跳字表

第三代石英电子手表并不是最先进的。你见过“石英跳字表”吧？上边没有指针，那数码会自己跳动，这是 70 年代在美国出生的第四代电子手表。这种手表为什么能跳字呢？

这个故事要从 1888 年一次科学发现说起。

1888 年的一天，奥地利植物学家莱尼茨尔正在一间简陋的实验室里做实验：他把一种名叫“胆甾醇苯酸酯”的晶体放在试管里加热，看看它熔解时的情况。

大家知道，晶体达到一定的温度才能熔化成液体，而在熔化的过程中温度是不变的。例如冰，在 0℃时开始化成水，冰在融成水的过程中尽管不断加热，那冰水混合物的温度总是 0℃，这个温度就叫冰的熔点。当冰全部熔化之后，再加热，水的温度才上升。

胆甾醇苯酸酯的熔点是多少呢？莱尼茨尔发现，当温度升到 14．55℃ 时，晶体开始熔融成为乳白色的混浊流体，温度不再上升了。莱尼茨尔想， 也许这就是晶体的熔点吧？等到全部熔化之后，他继续加热，那液态物质温度随着升高了。可是，当温度升到 178．5℃时，竟又出现了温度停止上升的现象。难道它有两个熔点？科学家仔细地看着试管，他发现这时那混浊的流体开始变成清亮的液体，直到液体完全透明了，那温度才又徐徐上升。

莱尼茨尔找到了德国物理学家雷蒙恩。雷蒙恩在偏光显微镜下仔细地观察着温度在 145．5～178．5℃的胆甾醇苯酸酯流体，一个奇怪的情景出现在雷蒙恩的眼前：乳白色的胆甾醇苯酸酯流体呈现出了光的双折射干涉条纹， 这是固态晶体才有的性质，而固态晶体的这种性质是由于它的分子规律地排列造成的，正像运动员在操场上表演叠罗汉，用灯光一照，它的影子也是整齐的“罗汉队”一样。在大街上胡乱走的人群不会出现“罗汉队”的影子， 那就像物体里的分子。

经过多次试验，雷蒙恩发现，温度在 14．55～178．5℃的胆甾醇苯酸酯流体，既具有液体的流动性质，又具有晶体的某些电学和光学性质。严格地说，这种物质既不是液体又不是固体，它是物质的另一种形态。雷蒙恩给它起了个名字——液晶，即“液态晶体”的简称。

液晶的发现引起了无数科学工作者的好奇心。人们发现，液晶有许多种， 人的眼睛里有个光感受器的膜结构就处于液晶态，神经纤维里也有液晶物质。人们还发现，液晶对于光、热、电、磁极为敏感。这是怎么回事呢？

原来，液晶共有两大类，一类叫“溶致液晶”，一类叫“热致液晶”。莱尼茨尔试验时遇到的液晶是一种热致液晶。液晶态的物质分子也像晶体那样按照一定的“队列”排列着。热致液晶分子的“队列”有三种：向列相液晶、胆甾相液晶和近晶相液晶。科学家们对各种液晶的性质进行了深入的研究，到 1963 年才有人发现向列相液晶的分子“队形”能够在电和磁的作用下迅速变化，从而使它的光学性质发生变化，这叫液晶的电光效应。

液晶电光效应的发现，引起了人们的思考：“能不能应用这个特性为人们显示图形呢？这个问题就属于技术问题了。这其中有些钟表工程师就开始思考这样的具体技术问题：能否用液晶当表盘来显示时间呢？ 1968 年，美国无线电公司首先提出液晶显示技术方案，并制出液晶手表，可是没有成功。1973 年，日本人汲取了美国技术，加以改进，克服了它的缺点，研制成了 FE 型液晶显示技术，造出了跳字表，并且占领了手表市场。

从发现液晶到研究成应用液晶来制作跳字表，经历了 80 多年的时间。无数的科学家、工程师付出了毕生心血，其中许多人没有取得成功，也没有千古留名，而成功者却是站在他们的肩膀上摘下皇冠的。这就是科学技术的历史，也是人类前进的历史。