喬治·史密斯 (1930—2025)

史密斯與同事博伊爾構(gòu)想了將光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的方法，為數(shù)碼攝影及醫(yī)學(xué)、天文學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步指明了方向。

貝爾實(shí)驗(yàn)室的研究員喬治·史密斯（George E.Smith）于2025年5月28日在美國新澤西州的家中辭世，享年95歲。他和威拉德·博伊爾（Willard S.Boyle）因發(fā)明了一種成像半導(dǎo)體電路，即電荷耦合器件（CCD）傳感器，獲得了2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)（當(dāng)時(shí)與他們二人共享這一殊榮的是光學(xué)通信領(lǐng)域的科學(xué)家高錕）。

史密斯于1930年5月10日生于紐約州白原市，小時(shí)候因父親的原因曾輾轉(zhuǎn)多個(gè)學(xué)校就讀。1955年，他畢業(yè)于賓夕法尼亞大學(xué)，并于1959年獲得芝加哥大學(xué)的物理學(xué)博士學(xué)位。

1969年，他與博伊爾在黑板上勾勒出一個(gè)構(gòu)想，該構(gòu)想后來成為數(shù)碼攝影和深空成像等應(yīng)用的技術(shù)基石。該構(gòu)想的創(chuàng)新核心是一種被稱為“光電效應(yīng)”的現(xiàn)象，愛因斯坦對(duì)這種現(xiàn)象的探索比他們還要早半個(gè)世紀(jì)。他們從愛因斯坦的研究中得知，光能使電子脫離金屬及其他材料表面。隨后，他們通過頭腦風(fēng)暴推測出：金屬釋放的電荷可以被引導(dǎo)和儲(chǔ)存。二人認(rèn)為，這種電子集結(jié)技術(shù)可以與半導(dǎo)體結(jié)合，構(gòu)建入射光的圖像。史密斯說：“你想要的是光子射入，且每個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)可計(jì)數(shù)的電子?！?/p>

他們最初提出這一構(gòu)想是為了將其應(yīng)用于一款計(jì)劃推出的可視電話（史密斯與博伊爾在貝爾實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)的項(xiàng)目之一）上。這個(gè)當(dāng)時(shí)被稱為“PicturePhone”（可視電話）的未來主義概念，成了測試CCD的早期試驗(yàn)場。該器件可以將光轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。

在1974年注冊專利后，CCD的巨大應(yīng)用潛力迅速顯現(xiàn)。

1975年，伊士曼柯達(dá)公司的團(tuán)隊(duì)推出近乎鞋盒大小的數(shù)碼相機(jī)原型機(jī)一通過CCD技術(shù)將圖像存儲(chǔ)于盒式磁帶（可存儲(chǔ)約30張照片的數(shù)據(jù)）上。該相機(jī)的首席發(fā)明家史蒂文·薩森（Steven Sasson）稱之為“全電子相機(jī)”可行性驗(yàn)證的關(guān)鍵時(shí)刻，盡管其處理方式與當(dāng)今超高速、高分辨率數(shù)字成像截然不同。

與此同時(shí)，天文學(xué)家也意識(shí)到，CCD技術(shù)可通過捕捉超人類視覺的光波圖像來推動(dòng)其領(lǐng)域發(fā)展，助力探索有關(guān)宇宙本質(zhì)的根本問題。至20世紀(jì)70年代末，天文臺(tái)已經(jīng)在用CCD成像單元替代大型照相底片，由此開啟觀測轉(zhuǎn)型：基于CCD技術(shù)，宇宙通過哈勃空間望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備的鏡頭開始呈現(xiàn)為更加清晰和精細(xì)的圖景。

迅猛發(fā)展的CCD技術(shù)亦為深?？碧胶陀跋褚龑?dǎo)手術(shù)開辟了新疆域。

諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)2009年在宣布物理學(xué)獎(jiǎng)時(shí)指出，史密斯與博伊爾的工作最終幾乎觸及了生活的方方面面。瑞典皇家科學(xué)院的秘書長貢納爾·厄奎斯特（GunnarOquist）也補(bǔ)充稱：“他們的研究奠定了現(xiàn)代信息社會(huì)的基礎(chǔ)?！?/p>