威拉德·博伊尔：终结胶片时代的人

一个在魁北克农村由母亲在家教育直到十四岁的男孩，长大后负责选择阿波罗登月点，协助建造了第一台连续运行的红宝石激光器，并于1969年共同发明了将光转换为可计数电荷包的装置。电荷耦合器件（CCD）让美国国家航空航天局（NASA）能够从太空传回清晰的图像，并使地球上的每台数码相机都装上了传感器。诺贝尔奖委员会花了四十年才向他致电。

在魁北克接受家庭教育

威拉德·斯特林·博伊尔（Willard Sterling Boyle）于1924年8月19日出生在加拿大新斯科舍省的阿默斯特，两岁左右移居魁北克。他的母亲在家教导他直到十四岁，随后他进入蒙特利尔的下加拿大学院（Lower Canada College），首次接触正规学校教育。

他随后进入麦吉尔大学，但1943年因第二次世界大战而中断学业。博伊尔加入了加拿大皇家海军，并被借调至加拿大皇家海军航空勤务队。1946年，他与风景画家贝蒂结婚；他们育有四个孩子，最终有十个孙辈和六个曾孙辈。

他回到麦吉尔大学并一气呵成：1947年获得理学学士学位，1948年获得理学硕士学位，1950年凭借关于质谱分析的论文获得博士学位——四年内获得了三个学位。

进入工业界

博伊尔在加拿大的辐射实验室工作了一年，随后在加拿大皇家军事学院教授了两年物理学。1953年，他加入了贝尔电话实验室（Bell Telephone Laboratories），该工业研究机构在那个时代产生的重大物理学成果比大多数大学都要多。

激光与月球

20世纪60年代让他成就了两项事业。1962年，博伊尔与唐·尼尔森共同建造了第一台连续运行的红宝石激光器——在此之前，激光器都是以脉冲方式发射的，而连续运行使激光从演示工具变成了实用仪器。同年，他的名字出现在了半导体注入激光器的首项专利上，这是后来每台光驱和光纤链路中二极管激光器的鼻祖。

随后他彻底改变了职业方向。博伊尔成为贝尔公司子公司贝尔康（Bellcomm）的空间科学与探索研究主任，该公司支持阿波罗计划，他所在小组的工作包括选择月球着陆点。有几年时间，这位后来发明数字成像的人，正在决定人类首次踏上另一个世界的地点。

1964年，他回到贝尔实验室从事集成电路研究。

CCD

1969年，博伊尔与乔治·E·史密斯发明了电荷耦合器件（CCD）。

其原理看似简单。光照射半导体时会释放电子；CCD将这些电子捕获在势阱阵列中（每个像素一个），然后将积累的电荷包逐个沿着芯片移动以进行读取和计数。结果是以数字形式表现的图像——没有胶片，没有化学处理，没有暗房，且灵敏度远超乳剂所能达到的水平。

其影响并非渐进式的。NASA能够从太空向地球传输清晰的图像。天文学家能够探测到对于照相底片来说太暗的物体，并能定量而非凭肉眼测量亮度。随后，这项技术从天文台走向了消费者，CCD成为了几乎所有数码相机、摄像机和扫描仪中的传感器——这就是摄影不再是基于卤化银工业的物理原因。

这项发明并非没有争议。贝尔实验室退休的同事尤金·戈登和迈克·汤普塞特曾公开辩称，CCD在摄影上的应用并非博伊尔的发明。

认可

博伊尔于1975年至1979年担任贝尔实验室研究执行主任。荣誉接踵而至：1973年获得斯图尔特·巴兰坦奖章，1974年获得IEEE莫里斯·N·利布曼纪念奖，1999年获得C&C奖，2001年获得埃德温·H·兰德奖章，以及2006年获得工程界最高荣誉——查尔斯·斯塔克·德雷珀奖。

2009年，他与乔治·E·史密斯和高锟共同分享了诺贝尔物理学奖，高锟的光纤研究改变了通信，正如CCD改变了成像一样。博伊尔当时八十五岁。他的祖国于2010年授予他加拿大勋章官佐勋衔。

新斯科舍

退休后，博伊尔和贝蒂回到了新斯科舍，并帮助在华莱士创办了一家艺术画廊——对于一个毕生工作就是创造图像的人来说，这是恰如其分的最后篇章。他于2011年5月7日在新斯科舍省特鲁罗的一家医院因肾病并发症去世，享年八十六岁。

为什么博伊尔很重要

大多数发明是对某事物的改进。CCD则废除了某事物。摄影曾是一个多世纪以来的化学过程；博伊尔和史密斯将其变成了电子过程，并由此赋予了天文学、医学、太空探索以及最终每个拥有电话的人将光捕获为数据的能力。

值得注意的是他的职业生涯是如何形成的。博伊尔在企业实验室工作，研究激光、航天器、集成电路，然后才研究成像——CCD出自一位经历过足够多岗位调动、从而能看到专门从事相机研究的人所看不到的联系的物理学家之手。今天拍摄的每一张照片都是那个下午工作的后代。