编者按：显示器在当代极其重要，哭闹的孩子只需要拿出ipad就能让他瞬间泪流满面(错误示范)。但是你还记得小时候客厅里的电视机吗？就是那种一有噪音就要用手刀砍45度的那种！这种电视采用CRT(阴极射线管)技术，堪称各种3C产品的“祖先屏”。本文将回顾它的前世，看看屏幕对人类的杰出贡献。)。
《口头禅战记》中的七海贤者有一句话：“枕头上掉下来的头发越来越多，最爱吃的有蔬菜的面包从便利店里消失。只有这些微小的绝望积累起来，人才能成长。”——柯凡《童年崩坏》专题邀请读者重新审视童年的产物，让你的童年继续崩塌不停歇 (`) 。
计算机的发展日新月异，但至今仍有冯诺依曼架构，分为五大单元：处理单元、控制单元、存储单元、输入设备和输出设备。在这里，输出设备中的显示器已经从笨重的阴极射线管(CRT)发展到轻薄的液晶显示器(LCD)，这使得用户在外观上感受到最明显的变化。
但是你知道吗？起初，他们的发明与计算机无关。
显示器的起源与演进
CRT源于1857年德国物理学家盖斯勒发明的盖斯勒管，也是霓虹灯的始祖。盖斯勒将一种稀薄的气体(约为标准大气压的千分之一)注入密封的玻璃管中，比如氖气或氩气等稀有气体，然后在玻璃管两端的电极上施加高压，使气体电离。自由电子将与周围的气体分子碰撞，产生更多的自由电子。当电子落回原来的轨道区域时，释放的能量会以光的形式出现。不同的气体会发出不同颜色的光。
后来，英国物理学家克鲁克斯把盖斯勒管中的气体抽到只有大气压的十分之一。结果，没有均匀的光，只有阳极端的玻璃发光。这种发光原理与盖斯勒管不同，是没有电子的气体离子被吸引到阴极，阴极金属片受到撞击后，电子与金属原子分离，然后在阴极的斥力和阳极的吸力的双重作用下，高速发射到阳极。由于接近真空，电子不会被稀有气体分子阻挡，它们会一路射向玻璃，敲出电子并产生光。
盖斯勒管被自己的光照亮，摘自1869年的法国物理学书。图/维基百科然而那时候我们连原子的结构都不知道，根本不知道原理。我们不得不通过实验来探索光的起源。1869年，德国物理学家约翰希托夫发现，如果在阳极附近放置一个遮蔽物，它会在玻璃管的末端投下阴影，因此推断光的能量必须从阴极直接传播到阳极。1876年，他的弟子尤金戈尔茨坦证实它是由阴极金属片制成的，并将其命名为“阴极射线”。
1879年，克鲁克斯发现阴极射线的方向会因磁场的影响而发生偏转，但直到1896年，德国物理学家费迪南德布劳恩才发现它的实际用途。他修改了克鲁克斯管，增加了玻璃管在阳极端的面积，涂上荧光材料，延长了玻璃管的长度。中间用电磁铁产生磁场来控制电子的飞行方向，这样就可以在荧光玻璃上产生图案。
克鲁克斯管示意图。从阴极直射出来的阴极射线打在玻璃壁上，从而在玻璃壁上呈现磷光。嵌入玻璃管中的掩模将在磷光区域形成阴影。图/维基次年2月，博朗发表了他设计的博朗管，并明确指出其用途：显示电流/电压随时间的变化。就这样，布劳恩不仅发明了阴极射线管，还发明了历史上第一台示波器，直观地显示了电流周期、波形和相位的特性。值得注意的是，此时电子的存在还是未知的。直到三个月后，J. J .汤姆逊发表了他的克鲁克斯管实验，证明了阴极射线是带负电的基本粒子，也就是电子。
毕竟示波器只显示简单的波形，阴极射线管还需要30年才有新用途：作为电视机的显像管。你可能会想，既然你能制作动态图像，你应该很快就能在电脑屏幕上使用它们。其实不是，因为真正全程使用电子信号的计算机是二战结束后才发明的。在此之前，不可能使用CRT屏幕。相反，二战前刚刚发明的雷达系统，首先使用CRT显示移动目标。
泰克示波器。图//泰克
西元1949年以后：O
="utf-8"/>OXX——第一个视觉化的电脑游戏
其实 1945 年问世的第一台通用型电脑「电子数值积分仪暨计算机」（Electronic Numerical Integrator And Computer，简称 ENIAC）也没用到 CRT，它是靠插拔电缆与切换开关来设定程式，而计算结果则输出到打孔纸带。率先配备 CRT 萤幕的电脑是 1949 年启用的「电子延迟存储自动计算机」（Electronic Delay Storage Automatic Calculator，简称 EDSAC），它也是第一台採用冯纽曼架构的电脑。不过 EDSAC 的 CRT 萤幕只是做为示波器，监测电路之用；输入程式与输出计算结果都还是用打孔纸带。
有趣的是，剑桥大学的博士生道格拉斯（Sandy Douglas）于 1952 年为 EDSAC 写了井字游戏的程式，利用 CRT 萤幕呈现井字与 ”O”、”X” 符号，成为史上第一个视觉化的电脑游戏，也让 CRT 萤幕首度在电脑上输出运算结果。不过真正让 CRT 萤幕专门做为输出装置的商用电脑，是迪吉多电脑公司（Digital Equipment）于 1959 年推出的 PDP-1，自此开始，CRT 萤幕逐渐成为电脑的标準配备。
一个物质怎么会有两个熔点？液晶的崛起
CRT 技术不断改善，从单色变为彩色、从低解析度进阶到高解析度，但受限于阴极射线管的技术原理，仍难以摆脱笨重的身型。不过由于没有其他替代性的技术，CRT 萤幕一直是电视与电脑的唯一选择，直到 1990 年代，日益成熟的液晶显示器才逐步加以取代。
其实液晶的发现早在阴极射线管发明之前。在 1880 年代，植物学家从胡萝蔔中萃取出两种胡萝蔔素，一种是红色的，另一种是无色的。有人认为无色的胡萝蔔素就是植物性胆固醇，但缺乏确切证据而引发争辩，没有定论。1888 年，奥地利植物生理学家莱尼泽（Friedrich Reinitzer）决定进行实验，分析比较两者的物理化学特性，以釐清这个问题。
莱尼泽先从胆固醇的各种衍生物着手，结果他在加热苯甲酸胆固醇酯（C34H50O2）时，发现两个奇特的现象。首先它在 145.5°C 时会熔化成混浊的液体，接着继续加热到 178.5°C 的话，混浊突然消失，变成清澈透明。而在冷却的过程中，原本透明的液体会变成蓝紫色，然后颜色迅速消失，变为混浊。当温度继续下降，蓝紫色再度出现，接着变为黄绿色、橙黄色、红色，同时出现结晶的现象。
一个物质竟有两个熔点，还会在冷却结晶过程中变色，这完全超乎莱尼泽的理解，于是他写信向晶体学专家雷曼（Otto Lehmann）请教。雷曼用偏光显微镜仔细观察后，发现混浊的苯甲酸胆固醇酯液体中，有许多结晶体，使得不同偏振方向的光产生不同折射，也就是类似石英、宝石等固体晶体的双折射现象。雷曼继续研究哪些物质在液态时，也具有固体晶体光学的性质，并把这类液态下的物质称为「液态晶体」，这就是液晶的名称由来。
雷曼发表实验结果后，虽然有其他科学家继续液晶的研究，包括以人工合成，但这些研究都仅限于科学上的好奇，没有人想到将液晶的光学特性用于显示文字或图像。直到 1962 年 4 月，美国无线电公司（Radio Corporation of America，简称 RCA）的物理化学家威廉（Richard Williams）突发奇想，首度对液晶施加电场，才开启了液晶显示器的研究。
其实威廉的本意并非为了寻求液晶的显示功能，恰恰相反，他是想让液晶发挥遮蔽作用，才着手进行实验。当时美苏对峙，核子危机一触即发，威廉设想飞行员出任务时，可能会被核弹强光伤害视力，于是想要发明一种类似高速快门的装置，可以让透明玻璃瞬间变黑，以保护飞行员的眼睛。威廉看上的是一种「向列型液晶」，这种分子就像火柴盒中的火柴棒那样顺向排列，除了自身转动外，彼此也会相互滑动。他想试验电场是否会改变它们的方向，吸收不同波长的光。
威廉在两片耐热玻璃之间涂上薄薄一层向列型液晶，加热到 125°C，再接上电，结果发现原本透明的液晶有部分立即变暗，形成皱褶般的图案。一关掉电源，图案马上消失，液晶又变回透明。威廉脑筋一转，想到这或许可以用来替代电视机的映像管，于是在对公司内部演示时，主动提议开发液晶显示器。
不过这个点子马上被打回票，因为先不提各种技术障碍，光是机器得维持在一百多度的高温这点，就太过危险，不可能做为一般消费商品。威廉只好放弃这个构想，转而投入其它研究，所幸当时现场有位 28 岁的年轻人看了演示后念念不忘，液晶显示器才没有胎死腹中。
美国工程师兼商人 George Heilmeier
这位年轻人是拥有博士学位的海尔迈尔（George Heilmeier），他在 RCA 的工作是研究如何用雷射技术进行通讯传输。原本雷射是用红宝石之类的晶体产生，但海尔迈尔不需要那么大的功率，因此他一直想要找到成本更低的晶体代替。威廉的演示为他指出一个新的方向：或许可以用向列型液晶取代固态晶体。他带领部门开始研究液晶，结果在 1966 年发现一种方法，可以在室温下合成出向列型液晶，海尔迈尔立刻体认到：阻挡开发液晶显示器的障碍已经排除。
海尔迈尔成功说服高层，成立液晶显示器的研究团队。隔年他们即做出小型的原型机，可以显示静态图样与简单动画。1968 年 5 月，RCA 召开盛大的记者会，对外公布他们已拥有将液晶用于显示器的技术，并乐观地预言再过几年，科幻电影《2001太空漫游》中的平面电视即可问世。
这个预言当然太过乐观了，液晶显示器的画质要赶上 CRT 萤幕还有一大段距离要走，初期只能用于电子计算机与电子錶。不过 RCA 决定全力发展电脑事业，竟大幅缩减液晶显示器部门，将液晶显示器市场拱手让予日本为首的其它国家。海尔迈尔也于 1970 年代离开 RCA，到国防部服务几年后，转任德州仪器副总经理，并于 1983 年升为技术长（顺带一提，张忠谋就在这一年离开服务了 25 年的德州仪器。）
无论如何，由于海尔迈尔开发出原型机，加上 RCA 大力宣传，随后又改变策略，对外授权液晶显示器的技术，才加速了液晶时代的来临。如今液晶显示器以各种型态出现在我们生活中，除了用于电脑、笔电，从手机、电视，到各种电器用品也都处处可见，已是现代社会不可或缺的角色。或许有一天液晶显示器也会步上被新技术淘汰的命运，但它与 CRT 萤幕绝对是未来人们回首过往科技产品时，一定会伴随出现的记忆。
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