智能应用 影音
DTResearch
ST Microsite

妖姬的跳频

台湾中山科学研究院在无线通讯的跳频技术(Frequency Hopping)上有很深的着墨。这项技术能有效地防止敌人的无线电干扰。今日乌俄战争中,高档的无人空中载具都充分运用跳频技术,让士兵能线上操作无人机,不受干扰。

很多人可能想像不到,跳频技术的发明人是电影《霸王妖姬》(Samson and Delilah)的女主角「妖姬」海蒂·拉玛(Hedy Lamarr, 1914~2000)。这部电影获得第23届奥斯卡金像奖。拉玛发明跳频技术的动机并非要运用于空中的飞机,而是水中的鱼雷(Torpedo)。

第一款鱼雷是白头鱼雷(Whitehead Torpedo),制造于1866年,以其发明者怀海德(Robert Whitehead)命名。过去的漂移水雷必须被动等待敌舰撞上,而白头鱼雷内建动力,可主动攻击敌人目标。

1895年的甲午战争,日本帝国海军以鱼雷重创清朝北洋舰队定远号战舰,证明了鱼雷以小博大的实际战果。日俄战争期间,俄罗斯帝国海军与日本帝国海军互相使用鱼雷攻击敌方舰艇。然而军事专家在日俄海战过程中发现,鱼雷实在是无甚作用。日俄共发射近600枚鱼雷,只击沉数艘船舰,其余80多艘船舰是被传统炮火击沉。

特斯拉(Nikola Tesla;1856~1943)很早就发现鱼雷的缺点,向美国军方游说无线电导引鱼雷的可行性,但遭到拒绝。特斯拉的想法超前军方太多,而日俄战争证实特斯拉建议的必要性。美国海军恍然大悟,开始在第一次世界大战时研发无线电控制的鱼雷,称之为哈蒙德鱼雷(Hammond Torpedo)。
1930年代的拉玛白天忙着拍电影,晚上则一直想点子,希望帮助盟军打赢第二次世界大战;她向休斯(Howard Hughes, Jr., 电影《钢铁人》中男主角爸爸的原型)提出飞机机翼的设计,并被休斯采用;她也构想出发泡片剂,让在前线作战的军人将片剂融入水中,就可以变成可乐畅饮。

1940年,拉玛在宴会上遇到钢琴家安瑟(George Antheil, 1900~1959)。在钢琴边闲聊之际,拉玛忽然想到一个秘密通讯的方法,可发展出抵挡敌人电波干扰鱼雷的控制。

当时的无线通讯使用固定频率,除了容易被拦截干扰外,还时常有断讯问题。拉玛看着安瑟手边的琴键,灵机一动:「就像弹奏钢琴的不同琴键一样,时常改变通讯的频率就可以达到防止敌人电波干扰的目的。」安瑟按照拉玛的想法,藉由他所熟悉的自动钢琴,开发出一个能够自动编译口令的模型,也就是今天我们熟悉的跳频技术。这项技术不但扩大通讯量,并且成功将通讯内容加密,并于1942年取得美国专利。

拉玛将这个贡献提供给美国军方。军方不认为电影明星和钢琴家的奇思妙想能够真的实现,劝拉玛将发挥她其他方面的天分,利用她的美貌帮军方募款。拉玛只好将她伟大的发明搁置一旁,到处宣传,帮政府募到2,500万美元的战争债券。

拉玛说:「希望和对未来的好奇心,似乎比保证的事物更好。这就是我的方式。未知的事物对我总是如此有吸引力……现在依然如此 (Hope and curiosity about the future seemed better than guarantees. That's the way I was. The unknown was always so attractive to me... and still is)。」

海蒂·拉玛(Hedy Lamarr, 1914~2000)。

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。