一、海蒂?拉瑪?shù)纳浇榻B
海蒂·拉瑪(Hedy Lamarr)是一位奧裔美國(guó)女演員兼發(fā)明家,她所開(kāi)創(chuàng)的技術(shù),日后成為了如今WiFi、全球定位系統(tǒng)(GPS)和藍(lán)牙通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。作為一位常在大熒幕上亮相的天生麗質(zhì)之人,她出演過(guò)《參孫和達(dá)莉拉》以及《白色貨物》等電影,長(zhǎng)久以來(lái),社會(huì)一直忽視了她在發(fā)明創(chuàng)造方面的天賦。
拉瑪原名海德薇格·伊娃·基斯勒,1914年11月9日出生于奧地利維也納一個(gè)富裕的猶太家庭。作為獨(dú)生女,拉瑪備受身為銀行董事且充滿好奇心的父親的關(guān)注,父親激勵(lì)她以開(kāi)放的心態(tài)看世界。父親常帶她長(zhǎng)時(shí)間散步,期間會(huì)和她討論諸如印刷機(jī)或有軌電車(chē)等不同機(jī)器的內(nèi)部構(gòu)造。這些對(duì)話影響了拉瑪?shù)乃季S,年僅5歲時(shí),人們就發(fā)現(xiàn)她會(huì)拆解并重新組裝自己的音樂(lè)盒,以了解機(jī)器的運(yùn)行原理。與此同時(shí),拉瑪?shù)哪赣H是一位音樂(lè)會(huì)鋼琴家,母親將她引入了藝術(shù)領(lǐng)域,讓她從很小就開(kāi)始上芭蕾舞課和鋼琴課。
拉瑪聰慧的頭腦被忽視了,16歲時(shí),導(dǎo)演馬克斯·萊因哈特發(fā)掘了她,她的美貌成為了眾人關(guān)注的焦點(diǎn)。她在柏林跟隨萊因哈特學(xué)習(xí)表演,并于1930年在德國(guó)電影《街頭的錢(qián)》中出演了自己的第一個(gè)小角色。然而,直到1932年,拉瑪因在備受爭(zhēng)議的電影《入謎》中飾演角色而獲得了演員的知名度。
奧地利軍火商弗里茨·曼德?tīng)栐诳戳死敵鲅莸膽騽 盾畿纭泛蟪蔀榱怂目駸岱劢z之一。1933年,拉瑪和曼德?tīng)柦Y(jié)婚,但這段婚姻很短暫。她曾說(shuō):“我很快就知道,在做他妻子的時(shí)候,我永遠(yuǎn)無(wú)法成為一名演員……他在婚姻中是絕對(duì)的主宰……我就像一個(gè)玩偶,像一件藝術(shù)品,需要被保護(hù)——同時(shí)也被禁錮——沒(méi)有自己的思想,沒(méi)有自己的生活?!彼浅2婚_(kāi)心,因?yàn)樗黄仍诼聽(tīng)柕呐笥押吐暶墙宓纳虡I(yè)伙伴面前扮演女主人的角色,強(qiáng)顏歡笑,而這些伙伴中有些人與納粹黨有聯(lián)系。1937年,她逃離了曼德?tīng)柕恼瓶兀拥搅藗惗?,同時(shí)也帶走了在飯桌上關(guān)于戰(zhàn)時(shí)武器的談話中所獲得的知識(shí)。
在倫敦期間,拉瑪?shù)倪\(yùn)氣發(fā)生了轉(zhuǎn)變,她被介紹給了著名的米高梅電影公司(MGM Studios)的路易斯·B·梅耶。通過(guò)這次會(huì)面,她獲得了前往好萊塢的機(jī)會(huì),在那里,她的優(yōu)雅、美貌和口音讓美國(guó)觀眾為之著迷。在好萊塢,拉瑪結(jié)識(shí)了各種各樣古怪的現(xiàn)實(shí)生活中的人物,比如商人和飛行員霍華德·休斯。
拉瑪和休斯約會(huì)過(guò),但她最感興趣的是休斯對(duì)創(chuàng)新的渴望。她的科學(xué)頭腦在好萊塢被壓抑著,但休斯激發(fā)了拉瑪內(nèi)心的創(chuàng)新者精神,給了她一套小型設(shè)備,讓她在片場(chǎng)的拖車(chē)?yán)锸褂?。雖然她在家里也有一張用于發(fā)明創(chuàng)造的桌子,但這套小型設(shè)備讓拉瑪能在拍攝間隙進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。休斯帶她去了自己的飛機(jī)工廠,向她展示飛機(jī)的制造過(guò)程,并把她介紹給了參與制造過(guò)程的科學(xué)家們。休斯想要制造出能賣(mài)給美國(guó)軍方的更快的飛機(jī),這激勵(lì)著拉瑪進(jìn)行創(chuàng)新。她買(mǎi)了一本關(guān)于魚(yú)類(lèi)的書(shū)和一本關(guān)于鳥(niǎo)類(lèi)的書(shū),研究了各類(lèi)中速度最快的魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)。她結(jié)合了速度最快的魚(yú)的魚(yú)鰭和速度最快的鳥(niǎo)的翅膀,為休斯的飛機(jī)設(shè)計(jì)出了一種新的機(jī)翼。當(dāng)她把這個(gè)設(shè)計(jì)拿給休斯看時(shí),休斯對(duì)拉瑪說(shuō):“你是個(gè)天才?!?/p>
拉瑪確實(shí)是個(gè)天才,她那充滿發(fā)明創(chuàng)造的頭腦一直在運(yùn)轉(zhuǎn)。她曾說(shuō):“改進(jìn)事物對(duì)我來(lái)說(shuō)是自然而然的事?!彼又l(fā)明了升級(jí)版的交通信號(hào)燈,還發(fā)明了一種能在水中溶解并制成類(lèi)似可口可樂(lè)汽水的藥片。然而,她最重大的發(fā)明是在美國(guó)準(zhǔn)備加入第二次世界大戰(zhàn)時(shí)誕生的。
1940年,拉瑪在一個(gè)晚宴上遇到了喬治·安太爾。安太爾也是個(gè)古怪但聰明的人,值得一提。他以寫(xiě)作、電影配樂(lè)和實(shí)驗(yàn)性音樂(lè)作品而聞名,和拉瑪一樣有著創(chuàng)新精神。她和安太爾聊了很多話題,但他們最關(guān)心的是迫在眉睫的戰(zhàn)爭(zhēng)。安太爾回憶道:“海蒂說(shuō),當(dāng)事情處于這樣的狀態(tài)時(shí),她坐在好萊塢賺很多錢(qián),心里很不踏實(shí)?!痹谂c曼德?tīng)柦Y(jié)婚后,她擁有了關(guān)于軍火和各種武器的知識(shí),事實(shí)證明這些知識(shí)非常有用。于是,拉瑪和安太爾開(kāi)始琢磨打擊軸心國(guó)的辦法。
兩人想出了一種非凡的新通信系統(tǒng),目的是在戰(zhàn)爭(zhēng)中引導(dǎo)魚(yú)雷擊中目標(biāo)。該系統(tǒng)涉及在無(wú)線電波中使用“跳頻”技術(shù),發(fā)射器和接收器會(huì)一起跳到新的頻率上。這樣做可以防止無(wú)線電波被截獲,從而使魚(yú)雷能夠找到預(yù)定目標(biāo)。發(fā)明出來(lái)后,拉瑪和安太爾申請(qǐng)了專利,并尋求軍方對(duì)這項(xiàng)發(fā)明的支持。1942年8月,他們獲得了美國(guó)專利第2292387號(hào),但海軍決定不采用這個(gè)新系統(tǒng)。遭到拒絕后,拉瑪轉(zhuǎn)而利用自己的名人身份售賣(mài)戰(zhàn)爭(zhēng)債券來(lái)支持戰(zhàn)爭(zhēng)。她在自己的入籍國(guó)生活得很開(kāi)心,并于1953年成為了美國(guó)公民。
與此同時(shí),拉瑪還沒(méi)從自己的專利中賺到一分錢(qián),專利就過(guò)期了。雖然在1958年之前她繼續(xù)在多部電影中出演角色,但她在發(fā)明創(chuàng)造方面的天賦一直未得到公眾認(rèn)可。直到她晚年,她才因自己的發(fā)明獲得了一些獎(jiǎng)項(xiàng)。1997年,電子前沿基金會(huì)(Electronic Frontier Foundation)聯(lián)合授予拉瑪和安太爾先鋒獎(jiǎng)。拉瑪也成為了第一位獲得發(fā)明大會(huì)布爾比·格納斯成就精神獎(jiǎng)的女性。盡管她于2000年去世,但在2014年,她因開(kāi)發(fā)跳頻技術(shù)而被選入美國(guó)國(guó)家發(fā)明家名人堂。這一成就讓拉瑪被譽(yù)為“WiFi之母”,以及其他如GPS和藍(lán)牙等無(wú)線通信技術(shù)的先驅(qū)。
二、海蒂?拉瑪對(duì)通信的主要貢獻(xiàn)
海蒂·拉瑪(Hedy Lamarr)對(duì)通信技術(shù)的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在其發(fā)明的跳頻技術(shù)(Frequency Hopping)上,這一突破性成果不僅為二戰(zhàn)期間的軍事通信提供了理論支持,更深刻影響了現(xiàn)代無(wú)線通信的發(fā)展。
1、跳頻技術(shù)的發(fā)明與原理
(1)核心構(gòu)思與專利細(xì)節(jié)
1940年,海蒂·拉瑪與作曲家喬治·安塞爾(George Antheil)合作,提出了一種通過(guò)快速切換無(wú)線電頻率來(lái)規(guī)避干擾的通信方法。他們借鑒自動(dòng)鋼琴的滾筒同步機(jī)制,設(shè)計(jì)出“秘密通信系統(tǒng)”(Secret Communications System),并于1942年8月11日獲得美國(guó)專利(專利號(hào)US2,292,387)。
技術(shù)原理:發(fā)射端和接收端預(yù)先約定一個(gè)偽隨機(jī)頻率序列,信號(hào)在多個(gè)頻段間快速跳躍傳輸。由于敵方無(wú)法預(yù)測(cè)頻率切換規(guī)律,干擾和截獲變得極為困難。
創(chuàng)新性:首次將擴(kuò)頻通信(Spread Spectrum)概念付諸實(shí)踐,通過(guò)“頻率分集”提升信號(hào)抗干擾能力。例如,專利中設(shè)計(jì)了88個(gè)頻段(對(duì)應(yīng)鋼琴鍵數(shù)量),使信號(hào)在不同頻段間離散分布,降低被全頻段干擾的風(fēng)險(xiǎn)。
(2)戰(zhàn)時(shí)應(yīng)用與技術(shù)局限
拉瑪最初設(shè)想將跳頻技術(shù)用于無(wú)線電制導(dǎo)魚(yú)雷,以避免納粹干擾。然而,受限于二戰(zhàn)時(shí)期的電子技術(shù)(如體積龐大的電子管設(shè)備),該方案未能被美國(guó)海軍采納。直到20世紀(jì)60年代,軍方才將其應(yīng)用于聲納浮標(biāo)和無(wú)人駕駛飛機(jī)的通信系統(tǒng),并在古巴導(dǎo)彈危機(jī)中用于軍艦間的隱蔽通信。
2、對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)的深遠(yuǎn)影響
(1)軍事與民用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用
軍事通信:跳頻技術(shù)成為現(xiàn)代抗干擾通信的核心,例如美國(guó)軍方的Have Quick系統(tǒng),通過(guò)快速跳頻確保戰(zhàn)術(shù)通信的保密性和穩(wěn)定性。
民用技術(shù):
CDMA(碼分多址):高通公司基于擴(kuò)頻技術(shù)開(kāi)發(fā)的CDMA標(biāo)準(zhǔn),直接繼承了跳頻的“頻率分集”思想,成為3G/4G通信的基礎(chǔ)。
WiFi與藍(lán)牙:IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)采用跳頻擴(kuò)頻(FHSS)和直接序列擴(kuò)頻(DSSS)技術(shù),確保數(shù)據(jù)在擁擠頻段中的可靠傳輸;藍(lán)牙技術(shù)則通過(guò)79個(gè)頻段的跳頻機(jī)制避免信號(hào)沖突。
GPS:全球定位系統(tǒng)利用擴(kuò)頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度定位,其信號(hào)在多個(gè)頻段間擴(kuò)散,有效抵抗多徑干擾和敵方干擾。
(2)技術(shù)傳承與商業(yè)價(jià)值
拉瑪?shù)膶@m未直接商業(yè)化,但其原理被后續(xù)技術(shù)廣泛借鑒。例如,高通公司憑借CDMA技術(shù)積累了數(shù)千項(xiàng)專利,成為無(wú)線通信領(lǐng)域的巨頭,而其核心理論源頭正是拉瑪?shù)奶l技術(shù)。
三、歷史評(píng)價(jià)與榮譽(yù)
1、遲來(lái)的認(rèn)可
拉瑪?shù)呢暙I(xiàn)長(zhǎng)期被忽視,部分原因是她的好萊塢明星身份和當(dāng)時(shí)社會(huì)對(duì)女性科學(xué)家的偏見(jiàn)。直到1997年,她與安塞爾才被授予電子前沿基金會(huì)先鋒獎(jiǎng)(EFF Pioneer Award),并于2014年入選美國(guó)國(guó)家發(fā)明家名人堂,成為首位獲此殊榮的女演員。
2. 文化象征意義
拉瑪?shù)墓适鲁蔀椤懊烂才c智慧并存”的典范。2015年,Google為紀(jì)念她誕辰101周年推出專屬涂鴉;2019年,蓋爾·加朵宣布將主演其傳記電影,進(jìn)一步擴(kuò)大其影響力。
四、總結(jié)
海蒂·拉瑪?shù)奶l技術(shù)不僅是二戰(zhàn)時(shí)期的軍事創(chuàng)新,更是現(xiàn)代無(wú)線通信的基石。她的發(fā)明突破了傳統(tǒng)通信的局限性,為抗干擾、保密通信提供了理論框架,并通過(guò)擴(kuò)頻技術(shù)衍生出WiFi、藍(lán)牙、GPS等改變世界的應(yīng)用。盡管其貢獻(xiàn)在生前未被充分重視,但歷史最終承認(rèn)了她作為“無(wú)線通信之母”的地位,她的故事至今激勵(lì)著跨領(lǐng)域創(chuàng)新與性別平等的追求。