用无线电传输中的反射或再辐射的能量探测飞机和其它物体的设想早在第二次世界大战前几十年在几个国家已经出现。美国、英国、法国、荷兰、意大利、日本和俄国都能谈一些在这期间他们国家的各自发展。但一般公认：从1935年起英国的工作是最朝气蓬勃的、富有创造性的和最有成效的。其原因可在约翰逊（Johnson）博士的名言中找到答案：“先生，当一个人知道他处于两周内被绞死的时候，就会惊人地集中他的精力！”五十年后，让我们回忆当时在英国集中精力的原因以及产生的一些效果。
原因来自纳粹德国的威胁日益增加，而且特别是在1934年的夏季空军演习中暴露了我们防御的缺陷，英国容易受到德国空军的空袭，这些都说明为了探测飞机，特别在夜间探测飞机，需要比光和声音更好的手段。当然这并没有直接咢致雷达的发明。纳粹的威胁刺激了航空部科学研究的领导人威姆佩里斯（Wimperis），他请斯劳（Slough）无线电研究站的主管人瓦特逊 - 瓦特（Watson-Watt）探讨向飞机发射更大能量的无线电波，通过加热机组人员使他们不能忍受的可能性的研究。瓦特逊 - 瓦特将计算任务交给他的助手。威尔金斯（Wilkins）立即表示：从数量级上说，这个方案是不能实行的。当他把这个意见向瓦特逊 - 瓦特报告时，瓦特逊 - 瓦特说：“好吧！那么如果致死的电波不可能实现，我们能如何帮助他们？”后来威尔金斯写道：“我回答的大意是：据我了解，邮电工程师已经注意到，当飞机飞近他们的通讯接收机所在地时，甚高频接收受到干扰、这种现象可以用来探测敌机。”在这次谈话里，在英国军用雷达即使不是产生，但可以说它已在酝酿。实际上，这方面早就有一些设想。著名的有：在1931年的布特门德（Betement）和波拉德（Pollard），甚至在1925年乔治五世在皇家协会的会议上就有些设想。但大多数由于缺乏政府支持，这些都得不到发展。
瓦特逊 - 瓦特向威姆佩里斯作了书面报告，在1935年1月28日，这份报告送到亨利，蒂泽德（Henry Tizard）主持的新组成的防空科学调查委员会前。1935年2月26日威尔金斯在达文奇（Davertry）成功地用49米BBC发射机探测到飞行中的海福特轰炸机。从这次演示开始，蒂泽德领导的委员会积极支持瓦特逊 - 瓦特。他批准在波德西（Bawdsey）建立一个专门的研究站。瓦特逊 - 瓦特带了斯劳无线电研究站的少量助手与他一起工作，其中包括威尔金斯。而且他还向大学招募人才，其中包括鲍恩（Bowen）（他领导一个组发展空载雷达）和布朗。
在波德西的发展
第一个成就是发展了海岸警戒雷达（C. H）。在东海岸建立工作波长为7 ~ 14米，有效作用范围100公里以上的海岸警戒雷达网，第一个站在1938年开始运行，海岸警戒雷达网在1939年9月战争爆发时完成。它实质上是一个探照灯照明式的系统，并且它由对低空飞机提供更大覆盖范围的1.5 m的低空飞机远程警戒雷达网（CHL）所补充。该雷达网使用可以旋转的天线阵，类似探照灯按雷达方式提供射束。对于机载使用的1.6 m装置的开发，提供了空中截击（AI）装备的基础，使战斗机能探测轰炸机，也提供了在海上能搜索船舰的机载雷达（ASV）。在五年内，从设想经开发而用于军事是件空前的成就。这里瓦特逊 - 瓦特的推动起了很大的作用。我能回忆起1937年在波德西的一间斯巴达克式杂乱的顶楼里，放在一块切面包的板上，用绳子捆绑的接收机的荧光屏上，看到了间歇闪烁的回彼，怀疑这种系统在技术上是否足够可靠能使皇家空军人员掌握运用。可是在短而又是有关生死存亡的时间内，不仅技术困难而且生产问题得到解决。并且在皇家空军里也出现一批训练有素的工作人员，他们懂得雷达工作原理，雷，达的优缺点，在运行中如何获得最佳的结果，也懂得当雷达损坏时，如何修复使它。
相对地说，雷达的一个缺点是分辨本领还较差，原因在于所使用的波长。对于一个已知孔径的天线，很难改善分辨本领超过瑞利（Rayleigh）极限。虽然使用像“波束分裂”等各种技术，如果在视场范围内，不存在其它的目标，可改善精度十或百倍。对空载雷达特别明显，由于飞机本身大小的局限，而产生的波束总有一定的宽度，于是就会使波束的边缘从地面反射回波造成的背景，当探测的飞机的距离大于空载雷达离地面距离时，这种背景就会淹没来自飞行目标的信号。而往往飞行目标的距离与飞机离地面的高度是较接近的。
由于短波有较高的分辨率，因此有许多场合都使用短波。在1937年期间，我们这些人都认识这一点，所以我们迫切希望发展厘米波技术。但是我们的努力受到缺乏适当的热离子管式的发射机和接收机的限制，传统的想法对用离子管的前景充满了阴影。有一种说法，在热离子管中电子从阴极向阳极的渡越时间会超过厘米波振动的周期，幸亏，这似乎有理的判断变成没有意义：重要的不是总飞行时间，而是离开热发射阴极表面的电子的速度改变。在1938年维里恩（Varian）兄弟首先制成速调管，在管中匀速度的电子可以形成“束”，他们的发明鼓励了我们这些需要发展厘米波的人，并且制定了方案。那时战争爆发，科学家离开大学像潮水般涌来。有一些新成员直接参加波德西雷达组的雷达研究。而鼓励其他人留在他们的大学里，特别在伯明翰和牛津，从事寻找产生厘米波新途径的方案。伯明翰的兰达尔（Randall）和布特（Boot）早在1940年，在发明空腔磁控管方面取得了极其重要的突破，导致新一代的技术和装置的产生。
运筹学
同时，已经有其它的重要成果，其中首要的是运筹学开始研究，更正确地说是重新开始。这个名称是罗（Rowe）提出的，他在1938年在波德西接替瓦特逊 - 瓦特担任主持者。运筹学不是完全新的课题，因为蒂维顿（Tiverton）曾经在1917年对德国策划一场轰炸战时已发展了它（这计划没有执行），但十分遗憾的是他的工作被人们遗忘了。所以在1936年波德西研究组必须重新开始研究运筹学，找出将雷达的信息用于战斗机作战的最好方法。当战争爆发时，大部分波德西研究组的工作人员撤离到邓迪（Dundee），偏重于运筹学研究的研究组被派遣待在战斗机司令部。这个研究组受郎德（Larnder）领导，成为第一个运筹学研究部门。后来其司令部，确切说另外两个军种，仿照战斗机司令部的方式建立了他们自己的运筹学研究部门。
蒂泽德在1940年出使美国，当时的想法之一是希望美国得到可以促进战争取胜的每一科学和技术成就。即使美国保持中立，鼓励美国从事生产和从事我们可能获得的进一步发展，并且即使我们对德战争失败，会使他们可以发现他们为面临德国和日本的战争而加强他们自己的力量（正如蒂泽德出使美国时所写的参考条款上所叙述的“使美国的武力达到最高的效能”）蒂泽德与随从人员一起，带了机载雷达和空腔磁控管的样本和无线电引信的设想。
从而，大大促进了美国在雷达方面的发展，英国也在美国给予的报答中大大受益。通常美国的装备比我们自己的好一些，美国的无线电引信和预测器在1944年防御德国飞弹时起了决定性的帮助，另外美国派遣一组人来到麦尔维恩参加电子对抗的联合计划。
蒂泽德出使美国，除影响英美合作促使战争胜利以外，也造成美国采用与英国不同的研究方式。在英国，第一次世界大战已经引起政府机构的加强，而且也奠定了基础。如在法恩伯罗（Farnborough）皇家空军机构，在波顿（Porton）化学战机构和在坦丁顿（Teddington）英国海军部研究实验室。虽然他们在科学研究人才方面相对地比大学弱，但在1即9年他们已是足够强，他们已成为当时来自大学的一些工作者的核心。无论怎样，雷达本身不是起源于大学，而是政府机构（NPL）。因此英国政府战后表示：它的机构在战争期间已经起了如此好的作用（大部分通过大学的支援），应该保持强大，应该继续充实。如果必需时，大学要作出牺牲。所以战后我们许多有才能的人后来被收编在政府机构，这可能对下一代的教育事业没有好处。
幸亏，有些人看到了他们的职责，返回大学培养下一代。特别我想到迪（P. I. Dee），当时莫特（Mott）向我介绍，迪或许是最好的实验者，迪曾经是麦尔弗恩（Malrern）通讯研究所的主持者，他牺牲了个人的前途，到格拉斯哥大学，使格拉斯哥大学的自然哲学系恢复了元气。
在美国，蒂泽德的推动产生了十分不同的结果。在第一次世界大战中，美国未曾受到很多威胁，所以它们的国防机构相对地比英国弱，蒂泽德说很美国必须较多地抓国防研究。美国面临建立新机构还是移植如马萨诸塞（Masschusetts）和加利福尼亚（California）理工学院存在的国防研究核心的抉择。他们选用后者，在加州理工学院建立了喷气推进实验室和马萨诸塞理工学院（MIT）辐射实验室。这种方式导致美国在战后仍以大学研究为主，而不是政府机构为主。美国的这一特点影响英国的大学工作者，他们感到在英国大学被降到政府机构之后的次要地位，这是造成五十年代和六十年代出现的“人才流失”的一个因素。
防御和进攻
当蒂泽德在美国时，英国的战役正取得胜利，雷达的贡献成为越来越明显。于是产生一种想法，虽然科学和雷达对防御有那么多的作用，他们对于对德的军事进攻能否有同样有效的那么多作用呢？事实上，这是1937年已经开始的活动的继续。仿效战斗机司令部支持的已取得成功的蒂泽德领导的空防科学调查委员会，组成一个空战科学调查委员会支持轰炸机司令部，它也接受蒂泽德的领导。鉴于曾最有效地效力于英国的第一个委员会已经取得的辉煌的成就，第二个委员会就相对地逊色。在蒂泽德留给传记作者所写的注记中，他指出了原因：“这个没有受到空军如此热烈的欢迎，因为在战前它的影响是渺小的。”
根本的差异是战斗机司令部在战前的年代已经认识到它不可能保卫英国。当时有一种习惯的看法：“轰炸机总是会飞入的！”正如林德曼（Lindemann）在1934年所写的：这是丧失信心者的忠告，他们需要一个新发明动摇它的支持者放弃失望。结果战斗机司令部准备听取可以帮助的任何人，甚至科学家的意见。雷达方面的必要发明即将出现。这同一看法对轰炸司令部有相反的效果，他们沉醉于自鸣得意之中，感到不需要导航的新发明——“外来的辅助设备”。尽管我曾听到一位高级军官谈论过：德国依靠无线电波束导航，而不是仅根据测程器和罗盘进行的船位推测和天文导航。
1940 ~ 1941年的经验表明：对德国的无线电导航，如果不采取干扰，德国空军的轰炸比英国的轰炸机司令部能达到更高的准确性，英国的轰炸机的轰炸常常完全击不中目标。到1941年底，面对雷达制导的德国防御，英国的轰炸机的损失开始增加。轰炸机司令部终于听取我们的意见，最终将接受我们的设计导航、精确轰炸和干扰德国雷达的设备的帮助，特别是利用干扰台和利用空降条状金属箔带，这种金属箔带的作用像共振偶极子，从而很廉价地伪装了出自大飞机的雷达回波。
主要的导航辅助设备有：
（1））“奇异”导航系统（Gee），在这系统里，英国的三个站同时发射脉冲波，飞机接收信号的时间间隔将决定两个特定的以发射点为焦点的一组双曲线，_双曲线的交点决定飞机的位置。（2）将轰炸机引导到目的系统（Oboe），依靠雷达型的测量来自英国两个地面站的信号，它将决定飞机的位置，它位于围绕两发射点，两适当半径的圆的交点。（3）波段示波雷达（H2S），在这系统里，一完整的10厘米雷达装置使航行者能看到他下方几十公里范围内的地面图，能看清城市、河流、湖泊、海岸线和船只等地貌。
这最后的系统在大西洋的战争中证明在夜间探测浮出水面的潜艇也是有效的。
轰炸机司令部和海岸司令部像战斗机司令部一样，在战争期间，对雷达始终有热情。雷达已经证明是具有多功能的一项技术，不只限于军事目的，它的导航应用从那时起对航空、航海和空间旅行的安全已经是必不可少的，并且对气象学，它也是有用的工具。已经用它测量地球到太阳系其它星体之间的距离，测量精度比以前高得多。而且对来自金星的回波作出了卓越的处理和分析，用多普勒效应和从金星表面不同部位反射的回波之间的延迟差，已经获得显示金星表面的详情的图像。而用光学观察，它是完全看不到的。
1942年陆军运筹学研究组对来自太阳的无线电波的实际研究，干扰了炮瞄装置（雷达的另一应用），这事使人新注意简斯基（Jansky）十年前观察来自银河系的无线电波。结果就是一些我们能干的工作者在战后对射电天文学作出了贡献，他们的经验和技术令人钦佩地适用于射电天文学。他们的发现使我们对宇宙知识大大增加了，包括类星体、脉冲星和相应于绝对温度2.7 K的宇宙背景辐射。
雷达的发展
总的说来，战争对雷达是能导致大发展又富有成果的时期，在1935年后的十年里，几乎设想出全部主要的原理和技术。大多数通过许多阶段的发展，例如，机载截获装置在战争结束前已经达到十种型号。不仅在10厘米波，也在3厘米波和更短波长的波产生许多功能。开拓了运动物体的多普勒识别能力。与干扰技术一起，考察了“隐藏”技术，干扰雷达用的金属带或涂覆金属的纸带在电子战中仍是主要的依靠，硅晶体可以在超高频检波的神秘事实，激励我们对半导体的兴趣，导致贝尔实验室发明晶体管。
到1945年几乎雷达的全部基本技术至少已经考虑过，并且许多已经试过，那时已经有许多持续不断地改进措施，其中许多是在识别来自各种运动目标的回波和克服噪声方面。利用诸如脉冲多普勒技术，脉冲压缩技术。超远程电离层雷达已经开发雷达波由于电离层作用的“跳越”效应，它能导致大大优于光学范围的来自地球表面的回波。孔径合成雷达已从射电天文学移植一次技术，它利用雷达的“侧视法”，使飞机在长距离上获得高的分辨率，积累返回的回波，处理一段经迹给出天线的孔径等于所取的经迹长度相对应的分辨率。
在二十年后，我们一些参加这项工作的人看到了—部影片，介绍在最初10年中所搞的事情。它使我们清楚地认识到，那时我们做的那么多，相对比，我们后来的进步似乎是如此少。在六十年代，花费8 ~ 10年才出现新雷达（举更近期的例子，空载预警雷达，酝酿的时间达二十年），而在战时，正如我已经谈过的，有的设备已达到10种形式。速率减少的部分原因有公认的设备的复杂性大大增加，但是在和平时期，行政的手续趋向于压抑了人们的事业心，并且使不受到战争鞭策的几代人适应现状。因此在福克兰突然事件期间、对皇家空军站是鼓舞人心的，并且使军官和人们感到惊讶，一旦他们抛弃了条条框框的官样文章，他们的办事效率高得多。顺便提一句，生产干扰雷达用的金属带或涂覆金属的纸带的工厂，在突然事件的几周内，产量增加十四倍。
本文的目的不是留恋过去，所写的事实在许多书和文章里可以更详细地找到。如果它对当代物理学家有任何价值的话，那将是由于两千年前狄俄尼索斯（Dionysius，酒神）的意见：“历史是通过实例教育的哲学”。而且我要强调的哲学观点是英国的雷达发展的特殊的性质。我们一做雷达，德国就有雷达；另外，特别是50厘米波的使用方面，在测量精度上，他们的装备在技术上优于我们。但是他们几乎没有更多地想如何使用它。事实上，在战争的最初两年，他们只是把它看作会取代光学探测了解大面积的科学仪器。因为它的有效范围广，代替了大面积上大量的目测观察哨（精简了观察队）。相反，我们把它应用于战斗机上，用新的通信方式送回和控制能以高速率处理来自雷达网的数据的系统。我们也比美国更多地想到如何使用雷达。
—部分差异是由于在1939年，我们处于防御，而德国和美国不是。最后一点是我们的服役军官和科学家已经结合，因而蒂泽德把它表述为：“我想在1935年科学家第一次被召集来研究军事需要，它偏离他们原来的要求。而那时，只是作为最后凭借的手段。空军参谋部信服已有的方法和装备不能击退对英国的空袭。所以为空防的科学调查建立一个委员会。我要强调，虽然这个委员会的文件是科学家写的，而事实上，从开始就是科学家和服役军官一起工作的。”
“当我在1940年去华盛顿时，我发现美国发明雷达的时间与英国大约同一时间，然而，我们实际应用于战争走在他们前面有一段很长的历程。它的原因在于，我们的科学家和服役军官在战前已经结合研究雷达的战术用途，这是上一次战争的大教训。”
后来的经验已经告诉我，一贯地接受这一教训是多么困难，也是多么重要，而且我对此要加一个推论。虽然蒂泽德和战斗机司令部取得了辉煌的成就，但是他在战前克服轰炸机司令部的自满却进展很小。因此似乎是当一个机构认识需要帮助时，帮助才可能有效，而说服它感到需要可能是最复杂微妙的事。
[Physics Bulletin，1985年10月]