【Sci-Lady系列】電子世界的兩位先行者:愛妲與海蒂(下)

■海蒂‧拉瑪與音樂家安泰爾一起想出了「多頻通訊」抵擋敵方干擾魚雷的主意,靈感來自於鋼琴的88個琴鍵。但這個想法並未落實在二次大戰中,倒是啟發了半個世紀後的手機發明。

撰文 ∣ 金木水

elena-lu@flicker
明豔動人的海蒂拉瑪,有歷史上最美科學家之稱。

魚雷與琴鍵

本文的另一位女主角海蒂在人生中遇到的啟蒙者,是她的第一任丈夫弗裏茨·曼德爾,曼德爾是一位奧地利軍火供應商,在三十年代,已經出現了無線電遙控的魚雷,每天都在曼德爾身邊的海蒂,耳聞目睹,聰明的她逐漸對於這項技術瞭若指掌。

在當時,各國海軍為了增加魚雷的命中率,在內部安裝了無線電接收器和控制器,在軍艦上和飛機上的士兵還可以對已經發射出去的魚雷通過發射無線電信號進行引導,使它們不偏離目標。可是「兵來將擋,水來土掩」,被攻擊的軍艦和潛艇也不會坐以待斃,經常會使用無線電干擾的技術,使敵方的魚雷迷失方向。

當時,被襲擊的一方可以成功的進行無線電干擾的原因之一,是魚雷和軍艦飛機之間通信的無線電波都是在某一個特定的頻率上,比如100K Hz。雷達可以對無線電波從很低的頻率開始一直到高頻進行掃描,中間發現100K Hz的無線電波能量最強,就可以斷定魚雷通信所使用的是這一頻率,隨即發出100K Hz的干擾電波。

有沒有什麼好辦法避免敵方的干擾呢?當時美國政府和軍方向科技界各路高手徵集好的方案,身在好萊塢的電影演員海蒂也決定一試身手,將自己拍電影以外的時間投注在研究抗干擾的無線電信號上,不過起初毫無結果。

後來,海蒂遇到了音樂家安泰爾(George Antheil),他曾是她的鄰居,平時經常一起閒聊。由於安泰爾在第一次世界大戰也當過飛行員,對於無線電技術有所瞭解,當海蒂提到「使用多個頻率進行通信」的設想後,兩人一拍即合。經過幾年的努力,他們共同設計出了一個方案:魚類與飛機或者軍艦之間的通信不再是單一的頻率,而是用88個不同的頻率,這一點來源於鋼琴上有88個鍵。他們仿照自動鋼琴,傳遞一段資訊時,不同頻率的無線電按照一定順序依次使用,就像演奏一段樂曲時,鋼琴上不同的琴鍵被依次按下一樣。

pashasha@flicker
海蒂與安泰爾的設計手稿。

在這種情況下,無線電的頻率總是跳來跳去,在探測無線電的敵方雷達螢幕上,各種頻率的無線電強度都差不多,無從下手進行干擾。經過幾年的試驗以後,起初只想嘗試一下的海蒂,成功使用這項技術讓家中的自動鋼琴進行「同步演奏」,在1942年,兩人透過這項發明獲得了專利。

超越時代的想法

儘管愛妲和海蒂在無意間獲得了關鍵性的成功,但她們的成就卻被長期埋在故紙堆中,共同的原因都是---想法過於超前。

愛妲是巴貝奇的貴人,她不僅幫助巴貝奇翻譯文獻,還傾家產資助。然而兩人共同工作了九年之後,愛妲不幸因子宮癌症以及醫師錯誤的放血療法而去世,得年僅有36歲。此後,巴貝奇孤身一人繼續為他的理想而奮鬥,晚年他最終感到彈盡糧絕,無以為繼,只好停止了這台機器的製造,把自己的圖紙和零件都送到了博物館裡。愛妲為這台機器所寫的程式,也一同被放進了陳列室裡。

巴貝奇所設想的電腦直到百年之後的20世紀四、五〇年代才真正出現,不過那時的電腦已經不再是帶著齒輪的機械電腦,而是由一個個電晶體組成的電子電腦,與電子電腦相配套的程式也都先後出現了。巴貝奇當時冀望單純使用機械零件來完成如此複雜的功能,也就註定了他的失敗,但是巴貝奇和愛妲兩位先驅者的探索精神,則長留後人心中。

海蒂完成她的發明時,正值二戰期間,可是這項發明並沒有如願用到戰場上。由於海蒂提出的跳頻技術前提條件是:發射的一方的飛機軍艦和接受的一方魚雷必須不斷同時調整使用的無線電頻率,如果兩者不同步,就會什麼也接受不到,這種苛刻的要求在當時並沒有辦法實現。

隨著數位通信技術的發展,「跳頻」的思想才真正成為現實。八〇年代,美國高通公司開發了CDMA擴頻無線數位通信系統,基本思想與海蒂當初的發明很相似。海蒂當時為了避免敵方對魚雷的干擾,而CDMA系統則可以有效減少不同手機用戶之間的干擾。在九〇年代,CDMA系統大行其道,使用這一系統的手機用戶數以億計,為高通公司帶來無盡利潤,近幾年興起的3G通信系統的基礎也是CDMA系統。此時,海蒂已經是八十多歲高齡的老人,人們方才重新評價她的成就。

Floyd B. Bariscale@flicker
海蒂拉瑪在洛杉磯星光大道上留下的星星。終其一生她都以演員為職志,但她對科學的貢獻可能比這顆紀念演藝成就的星星更奪目。

尾聲

近些年,全球各地對這兩位女性先驅的紀念活動不斷。

在1981年,美國國防部將自己開發的一種電腦語言命名為Ada語言,以紀念這位「世界上第一位軟體工程師」。

在2003年,美國波音公司拍攝了一系列的宣傳廣告來紀念海蒂的科技成果。

在2005年,一本介紹高通公司歷史的書籍《高通方程式》出版,在書中,海蒂被描述為:「只要你使用過移動電話,你就有必要瞭解並感謝她。要知道,這位性感女明星為全球無線通訊技術所做出的貢獻至今無人能及。」

而每年的3月24日更是被很多人定為 Ada Lovelace Day,作為紀念各國女性在科技領域做出貢獻的一天。

作為Sci-lady的傑出代表,愛妲和海蒂的光輝將照耀著每一個人,提醒大家作為時代前驅者的孤獨,以及其中偉大的意義。

 

延伸閱讀:海蒂拉瑪官網上的發明小傳 - From Strapless to Wireless

作者簡介

一位大學電子工程專業學生,熱愛科普寫作,喜歡與大家分享科學的快樂,探索科學的世界。

責任編輯:MissZoe

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2 thoughts on “【Sci-Lady系列】電子世界的兩位先行者:愛妲與海蒂(下)

  • 2010 年 07 月 22 日 at 14:50:33
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    更多有關Ada Lovelace Day 的 Finding Ada 活動在這裡(http://findingada.com/)。今年的已經結束了,但是網路上還是可以看到世界上的支持者與相關的部落格文。經過Case Press的報導,希望明年有來自台灣的支持者歐。

    Reply
  • 2010 年 07 月 22 日 at 14:58:52
    Permalink

    Finding Ada 的網站好有維多利亞時代的藝術風格呀!

    Reply

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