113/09/30
為什麼 COVID-19 沒有引發糧食危機？——揭開全球糧食市場的抗疫祕訣
劉品萱｜
科技大觀園特約編輯
在真空管收音機的年代，飛機從頭上飛過時，會干擾收音機聲音的品質。這個發現引領了雷達的誕生。後續的二次大戰英國、美國投入大量的人力發展雷達；德國後來無法再輕易飛越英倫海峽和U-boat潛艇相繼被獵殺，都是雷達發揮了它的功能。今天家家戶戶使用的微波爐，其實也是雷達的衍生物。
講演綱要（撰文｜高英哲）
雷達的應用最初都是為了戰爭需求而生，直到戰後才衍生成為許多便利民生的發明。在當兵時閒來無事，研究雷達上了癮的嚴宏洋老師，為我們細數雷達發展史上的重要人物與里程碑。
第一個做出類似現代雷達的，是德國發明家胡世梅耶（Christian Hülsmeyer）。他運用特斯拉所提出，電磁波遇物體會反射的原理，發明了一種特製鈴鐘；船隻以霧號發出的聲波，打到鈴鐘之後就會發出聲響，更清楚地提示船隻的存在。胡世梅耶後來更成立公司，在 1934 年製造出波長 2.5 公尺的芙蕾亞雷達（Freya radar）；這台最早的軍用雷達無法測距，不過德國人很厲害，沒幾年就研發出可用來測距，波長 50 公分的艦載式海拍雷達（Seetakt radar），為戰艦開砲測距之用。 1938 年研發出來的符茲堡微波雷達 （Wurzburg radar），更可偵測到 8 公里外的船隻，以及 500 公尺高、30 公里外的飛機。留學德國的日本人伊藤庸二，把德國的雷達技術帶回日本，奠定了日本自行研發雷達的基礎。
做為納粹德國的對手，英國人在雷達發展上也不遑多讓，他們在英倫本島設置了「鏈向」（Chain Home）雷達站系統，可監測 150 公里以外的德軍空襲動向。對於德軍用羅倫茲波束（Lorenz beam）為轟炸機提供導航的手段，英國物理學家瓊斯（R. V. Jones）也發明了以反制波加以干擾，用錫箔紙混淆雷達功能等等手段，這些原理在今日的反雷達戰仍在運用。
人才最多的美國早在 1922 年，就有電氣工程師泰勒（Albert H. Taylor）和楊恩（Leo C. Young）等人，提出用雷達原理偵測船隻的想法；雖然他們的點子未獲長官青睞，不過他們還是跟海蘭（Lawrence A. Hyland）以及佩吉（Robert Morris Page）等人合作，研發出世上第一台脈衝式雷達。這台雷達有功率不足的缺點，英國人藍道（John Randall）和伯特（Harry Boot）帶著他們發明的空腔磁控管前往美國，由波溫（Edward George Bowen）完成一台 15 千瓦的高功率雷達。波溫任職的麻省理工輻射實驗室 （Rad Lab）在二戰時有好幾項關鍵性的雷達研發計畫，包括 SCR-720 機載式雷達、SCR-584 槍砲瞄準雷達、以及 LORAN 定位雷達，都是能夠左右戰局的進展。
講了這麼多雷達的戰爭應用，在二戰過後英雄無用武之地，總算可以來為人類謀些福祉。史賓塞（Percy Spencer）在 1947 年做出第一台微波爐，這台跟人差不多高，重達 340 公斤的龐然巨物，要價 3,000 美元，在當時幾乎可以買一棟房子了，跟我們今日幾千塊台幣就能買到的輕巧微波爐，不可同日而語。巴丁（John Bardeen）、肖克利 （William Shockley）以及布拉頓（Walter Brattain）發明半導體，湯斯（Charles Townes）和戈登（James Gordon）發明微波發射器，珀塞爾（Edward Purcell）發明磁振造影，這些今日對我們生活影響無遠弗屆的發明，也確實是依循著雷達的發展脈絡衍生而成。雷達可以用來彼此爭戰，也可以用來便利生活，端看人們想要過的是什麼樣的日子。