世界名人成才故事·著名发明家成才故事(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2021-04-26 15:24:32

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作者:竭宝峰

出版社:辽海出版社

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世界名人成才故事·著名发明家成才故事

世界名人成才故事·著名发明家成才故事试读:

前 言

名人从芸芸众生中脱颖而出,自有许多特别之处。我们追溯名人的成长历程时可发现,虽然这些人物的成长背景都各不相同,但都或多或少具有影响他们人生的重要事件,成为他们人生发展的重要契机,使他们从此走上真正人生追求的道路,并获得人生的成功。

名人有成功的契机,但他们决不仅是幸运和机会。机遇只给有所准备的人,这是永远的真理。因此,我们不要抱怨没有幸运和机遇,不要怨天尤人,而要做好思想准备,开始人生的真正行动,这样,才会获得人生的灵感和成功的契机。

我们辑录这些影响名人人生成长的主要事件,就是为了让广大读者知道,名人在他们做好思想准备进行人生不懈追求的进程中,怎么从日常司空见惯的普通小事上,碰出生命的火花,化渺小为伟大,化平凡为神奇,获得灵感和启发的,从而获得伟大的精神力量,实现了较高的人生追求。

影响名人成长的事件虽然不一样,但他们在一生之中所表现出的辛勤奋斗和顽强拼搏精神,却是有相似之处。正如爱默生所说:“伟大人物最明显的标志,就是他们拥有坚强的意志,不管环境怎样变化,他们的初衷与希望永远不会有丝毫的改变,他们永远会克服一切障碍,达到他们期望的目的。”

爱默生说:“所有伟大人物都是从艰苦中脱颖而出的。”因此,伟大人物的成长具有其平凡性。吉田兼好说:“天下所有的伟大人物,起初都很幼稚而有严重缺点的,但他们遵守规则,重视规律,不自以为是,因此才成为一代名家而成为人们崇敬的偶像。”这样看来,名人的成长又具有其非凡之处。这些都是我们要学习的地方。

培根说:“用伟大人物的事迹激励青少年,远胜于一切教育。”

为此,本书精选荟萃了古今中外各行各业具有代表性的有关名人,其中有政治家、外交家、军事家、谋略家、思想家、文学家、艺术家、科学家、发明家、财富家等,编成了《著名政治家成才故事》《著名外交家成才故事》《著名军事家成才故事》《著名谋略家成才故事》《著名思想家成才故事》《著名文学家成才故事》《著名艺术家成才故事》《著名科学家成才故事》《著名发明家成才故事》《著名财富家成才故事》等,阅读这些名人的成长故事,能够领略他们的人生追求与思想力量,使我们受到启迪和教益,使我们能够很好地把握人生的关健时点,指导我们走好人生道路,取得事业发展。

爱德华·琴纳

爱德华·琴纳,英国医生,牛痘接种法的创始人。琴纳出生于英格兰格洛斯特郡伯克利的一个普通人家,父亲是当地的一名乡村牧师。他有两个哥哥,比他大近20岁,也继承父业做起了牧师。在他5岁的时候,父亲不幸去世,小琴纳就和母亲一起跟随长兄一家人一起生活。

到了该上学的年龄,长兄将他送进了教会学校。但好动的琴纳面对神学著作毫无兴趣,他最大的爱好是“玩”。他常常和小伙伴们一起在伯克利村附近的小丘、山谷、草地和树林漫游。他喜欢掏鸟窝,特意去捕捉各种昆虫、小动物,他也对植物的种子、各种矿物、化石充满着浓厚的兴趣。他还利用林耐的双名命名法对自己收藏的标本进行分类。他的小屋,简直就是一个动物园、植物园、贮藏室三者的结合体。

琴纳的小学校长沃什伯恩是一个严厉而又十分守旧的人,他不喜欢学生提出各种问题,反对学生阅读神学以外的课外读物,认为琴纳阅读生物学著作完全是浪费时间,甚至是危险的。有一次,他把琴纳叫到自己的办公室,严厉地对他说:“你现在的思想观点很危险,我得提醒你,科学与宗教是直接对立的,你最好不要去碰科学。你那愚蠢而又肮脏的爱好会得罪上帝的!”

在这样的学校里,琴纳感到身心受到了极大的摧残,无心学习,经常逃课。长兄见他对神学实在无兴趣,就尊重他的意愿,让他跟随索德伯里城的外科医生卢德格学习医学知识。当时琴纳年仅13岁。在卢德格家,琴纳开始了八年的学徒生活。学徒生活虽然十分清苦,但琴纳认为可以学到许多有用的知识,因而觉得很有乐趣。

1770年,在卢德格医生的大力推荐下,琴纳来到了伦敦最著名的外科医生亨特那里学习。三年之后,琴纳返回了伯克利农场,开始了自己的行医生涯。

琴纳作为一名医生,之所以能载入史册,是因为他找到了治疗天花的办法,即牛痘接种法。

天花,在欧洲历史上有一段时期被人们称为“死神忠实的帮凶”。只要有一人得了天花,恐怖就会笼罩整个地区和国家,甚至整个欧洲。天花的传染性非常强,轻微的接触都会使周围的人染上天花病毒,而且传播速度极快。人们经常是谈“天花”色变。

一连好多年,琴纳所在的伯克利山谷都没有发生过天花。一天,突然有消息传来,说有一个人已经染上了天花。这引起了整个山谷以及附近居民的普遍恐慌,似乎一场大的灾难已经降临。

琴纳作为当地医生,对病人采取治疗措施是他义不容辞的责任。但最令他感到头疼的问题是病人的护理,因为护理人员最容易受到传染。一般的人是不能护理天花患者的,只得去找以前患过天花、现在已经痊愈的人。但这样的人实在太少了。病人的家属最后找来了一位挤奶女工。琴纳见她皮肤光滑白嫩,脸上也没有天花的麻痕斑点,就认定她以前没有得过天花,因此不同意让她担任病人的护理工作。“我确实没有得过天花,但我曾经出过牛痘。因此肯定不会染上天花。”挤奶女工坚定地说。

挤奶女工的话让琴纳想起了卢德格对他说的“奶区迷信”。即长期与奶牛接触的人很少会染上天花。于是他同意让这位挤奶女工来护理病人,并对她交待了应该注意的事项。

几个月后病人终于痊愈了,琴纳脸上留下了永远消不去的麻点,而那位挤奶女工却安然无恙,皮肤依然白嫩。这件事激起了他多年来藏在心底的疑团:天花与牛痘究竟有什么关系呢?如何来解开这个疑团呢?琴纳记起了亨特的教诲。他决定从调查入手。他来到多个牧场,向一些老牧场主详细询问有关牛痘方面的知识,诸如人是如何感染上牛痘的?感染上牛痘的人有没有人再得过天花?

调查费时费力,但经过多年的努力,他终于得出理论上的结论,即感染过牛痘的人是不会得上天花的。理论需要通过实践来检验。于是琴纳张贴了一张广告,征集得过牛痘的志愿人员,要在他们身上注射天花病毒进行试验。最后终于找到了五个志愿者。在他们身上注射病毒半个月之后,志愿者没有任何不良反应,半年之后,还是平安无事。琴纳的研究工作取得了巨大的成功。

但琴纳还想在人体上先接种牛痘,观察其反应,然后再接种天花,进行理论验证,但没有人敢于这样做,他的研究工作只得暂时停了下来。

1796年4月,一位中年妇女带着8岁的儿子杰米·菲浦士来到琴纳的诊所,要求在儿子身上进行试验。琴纳大为感动,激动地说:“你真伟大!你知不知道,现在有许多人,包括专业的外科医生在内,都不相信我的理论,有人认为是渎犯神明,有人认为会长出牛脸来。”

琴纳在杰米·菲浦士身上的试验又获得了巨大的成功。在注射牛痘、再接种天花后,杰米没有出现任何不良反应。这充分证明:琴纳用接种牛痘预防天花的免疫方法成功了!

然而,当琴纳将辛辛苦苦历经三十多年的观察、试验、研究后的重大成果拿到皇家学会请求发表时,遭到的却是人们的冷嘲热讽。琴纳虽然十分失望,却没有气馁,他相信科学终将战胜愚昧。1798年,琴纳自费出版了《接种牛痘的原因和效果的调查》这一科学巨作。在铁的事实面前,顽固不化的人们终于低下他们高贵的头颅。法国皇帝拿破仑公开鼓励全体法国公民接种牛痘,维也纳医生卡罗博土也大力推广牛痘接种。在俄国、丹麦、普鲁士、意大利、土耳其乃至东方的印度,都有人开始用牛痘接种来预防天花。

琴纳的价值终于得到了世人的肯定,英国政府给他颁发了科学奖金。1823年,琴纳逝世。为了纪念这位天花的“克星”,人们特地为他建造了一座巨大的人体雕塑——琴纳正在聚精会神地为抱在自己怀里的婴儿接种牛痘呢!雕塑下的碑座上刻着这样一句话:向母亲、孩子、人民的英雄致敬!

H·C·奥斯特

19世纪以前,人们普遍认同吉尔伯特的观点,认为电和磁是不相关的。直到伏打电池的发明以及磁效应的发现,电与磁的研究才如雨后春笋般成长起来,很多物理学家改变了自己原来的研究而投向电磁研究,从而取得了一个又一个研究成果,推动认识世界之本质。

1819年冬,H·C·奥斯特在哥本哈根大学开办一个自然科学的讲座。

讲座已经连续讲了很长时间,这使得奥斯特能够很长时间地研究讲座问题——电磁问题。他在备课和讲课的过程中发现了很多新问题。

一次,奥斯特为大家讲电流与发热。早期的物理学家发现,电流通过任何导线时,就会发热,多少会依照导线的性质而改变。这种热效应在现在的电热、电暖方面有很大的实用价值。

热效应就是奥斯特讲座的内容。奥斯特为大家讲述:“电流通过导线时会产生光和热,产生的热向四周辐射。”然后,他让助手通电。他特意在电流附近安置了磁针。

这是为什么呢?

原来,在这堂课之前,奥斯特有过一个想法,他让电流通过极细的铂丝,在导线下放置了小磁针,然而出现了一个意外,使他没能成功地得出结论。

利用这次讲座的机会,他顺便安置了一个磁针。在助手接通电源的那一瞬间,奥斯特扫了一眼磁针,只见小磁针忽然动了一下!

这个现象太惊人了。

下课之后,奥斯特异常欣喜,他重复实验,并且设计不同的方案仔细研究。用了三个多月的时间,做了60多次实验,终于发现了电流的磁效应,即从电生磁。革命性的发现从奥斯特的实验中诞生了。

奥斯特出生于丹麦的鲁德克宾市。1806年,刚29岁的他被聘为丹麦哥本哈根大学的教授。一直到去世,他都是学院技术理论的领导人之一。

奥斯特之所以能打破旧的思维,发现革命性的现象,与他的哲学思想密切相关。

18、19世纪时,伟大的康德是自然哲学思潮的代表人。自然哲学重视自然界中物体之间的相互联系,尤其是自然力及其相互转化的思想影响了很多科学家。这种哲学批评牛顿的机械论成分。到了谢林,他更明确地提出自然力是统一力的思想观点。

奥斯特一直对康德哲学情有独钟。他周游欧洲,更是一位热心的自然哲学学派的拥护者和信奉者。他坚信客观世界的各种力具有统一性。

1812年开始,奥斯特受到了富兰克林研究的影响。富兰克林发现,莱顿瓶放电会使钢针磁化。于是奥斯特认为,电不是转化不成磁,而是应该寻找怎样才能转化成磁的办法。

1812年,奥斯特出版了《关于化学力与电力的统一研究》,他提出导线可能产生磁效应。

1820年7月21日,《关于磁针上电流碰撞的实验》一文发表,论文指明,电流所产生的磁力既不与电流的方向相同也不是相反,而是与电流方向垂直。此外,电流可以穿透周围的非磁物质而影响磁针。

这一个伟大发现轰动欧洲。

科学界里,安培敏感地抓住了这个问题。他继续实验,加以发展并用复杂的现象研究,提出了著名的安培定律。

从1820年7月21日奥斯特发现电流的磁效应到12 月4日安培提出定律,一共只有四个月多一点儿,时间很短,但却很重要。

其意义在于:电磁学经历了从现象的总结到理论归纳的质的飞跃,开创了电动力学理论。

汉弗莱·戴维

1778年12月17日,汉弗莱·戴维出生于英国西南部康沃尔郡彭赞斯城一个下层中产阶级家庭。汉弗莱6岁那年进入当地的文法学校。在校期间,他是个贪玩的学生,整天热衷于钓鱼,到野外寻找乐趣。但他天赋极高,总是能很快地理解课本上的知识。为了使他的才能有更大的发挥,父亲听从老师的劝告,在1793年把他送到彭赞斯城继续学习,住在母亲的养父约翰·汤金先生住的阁楼上。在这里,透过窗子可以欣赏大海的波浪,日出和日没,还可以写诗。大自然永远使他心潮澎湃,他常高声朗诵十四行诗来抒发自己的感情。

在这里,戴维迷上了化学试验。可是父亲的突然去世破坏了他的计划。母亲寄来的钱,甚至连吃饭都不够。戴维被迫停止了使他入迷的实验,把化学实验装置锁在柜橱里。在这种情况下,汤金先生建议戴维去约翰·博莱斯先生的药房工作。博莱斯是个有着丰富实践经验的好医生,戴维在他的实验室里全力以赴地工作,以实现成为一个医生的理想。他走进珍藏着大量医学文献书籍的图书馆,在浩瀚的巨著中,他发现了拉瓦锡的著作,接着找到了尼柯尔森的《化学辞典》。年轻的戴维读了这些化学家的著作以后才理解到,研究化学才是他的真正志向,他开始从事化学研究,贝尔斯邀请戴维到克里夫顿他的实验室去工作。

戴维愉快地接受了邀请。他承担的第一个任务,是研究一氧化二氮的特性。按照美国科学家塞缪尔·米切尔的意见,这种气体吸入呼吸器官,会使人患严重疾病。但戴维查明,一氧化工氮对人体绝对无害。

后来经过多次实验证明,这个结论是正确的。他把实验结果写成《关于吸入一氧化二氮有关的化学及科学研究》这篇论文,从此他一跃成为闻名于世的科学家。戴维为了做实验,经常吸入各种气体做实验,在一次进行含一氧化碳的煤气吸入实验时,他险些丧命。然而,挚爱着真理的戴维早已把一切置之度外了。

戴维一生对科学界作出了很多贡献。1829年5月29日逝世,终年才51岁。

到1800年,戴维把研究目标转向电化学。伏特发明的电堆(后来的电池)于1800年公开之前,这一了不起的新发明就已经私下传开。戴维也不失时机地进入这个新领域,并在短短六个月内发表了6篇论文。

1801年,应朗福德伯爵的邀请,戴维到伦敦皇家研究院担任化学助教职务。

1802年,23岁的戴维被晋升为教授,在挤满听众的礼堂里,戴维的讲课很快使他博得了卓越雄辩家的声誉。在很短的时间内,戴维成了伦敦风靡一时的人物。到处是赞美和仰慕。尘世的浮华,没有冲昏这位年轻科学家的头脑。戴维仍然讲授应用化学和农业化学课程,致力于各种科学研究工作。同时,他继续关心电的化学作用问题。1806年,在英国皇家学会贝卡讲演会上,戴维发表了《有关电的若干化学作用》的论文,引起学术界的轰动。尽管当时英法两国之间正进行着战争,但法国科学院仍为这篇论文赠予他3000法郎奖金。

1807年11月19日,戴维发表了发现碱金属的报告,又一次引起学术界的震动。这位科学家从自己的成就和普遍赞扬声中受到了鼓舞,在实验室里展开了更深入的工作。初步的研究使他发现了两种新金属:钾和钠。但这是不够的,关于它们的性质,戴维一无所知,因为还不能大量地提取这些金属,钠和钾具有非常活泼的反应能力。

戴维开始了一系列的实验,在一次实验中,钠和钾两种金属与水产生极其强烈的反应,爆炸声中戴维的右眼受伤导致失明。然而,戴维并未因此退却,他仍然执著地去探求碱金属的性质。在初步确定了钠和钾的性质后,他于1808年又相继用电解法分离出了钡、锶、镁、硼等新元素。1812年4月8日,鉴于他在发展科学方面建立的功勋,汉弗莱·戴维被英国王室授予爵士称号。

1815年,英国几个煤矿发生了大灾难,矿井中瓦斯爆炸事故使数千名矿工丧生。受煤矿灾害事故预防会的委托,戴维开始了关于火焰与气体的防爆问题的研究工作,结果研制成功全世界普遍采用的安全灯。这一发明使矿工们永远摆脱了瓦斯的威胁。这是戴维在应用科学领域内最重要的成就,也是他最后一项重要研究成果。当时戴维说,这项工作是为了给人类造福而不是谋私利的,所以他未索取专利权。由于这一功绩,戴维获得了朗福德勋章。1820年,他当选为皇家学会会长。

戴维矢志化学而不惜生命,取得了巨大的成就。可以说戴维的成功,是在自己天赋的基础上,用勤奋和刻苦换来的。他矢志真理,勇于探索的精神将是永远值得后人学习的。

乔治·斯蒂芬逊

乔治·斯蒂芬逊,英国人,蒸汽机车的发明者,1814年制造出了世界上第一台蒸汽火车机车。

1781年6月9日,斯蒂芬逊出生于英格兰的一个普通家庭。父亲是煤矿的一个蒸汽机司炉工,母亲是一位勤劳朴实的家庭妇女。一家八口人,全靠父亲一个人的微薄工资生活,日子过得十分艰难,几个孩子都没有上学的机会。斯蒂芬逊8岁那年,他就去给人家放牛了。但斯蒂芬逊有着强烈的求知欲,经常向人们问各种各样的问题。他还经常给父亲送饭,看到轰隆轰隆转个不停的机器,他感到十分好奇,不停地向父亲打听这打听那。但父亲仅仅是一个司炉工,懂得的知识很少,并不能完全解答他的问题。斯蒂芬逊心想,等我长大了,一定想办法把这台机器弄懂。

14岁那年,斯蒂芬逊当上了一名见习司炉工,儿时的梦想实现了一半,他终于有机会面对这个轰隆隆的大机器仔细瞧一瞧、摸一摸了。但他并不满足,他的最终想法是弄清机器里面是怎么回事,为何能够运转。他在不断寻找着机会。然而一年过去了,他还是没有找到恰当的机会。有时,他手直发痒,真想把机器打开,仔细瞧一瞧,但现实不允许。

功夫不负有心人,机会终于来了。有一天,总工程师说要把这台机器清洗一下,斯蒂芬逊自告奋勇地说他愿意下班后清洗。待其他工人师傅都下班回家后,斯蒂芬逊打来一盆水,把机器外部擦了一遍。按要求,他只能清洗机器外面,但斯蒂芬逊觉得这样的机会太难得了。他大胆而又小心翼翼地把这台机器全部拆开了。在仔细研究了里面的内部结构后,才准备重新装上。但拆散容易,装配却很难。等他把一大堆零件重新安装好的时候,室外已经是满天的星斗了。

回到家,斯蒂芬逊一晚都没睡好觉,他担心这台机器再也不能像从前一样运转了。这样会耽误生产,他可负不起这样的责任。第二天,他一大早就来到了矿上。生火、添煤、发动机器后,机器飞快地运行起来,似乎比平时运行得还快一些,一颗悬着的心终于落了地。

从此,斯蒂劳逊对机器越发着迷了。他想看这方面的书,但识字太少,很多书都看不懂。于是每天晚上,他都跑到煤矿的夜校去上课。一个十七八岁的小伙子每天和七八岁的孩子一起听课,他从不觉得害羞,相反更加努力学习。不久,他的文化知识水平有了很大的提高。

22岁那年,斯蒂芬逊成了一名机械修理工。29岁那年又晋升为工程师。这时他已经注意到了蒸汽机的巨大作用,1807年美国的富尔顿发明了蒸汽船,大大提高了船的速度;此时已经有人在开始试制蒸汽机车,但都没有取得成功。斯蒂芬逊心想,如果真的能够制造出蒸汽机车,对于陆上交通运输业的发展将会起到史无前例的促进作用,我为什么不可以朝这方面去努力呢?

有了这方面的想法以后,斯蒂芬逊马上行动起来。他不断向人请教,总结和吸取前人制造蒸汽机车的经验教训。他认识到,要让机车拖起沉重的货物,必须使蒸汽机放出的能量更多。他又找来有关蒸汽机方面的书研究起来。经过大量的知识积累,他决定付诸实践。他动手把当时的立式锅炉改成了卧式锅炉,用扩大炉膛的办法,来增加锅炉的受热面积和蒸汽。而且,把立式锅炉改成卧式后,高度大大降低了,机车行走、转弯时也就平稳、灵活多了。此外,他还在车轮的圆边上加上轮缘,防止火车发生出轨事故,保证行车安全。

经过反复的研究和试验,斯蒂芬逊在1814年制造出了一台名叫“半统靴号”的火车头。他亲自驾驶这个火车头,在煤矿上进行试车表演。可惜的是,火车头的震动太厉害,在试车过程中,由于机车上的螺栓震松了,以至翻了车,把一名乘车的英国国会议员和英国交通公司的董事长摔伤了。接着,人们的指责纷纷而来,一些原来赞成试验火车的官员,现在也开始反对了。

面对困难,斯蒂芬逊决定继续对机车进行研究和改进。为了减轻火车行进时的震动,斯蒂芬逊在火车上装置了减震弹簧,又针对其他问题相应地进行了改进。

成功往往与“耐心”联系在一起。又经过11年的努力,1825年9月27日,斯蒂芬逊终于驾驶着他新制造的“旅行号”机车在多林克顿到达林顿的铁路上进行试车了。这一次,机车以每小时24公里的速度,越过中途的一个大斜坡,安全地到达了终点站达林顿。随机车同行的还有450名乘客,载重量已经达到了90吨。人们发出了一片欢呼声!

斯蒂芬逊终于成功了,各种媒体的赞誉接踵而来。在荣誉面前,斯蒂芬逊没有陶醉,而是继续研究,以求更大的改进。

不久,英国政府决定在利物浦和曼彻斯特两大城市之间修筑铁路,聘用斯蒂芬逊为总工程师。经过几年的努力,世界上第一条铁路终于通车了,世界从此进入陆上运输的铁路时代。斯蒂芬逊也将以其伟大的历史性贡献被人们赞颂。

雷奈·利奈克斯

我们经常体检,现在常用的检查内脏的简便仪器是听诊器。

它有一个“盒子”,是凉凉的金属制品,用来贴在想诊断的部位,有两根长长的管子挂到医生的双耳,就像听录音机时的耳机。如果带上它,可听到肚子内部的声响。

据说,有一位医生,他是间谍。后来被当地反间谍机构查出来,当搜查他的窃听器时却没有找着。原来这个医生用他的听诊器靠近在墙上,用来偷听屋内情况,如果人们在交谈,自然可以听得很清楚。

在听诊器没有被发明出来以前,医生诊断病情用的基本上是一种方法,传统的摇动或用耳朵直接听。

如果诊断胸膜炎,就要去摇动病人的身体,时而把耳朵贴在胸腔上听。这种办法很麻烦而且又不十分准确。况且还很不方便,比如说男女之间,就较为麻烦。

一个偶然的游戏,刺激了一个简单而又实用的发明。

据说在1809年,法国医生雷奈·利奈克斯在巴黎。一天,天气很好,他在广场上散步。

一群孩子在做游戏。广场边上有一根很粗很圆的大木头,被刨了皮不知要做什么用。一个孩子在木头的一边,耳朵紧紧地贴在木头的截面上,在认真地听着什么。

忽然他高兴地喊了起来:“听到了!我听到了,你敲了6下!”

利奈克斯循着孩子的目光看去,木头的另一端也有一个孩子趴着。

于是,他走过去看他们究竟在干什么。只见孩子的手里拿着小钉子。他问到:“亲爱的孩子们,能告诉我你们怎样玩吗?”

这几个小朋友做示范给他看。原来很简单,不过是一人敲一人听而已。

利奈克斯于是伏在木头的一端,他听到了清脆的敲击声。突然,他想到了什么,眼睛一亮,说:“这下好办了!”

利奈克斯迅速回到了医院,恰好有患者来检查。他于是卷了一个纸筒,用耳朵贴近一端,另一端去听病人的心跳及呼吸,比早时清楚一些,他高兴极了。

从此,利奈克斯按照这个模糊的思路开始试验。他找来各种材料,不同种类的木头,不同种类的金属,空心棒、实心棒,等等。

经过试制,利奈克斯做出了“胸部检查器”,就是现在听诊器的雏形,是用橡胶管做成的并且带了两个喇叭状的听筒。

利奈克斯发明了听诊器,可以比原来清楚许多倍地听到胸腔与腹腔的声音。但是声音各不相同,不同的位置不一样,一样的位置每个人也不尽相同,至于怎样确定病因,则是诊断学上急于解决之事。

利奈克斯认真研究,他积累了丰富的临床经验,悉心记录各种资料,归纳总结出疾病所对应的声音以及一些误诊情况。

1819年,利奈克斯发表了专著《心肺病与听诊法》。这样,听诊器与诊断学有机地结合在一起了。

从此,听诊器成为初步诊断方便、快捷且实用的工具。

1826年,利奈克斯染上结核病,不幸逝世,年仅45岁。

埃利阿斯·霍威

衣食住行是人类生活的基本要素。因为有了现代制衣业,人们不仅不再担心寒冷的威胁,而且生活也变得丰富多彩起来。这一切,都是因为有了缝纫机,制衣行业工人摆脱了原始的手工缝纫的缘故。缝纫机的出现,是制衣行业划时代的大事。对此,我们应该感谢美国发明家埃利阿斯·霍威,是他运用自己的智慧,使缝纫机由理想变成了现实。

1819年7月9日,在美国马萨诸塞州一个贫穷农民的家庭里,一个男婴呱呱坠地。这个男婴就是日后成为著名发明家的埃利阿斯·霍威。

霍威出生后,因家里贫穷,生活上很艰苦,也没受过多少教育。为了减轻家里的负担,他只上了3年小学,然后,就不得不到附近的农田去劳动,以维持生计。也许老天有意跟他过不去,他生来腿脚就有点儿不太好,行走不便,不适合搞农业。看到这种情况,他父亲只好在他年龄再大些的时候,把他送到一个棉花机械制造厂里,让他学门手艺。

1835年,16岁的霍威离开家庭,开始到机械厂去做工。霍威虽然腿脚不太好,但他心灵手巧,工厂里有关机械制造方面的事情,他一学就会。随着对工厂生产环节的熟悉,他对机械技术越来越感兴趣,而且还产生了自己搞机械发明的念头。

霍威之所以想搞机械发明,其最大动力是为了摆脱贫困,用自己的智慧使生活变得好起来。为了谋生,他在好几个机械厂工作过,但不论工作岗位如何变化,他搞机械发明的念头始终没有打消过。后来,他到了波士顿,在波士顿市内一家机械工厂的服务店里当店员。这家店里经常有哈佛大学的教授们前来光顾,讨论一些有关机械方面的问题。这种情况,给霍威带来了意想不到的收获。

一天,一位教授对霍威谈到有关机械应用的问题。他说,现在最需要的是能够缝东西的机器,如果谁能发明出这种机器,谁就能发大财。言者无心,听者有意,霍威牢牢记住了教授的这番话。联想到自己在机械厂的所见所闻,他觉得教授的话完全正确。他在棉花机械厂工作过,知道早在上个世纪,跟人们穿衣有关的纺和织的每一环节都已经实现了机械化,但把织成的布缝成衣服这个环节还是手工。这种状况,使得制衣行业效率低下,成本高昂,而且也使得该行业分工粗糙,制成的衣服款式单一,不够精致。在这种情况下,如果能发明出缝纫机来,用机器缝衣,就能改变这种局面。缝纫机一定会受到社会的欢迎,而自己也会因此摆脱贫困。

没多久,霍威结了婚,接着又连续生了几个孩子。在这种情况下,他的生活更加拮据,妻儿也跟着受苦。面对生活的重压,霍威又想起了那位哈佛大学教授的话,联想到自己熟谙机械技术的特长,再看看穷困潦倒的家境,早日脱贫的愿望终于使他下定了决心,要自己动手,研制出缝纫机来。

但是,要研制出缝纫机来,对于一个像他这样既无文化,又无资金的穷工人来说,又谈何容易?在他前面,也不是没人尝试过,但始终没有成功。要说明这一点,我们不妨先回顾一下缝衣技术的发展史。

人类缝衣技术的发展史,可以追溯到针的发明。发明有针眼的针,是人类历史上最伟大的技术进步之一,其重要性可与火的发现相提并论。有了带针眼的针,才有了真正意义上的缝制衣服,它是人类文明发展的象征。

针的出现早得惊人,其年代可上溯到4万年前。从针的发明到缝纫机的出现,中间经历了漫长的时间。到了18世纪中叶,英国人韦森霍尔发明了一种双尖针,这种针的针眼在中间。他于1755年获得了这种针的专利权。他的同胞托马斯·圣于1790年获得了另一种装置的专利权。托马斯·圣的发明在许多方面具有现代缝纫机的特点,但它没有带针尖和针孔的针,因此不能作为缝纫机来用。如果韦森霍尔和托马斯·圣两人都把注意力转向机器缝纫而又互相吸取对方发明的长处的话,缝纫机是有可能在18世纪末叶以前问世的。

到了19世纪30年代,法国圣艾蒂安的一个叫坦莫尼尔的穷裁缝,设计出了一种比较原始的缝纫机。这种缝纫机虽然主要是用木头做的,相当笨,但它已经具有一定的实用价值。坦莫尼尔用它来给军队缝制军衣。但是很不幸,他的发明引起了制衣行业工人的恐惧感,他们觉得自己的生存受到了威胁,于是对坦莫尼尔群起而攻之,洗劫了他的手工工场,砸毁了他的缝纫机。坦莫尼尔只身逃脱,幸免于难。面对挫折,坦莫尼尔没有气馁,他对自己的缝纫机进一步做了改进,于1848年在英国和美国获得了专利。但遗憾的是,对于他的专利,无人问津。他设计的缝纫机由于还存在许多缺陷,在市场上无法出售。1857年,坦莫尼尔在贫困中去世。

现在,轮到霍威了。霍威研制缝纫机的时间,差不多与坦莫尼尔同时。对于坦莫尼尔的进展,他丝毫不知,他们是相互独立完成各自的发明的。一开始,霍威想不出该如何设计缝纫机。他发现,这件事的难度比他原来预料的要大得多。但霍威不是那种碰到难题就回头的人,一旦选定目标,他就会坚定不移地走下去。

霍威设计了一个又一个方案,但这些方案都失败了。1844年的一天,他经过一家织布店,店里织布机上穿横线的梭子来回摆动的情形吸引住了他。他想,如果能将这种梭子和有孔的尖针结合起来,就有希望把缝纫机发明出来。可是,该如何让它们结合呢?他百思不得其解。一天,他突然产生了一个关键的念头:传统上针眼都是在针尾处,如果把针眼移到针尖处,再使用两根线,通过滑梭缝合,不就可以了吗?想到这里,他立即动手做实验。经过百折不挠的努力,1845年,经历了长达5年的摸索之后,他终于试制出了一台理想的缝纫机。这是一台曲线锁式缝纫机,缝纫速度可达300针/分,远远超过了人工。1846年,他获得了缝纫机发明专利权。为了在市场上推广他的缝纫机,他还举行了一次缝纫机与人工表演比赛。比赛结果,他的缝纫机比5名熟练缝纫女工缝得还快。

缝纫机发明成功了。霍威心想,这下子大概可以脱贫了吧?然而,情况并非如此。表演比赛他是赢了,但他并没有得满分,观众们对他的缝纫机印象不是太好,觉得太复杂了。听说他还申请了专利,人们觉得他是在瞎胡闹,谁如果掏大价钱买这个专利,那他一定是白痴。制衣行业的工人担心由此引起失业,也对他的发明持敌对态度。

本以为缝纫机发明出来以后能够发财,他为此还欠了账,没想到结果是无人问津。面对这种结局,霍威感到很失望。既然在美国推广不开,那就换个国家试试,也许能柳暗花明又一村,出现意想不到的转机。那么到哪个国家呢?他一下子想到了英国。他想,英国是当时世界上纺织机械发展得最快的国家。曾经引起了18世纪产业革命的珍妮纺纱机就是在英国被发明出来的。纺织业的迅速发展,使得英国人对与之相关的织物机械也应该很关心。再者,英国和美国都是英语国家,到那里没有语言障碍。还有,英国曾经长期统治美国,因此两者有很深的渊源关系,很多方面都很相似,到那里去,比较容易适应。想到这里,他下定决心,准备到英国去推广这种新式机器。

这时,正好霍威的弟弟要到英国去,于是霍威就托他的弟弟将这种缝纫机带到了英国。在美国无人问津的缝纫机,在英国却得到了制衣行业的认可。一个名叫威廉·托马斯的紧身衣制造商看中了这项发明。他向霍威的弟弟询问有关专利转让费用问题。霍威的弟弟看到终于有人关注这台机器了,感到很高兴。他担心报价太高了会把买主吓跑,于是就以很低的价格把这台机器连同它在英国的制造权都卖给了托马斯。托马斯很会做生意,他花很少的钱从发明家手里买来了这个专利,仅此就足以赚一大笔了。为了更好地推广这种机器,赚更多的钱,托马斯心想,要是能把发明家请来,当场示范,岂不效果更好?于是,通过霍威的弟弟,他向霍威发出了邀请。

听说自己的机器在英国找到了出路,霍威很高兴。他以为自己长时间的辛苦终于得到了报答,于是就高高兴兴地带着妻儿漂洋过海来到英国,为托马斯传授技术,进行现场示范,帮他推广这种新式缝纫机。当时,霍威还不知道有关商业习俗,没有事先跟托马斯谈好报酬,就帮他干开了。谁知当托马斯一旦技术学到手,他就抛弃了霍威。可怜霍威一家老小,不得不在伦敦的贫民窟的一间小屋子里栖身,生活十分窘迫。霍威叫天天不应,唤地地不灵,他不知道自己怎么如此命运多舛。

流落在异乡他国的霍威,忍受不了这种衣食无着的困苦生活,他决定重新回到自己的祖国谋生。就这样,他典当了自己制作的机器,托人在船上当了一名帮厨工,千辛万苦,好不容易才回到了美国。

回到美国后的霍威,经济上十分拮据,可祸不单行,他的妻子又得了重病,不久就告别了人世。就在这时,霍威又发现,原来无人问津的他的那项发明,现在居然被一些厂家偷偷地生产着,还在市场上销售着。面对这种情况,霍威十分愤怒,他决定诉诸法律,夺回本该属于自己的那份权益。

霍威正式向法院提起诉讼,控告那些制造商们的侵权行为。就这样,他与那些财大气粗的制造商们打起了官司。本来,这场官司的是非十分分明,可法院习惯了慢条斯理地工作,对他的控告爱理不理,一拖就是很长时间。在霍威坚忍不拔的努力之下,经过了令人难以忍受的漫长的受理过程之后,他的发明专利权终于在1854年被证实和确认有效。法院宣告那些制造商们未经过霍威的允许就生产缝纫机是侵权行为,他们侵犯了霍威的合法权益。

现在,轮到那些傲慢无理的制造商们瞠目结舌了。他们的命运掌握在霍威手里:霍威不让他们生产,他们就得停工;霍威如果向他们索取巨额赔偿,他们就得倾家荡产。霍威的朋友也有人劝霍威趁此机会出一口恶气,收回制造缝纫机的权利,建立工厂,自己生产,把这个行业垄断起来。

对于朋友的建议,霍威经过慎重思考,决定不跟那些制造商们过不去。根据在英国的亲身经历,他觉得如果自己建厂、自己生产,未必能在美国把缝纫机推广开来,最终失败的可能还是自己。于是,在那些制造商们支付了合理的专利转让费用后,他允许他们继续生产缝纫机。事实证明,他的这一决定是十分明智的。在那之后,缝纫机制造领域里竞争十分激烈,而霍威却苦尽甜来,在他的竞争者继续统治这一领域的情况下,他却安然地度过其生命的,最后10年。1867年10月3日,霍威在纽约州的布鲁克林与世长辞。去世后,他给人们留下了200万美元的遗产。

现代的缝纫机比起霍威的发明已经有了很大的改进,种类大大增加了,有的装上了电动机,还出现了用电脑控制的多功能缝纫机。但总体上来看,缝纫机的基本特点却没有什么变化,依据的仍然是霍威的设计。

霍威发明的缝纫机是工业革命的重要成果之一,它不但把许多人从繁杂的手工缝制中解放了出来,为他们从事其他社会活动创造了条件,而且也促使缝衣工作进一步专业化,使社会分工更加细密,效率和成衣质量都大为提高。正是因为有了缝纫机,人们的衣服才有可能被设计得多种多样,我们的世界也才有可能更加丰富多彩。而这一切,都跟霍威的贡献分不开。正因为如此,1915年,霍威被选人美国伟人纪念馆,受到人们的瞻仰和崇敬。

路易斯·达盖尔

很少能找出一种发明像照相术这样有着如此多的用途,除了日常生活,它还被广泛应用于教育、科研、医学、信息、传媒等各个领域,让我们在回忆过去的时候,产生无尽的遐想。如果我们把我们的纪念品放在一起,就会发现,照片占了相当大的比例。

19世纪30年代,路易斯·达盖尔成功地发明了一种有实用价值的技术——照相术。关于它的发明,还有一段曲折的经历呢。

达盖尔1787年生于法国北部的康布雷城,青年时代他是个艺术家。在30多岁时,他设计了“西洋镜”,这是用特殊的灯光效果展示的全景图画。当他从事这项工作时,他开始产生兴趣想发展一种不用刷子和油漆就能自动重现世界上的景象的机器。从此,他开始了研制照相机的尝试。

最初,他设计一架有实用价值的照相机的努力没有取得成功。1827年时他遇见了尼埃普斯、有可能那时尼埃普斯也在努力发明一架照相机(到那时多少已经取得了一点成功)。两午后他们变成了合作伙伴。1833年尼埃普斯去世,达盖尔独自继续坚持这一努力。到1837午时,他成功地发明出一种可以实用的照相系统,这被称为达盖尔照相术。

1839年,达盖尔将他的照相过程向公众公布,但没有申请专利。作为回报,法国政府授予尼埃普斯的儿子和达盖尔终身年金。达盖尔发明的公布在公众中引起了巨大的轰动,他成了当时的英雄人物,并接受了众多的荣誉。与此同时,达盖尔照相术也迅速得到普遍的应用。达盖尔自己很快就退休了,于1851年在距巴黎不远的乡村住宅中去世。

没有什么发明是完全归功于一个人的工作的。确实,在达盖尔之前,许多其他的工作为达盖尔的成功做了准备。暗箱(一种类似于小孔成像相机的装置,但没有底片)至少比达盖尔早800年就发明出来了。16世纪时,卡尔达诺在如何将透镜安装在暗箱的孔上迈出了重要的一步,这拉开了现代照相机的令人兴奋的序幕。但是由于它产生的图像根本不能保存,几乎不能认为它就是照相机。另一项重要的准备性发现是1727年由舒尔茨完成的,他发现银盐对光敏感。尽管他用这个发现制造出一些暂时存在的图像,但舒尔茨没有真正对这一现象深入研究。

最接近于达盖尔成就的先行者是尼埃普斯,他后来成了达盖尔的合伙人。大约在1820年时,尼埃普斯发现产于朱迪亚(古巴勒斯坦南部地区)的沥青对光敏感。通过这种光敏材料与暗箱结合,尼埃普斯成功地制造出世界上第一架照相机(他于1826年制造的一架照相机现仍被保存着)。正是由于这一原因,一些人认为尼埃普斯才是照相机的发明者,但是尼埃普斯的照相方法完全不实用,它要求有8个小时的曝光时间,即使是这样,得到的结果仍然是一幅相当模糊的图像。

用达盖尔的方法,图像被记录在一张涂有碘化银的平板上,15到20分钟的曝光时间就足够了。这样一来,这一方法尽管还很麻烦,但却可供实用了。在达盖尔将他的方法公之于众后的两年时间内,其他人对这一方法提出了一些小改进:在用作光敏材料的碘化银中加入溴化银。这一微小的变化对于大大减少必需的曝光时间起了很重要的作用,因而使得用照相术产生图像变得实用。

1839年,在达盖尔公布他的发明之后不久,英国科学家塔尔博特宣布他发展了一种不同的照相方法。像我们使用的方法一样,它使用负片。一个令人感兴趣的记录表明,塔尔博特实际上在1835年就已经制作出了他的第一张照片,这比达盖尔照相术提前了两年。塔尔博特由于同时还在从事其他几项研究工作,而没能迅速将他的照相实验进行到底。

达盖尔去世了,达盖尔非常大众化的发明对以后历史的发展起了巨大的促进作用。人们对照相机的研究工作并没有因此而停止。英国人塔尔博特在银板照相机发明的同时,创造了“塔尔博特摄影法”,使一张底片可以得到多张照片。又是几十年过去了,美国人也赶了上来。美国的乔治·伊斯曼发明了卷式软片,为照相降低成本、走进千家万户做了准备。1891年,照相机的价格让不少人能够承受,成了家庭中简单而普及的娱乐工具。

后来,人们开始对原来的黑白照片不再感到满足,他们需要更高水平的摄影技术,希望照片这种东西能全面地展现生活全部色彩。彩色摄影技术就这样应运而生了。除了用于家庭娱乐,它还逐步被推广到科学研究的各个领域和工业、军事、医学、商业等诸多方面,从而推动了这些行业的发展。

约瑟夫·弗劳恩霍费尔

对光的速度的测量是技术的大发展,但是这最重要的技术不是因为对光速度的研究,而是对光颜色的研究。

牛顿通过光通过棱镜的情形来观察光的性质。他在把实验装置装备好时,就会在棱镜后面的屏幕上产生光谱,这是一道彩虹。所谓“红移”与“蓝移”就是根据光谱位置来说的。

牛顿发现白光并不单纯,而且白光是最不单纯的光,白光可以分成多色,多色光又可以合成白光。

约瑟夫·弗劳恩霍费尔(1787~1826年)是慕尼黑的一名磨镜师和玻璃制造工匠。他曾经设计过精密的磨床,他还改进了望远镜,并且对各种玻璃的性质十分熟悉,知道怎样加工成优质的光学仪器。

弗劳恩霍费尔比较各种玻璃的光折射,让日光通过用单种玻璃做的棱镜,但他发现:由于光谱的颜色密集在一个较小的范围内,一开始就做出精密比较是不可能的。所以弗劳恩霍费尔拟定了方案,依靠这个方案进一步扩展光谱。

结果,弗劳恩霍费尔线诞生了。

太阳光谱的颜色不是没有间隙的和连续的,从光谱上看到的是:无规则地有窄谱线分布。这就是弗劳恩霍费尔线。

弗劳恩霍费尔认为,“这些谱线证明被分解的白色日光的成份,并非是由不同折射力的连续光谱组成,而且证明光来自一定的颜色层次,因此暗线是光谱中的间隙,这些间隙与缺少的光相应,假使这个光谱每次都是由日光通过同一材料制作的棱镜产生的话,这些谱线就会始终处在光谱的同一部分,次序和位置相同,密度和明暗相同。如果材料不同,数量、次序、明暗度也没有变化,但是谱线之间的相互距离却有不同”。

人们历来都认为太阳与其他恒星是同一光种,但弗劳恩霍弗尔发现恒星光谱与太阳光谱不同。

这下引发了一项重要研究,即光谱分析。光谱分析是19世纪的重大科学成就,由于光谱分析,使得化学家可以指出微小元素的情况,而天文学家也开始走向天文物理。至于冶金、工程等方面,也可以精密地确定出微量物质从而断定质量与事故。

当时人们利用的是元素、原子与光的关系,而为什么它们能保持发光并且颜色各不相同呢?19世纪的人们是不知道的,这是原子物理学的范围了。

今天实验室里的“本生灯”,是科学家本生发明的一项技术性工具,是一种有充分空气供应的煤气灯。由于空气供应很充分,这种火焰几乎没有颜色,而且热量很高,十分有助于观察颜色。

德国的化学家本生(1811~1899年)与他的同事克希霍夫(1824~1887年)利用这种灯研究了很多元素的燃烧发光。

他们用铂金丝将各种盐类慢慢靠近火焰,就可以观察到盐类上燃烧的蒸气光谱。“我们面前的这些现象,属于人造的最辉煌的光学现象。现在我们只看到与燃烧的盐相应的光谱,这种光谱以最大的光泽出现,而在以前的实验中,光谱的最大特点被酒精光所遮蔽”。

本生与克希霍夫断定金属有其特殊的焰色反应。为了进一步使不易熔解的金属化合物呈现焰色反应,他们二人还利用了电火花,因为电火花提供的火光很强。

白炽的固体光谱是连续的。由于元素的光谱与其含在哪种化合物中无关,那么检验某种元素的一种好方法就是焰色反应。在检验中,一种化合物的各种元素的光谱不会相互干扰或影响。但主要的是,本生和克希霍夫提供的验证方法显示了极大的灵敏度。本生描述说,在一次实验中,三百万分之一毫克的钠已经足够获得一个清晰的光谱了。

运用光谱分析,人们不久发现了在研究中一直被忽视了的一些化学元素,因为它们只是出现在极微量的分布中。像铷和铯,就是本生通过焰色发现的。后来通过光谱,又发现了铟、镓、钪的存在。未知化合物的成分也可以通过光谱分析确定。

弗劳恩霍费尔曾经观察到,太阳光谱的两条暗线刚好处在实验室实验中钠光谱的明线位置上。莱昂·富科和本生以及克希霍夫是这样解释的:如果亮光落在较不亮的钠蒸气上,那么就会出现“钠线的逆变”。光谱中,原来明线的位置到现在比其余部分暗。使用相应的实验方法,其他化学元素的光谱线也有同样的情况。

其原因是什么呢?

发光的气体和蒸气吸收它们自己放射的颜色。除了发光体的光引起的发射光谱外,还有吸收光谱。光通过发光的气体和蒸气时,就产生了吸收光谱。这时,吸收光谱在某种程度上就是发射光谱的“反面”。吸收光谱中属于某一元素的暗线所处的位置,恰好是没有吸收时发射光谱的明线所处的位置。

这种认识解释了太阳光谱中弗劳恩霍费尔线的形成。

克希霍夫这样写道:“为了解释太阳光谱的暗线,必须承认,太阳的大气包围着发光体,发光体本身只产生没有暗线的光谱。人们可以做的假设就是,太阳是一个固体的或流体的高温的核,四周是温度略低的大气”。

太阳大气中的元素吸收了“自己的”光,因此形成了暗线。事实上进一步的测量和比较表明,地球上有许多元素在太阳大气中是炽热的蒸气。只要扩大研究恒星的光谱,就会发现,“地球上的”元素在恒星上也存在。

在化学史上,有一个元素的发现第一次是在太阳上。

当时人们已经知道怎样安放和遮暗附有光谱仪的望远镜,以取得太阳四周炽热气体层的光谱,而不是太阳本身的光谱。所以,分光镜显示的不是吸收光谱,而是发射光谱。正常情况下暗的弗劳恩霍费尔线显得明亮了。英国天文学家和物理学家约瑟夫·诺尔曼·洛克耶在这里观察到一个明亮的黄线,这个位置是属于一个未知的元素的。洛克耶猜想原因是地球上存在一个未知的元素,他命名为氦。几乎过了30年,1895年地球上的氦才被发现,而且是在某些矿物之中,有微量的氦。新元素第一次发现于太阳,后来才发现于地球,这是一个令人信服的证据,证明同样的元素也存在于天体之说。

从此,光谱分析在天文学和天文物理学方面建立了丰功伟绩。

人们从星球的光谱可以推断其表面大气温度,由此又可得到星体本身温度的要点。

光源的光谱中存在细微的,只有用最精密的手段才可以测得的偏移,偏移取决于光源朝我们来或离我们去的运动速度,根据这一点,可以用光谱分析来测定恒星速度。

19世纪迅速发展的摄影技术,为光谱分析作出了贡献。

目前光谱分析已从可见光到不可见光,可以对遥远星球的化学成份进行测定,证明了化学元素的普遍存在。

迈克尔·法拉第

1791年,迈克尔·法拉第生于英国伦敦。

如今电已经成为人们生产、生活所不可缺少的重要组成部分。电作为一种客观存在的物质,经过漫长的历史过程才逐渐被人们认识,法拉第发明发电机后,它才广泛应用到人类生产、生活的各个领域。

人类对电的认识,经历了一个漫长的过程。

公元前6世纪,希腊哲学家就曾记载了用布摩擦过的琥珀能够吸引毛发的现象。中国古籍中也有“琥珀拾芥”的记录。到18世纪,人们又发现电有两种,称为“正电”和“负电”,并且确立了“同性相斥,异性相吸”的规律。

1752年,美国科学家富兰克林冒着生命危险,做了一个永垂科学史册的所谓“费城试验”,证明电和闪电是同样的物质。1785年,库仑用实验方法在量值上确定了电荷间相互作用的定律,同时确定了电荷的定量意义。库仑定律奠定了静电学的基础。

1780年,意大利科学家伽伐尼进行过青蛙肌肉收缩的实验,发现了动电。意大利物理教授伏特对这一实验作出解释,认为这是由于一种“电的激发力”引起伽伐尼电流的缘故。1800年春,伏特发明了电池,成功地将化学能转化为电能。由此,电流可以源源不断地获得,电流成为科学研究的重要对象,电流的化学效应和热效应也随之发现。伏特发明电池使人类从静电时代走向了动电时代。

1819年,奥斯特发现电流的磁效应,电流有使磁针偏转的作用,人类又认识到磁现象与电现象之间的内在联系。

1820年到1830年期间,电学的研究工作发展很快。欧姆、安培、毕奥、沙伐等人都有不少的发现,其中除有关电流强度的欧姆定律以外,主要的有电流与电流所产生的磁场之间有量值上的关系的毕奥—沙伐定律,以及磁场对通有电流的导体和线圈的作用的安培定律。安培还初步阐明了磁性的微观本质。一系列的发明发现逐步卸下了电学身上的魔衣,露出它那熠熠的科学光芒。

对电磁学的发展贡献最大的无疑是英国的法拉第。

1813年3月,著名化学家戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室做自己的助理实验员,从此法拉第走上了科学研究的道路。

1820年,奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,1821年,英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述自奥斯特的发现以来电磁学实验的理论发展概况。戴维把这一工作交给了法拉第。法拉第在收集资料的过程中,对电磁现象产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究。他仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电能够产生磁,反过来,磁也应该能产生电。于是,他企图从静止的磁力对导线或线圈的作用中产生电流,但是努力失败了。经过近10年的不断实验,到1831年法拉第终于发现,一个通电线圈的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流,但是当通电线圈的电流刚接通或中断的时候,另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第心明眼亮,经过反复实验,都证实了当磁作用力发生变化时,另一个线圈中就有电流产生。他又设计了各种各样实验,比如两个线圈发生相对运动,磁作用力的变化同样也能产生电流。这样,法拉第终于用实验揭开了电磁感应定律。法拉第的这个发现扫清了探索电磁本质道路上的拦路虎,开通了在电池之外大量产生电流的新道路。

1831年10月28日,根据这个实验,法拉第发明了圆盘发电机。这个圆盘发电机,结构虽然简单,但它却是人类创造出的第一个发电机。现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。

1831年11月24日,法拉第在论文中把产生感应电流的情况概括成五类:变化着的电流;变化着的磁场;运动的恒定电流;运动的磁场;在磁场中运动的导体。他指出:感应电流与原电流的变化有关,而不是与原电流本身有关。他将这一现象与导体上的静电感应类比,把它取名为“电磁感应”。为了解释电磁感应现象,法拉第曾提出过“电张力”的概念,后来在考虑了电磁感应的各种情况后,认为可以把感应电流的产生归因于导体“切割磁力线”。法拉第在电磁感应现象发现20年后,1851年有人又得出了电磁感应定律。

1886年,威斯汀豪斯成立了西屋电机公司,在马萨诸塞州的大巴林顿设立了一家实验工厂开始发电。其后又在纽约州的布法罗成立了第一家商业用交流电灯厂。为解决输电、直流变交流、高压变低压等一系列电气应用技术问题,一批西屋电机公司工程师发挥了重要的作用。如威廉·斯坦利对变压器的改进,奥列夫·沙伦伯格发明交流感应电表,尼古拉·特拉斯发明感应电动机(1889年)并取得多项电动机的专利,L·B·史迪威制作电压调整器,本杰明·兰门改进了鼠笼式感应电动机以及第一辆实用电车电动机,变交流为直流的转动变换器。1892年,西屋公司在芝加哥博览会上装置了当时最大发电能力为1000匹马力的发电机。1894—1895年,又在尼亚加拉大瀑布地区利用水力装置了3部水轮发电机,发电能力分别为5000匹马力。1892年,在查尔斯·科芬的力促下,爱迪生通用电力公司和汤姆生-豪斯顿公司合并成立了通用电气公司。伊莱休·汤姆森发明了瓦特计和电焊之电阻法。

人类就此开始进入电力时代了。

W·R·哈密顿

19世纪爱尔兰著名数学家W·R·哈密顿提出了一个世界著名的问题:周游世界问题。

1859年,哈密顿拿到一个正十二面体的模型。我们知道,正十二面体有12个面、20个顶点、30条棱,每个面都是相同的正五边形。

他发明了一个数学游戏:假如把这20个顶点当作20个大城市,比如巴黎、纽约、伦敦、北京……,把这30条棱当作连接这些大城市的道路。

如果有一个人,他从某个大城市出发,每个大城市都走过,而且只走一次,最后返回原来出发的城市。问这种走法是否可以实现?

这就是著名的“周游世界问题”。

我们如果知道七座桥的传说,就会意识到这是一道拓扑学研究范围内的问题。

解决这个问题,方法很重要。它需要一种很特殊的几何思路。这种题是不能拿正十二面体的点线去试的。

设想,这个正十二面体如果是橡皮膜做成的,那么我们就可以把这个正十二面体压成一个平面图。假设哈密顿所提的方法可以实现的话,那么这20个顶点一定是一个封闭的20角形世界。

依照这种思路,我们就进入了最初步的拓扑学领域。最后的答案是,哈密顿的想法可以实现。

哈密顿是一位首先提出“四元数”的人。这个成果至今还镌刻在他天才火花闪现的地方。

复数可以用来表示平面的向量,在物理上有极其广泛的应用。人们很自然地联想到:能否仿照复数集找到“三维复数”来进行空间量的表示呢?

1828年开始,哈密顿开始悉心研究四元数。四元数属于线性代数的组成部分,是一种超复数。但在哈密顿以前,没有人提出四元数,哈密顿也是要解决空间量表示而研究的。

研究了十多年,哈密顿没有丝毫进展,他是一个数学神童,少有难题,这次可真遇上麻烦了。到1843年,哈密顿研究了整整15年。

有一天下午,夕阳无限,秋色爽丽,风景宜人。哈密顿的妻子见丈夫埋头研究问题,几乎不知寒暑不问春秋,于是很想让他外出放松一下,调节一下身体。

她说:“亲爱的,外面的自然即使不比你的数学更有趣,但也不会逊色的,快出去看看吧,多么美丽的秋天呀!”

哈密顿在妻子的劝说下,放下手头的问题,走出书房。

夫妻二人散步,不知不觉来到护城河畔。秋风柔和而凉爽,河面波光粼粼。清新的空气带着成熟的果香和大自然土壤的芬芳使人精神振奋,思维清晰。

他们陶醉在大自然中,这时暮色苍茫,晚景宜人。二人来到玻洛汉姆桥,对着清新的水汽,望着万家灯火,哈密顿的头脑在若有若无之中思考,似乎远又似乎近,似乎清楚又似乎模糊的东西久久在脑海萦绕。招之不来,挥之不去。突然之间,这些印象似的感觉都变成了亮点,以往的迷雾全部消失弥散,思维的闪电划过头脑的天空。哈密顿眼前豁地亮了,那些澄明的要点一一显露。

哈密顿迅速地拿出随身携带的笔记本,把这令人欣喜若狂的结果记录下来。15年来,整整15年,终于在这里找到了解法!

借着这个时机,哈密顿大踏步地飞奔回家,一头扎进书房,废寝忘食。一连几天,几乎不动地方,全神贯注地书写并且不时地演算。在几寸厚的稿纸中,哈密顿整理出一篇划时代意义的论文。

1843年11月,数学界被轰动了,哈密顿和爱尔兰科学院向世人宣布了“四元数”。

哈密顿证明了,要想在实数基础上建立三维复数,使它具有实数和复数的各种运算性质,这是不可能的。

1853年,哈密顿写成《四元数讲义》,于1857年发表。在他逝世后第二年,即1866年发表了《四元数原理》。

哈密顿敏锐地感觉到四元数的物理学意义。只可惜,他没能目睹四元数的变革作用便离开人间。

伟大的麦克斯韦正是在哈密顿四元数理论基础上利用向量分析的工具走出迷茫,得出举世闻名的电磁理论的。

四元数的研究,推动了向量代数的发展。在19世纪,数学家证明了超复数系统,人类思维达到了空前广阔的领域。

直到现在,爱尔兰都柏林玻洛汉姆桥,哈密顿驻足之处,仍立着一块石碑,碑铭记载:“1843年10月16日,威廉·哈密顿经过此桥时,天才地闪现了四元数的乘法,它与实数、复数显著不同。”

谁又知道,驻足缅怀的人中有几人能知科学探索的“灵感闪现”背后是数载的艰辛呢?

弗里德里希·维勒

在化学发展史上,有机物与无机物之间曾经横亘着一条鸿沟。人们认为有机物来自活的机体,是生命化学研究的对象。无机物则与生命无关,是传统化学研究的对象。生命化学是一门神秘莫测的学科,它所遵循的规律与传统的化学学科完全不同。到了1828年,这一认识被一位年轻人改变了。他用无机物人为地合成了有机物,打破了生命与无生命的界限,并指明了有机化学的合成方向。这位年轻人就是德国著名化学家弗里德里希·维勒。

维勒于1800年7月31日出生于莱茵河畔法兰克福附近埃斯欣姆的一个医生家庭。他的父亲在当地颇有名望,父亲希望他长大以后,能够光大这个家庭的医学传统,成为一代名医。当他还在上中小学的时候,父亲就不断给他灌输这种思想。

要当医生,就得了解药物。而要了解药物,不懂得化学是不行的。所以,在课程之余,维勒还有意识地翻阅了一些化学书籍。阅读的结果,他的兴趣发生了转移,深深地喜欢上了化学这门学科。上中学时,在完成了老师布置的学习任务之后,他还常常在家里偷偷地按照化学书上的叙述做实验。化学实验给他带来了无比的愉快,他不再企盼着长大后去当名医,而是希望有朝一日能够从事化学研究。

20岁那年,维勒中学毕业,该上大学了。这时的维勒,已经不是过去那个又高又瘦、长着一副大耳朵、看上去快乐无比、滑稽淘气的孩子,而是一个身材颀长、举止文雅的青年了。这年秋天,他考上了马尔堡大学。在选择大学专业的时候,他不愿惹父亲生气,于是就按父亲的意愿,选择了学医。

在大学里,维勒的生活紧张而又充实。在认真学好医学专业的同时,他对于自己心爱的化学实验仍然不能忘怀。他尽量科学安排时间,所有的功课都在白天完成,以此来保证他的医学专业的学习质量,而晚上的时间则留给自己。一到晚上,他一回到自己的住所,就满怀激情地投入化学实验。他几乎天天都要把做实验用的那些瓶瓶罐罐摆弄一番。哪天没做实验,他就睡不踏实。房东喜欢把房间打扫得干干净净,整顿得有条有理,在那样的环境里,他倒觉得不自在。

正是因为有了这样的钻研精神,没用多久,他就在化学研究方面有所收获了。上大学二年级时,他发表了第一篇化学研究方面的论文,刊登在《吉尔伯特年鉴》上。文章虽然不长,但很有新意,因此得到了欧洲“化学巨人”——瑞典著名化学家贝采利乌斯的肯定。初试牛刀就得到了名家的赏识,这更加坚定了维勒选择化学趼究作为终身事业的决心。他虽然仍在医学专业学习,但他已经吧自己的心交给了化学。

不久,他转学进入海德堡大学。海德堡大学有一位叫做列奥波德·格美林的教授,是德国著名化学家,被誉为“海德堡的贝采利乌斯”。维勒就是冲着他,慕名而去的。当然,在海德堡大学,他的专业仍然是医学。

不料,当他找到格美林教授,表达了自己愿意跟着他听课的愿望时,格美林教授却表示反对。教授对他说:“维勒先生,您现在掌握的化学知识,已经超越了我讲课的范围。您没必要再浪费时间,听这些对您来说已经过时了的东西。”

维勒以为格美林教授在婉言谢绝他,觉得很失望。可格美林教授接下去的话却让他喜出望外。格美林教授说:“您要来听我的课,我是不会同意的。可是如果您愿意来我的实验室工作,那我会感到很愉快。我相信您会在我的实验室里做出新的、更有意义的成果。”

到格美林教授的实验室里做实验,这是他连想也不敢想的事情。他没有任何犹豫,就一口答应了。从那以后,他就成了格美林教授实验室的常客。

没想到,海德堡大学另一位知名学者蒂德曼教授对此有了意见。蒂德曼教授是著名的医学家,他对维勒的才华也很欣赏。他觉得,维勒如果不好好读医学,就太可惜了。他不愿意医学界失去这位后起之秀,他想亲自指导维勒攀登医学科学高峰。

两位名师争徒,这真出乎维勒意料。能得到他们中的任何一位的指导,对一般学生来说都是天大的好事,可维勒一下子得到了两个人的垂青,这怎能不让他受宠若惊?他尊重、景仰蒂德曼教授,可他也不愿意改变自己的选择,这可怎么办呢?他把自己的真实想法告诉了两位导师,两位导师协商的结果,决定采取折中方案,让他研究生理学中的化学问题。就这样,维勒在这两位大师的指引下,以一种独特的方式,走上了化学研究道路。

根据蒂德曼教授的建议,维勒选择尿素作为自己的研究对象。尿素是有机体新陈代谢排泄出来的废物中第一重要的化学物质,研究尿素对于当时的生理学有一定的学术价值。正因为这样,蒂德曼教授才把这项课题交给了维勒。

按照蒂德曼教授教给的方法,维勒经过刻苦钻研,终于在1823年,从动物尿和人尿中分离出了尿素。接着,他又在格美林教授的指导下,对尿素的化学成分做了全面分析。格美林教授的分析方法非常先进,维勒运用这种方法,精确地测定了尿素中氮、氢、氧和碳的成分,得到了一批数据,并由此查明了尿素的一些重要性质以及它在动物体内的生理作用。他的工作做得非常好,正是由于这项研究,维勒年仅23岁就获得了海德堡大学的医学博士学位。

获得博士学位以后,维勒来到瑞典的斯德哥尔摩大学贝采利乌斯实验室,为他仰慕已久的贝采利乌斯做助手,跟随这位“化学巨人”一道从事研究工作。在那里,他进一步充实了自己,学到了更为先进的实验和分析方法。而且,他还与贝采利乌斯成了莫逆之交。在日后的岁月里,两人的学术观点时有不同,但他们的友谊却一直保持了下来。

在斯德哥尔摩待了一年以后,1825年,他又回到了自己的祖国,在柏林化学和矿物学校当了一名化学教师。在这所学校,他的薪金很低。本来他可以在其他学校得到更高的薪金,但他认为工作环境和研究条件比工资更重要。他看中的是该校的化学实验室。正因为这样,他才愉快地接受了柏林化学和矿物学校校长的聘请。

在学校里,维勒一方面负担繁重的教学任务,一方面尽量利用业余时间搞科研。他的兴趣一开始是在无机化学上,在不长的时间之内,他就做出了一系列令人瞩目的成就。他研究出了分离金属铝和铍的方法,还发现了碳化钙,指出碳化钙能迅速与水反应生成可燃性气体乙炔。他还差一点就成了世界上钒的第一位发现者。

这些工作,使得他在化学界崭露头角,成了一颗冉冉升起的新星。

在博士毕业后的最初几年里,维勒取得了丰硕的成果。不过,与他接下去的工作相比,上述成果就显得次要多了。

那时,他一直在关注氰酸和氰酸盐的研究。氰酸和氰酸盐都含有氰酸根,氰酸根是一种在性质上与氯离子很相近的酸根,它能与氢原子结合,生成氢氰酸。氢氰酸在与强碱反应时,可以生成相应的盐。根据这一性质,维勒用氢氰酸与有关氢氧化物进行反应,制得了不同的氰化物,并对这些氰化物的性质做了较长一段时间的研究。

一天,维勒在查阅杂志时,读到了德国化学家尤斯图斯·李比希的一篇文章,从中知道李比希正在进行与自己相似的研究。于是,他立即给李比希去信,建立了工作联系。从那以后,两人成了同一课题的竞赛者,最终还成了好朋友。

维勒在那篇文章中发现,李比希在研究中也得到了自己所制得的那种氰化物,可是他对那种物质性质的描述却与自己所知大不相同。李比希描述说,他制得的那种氰化物具有猛烈的爆炸性能,甚至在合成过程进行之中,稍有不慎也会引起爆炸。而维勒所得到的同一种氰化物却非常稳定,根本不会爆炸。为什么会是这样的呢?同一种物质,不可能出现如此截然相反的性质。答案只能是他们中的一个人出了错误,这个人如果不是李比希,那就是维勒。

为了证明自己是正确的,两个人都在艰苦地工作着。维勒在探讨这个问题的过程中,制备出了氰酸氨这种物质。他将氨溶液与氰酸混合,然后加热蒸发。根据化学原理,氨是碱性的,它与氰酸这种酸起反应,得到的应该是氰酸氨这种盐。

维勒得到的氰酸氨是一种不透明的晶体。按常规,得到了这种晶体之后,应该对其性质进行分析。分析的方法之一是将其与氢氧化钾在一起加热。从性质上来说,当氰酸氨与氢氧化钾在一起加热时,钾离子置换出了氰酸氨中的氨根,氨根与氢氧根结合,生成氢氧化氨,就是我们平常所说的氨水。这样,混合液中应该出现氨的气味。可无论他如何做实验,溶液中始终没有出现氨的气味。再换用其他方法,该晶体同样没有出现氨的反应,也没有出现氰酸的反应。

既然没有出现预期的反应,那就说明加热后的晶体已经不是氰酸氨了。不是氰酸氨,那它是什么呢?要判定它是什么物质,方法只有一个,就是测定它的成分,再与已知物质相比较,通过比较做出判断。

于是,在接下去的日子里,他一遍又一遍地重复氨溶液与氰酸的反应过程,分析那个本应称做“氰酸氨”的晶体的成分。通过实验,数据越来越精确,氮、氢、氧以及碳的百分比含量,已经确凿无疑。望着最后的结果,他十分惊讶,因为这组数据与他做博士论文时对尿素的分析所得完全一致。也就是说,他用人工合成的方法,从无机物中制得了尿素。

用人工方法合成了尿素,这一结果使维勒非常吃惊。按传统观点,只有活组织才能形成尿素,可现在他却用无机物把它制造出来,而且仅仅是加了一下热。

为了证实自己的发现,维勒将这个实验重复做了许多次,每次都得到了相同的结果。经过一再验证,他终于肯定,自己确实制造出了尿素。1828年,他把自己的研究成果写成了一篇总结性的论文:《论尿素的人工生产》,公布于世。与此同时,他还把这一发现写信告诉了自己的老师贝采里乌斯和朋友李比希,请他们对自己的工作进行评价。他觉得,贝采里乌斯未必会同意他的观点,但他,需要听取贝采里乌斯的意见。

果然,贝采里乌斯不同意他的见解。

贝采里乌斯的反对是有原因的。当时,有机化学还处于概念不清的阶段,很多人认为有机物就是专指动植物组织。18世纪末生物学界广泛流行的活力论,对有机物的研究也带来了某种神秘色彩。贝采里乌斯深受这种观点影响,他还对之做了系统表述。他认为,化学物质分为两类,一类是无机物,与生命无关;另一类是有机物,它来源于有生命的组织,含有生命力。无机化学的定律并不全都适合于有机物。贝采里乌斯相信在制成有机物时需要“生命力”,而“生命力”在实验室里是不可能找到的,因此化学家不可能在没有生命组织的帮助下,从无机物合成有机物。这就是说,在有机化学和无机化学之间横亘着一条鸿沟,它们是不可逾越的。

贝采里乌斯的观点在当时很有代表性,维勒在海德堡大学的导师格美林教授就是这一观点的忠实拥护者。

但是这一鸿沟现在被维勒打破了。他居然在实验室里人工合成了尿素。贝采里乌斯一开始不相信这一事实。可许多化学家都重复了维勒的实验,得到了相同的结果。于是贝采里乌斯又觉得,氰酸氨本身也许就是有机物,那么用它来制得尿素不能说明什么问题;或者尿素并不是真正的有机物,那么用氰酸氨制得尿素也说明不了什么。总而言之,用氰酸氨制造出尿素来,不能说明有机物与无机物的鸿沟已被打破。

李比希则对维勒的工作评价很高。他与维勒之间关于氰化物的那段公案已经了结。贝采里乌斯与法国著名化学家盖-吕萨克都已证明,李比希和维勒得到的物质分子式是相同的,但其性质确实不同。贝采里乌斯把这种具有相同分子式的不同化合物称为同分异构体。这一概念表明,相同原子的不同排列会导致不同的化学性质。结构化学就是在这一概念引导下发展出来的。由此可见,他与维勒的这场科学竞赛,导致了结构化学的诞生。因此,这场比赛,两人都是赢家。但李比希没有想到的是,在这场竞赛中,维勒竟然意外地人工合成了尿素,摘了一个大苹果。

不过李比希并不嫉妒,他对维勒的成就表示衷心的祝贺。同时,他也及时调整了自己的科研方向,把注意力转到了有机物的人工合成方面。在随后的岁月里,他与维勒密切合作,从事有机化肥的研究。两人的合作,使得德国在这个领域里遥遥领先于世界其他各国。李比希也因为在有机合成方面的卓越成就,而成为德国有机化学学科的带头人。

维勒的工作还大大鼓舞了其他化学家。在他的启发下,很多化学家开始转而从事有机合成实验。1845年,德国化学家科尔贝人工合成了有机物醋酸,接着人们又合成了葡萄酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸;1854年,法国化学家贝特罗人工合成了油脂类物质;1861年,俄国化学家布特列洛夫人工合成了糖类物质……正是在这样一系列的进展中,贝采里乌斯等人逐渐放弃了自己的“生命力”学说,承认有机物可以在实验室里被人工合成出来。有机物与尤机物之间的鸿沟就这样慢慢地被填平了。

人工合成尿素的工作,使得维勒在德国化学界的地位大大提高。1836年,哥廷根大学的化学教授斯特罗迈耶去世之后,维勒被任命去接替他遗留下来的空缺。这一任命是从包括李比希在内的许多候选人中选出来的。不过,他跟李比希之间的友谊并未因此而受到影响。

1854年,维勒被选为英国伦敦皇家学会会员,1872年获得该会的科普利奖。他还是法国科学院的院士,并担任过哥廷根化学研究所所长、汉诺威药房的监察主任等重要职务。1882年9月23日,他在哥廷根与世长辞。就在他去世之前,他所开创的有机化学的人工合成方向,已经发展成了浩浩荡荡的化学研究的新洪流。对此,人们永远铭记着他的功绩。

罗伯特·富尔顿

人类文明的发展依赖交通工具的进步。五湖四海,山河茫茫。一去经年,数载不回的场面是古代所有人都经历过的痛苦。

人是陆地动物,在水上更是无法全力施展自身的能力,大江大河、大洋大海阻断了陆上交流,但自古就有勇敢的人漂洋过海,凭借木制、铁制等等原始的船,以风力这种自然力为动力,航海远行。

然而这样的水上航运费时费力,危险极大。

人们在科技进步的同时,没有忘记努力改进水上交通工具。

瓦特发明了蒸汽机,为动力提供了广阔的天地。瓦特本人有很多天才的创见,他指出应用新的蒸汽机会改进车辆、船只和很多动力设备带动的工具,但是瓦特的主要精力放在蒸汽机的改进上,他自己没有过多的时间和精力去设想蒸汽机的应用。

这些应用的任务有待后人进一步探索并实现。于是各行各业有了很多发明,矿山、冶金及纺织、机械等部门不断地利用蒸汽机带动设备,获得极大的效率。

第一个航运改革值得纪念的人是美国人菲奇,他没能产生影响,作为一名致力研究的人,没能受到重视,他的经历带给后人很多思索。

菲奇于1743年出生于美国。他利用瓦特的新产品——双向式蒸汽机来结合帆船,研究了将近三年。他设想过螺旋器,可以起推进作用并且制做了推进器的模型。

经过多方面努力,出身普通的菲奇艰难地筹措到了一部分资金,研制出了四艘汽船。他的桨式汽船成为世界第一代汽船。但是他没有雄厚的资金作保障,也没有人帮助,只好投诸实用想挣一些钱以供研究。

投入使用的汽船却没有引起人们的关注,乘客也十分稀少。船只还需要维护修理,他的营业越来越困难。1790年,菲奇最先进的一艘汽船在载客途中失灵,更加使人们不满。要知道,新发明哪有一帆风顺的!但是没有人支持菲奇了,人们对他的研究十分漠然。

菲奇中断了他的事业,1798年,在穷困潦倒中死去。

在菲奇之后,有一个人投入到汽船的研究,他产生了巨大的影响,并最终将蒸汽动力用于航运,使航运开始跟上蒸汽时代的脚步。

他就是“轮船的发明人”——罗伯特·富尔顿。

1797年,富尔顿在法国曾经研制了潜水艇,但是实际使用起来很不理想,因此也没能继续下去。

在法国时,富尔顿研制好了一艘轮船,它用瓦特蒸汽机做动力,用明轮桨做助推工具。一天,富尔顿在塞纳河上试航,人们听说研制了水面“怪物”,纷纷跑来观看。船开动了,顶风逆水而行,船缓缓地前移,发出轰轰的声音。

人群中突然有人笑了起来:“哈哈,瞧它慢得像什么?”“蜗牛!”“又笨又重!”“又呆又傻!”

人们七嘴八舌讥讽着这艘刚刚起步的汽船。

还有一人大叫:“看我的!”

只见他在岸边,竟然与轮船一起行走,不一会儿,他竟然超过了汽船,而船却落在后面了!

人们更加开心,哄然大笑。

富尔顿毫不气馁,他对人们说,新发明需要人爱护,要有向前看的眼光,才能有正确的意识。

但是没有人感兴趣。为此,富尔顿向拿破仑建议,希望政府能出资金帮助他。可是拿破仑一见富尔顿,哈哈大笑:“尊敬的先生,您让我用它来做什么?打仗?我的军队会在船里饿死的!”

拿破仑这位军事天才也不是全能的,没有想到汽船今后的重大作用,而只顾了眼前利益。

富尔顿同菲奇一样,遭受了打击。

更为沉痛的是,狂风摧毁了轮船,富尔顿只好从头开始。

1806年,富尔顿回到美国,寻找支持者。幸运的是他遇上了发明家列文斯顿。列文斯顿很富有,是一位农场主。在他的资助下,富尔顿解决了吨位重量与推动力的难题,提高了船的速度。

成功的日子到来了。

1807年7月4日,富尔顿成功制造的一艘新汽船停泊在美国纽约附近的哈得逊河上。

这艘船样子十分奇怪,表面上看去是木制结构,在船上有一个冒着浓烟的烟囱,船上有船帆,但却没有摇橹的人,当然也没有橹。

富尔顿把这艘船命名为“克莱蒙特”,这次来观看的人依然是人山人海。

人们听说在法国富尔顿曾经失败,都想看看这位发明家的新成果如何。

富尔顿邀请了一些有名望的人,有学者,还有贵族,其中还有很多是他的朋友。富尔顿为大家讲解轮船的性能,并且介绍了它的稳定性。

这回的试航十分成功。人们惊奇地发现,新轮船比帆船要快,而且乘客们感觉很平稳,让人十分舒适。

这艘船运行了32个小时,从纽约到奥尔巴尼共行程240公里。

一时间,搭乘这艘“克莱蒙特”号成为时尚。

不久,美国的史蒂芬逊工程师也发明了“菲尼克斯”号汽船,但富尔顿成为世界上第一位发明汽船的人,人们把菲奇忘记了。

这时的轮船还不是真正的轮船。

因为设计师采用的是明轮推进,而不是螺旋桨。明轮就像车轮,所以,汽船就像车在地面上行驶一样在水面上行驶。

1814年,富尔顿采用明轮为美国海军制造出了蒸汽军舰,威力无比。拿破仑后悔也没有办法了。人们的重大发明往往会被首先用于装备军事力量,轮船也不例外。

1836年,螺旋桨研制成功,船真的成为了“轮船”。1838年,商船“天狼星号”完全利用蒸汽动力横渡大西洋,航运终于全面进入蒸汽时代。

亨利·贝色麦

在现代工业生产中,钢铁的重要性尽人皆知。曾有人把钢铁形象地比喻成工业生产中的元帅。而让这位元帅升帐的人,是19世纪英国的发明家亨利·贝色麦爵士。

贝色麦是英国哈福德郡人,于1813年1月19日出生于该郡的查尔顿。这里离伦敦不远,经济比较发达。在工业革命时期,以伦敦为中心的英国东南部地区,机器工业发展得特别迅速,贝色麦就生活在这个地区,从小就受到了工业化生产的熏陶。

贝色麦的父亲原籍法国。法国大革命爆发后,迁到英国定居。关于他父亲的情况,诸书说法不一。有的说他是个发明家,有的说他是一位工程师,还有的说他是工厂主。不管怎么说,他的父亲熟悉工程技术,这是没有疑问的。

正是因为生活在这样一个家庭里,所以贝色麦从小就具有接受技术教育的有利条件。贝色麦一生中没有受过多少教育,只上过小学。他后来的知识,都是在实践中自学的。贝色麦的父亲开办了一家工厂,父亲的工厂就是他学技术的学校。他一生中有许多发明,为完成这些发明所需要的技术和知识,大部分都是在他父亲的工厂里学到的。

贝色麦生性聪颖,爱动脑子。还在很年轻的时候,他就表现出了从事发明创造的才能。18岁时,他离开故乡,只身一人到伦敦去谋求职业,独立生活。这时,英国的工业革命已经进入完成阶段,科学技术方面的各种发明,不断涌现出来。这种时代环境,为贝色麦提供了一个大显身手的机会。据说,他在伦敦工作期间,就已经有了多种发明。

不到20岁时,他就发明了一种机械冲压法,可以用冲压的方法在邮票上自动加盖邮戳。他的这一发明引起了英国政府的注意,很快就被采用了。由于使用这种机械,不仅邮局工作人员减少了很多麻烦,而且政府每年可以挽回50万英镑的经济损失。不过,英国政府没有因此给他以奖赏,不少人觉得他只不过是个毛头小伙子,而那项发明看上去也算不上复杂,用不着给他奖励。这件事对贝色麦刺激很大,他终生都念念不忘。从那以后,他再从事各项发明时,总要设法获得专利证书,以此来保护自己的权益。

贝色麦还发明过一种制造铜粉的机械。铜粉俗称“金粉”,由铜锌合金的黄铜加工制造而成,是一种金色颜料。铜粉因为用途很广,而加工制造又颇费功时,所以在市场上售价很高。贝色麦了解到这一情况后,决心对当时制造铜粉的方法加以改进。

他一方面钻研有关的技术书籍,一方面进行研究和实验,发明出了一种结构简单的制造铜粉的机械。可是,起初用这台机械制造出来的铜粉,既不平滑,又无光泽,同市场上出售的铜粉比较起来,相差很远。于是,他又对这台机械做了多次改进,终于制成了性能完善的机械。贝色麦用这台机械制造的铜粉,完全达到了市场上出售的同类产品的质量。

贝色麦发明了铜粉制造机械后,为了不让外界知道,并没有立即申请专利权,而是把它藏在家里,自己制造铜粉。贝色麦这时的想法是,利用这台机械制造铜粉出售,将获得巨额收入;然后利用这些钱财作为经费,从事研究和制造,以便取得更多的发明。他的这种做法和想法,是可以理解的。

除了以上两种发明外,贝色麦还对排字机做了一些改造。他还研究过玻璃制造工艺,并加以改进,提出了新的制造方法。对于青铜合金,他也进行过较多的研究。青铜既可以通过铸造的方式来生产一般机械零件和艺术品,也可以通过压延的方式来制造板材、棒材、管材等各种半成品。贝色麦经过研究,对青铜片的压延工艺进行过许多改进,获得了人们的认可。

19世纪50年代初,俄罗斯与土耳其之间爆发了战争,战火很快蔓延到整个克里米亚,史称克里米亚战争。接着英法联盟也卷了进来,1854年,英法两国向俄罗斯宣战,并派兵进入克里米亚。英国整个国家的注意力都转向了这场战争,贝色麦也不例外,他很想为战争做点什么事情。

首先,他对战士们手里的武器做了改进,发明了一种新式步枪,叫来复枪。这种步枪的枪膛里刻有来复线,它发射出去的子弹以旋转方式向前运动,弹道比较稳定。用这种步枪进行射击,不仅射程远,而且命中率高。实验结果表明,来复枪是一种性能优良的步兵作战武器。

发明了来复枪以后,他又把注意力转向了大炮。当时士兵所用的大炮性能不太好,炮弹出膛以后,因为空气的阻力等因素,常常在空中翻滚,不能保持稳定的弹道,从而影响射击的准确性。贝色麦擅长机械技术,他决定用自己的智慧帮助国家解决这一问题。

从物理学上我们知道,旋转中的物体在运动时,会保持沿转轴方向的稳定。如果枪弹在飞行过程中,能够以飞行方向为轴线旋转,那么它就会避免翻滚现象,保持稳定的弹道。贝色麦就是根据这一原理,发明了来复枪,效果很好。现在,他还要沿着这一思路,制造出来复炮来。

那么,如何才能让炮弹在飞行时旋转起来呢?当然应该像来复枪一样,在炮膛里边刻上来复线,并使炮弹与炮膛密切吻合,这样火药在燃烧时,推动炮弹沿来复线运动,炮弹自然就旋转了起来。大炮装上这种炮弹,就可以打得更远、更准确。

根据这一设想,贝色麦设计出了新型的大炮。他兴致勃勃地把这一设计递交给了英国陆军部。

让贝色麦颇感失望的是,英国陆军部相当保守,对他的发明不感兴趣。于是,他想到了法国。一方面,法国是当时英国的盟友;另一方面,他本人是法国人的后裔,他父亲是法国革命爆发时移民到英国去的。所以,他对法国从内心里有较强的亲近感。就这样,贝色麦带着他的设计,来到了法国。

统治法国的拿破仑三世对他的设计很感兴趣,鼓励他做实验。实验的结果,新式大炮确实打得又准、射程又远。于是,这种炮很快被用来装备部队。可是不久,问题接二连三地反馈了回来:有时炮弹发射出去后力量不足,有时发生卡膛现象,后来还发生了几起炮膛爆炸、炮手伤亡的重大事故。新式大炮不但没有杀伤敌人,反倒毁灭了使用武器的人。军方不得不将这种炮从战场上撤了下来。一时间,人们对新式大炮议论纷纷,而且对贝色麦也产生了怀疑。

贝色麦面临巨大的压力,但他相信自己的设计无误。在他及有关

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