觀察火焰的變化,突然一個念頭閃過:能不能利用這個現象來搞無線電檢波呢?
經過3年的不斷試驗,他終於發明了一種“氣體檢波器”,並於1903年在艦船無線電通信中試用,獲得了相當的成功。但是,用火焰來檢測無線電波的方法雖然新奇,卻並非上策,因為要在每台接收機裏裝上火焰裝置,用起來顯然很不方便,而且檢測效率也不高。後來,福雷斯特放棄了這個方法。