第四章 學生科技發明啟迪4
11.“萬能”的方法
提起“攪拌”,恐怕任何一個稍有生活經驗的人都不陌生。服用某些藥物時,醫生要我們“搖勻”後服用,塗擦某些外用藥時也是如此。要急著喝燙開水,便用勺子、筷子之類物件“攪一攪”,可加快它冷卻。要把諸如白糖之類的東西溶入水中,攪拌能促使其更快溶解。用麵粉煮糨糊或用米粉煮糨糊時,必須不停地攪拌——不然這些澱粉就會結成塊,達不到預期的糊狀。甚至連早期煉鋼用反射爐時,也必須不斷地攪動鐵水,使之與空氣接觸,以達到脫碳的目的……
攪拌的確是“萬能”的:使原料混合均勻、反應充分、溫度一致、傳熱加快、顆粒分散。
下麵要講的故事,是攪拌的又一功能——趕走氣泡。要知道,這一“秘密”,俄國政府花100萬法郎還沒買到呢!
第一次世界大戰期間的1916年春,戰爭進入關鍵階段,一隻俄國小船悄悄駛進了一個英國港口。幾個俄國學者下船後直奔倫敦,他們急切地拜會了英國負責生產軍火的大臣,要他們傳授光學玻璃的生產技術——他們知道英國玻璃製造商謙斯兄弟掌握這一技術。但英國大臣婉言謝絕,叫他們去找法國人。
為什麼俄國人急於想搞清光學玻璃的生產技術呢?因為它對於戰爭的勝敗太重要了:照相機、望遠鏡、放大鏡、顯微鏡、潛望鏡、測量器的鏡頭都離不開它,否則潛水艇、飛機、坦克等光學儀器都會成為瞎子或半瞎。普通玻璃不能替代它。到哪裏去尋找這一技術呢?當時隻有英、法、德三國掌握了這一技術。敵國德國是不會告訴的;而德國又正在進攻法國瓦爾登,法國也很危險,無法去法國,所以俄國人首選英國,於是出現了前麵的一幕。
那又為什麼隻有這三國掌握這一技術呢?原來,這一技術首先是由法國鍾表匠吉蘭在18世紀發明的;其後19世紀末,物理學家阿別和化學家舍達也各自獨立發明了這一技術。因此,能生產光學玻璃的隻有這三國。
被英國拒絕的俄國人,隻好冒險來到處境危險的法國。好在當時法國正在期待著俄國的援助。於是法國總統親自陪著他們去會見掌握這個技術的光學玻璃製造商曼杜阿。可是,俄國人即使答應用100萬法郎購買這一技術,曼杜阿還是說什麼也不肯出賣這一技術。
俄國人再次碰壁之後,並沒有灰心,於是他們再次返回英國。好說歹說,他們終於如願以償。而謙斯兄弟的條件是,給予25年的特權。
那麼,俄國人花了100萬法郎沒有買到的“秘密”究竟是什麼呢?“攪拌”——熬熔玻璃液時必須不停地攪拌!對此,俄國學者們麵麵相覷,哭笑不得。
是的,攪拌是生產光學玻璃的關鍵技術,它可使原料混合均勻,氣泡從玻璃液中不斷逐步溢出,使玻璃質地均勻、晶瑩透明。怎麼會不“價值連城”呢?
後來,俄國人公開了這一秘密,而且對光學玻璃還作了很多研究改進。
12.傳真機的發明
自從人類發明了電報和電話以後,信息的傳遞和交流變得更加快捷和準確。但是,怎樣將自己手中的原始文件,甚至是重要圖片,通過遠距離及時、準確地發送到對方手中,一直是人們迫切的要求和美好的願望。為了實現這一願望,無數的科學家和無線電愛好者都在努力地鑽研著。德國的保爾·尼波科夫就是其中的一個。
1883年尼波科夫還是德國高等院校中的一名大學生。有一天,他在教室裏看到兩個同學正在做一個十分有趣的遊戲:這兩個同學分別坐在各自的桌子旁,手中各持一張大小相同的畫滿小方格的紙,隻見一張紙上寫著一個黑色的英文字母“G”,而另一張紙上沒有字母。紙上有字母的一方持有者充當發送方,按照紙上每一小格是黑還是白,從左邊開始自上而下地一格一格將信息傳給接收方,接收方了解到第幾格是黑色時,就用筆將自己手中紙上的相應小方格塗黑,而對白色的方格就空著不塗。結果,最後接收方同學的小格紙上也出現了一個與發送方同學手中紙上一樣的字母“G”。尼波科夫看完後頗受啟發,立即想到:無論是簡單的照片還是複雜的照片,都是由無數密密麻麻的小黑點組成的。就是說這些黑色的小點子是構成照片的基本元素,即被稱為像素。像素越細、越多、越重,照片就越清晰。尼波科夫隨即進一步想到:如果采取化整為零的方法,在發送的地方把需要傳送的圖像和文字分析成無數的點子,再借用一定的科學手段把這些點子變成電信號傳遞到接收的地方進行破譯,最後就一定能得到和發送方手中一樣的圖像和文字。於是,他一頭撲進了尋找傳送、破譯的研究試驗之中。經過反複努力,尼波科夫終於發明了圓盤式傳輸裝置,從而打開了傳真通信的大門。到19世紀末,科學家根據這一原理首先發明了電報傳真技術。