(译自APS News,2011年6月)

[物理史] 拉玛 (Hedy Lamarr)和安塞尔(Geo 古典电影的粉丝都知道海蒂‧ 拉玛(Hedy Lamarr)在《阿尔及尔》(Algiers,1938 年)、《富家子的婚姻》(H.M. Pulham Esq.,1941) 和《齐格飞女郎》(Ziegfeld Girl,1941)…等片中有令人难忘的演出。不仅如此,这位女星还对战时所需的科技做出了小小的贡献,是早期展频通讯科技方法的两位发明者之一,此方法将似杂讯的信号在比原先频率大很多的频宽中输送,成了现代无线通讯的主要工具。

拉玛于1914 年11 月出生在奥地利的维也纳,本名基士乐(Hedwig Eva Maria Kiesler),童年开始学习芭蕾舞和钢琴,还去柏林上由导演海哈德特(Max Reinhardt)所主持的知名剧校。后来她退学,成了海哈德特的製片助理,并在两部影片中担任小角色,之后接下捷克的影片《狂喜》(Ecstasy,1933),担任女主角。因为她在片中全裸,在那个年代举世震惊。

美艳傲群但声名狼藉的拉玛在她20岁前夕嫁给比她大13岁的维也纳军火商曼德尔(Friedrich Mandl),曼德尔不仅贩售军需物品,还製造军用飞机。他禁止拉玛继续演戏,因此,拉玛改掌管曼德尔所有豪奢的宴会,招待包括希特勒、墨索里尼等知名人物,也常出席他生意上的会议。有了这样的机会,虽然拉玛缺乏正规的教育,但也获得了大量军事科技方面的知识,特别在导引水雷,和以无线管控的武器易受制于堵塞、干扰的弱点方面。

由于拉玛对于婚姻憧憬幻灭,尤其曼德尔对她的掌控行为,又和纳粹实业家交易,所以她乔装成女僕,于1937 年逃至巴黎,在那裏取得了曼德尔的同意离婚。(她又再结过五次婚,之后才放弃婚姻。)拉玛在伦敦与梅尔(Louis B. Mayer,美国大製片家)见面后,梅尔签下她成为好莱坞米高梅公司旗下的艺人,改名海蒂‧ 拉玛。在一个美女如云的城镇,拉玛仍显得突出,诚如演员乔治.桑德斯(George Sanders)曾说她:「美丽得当她走进屋就会让所有人都停止说话」。

然而拉玛不是只靠一张漂亮的脸蛋而已,她还有天生的数学才能,毕生喜爱思索新事物的发明,其中一个是1940年夏天她碰到好莱坞邻居,前卫的作曲家安塞尔,得到了具体的成果。

安塞尔出生在美国新泽西州,是普鲁士后裔,在费城攻读音乐,跟着乐团巡迴欧洲,原为钢琴手,之后转攻作曲。他的代表作《机械芭蕾》(Ballet Mécanique)是一首繁複的乐曲,最初是为雷格(Fernand Léger,法国製片家)1924年同名的抽象影片所写,需要机械地协调16个自弹钢琴(1)、以及木琴和打击乐器等同步演奏。1933年他回到美国为影片作曲,也同时是一个报业联盟提供谘询专栏的作家,还着作一本有关爱情与内分泌学的书。

据说拉玛是因寻求内分泌方面的谘商和他接触,但他们两人很快地开始闲聊到武器的事,特别是以无线管控水雷,如何避免它受到堵塞与干扰。拉玛藉由「我们一直谈论,改变频率」,而领悟到经常改变频率就不容易被堵塞。

[物理史] 拉玛 (Hedy Lamarr)和安塞尔(Geo

1942年8月11日核准下来的 2,292,387 号专利

这就成了他们设计水雷导引系统的基础,拉玛提供了跳频(2)的概念,而安塞尔根据他製作《机械芭蕾》曲目与16个自弹钢琴的经验,设计出可以让快速改变中无线频率同步的方法,实现了拉玛的构想。他们共同的发明使用了类似自弹钢琴捲筒(3)的机制来协调88个频率的改变,使其同步—这并非巧合,它也正是钢琴键的标準数目—此外,还需要一架高空侦察机,可从上面引导由无线电管控的水雷。他们于1941年6月10日提出此专利的申请,1942年8月11日专利核准下来,拉玛列于「Hedy Kiesler Markey」之下,是她当时的结婚名字。

它并非是一个全新的概念,特斯拉(Nikola Tesla)在他1900和1903年的专利中就约略提及了跳频;用于「秘密通讯系统」的类似专利于1920年核准;1939和1940年又多核准了两个专利给两位德国工程师;而1980年代所曝光的证据显示,在第二次世界大战期间,美国陆军通讯兵团研究通讯系统也尝试过展频的概念。

拉玛和安塞尔无法让人相信他们的观念可行,而美国海军则认为发条机械装置体积庞大,用于水雷上面不可靠。一直到1957年,美国西尔维尼亚电子系统部(Sylvania Electronic Systems Division)才接受此概念,使用了最近发明的电晶体做为电子系统。

安塞尔于1959年过世, 至于拉玛则继续演了20多部电影,其中最有名的是1949年西席地密尔(Cecil B. de Mille)所导演的《霸王妖姬》(Samson and Delilah)。拉玛在好莱坞星光大道上有一颗属于她的星,以纪念她的电影生涯,而她则以1998年获颁电子新领域基金会奖章而感到特别满足,这已是她和安塞尔获得他们专利的50多年后了。

拉玛于2000年1月19日在她美国佛罗里达州的家中辞世。世人可能总是记得她那惊人的美貌,远胜过她在科技上往往被视为有趣小事蹟的贡献。拉玛曾说:「我的脸孔一直是我的不幸」,还说明它就像「我无法去除的假面具,一定得与它共存,让我很不喜欢。」


注(1):自弹钢琴(player piano)是在钢琴内部装置一机器来弹奏。
注(2):跳频(frequency hopping)是传送无线电信号的一种方法。它将信号依照一组任意选取的频率
组合快速变动发射出去,所以惟有知道这任意选取的频率组合的收方才能还原信号的内容。
注(3):自弹钢琴捲筒(player piano roll)是捲筒上面凿有齿孔,可以触动琴键,让其演奏的滚筒。

原文刊载于物理双月刊2012年6月号34卷第3期,感谢杨信男教授同意授权刊载。

系列文章100篇已集结成册,由五南出版,书名为《物理奇才奇事》。


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