20世紀最偉大的發明家之一——「電視之父」法恩斯沃思

1969 年，美國太空人尼爾·阿姆斯特朗從登月太空飛船上爬下來。當他踏上月球時，這場盛事在全球的電視機中播放。
電視畫面的質量不是很好，但是觀看電視的每個男人、女人和孩子都知道他們是在觀看一場重要盛事，他們觀看著發生在幾十萬千米以外的事情。
自那以後，世界人民通過電視共享了很多盛事。

『電視』堪稱20世紀人類史上最偉大的發明之一。電視讓遙遙相隔的人共享經歷，也承載著我們滿滿的童年歡樂。

但是，你可能不知道的是發明電子電視的第一人竟然是一個生活在美國農場的小男孩，他第一次想到電子式電視只有 14 歲。

這個「天才少年」的名字叫菲洛·泰勒·法恩斯沃思（Philo Taylor Farnsworth）。他是全世界公認的電子電視的發明者，被稱為「電視之父」。

菲洛·泰勒·法恩斯沃思（1906年8月19日-1971年3月11日）

電視的原理是「電視系統將連續動態的影像和聲音轉換為電子信號，並通過各種渠道傳輸電子信號，之後再將電子信號還原為影像和聲音」。

在這一過程中，英國、德國、日本、前蘇聯以及美國的科學家都做出了重要發現並促進了現代電視的發展。

1927 年，法恩斯沃思成功地用電子技術把圖像從攝像機傳輸到接收器上，這是公認的電視誕生的標誌，這一年他僅21歲！

然而，這個天才的發明家，生前卻屢屢遭人迫害，事業被毀，甚至被遺忘。

天才少年

勤學好問的年輕頭腦、大量充裕的閒暇時間、啟發心智的海量閱讀——這些因素結合在一起，激勵了許多發明家走上成功的道路。

對一個名叫菲洛·法恩斯沃思的 12 歲小男孩來說，這種富有成效的結合發生在 1918 年，就在他隨家人遷往美國愛達荷州裡格比的一間大農場之後。

1906 年 8 月 19 日，菲洛·法恩斯沃思出生於西部美國猶他州印第安溪附近。幼年的法恩斯沃思表現出了早慧的跡象，他對見過的任何機械裝置具有攝影般的記憶力和天生的理解力。

法恩斯沃思的父母不斷搬家以尋找較理想的居住地。當他們在愛達荷州裡格比定居下來之後，法恩斯沃思很興奮地發現新房子裡有電。這正式開啟了他輝煌的前半生。

法恩斯沃思在新家的閣樓上找到了許多科技圖書和雜誌，他利用業餘時間如饑似渴地閱讀資料。農場的電燈由一臺簡陋的發電機供電，這臺發電機極大激發了法恩斯沃思的好奇心。

搬到裡格比之前，他住在猶他州一座使用簡易油燈照明的小木屋中。相比之下，能用上發電機實屬巨大進步。很快，他便開始利用電流做實驗。12 歲的時候，他做了一個電動機驅動了家裡的手動洗衣機，這令他的母親頗為高興。

電視的概念在法恩斯沃思找到的圖書和雜誌中均有提及，不過功能齊全的無線演示裝置尚未出現。當時最先進的無線技術只能傳輸簡單的音頻，但許多科技期刊都在探討以無線方式傳輸圖像的可能性。

一天晚上，法恩斯沃思讀到了一篇關於通過空氣傳播畫面和聲音的雜誌故事。有了這種設備人們可以接收電子信息觀看畫面。這篇故事寫到世界上一些頂級科學家正在致力於實現這個想法。

故事中說這些科學家採用特殊機器試圖製造出一種可以傳輸畫面的設備。這篇故事讓法恩斯沃思開始思考。

14 歲的法恩斯沃思認為這些著名科學家的想法是錯誤的，他認為機械裝置是不可能成功的。它們運轉的再快也無法清晰捕捉並重現那些通過空氣傳播的電子畫面。法恩斯沃思認為這種設備應該是電子化的，而非機械化的。

實際上，1922年，英國科學家約翰·洛吉·貝爾德（J.L.Baird,1888～1946）對尼普科夫圓盤法加以改進，成功地制出了機械式電視收發設備，被公認為是機械式掃描電視的發明者。

法恩斯沃思知道要想讓電子極速移動，就要找到讓電子極速移動的方法。很快，法恩斯沃思產生了一個研製接收器的想法：在一個容器中捕捉光線，再用一條電線將光傳送過去，他將這稱之為「瓶裡的光」。

不久後，法恩斯沃思就畫出一個傳輸器草圖，並拿給老師賈斯廷·託爾曼看。這張簡單草圖，就是現代電視機和電視傳輸技術的雛形。

但是，想繼續搞研究的法恩斯沃思卻面臨許多現實問題。一方面，他沒有足夠資金；另一方面，沒人會相信一個 15 歲孩子的話。法恩斯沃思只好暫時擱置自己的設計。

高中畢業後，法恩斯沃思進入猶他州楊伯翰大學。但因父親去世，他不得不中途退學。

法恩斯沃思和他的實驗展示

現代電視誕生

現代電視研發過程中遇到的最大的問題是：如何有效地進行圖像處理？

1897 年，發明家卡爾·布勞恩利用布勞恩管解決了電視的固態顯示問題。布勞恩管是所有陰極射線管的前身，這種全電子化元件快到足以使人產生連貫動作的錯覺。

因此，所有電視技術的顯示端都無須配備移動部件，但如果不希望在電視系統發射端使用機械部件，就需要採用全新的圖像處理技術，法恩斯沃思為此發明了析像管。

傳統的相機鏡頭系統負責將圖像投射到光敏傳感器板，傳感器的每個區域都能獲得微小的電荷，其數量與照射到板上相應位置的光量成正比。

如果將傳感器封裝在水平和垂直方向都有柵極的真空管狀結構中，就能使電子束沿傳感器表面偏轉，從而產生不斷變化的電子流，其數量與照射到每個掃描位置的光量成正比。

析像管是一種全電子化元件，因此上述過程能以很快的速度（每秒）重複數十次，從而覆蓋整個傳感器區域。假如連續靜態圖像的速度足夠快，人眼就會將這些靜態圖像視為動態圖像。

如果發送端使用析像管的輸出作為調製信號並在信號中嵌入適當的定時控制信息，接收端就能重建採集到的靜態圖像流，並利用現有的陰極射線管技術顯示收到的傳輸內容。

經過多年努力，法恩斯沃思終於將自己的想法轉化為可以實際傳輸圖像的系統。他堅信這項發明能帶來巨大的經濟效益，甚至請求久負盛名的美國海軍學院（法恩斯沃思曾在此就讀）批准自己榮譽退役，以確保今後能以唯一所有人的身份提交專利申請。

法恩斯沃思說服美國舊金山的兩位慈善家投入了 6000 美元（以現價計算約 7. 5 萬美元）資助自己的研究。他利用這筆資金建立了一座實驗室，全身心投入到電視的研究工作。

1927 年，法恩斯沃思利用析像管的工作原型成功發送了第一幅靜態圖像。當接收機的陰極射線管顯示出測試傳輸圖像（一條簡單直線）的穩定圖像時，他對自己的成果深信不疑：沒錯，這就是電子式電視。

法恩斯沃思也很幽默：當投資者不斷敦促他提供財務回報時，法恩斯沃思展示給投資者的第一幅圖像是一個美元符號。1929 年，法恩斯沃思拆掉了原始系統使用的最後一個機械部件，並傳輸了第一批真人圖像——包括他妻子的一張照片。至此完整意義上的現代電視正式誕生了！

1930 年 8 月，美國政府授予法恩斯沃思專利權，使他的發明受到專利保護。法恩斯沃思並沒有就此止步，而是繼續專注於電視傳輸設備研究，並發明了 100 多種電視傳輸設備，為現代電視最終成型做出巨大貢獻。

法恩斯沃思發明電視後不久，又有一些人宣布自己為電視發明者，其中包括美國無線電公司首席電視工程師維拉蒂米爾·斯福羅金（Vladimir Zworykin）。

正是此人的到來，使得法恩斯沃思儘管擁有實用的電子析像管系統，且手握相關專利來支持自己的主張，但最終還是陷入了與 RCA（美國廣播唱片公司，成立於1901年）的激烈糾紛，讓他的下半生充滿了悲劇色彩。

維拉蒂米爾·斯福羅金（Vladimir Zworykin）

陷入紛爭

第一次世界大戰後，俄國人維拉蒂米爾·斯福羅金移居美國，開始研究電子電視攝像機，斯福羅金把它稱為「光電攝像管」，並於 1923 年為這項發明申請了專利。

後來斯福羅金進入美國無線電公司，使他的研究工作獲得順利進展，在 1933 年研製成功電視攝像管和電視接收器。

法恩斯沃思的析像器與斯福羅金的光電攝像管雖然設計上有差別，但在概念上卻很相近，這家廣播巨頭試圖撤銷法恩斯沃思的專利。

戴維·薩爾諾夫（RCA 的老闆）希望自己的公司成為專利所有者，而非專利被許可方。薩爾諾夫提出以 10 萬美元的高價購買法恩斯沃思的專利權，並邀請他加入 RCA。但法恩斯沃思傾向於保持發明家的獨立性，以期從許可中獲利。這有違薩爾諾夫不支付許可費的基本思想，他開始對法恩斯沃思提起訴訟。

在法庭上，RCA 的律師公開宣稱一個「鄉巴佬」怎能提出如此具有革命性的設想。面對投入了大量人力物力、來勢洶洶的 RCA，形單影隻的法恩斯沃思顯得有些過於薄弱。

在這種關鍵時刻法恩斯沃思的老師賈斯廷·託爾曼出現在了法庭上，這位老師展示了法恩斯沃思多年前交給他的析像管原始示意圖。從這一重要細節可以看出，法恩斯沃思在這個領域的研究早於斯福羅金在 RCA 實驗室的工作。這張草圖為法恩斯沃思贏得了專利之爭，但同時卻也使他陷入了無盡的煩惱。

薩爾諾夫意識到雖然斯福羅金也申請了多項關於電視技術的早期專利，但他的專利過於寬泛，且無法提供任何能支持早期成果的有效例證，法恩斯沃思獲取專利競爭之後，RCA 將處於不利地位。

於是薩爾諾夫決定儘可能拖延訴訟過程，不斷對裁決提出上訴。他打算讓法恩斯沃思忙於訴訟，以耗盡他的資金並減少專利保護的剩餘有效時間。

RCA 在 1934 年已基本輸掉這場官司，但公司又花了 5 年時間進行代價高昂的上訴，直至最後一次上訴失敗，RCA 最終被迫接受這一事實，並與法恩斯沃思達成和解。而 RCA 承諾的許可費其實並未兌現，這令法恩斯沃思蒙受了重大損失。

英雄落幕

法恩斯沃思在 10 年中獲利達 100 萬美元，再算上專利許可費，這已經遠遠超出薩爾諾夫當初想要購買專利時的 10 萬美元的報價。

在實現財務自由後，他繼續致力於眾多不同課題的研究——從核聚變到牛奶滅菌系統，不一而足。法恩斯沃思還擁有環形掃描雷達顯示器的專利，這種設備至今仍是現代空管系統的概念基礎。

法恩斯沃思一生申請了大約 300 項專利，但唯有電視的發明最為成功——取得專利，贏得專利之爭，獲取了大量利潤，實現財務自由。法恩斯沃思一時風光無兩。

但是他並未得到命運女神的垂青：1941 年日本偷襲珍珠港使美國捲入第二次世界大戰，導致電視廣播領域的所有發展在隨後 6 年中完全停滯，電視合法生產的時間也不得不推延到 1946 年後，那時法恩斯沃思的專利已超過了保護期限。

法恩斯沃思的專利期一過，美國無線電公司便開始大批量生產電視，並在鋪天蓋地的公關活動中將斯福羅金和該公司老闆薩爾諾夫宣傳為「電視之父」。法恩斯沃思再也無力反擊，他把最後一點產業賣給了國際電話和電報公司，黯然回到家鄉，意志消沉。

晚年的法恩斯沃思一貧如洗，情緒抑鬱，整日酗酒。1971 年，64 歲的法恩斯沃思因肺炎去世。

《紐約時報》在訃聞中稱他為世界上最偉大、最具魅力的發明家之一。此後，嚴謹的科學技術史專家認定，法恩斯沃思在 1927 年 9 月 7 日發明了電視。美國郵政 1983 年為他發行紀念郵票，表彰他為人類社會發展所做的貢獻。《時代》周刊將他歸入 20 世紀 100 位最偉大的科學家和思想家之列。

尾聲

很難判斷薩爾諾夫究竟是真正的天才還是無情的商人，他一次又一次在正確的時間出現在正確的場合。但晚年的法恩斯沃思之所以身心崩潰，主要是因為 RCA 對他提起的無休止的訴訟，這一點應無異議。

而對於將法恩斯沃思從歷史記錄中抹去，薩爾諾夫並無愧色：1956 年播出的 RCA 紀錄片《電視的故事》隻字未提法恩斯沃思。在這部紀錄片中，「薩爾諾夫將軍」與斯福羅金略顯笨拙地稱讚對方為電視背後的決策者，僅羅列 RCA 取得的成就作為「歷史首次」。RCA 聲稱，薩爾諾夫在 1939 年紐約世界博覽會上發表的演講以及後續演示標誌著電視時代的開始——而事實上法恩斯沃思的電視實驗系統在 5 年前就已問世。

法恩斯沃思的一生是輝煌而又悲劇的，他最引以為傲的發明卻給他帶來了無盡的煩惱。我們無法得知法恩斯沃思在面臨重重迫害時是否會後悔自己發明了電視機，但可以確定的是在法恩斯沃思去世的前兩年，他為自己的發明又驕傲了一次。

那是在 1969 年 7 月，電視上播放了人類第一次登月的實況，人們通過電視共同分享了這一振奮人心的歷史時刻。法恩斯沃思當時也在電視面前觀看轉播，在凝視電視畫面許久之後，他對自己的妻子佩姆說：「你知道嗎？這就是值得做下去的全部理由。」

隨著無線通信技術的發展，二戰後，電視機開始進入美國人的家庭生活，並逐漸傳遍到世界各地。如今，法恩斯沃思的一座雕像坐落在美國國會大廈裡，靜靜地看著歷史發生的一切！

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