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。
經過幾代科學家的努力,終於在1925年,美國無線電公司研製出了世界上第一部實用的傳真機,可以通過有線電和無線電快速、準確地傳送文件和圖片。但這種傳真機傳送圖像的清晰度、傳送速度以及光源亮度等還不甚讓人滿意。1930年,美國物理學家弗拉基米爾·茨沃裏金發明了攝像管,同時其他科學家又發明了電子束管等先進電子元件,傳真機的性能得到了很大的改進。到了20世紀60年代激光技術被發明後,光源問題得到圓滿解決,傳真效率也得到前所未有的提高——直到這時,現代意義上的傳真機才開始大規模進入現代社會。
進入20世紀70年代後,傳真機開始在不知不覺中成了辦公設備市場的重要組成部分。1980年,一項新標準的製定使現代傳真機得以麵世。這項標準能夠把文件或圖片轉換成數據化的信息,然後通過普通的電話線在1秒或者是更少的時間內發送給對方。此後,傳真機幾乎在一夜之間成為商業辦公室的標誌性設備——眾多大大小小的企業同時發現,離開了傳真機,企業的業務就無法正常運行。由此,傳真機被譽為“辦公室裏的好幫手”。到了1980年的末期,傳真機的實際應用已經達到了頂峰,從而使得傳統的傳真電報業務量下降了一半。
但是,隨著電子計算機因特網的出現,傳真機已經走過了自己的短暫的風光時期,開始逐漸讓位於電腦網絡。
13.現代火箭的發明
從17歲開始,羅伯特·戈達德這個年輕的美國人就在他的某本日記的開首吐露出“製造一種能登上火星的裝置”的夢想。
1914年,他向這個夢想邁進了“一大步”。剛從研究生院畢業,戈達德就申請了多項有關現代火箭學基本概念的專利,其中包括液體燃料推進器和多級火箭。在這之後,他就開始了長達12年的探索試驗。在向別人說明自己的計劃時,他僅提及希望尋求一種收集宇宙信息的途徑。當一家地方報紙披露了他的太空旅行的想法時,這位離群索居的克拉克大學教授得到了一個綽號:“月球人”。的確,在他進行試驗的馬薩諸塞農場經常發生的爆炸,看來同樣證明了他的瘋狂。
在萊特兄弟首次飛行20多年後的1926年3月16日,戈達德用事實為自己進行了辯護——把他的發明送上天,宣告了火箭時代的到來。戈達德製造的劃時代的火箭長約305米,不裝燃料時還不到2公斤重,用液氧和汽油推動。它在約13米的高空飛行了約56米,整個飛行持續了25秒。戈達德在他的日記裏寫道:“它飛起來時真是太迷人了,沒有太大的噪聲和火焰,好像在說:‘我在這兒呆的時間夠長了。我想如果你不介意,我就要到別的地方去了!’”
在這次火箭成功發射之後的幾年裏,戈達德又進行了多次發射試驗。他後來還在火箭上安裝了氣壓計、溫度計和照相機,火箭最高發射高度達到了2500米。
其實,在戈達德之前一些先驅者已經在這方麵進行了大量開創性的研究。被譽為“現代火箭之父”的蘇聯科學家齊奧爾科夫斯基早在他1903年寫成的《利用噴氣工具研究宇宙空間》一文中,就第一次闡述了火箭飛行和火箭發動機製造的基本原理和構造,並推導出計算火箭飛行最大速度的公式。他的這些研究成果對人類關於火箭研製技術的發展產生了深遠的影響。
1923年德國人奧伯斯在他出版的《從火箭到星際太空》一書中,深入探討了許多技術性問題,如噴氣速度、理想速度和火箭在大氣中最佳上升速度等。有趣的是,奧伯斯的著作經科普作家改寫成通俗讀物後,也產生了廣泛的影響。
在戈達德之後,火箭研究在許多西方大國中迅速開展起來。1933年,在馮·布勞恩的主持下,德國首先在這方麵進行了開創性的研究,並在空氣動力學和製導與控製、發動機設計、彈道設計等方麵積累了大量經驗。1942年10月3日,在嚴格保密的波羅的海沿岸的一個名叫佩內明德的發射場,德國成功地發射了第一枚軍用火箭V-2。V-2火箭全長14米,可攜帶1噸重的彈藥,最大射程300公裏——這是在真正意義上第一枚進入實用的現代火箭。
V-2火箭這種新式武器的誕生,雖然沒能最終挽救德國二戰失敗的必然命運,但是它在戰爭中顯示出來的巨大威力,已經使深受其害的英國人產生了巨大的恐懼心理,也為戰後現代火箭技術的飛速發展開辟了道路。事實上,美國和蘇聯戰後火箭技術的發展都是從抄襲V-2火箭起步的。而美國更是將在戰爭結束時俘獲的大量研製V-2火箭的德國科研人員直接送回本國,為其發展火箭研製事業服務。