07/10/2009

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諾貝爾獎:攝影數碼革命 兩美科學家同獲殊榮

【本報綜合報道】今年度諾貝爾物理學獎另外兩名得主博伊爾和史密斯,同樣被譽為「光的大師」,他們四十年前發明的半導體成像器件「電荷耦合器件」(Charge-Coupled Device,簡稱CCD),不僅取代菲林,為攝影帶來數碼革命,在天文和醫學上同樣也居功不小。

八十五歲的博伊爾和七十九歲的史密斯,於六九年在美國貝爾實驗室無心插柳下一同發明了CCD,當年兩人原本想研製一款性能更佳的電子記憶體,過程中卻產生了CCD,為今日全球普及的數碼攝影奠下重要基石。

被諾貝爾獎評委稱作數碼相機「電子眼」的CCD,由矽製成,一張郵票大小的CCD已含數以百萬計稱為光電池(photocell)、對光敏感的元件。這種半導體裝置應用了愛因斯坦一九二一年獲諾貝爾物理學獎的「光電效應」理論,將光影像轉化為數字訊號。

「這是真的嗎?」博伊爾從未想過會獲獎,但提到自己當年有份發明的CCD仍興奮莫名,「我看到每個角落,每個人都在用數碼相機,雖然它們用的不再是CCD,但它是一切的起點。」現時大部分數碼相機都運用CMOS感應器,它同樣以光電效應運作,但較CCD省電及便宜,不過影像的質素不及CCD。

協助將火星影像帶回地球

「火星探測器登陸火星時所用的攝影機,也像我們發明那種,沒有我們的發明這不可能成事。」博伊爾憶述他當日看到其發明協助將火星影像帶回地球,顯得甚激動,他稱那是CCD發明最重要部分,對他有刻骨銘心影響。諾貝爾獎大會形容,「CCD開啟了科學的眼界」,呈現以往看不見的事物,包括哈勃太空望遠鏡攝得的遙遠太空影像。醫學上,CCD在人體透視、顯微外科等範疇也獲廣泛應用。

博伊爾自小在母親指導下自學,十五歲才正式入學,他畢業後加入過加拿大海軍,在二戰中擔任過戰鬥機飛行員。其發明拍檔史密斯同樣是今屆諾獎得主,史密斯在美國擁有三十一個專利,退休後享受航海環遊世界。由於史密斯貢獻傑出,美國電氣與電子工程師學會專門設立了一個以他命名的獎項。