【書評介紹】肥皂、科學、平板電視:液晶的歷史

■ 液晶最初的命名與肥皂泡泡有關。層列相(Smectic phases)液晶的名稱來自希臘文「肥皂」。而液晶的歷史精彩更勝肥皂劇。

顯微鏡下的spherulite(圖/法文維基)

編譯 ∣ 高英哲

液晶這種製造各種顯示器的原料,不但是我們接觸數位世界的窗口,它背後的科學原理,更為生命系統提供了結構性的看法。在《肥皂、科學與平面電視:液晶發展史》這本書中,作者鄧摩 (David Dunmur) 跟史路金 (Tim Sluckin) 對非專家的讀者群侃侃而談,將這個主題從技術面與歷史面分而論之,涇渭分明,從而得以清楚明晰地探討故事裡的箇中爭議。

作者本書中所採用的修辭可不含蓄,將液晶顯示器對人類生活的衝擊,與發明輪子相提並論,甚至還用到了「前液晶時代」這樣的詞。作者以史諾 (C.P. Snow)的兩種文化論為本,將液晶的科學面與歷史面連接在一起,妙筆橫生,趣味縱流,相當有說服力地傳達了他們胸懷大志的觀點。

液晶這種非氣態、非液態也非固態的物質特性,是在十九世紀晚期、二十世紀初期的歐洲發現的,甚至在X光繞射發明,證明晶體的真正性質之前就已經發現。這本書依序記載這種「第四態」被確認的種種事蹟,其間的光榮勝利與苦恨爭執。

在一九三○年代初期,由布萊格爵士 (Sir William Bragg) 與伯納 (J.D. Bernal) 率先將這個話題帶入英語系國家。有許多鮮活的記載顯示,這些會議是液晶科學與政治的轉捩點——對歐洲來說又何嘗不是如此。

液晶的理論基礎,開始在捷克、荷蘭、瑞典與德國等地出現。若是少了這些之後為描述液晶,提供大量資料的理論基礎,永遠也不會有人願意花上個幾十億,投資生產液晶顯示器。死於古拉格集中營的俄國物理學家弗列德瑞克 (V.K. Frederiks) ,更直接地描述了液晶在電場中的轉換。作者指出,就某種深層意義來說,弗列德瑞克可說是現代顯示裝置的發明者。

研究液晶科學的卓越科學家,先是在第三帝國統治下的歐洲苟延殘喘,後又被關在冷戰的鐵幕之後。到了一九六○年代,美國 RCA 實驗室與英國皇家雷達中心,開始將研究液晶的重點,從古色古香的歐洲各大學,轉移到產業顯示器的發展上。

真正造就液晶顯示器的,是液晶的「扭轉向列」(twisted nematic)結構。這個結構最初是在一九一一年,由莫甘 (Charles-Victor Mauguin) 所提出,但要一直等到一九七○年,方由蘇格蘭數學家雷斯利 (Frank Leslie) 做出重大突破。液晶在歐洲申請專利,之後由美國的競爭廠商取得優先權。書中描述液晶顯示器發展的商業競爭,筆觸跟先前描述學界衝突一樣,用詞委婉寬容。英國的葛雷 (George Gray) 第一個製造出穩定的向列液晶材質,為歐洲化學界取得競爭優勢,並得以持續至今,主導整個產業。法國的熱納 (Pierre-Gilles de Gennes) 將液晶導入現代物理學的主流之中,因而獲頒一九九一年的諾貝爾物理獎。

但提起液晶顯示器,很難說其他的事情不過是「歷史剩下的部分」。液晶以飛快的速度,不斷地產生重大發展(本書中有提到一些),許多其他的創新也是必要的。我們同樣必須要提到,日本與遠東地區的工程師與科學家的成就,他們數十年來投注巧思與財富,創造出一個在西方被認為根本不可能造就的全球性產業。

液晶顯示器改變了這個世界,而且會持續不已。液晶科學經過琢磨與釐清後,如今已開始應用於解釋生命系統的自我組織與組裝現象。液晶的含意廣泛,從超分子科學到奈米科技都有擅場,接下來這個世紀的發展,想必會跟上個世紀一樣令人訝然。《肥皂、科學與平面電視:液晶發展史》是關於液晶頭一百年的歷史,一本真實的寶貴記錄,不但記錄了科學文獻的點點滴滴,也將造就這段故事的人物與機構,他們的歷史與社經背景,交代得清清楚楚。

書評出處:Times Higher Education

書籍資訊

書名:《肥皂、科學、平板電視:液晶的歷史》Soap, Science, and Flat-Screen TVs: A History of Liquid Crystals
作者:
David Dunmur , Tim Sluckin
出版:牛津大學出版社(Oxford University Press),2010年11月

責任編輯:MissZoe

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