◆第七章 發明創造——從印刷術到微軟帝國(1 / 3)

《地獄天使》reference_book_ids\":[7137956527666629664]}]},\"author_speak\":\"code\":0,\"compress_status\":1,\"content\":\"  人類之所以能夠走出原始的洞穴住進豪華的別墅;從脫下遮蓋的樹葉,獸皮到穿上華麗的盛服;從鑽木取火,刻槽為渡,刀耕火種到使用現代化的各種科學技術……,哪一項成果不是發明創造的結晶?由此,我們可以毫不誇張地說:創造發明是神聖而又偉大的,沒有創造就沒有人類的一切!從這個意義上來說,人類社會的進步與發展史就是一部創造發明史。

▲為世界點燃一盞燈:愛迪生創造燈泡

1879年,在美國,人們奔走相告,在即將赴北極探險的“佳內特號”考察船上,裝有由愛迪生發明的電燈。

在“佳內特號”考察船出發的前夕,許多人湧向碼頭,踏上船,希望親眼看看電燈的模樣。

“那電燈比油燈、蠟燭亮多了!”

“這艘船裝上這麼個外形像茄子一樣的玩藝兒,像黑夜裏有了一輪太陽!”

“這東西真是太神了,不可思議!”

人們七嘴八舌地談論著自己的觀後感。激動、驚喜的心情溢於言表。

雖然在今天看來,這種內部裝有炭做成的燈絲的燈泡,隻不過比手電筒亮一點,但是,在當時,著著實實讓人吃了一驚。

在愛迪生這位偉大的發明家的一生中,發明了許多東西,然而,能夠立即得到人們的熱烈歡迎的,卻隻有電燈。因為電燈的好處是人們看得見、模得著的。它的出現,意味著人們又有了一輪太陽,人們的活動不再受到黑夜的製約了。

早在1821年,英國的科學家戴維和法拉第就發明了一種叫電弧燈的電燈。這種電燈是用炭棒作燈絲。它雖然能發出亮光,但是光線刺眼,耗電量大,壽命也不長,因此很不實用。

“電弧燈不實用,我一定要發明一種燈光柔和的電燈,讓千家萬戶都能用得上。”愛迪生暗暗下決心。

於是,他開始試驗作為燈絲的材料:用傳統的炭條作燈絲,一通電燈絲就斷了;用釘、鉻等金屬作燈絲,通電後,亮了片刻就被燒斷;用白金絲作燈絲,效果也不理想。

就這樣,愛迪生以極大的毅力和耐心,試驗了1600多種材料。一次次的試驗,一次次的失敗。很多專家都認為電燈的前途黯淡。英國一些著名專家甚至譏諷愛迪生的研究是“毫無意義的”,是“在做一件蠢事”。一些記者也報道:“愛迪生的理想已成泡影。”

麵對失敗,麵對有些人的冷譏熱嘲,愛迪生沒有退卻。他明白,每一次的失敗,意味著又向成功走近了一步。

一次,愛迪生的老朋友麥肯基來看望他。麥肯基看到愛迪生玩命地工作,憂心仲仲地說:

“先生,您可別累壞了身體!”

愛迪生望著麥肯基說話時一晃一晃的長胡須,突然眼睛一亮,說:“胡子,先生,我要用您的胡子。”

麥肯基剪下一堆胡子交給愛迪生。愛迪生滿懷信心地挑選了幾根粗胡子,進行炭化處理,然後裝在燈泡裏。可令人遺憾的是,試驗結果也不理想。

“那就用我的頭發試試看,沒準還行。”麥肯基說。

愛迪生深深被老朋友的精神感動,但他明白,頭發與胡須性質一樣,於是他沒有采納老人的意見。麥肯基小坐了一會兒,就要告辭了。愛迪生起身,難備為這位慈祥的老人送行。他下意識地幫老人拉平身上穿的棉線外套。突然,他又喊道:“棉線,為什麼不試試棉呢?”

麥肯基毫不猶豫地解開外套,撕下一片棉線織成的布,遞給愛迪生。愛迪生把棉線放在U形密閉坩堝裏,再把坩堝放進火爐,用高溫處理。棉線經這樣炭化處理後,再取出來。愛迪生接著用鑷子夾炭化棉線,準備將它裝到燈泡內。可由於炭化棉線又細又脆,加上愛迪生過於緊張,拿鑷子的手在微微顫抖,因此棉線被夾斷了。最後,費了九牛二虎之力,愛迪生才把一根炭化棉線裝進了燈泡。

此時,夜幕降臨了。愛迪生的助手把燈泡裏的空氣抽走,小心翼翼地封上口,並將燈泡安在燈座上。一切工作就緒,大家靜靜地等待著結果。接通電源,燈泡發出金黃色的光輝,把整個實驗室照得通亮。愛迪生和他的助手們無比興奮,他們互相擁抱,互相祝賀。13個月的艱苦奮鬥,試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終於有了突破性的進展。

但這燈泡究竟會亮多久呢?

愛迪生和他的助手聚精會神地注視著燈泡。1小時,2小時,3小時……這盞電燈足足亮了45小時,燈絲才被燒斷。這是人類第一盞有實用價值的電燈。這一天——1879年10月21日,後來被人們定為電燈發明日。

“45小時,還是太短了,必須把它的壽命延長到幾百小時,甚至幾千小時。”愛迪生沒有陶醉於成功的喜悅之中,而是給自己提出了更高的要求。

於是,他又繼續做試驗。受棉絲試驗成功的啟發,他又試用了椰子鬃、麻繩等,結果都不盡如人意。

一天,天氣悶熱,愛迪生滿頭大汗,渾身都幾乎濕透了。他順手取來桌麵上的竹扇,一邊扇著,一邊考慮著問題。

“也許竹絲炭化後效果更好。”愛迪生簡直是見到什麼東西都想試一試了。

試驗結果表明,用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200個小時。

後來,經過進一步試驗,愛迪生發現用炭化後的日本竹絲做燈絲效果最好。於是,他開始大批量生產電燈。他把生產的第一批燈泡安裝在“佳內特號”考察船上,以便考察人員有更多的工作時間。此後,電燈開始進入尋常百姓家。

這種用竹絲做燈絲的燈泡人們用了幾十年。後來又對它進行了改進,即用鎢絲做燈絲,並在燈泡內充入惰性氣體氮或氬。這樣,燈泡的壽命又延長了許多。我們現在使用的就是這種燈泡。

▲架起溝通的橋梁:貝爾發明了電話

亞曆山大·格雷厄姆·貝爾(AlexanderGrahamBell,1847-1922)美國(英國裔)發明家和企業家。他發明了世界上第一台可用的電話機,創建了貝爾電話公司。被世界譽為“電話之父”。

電報的發明,把人們想要傳遞的信息以每秒30萬公裏的速度傳向遠方。這是人類信息史 上劃時代的創舉。但久而久之,人們又有點不滿足了。因為發一份電報,需要先擬好電報稿,然後再譯成電碼,交報務員發送出去;對方報務員收到報文後,得先把電碼譯成文字,然後投送給收報人。這不僅手續繁多,而且不能及時地進行雙向信息交流;要得到對方的回電,還需要等較長的時間。

人們對電報的不滿,促使科學家們開始新的探索。

最早提出遠距離傳送話筒接力傳送信息的建議。雖然這種方法不太切合實際,但休斯為這種通話方式所取的名字——“電話”,卻一直沿用至今。

19世紀30年代之後,人們開始探索用電磁現象來傳送音樂和話音的方法,其中最有成就的要算是貝爾和格雷了。

亞曆山大·格雷厄姆·貝爾,1847年生於英國蘇格蘭,他的祖父親畢生都從事聾啞人的教育事業,由於家庭的影響,他從小就對聲學和語言學有濃厚的興趣。開始,他的興趣是在研究電報上。有一次,當他在做電報實驗時,偶然發現了一塊鐵片在磁鐵前振動會發出微弱聲音的現象,而且他還發現這種聲音能通過導線傳向遠方。這給貝爾以很大的啟發。他想,如果對著鐵片講話,不也可以引起鐵片的振動嗎?。這就是貝爾關於電話的最初構想。

貝爾發明電話的努力得到了當時美國著名的物理學家約瑟夫·亨利的鼓勵。亨利對他說:“你有一個偉大發明的設想,幹吧!”當貝爾說到自己缺乏電學知識時,亨利說:“學吧”。在亨利的鼓舞下,貝爾開始了實驗,一次不小心把瓶內的硫酸濺到了自己的腿上,他疼痛得喊叫起來:“沃森先生,快來幫我啊!”想不到,這一句極普通的話,竟成了人類通過電話傳送的第一句話音。正在另一個房間工作的貝爾先生的助手沃森,是第一個從電話裏聽到電話聲音的人。貝爾在得知自己試驗的電話已經能夠傳送聲音時,熱淚盈眶。當天晚上,他寫給母親的信中預言:“朋友們各自留在家裏,不用出門也能互相交談的日子就要到來了!”

說到電話的發明,還有一段鮮為人知的故事。

由於貝爾1876年3月10日所使用的這部電話機的送話器,在原理上與另一位電話發明家格雷的發明雷同,因而格雷便向法院提出起訴。一場爭奪電話發明權的訴訟案便由此展開,並一直持續了十多年。最後,法院根據貝爾的磁石電話與格雷的液體電話有所不同,而且比格雷早幾個小時提交了專利申請等這些因素,作出了現在大家已經知道結果的判決,電話發明權案至此畫上句號。

盡管如此,電話仍然是一個時代的產物,它凝聚著包括貝爾在內的許多電話發明家的智慧和汗水。

▲標新立異的發明家:無線電的創始人尼古拉?特斯拉

尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla,1856年-1943年,1856年7月10日出生)是世界知名的發明家、物理學家、機械工程師和電機工程師。塞爾維亞血統的他出生在克羅地亞(後並入奧地利帝國)。特斯拉被認為是曆史上一位重要的發明家。他在19世紀末和20世紀初對電和磁性的貢獻也是知名的。他的專利和理論工作形式依據現代交變電流電力(AC)的係統,包括多相電力分配係統和AC馬達,幫助了他帶起第二次工業革命。

在美國,特斯拉在曆史上或通俗文化上的名聲可以媲美任何其他的發明家或科學家。1893年他展示了無線通訊並成為了電流之戰的贏家之後,就成為了美國最偉大的電子工程師之一而備受尊敬。許多他早期的成果變成現代電子工程的先驅,而且他的許多發現為開創性的重要。在西元1943年,美國最高法院承認他為無線電的發明者。特斯拉從不在意他的財務狀況,於窮困且被遺忘的情況下,享年86歲。

1881年,他移居去了匈牙利的布達佩斯,去為那裏一家電報公司(美國通訊公司)工作。那裏,他遇見了Neboj?a Petrovi?,一個從奧地利來的年輕發明家。盡管他們的收入微薄,他們仍然一起做了一個項目,使用雙渦輪機來產生持續的電流。當電話業務在布達佩斯展開時,特斯拉成為了公司主要的電氣專家。並在不久以後為這個國家設計了第一個電話係統。

1889年,特斯拉決定遷往有讓他有做高頻高壓實驗地方的科羅拉多州的科羅拉多斯普林斯,並開始在那兒搞研究。到達後不久他向法國記者說,他正在做用無線傳電將訊號從派克斯峰(他附近的一座山)送到巴黎的實驗。特斯拉的日記有著他跟電離層及地下經縱波或橫波傳播的地電流相關的實驗說明。在實驗室中,特斯拉證明了泥土是導電體及製造出人工閃電(放出的電有數百萬伏,最長的有135英尺長)。特斯拉亦有研究大氣層電力,觀察他用接收器收到的閃電訊號。由複製品可見,特斯拉的接收器及金屬檢波器電路有著令人意想不到的複雜性(例如:分散式高Q螺旋共振管、無線電波反饋、原外差效應及再生技巧)。特斯拉聲稱他這時觀測到駐波。在科羅拉多實驗室裏,他“記錄”到他相信是外太空電波訊號的訊號,不過他的宣稱和數據都被科學社群給否決了。他提到從他接收器的數據中有著重覆的訊號,跟他已經提及過的雷電及土壤幹擾上得到的訊號本質上很不同。他以後更明確地重提那些訊號是一組組地出現,一個、兩個、三個及四個地合出一起的組。特斯拉的後半生都在嚐試向火星發訊。1996年科拉姆和科拉姆發表了一篇木星上的等離子環形圓紋曲麵訊號分析,當中指出了科羅拉多的火星沉落,和特斯拉仍在的1889年夏季的木星訊號中止一致。

特斯拉開始推理關於用電和磁翹曲 (或僅是改變) 空間和時間的可能性,並且想使其能被人們所控製。在他臨終之時,特斯拉深深著迷於波粒二象性,也就是電磁波既是波,也是粒子的理論,一個早已被量子物理所納入的主張。特斯拉對此領域的研究使其有了一個想法,那便是操弄一定模式的電磁波去創造出“光之牆”。此神秘之牆能使時間、空間、重力和物質被意誌所改變,並產生出一係列似乎隻在科幻小說中出現的事物,包括反重力太空船、空間傳送和時間旅行。他最奇異的發明可能就屬“意識攝像”機器。特斯拉設想,當一個意識在腦中形成,就會有一個相對應的圖案在視網膜上出現,並且這段經由神經元傳導的電子檔案能被一個機器讀出且記錄下來。這段資訊能之後再被一個人工視神經處理,然後回放到銀幕上。

在使用電的現代世界上到處都可以看見特斯拉的遺產。撇開他在電磁學和工程上的成就,特斯拉也被認為對機器人、彈道學、資訊科學、核子物理學和理論物理學上等各種領域有貢獻。特斯拉晚年被視為一個瘋狂科學家並由於宣稱可以創造怪異的科學發明而被注意。許多他的成就已伴隨著一些爭議被應用,去支持著許多的偽科學,如幽浮理論和新世紀神秘理論。特斯拉當代的欽佩者視他為“創造出二十世紀的人”。

▲讓人類看的更遠:伽利略研製望遠鏡

伽利略(Galileo Galilei,1564-1642),意大利物理學家、天文學家和哲學家,近代實驗科學的先驅者。

1604年的冬天,在南方的天空突然出現一顆異常明亮的星星,這顆宇宙的不速之客吸引著許多人的注意,而後又在第二年的秋天神秘地消失。人們不禁提出一連串的疑問,這是一顆什麼樣的星?它從哪裏來,又到哪裏去?夜空中的點點繁星究竟是按照怎樣的規律運動的?但是,所有這些問題,誰也說不清楚。

伽利略每天晚上都在觀察著那顆神秘的星辰,隻要天氣晴朗,他是決不放過這千載難逢的機會的。他的腦海也不斷浮想出許許多多問題,他越來越感到,人類對宇宙的秘密了解得太少了。

但是,光憑肉眼觀察畢竟是有限的,當時還沒有發明望遠鏡。伽利略一直在想,能不能想辦法使人的視力更加銳敏,更加擴展,像神話中的千裏眼那樣可以看清遙遠的星星呢?

轉眼到了1609年6月,伽利略聽到一個消息,說是荷蘭有個眼鏡商人利帕希在一偶爾的發現中,用一種鏡片看見了遠處肉眼看不見的東西。“這難道不正是我需要的千裏眼嗎?”伽利略非常高興。不久,伽利略的一個學生從巴黎來信,進一步證實這個消息的準確性,信中說盡管不知道利帕希是怎樣做的,但是這個眼鏡商人肯定是製造了一個鏡管,用它可以使物體放大許多倍。

“鏡管!”伽利略把來信翻來覆去看了好幾遍,急忙跑進他的實驗室。他找來紙和鵝管筆,開始畫出一張又一張透鏡成像的示意圖。伽利略由鏡管這個提示受到啟發,看來鏡管能夠放大物體的秘密在於選擇怎樣的透鏡,特別是凸透鏡和凹透鏡如何搭配。他找來有關透鏡的資料,不停地進行計算,忘記了暮色爬上窗戶,也忘記了曙光是怎樣射進房間。

整整一個通宵,伽利略終於明白,把凸透鏡和凹透鏡放在一個適當的距離,就像那個荷蘭人看見的那樣,遙遠的肉眼看不見的物體經過放大也能看清了。

伽利略非常高興。他顧不上休息,立即動手磨製鏡片,這是一項很費時間又需要細心的活兒。他一連幹了好幾天,磨製出一對對凸透鏡和凹透鏡,然後又製作了一個精巧的可以滑動的雙層金屬管。現在,該試驗一下他的發明了。

伽利略小心翼翼地把一片大一點的凸透鏡安在管子的一端,另一端安上一片小一點的凹透鏡,然後把管子對著窗外。當他從凹透鏡的一端望去時,奇跡出現了,那遠處的教堂仿佛近在眼前,可以清晰地看見鍾樓上的十字架,甚至連一隻在十字架上落腳的鴿子也看得非常逼真。

伽利略發明的望遠鏡,經過不斷改進,放大率提高到30倍以上,能把實物放大1000倍。現在,他猶如有了千裏眼,可以窺探宇宙的秘密了。

過去,人們一直以為月亮是個光滑的天體,像太陽一樣自身發光。但是伽利略透過望遠鏡發現,月亮和我們生存的地球一樣,有高峻的山脈,也有低凹的窪地 (當時伽利略稱它是“海”)。他還從月亮上亮的和暗的部分的移動,發現了月亮自身並不能發光,月亮的光是透過太陽得來的。