14、电子管的发明

1883年，为人类贡献了2000余项发明的美国科学家爱迪生（T.Edison），为寻找电灯泡最佳灯丝材料，曾做过一项小小的实验。他在真空电灯泡内部碳丝附近安装一小截铜丝，希望铜丝能阻止碳丝蒸发。实验结果使爱迪生大失所望，但在无意中，他发现，没有连接在电路里的铜丝，却因接收到碳丝发射的热电子而产生了微弱的电流。爱迪生并不重视这个现象，只是把它记录在案，申报了一个未找到任何用途的专利，称之为“爱迪生效应”。

被爱迪生本人忽略的“爱迪生效应”惊动了大洋彼岸的一位青年。1885年，30岁的英国电气工程师弗莱明（J.Fleming）坚持认为，一定可以为热电子真空发射找到实际用途。经过反复试验，他终于发现，如果在真空灯泡里装上碳丝和铜板，分别充当阴极和屏极，则灯泡里的电子就能实现单向流动。经过多次实验，1904年，弗莱明研制出一种能够充当交流电整流和无线电检波的特殊灯泡——“热离子阀”，从而催生了世界上第一只电子管，也就是人们所说的真空二极管。

然而，直到真空三极管的发明后，电子管才成为实用的器件。真空三极管的发明者是美国工程师德·福雷斯特（D.Forest）。

德·福雷斯特那年也不到30岁，孩提时期并不出众，被老师认为是个平庸的孩子，唯一的爱好是拆装各种机械小玩艺。一次偶然的机会邂逅了无线电发明家马可尼，激发了他创新无线电检波装置的发明之梦。大学毕业后的短短5年，他连续取得了34项发明专利。

1906年，为了提高真空二极管检波灵敏度，德·福雷斯特在弗莱明的玻璃管内添加了栅栏式的金属网，形成第三个极。这个“栅极”仿佛就像百叶窗那样，能控制阴极与屏极之间的电子流；只要栅极有微弱电流通过，就可在屏极上获得较大的电流，而且波形与栅极电流完全一致，标志着这是一种能够起放大作用的真空三极管器件。

因发明新型电子管，德·福雷斯特竟无辜受到美国纽约联邦法院的传讯。有人控告他推销积压产品，进行商业诈骗。法官判决说，德·福雷斯特发明的电子管是一个“毫无价值的玻璃管”。1912年，顶着随时可能入狱的压力，德·福雷斯特来到加利福尼亚帕洛阿托小镇，坚持不懈地改进三极管。 在爱默生大街913号小木屋，德·福雷斯特把若干个三极管连接起来，与电话机话筒、耳机相互连接，再把他那只“走时相当准确的英格索尔手表”放在话筒前方，手表的“滴哒”声几乎把耳朵震聋。

帕洛阿托市的德·福雷斯特故居，至今依然矗立着一块小小的纪念牌，以市政府名义书写着一行文字：“德·福雷斯特在此发现了电子管的放大作用。”用来纪念这项伟大发明为新兴电子工业所奠定的基础。电子管主要在无线电装置里，它的诞生为通讯、广播、电视等技术的发展铺平了道路。可是，人们不久还发现，真空三极管除了可以处于放大状态外，还可充当开关器件，其速度要比继电器快成千上万倍。电子管很快受到计算机研制者的青睐，计算机的历史也由此跨进电子的纪元。

15、默默无闻的ABC计算机

从弗莱明发明第一只电子管到公认的第一台电脑ENIAC问世，历经了近50年。事实上，这一时期早就有人试制过真正的电子计算机。

1973年10月19日， 美国一家地方法院经过135次开庭，当众宣布一项判决书：“莫契利和埃克特没有发明第一台计算机，只是利用了阿坦那索夫发明中的构思。”理由是阿坦那索夫早在1941年，就把他对电子计算机的初步设想告诉过ENIAC的发明人。

阿坦那索夫（J. Atanasoft）是衣阿华大学数学物理教授，保加利亚裔的美国博士。与艾肯博士相似，为指导研究生作毕业论文，他也遇到求解微分方程的难题，并设想把计算尺改造成大型的计算装置。在1935年到1937年间，阿坦那索夫冷静地分析了他接触过的机械式、电磁式计算机，反复比较了各种方案。1939年隆冬的一个晚上，阿坦那索夫心情沮丧，计算机设计遇到了难关，始终无法解决，他只好驱车驶上高速公路兜风。开着汽车一连跑了几百英里，阿坦那索夫把车停靠伊里诺斯州路旁小店前，要了两杯饮料，独自坐了下来。

阿坦那索夫后来回忆说：“我想或许喝了两杯饮料，思维变得活跃起来，使我长期困惑不解的难题，一下子迎刃而解了。”逻辑电路、二进制码、记忆元件……，计算机的结构一一构思成熟。更重要的是，他打算采用电子管作为开关元件。

由于他对电子技术不太熟悉， 于是从电子工程系物色到一位应届毕业生贝瑞 （C.Berry），在物理楼地下室里建立了“车间”。阿坦那索夫和贝瑞计划制造的电子计算机，将可以解出有30个未知数的方程， 可他们只申请到600美元的经费，仅能够造一个部件。直到1939年10月，他们才装配出一台试验样机。

在试验样机基础上， 他们下一步打算研制的机器叫“ABC”，即“阿坦那索夫—贝瑞—计算机”三单词的英文字头，用300多个电子管组装。1941年年底，ABC主要部件已经定型，只有穿孔卡设备有待最后完成。由于美国正式参加反法西斯战争，贝瑞离开学校前往一家军事工程公司工作， 这台机器原定的目标没有实现。

ABC计算机存放在衣阿华大学物理楼的储存室里，1946年被人拆散，唯一只留下了存储器部件，逐渐被人遗忘。衣阿花大学没有为ABC申请专利， 给电子计算机的发明权问题带来了旷日持久的法律纠纷。美国地方法院的裁定也不无道理，因为ENIAC的发明者莫契利确实到衣阿华大学参观过ABC电子计算机，从阿坦那索夫天才的思想里受益匪浅。