西里尔·希尔瑟姆:平板显示器之父,如何改变我们的“视”界

讣告 | 他的发明,让我们以全新视角看世界

这位物理学家和材料科学家于9月23日辞世,享年101岁。

打开网易新闻 查看精彩图片

晚年,每当西里尔·希尔瑟姆(Cyril Hilsum)灵感迸发,他便会立刻从餐桌旁起身,径直走向他的实验室。实验室离得不远,一部分设在他位于伦敦西北部平纳(Pinner)家中的车库,一部分在厨房的杂物间,其余部分则直接设在厨房里。其中一张操作台是他的电子工作台,上面摆放着示波器、两台波形发生器、一台频谱分析仪,以及一盘相互连接并通往焊接台的分压器,焊接台上缠绕着错综复杂的电缆。对面操作台上则放着一台用于加工导电粉末的三辊研磨机、一台精密天平、一个小型真空室,以及许多贴有标签的炭黑和镍粉罐。除了厨房用品,所有物品都摆放得井井有条。他也会在这里用餐,午餐通常是红酒、速食和巧克力,他对水果和蔬菜不屑一顾。凭借着强烈的好奇心、勤奋和源源不断的创意,他一直保持着非常健康的生活状态。

他一生拥有超过70项专利,最后一项是在97岁高龄时申请的,那是一种带有导电传感器的墨水。然而,真正让他名垂青史的却是液晶显示器。上世纪70年代,他预见到液晶显示器将取代笨重、耗电的老式电视机——那些带有凸起阴极射线管和曲面屏幕的设备——取而代之的是可以挂在墙上的超薄平板显示器。他和合作者从1974年的数字手表开始,虽然起步微小,但很快,平板显示器便无处不在,从电脑显示器、飞机驾驶舱显示器、航班信息显示屏,到如今几乎人手一部的手机,都应用了这项技术。尽管更清晰的图像需要更长的渲染时间,但在屏幕无处不在的今天,他无疑改变了世界的视觉呈现方式。

这项工作极具挑战性。液晶虽然像液体一样流动,但其分子结构只能维持很短的时间。他需要做的就是稳定这些分子,并使其在室温下正常工作。两年后,他与两位同事乔治·格雷(George Gray)和彼得·雷恩斯(Peter Raynes)共同研制并获得了一系列全新可控液晶的专利。

他引以为傲的第二项成就是1962年制造出英国第一台半导体激光器,这需要让砷化镓“听话”。这极其困难。为了制造它,他必须将镓和砷混合在一个石英管中,然后迅速加热,再将其放置在棚子里,等待第二天早上。到那时,石英管可能已经爆裂,他不得不捡拾碎片。但最终,他得到了一种化合物,其电子性质经过精细调整,能够高效地将电能转化为光能,制造出的激光器非常小巧,可以使用普通电池,并广泛应用于日常设备中:CD播放器、防盗报警器、测速仪、LED灯、打印机和扫描仪。

这些微型雷达尤其有用。它们可以安装在火车底部,即使时速高达200英里也能启动刹车。其中一款名为“克拉里贝尔”(Claribel)的雷达,利用子弹的速度和弹道来精确定位北爱尔兰隐藏狙击手的位置。一旦部署,狙击活动便戛然而止。至于他本人,也曾被一名手持测速枪的警察拦下,当时他正像往常一样在高速公路上飞驰;但他却谎称自己是测速枪的发明者,并声称那台测速枪的校准有误,从而逃脱了处罚。他似乎很少在辩论中败下阵来,即使是面对法律也是如此。不过,他那蓬松的头发和高耸的额头,确实让他看起来活脱脱就是一位发明家。

当时他在马尔文的皇家信号与雷达研究所工作,从1964年一直待到1983年。严格来说,他是一名公务员,但他从未觉得自己是公务员;他是一位科学家和工程师。或许首先他是一位工程师,三岁时就喜欢把玩具拆开,研究它们的工作原理,有时还能成功地重新组装起来。他做事务实,而且常常具有商业头脑。这源于他出身于伦敦东区一个苦苦挣扎的街头小贩家庭。周末,他会在摊位上帮忙(在波托贝罗路卖麂皮,在佩蒂科特巷卖鸭舌帽),晚上,他经常看到父亲用金漆遮盖巧克力棒上的价格,以便卖更高的价格。他大力推广阴极射线管的一大动力,是英国政府当时要向美国无线电公司支付巨额专利费。当液晶显示器风靡一时时,政府迅速从中赚取了1亿英镑。

然而,他仍然对官僚机构未能充分利用英国科学家们的优秀创意感到沮丧。57岁那年,他离开马尔文大学,前往通用电气公司(GEC)领导赫斯特研究中心。令人惊讶的是,这是他第一次真正决定自己的人生方向。此前,他只是按照部长或上级的指示,辗转于各个项目之间。他心甘情愿地接受调动,因为每一次晋升都意味着离伦敦东区更远一步,而且他敏捷的思维(他曾赢过艾伦·图灵的国际象棋)总能为他赢得一定程度的自主权。在学校里,他和朋友杰克被允许坐在教室后排,按照自己的节奏快速学习。无论是在马尔文大学、通用电气公司,还是在此之前,他都拥有自己的实验室。

然而,他坚信科学家应该对自己的研究负责。他始终追问:为什么?为什么他的母亲坚持每天给他洗澡,尽管他几乎不怎么弄脏?为什么理论物理学家每天坐在办公桌前或实验室里,享受着纳税人的资助,却不去尝试应用他们所学到的知识?如果他们发现了某种效应,就应该自己去寻找它的用途,就像他总是能做到的那样。

2006年,英国液晶学会设立了西里尔·希尔瑟姆奖章。他对此感到高兴,但也有些不好意思。他更在意的是他为纪念妻子贝蒂(他的精神支柱)而设立的奖学金,以及他为纪念女儿凯伦(42岁去世,曾是一位前途无量的工程师)而设立的奖项。在他的整个职业生涯中,他始终平等地聘用和提拔女性,与男性平等。事实上,作为科学家,他更倾向于女性。男性更注重学习,而女性更注重运用科学造福人类。对他而言,这远比她们在厨房里的任何厨艺都重要得多。而且,她们也很难进入他的厨房。