美麗與科學(xué)同行——跳頻之母海蒂·拉瑪

林革

1914年，被譽(yù)為“史上最美科學(xué)家”和“跳頻技術(shù)之母”的海蒂·拉瑪在奧地利維也納誕生。上天是如此垂青這位非凡的女性，使她集傾城傾國的美貌和非凡出眾的智慧于一身，銀幕上她是令眾生傾倒的性感女神，在科學(xué)領(lǐng)域則是發(fā)明了“跳頻通訊技術(shù)”的杰出科學(xué)家。用“比她聰明的都沒她漂亮，比她漂亮的都沒她聰明”來形容海蒂·拉瑪，雖合情合理，但仍有些屈就，因?yàn)樵诤诎灼瑫r(shí)代，她被公認(rèn)為“世界上最美麗的女人”，就連著名影星費(fèi)雯·麗也因長(zhǎng)得像她而倍感自豪。而在如今早已被大眾熟知的CDMA技術(shù)上，她所作出的貢獻(xiàn)更是至今無人能及。盡管她一直沒能從自己的研究專利中獲利，但她對(duì)全球無線通訊技術(shù)所做的卓越貢獻(xiàn)，隨著CDMA的普及應(yīng)用被專業(yè)人士和公眾所認(rèn)識(shí)，海蒂·拉瑪也由此獲得了應(yīng)有的榮譽(yù)和褒獎(jiǎng)。

“放棄”通信專業(yè)迷上表演

海蒂·拉瑪，本名海德維希·愛娃·瑪麗婭·基斯勒。由于在從影生涯中使用藝名海蒂·拉瑪達(dá)半個(gè)世紀(jì)，所以被人們熟知而如此稱呼。她的父親是當(dāng)?shù)刂莫q太銀行家，母親是一名才華出眾的鋼琴家。富裕的家庭使海蒂從小就受到良好的教育，培養(yǎng)出名門閨秀的高貴氣質(zhì)。同時(shí)，海蒂也繼承了家族成員喜歡學(xué)習(xí)，熱愛科學(xué)的特點(diǎn)，修習(xí)了通信方面的課程，良好的學(xué)術(shù)氛圍加上天資聰穎，使她掌握了相當(dāng)扎實(shí)的通信工程專業(yè)知識(shí)。

在十幾歲時(shí)，海蒂和許多女孩一樣瘋狂地迷上了表演。天生麗質(zhì)的海蒂完全置父母的反對(duì)于不顧，毅然決定放棄選修的通信專業(yè)，跟隨著名戲劇導(dǎo)演馬克思·萊因哈特去德國學(xué)習(xí)表演。從場(chǎng)記做起的海蒂在16歲時(shí)，拍攝了銀幕處女作《街上的錢》。

她的演藝生涯開始不久，軍火大亨弗里茨·曼德爾凡對(duì)她展開了熱烈追求，很快就迎娶了不滿20歲的海蒂小姐。但隨著曼德爾陰郁粗暴、唯利是圖的個(gè)性漸漸顯露，海蒂意識(shí)到自己只不過是個(gè)私有的漂亮裝飾，她對(duì)這段婚姻逐漸心生厭倦。而唯一讓她勉強(qiáng)留在曼德爾身邊的理由，是作為當(dāng)時(shí)維也納社交圈里的名人，跟隨丈夫參加各種商業(yè)會(huì)議，并能周旋于納粹軍方權(quán)貴之間，進(jìn)行“技術(shù)傾聽”。

作為納粹軍隊(duì)供應(yīng)商，曼德爾的主要產(chǎn)品是裝甲和榴彈，后來又轉(zhuǎn)向飛機(jī)上的控制系統(tǒng)，與此同時(shí)，他也很重視無線電信號(hào)遙控魚雷和無線通信干擾技術(shù)。雖然無線通信技術(shù)在當(dāng)時(shí)屬于國家最高級(jí)別軍事機(jī)密，但曼德爾與武器專家談?wù)撓嚓P(guān)技術(shù)時(shí)，毫不避諱海蒂小姐旁聽，甚至還請(qǐng)她做記錄。而他無論如何也想不到，美貌的妻子竟然學(xué)過通信專業(yè)，不但完全理解技術(shù)上的研究，而且還在高層次的“學(xué)術(shù)交流”中耳濡目染觸類旁通，很快就成為行家里手，并在日后將其相關(guān)技術(shù)發(fā)展到全新的高度。

1937年，海蒂結(jié)束了她與曼德爾的婚姻。不久，她成功打入好萊塢，并取藝名“海蒂·拉瑪”，開始了全新的演藝生涯。銀幕上的海蒂是如此優(yōu)雅美麗，仿佛她本身就是一部電影，觀眾常不由自主地陶醉于這種國色天香，而完全忽略了電影情節(jié)和她的演技。特別是1942年，海蒂與《卡薩布蘭卡》、《煤氣燈下》這兩部后來的電影名作擦肩而過，她的花瓶形象再無翻身的機(jī)會(huì)。擁有驚世容顏卻無一部傳世作品，海蒂的演藝事業(yè)令人不禁深深嘆息。所幸的是，海蒂很快就意識(shí)到這一點(diǎn)，她轉(zhuǎn)而投身自己的通信專業(yè)，她要向世人證明，除了非凡的容貌，自己還有非凡的智慧。

“保密通信系統(tǒng)”的誕生

二戰(zhàn)期間，參戰(zhàn)各方都想提高魚雷命中率。他們通常用無線電信號(hào)引導(dǎo)魚雷。但敵方也可通過干擾無線電信號(hào)，讓魚雷偏離目標(biāo)。早期通信是在一個(gè)單獨(dú)的頻道上傳輸，敵方可以有效地干擾。海蒂設(shè)想，在魚雷發(fā)射和接收兩端，同時(shí)用數(shù)個(gè)窄頻信道傳播信息，這些信號(hào)按一個(gè)隨機(jī)的信道序列發(fā)射出去，接收端則按相同的順序?qū)㈦x散的信號(hào)組合起來。這樣，對(duì)于不知信道序列的接收方來說，接收到的是噪聲，這樣就能有效地操縱引導(dǎo)魚雷不受敵方干擾。

海蒂富有創(chuàng)意和遠(yuǎn)見的構(gòu)思能成為專利產(chǎn)品，與她的鄰居——同樣仇恨納粹的傳奇音樂家安泰爾也有很大關(guān)系。當(dāng)安泰爾得知海蒂準(zhǔn)備研發(fā)軍用防干擾、防竊聽的無線通訊系統(tǒng)的構(gòu)想后，他給出了借鑒自動(dòng)鋼琴的原理來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)“跳頻” 編譯密碼的建議，這樣就能完美解決發(fā)送和接收信號(hào)序列同步的難題。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的自動(dòng)鋼琴很像老式計(jì)算機(jī)，通過讀入編好碼的打孔紙帶來演奏，為了使這些非同尋常的樂器準(zhǔn)確地同步演奏，安泰爾曾在編碼上頗費(fèi)了一番心血才找到解決之道，這次在海蒂的研究中剛好派上用場(chǎng)。

在兩人的共同努力下，免干擾通信系統(tǒng)的雛形慢慢清晰。1940年12月，兩人將一份說明和圖稿送交至國家發(fā)明家委員會(huì)，得到了專家的充分肯定。在指定專業(yè)人員的協(xié)助下，他們剔除了導(dǎo)致故障的程序錯(cuò)誤，終于在1942年8月大功告成，這項(xiàng)“保密通信系統(tǒng)”發(fā)明被授予美國專利，專利號(hào)為2292387。海蒂和安泰爾將這項(xiàng)“跳頻通訊技術(shù)”專利送給了美國政府，希望能夠?qū)Ξ?dāng)時(shí)正如火如荼的二戰(zhàn)有所幫助。可惜美國軍方對(duì)此認(rèn)識(shí)不足，未加理會(huì)，導(dǎo)致這項(xiàng)發(fā)明一直處于冷凍保密的狀態(tài)。專利于1960年到期，兩人沒有得到一分錢的專利收入，居功至偉的海蒂在當(dāng)時(shí)也未能獲得任何榮譽(yù)。

跳頻技術(shù)，沉寂之后大放異彩

直到20世紀(jì)50年代，海蒂的這一杰出設(shè)計(jì)思想，才被廣泛運(yùn)用到軍隊(duì)計(jì)算機(jī)芯片中，10年后，相關(guān)的擴(kuò)頻技術(shù)研制成功。從那時(shí)起，海蒂的天才構(gòu)想也開始不斷啟發(fā)通信領(lǐng)域的科學(xué)家，從而被廣泛運(yùn)用到手機(jī)、無線電話和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的研發(fā)上。美國的高通公司就是憑借海蒂的設(shè)想，才研發(fā)出CDMA無線數(shù)字通信系統(tǒng)，從名不見經(jīng)傳變成了全球500強(qiáng)。這些事實(shí)表明，海蒂的專利技術(shù)及其關(guān)于無線信號(hào)的一系列新概念，為未來的移動(dòng)通信技術(shù)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)——今天的擴(kuò)頻通信技術(shù)就起源于“跳頻”概念。曾有人斷言，如果沒有海蒂的發(fā)明，現(xiàn)代通信技術(shù)和移動(dòng)電話可能就不會(huì)存在。由此可見，如今隨處可見的手機(jī)和現(xiàn)代移動(dòng)通信設(shè)備與這項(xiàng)塵封已久的專利之間的不解之緣。

令人遺憾的是，20世紀(jì)50年代以后，海蒂息影隱居，不接受任何榮譽(yù)和訪問，默默地享受著寧靜的生命。直到1997年，從來沒有得到奧斯卡獎(jiǎng)的海蒂，作為一名科學(xué)家終于得到了學(xué)術(shù)界的承認(rèn)：美國電子科學(xué)前沿基金會(huì)為表彰她在電子技術(shù)領(lǐng)域?qū)ι鐣?huì)的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，授予她“特別先鋒獎(jiǎng)”，這一獎(jiǎng)項(xiàng)對(duì)于她在計(jì)算機(jī)通信方面的貢獻(xiàn)給予了肯定。對(duì)于這份遲來的榮譽(yù)， 83歲高齡的海蒂頗感欣慰。她在1999年曾說了一段可以寫成墓志銘的話：“電影在一段時(shí)間里確實(shí)會(huì)有一定地位，不過，技術(shù)卻是永恒的。”