德弗雷斯特

1883年，為人類貢獻了2000餘項發明的美國科學家愛迪生（T. Edison），為尋找電燈泡最佳燈絲材料，曾做過一項小小的實驗。他在真空電燈泡內部碳絲附近安裝一小截銅絲，希望銅絲能阻止碳絲蒸發。實驗結果使愛迪生大失所望，但在無意中，他發現，沒有連接在電路里的銅絲，卻因接收到碳絲髮射的熱電子而產生了微弱的電流。愛迪生並不重視這個現象，只是把它記錄在案，申報了一個未找到任何用途的專利，稱之為“愛迪生效應”。

被愛迪生本人忽略的“愛迪生效應”驚動了大洋彼岸的一位青年。1885年，30歲的英國電氣工程師弗萊明（J. Fleming）博士堅持認為，一定可以為熱電子真空發射找到實際用途。經過反覆試驗，他終於發現，如果在真空燈泡裏裝上碳絲和銅板，分別充當陰極和屏極，則燈泡裏的電子就能實現單向流動。經過多次實驗，1904年，弗萊明研製出一種能夠充當交流電整流和無線電檢波的特殊燈泡——“熱離子閥”，從而催生了世界上第一隻電子管，也就是人們所説的真空二極管。

然而，直到真空三極管的發明後，電子管才成為實用的器件。真空三極管的發明者是美國科學家李·德福雷斯特（Lee de Forest ，1873 - 1961）。

很小的時候，父親帶着全家遷往亞拉巴馬州，接管了一所破產的公理會學校，過着拮据的生活。當地白人社區反對他父親收留黑人上學，十分看不起他們家庭，所以小德福雷斯特很少與人交往，養成了較孤僻的性格。

孩提時期的德福雷斯特並不出眾，被老師認為是個平庸的孩子。他的唯一愛好是拆裝各種機械小玩意，志向不大，只想做個機械技師或者當一名機械工。但他很快就被19世紀末科技的飛速發展所激勵，13歲便“發明”了好幾種小機器。雖然父親希望兒子將來成為一位牧師，但德福雷斯特暗自決定以科學研究作為自己一生的奮鬥目標。20歲那年他考取了耶魯大學謝菲爾德理學院的獎學金，班上的同學都叫他“學校裏最平庸、最神經質的學生”，除了電學、特別是電磁波傳播之外，他似乎對其他事都不感興趣。由於獎學金很少，德福雷斯特不得不經常為別人打工。1899年，他終於獲得了物理學哲學博士學位。

本來，德福雷斯特應該留在大學任教，但有一件事情永遠改變他的人生軌跡。

事情發生在1899年秋，德福雷斯特正在撰寫博士論文《平行導線兩端赫茲波的反射作用》，其內容可能是當時美國所有大學裏涉及到無線電的第一篇。 在此期間，一年一度的國際快艇比賽就要在紐約揭開序幕，這一屆盛大賽事因意大利無線電發明家馬可尼的來訪顯得黯然失色。《紐約先驅論壇報》連篇累牘的宣傳報道，把馬可尼將要進行無線電錶演的消息攪得沸沸揚揚。

那天清晨，馬可尼準時登上了停泊在港口的一艘軍艦，及時地把比賽的消息用無線電報拍發回來。整整5個小時，《紐約先驅論壇報》的總部收到了馬可尼發來的4000多字的新聞報道，使美國新聞記者們大開眼界，歎服不已。

觀眾簇擁着馬可尼走下軍艦，熱情的人們要求“無線電之父”馬可尼在港口為他們做一次現場演示。德福雷斯特自然也在圍觀的人羣中，他大膽走到馬可尼的身後，仔細研究起無線電設備來。馬可尼和藹可親，毫無保留地向青年學生講解了無線電發報機的原理，並且告訴他，由於“金屬屑檢波器” 的靈敏度太差，嚴重影響收發效果。正是與馬可尼的這次談話，使德福雷斯特立下了發明創新的宏圖大志。

畢業後，他首先在芝加哥西方電氣公司實驗室工作，不久便發明了電解檢波器和交流發射機。1902年，他在紐約泰晤士街租了間破舊的小屋，創辦了德福雷斯特無線電報公司，一心一意想要發明出更先進的無線電檢波裝置。同時，他也要以自己的發明，向美國公眾展示無線電應用前景。

就在研究進展不太順利的時候，英國弗萊明發明真空二極管的消息傳來，像閃電一般照亮了他前行的道路。德福雷斯特再也坐不住了，他一路小跑穿街走巷，選購玻璃管，添置真空抽氣機，為自制電子管尋找材料。一邊跑還一邊思考，等到材料湊齊，設計方案也基本構思成熟。他選擇了一段白金絲製作燈絲，也在燈絲附近安裝了一小塊金屬屏板，把玻殼抽成真空通電後，果然也“追尋”到電子的蹤跡。

然而，多年孜孜以求的苦思，德福雷斯特不願就此中止有趣的試驗。他沉思了一會，突然抓起一根導線，彎成“Z”型，小心翼翼地把它安裝到燈絲與金屬屏板之間的位置。這根導線，或許他想用來同時接收燈絲髮射的電子，或許還想派上其他什麼用途。殊不知他裝上的這根小小的導線，竟會影響到20世紀電子技術的發展進程。

德福雷斯特極其驚訝地發現，Z型導線裝入真空管內之後，只要把一個微弱的變化電壓加在它的身上，就能在金屬屏板上接收到更大的變化電流，其變化的規律完全一致——德福雷斯特發現的正是電子管的“放大”作用。後來，他又把導線改用像柵欄形式的金屬網，於是，他的電子管就有了三個“極”——絲極、屏極和柵級，其中那個柵極承擔着控制放大電信號的任務。1907年，德福雷斯特向美國專利局申報了真空三極管（電子管）的發明專利。

然而，由於合夥人的欺騙，德福雷斯特的公司曾兩度倒閉。1912年，他甚至無辜受到美國紐約聯邦法院的傳訊，有人控告他的公司推銷積壓產品，進行商業詐騙。愚昧的法官判決説，德福雷斯特發明的電子管是一個“毫無價值的玻璃管”。

1912年，頂着隨時可能入獄的壓力，德福雷斯特來到加利福尼亞舊金山附近的帕洛阿託小鎮，堅持不懈地改進真空三極管。在愛默生大街913號小木屋，德福雷斯特把若干個三極管連接起來，與電話機話筒、耳機相互連接，再把他那隻“走時相當準確的英格索爾手錶”放在話筒前方，手錶的“滴噠”聲幾乎把耳朵震聾。

帕洛阿託市的德福雷斯特故居，至今依然矗立着一塊小小的紀念牌，以市政府名義書寫着一行文字：“李·德福雷斯特在此發現了電子管的放大作用。”用來紀念這項偉大發明為新興電子工業所奠定的基礎。這個地方，如今已成長為全球聞名的硅谷。

德福雷斯特是一位多產的發明家，一生獲得了多達300餘項專利。除了電子管之外，他的發明還包括在電影膠片邊緣錄製聲音的技術、醫學上使用的高頻電熱理療機等等。他在商業上卻屢屢失敗，技術發明並沒有給他帶來什麼經濟效益，許多重要的專利都低價賣給了美國電話電報公司（AT&T），就連電子管放大器的專利，也只賣了39萬美元。但是，他的發明也為他贏得“無線電之父”、“電視始祖”和“電子管之父”的稱號。

1961年7月30日，88歲高齡的李·德福雷斯特在加利福尼亞的好萊塢去世，下葬於綠樹環繞的聖弗朗多公墓。

電子管主要用在無線電裝置裏，它的誕生為通訊、廣播、電視等技術的發展鋪平了道路。可是，人們不久還發現，真空三極管除了可以處於放大狀態外，還可充當開關器件，其速度要比繼電器快成千上萬倍。電子管很快受到計算機研製者的青睞，計算機歷史也因德福雷斯特而跨進了電子的紀元。（

20世紀，人類的發明創造可謂燦若星河，但真正能對人類文明產生重大影響的發明創造卻寥如晨星，其中收音機、電視和計算機三件發明可謂使人類文明和生活方式都發生了重大改變，而它們都得益於100年前的今天的一項發明———真空二極管。

1904年11月16日，英國科學家弗萊明為自己發明的電子管弗萊明“閥”申請了專利，它標誌着人類歷史上第一隻電子管的誕生，世界也從這裏邁向電子時代。

弗萊明的專利代表着電子管的正式誕生，但説起電子管產生前的“陣痛”還要從“愛迪生效應”談起。

見到電子管的人都會覺得，它像一隻小燈泡，令人不禁想起電燈的發明人愛迪生。電子管的誕生也確實和愛迪生有一定的關係。

1883年，當時的愛迪生正在致力於改善白熾燈的工作壽命。在研究中，他注意到在抽出空氣的燈泡內放置燈絲和一塊小金屬片，當燈絲加熱時，雖然燈絲和金屬片不接觸，會有負電子流向金屬片，就像真空會導電一樣。

愛迪生當時感到很迷惑，但他當時正在潛心於城市的電力系統，也就沒多花心思研究其中的奧妙。但他還是把這一現象記錄下來，並申請了一個沒有説明任何用途的專利，這一現象後來被稱為“愛迪生效應”。

也許是發明發現太多了，愛迪生很快將“愛迪生效應”忘在腦後，但它卻引起了一位英國年輕的工程師弗萊明的注意。弗萊明在馬可尼電報公司工作時，為找到一件可靠的檢波手段而煩惱。這時他想起了“愛迪生效應”。他認識到，在燈泡里加塊金屬片，就可以成為一個有效地檢測微弱電報信號的檢波器。經過多次試驗，他終於取得了成功，發明了一個能對交流電整流和無線電檢波的特別“燈泡”。弗萊明當時把這項發明稱為“閥”，並在1904年為它申請了專利，這就是現在所稱的“真空二極管”。

弗萊明發明的“真空二極管”是人類電子文明的開端。但如果只有二極管的話，人類也許只能停留在電子時候的開端階段。所幸的是弗萊明的工作為一個叫德弗雷斯特的人所發展。1906年，德弗雷斯特在二極管的基礎上發明了三極管，使電子管才成為能廣泛應用的電子器件。

現在人們玩電腦看電視，很少有時間再聽收音機了。但收音機在二十世紀上半葉對人類的影響，絲毫也不亞於現在的電腦和電視。那時人們每天定時收到節目，成為日常重要的一個生活內容。早期的收音機就是電子管收音機。這種收音機雖然體積大，功耗多，並且開機後需要等一段時間才等正常工作，但它卻給幾代人帶來了歡樂。

二戰期間，美國軍方要求賓州大學為它們設計一種以真空管來取代繼電器來計算炮彈彈道的機器。1946年2月14日，這種機器正式投入使用了，它用了18800只真空管，佔地1500英尺，重約30噸，每小時耗電20萬千瓦。運算速度只有每秒5000次。這就是人們通常所説的世界首台電子計算機。

電子管雖然使人們進入了電子時代之門。但今天，我們已經不再生產電子管收音機和電子管計算機了。因為隨着科技的進步，發明創造也不斷推陳出新，到了20世紀40年代晶體管出現後，它以體積小、功耗低、可靠性高、壽命長，迅速取代了電子管在電子時代的地位，成了電子科技發展的支柱。不過，如果我們看看周圍，還是能發現以電子管為主要部件的產品，微波爐就是一例。

最早發現微波加熱現象的斯賓瑟是美國軍方的一位工程師。他在一個試驗室參觀磁控電子管的一個試驗時，發現口袋中的糖果融化了。他決定試驗一下是不是磁控電子管產生的微波的效應。於是他就拿一袋爆米花靠近磁控電子管，發現爆米花爆開了。第二天他又拿了個雞蛋進行試驗，發現雞蛋也被加熱。於是，他就把它發現的加熱食品的新方法進行改進，這就是人們所説的微波爐。今天的微波爐，比起斯賓瑟剛發明時，可謂花樣百出，但千變萬變，裏面的磁控電子管不變，它還是微波爐的主要器件。

流水淘沙不暫停，前波未滅後波生。隨着科技的進步，電子管這個百歲“老人”，也失去了往日的輝煌。但人們永遠不會忘記這項曾為人類文明發展做出巨大貢獻的發明。（本報多倫多11月16日電）