後來者居上說起電燈,我們馬上會想到愛迪生。
其實,在電燈發明史上,還有一位鮮為人知的科學家——英國人約瑟夫·斯萬。
說起來話長了。1848年,愛迪生出世還不到一年,20歲的斯萬便踏上了探索用電照明的道路。然而,發明電燈的桂冠卻落在晚生之輩愛迪生的頭上,這是為什麼呢?
起步早的斯萬經過12年的苦心鑽研,終因當時技術條件所限而暫告結束電燈發明的研究。又過去17年,電弧燈、直流發電機相繼問世,抽取真空的技術有所突破,發明電燈的技術條件基本具備了。於是,1877年秋,斯萬重整旗鼓,卷土重來。愛迪生大約在一年之後才開始向這次發明進軍。顯然,在這場競賽中,愛迪生居於落後地位。他的對手斯萬不僅有豐富的經驗,而且捷足先登,此時的愛迪生隻不過剛剛在起跑線上站定。
說起來令人難以置信,斯萬的研究班子隻有兩個人,他自己和一位精通真空技術的助手、銀行職員查理·斯特恩。更加令人難以想象的是,這兩個人也不常見麵,主要靠信函聯係,間或登門切磋。盡管采用這種低效的手工業式的個體研究方式,斯萬還是憑借他的經驗和才智,利用以前的成果,率先搞出接近室用的碳絲燈泡。1879年2月3日,在英國紐卡索市文學與哲學學會上,斯萬研製的中間大、兩頭尖,形狀似棗核的電燈第一次在大庭廣眾中間熠熠發光。雖然它持續照明的時間很短,尚無實用價值,但這畢竟是接近成功的輝煌勝利。愛迪生雖然起步晚,但是進步快。1879年10月21日,愛迪生的電燈成功了,壽命長達45個小時。
燈光一滅,愛迪生就伸手把燈泡摘下來,砸碎了,將兩截斷裂的棉線燈絲先後放在顯微鏡下檢驗。一個助手走過來問他檢驗結果怎麼樣,他笑著搖搖頭,說:“不成,咱們還得另外找材料。”
助手把舌頭一伸,說:“亮了45個小時,還不成啊?”
“差得遠哩,我的朋友。”愛迪生拍拍他的肩膀說:“我說的是1600個小時。”這個數字是他按一年365天,每天用4個多小時,計算出來的。
有一天,愛迪生坐在實驗室裏考慮建設電燈工廠的事,順手拿過一把蒲葵扇,呼扇呼扇扇著取涼。突然,他的眼睛注意到扇子四周纏繞著的一圈細竹絲上。由於他一直在思考著用什麼纖維來做燈絲,所以馬上就把竹絲取下來,交給助手做試驗。結果,竹絲在電燈泡裏大放光明,為人類服務10年之久。後來,人們改進了愛迪生的電燈,用鎢抽成細絲,並在燈泡裏充進氬一類的惰性氣體,這便是我們現在的電燈。
愛迪生的成功在於他更好地適應了現代技術研究的特點,從而後來居上。發明就是現代意義上的技術研究。
現代的重大發明常常需要多種專長的人共同協作,往往要耗費大量資金。斯萬在研製過程中,起初是單槍匹馬,後來也隻不過一名助手,難得集思廣益,而且資金不足,隻靠個人小筆費用。難怪在製成接近實用的燈泡後,要求改進之時,因資金匱乏,隻能一切從儉,終於落後。相比之下,愛迪生有個40多人組成的人才濟濟的班子,不僅有高水平的化學家和物理學家,而且還有玻璃工、金屬工等。愛迪生研製電燈總共不過13個月,試驗過約1600種礦物和金屬材料做燈絲,耗費約4萬美元購買多種實驗材料。如此龐大的工作量和巨額費用,恐怕是斯萬不敢想象的事情。
愛迪生一生的發明,單是在專利局登記過的就有1328種,加上有些沒有公開發表或故意放棄專利的,大約有2000種。
有人認為,愛迪生是天才。他反對這種看法,說:“無論哪個頭腦清楚的人,都能像我一樣有成就,如果他肯拚命地鑽研。”愛迪生有句名言:“天才就是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水。”作為一個真正經曆過艱苦奮鬥的科學家、發明家,愛迪生深深懂得時間的可貴。他在79歲生日的時候,曾經很有風趣地說:“我已經是135歲的人了。”因為愛迪生幾十年來,幾乎每天工作十幾個小時。若用平常人的活動時間來計算,那麼他79年所做的事情,就相當於135年的時間了。這個數字,揭示了他成功的奧秘,證明了“天才源於勤奮”的真理!
地震能治病1976年7月28日北京時間03時42分53.8秒,發生了強度為裏氏7.8級的唐山大地震。造成24.2萬人死亡,重傷16.4萬人,名列20世紀地震史死亡人數第一。
唐山地震波及北京時,有位同誌正在伏案工作,他馬上鑽到書桌下躲避。天亮後,他突然發現病痛了好幾個月的腱鞘囊腫奇跡般地痊愈了。後來反複分析原因,認為與他在地震時麵向北蹲著受變化的地磁影響有關。這位同誌怎麼也沒有想到,“桌下避難”竟是一次“磁療”。
利用天然磁性物質和地磁治療疾病,中醫古文獻早已有記載,而且,古今氣功師都很講究練功的方向性。聞名中外的硬氣功家侯樹英夜間練功就是麵向北。福建氣功家鄧笑吟到上海後,由於受工業電磁影響,感到功力減退,因此常到郊區順著地磁方向練功補償。一些著名氣功師認為:人在睡覺時應頭朝南,長期下去會有益健康。
有人曾做過試驗:6人平日睡覺東西而臥改為南北而眠。一年後,除2人無反應外,其餘4人漸漸產生了兩種感覺:一是睡眠比過去實了,精力充足,食欲增加了;二是曾患神經衰弱、高血壓病的人,自覺症狀有了一定的改善,或是服藥療效比過去顯著了。這有沒有科學道理呢?有。
我們知道,人們生活在地球上,無時無刻不受到地磁的影響。
地磁強度雖然很弱,但如果長期有意識地使人體順著地磁的南北方向,那麼地磁場可使人體的器官細胞有序化,產生磁化效應,生物電壓、電流隨之增加,器官機能得到調整和加強,因此便起到一定的治療作用。前不久,印度教授薩拉達·蘇布拉瑪尼亞姆通過實驗又證實,如果東西方向睡,則令人煩躁、易怒;反之,南北方向睡,就會有種寧靜和舒適的感覺。這是因為磁場的微量脈衝,控製幹擾生物電流的傳輸導致的。
我們都有這樣的體會:外出工作或旅遊,往往感到休息不好,身體格外疲勞,這是什麼原因造成的呢?
經過科學家多年研究,終於揭開了這個秘密:地球磁場的不均勻性以及其微弱幹擾變化,會使大腦中生物電的活動失常,從而導致精神疲勞。
人所共知,地球的中心有一個直徑約7000千米的致密的鐵鎳元素核心。在太陽強大的磁電影響下,地球自轉磁場強度亦有規律性的變化。由於地殼表麵各處的組成物質與厚度各異,因而各處的磁場強度也不盡相同。
一個人在辦公室上班,在家裏休息,長年累月如此反複,適應了當地的磁場強度變化。突然出門在外,磁場強度動蕩變化,人體一時不能適應,所以會產生疲勞的感覺。
利用磁場治療疾病的方法,叫做磁場療法。磁場療法簡便易行,近年來發展很快。例如,飲用經過磁場磁化的水,可以治療各種結石症,非常經濟方便。利用磁場治病的方法已有十數種之多,但目前最基本的是貼磁、旋轉磁法、電磁法和磁化水4種方法。磁場療法能夠治療幾十種疾病,而效果最好的是治療軟組織損傷、落枕、淺靜脈炎、肌肉疼痛等病,對於關節炎、頸椎病、乳腺增生、高血壓等病,也有較好療效。
那麼,磁場為什麼能夠治病呢?實驗表明,一定程度的磁場,能夠促進生物的發育成長,增強生物體的抵抗能力,延長生命的時間。20世紀60年代以來,已經逐步形成了一門新的學科,叫做生物磁學。生物磁學是研究磁場對生物分子、細胞、組織、器官和生物整體的作用以及研究其他生物磁現象和在生物工程上的應用。磁場療法就是生物磁學的一個研究對象。
地球本身及其周圍是一個大磁場,人類和一切生物都生活於這個大磁場之中。磁場對於生命,如同空氣和水一樣,不可分離。磁場對於人體的影響是多方麵的。
我們知道,人的身體能夠通過電流,所以人體是一種導體。同時,人體本身也存在著生物電流,例如,心髒能產生心電,大腦能產生腦電,當然,這些電流都是非常微弱的。人體的這種生物電流是否正常,和他的生理功能是否正常是相一致的。人的身體一旦受到外界或者內在因素的幹擾發生病變的時候,生物的電流也會出現異常變化。心髒、大腦、肌肉和神經由於微弱電流的存在,都能產生很微弱的磁場,人在患病的時候,生物磁場也就隨著生物電流的變化而發生變化。
電動能產生磁,磁動能產生電。根據這個原理,在磁場的作用下,人體也能產生微弱的電流。利用磁場治病,就是利用磁場使人體產生電流來影響人體的生理病理過程,從而調節生物電和生物磁場,使之達到平衡,實現治病的目的。
和牧民搶棍子的石頭很久以前,在希臘的麥格納村,住著一位勤勞的牧民。
每天他都提著一根一頭套著鐵環的棍子,到附近的山上去放羊。
一天,他在山坡上放羊,突然刮起大風,大雨緊接著傾瀉下來。要把羊群趕回家已經來不及了,他發現山坡上有個洞,就急忙把羊群往洞裏趕。進洞以後,他又困又累,把趕羊棍往角落裏一扔,躺在一塊石頭上睡著了。
牧羊人醒來的時候,雨停了。他伸手去拿趕羊棍,準備回家。他覺得有一種力量拉著棍子不放,再使勁拉,還是拉不動。牧羊人嚇壞了,他連喊帶跑回到村子裏:“有鬼啦!有鬼啦!”村裏人都跑進山洞去拔棍子,一個膽大的小夥子用力一拽,棍子拿起來了,鐵環上卻沾上了許多礦石的小顆粒。
經過試驗才知道,這個山洞裏有一種特殊的石頭,能吸引鐵器。這種石頭也含鐵,所以叫它磁鐵礦石。為了紀念發現者,希臘人把它叫做“麥格納也特”。
其實,在這以前,我國就發現了磁鐵,並且用它製成最早的指南針。歐洲人不知道,所以把發現磁鐵的功勞歸於希臘人了。
誰發明了複印機現如今,在現代化的辦公室裏,複印機和打字機一樣,都是必不可少的辦公用具。
複印機是誰發明的呢?這位發明家叫查切斯特·卡爾森。
卡爾森12歲時,個子長得又瘦又高。為了幫助父母養家糊口,他在加利福尼亞州聖貝納迪諾幹零活。14歲那年,他挑起了贍養雙親的重擔,每天早早就得起床,上學前先去商店擦玻璃櫥窗,下午還得去銀行和報社打掃衛生,每到星期天則要從早晨6點一直忙到晚上6點。
他的父母身體都不太好。父親是一位流動理發師,由於關節炎和肺病而無法工作。母親患有肺病,長年臥床不起。老兩口隻有卡爾森一個兒子。
生活上的重擔壓得卡爾森喘不過氣來,許多小孩子處於這種壓力下早就退學了,但是,卡爾森頂住了。當他念初中時除了看門的工作外,還在印刷廠當學徒。高中時他除了繼續幹擦洗玻璃窗、打掃地板等活計外,還利用星期六和星期天在化學實驗室工作。他先進入裏弗賽德專科學校學習,然後又在加利福尼亞州理工學院念書。
他艱苦奮鬥了5年,可是,他卻欠了1400美元的債。
1930年,美國的工作特別難找,卡爾森給82家公司寫信要求工作,但是隻有兩家公司給他複了函,表示不能雇用他。最後,卡爾森總算在紐約一家電子公司的專利部門找到了一個固定的工作。在那兒複製文件和圖表之類的麻煩事給他留下了不可磨滅的印象。
手稿必須重新打印出來,圖表得送到照相複印公司去複印,這既花錢又費時間。他心想如果在辦公室裏有一架機器,隻要把原文本塞進這架機器裏,一按電鈕就可得到一模一樣的複本,那該有多好呀!1935年,他開始著手研製這種機器。當時人們同現在一樣,總認為沒有設備完善、規模巨大的實驗室就不可能有重大發明。29歲的卡爾森,瘦高的個子,雖然兩眼近視,卻是個意誌堅強、鍥而不舍的人。他單槍匹馬埋頭苦幹了3年,細心觀察光怎樣作用於物質和探索圖像從一張紙傳到另一張紙上麵的獨特方法。星期六、星期天和每天晚上,紐約公共圖書館內都留下了他勤奮學習的身影,甚至在地鐵裏他也在思考問題。對他來說,時間永遠不夠用,因為他身挑三副重擔,白天他得努力工作來保住他的飯碗,夜晚去夜校讀書,以便取得學位,百忙之中還要實現他的夙願——研製複印機。通過理論上的探索,他終於掌握了靜電學。
1937年,他正式提出申請,要求獲得“靜電攝影法”的專利權。
卡爾森確信他已掌握了靜電複印的基本概念,但是他還得把理論用於實際。他便把自己唯一的一間起居室的壁櫥改成臨時實驗室,但結果證明它不能適應實驗需要。因此,他在長島的阿斯托裏亞租了一小間簡陋的房子,在裏麵配備了做實驗用的物品。另外,他節衣縮食,用節省下的錢雇用了一位實驗助手,幫他一起做實驗。
1938年10月22日,在這間簡陋的房間裏,卡爾森用墨水在一塊玻璃板上書寫了“阿斯托裏亞1938年10月22日”幾個字,又用一塊布手帕在塗硫金屬板上拭擦,使它帶上電荷,然後隔著寫有字的玻璃板,在泛光燈下將這塊金屬板曝光3秒鍾,又在板上顯示出來了。接著卡爾森又把一張蠟紙平壓在塗硫的金屬板上,紙上也複印出了相同的字。這就是世界上最早的靜電複印,以後這種方法被命名為“靜電印刷術”。
然而,對卡爾森來說,以後幾年的經曆並不是一帆風順的。根據他的圖紙設計生產的各種複印機總不能使他滿意。他想方設法推廣這種機器,以引起人們的注意,可是人們對他的發明漠不關心。1939~1944年間,包括雷明頓·蘭德和國際商業機器公司在內的20多家公司拒絕接受卡爾森的新產品。盡管美國全國發明者理事會看到複印機的需要,但卻否定了卡爾森的製作方法。