戈德弗雷·豪斯菲尔德

戈德弗雷·豪斯菲尔德:看透头颅内部的农场男孩

1971年10月1日,在温布尔登的阿特金森·莫利医院,一名疑似患有脑部病变的患者被放入了一台由没有医学背景且没有大学学历的男子建造的机器中。扫描结果显示了一个脑囊肿。这是历史上第一次有人在不切开头骨的情况下看到活人大脑内部,而负责此事的这个人童年时曾在自制滑翔机里把自己从干草堆上扔下去。

萨顿奥恩特伦特

戈德弗雷·纽博尔德·豪斯菲尔德(Godfrey Newbold Hounsfield)于1919年8月28日出生于诺丁汉郡萨顿奥恩特伦特,他是父亲农场里五个孩子中最小的一个。他在晚年明确表示,是农场成就了他。“这里几乎没有什么干扰,”他在谈到乡村生活时写道,“也没有加入球赛或去电影院的压力。”取而代之的是机械、空间,以及没有人盯着你。

在十一岁到十八岁之间,他进行了一项极其危险的私人研究计划。“我建造了电子记录机,”他回忆道,“我对飞行原理进行了危险的调查,用自制滑翔机从干草堆顶上把自己发射出去。”他用注水焦油桶研究喷射推进,用乙炔作为推进剂。据他自己回忆,在纽瓦克奥恩特伦特的马格努斯文法学校,他的物理和数学很好,而对其他一切都漠不关心。

雷达

战争给了他真正的教育。他加入英国皇家空军担任志愿预备役人员,并成为雷达机械教官,在皇家科学学院和克兰韦尔雷达学校任教,获得了城市与行会联合会的无线电通信证书,并因建造演示设备而获得了功绩证书。雷达是从返回的信号中推断不可见物体形状的学科——这正是他二十五年后在不同媒介中将再次做出的智力举动。

空军副元帅卡西迪注意到了他,并为他争取到了战后津贴。他在伦敦法拉第屋电气工程学院学习,拿到的文凭而不是学位。他从未获得过学位。

EMI

1949年10月10日,他加入米德尔塞克斯海耶斯的EMI公司——他自己总是把年份记错为1951年——最初从事雷达和制导武器系统的工作。1958年,他领导了设计EMIDEC 1100的团队,这是英国制造的第一台可商业化的全晶体管计算机。这一点比听起来更重要:后来需要根据数千次测量重建图像的那个人,在当时是英国少数几个真正理解探测物理学和计算架构的人之一。

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一个薄膜计算机项目失败了。EMI中央研究实验室没有解雇他,而是给了他寻找新事物的自由。

散步

起源故事是一次乡村漫步,他在散步时问自己的问题简单得近乎幼稚:如果你打不开一个盒子,你能通过从许多不同角度穿过它进行读数来弄清楚里面有什么吗?用他自己的话来说:“正是在1967年探索模式识别的各种方面及其潜力时,我萌生了一个最终成为EMI扫描仪的想法。”

人们认识到,单次X射线将三维物体压扁成阴影,抛弃了深度。但是,围绕圆周采集的数百个X射线读数共同包含了重建横截面切片足够的信息——如果你有一台能够求解所得方程组的计算机,到1967年你勉强可以做到这一点。

这项开发具有冷酷的实用性。他建造了原型头部扫描仪,首先在保存的脑组织上进行测试,然后是在从肉店买来的新鲜牛脑上进行测试,最后在自己身上进行测试。随后,他与放射科医生詹姆斯·安布罗斯在阿特金森·莫利医院进行了临床试验,并于1971年10月1日成功了。

到1975年,他已经生产出全身扫描仪。在十年内,计算机断层扫描围绕自身重新组织了诊断医学。

为什么戈德弗雷被称为天才

其独特的才能是逆向推理——由雷达训练出来的习惯,将不可见的内部视为信号和推论中可解的问题,而不是必须物理打开的东西。豪斯菲尔德的训练中没有任何指向医学的内容。他没有学位,也没有解剖学知识。他拥有的是一种非常罕见的意愿,即在公共场合提出一个基本问题,然后花几年时间用烙铁和屠夫的牛脑来回答它。

机构的裁决是明确的。1979年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了他——一个从未在医院或生物实验室工作过的人——因为这是自X射线本身以来最具影响力的诊断发明。在世界各地进行的每一次CT扫描中使用的放射密度单位都是豪斯菲尔德单位。

反证是显而易见的。诺贝尔奖与艾伦·麦克劳德·科马克(Allan MacLeod Cormack)共享,这是委员会对这个想法不止一个父亲的承认;从投影重建对象的底层数学不是豪斯菲尔德的发明,他也没有声称它是。他还在一个资金充足的企业研究实验室工作,背后有一个计算部门——孤独修补匠的形象很迷人,但不完整。他的天才与其说是理论上的,不如说是综合和实用的:他认识到三件独立的事情——X射线物理学、投影数学和廉价数字计算——已经同时可用,而他是把它们放在同一个房间里的人。

此后

他于1975年当选为皇家学会会士,1976年被任命为CBE,1981年被册封为爵士。他在EMI一直工作到1986年退休,然后用他的诺贝尔奖金建立了一个个人实验室并继续工作,包括研究磁共振成像的早期问题。他终身未婚。他在乡村散步、爬山、滑雪,并自学钢琴。对于一项后来已被用于数十亿患者的发明,同事们发现他的谦虚甚至达到了自我贬低的程度。

2004年8月12日,他在泰晤士河畔金斯敦逝世,享年八十四岁。发达国家的每一家医院都至少有一台机器的存在,是因为诺丁汉郡一个农民的儿子去散步,并想知道盒子里装的是什么。

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