他們一致決定在皇家學會上宣讀這篇論文,並要發表在《愛丁堡皇家學會學報》上。
皇家學會特別授予他數學金質獎章,麥克斯韋也因此獲得了“少年數學家”的美稱。
此後,麥克斯韋更加熱中於電與磁的研究,並取得了一定成就。人們為了紀念他,把磁通量的單位命名為麥克斯韋。
91.拉埃內克受木料啟發製作聽診器
1816年的一天,快到中午的時候,拉埃內克的診所來了一位病人。她是位貴族小姐,當病人們都離開後,她才膽怯怯地蹩進診所的大門,低著頭在拉埃內克桌邊坐下。
拉埃內克瞧了病人一眼,發現她臉色蒼白,嘴唇發紫,坐在那兒略顯出氣喘籲籲的模樣。恐怕是心髒出了毛病,拉埃內克略一思索,便作出了初步的診斷。他問了病人幾句話,便站起身來,把臨街的窗簾拉上,同時把診所的門關上,對她說:“小姐,請把您的外套和胸衣解開,讓我聽聽您的心髒。”
這本是一個最簡單、最合理的要求。一位醫生必須了解病人的病情。對心髒病人,需要用耳朵貼在病人胸前,才能聽清病人心髒有什麼異響,判斷其患病的程度。為了這位小姐的方便,拉埃內克背過身去,等候病人處理好自己的衣衫。
可是,當拉埃內克等候了一會兒,再回過頭來的時候,卻發覺那位小姐根本沒有動手,兩眼噙滿淚水,呼吸更加急促,蒼白的臉頰湧上了一抹紅暈。拉埃內克笑了笑,對病人說:“小姐,我得檢查一下您的心髒,請……”拉埃內克不說便罷,隻這一句話,就把病人嚇得哇地一聲哭出來,她匆匆收拾了自己的包,站起來衝出了診所。
拉埃內克怔怔地在診所裏站了一會兒,尷尬地搖了搖頭:這可不是我的責任。但是,一上午愉快的心情一下子被衝得幹幹淨淨。他關好診所大門,慢步向住宅走去。一邊走,一邊還在為剛才那一幕感到內疚,作為一名醫生,總應該找到辦法,解決病人這種難言的困難吧。
當拉埃內克經過一片樹林時,聽到了女兒愉快的笑聲,靠近時,發現她在與一些小朋友們玩一種有趣的遊戲。
隻見女兒正跪在草地上,把腦袋枕著一根長長的木料,大聲地數著數:“兩聲,五聲,這下是七聲,對不對?”等木料那頭的男孩子大聲回答:“對啦!”女兒又禁不住高興地笑出聲來。忽然,她看到了拉埃內克,便朝他招著手:“爸爸,快來,這木頭裏有個小精靈,它會告訴你法郎西斯敲了幾下。”
慈愛的笑容出現在拉埃內克臉上,他走上前去,跟女兒一同做起遊戲來。當他把耳朵貼緊那木料的時候,果然聽到木頭的那端傳來了響亮的咚咚聲。奇怪,那個男孩敲得並不重,木頭裏怎麼會有這麼大的響聲呢?
整個下午,拉埃內克總是心不在焉,他似乎發現了什麼,卻又抓不住一點實在的影子。等到他想得頭腦發脹,甚至可以感覺到太陽穴的血管在咚咚發響的時候,他忽然省悟過來:對呀,微小的聲音在木頭裏直線傳播,不像在空氣中那樣四散,能清清楚楚傳導進自己的耳中。如果能按這一原理做一個心音傳導器,那不就能避免上午那個女病人的尷尬了嗎?
一連幾天,拉埃內克用業餘的時間畫圖紙,做木匠。他為了增強聲音傳導的效果,在一枝木棒的兩端接上了兩個喇叭形的附件,讓接收到的聲音更多。等這種工具做好之後,他又把女兒找來,告訴她:“瑪麗,咱們繼續做那天的遊戲,怎麼樣?”當他把木棒的一端貼在女兒心髒部位,耳中清晰地傳來了女兒微弱的心跳聲,女兒的心髒比成人跳得快些,但絕對正常。好奇的瑪麗也要聽聽,當她在木棒那頭,聽到拉埃內克的心跳聲時,高興得跳起來:“我聽到了,是爸爸的心在跳!”
在作了幾次成功的試驗後,拉埃內克想到了那天中午沒有成功的診療。於是,他提著藥箱,親自到那位羞於被人聽心音的小姐家中出診。他要對每一位病人負責,順便也能試著宣傳一下自己新的醫療器械。
當拉埃內克說明來意後,那位害羞的小姐將信將疑地走出來,當確定再也不用脫去外衣檢查心髒後,才決定讓拉埃內克診治。
拉埃內克請女仆解開小姐的兩個紐扣,把木棍抵住她的心髒部位,自己遠遠地去木棍另一端聽她的心跳聲。果然,他聽出這位小姐的心律不齊,而且明顯的有先天瓣膜不全的毛病,難怪她的嘴唇會發紫呢。於是,拉埃內克給她配了些能穩定心跳的生物堿,並指導她如何養生。
從此以後,拉埃內克的聽診器很快在醫生中推廣開來。經過幾代醫生的努力,聽診器已從實心的木棍變成空心的金屬管,中間還加了柔軟的橡膠管,在貼胸的那端還設計出可以增強聲音的膜片。直到現在,當病情不必用心電圖診斷的時候,醫生們依然在使用著經過了改良的拉埃內克的聽診器。
92.從“魔術”帶來發明的莫爾斯
1832年秋,畫家莫爾斯搭乘“薩裏號”遊輪返回美國。輪船在茫茫大海上航行,時間一長,旅客們就有點厭倦了。這時,一位名叫傑克遜的青年表演起“魔術”來。他將一塊繞有絕緣銅絲的馬蹄鐵塊放在桌子上,把銅絲通電,馬蹄鐵就有了一股無形的力量,把一些鐵釘、鐵片吸了過去。當切斷電源時,馬蹄鐵的吸引力便消失了,那些鐵釘鐵片也馬上掉了下來。
旅客們大感興趣,紛紛自己動手嚐試。莫爾斯試了好幾次。“這真是太神奇了!”他仿佛看見了一個奇妙無比的新天地。傑克遜告訴莫爾斯這叫電磁感應現象,還向他介紹了許多電的傳遞知識。
莫爾斯完全被電迷住了,連續幾個晚上都失眠了。他想:“電的傳遞速度那麼快,能夠在一瞬間傳到千裏之外,加上電磁鐵在有電和沒有電時能作出不同的反應。如果利用它的這種特性不就可以傳遞信息了嗎?”
莫爾斯這位頗有成就的繪畫教授決定放棄他的繪畫,發明一種用電傳信的方法——電報。
回到美國,莫爾斯就開始著手研究這個問題。沒有電學知識,他便如饑似渴地學習。遇到一些不懂的問題,便向大電學家斯特尼請教。他的畫室也成了電學試驗室。畫架、畫筆、石膏像等都被堆在了角落,電池、電線以及各種工具成了房間的“主角”。
漸漸地,莫爾斯掌握了電磁的基本知識。他開始正式向“電報”發起衝擊!
莫爾斯從有關資料中得知,在他之前,早就有人設想用電傳遞信息。早在1753年,當時人類對電的認識還處在靜電感應時代,一位叫摩立遜的電學家,就曾做過這樣一個試驗:架設26根導線,每根導線代表一個字母。這樣,當導線通電時,在導線的另一端,相應的紙條就被吸引,並記下這個字母。當時由於電源問題沒有解決,摩立遜的實驗也就未能進一步深入。
經過3年的試驗研究,莫爾斯不知失敗過多少次,但他仍不恢心,總結了以往失敗的原因:以前為了表達26個字母而設計的極為複雜的設備,製作起來是非常困難的。電流是神速的,如果它能不停頓地走10英裏,我就讓它走遍全世界。電流隻要截止片刻,就會出現火花;沒有火花是另一種符號;沒有火花的時間長些又是一種符號。這裏有3種符號可以組合起來,代表數字和字母。它們可以構成全部字母,文字就能夠通過導線傳遞了。那麼,在遠處能記錄消息的嶄新工具就能實現了!
“用什麼符號來代替26個英文字母呢?”莫爾斯陷入苦苦的思索之中。
莫爾斯每天都趴在桌上不停地畫著,他畫了許多符號:點、橫線、曲線、正方形、三角形……最後,他決定用點、橫線和空白共同承擔起發報機的信息傳遞任務。他為每一個英文字母和阿拉伯數字設計出代表符號,這些代表符號由不同的點、橫線和空白組成。
這是電信史上最早的編碼,後人稱它為“莫爾斯電碼”。
有了電碼,莫爾斯立刻著手研製電報。他在極度貧困的狀態下,進行研製工作。終於在1837年9月4日,首次製造出了一台電報機。它的發報裝置很簡單,是由電鍵和一組電池組成。按下電鍵,便有電流通過。按的時間短促表示點信號,按的時間長些表示橫線信號。它的收報機裝置較複雜,是由一隻電磁鐵及有關附件組成的。當有電流通過時,電磁鐵便產生磁性,這樣由電磁鐵控製的筆也就在紙上記錄下點或橫線。這台發報機的有效工作距離為500米。
莫爾斯認為這種發報機還有許多缺點,決心加以改進。不久改進工作完成了,餘下的工作就是檢驗發報機的性能了。莫爾斯計劃在華盛頓與巴爾的摩兩個城市之間,架設一條長約64公裏的線路。為此,他請求美國國會資助3萬美元,作為實驗經費。國會經過長時間的激烈辯論,終於在1843年,通過了資助莫爾斯實驗的議案。
1844年5月24日,在華盛頓國會大廈聯邦最高法院會議廳裏,開始進行電報發收試驗。年過半百的莫爾斯在預先約定的時間,興奮地向巴爾的摩發出人類曆史上第一份電報,從而揭開了電信史上新的一頁。