真空管的出现
上期所介绍的ENIAC电子计算器使用了18800个真空管（Vacuum Tube，又名电子管），导致它的体积十分庞大，可见用真空管构成的机器是何等笨重。不过话虽如此，真空管对机械人、甚至整个人类文明的发展有着举足轻重 的影响。毕竟没有真空管，电子计算器的概念便不能实现。为此今期笔者会回顾有关真空管的发展历程。
要研究真空管的历史，便要追溯到一位著名的美国发明家──爱迪生（T. Edison）的一项发现。1883年，他在真空电灯泡内部的碳丝附近安装一小截铜丝，希望铜丝能阻止碳丝蒸发。实验结果虽令爱迪生大失所望，但他无意中 发现，没有连接在电路里的铜丝，却因为接收到碳丝发射的电子而产生了微弱的电流。不过爱迪生并不重视这个现象，只是把它称之为「爱迪生效应」，申报为一项 未找到用途的专利。
世事往往很奇妙，被爱迪生弃之不理的发现，却启发了在大西洋另一端的一位年青物理学家及电气工程师──弗莱明（J. Fleming）。当时他在位于伦敦的爱迪生事务所当顾问，又跟无线电的发明者、意大利无线电发明家马可尼（Guglielmo Marconi）合作进行远距离无线电通信研究。在研究过程中他们发现必须要有一具灵敏可靠的无线电检波器（Detector），才可以准确接收从远处传 送来的无线电讯号。当时不少科学家为了寻找一个高效率检波器，做过许多实验，但效果均并不理想。
当弗莱明接触到「爱迪生效应」之后，他灵机一触，想到利用「爱迪生效应」将交流电（A.C.）转化成直流电（D.C.）。于是，他采用了一个金属圆 筒来代替爱迪生所用的金属丝，套在灯丝外面，和灯丝一起封在玻璃泡里。这样接收电子的面积便大大增加了。经过实验后亦发现检波效果十分理想。这个被弗莱明 称为「热离子阀」（Thermionic valve）的组件便是世界上第一个真空二极管了，不过在这个阶段，真空管的应用还是很有限，大多只被应用在无线电报的接收机上。
而令真空管更进一步影响人类生活的，便得要归功于美国工程师福雷斯特（D. Forest）。一次偶然的机会，福雷斯特因邂逅了马可尼，而激发他革新无线电检波装置的梦想。1906年，为了提高真空二极管的检波灵敏度，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，称为「栅极」。它就像百叶窗一样，能控制阴极与屏极之间的电流。只要栅极有微弱的电流通过，就可在 屏极上获得较大幅的电流，而且屏极的波形与栅极的完全一致，其作用跟现在的晶体管（Transistor）一样。1907年，福雷斯特向美国专利局申报了 真空三极管的发明专利。到了1912年，福雷斯特把几个真空管与电话机话筒、耳机连接起来，再把手表放在话筒前方，成功将真空三极管以级联 （Cascading）的方式将音量倍大。据说手表的「滴哒」声还几乎把他的耳朵震聋了呢！后来人们更在他的故居矗立起一块上面写了「福雷斯特在此发现了 电子管放大作用。」的纪念碑来纪念他的伟大发明。
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美国发明家爱迪生 |
马可尼 Guglielmo Marconi |
弗林明 John Ambrose Fleming |
福雷斯特的真空三极管 |
真空管的运作方式──微弱的电流通过栅极导致屏极有数倍幅度的电流输出，令它能充当开关组件，而且其开关速度要比继电器（relay）快成千上万 倍，最终为电子计算器的出现奠下基础。虽然今时今日，真空管已不常见于日常生活，但它仍在其他领域上使用，例如音响设备（俗称的「胆机」）、高输出功率的 电台及电视发射器、军事设备等。不得不说，真空管的面世，确实加快了通讯技术的普及程度和发展。从这段历史可以看到，其实机械人的发展往往建基于多位已故 科学家一直为不同技术范畴所作出的努力；直到二次大战后便开始将各种科技结合和应用，研发出具实用性的机械人。笔者日后除了继续介绍机械人的历史外，亦会 将相关技术的发展历程向大家分享。
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