声音战争
2008年4月20日 | 作者： 库什纳（David Kushner） | 插图： 汉纽卡（Tomer Hanuka） | 栏目： 最新文章, 生物科技历史中充满了发明家相互竞争、要抢先研制出突破性新产品并推向市场的故事：豪（Howe）和辛格（Singer）的缝纫机之争、贝尔（Bell）和格雷（Gray）的电话之争、爱迪生（Edison）和斯旺（Swan）的灯泡之争。在许多例子中，获胜者成了家喻户晓的人物和行业领袖，落败者则完全被人遗忘。
历史不断在重演：有两位发明家各自发明了同一种音响技术，而企业客户相信这种技术能开拓出一个庞大的市场。这种技术名为定向式音响（Directional sound），利用超声波发射器射出一道类似激光且可以听见的声波束，这种声波束非常集中，只有在其狭窄前进路径范围内的人才听得见。索尼公司欧洲业务部的产品经理比斯（Simon Beesley）说：“这种技术真是非同凡响。毫无疑问，它会成为一种能带来十几亿美元销售额的产品。”
然而，这份十几亿美元的巨奖将会由谁夺得呢？加州波韦American Technology Corporation（ATC）公司的诺里斯（Elwood Norris）和麻省沃特敦Holosonic Research Labs 公司的庞佩（F. Joseph Pompei）根据同一科学原理，各自创建了一种彼此很相似的定向式音响系统，并都坚称自己的系统将能为声学带来革命性的影响。诺里斯和庞佩都想象到一种情况，就是一家四口同时坐在一辆汽车内， 4 人分别听着4 种不同的音乐或广播节目，而且谁都不用戴上耳机。他们还预见到街上的广告牌或零售店的橱窗每次只对一位路过的顾客发送声音；或者在某个挤满人的商品展览会中，成千上万道只能在展品的周围听到的声波束取代了由成千上万种介绍产品的声音汇聚成的巨大噪音。警察在控制人群时再也不必使用扩音器，而只需对引起混乱的那个人直接发出命令。两位发明家指出，他们的最终目标是大部分的传统扬声器将由定向式音响装置取代。
这两位互相竞争的发明家也许有相同的目标，然而他们的背景迥然不同。现年69 岁的诺里斯是美国西海岸的独立发明家，没有大学学位，所接受过的正规教育主要来自40 多年前在美国空军任职雷达技术员的那段时期。这位自学成材的发明家曾经发明了一种很有价值的超声波诊断技术，但其专利早就过期了。他也曾发明过多种其他音频装置，包括助听器大小的调频收音机、一系列的闪存录音机、汽车音响系统，以及几种用于手机的耳机。据他估计，这些发明为他带来了几千万美元的财富。过去10 多年来，他将大部分时间用于研究一种他称之为高超声波声音（Hypersonic sound）的技术，并声称已投资4000 万美元。
现年34 岁的庞佩与诺里斯完全不同。他是美国东岸的企业家，拥有辉煌的学术背景，但在发明方面没有什么成绩：声音聚焦系统（Audio Spotlight）是他的首项重要发明。庞佩于高中时期及大学放假期间在麻省弗雷明汉的Bose 扬声器制造厂兼职时，把传统扬声器的种种缺陷都记了下来。他忆述：“可是，当时Bose 的主管根本没兴趣听一个20 岁的小伙子讲述音响系统未来的发展。” 他从美国伦塞勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）拿到电气工程学位之后，转到西北大学攻读心理声学硕士学位。庞佩说，他就是在那里（20 世纪90 年代中期）想到可利用无声的超声波来制造可听声音这一理念的。他说：“当时人人都认为我是疯子。”
后来，他在麻省理工学院的媒体实验室里首次演示了这种技术的基本原理。到2002 年，即将在麻省理工学院取得博士学位的庞佩创办了Holosonic 公司，利用几千美元的研究津贴小心经营。波士顿科学博物馆曾在一次展览会中采用了庞佩的系统。该博物馆的技术副总裁拉布金（David Rabkin）说：“庞佩的系统运作起来很象聚光灯。你把声波束指向一群人时，他们人人都听得见声音，但如果有某个人走出了声波束的范围，他会马上听不见这种声音。”
这两位发明家所发明的技术及他们的设想都相似得惊人。因此，究竟谁能率先克服所有障碍（例如成本昂贵、缺乏大量生产所必需的条件、存在着功能上的缺陷等）并赢得他们所预期的那个可赚大钱的市场，这可能要取决于两者在个性、背景和业务策略等方面的差异。哪一位能最终获得成功（如果真的只有一位能成功），就可以较为清楚地说明教育背景与经验相比、年轻与智慧相比、运气与时机相比，何者更有助于确保一位发明家在历史中的地位。
超声波束
庞佩和诺里斯很快便发觉，其实在他们研发定向式音响系统之前已有其他科学家走过这条路。诺里斯说，导致他后来发明出高超声波声音系统的那个主意，是他在20 世纪70年代后期想到的。他卖掉一家亲手创办的公司，筹集资金来帮他追求自己的新目标。他说：“我曾经幼稚无知得以为我是第一个想到这主意的人。然而，当我查阅专利记录和已发表的论文时却一下子看到好多名字。原来，50 年来一直有人在从事这方面的研究。”另一方面，庞佩在调查研究时也发现，早在20 世纪80 年代初就有几家日本大公司研究过这一概念，但后来它们认为这一技术可能导致声音失真，而且需要太多能量，便半途而废了。
诺里斯和庞佩都相信，对于导致那些先辈认输的各种难题，他们已解决了大部分。他们的系统都包含一台信号处理器、一个扩音器和一台超声波发射装置。诺里斯在加州圣迭戈他自己实验室的户外停车场中演示了他的系统。他首先将高超声波声音发射器连接到一台普通的手提式光盘唱机中。然后，他把这一装置指向站在约20 米外的一位访客，该访客能清楚地听见瀑布声、爵士乐等种种不同的声音。可是，当诺里斯把发射器指向两边或天空，访客便什么声音也听不到。回到室内的会议室，诺里斯将发射器指向墙壁，于是声波束反弹，听起来象从墙上的许多点发出，而不是来自发射器。你很容易就能明白为何定向式音响那么厉害，但要了解其作用原理却困难得多。传统扬声器所产生的可听声波会向四周散播，情况就象把一粒石子投进池塘而引起层层涟漪。诺里斯和庞佩的装置所产生的却是狭窄、象激光般的超声波束，其频率高于2 万赫兹，超出人耳可听范围的上限。无论是传统扬声器产生的可听声波还是定向式音响系统产生的超声波，当它们穿越空气时都会失真。在传统的音响系统中，这种失真只会令音质稍微降低。但在定向式音响系统中，这种失真实际上会导致产生可听声波，令沿着一条直而狭窄路径前进的超声波分裂成许多低频可听声波。
短兵相接
另一方面，两位发明家也在市场上相遇并争斗。例如，庞佩说，只有他的定向式音响系统已被安装在主要汽车制造商所生产的汽车内。
事实上，当7 年前声音聚焦系统还只是麻省理工学院媒体实验室某研究项目的一部分时，赞助这项研究的戴姆勒-克莱斯勒公司的确将这一系统的原型合并到一辆概念车中，同时在车厢内4 个座位的上方都安装了变换器。但那个系统存在一个严重的缺点：声波束会从座位和其他物体的表面反弹回来，导致不同区域的声音有差异。由于这个缺点，加上成本高昂，这家汽车制造公司最终放弃了继续研究。
诺里斯承认，他正在努力改善其高超声波声音系统的性能。他必须解决的一个问题是，目前的技术还不能产生超低音（庞佩的系统也有相同的缺陷）。但诺里斯指出，索尼公司已在欧洲销售这一系统。索尼的比斯利证实，该公司已为客户将它整合到等离子屏幕以供专业应用。比斯利表示，一些百货公司、银行和博物馆已利用这一技术向特定区域内的顾客或参观者发射声音信息。他说：“这一系统拥有巨大的潜力，但存在着一个主要障碍，就是它很贵。它的部件中大部分以手工制造。我们正在研究各种工业设计，希望尽量降低成本并简化生产程序。”
庞佩的声音聚焦系统每套成本为1000～2000 美元，它也同样面临成本高昂及无法大量生产的问题。一些早期客户仅各自买了几套而已，包括测试将这种系统用于办公环境的Steelcase 公司，还有已将这种系统安装在公司大厅里的思科公司（Cisco）。
ATC 和Holosonic 正在你追我赶，都希望抢先把自己的系统由高档的新奇玩意儿改造为普通的家庭用品。与此同时，诺里斯说，他在市场上会依靠专利权来保护他的知识产权。在这方面，诺里斯似乎比庞佩更具优势。他说，他目前已拥有约20 项与定向式音响技术各个不同方面相关的专利，另有20 项在等待审批。至于庞佩，他说已申请了约12 项专利，包括两个关键项目，但到目前为止仅有一项已获批准。
由于庞佩和诺里斯在技术和目标这两方面都很相似，这场竞赛势必越演越烈。这两位发明家会同意一件事：定向式音响技术确实具有长期发展的潜力，极有可能取代80 多年前发明且目前很普及的扬声器。他们都认为，即便是最好的扬声器也必定会发生失真的情况，而它们所产生的全向式声音难免会对附近无关的人造成干扰。这两位发明家（如果没有其他竞争者的话）中到底谁会成为定向式音响界中名垂青史的贝尔，而谁又会成为格雷呢？就让我们拭目以待吧。
两位发明家所发明的技术及他们的设想都相似得惊人。因此，究竟谁能率先克服所有障碍并赢得他们所预期的那个可赚大钱的市场，这可能要取决于两者在个性、背景和业务策略等方面的差异。
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