科学的楷模(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：李楠,金昌海,崔今淑

出版社：延边大学出版社

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科学的楷模试读：

前言

为了普及科学知识，探索科学发展的历程，领略科学丰富多彩的趣味，弘扬科学名家的丰功伟绩，学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神，培养青少年学科学、爱科学的浓厚兴趣，并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点，我们组织编写了这套《科学知识大课堂》。全书共分为十大部分：

奇妙的发明：介绍科学史上有关物理、化学、生物及其他科技发明的知识；

人类的创举：科学史上最重大的发明创造故事，以及日常生活用品的发明创造经过；

科学的楷模：科学史上最伟大的科学家的故事；

上下而求索：科学家们成长、成才、成功的感人历程，以及科学史上令人震撼的科学悲剧；

惊人大发现：天文、地理、物理、化学、数学、生物发展史上的惊人大发现；

探险的世界：纵横四野，探索异域，海洋探秘，两极之旅，飞天梦想，宝藏之谜，探险名家，带你走进一个神奇的世界；

科技轶闻趣事：趣味故事，机遇故事，荒诞奥秘，偶然故事，一段段众口相传的科学佳话；

趣味科学：趣味发明，趣味化学，趣味物理，趣味数学，趣味生物，趣味天文地理，让你充分领略科学的无穷魅力；

创造新思维：思维创造，智能训练，发明创造技法，引领你走进科学的天堂；

与科学家相约：与课本中熟悉的化学家、物理学家、数学家、天文学家、生物学家、生理学家亲密接触。

作为一套普及科学知识的通俗读物，本书有别于专业的学术论著，侧重于知识性、趣味性、实用性，注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪，不求面面俱到，但求言之有物，物有所指，指有所发。

你不必成为一名科学家，但你必须用科学的眼光去对待自然与社会，必须用科学的态度去对待人生，必须用科学家的精神去创造未来！

希望《科学知识大课堂》能为你上好这样一堂课！编者二〇〇五年三月

一　开天辟地

近代化学的奠基人波义耳

在三百多年化学科学发展的历史上，波义耳是一位名列榜首的化学家。因为，他第一个用实验事实科学地阐明了化学元素的本性，从而使化学走向了科学的道路。波义耳是怎样一个人？他是如何做出这样重大贡献的呢？

自幼酷爱科学

如果翻开那些大科学家们的历史看一看，你一定会发现，他们大都是从小就勤奋学习、酷爱科学的人。英国著名化学家、物理学家波义耳，就是其中的一个。

1627年1月25日，波义耳生于爱尔兰的利斯奠尔城堡。父亲理查德·波义耳，是爱尔兰首府科克郡的伯爵，是个有名的大富翁，共有14个儿女。罗伯特·波义耳是这14个儿女中最小的一个，但在儿子的行列中他是第7位。别看他在这个贵族家庭中排名位置不佳，可自幼就表现出非凡的记忆力和语言才能，有“神童”之称。8岁那年，他结束家庭的初级教育去伊顿上学时，就已经能用希腊文和拉丁文讲话了。在那所贵族子弟学校里，他是一个出色的学生，对自然科学有着极浓厚的兴趣。

他的父亲是个对孩子很严厉的人，但对小儿子想搞科学的愿望很支持。他常对罗伯特·波义耳说：“你要想成为一个科学家，就必须得努力学习。”为此，他给儿子聘请了优秀的家庭教师。

罗伯特·波义耳在伊顿学习到12岁，以后便由家庭教师陪同，到法国、意大利、瑞士等国游学。在这期间，他学习了天文学家伽利略的著作、数学家笛卡儿的著作以及大量的化学、医学、哲学等方面的书籍。在日内瓦，他还受到宗教的感化，但他没有因此反对科学，却认为科学能支持“神的启示”。

1644年，17岁的波义耳回国时，他的父亲已在战争中死亡，给他留下了一份足够他维持生活的遗产。父亲去世后，在家里支持他搞科学的，就算是他的姐姐雷尼拉夫夫人了。

豪华住宅变成了实验室

在姐姐雷尼拉夫夫人的家里，经常有一些科学家、文学家、哲学家在一起聚会，讨论学术方面的问题，气氛十分热烈。波义耳回到伦敦后，也成了这种聚会的积极参与者。

法国著名的数学家和哲学家勒内·笛卡儿是雷尼拉夫夫人家里的座上宾。他也常来参加聚会，并且成了年轻的波义耳辩论的对手。笛卡儿的最大贡献是创立了“解析几何学”。在哲学方面，他主张理论至上，认为清晰明白的概念就是真理。这种错误主张，在当时还得到了许多学者的赞同。

波义耳不同意这种观点，他对这位年长且有很高名望的大学者说：“您把理性放在高于一切的位置是不对的，科学应该是实验科学，理性应该是来自实验。”他特别赞同英国哲学家培根的观点，即“真正的知识，应该建立在实验研究方法的基础上”，“一个哲学家，不应该像蜘蛛一样，把理性花在搞阴谋诡计上；他应该像蜜蜂一样，搜集事实，靠思维把它们酿成蜜。”

波义耳与笛卡儿的学术辩论，一直持续了好几天。在辩论中，还涉及到关于物质的组成问题。当时流行的有毕达哥拉斯的“四元素说”，即物质都是由火、水、气和土四种元素所组成的；还有帕拉塞斯的“三元素说”，即物质是由硫、汞和盐三种元素所组成。波义耳对这两种学说，都持怀疑态度。可是，如何解决这样重大的科学问题呢？他认为：“空谈无济于事，实验决定一切。”为实验方便，他要建立自己的实验室。

波义耳虽出身于贵族家庭，但从不追求豪华享乐的生活，把钱都用在了科学事业上。现在，他要筹建自己的实验室时，立刻就想到斯泰尔桥这个地方。这里是他继承的遗产。他决定把豪华的建筑加以改建，变成实验室，自己的卧室、图书馆也安排在这里。

经过紧张的筹建、施工，实验室于1645年底便建成并开始使用了。

这个实验室的设备相当不错。波义耳还配备了几位助手和技术人员。在这里，他进行了大量的化学及物理学方面的实验。他的实验室还是对外开放的，社会上的化学和物理学爱好者，都可以来这里进行实验研究。不久，这里便成了一个引人注目的实验研究中心。

在化学研究中，波义耳对物质的组成探讨最为深入，成果也最为突出。1661年出版的化学名著《怀疑派化学家》，就是他关于物质组成的成功之作，也是化学发展史上的一个重要里程碑。

怀疑派化学家《怀疑派化学家》这本书，是采用朋友之间对话的形式写成的。书里的人物共有四位。一位是怀疑派化学家，他代表了波义耳本人的观点；一位是逍遥派化学家，他代表“四元素说”的观点；一位是医药派化学家，他是“三元素说”的代表；还有一位是中立派化学家，他在争论中保持中立。有一天，四位朋友在长尼兹的花园中相会，便讨论起“元素”问题。

逍遥派化学家的观点是，宇宙万物都是由土、水、气和火四种元素所组成。这四种元素又是由四种物性即冷、热、干、湿，两两结合成的。冷与干结合成土；湿与冷结合成水；热与湿结合成气（风）；干与热结合成火。四种元素按不同比例结合，就形成各种各样的物质。这样，只要改变四元素的比例，普通金属也能变成黄金。

医药派化学家则认为，万物都是由硫、汞（水银）、盐三种元素按不同比例组成的。认为汞是一切金属的本质，硫是一切可燃物所共有的，硫与汞结合可以得到各种金属。普通金属与黄金、白银的差别，就在于含硫、汞的比例不同和纯度不同。如果找到一种“哲人石”，就可以把金属中的下贱成分除掉，使普通金属变为金、银。

这两派的观点，虽说法不同，但本质上是一样的，他们都为炼金术士们提供了“理论”依据。今天听来这些十分可笑的错误观点，在波义耳时代，却是极为盛行的。

代表波义耳的怀疑派化学家，以大量的实验事实驳斥了他们的观点。波义耳举出了黄金的例子。他说：黄金不怕火烧，经过烈火也未见黄金分解，更没分解出硫、汞和盐，也不可能含有土、水、气和火。但黄金可以跟其他金属形成合金，也可以用王水溶解，溶解后再经处理，底层就会沉淀出一层金粉，其数量和性质跟原来溶解的黄金一样。这说明黄金无论经过什么化学反应，黄金的微粒是不变的。他还举出水银的实验、铜的实验来说明这个观点。

怀疑派化学家在这里还批驳了“火能使复杂物质分解为元素”的说法。他说：砂子和碱混合熔化，会生成透明的玻璃，但玻璃不会再被火分解成原来的物质或更简单的物质。在他列举出许多事实之后，得出的结论是：“化学家从来也没有证明，化合物能通过化学分析正好分解出三种可以当作元素的特定物质。”他断言，物质的形成是复杂的，“四元素说”、“三元素说”都是错误的，就像一个人只认识三四个密码，却要破译一本用大量密码写成的书，这是不可能的。

从大量实验事实出发，他给元素下了一个明确的定义。他说：“我指的元素，应当是不由其他任何物质所构成的原始的、简单的、纯净的物质”，“是具有确定性质的、实在的、可觉察到的实物，是用一般化学方法不能再分解的最简单的实物。”

从现代观点看，他说的元素就是单质。尽管如此，在当时，波义耳关于元素的论证，有力地批判了炼金术士们陈旧的、唯心的元素观，使化学研究走向了科学的道路。

继1661年《怀疑派化学家》这一名著发表之后，第二年，他又发表了以他的名字命名的“波义耳定律”。

波义耳定律的发现

波义耳不仅是一位杰出的实验化学家，还是一位出色的实验物理学家。在物理学方面，使他最感兴趣的，是气体的研究。

首先，他注意到气体有弹性，即可被压缩，液体蒸发时，蒸汽会弥散在整个空间。这使他得出一个合理的推论，那就是气体是由保持一定距离的小微粒组成的。气体有弹性，就是微粒间的距离可大可小。

他还用一个抽掉空气的圆筒，第一次证明一块铅和一根羽毛在没有空气阻力时会同时着地。这正是伽利略的自由落体定律：一切物体在真空中下落的速度相等，而与物体重量无关。

当他知道葛利克制成了研究气体的设备空气抽气机后，便在助手虎克的协助下，自行设计制成了效率更高的抽气泵。这种抽气泵得到的真空，被叫做“波义耳真空”。

利用自制的抽气泵，波义耳多次做了气体的体积与压力有关的实验。在波义耳之前，意大利的科学家托赛利，于1643年就做过空气有压力的实验，但未能发现气体体积与压力之间的定量关系。波义耳就是要在前人的基础上，深入探究这样的问题。

他的实验清楚而有趣地表明：气体的体积与压力是成反比的。当压力增大一倍，体积就减少一半；当压力减少一半，体积又增大一倍。这是他用多种方法、多次实验，通过细心测量得出的结论。不论在压力高于大气压，还是压力低于大气压的情况下，都是如此。这就是著名的波义耳定律，它是1662年物理学上的重大发现。1676年，法国物理学家马略特也发表了一篇论文，说明气体体积与压力成反比的定量关系。所以，这一定律也称波义耳-马略特定律。

在波义耳定律发表的第二年，即1663年，世界知名的英国皇家学会成立了。波义耳被一致选举为该会会员。这时的波义耳名声愈来愈大，到处受到尊敬。不少公司请他任职，甚至还经常应邀入宫。但是，这一切荣耀丝毫也没有引起波义耳的关注，他所全力关注的还是科学事业。这时正是他创造力的极盛时期，一篇接一篇的科学论著，不断发表出来。

1664年，他发表了《关于颜色的试验和思考》；1665年，《酸碱假设的思考》问世；后来，还出版了《矿泉水的自然史简编》。这些都是波义耳在分析化学方面的重大贡献。

紫罗兰变色引发的思考

一天，在波义耳的实验室里，一束深紫色的、非常漂亮的紫罗兰忽然冒起烟来。走近一看，原来是做实验用的浓盐酸溅到花上了。波义耳立即拿起花束，放在水里清洗。结果，魔术般的奇迹发生了！紫罗兰变成红色，成了“红罗兰”。

这一偶然发现，却引起了波义耳的认真思考：紫罗兰若遇到其他的酸溶液，会不会也有这种现象呢？如果不是紫罗兰而是其他有色植物呢？如果有色植物遇到的不是酸，而是酸的对立物——碱，又会有什么结果呢？

波义耳解决这一连串问题的惟一办法，就是实验。于是，他让助手们离开实验室，去花园、去田野搜集各种有色植物。当助手们回来的时候，实验室几乎变成一座花房。这里不仅有上好的紫罗兰，还有玫瑰、樱草、洋红、石蕊、姜黄、苏木、五倍子等等。波义耳和他的助手们先把这些有色植物的浆汁浸渍出来，再将浸液分别与酸、碱作用。有的只在酸作用下变色，有的则遇碱才改变颜色。最有趣的是，紫色的石蕊浸液遇酸变红，遇碱则变蓝。这样一来，不就可以用这些植物浸液来辨认什么是酸，什么是碱了吗？这些浸液就是酸碱指示剂。为了使用方便，波义耳还想出了用吸收浸液后又烤干的纸，来检验酸碱的办法。至今还在使用的石蕊试纸，就是当年波义耳的发明。

在这项研究中，他还进一步了解到，除酸碱反应外，还有许多化学反应可以生成有颜色的物质。利用这些颜色的变化，就可以检验更多的物质。例如，硝酸银溶液与盐酸相遇，就会产生白色沉淀（即氯化银，当时波义耳称它为“月牙”）。碳酸钾溶液（植物中的碱）与氯化汞作用，则产生黄色沉淀。铜盐溶液中加些氨水，蓝色就会明显变深，如果醮点铜盐在火上烧一烧，火焰就会呈现绿色，等等。

分析化学，就是检验分析物质的成分和含量的。波义耳的上述发现，为分析化学的发展打下了很好的基础。所以，人们都尊敬地称他是分析化学的奠基人。

一个科学家，哪怕是一个最伟大的科学家，在科学工作上，也不可能没有缺点和错误。波义耳在研究燃烧现象时所提出的“火微粒说”，就是一例。

错误的“火微粒说”

波义耳的燃烧实验，最初是同虎克共同完成的。虎克是波义耳的最得力的助手，也是一位出色的物理学家。年轻时曾在牛津基督教堂当过合唱队员，后来做科学研究工作，他研究弹性物体发现了著名的“虎克定律”。他自称发现万有引力定律比牛顿还要早。1666年伦敦大火后，他参加了伦敦的重建工作，担任测量检查员，发了大财。他把大量钱财紧锁在铁箱里，死后才被人发现。他一生发明了许多科学仪器和设备。波义耳实验室里那个可以抽真空的空气泵，就是他协助波义耳设计制造的。利用这个空气泵，不仅做了大量的气体压力的实验，从而发现了波义耳定律，还做过许多有关燃烧的实验。

硫黄在空气中燃烧，会产生蓝色火焰。可是，当用空气泵把玻璃罩内的空气抽走，硫黄受热却只见冒烟不见着火。蜡烛的火焰、氢气的火焰，离开空气也会熄灭。这说明，空气是物质燃烧不可缺少的。

但是，后来波义耳研究火药燃烧时，却发现了意外的情况。火药在真空中放置的红热铁板上，却能燃烧很久，且不发生爆炸。怎么回事？没有空气也能燃烧吗？是不是制火药的硝石中混进了空气呢？于是，他改用在真空中结晶的硝石制成的火药，得到了同样的实验结果。由此他得出的结论是：与硝石混合的物质，在没有空气时也能燃烧，是因为硝石受热时可以得到“与空气相似的活化气体”。他这里说的“活化气体”就是现在说的氧气。当时，他只是说明了燃烧需要空气或“与空气相似的气体”，但却没弄清，空气或“与空气相似的气体”在燃烧时究竟起了什么作用。

正因为如此，他不了解燃烧的本质，才导致他在解释金属燃烧后增重这一现象时，提出了一个错误的“火微粒说”。

波义耳亲自做了锡燃烧的实验，并通过称量，确知燃烧后生成的灰渣比原来的锡更重了。他认为，这是“火微粒”通过烧瓶的玻璃，被金属吸收了。在这里，他错误地把火当成了一种实实在在的有重量的物质。在他的题为《固定火焰并使之可称的新实验》论文中，就提出了这样一个公式：金属+火微粒=金属灰渣

火是发光放热的一种现象，并非有重量的物质，波义耳产生这种把火看作物质的错误原因，就在于他在实验中只注意到燃烧物金属的重量变化，却忽视了在燃烧物周围的空气有没有变化。这真是“智者千虑，必有一失”。

尽管波义耳的科学观点也有错误之处，但从他一生的科学业绩来看，仍不失是一位伟大的科学家。他在化学、物理学以及哲学方面，都为人类做出了重大贡献。正因为这样，1680年，英国皇家学会推举他担任主席。但是，一向不贪求名誉的波义耳，却谢绝了这个崇高的荣誉。他所希望的是有一个平静的晚年。

波义耳的晚年

波义耳的晚年似乎比别人来得更早一些，因为他的身体素质一直不好，年轻时就经常搜集药方给自己配药。他身上还常常带着温度计，随气温的变化，及时更换衣服。他终生未婚，书和实验室就是他的生活伴侣。53岁的波义耳身体健康已有明显恶化，难以正常工作了。他不得不离开实验室，搬到祖传的庄园去住。

在庄园的日子里，他并没有完全休息。他总结自己35年的科学研究工作，写了不少著作。他还花了不少时间研究哲学和神学，而且写出一些有影响的哲学和宗教论文。

晚年时期的波义耳宗教思想日益浓厚。为研究圣经，他曾学习过希伯来语；为宗教的发展，他还资助在东方的传教活动。

1691年12月30日，64岁的波义耳在伦敦逝世，死后他留下了一大笔财产。根据本人遗嘱，这笔巨款用于举办以传播宗教为内容的“波义耳讲座”。但是，他死后留给人们的真正财富不是金钱，而是用他一生的努力所形成的丰富的科学成就。是他提出了科学的元素概念，才宣告了“炼金时代”的结束，开辟了化学作为一门独立科学的新纪元。

瓦特奠基工业文明

据说，瓦特是由于发现水在沸腾时顶起了壶盖，受到了启发，想到要利用蒸汽作动力而发明蒸汽机。其实这是一个不很确实的说法。在瓦特之前，就有很多人研究过利用蒸汽作动力的机械，并且已经有了抽水用的蒸汽机。瓦特最卓越的贡献是他发明了蒸汽机的外冷凝器，大大提高了蒸汽机的效率，同时还发明了把蒸汽机的往复运动变为回转运动的机构，使蒸汽机成为普遍应用的动力机。正是这种动力机，为人类开辟了一个崭新的时代，即蒸汽动力时代。瓦特因此而被称之为工业文明的开拓者和奠基人。

仪器修理工

1736年，瓦特出生于英国当时的造船业中心格拉斯哥市附近的格林诺克镇。父亲是一个有经验的造船木工，祖父和叔父也都是机械工人。瓦特从小体弱多病，而且由于家境贫苦，少年时代的瓦特，不能按期上学，没有受到系统的学校教育。由于身体不太好，行动十分稳重的小瓦特，曾一度被认为是一个“愚钝而不聪明的人”。瓦特的母亲是一位智力过人的聪明女人，他成为瓦特的启蒙老师。瓦特跟这样一位天才的母亲学习文学和有关知识。13岁时，瓦特开始学习数学，15岁时，又学习了《物理学原理》，这时的瓦特已开始显露出自己的天才。

瓦特的少年时代，基本上是在父亲所在的工场里度过的，并和手工劳动结下了不解之缘，这无疑决定了他以后的发展方向。瓦特跟随父亲劳动的车间，主要是制造船舶所需的装备，制作船舶等所需的各种小型木工器具，或进行船头装饰的雕刻，制作跑架、滑车、泵、辘轳等。对瓦特来说，这里是一个最好的学校。在劳动中，他不仅用手，而且注意开动脑筋，留心各种各样的事情，如扛料时为什么左肩上用条木棒托住后部便省力些？为什么拉锯时用力要均匀、姿势要摆正？等等。在这所特殊的学校里，少年瓦特不但学会了操纵机械或使用器具，学到了作为一名精密机械工所应掌握的各种技能，而且获得了丰富的关于机械的感性知识，培养了爱好机械的兴趣。

1753年，瓦特的母亲去世，父亲又经商失败，迫使瓦特决意要自己外出谋生。1754年6月，18岁的瓦特在父亲的指导下，带着少量的工具和一个皮制围裙前往格拉斯哥，投奔到母亲的一位亲戚那里当学徒，学习修理教学仪器。由于业务上的联系，使他结识了格拉斯哥大学的罗伯特·迪科教授。迪科很欣赏这位技艺娴熟、又勤学好问、肯于钻研的年轻人，并极力劝说他前往伦敦。作为当时欧洲经济文化的中心，伦敦聚集了一大批优秀的器械制造工匠，迪科希望瓦特到这个大都市进一步学习深造，施展才华。

1755年6月7日，瓦特骑马来到伦敦。但为了找师傅，却颇费了一番周折，最后好不容易才投奔到约翰·莫根门下，学习仪表修造技艺。由于勤奋好学，他很快学会了制造难度较高的象限仪、方位罗盘、经纬仪等精密器械。瓦特在给父亲的信中说：“我虽然没有熟练工人做得那样快，但是，我可以做得和他们一样好。”由于家庭收入低微，他不得不时常挤出时间，到外面找点苦而重的活来干，以便挣些钱交纳学徒费。这样，除星期六外，他每天几乎都要工作到深夜九点多钟。瓦特的身体本来就不好，加上如此繁重的劳动和艰苦的生活，因而健康状况更是每况愈下。他曾在信中写道：“经常像撕破咽喉一样的咳嗽，背像针刺一样疼痛，全身感到懒倦。”一年后，他带着衰弱的身体重返故乡。一年的学徒生活使他倍尝辛酸，但是也使他练就了精湛的手艺，培养了坚韧不拔的性格。

故乡海滨的清新空气，与家人团聚的愉快心情，使瓦特很快恢复了健康。1756年，20岁的瓦特再一次来到格拉斯哥，想以修理仪器的身份开业，但当地的行会因他学徒期未满（当时规定学徒必须七年才能“满师”），不准许他开业。正当他感到绝望之是，迪科再一次帮助了他。在迪科教授的推荐下，瓦特于1757年来到格拉斯哥大学附设的教学仪器厂当仪器修理工。这成为他生活的转折点，并由于一个偶然的机会，使他走上了改进蒸汽机的征途。

冷凝器的发明

1763年的一天，格拉斯哥大学的一位教授约翰·安德逊找到瓦特，委托他修理一台纽可门蒸汽机的模型。好奇心很强的瓦特早就对用蒸汽作动力的机械发生了兴趣。他曾听到他的一些朋友，如格拉斯哥大学副教授布莱克等人谈起过纽可门蒸汽机的事。他也曾搜集过有关蒸汽动力的资料，还曾作过高压蒸汽的实验，但就是一直没有机会接触过蒸汽机。安得逊教授的委托无疑为他了解蒸汽机提供了一个难得的机会。但此时的瓦特也许未曾料到，这次机会不但改变了他自己一生的命运，而且由于他对蒸汽机的改进，改变了整个社会生产的面貌，促进了工业革命的迅速到来。

瓦特在接受了修理纽可门蒸汽机的任务之后，没有满足于仅仅把有毛病的地方修好，而是把机器全部拆开，一个零件一个零件地研究，以便弄清它的构造原理，然后针对问题，再进行修理。瓦特凭借多年当修理工的经验，很快便把机器修好了。但当试车时，瓦特发现这种机器动作缓慢，且不是连续的。进一步试验便发现了一个更大的问题，这种蒸汽机消耗能量太大，效率很低，燃烧13吨煤，只能产生75马力的动力。面对修好的纽可门蒸汽机，瓦特陷入了沉思：能不能对它加以改进，使其动作再快一些，效率再提高一些呢？正是在修理和试验的过程中，瓦特树立了要从根本上改进蒸汽机的志向，并持之以恒地开始了对蒸汽机的研究。

大概连小学生都知道，蒸汽机是由瓦特发明的。这话既对又不完全对。说它对，是因为瓦特确实发明了一种和以前完全不同的蒸汽机，使蒸汽动力获得了普遍的应用；说它不完全对，那是因为在瓦特之前就有人发明了蒸汽机。将蒸汽作为动力的想法，古人就有。二千多年前古希腊人希罗就曾发明了以蒸汽为动力的精巧装置；达·芬奇也曾设计过用蒸汽开动大炮的图样。在当时的中学课本上就已开始讲授真空、大气压等物理知识，这些也都与蒸汽机的发明有关。自1643年托里拆利发现了真空，证实了大气压力的存在，后来，德国的格里凯又用人工办法法制造了真空。1662年，波义耳则发现了气体体积和压力成反比的定律。正是在这些科学认识的基础上，适应社会发展对动力的需要，在18世纪才发明了蒸汽机。

到18世纪的时候，人们为什么想要发明蒸汽机呢？这是因为从17世纪以来煤炭已经成为冶炼钢铁的主要燃料，对煤炭的需要日益增加，矿山数量增加，矿井也越挖越深。为了能正常地进行采煤，就必须不断地抽出矿井里的水。当时只能靠马拉辘轳推动水泵抽水。为此，不少矿山都要饲养几百匹马，这种办法既麻烦又费钱。人们急需寻找一种更有效的排水动力机械，由此产生了“以火提水”的设想，就是要创造一种以火力或热能推动的排水泵。

第一台实用的蒸汽泵是由英国的一个叫萨弗里的上尉于1698年首先发明的。他继承了前人的发明成果，利用蒸汽冷凝使一个容器产生真空，在大气压力作用下，将井下水吸入容器中，再通入蒸汽，利用蒸汽压力把容器里的水排出。这样循环操作就可以把井水抽到井外。但由于它效率低，加之没有活塞，容易发生爆炸事故，所以没有引起人们的重视。1705年，苏格兰铁匠纽可门发明了一种比较实用的带活塞的蒸汽机。它先向汽缸通入蒸汽，推动活塞向上运动，然后再向汽缸通入冷水，使蒸汽冷凝，缸内形成真空，这样便可以利用大气压力使活塞反向运动，以此带动水泵排水。纽可门蒸汽机基本上满足了矿山抽水的需要，几乎在英国所有的矿井都应用了这种蒸汽机，实际上它只不过是一台蒸汽排水机。

瓦特所要修理的正是这样的蒸汽机。他也就是在这样的基础上开始了对蒸汽机的研究。经过对纽可门机的分析研究，联系到他在听他的老朋友布莱克讲课时，所了解到的关于潜热和比热的知识，受到启发，终于找到了纽可门机的症结所在：纽可门蒸汽机利用向汽缸喷冷水获得真空，这样活塞每上下运动一次，汽缸都要冷却一回；第二次进入的蒸汽首先要加热汽缸，待汽缸本身的温度升高后，才能推动活塞。这样一方面因蒸汽浪费造成了效率低，另一方面则因时间耽搁造成动作慢且不连续。由此，他得出结论：为了使蒸汽有效地推动活塞，首先必须设法使汽缸保持与进入的蒸汽相同的温度，其次必须使进入的蒸汽尽快冷凝，以获得缸内负压或真空。通过上述分析，使瓦特明确了改进的方向。采用什么办法达到这两项要求呢？他针对这一问题开始了新的研究，并经常利用瓶子、竹筒等工具进行试验，遇到不懂的问题就四处向人请教，简直达到了废寝忘食的程度，一度使一些人误认他的神经失常了。转眼将近两年的时间过去，对于如何改进，瓦特仍是感到一筹莫展。

1765年5月的一个星期日，瓦特正因试验没有取得任何进展而灰心丧气的时候，新婚不久的妻子马格丽特·米拉——一位温柔而有主见的女性，见他日夜苦思，食不甘味，夜不成眠，就劝他不要把自己搞得太紧张了，利用假日到郊外玩一玩，散散心。于是，瓦特接受了妻子的建议，信步来到了城外的草原上。他抬头向远处的天空望去，见片片白云在湛蓝的天空下飘动。这白云多像蒸汽啊！一想到蒸汽，瓦特的脑子又进入了工作状态。随着脚步不自觉地继续前移，瓦特的脑海里突然跃出了一个想法：蒸汽本身是有弹性的物体，当蒸汽膨胀后，一定会往真空的地方移动。如果在汽缸外另设置一个容器，蒸汽就可以进入这个容器内进行冷却，这样，无需再冷却汽缸，蒸汽就可以冷缩，而汽缸也就可以保持在高温状态了。

犹如艺术家获得灵感一样，这一想法使瓦特兴奋不已。他带领几个助手按这一想法开始进行试验，经过夜以继日的努力，好不容易造出了一台带有分离冷凝器的蒸汽机。不料，这台蒸汽机几乎不能工作，效果反而不如纽可门蒸汽机，原因即在于汽缸和活塞间的密封不好，四处漏汽。

由于试验的耗费，使瓦特的经济状况倍感艰辛，无力继续试验。从天性上说，瓦特本是个性格忧郁的人，而且对痛苦和不安有些神经质，一碰上不顺利的事就会表现出心灰意冷的情绪。每遇到这种情况，妻子米拉总是温柔地鼓励他，为此，瓦特十分感激她，把她当成自己的主心骨。这次又是在妻子的鼓励下，瓦特又重振精神，在别人的资助下，继续试验。可是接着的数次试验，也都因材料和工艺问题未很好解决而失败了。恰在这时，伯明翰一位有远见的实业家马瑟·博尔顿看到了蒸汽机的潜在用途，主动请瓦特到他的工厂里去进行发明试验，并给以经济上的资助。在这里，瓦特又用了三年多的时间反复试验，并在有经验的制造枪膛的工人帮助下，制造出了较精密的汽缸和活塞，终于在1769年制成了装有冷凝器的新型蒸汽机，在试转中获得了预期的效果。冷凝器的发明是瓦特对蒸汽机改进的第一大贡献。

普通应用动力机的发明

瓦特的蒸汽机与纽可门蒸汽机相比，耗煤量减少了3/4，效率却提高了6倍，其他各项性能均得到明显改善。但由于它仍是一部“单向式”的蒸汽机（即只在活塞一端进汽，靠大气压力实现反向运动），所以它只能满足矿山排水的需求，还无法作为一般动力机在工业各部门普遍应用。

此时的英国，正处于技术大变革的前夜，一场人类历史上空前的工业革命正在这里拉开序幕。这场革命的开端是由纺织机的改进开始的。一批工匠出身的杰出发明家如凯依、哈格里沃斯、阿克莱特等人，相继发明了飞梭、珍妮纺纱机、水力织布机等等，使英国纺织业的劳动生产率提高了几十倍甚至上百倍。但是，就它们的动力来看，还主要是人力和水力，由于受生理极限、地理、季节等因素的限制，使动力问题成为制约劳动生产率进一步提高的“瓶颈”。

这样一种社会环境促使许多人开始注意能否用蒸汽机为纺织业提供动力的问题。这当然也是瓦特完成了对蒸汽机的初步改进之后所关心的首要问题。事实上，瓦特在改进了单向式蒸汽机后并没有停步，他又全身心地投入了新的研究试验当中。经过十多年的努力，1782年瓦特终于发明了具有伟大历史意义的“双向式”蒸汽机。这种蒸汽机通过一个滑动阀的控制，在活塞的两端轮流进汽、排汽，推动活塞作连续而均匀的往复运动。瓦特在1784年4月为“双向式”蒸汽机填写的说明书中，不再把它的蒸汽机看作是为特殊目的所进行的发明，而是把它看作是大工业可以普遍应用的动力机。

为了实现蒸汽机在工业上的普遍应用，还必须把活塞的往复直线运动转变为旋转运动。因此，瓦特同时又发明了曲柄连杆机构。这样，活塞的往复运动，通过曲柄连杆就转化成了主轴上的旋转运动。“双向式”蒸汽机和曲柄连杆机械的结合，使蒸汽机成为名副其实的“万能发动机”，即可普遍适用于工业生产。这两项发明成为瓦特对蒸汽机的第二大贡献。

除此之外，瓦特还为使蒸汽机的功能达到完善化而作了大量的工作。例如，采用空气泵来排除汽缸中残存的空气和水；使用涂油的衬垫来提高活塞的密封性能；在汽缸和汽缸外罩之间设置蒸汽夹套来防止散热，以便保持汽缸的温度；采用高于大汽压的蒸汽，使它在汽缸中膨胀来作功，为大幅度提高蒸汽机的效率开辟了新的途径；他还发明了示功器，可以将蒸汽的压力与其体积的关系描绘成一个图。此外，瓦特还有一项值得提及的重要发明，这就是离心式调速器。这是一种利用离心原理自动调节汽缸的进气量，从而保证蒸汽机主辆转速保持稳定的装置。这种装置的工作原理是：在一根能够旋转的垂直轴上系有两个金属球，用蒸汽使垂直轴旋转。当垂直轴开始旋转时，由于离心作用，金属球就会上升。汽缸里蒸汽过多时，调节器的垂直轴的旋转就加快，金属球于是就上升得更高，从而使阀门部分闭合，进入汽缸里的蒸汽也随之减少。蒸汽压力小了，垂直轴的转速也随之减慢，于是金属球在重力作用下开始下降，阀门又被打开，更多的蒸汽又进入汽缸。这样，进入汽缸里的蒸汽量得到了调节，可以基本保持不变，蒸汽机有了不断修正自己“错误”的“头脑”。因此，它可以说是最早的“自动控制”装置。它的意义也许并不限于装置本身，更重要的是，它所体现出来的“自动控制”原理给后辈技术发明家以深刻启迪。美国著名科普作家阿西莫夫据此认为，瓦特是“点燃两次工业革命的导火线”的人，即他不但以蒸汽机的改进发明而推动了第一次工业革命，而且当代正在经历的“自动化革命”也可追溯到他那里。

众所周知，早在远古时期，人类的祖先就学会了利用机械能来获得热能——钻木取火，这是人类向利用自然能迈出的第一步。第二步是其逆过程，即热能转化为机械能。蒸汽机的发明，特别是瓦特蒸汽机的发明标志着人类真正掌握了一种巨大的自然能源。这一步整整跨越了近百万年。瓦特蒸汽机的发明，使人类获得一种稳定可靠地把热运动转化为机械运动的机械装置，找到了一种效率高、能力大且燃料来源容易的原动机。瓦特蒸汽机发明后，迅速在采矿、纺织、冶金、机器制造、磨坊等各种行业中被广泛应用，大大提高了劳动生产率，促进了旧的工场手工业向机器大工业的迅速过渡，直接推动了18世纪的工业革命的深入开展。也由于瓦特蒸汽机的出现，才导致了火车、轮船的发明，使人类社会进入工业文明时代。因此，瓦特蒸汽机不但是科技史上有伟大意义的发明，而且是人类社会发展史上的一个重要里程碑。恩格斯对蒸汽机的发明曾给予高度评价：“蒸汽机是第一个真正国际性的发明，它使工场手工业时代迟慢的发展进程变成了生产中真正的狂飙时期”，“是社会领域中实现了巨大的解放性的变革。”

成功的动因

瓦特以其在蒸汽机改进方面的巨大贡献而于1784年被推选为爱丁堡皇家学会会员，1785年又被选为英国皇家学会会员。以技术工人的身份而进皇家学会，这对皇家学会来说还是首例。1814年，瓦特又作为外国专家而成为法国科学院院士。

一个没有受过良好教育的普通工人，却为近代技术和社会发展作出如此重大的贡献，其成功的秘诀何在呢？这一直是一个为众人所关心却又众说纷纭的问题。

有人说，瓦特的发明是在很多人的启示帮助下取得的。这种观点是有道理的，因为任何发明都要继承前人创造性的成果。如果没有萨弗里、纽可门等前辈的成果，也就谈不上瓦特对蒸汽机的改进；同样，如果没有同时代的许多学者、工匠的帮助，瓦特要取得这样的成就也是不可能的。瓦特在发明冷凝器时，格拉斯哥大学的学者布莱克提出的潜热、比热等理论曾给他以启示。另外，如果不是伯明翰有经验的工匠帮助他解决汽缸和活塞的精密加工问题，瓦特的工作也很难最终完成。正如马克思指出的：“瓦特等人的发明之所以能够实现，只是因为这些发明家找到了相当数量的、在工场手工业时期就已准备好了的熟练的机械工人。”发明家们首先要继承前人和同时代的各项成就，然后才能有所作为。同时，蒸汽机的发明也是时代的产物，是当时社会生产的需要使蒸汽机由玩具、设想而成为社会普遍应用的动力机。

但另一方面，这决不意味着发明家本人的作用会因此而变得无足轻重。事实上，任何发明，尤其是其中最激动人心的篇章，总是由发明家的创造性才能谱写成的。从这个角度来看，蒸汽机的成功改进，又是瓦特的优秀品质、创造性才能和勤奋工作的结晶。

有人把瓦特的成就仅仅归功于瓦特的“天才”，实际上这只说出了问题的一个方面。在瓦特身上确实凝聚着好学、好奇、好问、善于动脑等有利于成为发明家的优良品质，这些品质是瓦特取得成功的重要条件。但更重要的还在于他善于发现问题，脚踏实地，坚持不懈，勤奋学习，勇于探索，这些在后天的实践中磨炼出来的优良品格鼓舞着瓦特勇于进取，去攻克一个又一个难关。瓦特虽然性格忧郁，但又是一个百折不挠的人，他善于灵活转移发明的目标，从而使他所设计和制造的蒸汽机日趋完善，这也正是他成功的奥秘所在。

瓦特勤奋学习不但表现在提高自身的业务能力方面，而且表现在他具有广泛的兴趣爱好。为了阅读外国科学技术书籍，他自学法文、意大利文、德文，并达到了精通的程度。他对古代史、法律、艺术、哲学等也十分感兴趣，并且十分喜欢音乐。此外，瓦特还是一位出色的土木工程师，他广泛参与了桥梁、运河、港口设施的设计，受到了人们的尊敬。

当然，瓦特把主要精力都投入了他最喜爱的机械发明制作方面。在改进蒸汽机成功之后，他并没有止步，直到晚年，仍在孜孜不倦地从事机械方面的研究，并取得了许多新的建树。

1819年8月25日，瓦特在休斯菲尔德的家里去世，终年84岁。为了纪念这位将人类带进工业社会大门的伟大发明家，在修建的很多纪念碑上面都刻着“ingenioet labore”（“才能加努力方能成功”）的文字。

莫兹利开拓人类机器时代

今天的人们常说，当今的时代已进入信息文明的时代。严格地说，今天应该是信息文明的开始时期，机械文明的成熟时代。信息时代的来临是由于计算机的发明和应用。那么，机械文明时代又是由于什么样的发明和应用才开始的呢？机械文明时代是由于“用机器生产机器”才真正开始的。人类早就可以用手工工具来生产机器，但真正能够用机器生产机器，还是18世纪末期的事情，因为直到那时才发明了机床。机床本身是机器，但它又可以生产出各式各样的机器来。在机床的发展史上，有一个人作了杰出贡献，他就是英国的发明家莫兹利。莫兹利因发明了车床和滑动刀具，而被称颂为人类机器时代的开拓者。

制锁工人

进入18世纪以后，在欧洲各地出现了很多锁匠和钟表匠。他们都是当时在机械制造技术方面最有本事的人，在英国也有一位机械制造技术的权威人士，名叫约瑟夫·布拉马，他是一位著名的安全锁的制造业者，他的制锁厂成了每个想成为一名真正的机械工匠的人所向往的地方。当时，有一位年青的学徒工，早就有到布拉马工厂去学技术的愿望，可就是没有机会；而且由于他的七年学徒期未满，即使有机会也去不成。这个年青人就是莫兹利。

亨利·莫兹利于1771年8月22日出生在英国的考文垂。父亲是个退伍军人。莫兹利小时候基本上没受过正规教育。12岁时就进了考文垂兵工厂做工，在该工厂制造炮弹。14岁时进入一家造船厂，跟随一个细工木匠当学徒工。但是莫兹利对学木工没什么兴趣，他平时最喜欢的是机械，尤其喜欢铁匠铺中的锻工机械，经常偷空去离他家不远的一家铁匠铺观看锻工们用汽锤加工铁制品。有时他一看就是半天，甚至忘记了回家吃饭。最使他感到奇妙的就是，一块在他看来坚硬无比的铁疙瘩，一到了锻工们的汽锤下，竟能如此顺从人意，让它呈什么形状它就会成什么形状。父母见小莫兹利如此迷恋这一行，便逐渐改变了让他当木工的想法，并在他15岁这年托人将他送进了这家铁匠铺当了一名徒工。这下可遂了他的心愿。他热心学习，拼命地干机械活，在较短的时间里便成了一名得力的助手，并练就了一身金属加工工匠所必备的全面技能。特别是他使用锉刀的本领之高，达到了整个铁匠铺没有人能与之匹敌的程度。当时铁匠铺里的老工匠们都十分喜爱这个勤奋能干的年轻人，他们曾不无夸赞地评价莫兹利说：“什么工具他都喜欢使用，即便是使用18英吋的锉刀，他也有很高明的本领。”值得一提的是，当年莫兹利在这里制作和使用过的直角尺和卡钳，直到今天仍被人们保留着。

也许是天遂人愿，当莫兹利要想到布拉马工厂去学习技术的愿望日益强烈的时候，一个偶然的机会，使他真的如愿以偿了。

布拉马发明了一种新型锁，其防撬性能胜过以前的任何一种锁，这就是我们今天仍在普遍应用的暗锁。他在自己的铺里展出这种锁，并在旁边立块牌子，上面写着：“谁能打开这只锁，甘愿奉送二百英镑。”消息传出，世人为之轰动。一时间许多人前来试图打开这只锁，但都没有成功。布拉马的制锁手艺成了人们街谈巷议的话题，同时也引来了更多的人到他那里来定做锁。布拉马用这种奇特的方法所作的广告，获得了成功，但同时也使他简直有些应接不暇了。为此，他想雇佣一名能干的技工做他的帮手，于是便委托一位手艺人帮他物色。这位手艺人恰好与莫兹利是老相识，他早就了解莫兹利的才干，便毫不犹豫地把莫兹利推荐给了布拉马。

莫兹利当时只有18岁，尚未出徒，但由于他的天资和勤奋，实际上已是一个技术高超的工匠了。当这位朋友把莫兹利带去见布拉马时，布拉马见他还是一个稚气未退的毛孩子，且听说尚未满徒，对他能否胜任自己这里的工作感到有些不放心，因此脸上现出犹疑的神色。为了打消布拉马的疑虑，于是莫兹利便主动提出可以对他进行当场考核，如不胜任，绝不勉强。布拉马见他态度如此坚决且充满自信，心中已有些暗暗喜欢上了面前这个小伙子。他拿出几种金工工具，让莫兹利为他加工几个零件，并说明了技术要求。莫兹利拿出工具，十分娴熟地干了起来，不一会儿，一个零件就被加工制作出来了。布拉马拿起一看，不禁感到有些惊奇，如此年轻，竟有这样的好身手！他高兴地转身对莫兹利和那位朋友说：“好了，小伙子，你如果不反对的话，明天就可以到我这里上班了。”莫兹利和他的朋友都会心地笑了。布拉马更觉兴奋，因为他正计划制作一种既精密而又价格低廉的锁，他看出面前这个年轻人身上完全具备他所要求的技术素养，一定会成为自己得力的帮手。从此，莫兹利便投身到布拉马的手下。

布拉马出身于贫苦农民的家庭，他心地善良，待人热情。在他手下工作，莫兹利不仅在技术方面，而且在精神方面，都受到师傅良好的影响；加上他本人工作积极，喜爱钻研，很快在各种技术能力方面都达到了更高的水平，被公认为布拉马工厂里最有才能的机械工。因此，在他进厂不到两年时，布拉马就提拔他当了总工长。

制锁厂里的“秘密武器”

莫兹利担任总工长后，工厂接到了一批生产安全扳手的订货。由于安全扳手的精度很高，加工时间很长，一时间很难及时满足订户的需要。为此，莫兹利开始进一步考虑如何提高整个工厂的效率问题。他认识到工具是提高效率的关键。因为即使在这座被认为是英国最高水平的工厂当中，所使用的工具都是传统的手工工具，即锤子、凿子、锉刀、锯子等等，不但生产效率低，而且加工精度很难保证。那么，如何改进它们呢？

莫兹利是一个喜欢交际的人。他1.85米的大个子，双眼炯炯有神，显得仪表堂堂。加上他语言幽默，性情活泼，待人接物态度亲切，且性格豪爽，无论谁和他初次打交道，都会很快地融洽起来。这些特点为他赢得了众多的至交好友。朋友多，信息灵通，也使他自己的工作受益匪浅。这次莫兹利从一位同行那里得知，有的工厂已制造出一些机械工具，用于金属加工效果很好。于是在他的提议下，布拉马工厂引进了部分机械工具来协助手工工作，结果确使生产效率和精度大大提高，从而满足了安全扳手的订货需求。

莫兹利是一个永不满足已有成功的人，他没有就此止步。从这一件事里他得到启发，使他进一步考虑，是否能制造一般的工具机来生产各种不同类型的高精度机件呢？通过进一步分析，他发现无论多么复杂的机械装置，其金属部件的各个部分都是由具有圆形、方形或圆柱形等特殊几何形状或组合形状构成的。一根真正精密的转轴应当是个完美的圆柱体，理想的螺丝则是在圆柱体表面上有一条完美的螺旋线。如果有一台工具机，能在金属上加工出真正的圆柱面或平面，并在金属部件上切削出圆孔或方孔，这样就可以快速而大量地生产高精度的机件了。本着这样的想法，莫兹利先仔细地研究了已有的机械工具。

在莫兹利之前，人们已有了几种机床的发明。瓦特制造蒸汽机时，就曾用镗床来加工汽缸。简易的车床在古代就已发明了，如弓形车床，它是用来加工圆柱面的。床身是木制的，用来固定被加工的工件。车床是用人作动力，即把一个弓固定在人的头顶上，在弓弦中间拴上一条绳子，这条绳子绕过被加工的工件，底端固定在脚踏板上。当踏动脚踏板时，靠绳子的摩擦力带动工件往复旋转，这时人手拿着工具就可以对工件进行加工了。到了15～16世纪的时候，又开始大量使用曲轴机构。人踏动踏板，通过曲轴转动，就可以获得连续的旋转运动。莫兹利当时所能见到的车床仍然是这种木制车床。他经过对已有的车床观察认为，现有的车床有三大缺点需要改进：一是支持工件的床身是用木头做的，容易变形，因而常使工作件在定中心和校直时受到破坏；二是用脚踏板驱动太费力，无法加工大件金属材料；三是手持刀具难以做到精密、稳定的加工，特别是要加工那些尺寸要求较严格的部件时，不经过长期训练的人是加工不出来的。当莫兹利考虑改进车床的时候，一场轰轰烈烈的工业革命正在欧洲大地展开，由瓦特发明的蒸汽机已进入实用阶段，阿克莱特等人建立的纺纱厂已经使用蒸汽作动力。莫兹利很自然地想到，可以用瓦特蒸汽机代替人力来为机床旋转提供动力。这样，第二个缺点即可得到克服。第一个缺点可用铁来代替木料，也不难解决。惟一困难的是想个什么办法能不用手来实现刀具和工件的接触呢？为此，莫兹利开始了艰苦的攻关。他按自己的设想制作了模型，开始整天埋头于构想和实验之中，简直到了废寝忘食的程度。他的行动，使布拉马大为感动，于是，也加入了莫兹利的攻关行列，帮他出主意，想办法，并允许他自主地调动工厂里的人、财、物，供研究之用。他们曾提出过很多设想来实现非人力的刀具和工件的接触，最终确定，必须用一个铁架来把刀具固定在床身上。但随之而来的问题是，如何才能实现刀架沿工件径向的进刀和轴向的移动，从而保证加工出一个完整的圆柱形表面。经过苦思冥想和反复试验，径向的进刀问题被攻克了，即在刀架上安装一个手柄，摇动手柄，带动一组螺旋机构，进而带动刀具前后移动。最后只剩下刀架的轴向移动尚未解决。一个偶然的机会，为这个问题的解决带来了转机。一天，莫兹利车床模型用的蒸汽机坏了，他为了查找病因便将蒸汽机拆开了，当他摆弄蒸汽机中可以来回移动的滑阀时，突觉眼前一亮：为什么不可以用滑动的办法来实现轴向移动呢！

1794年，莫兹利终于制造出第一台车床。这台车床便是现代车床的鼻祖，它比以往的车床有三点重大的改进：一是车床的全部零部件由铁制成；二是采取了蒸汽驱动；但主要的改进还是采用了滑动刀架。有了它，刀具不再拿在工人手中，而是固定在刀架上。刀具用两根丝杆送向工作件，还可以沿工件的旋转轴平行移动，车工只须操作手柄就可以了，这样就使车工省去了为按压和操纵刀具付出艰苦的体力劳动。更重要的是，有了滑动刀架，可以大大提高加工的精密度，车刀可以以百分之一英寸的精度移动，不会再因为车工的无意动作或肌肉收缩而产生颤抖和冲击。另一个优越之处是，滑动刀架和蒸汽机的结合不但大大提高了加工速度，而且极大地拓展了加工范围。有了这种发明之后，机器各部分所必要的几何学形状，就能容易地、准确地、迅速地生产出来，即使最熟练的工人积累的经验，也不能做到这样。的确，在此以前要加工平滑如镜，没有坑坑洼洼的表面很少获得成功，而现在每个车工都能做到。

人们也许以为，有了车床就可以向纺织机制造、蒸汽机制造等行业提供迫切需要的精密零件了。但在1794年莫兹利发明第一台车床时，其直接目的还是着眼于提高布拉马工厂的生产效率和产品质量，所以此后莫兹利又造了几台这样的车床，都是作为秘密武器在工厂内部自用。布拉马为了保持自己在本行业的竞争优势，也不希望把车床在社会上普遍推广。1849年，布拉马的一位朋友约翰·费亚利在回忆中记叙了当年的情景：“在布拉马的秘密工厂里，有几台新奇的机器，这是当时其他同类工厂中所没有的，这些机器都是由莫兹利制造的。”由于这个原因，这项伟大发明的巨大社会效益，在他最初发明的几年中被压抑住了。恰在此时，莫兹利的命运中出现了第二次重要的转折，从而也为这一问题的解决带来了转机。

发明家兼企业家

1793年，莫兹利与布拉马家中的女佣人萨拉·台茵达尔结了婚。1797年，由于家庭人口增多，莫兹利要求增加工钱，但是遭到了布拉马的拒绝。于是，在工作了八年之后，他离开了布拉马工厂，并在牛津附近的威尔士大街建立了自己的新工厂，开始独立经营。当时莫兹利只有26岁。自立后的第一批主顾是前来定做新式铁画架的艺术家。他带领工人们小心谨慎地制了尺寸正确的优质产品，由此取得了信誉，订货便接踵而来。莫兹利的名声逐渐传开了，这使他在1800年赢得了第一项大宗订货——为海军部制作大批的船用索具的标准滑轮。他于1801年画出了图纸。但要完成这样大规模的生产任务，工厂现有的场地和人手都显得力不从心。为此，莫兹利于1802年把工厂搬到珍珠大街，将工厂规模扩大，雇用了80个工匠，并在同一年自制了制作滑轮的全部机械设备，仅制作的机床就有44台。经过莫兹利的努力，终于顺利地完成了海军部的这批订货。这批滑轮制成后被海军部安装在普茨茅斯港，成为该港长期使用的重要设施。这使得莫兹利的名声更高了，生意也更兴隆了。

尽管生意兴旺，可是莫兹利还是没有忘记自己心爱的车床。就在他独立办厂的第一年，即1797年，他对车床又作了一个重要改进。在此之前，他的车床刀架在工件轴向的移动仍需靠手动，这一次他在车床的床身中又设置一旋转的丝杠与驱动轮连接，使丝杠的旋转带动滑动刀架均匀地沿着工件的轴向移动，使刀架在工件的轴向进给实现了自动化。这样一来，车床上转动的任何材料都能够自动地加工成为一只精密的圆柱体。它的大小取决于工件的最初表置，而且只要装置好了，车床就能生产出任何数量的同样的圆柱体。由于这样的改进，就使车床在社会上普遍推广的条件更为成熟了。

事实上，莫兹利不仅是一个高明的技术权威，而且还是一个有远见卓识的企业家。这时，他已经开始考虑要把他的发明实现产业化，要把车床作为商品到市场上去销售。当时虽然已经有了以纺纱机、机械织布机和蒸汽机为产品的机械制造厂，但几乎都是一些以手工技术为基础的小作坊和制造所。由于缺乏机械化工具，这些机器全是工匠用手工工具，通过砍、凿、铲、削等方式一台一台单独制造出来的，不但成本高、产量低，更为严重的是，机械零件缺乏必要的精度，很难令顾客满意。如齿轮常常不能完全咬合，丝杠和螺母互相撞击，蒸汽机的活塞同缸壁间的间隙甚至能容下两个手指，为了不漏气、能动作常常不得不用破布填塞。因此，在机械制造业中采用机器生产，不但是机械行业自身的迫切需要和当务之急，而且关系到工业革命能否最终得以完成的大局。莫兹利看到了这一前景，也看好了这块大市场。作为一个发明家，也许他首先想到的是发明的完善化；但作为一个企业家，首先想到的就是市场，因此就要把发明的成果商品化。

1810年，莫兹利的工厂迁移到兰帕森，并进行了扩建。与此同时，他吸收了一个出资者，成立了莫兹利·福尔德商会，把原来的工厂发展成为机床生产厂家。

莫兹利在他的机床厂中，又搞出了许多新的发明。如他发明了锅炉钢板的打刻机，使过去的手工打刻改用机械进行了。此外，引人注目的是，他通过改进车床而实现了各种尺寸标准的螺纹的制造。

自从螺纹问世以来，它就被广泛地应用于机械设备和日常生活中，因此，自古以来，人们就非常注意螺丝、螺纹的制造。但以往都是靠手工操作，制造出来的螺纹精度较差，配合效果不好。莫兹利为了改进螺纹的制造，又发明了可以带动刀架平行于车床中心线运动的耦合器具，这样就能在圆柱体上刻出螺旋状的痕迹，然后再用刀具沿螺旋线切削成螺纹。此外，他还采用了齿轮组合体把主轴箱与丝杆连结起来，只要选用不同直径的齿轮，车床就可以多级改变丝杆的转速，从而可以实现加工不同螺距的螺纹。

莫兹利不但创造出正确加工螺纹的方法，而且还利用螺纹机构制作了各种测量器具，对提高加工精度作出了重要贡献。其中一项，便是他所制作的准确测量零件尺寸的千分尺，其精度可达0.0001英寸。这种千分尺直到今天仍然被机械工厂的工人们应用着，用来测量加工零件的尺寸。

在莫兹利的工厂中，还制作了极为平整的平面，作为加工平面的标准检测设备。在机械制造中，除了圆柱体和螺纹以外，平面部件或真正的平面也是不可缺少的。如在车床床身上，平面对于保证滑动刀架的平稳移动十分重要；蒸汽机滑阀的启动部位也需利用平面。以往生产平面的方法是将一个铸件或者锻件的面用铲子修成大体上是平的，然后再用另一个已制定为是平的面来研磨它。利用这种方法生产出来的平面是很不精确的，因为即使两个面在所有点上都接触，也不能保证两个平面就一定是平的，而很可能出现一个平面凹一个平面凸的情况。在莫兹利的亲自指导下，他的徒弟——后来也成为著名机械专家的约瑟夫·惠特沃斯，研究并解决了真正平面的制作问题。惠特沃斯认识到，两个在所有点上紧贴的面并不一定是平面，但要是有三个面能两两紧贴的话，那它们就一定是真正平的。这样，在实际制作平面时，用三个平面互相研磨，就可以同时研磨出三个平面来。在莫兹利的工厂中，利用这种方法成功地制出了标准平面。这以后就可以将这种标准平面放在操作者身边，供作加工新平面的标准使用。莫兹利的另一位高徒、蒸汽锤的发明者詹姆斯·纳斯米希当时曾经赞赏地称这种方法为“空前的绝招”。

经过莫兹利本人和他众多的徒弟们的不懈努力，莫兹利工厂的机械制造技术达到近乎完善化的程度，莫兹利本人被公认为是英国机械制造业的最高权威，他和他的工厂指导着英国的机械工业，莫兹利工厂生产的机床都要打上莫兹利的刻印。在生产机床的过程中，莫兹利还注意使其结构不断简化。他的工厂里整天顾客盈门，用户们都赞叹他的车床名不虚传。1832年，美国技术家塞勒访问了莫兹利工厂，后来他称赞说，莫兹利所发明的切削螺纹车床，堪称一切车床之父，这是一种靠齿轮的组合而切削不同螺距螺纹的绝妙的机器。

莫兹利的一生，以其众多的发明奠定了近代机械制造业的技术基础，而他带头推进其发明的产业化又使他成为“用机器生产机器时代”的开拓者。正是由于车床的发明和普遍推广，才使得用大机器工业取代工场手工业的第一次革命得以最后完成。

注重人才培养

在莫兹利一生的众多发明中，最重要的还是滑动刀架的发明，这是具有划时代意义的发明。正是由于莫兹利发明了滑动刀架，启发了整整一代机械发明家。他们通过掌握滑动原理，并以不同的形式把它运用于自己的发明活动中，相继发明了镗床、刨床、插床、钻床和其他各种机床。其中刨床是由莫兹利的高徒之一约翰·克莱门特于1825年发明的。

莫兹利的一生，为机械加工技术的发展竭尽了全力，同时还培养了许多优秀的机械人才。在莫兹利工厂工作过的许多机械技师，在莫兹利的亲自教诲和指导下，都练就了一身坚实的技术功底。莫兹利积极推进发明革新的产业化和勇于创业的精神也深深地影响了他们，这些人后来都成了领导英国工业界的优秀技术家。除了发明刨床并积极推进精密机床制造工作的约翰·克莱门特外，还有发明船用发动机的詹姆斯·西瓦德，有制造机床的威廉·姆亚；有创办机车工厂、发明自动纺纱机，使动力织机最早付诸实用的理查德·罗伯茨；有成为19世纪最大的机床制造商的约瑟夫·惠特沃斯，以及建立了许多机械工厂，发明了落锤高度可调节的蒸汽锤的詹姆斯·纳斯米奇。

在众多的高徒中，有一位值得专门提到的是约瑟夫·惠特沃斯。他曾想出了“空前的绝招”，制作出标准平面；曾制成了能测量出一英寸百万分之一误差的标准螺旋规；经他改进的精密车床、刨床、磨床和牛头刨床，使他在1851年的世界博览会上赢得了全球性的声誉。但是他的最大功绩是结束了螺纹尺寸和种类杂乱不堪的局面，创立了标准化螺纹的生产。这是现代互换式生产的开端。以后，美国的伊莱亚斯·惠特尼在这个思想的基础上创立了标准化——互换式的生产体制，后来汽车大王亨利·福特又将其与流水作业相结合，形成了近代机械工业的大批量生产体制，并为当代的计算机控制的自动化生产奠定了技术基础。

1831年1月，莫兹利为了探望一位患重病的法国朋友，远道前往波洛纽，在那里呆了一个星期，直到朋友的病情好转方才离去。在归途中他患了流行性重感冒，回到兰帕斯便一病不起，不幸于1831年2月14日去世，终年59岁。人们为一代机械技术宗师的辞世而悲伤不已。按照他生前的设计图，人们在圣·麦利教堂里为他修建了墓葬，以此来缅怀这位伟大的发明家。

新时代的开创者爱迪生

爱迪生是美国的一位伟大的发明家、企业家。他的名字不仅在我国，而且在全世界也是家喻户晓的。“爱迪生”三个字一直被人们看做是勤奋与天才的象征，尤其是对千百万青少年，它就像一块巨大的磁石，有着强烈的吸引力。

爱迪生除了在留声机，电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生的一生，总计有一千多项发明，也就是说，当他进入成年之后，几乎平均每两周就申报一次发明专利。爱迪生之所以受到各国人民的敬仰，正如一个美国作家所说：“他虽不发明历史，却为历史锦上添花。”

的确，爱迪生为我们开创了一个崭新的电器时代，虽然他离开我们已半个多世纪，可我们日常生活所接触到的许多方面，都依然闪烁着爱迪生智慧的光芒。他的名字连同其发明一道被世人代代传颂着。那么，爱迪生究竟是怎样成了一个世界闻名的伟大发明家的呢？

笨鸟先飞的小报童

在伊利湖南岸不远的小镇米兰，有一座规模一般，但生意颇为兴隆的木材场，场主山墨尔·爱迪生与他的妻子南希和孩子们就生活在这木材场的一座小楼内。他们已生有6个孩子，但有3个孩子因病夭折。在1847年2月11日他们的第7个孩子又出世了。这时山墨尔已经43岁，而妻子南希也37岁。夫妻俩中年得子自然喜悦万分。山墨尔为他们第7个孩子起名叫：托马斯·爱迪生。小爱迪生的出世虽减缓了夫妻俩连失3子的悲痛，但为他单薄、瘦弱的身子骨儿，又增添了几分担心，特别是母亲南希总是担惊受怕。好在爱迪生瘦弱的小身体一天天壮实起来，她心上的一块石头才落了地，脸上挂起一丝笑意。

转眼间，小爱迪生已经咿咿呀呀能说会跑了。那一天，加利福尼亚州掀起了淘金热潮，人们一群群、一伙伙，打他家门前路过，梦想着到金矿上去谋求美满的生活。爱迪生混在人群当中，跟在人家屁股后问个不休。如：“你们上哪儿？”“加利福尼亚远吗？”“金子是啥呀？”等等。

这孩子就是这么个习性。他跟上面的哥哥姐姐不同，老爱问，问了就想，想了就模仿去做。有一天，爱迪生好像忽然发现了什么，他将妈妈南希拉到一边，面带神秘地告诉妈妈，一只母鸡不知得了什么病，将它下的蛋都放在它的屁股下面。妈妈听了笑眯眯地告诉他，鸡什么病也没得，那是它将要孵小鸡呢。于是南希便耐心地将孵小鸡的经过讲了一遍，爱迪生若有所思地离开了妈妈。

当天下午，这孩子突然不见了，接连好几个钟头不露面。一家人急得团团转，四处寻找，也不见他的踪影。结果，山墨尔跑过邻居家仓库门前，往里一瞧，嗬！小家伙在人家仓库里做了个“窝”，里面放了些鸡蛋，一本正经地蹲在上头孵小鸡哩！

1855年，爱迪生8岁时，才进入一所白人开办的学校去读书。在学校里，每逢测验考试，爱迪生的成绩几乎总是最差的一个，平时他总向老师提一些与学习不相干的问题，老师对此很反感，仅仅上了3个月的学他就眼泪汪汪地被撵回了家。他告诉家里人说，老师斥责他为“糊涂虫”。

母亲南希听到后，非常生气，她拉起爱迪生来到学校找老师评理。爱迪生的班主任老师对此不冷不热地谈了他的观点。这一下激怒了南希，她拉住小爱迪生的手，气愤愤地说：“走，回去，孩子！这学咱们不上了，往后妈妈自个儿教你。”

从此，做母亲的肩上，除了料理日常家务以外，又挑起了教育孩子的重担。母亲发现孩子对物理、化学特别喜爱，专程上街买了本《派克科学读本》给他。这书在当时是本很有名的著作，专讲物理和化学上的实验，有简单扼要的说明，有详详细细的插图。爱迪生照着书本，自个儿琢磨着，把上面讲的道理，一条条搬下来亲手试验。只要能试的，不试成了不罢休。

没过多久，光照书本办事已经嫌不过瘾了，于是他就向外发展，别出心裁地去找一些对象来试。有一回，他读到富兰克林在电学方面的发现，便去弄来两只大雄猫，用根铜丝把两条猫尾巴一拴，使足力气在猫脊梁上狠命揉搓，想搞摩擦生电的实验。结果摩擦生电没试成，反倒给两只大雄猫狠狠抓了几家伙。

1859年，格兰德特伦克铁路部分通车，其中包括距离爱迪生家不远的休伦港到底特律的南北单线列车。12岁的爱迪生认为铁路为他提供了新的机会，他终于说服母亲让他在休伦港驶往底特律的早班列车上担任报童。

早班列车清晨7点从休伦港出发，行驶63英里，4小时后抵达底特律，下午5点30分往回开，9点30分抵达休伦港。这14个半小时的工作日对年轻的爱迪生来说，有双重益处。作为报童，他除了靠卖报赚钱，还可以代销糖果。此外，列车要在底特律逗留6个小时，他又能利用这段时间在青年人协会的阅览室里读书。那里不久就被开辟为底特律公共图书馆。

然而，当爱迪生的生意刚刚开始不久，就有一件意外的不幸发生了。那是一个天气略阴的早晨，爱迪生背着一大叠当天的报纸在火车厢内叫卖，这时混合列车进入了富拉瑟车站，于是爱迪生就下车去了车站。谁知那天车站上的人特别多，买报的人竟将他团团围住，开车的铃声响起，爱迪生才猛然意识到情况紧急。于是，他挣脱人群，迅速跑向列车，但这时列车已徐徐开动，他紧奔几步，抢到最后一节车厢，抓住了车后的扶梯，但无法攀上去，差点被甩了下来，因为那时的列车扶梯离地面很高。一个列车员赶来了，伸出一双大手，抓住爱迪生使劲一拎，将他拎进了车厢。

列车员只顾救人，他根本没有想到，他偏巧抓的是两只最经不起震荡的耳朵。爱迪生叫他这么一抓，只觉得耳朵里“嗡”的一声响，疼痛难忍，之后就听不到声音了。

母亲得知这件事后，大为伤心，领着爱迪生几经求医，仍无结果。从此爱迪生在漫长的一生中一直饱受耳聋之苦。

爱迪生从此进入了一个寂静的世界，但他的心情并未因此消沉下去，他仍然在列车上卖报。后来，他发现每天的列车都挂一节备用的货车车厢，他把那里变成了旅行阅览室和实验室。而且未经许可，就在那儿开始了印刷工作。他弄到一架手推印刷机，又从一位在《底特律自由新闻》报社工作的朋友那里讨来了足够的铅字，这样，他每星期能印出400份《先驱报》出售，剩余的时间他就在车厢里埋头搞实验。

一次，他在实验中不慎将盛有磷的容器碰洒，磷块与其他药液混合立即在车厢里爆炸起火，结果连实验品带印刷机都被人扔出了车厢，就连在火车上卖报的差事也差点丢掉（也有一种说法说他的耳朵就是因此事被列车长打聋的）。

后来，碰巧一个偶然的机会，使爱迪生从一名报童成长为一名具有正当职业的电报员。那是一个阳光灿烂的下午，爱迪生发现了一个身处危险境地却全然不知的小男孩正在火车道上垒石子，一节被甩掉入库的货车车厢正向他驶去，爱迪生见状急忙把报纸连同帽子扔在站台上，一个箭步冲上去救出了孩子。但两人都头朝下摔到了尖锐的碎石上。他们摔得那样狠，以至于碎石末都嵌进了肉里。当孩子的父亲——车站站长、优秀报务员麦肯齐赶来时，他感激得说不出话来。为了表示谢意，他答应教爱迪生有关收发报技术。从此，爱迪生的天才便在这一领域内展示出来。

四处奔波的电报员

刚刚拜师学艺的爱迪生很快就获得了一个报务员的职位。因为休伦港的小电报房有一位电报员急于参军，在离职前，必须找到一个补缺的人。这样作为麦肯齐的徒弟，无论做什么又都能成功的聪明鬼爱迪生当然就是最合适的人选了。

爱迪生获得这个职位以后的几个月，每天都是白天收发报，晚上一直熬到次日凌晨，观看一位有经验的电报员接收通讯社的来稿。

从雇主的角度观察，爱迪生在工作中漫不经心。他并不是想成为一名技术娴熟的电报员，而是要了解电的原理如何在这儿应用。白班的工作是断断续续的，在没有收、发电报任务时，他经常去地下室做《科学美国人》杂志上刊载的试验。

在休伦港电报房的好处，还不只是能自由自在地对待工作，电报房的办公室又是珠宝店的一部分，表匠的工具也放在这里，因此，他可以随时拿来摆弄自制的电讯设备。除此之外，爱迪生还能在夜里“偷学”接收通讯稿的那位电报员的经验。因为接收这种通讯稿，可不像接收一般短短的电文，它要求一字无误。倘若达到这一点，就可以称得上是能干的人了。然而，1863年还未结束，爱迪生便觉得在这里没有什么可学的了。

于是，他又在麦肯齐的帮助下，当上了格兰德特伦克铁路斯特拉福德枢纽站的电报员。这个地方距加拿大不远，离休伦港也只有100英里。他在秋天来到这儿。这也是他生活中的第一次迁徙，这次迁徙对他以后的成功起了巨大作用。

在19世纪60年代，像他这种动荡的电报员的生活是艰苦而冒险的，生活没有保障，常常随意被调换工作。

在斯特拉福德，爱迪生是作夜班报务员。为了白天能很好地进行试验和学习，值夜班时，他就尽可能养精蓄锐。但其中有个问题就是如何发出“六个信号”——即电报员每隔一小时必须发一个信号，表示他在坚守岗位。这对于爱迪生这位未来的电灯与留声机的发明者来说并算不了什么。他制作了一个带缺口的轮，将其与钟表连接在一起，每隔一小时，就接通一次电路，使之发出“清醒”的信号。

他的这种装置虽然没被发现，但是他却未能发出让一辆货运列车停车的信号，结果那辆列车险些与另一辆列车正面相撞。爱迪生为此十分害怕，便逃到了加拿大边境的萨尼亚，然后乘轮渡回到了休伦港。

爱迪生回到休伦港之后，在寻找工作的过程中，又一次向人们展示了他解决难题的才能。这年冬天，天气奇冷。连接休伦港和加拿大城市萨尼亚的大湖冰封雪冻，不仅折断了两市通讯的电报电缆，而且湖面已经停止了交通，致使两座城市完全失去了联系。

正在人们寻找解决办法的时候，爱迪生爬上了靠近湖边的一辆休伦港路段的机车。他拉响了汽笛，用笛声发送莫尔斯电码。汽笛的尖啸越过冰封的湖面问道：“喂，萨尼亚，萨尼亚，听到我的呼叫没有？”起初对方没有反应。再试了一次，仍无反应。随后，萨尼亚方面有人意识到了汽笛声的意义，于是美国这边的观察人员也收到了加拿大机车发来的莫尔斯电码。两座城市间的联系就这样恢复了。

1864年初，爱迪生在距底特律西南60英里的艾德里安找到了工作。他被雷克肖——密执安南方铁路雇用。像以往那样，他又使用了以前上夜班时惯用的那套“把戏”，因为这样不仅可以为他赢得次日的试验时间，而且，他还可以利用上班的时机进行阅读——一会儿读《警察日报》，一会又换成《高等数学杂志》。

工作之余，爱迪生的生活更是紧张，除了四五个小时睡眠之外，其余时间都用来读书，或是用自己积攒的钱购买设备进行试验。一次，在试验中，他弄翻了一瓶硫酸，硫酸一直流到了下面报务主任的房间。第二天，他被告知，电报房需要的是报务员，而不是试验员，让他领了工资立即走人。

爱迪生在他6年居无定所的学徒生活中，总是把做试验看得远远高于岗位责任，加上他年轻随便，又有些无视权威，所以他往往受到斥责，而且频繁地遭到解雇。然而，他每换一次工作，就获得一些新技术，这样渐渐地积累起一套足以应急的经验，为他以后走上发明创造之路奠定了坚实的基础。

崭露头角

随着爱迪生收发报业务能力显著增长的同时，他意识到这种熟能生巧的荣誉并非是自己追求的目的，应把自己的精力放到真正的创造发明上去。于是，在波士顿工作期间，他更加抓紧时间学习和实验，终于在当地一家工厂里，他创造了有生以来的第一项发明——选票记录机的原始模型。但具有讽刺意味的是，这位天资聪颖的人，在首次发明中竟一败涂地。

他先将这架机器拿给了麻省的官员们欣赏，然而官员们未表示太大的兴趣。尔后，爱迪生又把它送到华盛顿国会进行实地演示，那里的官员给他的仪器做出了蛮横然而却是最直爽的判决：“年轻人，如果说这个地球上有什么我们所不需要的发明的话，那就是你的投票机。因为少数派用来阻止错误议案通过的最重要的办法之一，就是拖延投票时间，而你所发明的这个东西则使拖延成为不可能。”毋庸置疑，这种说法确有道理。

投票机的失败并未使他灰心，一系列的推销实践使爱迪生悟出了一条道理：要把发明精力集中在社会需要的课题上。

正是这一种认识促使他着手改进股票交易记录器。这是一种电器设备，它可以及时地向商人们提供股票交易所里股票价格每分钟的变化情况，以便适应内战后金融活动迅速膨胀的需要。

爱迪生在波士顿不仅设计出了股市情报收录机——这是一种既能印出数字，还能印出字母的设备——而且还开办了一家提供股市情报的代理处，不久就征得了三四十家订户。

与此同时，爱迪生又在一个后来为他赢得名誉与金钱的领域着手工作，即设计一种装置，可使两份以上的电文同时用一条线路发送。但在现场实验中，以失败而告终。身无分文的爱迪生只好悄悄离开波士顿，去纽约谋生。于是，一个穷孩子以自己的智慧，开创自己未来的故事，也就从这里开始。

初到纽约的爱迪生人地两生，只能投靠洛斯公司工作的朋友波普。但此时的洛斯公司也没有空位，作为好友，波普只好收留爱迪生睡在洛斯公司总部的一个地窖里，直到找到工作为止。这样，爱迪生便可以借机熟悉一下洛斯公司的设备。

这家公司是一个金融服务机构，是几年前由纽约黄金交易所副总裁兼执行官员洛斯博士创办的。在这里，洛斯创制了一种中心发送机，采用股票交易中的办法，通过电线与各个经纪人的办公室相连，这样黄金情报的输送就会及时到达交易商的手里。由于用户多达几百家，因此洛斯系统相当复杂。

爱迪生借住在洛斯公司，每当公司下班后，爱迪生就遍察总部的每一角落。不久，他就掌握了洛斯系统的每一细节。

一次，公司突然发生了发送机停车事故。几十家经纪人的商号都派来通讯员，他们拥在洛斯的办公室里，抱怨线路不该中断，要求立即修复。这时爱迪生正好在场，他走到机器旁，发现一只弹簧折断，卡住了两个齿轮。几秒钟后，洛斯博士亲临，总工程师波普也随后而至，但在一片混乱之中，这两人似乎都变得束手无策。接着，爱迪生向洛斯表示，他发现了机器的毛病，洛斯让他马上动手修理。爱迪生卸去弹簧，将齿轮旋至零位。两小时后，机器又开始了运转。

爱迪生被洛斯博士召见，受到了细致的盘问，所问都是有关这种机器的知识。洛斯听了他的回答，当即决定录用他，并请他翌日报到。第二天，爱迪生应约而来，被授权协助波普工作。一个月后，波普辞去公司职务，成立了他自己的电气工程顾问处。爱迪生接替了他的职位，挣到了对他来说是异乎寻常的高薪，每月300美元。

但不久，洛斯公司被西方联合公司吞并，于是爱迪生就辞去了公司的职务与波普和阿什利合伙开办了一家商号。

在承办商号业务的同时，爱迪生在设计他的万用股票信息印刷机的过程中，完善了一种新型的“黄金行情印刷机”。他因此组织起一家服务处，将机器租给订户使用，每星期收费25美元。这对西方联合公司来说是一个挑战，于是该公司自然迫不及待地出价盘下了这家服务处。爱迪生由此挣到了第一笔大钱——5000美元，这是他在此项资产中占有1/3的股权所致。

爱迪生有了5000美元，便不受他人左右，成立了一家自己的公司，并在尼瓦克市的沃德街10号创办了一家工厂，从事股票情报接收机和其他设备的生产。

尼瓦克工厂的建立，使爱迪生在东海岸那迅速发展、疯狂竞争、不择手段地牟取暴利的工商界中占有了一席之地。尽管已经取得了一些成就，但爱迪生始终没有忘记自己的职责是发明对社会有用的东西。于是，在尼瓦克他最先着手的项目之一就是自动发报机，研究成功后，他把这套系统卖给了英国邮电局。

这项工程一完工，爱迪生又投入到他的多通路电报技术的试验中。自从他担任报务员以来，这一思想一直占据着他的大脑。出于对这项研究的热情，他已开始为西方联合公司研制属于该公司专利范围的多通路电报机。1873年初，爱迪生与西方联合公司之间似乎达成了默契，爱迪生将把自己的专利出售给该公司，而该公司则根据双方认可的价格加以收购。

正是以这种业务联系，爱迪生用自己的智慧与才干在尼瓦克工厂创造出了一项项新的发明，它们通过西方联合公司，流向了需要它们同时也是检验它们的社会。与此同时，爱迪生的名字也被人们广为流传。后来爱迪生对贝尔的电话进行了改进，发明了实用性更强的碳阻送话器，并于1877年4月申请了专利。于是爱迪生与贝尔两家公司展开了长达3年之久的激烈竞争，虽然竞争是以两家公司合并为联合电话公司为结果，但爱迪生的名字开始变得不同凡响。

发明留声机

爱迪生在他的尼瓦克工厂里推出了一件件值得称赞的新产品，但从实质上说，它仍然是个生产单位，而不是为研究工作服务的实验室。所以早在1876年，他就决定要建立一处与此性质不同的工厂，即工业实验室，它的任务就是研究人们的实际需求，然后找出满足这种需求的方法。而且，此时他已从纯粹的制造业中获得了足够的本钱，他也确信自己可以靠发明新产品为生。

爱迪生的父亲山墨尔从伊利诺斯的老家出来，为他的儿子探查到了一个很适合爱迪生建立工业实验室的地点——门罗公园。这里距纽约不远，环境幽静，交通也十分便利。年轻的爱迪生不久便成了这里的新主人。1876年的门罗公园还是个不为人知的地方，不出几个月，爱迪生就给它带来了新的生机，不到10年，它就以留声机和白炽灯的诞生地而闻名于世。

爱迪生早在试验电话的时候，就发现传话器里的模板会随着说话声音引起相应震动，便想进一步探讨这种震动的幅度到底有多大。但因为耳朵有毛病，听觉大打折扣，只得想办法用触觉来代替。他找了根短针，一头竖在膜板上，一头用手指轻轻按着，再对准膜板，一讲话，手指头便觉着短针在颤动。讲话声音高，颤动就快；声音低，颤动就慢，感觉清清楚楚。

接连试了好几回，结果都是如此。他端详着那根短针，猛然想到：说话的声音能使短针颤动，那末倒过来，这种颤动反转来也一定能发出原先说话的声音。想到这里，心头豁然开朗，竟然不顾夜幕已经降临，独自又投入到紧张的试验中去了。

1877年11月29日这天早晨，爱迪生照例头一个来到实验室，在签到簿上签了名。虽说是实验室的主人，他也跟普通工作人员一样，严格遵守规定的签名制度。

上班不久，爱迪生把克鲁西叫到办公室来，取出笔记本，撕下一张草图，面带微笑地递到克鲁西手里说：“马上照图样做出来，越快越好！”口气挺着急，还略带几分掩饰不住的兴奋。

12月6日星期4这一天，爱迪生的工作人员都在实验室里聚集，观察克鲁西工作的结果。当时多数人均持怀疑态度，爱迪生本人也不例外，但他还是镇静地将一片薄薄的锡箔卷在滚筒上，把振膜的针调好位置——对准缠在螺线起点的锡箔上。于是爱迪生摇起机器，开始向振膜讲话。

与莫尔斯的第一份电文“上帝所作之事”和贝尔在表示电话成功之际所说的“来呀，沃森”相比，此时爱迪生的话最不精彩。他一面摇着手柄，一面背诵着“玛丽有只小羊羔，她的毛发白如雪……”

大家还在旁观，爱迪生从记录机振膜上把针退出，将滚筒转回原位，然后将另一振膜的针头对准锡箔。

他再次摇动手柄。就在这时，机器发出了微弱、然而无疑是属于爱迪生的声音：“玛丽有只小羊羔……”

克鲁西用德文惊叹道：“我的上帝！”“在我的一生中，从来没有如此吃惊过，”爱迪生说，“大家也都感到惊讶。对于一试就成的东西，我总是放心不下。长期的经验告诉我，这种东西还有许多缺点，离商业化程度还有一定距离。然而，成功无疑是摆在了眼前。”

18天之后，爱迪生提出专利申请，并在不同场合进行演示，引起了社会轰动。留声机被人称之为科学的奇迹，爱迪生也受到了最高的赞誉。

但不久就有人称这是一种骗局，是利用人在摹仿，在重复，而不是录音。一位英国正教的主教来到门罗公园，询问是否可以对留声机讲几句话。爱迪生一口应允，主教就以飞快的速度念出一连串佶屈聱牙的圣经人名。爱迪生把滚筒转回原位，摇动手柄，主教为听见自己的声音而露出惊奇的神色。主教供认，他曾怀疑留声机里有鬼，但今天他的怀疑解除了，因为在全美也找不到能以这种快速度读出这些绕嘴的名字的人。

在留声机发明后的几个月里，爱迪生和他的同事们又制成了一系列的改进型留声机。之后，爱迪生便兴高采烈地迎接纷至沓来的报界记者，他对《纽约每日写真报》记者作出了后来经常得到援引的声明：“我已经制出了许多机器，但只有这个是我的孩子……”

的确在爱迪生漫长的一生中，他改进了股票行情接收机，改进了电话，完善了白炽灯，并为之设计出合理的供电系统，包括后来电影技术的问世，高性能的电池推广都离不开他的努力，但这些成就基本上是在前人探索的基础上完成的。惟有留声机的创制，是爱迪生完成了一项从无到有的伟大发明。

电灯的诞生

自从爱迪生开始从事科学发明以来，可以说卓有成效，而立之年的他确实感到欣慰。但有一个问题一直萦绕脑际，迟迟得不到解决，那就是如何使用电力来减轻人的劳动负担。

1878年夏末，爱迪生在门罗公园再次考虑电的潜在用途。早在1877年秋，他曾做过几次白炽灯的实验，但是由于那时许多人都在这一领域里进行探索，爱迪生就放弃了这方面的研究。当然留声机的发明也是他离开白炽灯研究的原因之一。

在爱迪生探索电灯的时期，社会的照明问题基本上是靠煤气灯来解决。然而煤气灯有其本身固有的缺点，如亮度不够，易泄漏，供应系统不畅通等等。后来有人研制了电弧灯，试图替代煤气灯，但经过实验发现它不能被普遍采用，其原因一是它的光芒刺眼；二是炭极之间的距离必须不断加以调整；三是炭极打火之后要冒出呛人的气味和黑烟。这就决定了它不能用于室内照明。但是尽管电弧灯有这些缺点，自从19世纪50年代以来，有些国家还是做了有限采用，如做航标灯，或者街道照明等。

试图打破煤气垄断照明的人，为数甚众。但是，他们全都面临着如何弥补理论与实践之间的巨大差距问题。从理论上讲，制造电灯只需要一根细灯丝，可以用炭制，也可以用其他材料。只要将灯丝封在玻璃容器内，抽掉空气，即可通过电流让灯丝发出白炽光。然而，实践起来却没有那么容易，既要找到一种不易烧断的制造灯丝的材料，又要保证玻璃容器是个良好的真空。即使明确了这些必要条件，在实验室的优越设备中也很难造出理想的电灯。更何况实行商业化大规模生产，还有许多其他问题亟待解决。

1878年秋，爱迪生在进行第一组试验时，着重测试了50多种不同原料经过制丝、炭化处理后在真空中发光的情况，最终得出结论，电灯问题的解决，只有一种方法，那就是灯丝的电阻要高，散热要慢。

之后，爱迪生又做出了很大努力，但炭丝试验并没有成功的迹象，于是他转向铂和类似铂的金属，因为这些材料符合电阻高、散热慢的要求。

经过无数次试验，铂做灯丝似乎是其他金属灯丝中最理想的一种。于是10月初，爱迪生便提出了一份关于铂丝“电灯”的专利申请。

第一份白炽灯专利提出以后，爱迪生便嗅到了胜利的气息。但他十分清楚面前还有许多困难，因此他开始加倍努力。他意识到自己的数学基础是不够的，若要成功地设计出白炽灯，使它成为照明系统中的关键部位，就必须进行一系列复杂的计算。因此，在年底以前，他雇用了两位数学家，经过他们严格的计算，证明了爱迪生直觉的正确：电灯必须具有100欧姆以上的电阻，才可能成为煤气灯的对手。

一两年之后，爱迪生已在白炽灯制造方面取得了初步成就。1879年秋，爱迪生得到了一种新型的斯普林格气泵，这种气泵可使他创造十万分之一大气压的真空。由于真空条件的改善，爱迪生本能地又把炭丝作为灯丝材料来做实验了。爱迪生从一开始就认为炭丝是最理想的灯丝材料，他放弃这种材料，只是因为以前的真空度不够，炭丝熔化过速。

从10月16日开始，经过5天的探索，出现了最终的突破。这次爱迪生使用的是棉线，他把棉线装入镍板上刻出的U型槽中，进行几个小时的炭化处理。他与助手巴切勒已连续在实验室工作了好几天，因为炭化后的炭丝又细又脆，在把它装入灯泡之前，曾不慎折断过两次。他们在第三次终于将炭丝装入了灯泡，然后抽去灯泡中的气体，将它封好，通入电流，盼望已久的情景出现了！

爱迪生加大了电流，灯泡仍然工作，第一只灯泡连续燃烧了几个小时，第二只灯泡燃烧了40个小时，又连续试验了两天，爱迪生知道已渡过难关。他说：“我认为我们发现了制造它的方法。如果它现在能坚持40个小时，再过些日子我就能让它持续100个小时。”

不出两周，爱迪生提出了炭丝电灯的专利申请。在其后的几个星期，门罗公园便投入了制造灯泡的工作。由于爱迪生还在继续他的试验——不断改变灯泡的尺寸和形状，变换引入灯丝和密封灯泡的方法，因此当时制造的灯泡并不是个个都一样。另外爱迪生的同事又仿照这些灯泡制造出许多复制品，一些悬挂在实验室，一些送入爱迪生的家、巴切勒先生的家及当地廉价旅馆中。然后竖起电线杆，将这些电灯与实验室的发电机相连。还有一些灯泡，被悬于街道上空。夜色降临后，只只电灯都发出明亮的光辉，四周乡下的人们，凡是能步行或骑马到这里来的，都前来欣赏这一新奇的景象。

爱迪生很善于为他的活动作宣传，这不仅是良好的商业家的本能，也是一种发自内心的热忱所致。当全美各大报纸对电灯的发明做了大量报道之后，爱迪生马上抓住时机，宣布圣诞节一过实验室将公开开放。于是，宾夕法尼亚铁路便在门罗公园设置了专线，不出数日，爱迪生的眼前就出现了非凡的景象。

由于来客络绎不绝，一个容纳二三十位技工工作的实验室已经停工一个星期了。这些参观者从四面八方赶来，使这个方圆数英里的小镇停满了形形色色的车辆，数以千计的男女老幼涌向这里。与此同时，火车上又走下银行家、掮客、资本家、观光者，以及急于要做生意的有关方面代理人。

还有许多参观者争先恐后地嚷着要和这位伟大的人物说句话。有些参观者则不顾“警告牌”上的劝阻，竟擅自摆弄起机器来，其中有台昂贵的气泵与其他一些设备就是在这种混乱中被搞坏了。到1月3日，已有13只灯泡丢失，于是爱迪生不得不宣布，从此以后，参观者没有获得特许不准进入实验室。

如果将这些枝节问题排除在外，门罗公园的大展可以说取得了一般展览无法取得的效果。它向人们证明，白炽灯的确可行，由它所引发的一场室内革命将不可避免，煤气灯和电弧灯照明的时代即将结束。夜晚，从此将变得绚丽多彩。

临终的岁月

1929年10月21日，爱迪生发明白炽灯50周年纪念日来到了。人们为此举行了隆重盛大的庆祝会，全世界的科学家，有的打电报，有的亲自赶来，向他祝贺。

大会会场上，张灯结彩，乐队奏起雄壮的乐曲，整个会场的气氛隆重而热烈。当大会主席致完开幕辞，司仪高声宣布“爱迪生先生致答辞”的时候，全场响起了经久不息的暴风雨般的掌声。

82岁的爱迪生，今天显得特别兴奋。讲话时嗓门提得很高，他情感激动地说：“……谢谢诸位，谢谢诸位。如果我曾经或多或少地激励了一些人的努力，我们的工作，曾经或多或少地扩展了人类的理解范围，因而给这个世界增添了一份欢乐，那我也就感到满足了。”

他刚一讲完，全场立刻又响起了一片掌声和欢呼声，比欢迎他致答辞那阵更为热烈。这时候，大家只顾鼓掌、欢叫，谁也没有注意老人家突然间发生的变化。

爱迪生走下台后，步履有些蹒跚，最后一下子跌坐在椅子上便昏了过去。

经过这次昏厥后，老人的身体大不如从前了。人一天天瘦下来，胃口越来越差，连看到往常最爱吃的苹果饼都摇头。

在以后两年的岁月里，尿毒症、肾脏炎、糖尿病和胃溃疡，同时向羸弱的老人发动猖狂进攻。此时的爱迪生，披着满头银发，双眼合紧，安详地躺在楼上宽敞的卧室里。老人的生命就像风前残烛，飘闪晃摇，随时都有熄灭的危险。

他微微睁开眼，挣扎着向窗外探望，想再看看这可爱的世界，阳光下，青山绿水，分外妖娆。几头奶牛耷拉着花白的大肚子，悠闲地啃着青草。那些草长得真好，齐刷刷的，绿油油的，风一吹，轻悠悠掀起一层层碧绿的波涛。“那边真是美极了！”临危的老人喃喃地说。

他恍惚觉得，他那生命的小船，就在这片绿色的海洋上缓缓漂流。尽管视觉模糊看不大清，可是多少往事，多少痛苦与欢乐、失败与成功，却依然历历在目。

光阴似箭啊！84年的时间一晃就过去了。在这短促的84年里，他驾驶着这只生命的小船，冲破万层巨浪，勇猛前进。往事如同他发明的活动电影，一幕幕地在他眼前闪跃而过。他看到了许多熟悉的面孔、城市、乡村；重温了过去的生活，流浪、饥饿、友谊、通宵达旦的工作、试验成功时的欢乐……

垂危的老人在检阅他那忙碌的一生，他并不为虚度年华而叹息，也不因碌碌无为而悲伤。他记住了在那次庆祝大会上自己讲的话：“……如果我曾或多或少地激励了一些人的努力，我们的工作，曾经或多或少地扩展了人类的理解范围，因而给这个世界增添了一份欢乐，那我也就感到满足了。”

他带着宽慰的笑意，慢慢合上了眼睛。时间是1931年10月18日3点24分。

电话的发明者贝尔

1844年，莫尔斯在美国首次进行了长途电报通讯，在人类通讯史上揭开了新的一页。然而，电报传递信息首先传递的是电码，然后再需专门人员将电码译成语句。能不能发明一种装置直接传递语音、语句呢？于是，人们又开始探求更便捷的通讯工具。经过几十年的努力，世界上第一台电话机终于问世。这台电话机的发明人，是一位苏格兰青年，名叫亚历山大·贝尔。

小小发明家

亚历山大·贝尔1847年3月3日出生在苏格兰的爱丁堡。他的父亲和祖父都是著名的声学家，他们在聋哑人中工作过多年，对人的发声机制、听觉特点有深入的研究。贝尔的父亲还创制过一套利用手势、口型交谈的“哑语”，给聋哑者带来很大方便。贝尔生活在这样的环境里，从小受到熏陶，对语音的传递有浓厚的兴趣。这无疑给他后来发明电话，播下了种子。

不过贝尔并不是神童。许多发明家幼年时都并非聪明过人，他们的成功在于一生的勤奋。贝尔虽然在声学上算个小内行，并且可以熟练地翻译出聋哑伙伴的“哑语”，但其他功课却总是跟不上；他的淘气、贪玩更是全校闻名，他的书包里经常装着供他解剖玩的麻雀、青蛙之类的小动物。有一次，老师在台上讲《圣经》，贝尔逮的老鼠从书包里钻了出来，在教室里乱窜，引得大家哄堂大笑，乱成一团，把老师气得直哆嗦。

贝尔后来被祖父接到伦敦，由这位语音专家直接管教。这是一个颇有个性的倔老头，他很疼爱孙子，但要求非常严，教起书来就像一头狮子，那一脸花白的胡子，常使贝尔望而生畏。不过贝尔很喜欢他，因为祖父知识渊博，简直是一部百科全书。贝尔同他一起生活了一年，学到了不少东西。贝尔后来曾回忆说：“祖父使我意识到，对于每个学生都该懂的普通课，我却不知道。我时常为这种无知而羞愧。他在我心头唤起了努力奋斗去克服学识浅薄的雄心。”正是这种雄心，激发贝尔踏上了探求科学真理的道路。

贝尔从伦敦回到故乡，兴趣发生了转移，他一面努力学好功课，一面开始对发明创造表现出巨大热情。

他家附近有一座老式水车磨坊，由一个青年操作。后来小伙子当兵去了，剩下一个孤苦无靠的老人以磨面为生。磨盘是靠水力推动的，水量大时磨盘转动，水量小时磨盘停转，要靠人力来推。每逢水量减小的季节，老人只好停业，靠平时节余，勉强打发日子。贝尔对他很同情，约来一群少年伙伴帮忙。大家你推我拉，开始都觉得好玩，但几天后就生厌了。最后只剩下贝尔一个人了，他使出吃奶的力气，也难以推动石磨。

贝尔回家以后，总是放不下水磨的事。“我为什么不能设计出一盘比较轻巧的水磨呢？”为了设计新水磨，他每天钻在父亲的书房里，翻阅各种资料，埋头设计图纸，反复地琢磨。一个多月后，他居然设计了一幅改良水车的图纸。几位工匠师傅看了方案，大为赞赏。图画得并不漂亮，但原理很巧妙。照图改制后，水车的摩擦大大减小，连孩子都可推动。消息传出，邻近村镇都赶来仿制。贝尔这时只有十五六岁，一时成为同伴心目中的英雄。

贝尔成了小发明家以后，一些对科学有兴趣的小伙伴便经常围着他转。在大家的推举下，贝尔把小伙伴组织起来，成立了“少年科技协会”，还订了会章，要求每个会员担任一个科目，每周演讲一次，发表各自的研究成绩。贝尔担任的是语音学兼生物解剖学讲演。讲演厅即设在他父亲书房顶上的阁楼里。这一群少年学者经常活动，增长了很多知识，也闹了不少笑话。

有一次，一名会员在路旁发现一头死了的小猪，心想大家平日研究的不外青蛙、甲虫之类，这次若用猪做实验，一定更有趣味，于是将死猪一直拖到小阁楼上。贝尔见到小猪如获至宝，当着全体会员开始演讲起来。待把猪的生理特点讲完以后，贝尔即动手解剖。不料猪死多日，内脏已经腐败，顿时臭气冲出，满屋会员一个个捂着鼻子逃之夭夭。贝尔却面不改色，一个人坚持把猪解剖完毕。

专注语音学

1864年，贝尔17岁时进了苏格兰的爱丁堡大学，这所大学是英国北部的重要学府，有不少著名的学者曾在这里读过书，比如麦克斯韦和达尔文等人。

贝尔在父亲和祖父的影响下，选择了语音学作为自己的专业，他想以此解决聋哑人的痛苦。这项研究最终导致了电话的发明，这是贝尔当初不曾料想到的。

在爱丁堡大学，贝尔系统地分析和研究了人的语言、人的发声机理和声波振动原理之类的专门知识。语音学是一门很复杂的学问，直到20世纪上半叶才有成熟的理论。贝尔把理论和父辈的实践经验结合起来，进步很快。

1867年，贝尔20岁时，从爱丁堡大学毕业。为了继续深造，他又进了伦敦大学，仍然攻读语音学。

这时，贝尔家出了不幸的事，他的两个兄弟相继害肺病夭折。那时肺病在英三岛猖獗，几乎像今天的癌症一样可怕。贝尔的父亲连失两子，心有余悸。他把病因归咎于英国气候阴冷、潮湿，决定离开故土，于是带着贝尔和全家远渡重洋，迁移到加拿大。

年轻的贝尔到加拿大后，继续研究语音学，并在一所中学兼教语言课。他才华出类拔萃，1869年，22岁时被聘为美国波士顿大学的语音教授。这时，贝尔的父亲已成为北美闻名的语言学专家，经常应邀到各地演讲。贝尔少年时即有过演说锻炼，他的专业知识也日渐成熟。每次相随，他演讲起来并不比父亲逊色，很受听众欢迎。贝尔父子的名声很快就传遍大西洋西岸。后来，父子俩在波士顿开办一所聋哑学校，教习聋哑人克服语障，并研究试验助听器械。

俗话说，根深叶茂。贝尔自幼对人类的通信交往就有浓厚的兴趣，后又进行多年专门研究，在声学知识上做了充分的准备。当时试图发明电话的人很多，后来惟独贝尔获得成功，这不是偶然的，是他多年知识储备的必然结果。

当时莫尔斯发明的电报已广泛应用，成为一种新兴的通信工具。不过电报只能传递电码，局限性大。能不能发展一步，用电直接传递人的语音呢？这个问题引起了许多发明家、科学家的冥思苦想。但人们进行了20多年的探索都未成功，这是因为直接传递语音难度要大得多。人的语音是声波的振动，它如何从导线上传送呢？几年来，贝尔也被这个奇妙的问题深深地激动着。声学本是他的专业，他家从祖辈起，就把人类语音传递当作己任。对贝尔来说，发明电话，不只是美好的理想，也是一种义不容辞的使命，他终于挑起了这副担子。

伟大的设想

贝尔最后定居美国。贝尔想：“既然电流可使音叉振动，为什么人的声音或音叉的振动，不能使电流获得相应音波而来传递声音呢？”

有一天，一次偶然的实验启发了他。

贝尔正研究一种为耳聋者用的“可视语言。”按他的设想，是在纸上复制人语声波的振动，以使耳聋者能从波形曲线看出“话”来。由于曲线识别并不容易，这个设计最终没有实现。但贝尔在实验时，却意外地发现一个有趣的现象：当电流导通和截止时，螺旋线圈会发出噪声，就像发送莫尔斯电码的“嘀、嗒”声一样。

这个细节一般人是不会留意的，贝尔却是有心人。他重复几次，结果都一样。贝尔茅塞顿开，一个大胆的设想在他脑海中出现：“在讲话时如果我能使电流强度的变化模拟声波的变化，那么用电传送语音不就能实现了吗？”这个思想后来成了贝尔设计电话的理论基础。贝尔的发现看起来是偶然的巧遇，其实是长期酝酿的结果。

贝尔兴致勃勃地把自己的想法告诉了几位电学界人士，他很有信心地说：“我相信这是可以办到的，我一定要找出办法来！”可是听者却不以为然，有的一笑置之，有的耸耸肩膀。一位颇具资格，但看上去十分自负的先生告诉他：“产生此种设想，实在是缺乏电学常识。只要读两本普通的《电学入门》，导线传递音波的狂想自会消失。”

贝尔碰了钉子，并未泄气。他决定去求教约瑟夫·亨利——当时的一位大物理学家。于是，贝尔动身前往华盛顿。

亨利是电学史上一位杰出的人物，他曾经同法拉第各自独立地发现了电磁感应现象。事实上，他的发现比法拉第还要早些，只是没有第一个发表罢了。他还发明了摆动式电动机、继电器，莫尔斯的电报机就是根据他提出的原理发明的。亨利为人谦逊，不重名利。他一生中有很多发明，却不愿申请专利，许多本来应该由他享有的荣誉他都让给别人了。在相当长时间，欧洲和美国人都不太了解他。后来人们才发现他的伟大不在法拉第之下。为了纪念他的卓越贡献，1893年在美国芝加哥举行的国际电学家会议上，决定在实用单位制中，用他的名字“亨利”作为电感单位。亨利晚年担任美国史密森学会首任会长，威望很高。贝尔拜望他的时候，他已经73岁了。

那是1873年3月的一天午后，天下着微雨。一个头戴礼帽，身穿黑风衣的高个子青年来到亨利的寓所，他就是刚下火车的贝尔。老科学家此时正在午睡，贝尔不愿打扰他，就站在细雨中静静地等候。两小时后，老人醒来时，贝尔的风衣已经湿透了。这位科学界的老前辈从未见过贝尔，但对贝尔一家及其成功的聋哑教学方法是久有所闻的。老人很客气地接待了年轻的来访者。

贝尔陈述了他的发现，并详细解释了用电传送语音的设想，他的两眼因兴奋而闪闪发光。约瑟夫·亨利很快被年轻人的热忱所感动。贝尔讲完后，怀着微微紧张的心情问道：“先生，您看我该怎么办？是发表我的设想，让别人去做，还是我自己应该努力去实现呢？”“您有了一项了不起的发明设想，贝尔，”亨利慈爱地答道，“干吧。”“可是，先生，有许多制作方面的困难，而且我不懂电学。”“掌握它！”这位大科学家斩钉截铁地说。

这句话对青年发明家产生了很大的影响。许多年后贝尔写道：“没有这三个令人鼓舞的大字，我是决计发明不了电话的。”对约瑟夫·亨利的鼓励，贝尔是终生难忘的。

贝尔所说的确是肺腑之言。科学技术的发展像一场接力跑。科技史上曾有许多像亨利这样胸怀大略的老将，为后来者开辟了道路。法拉第得益于戴维，刻卜勒接受了第谷的珍贵天文学遗产，达尔文获得其师亨斯罗的指导，都是科学上老一辈大师关怀新秀的佳例。

梦想成真

贝尔回到波士顿，悉心学起电学来，把他的业余时间全部用在电的研究上了。贝尔这时刚26岁，精力旺盛，经过刻苦用功，再加上搞聋哑教学实验接触过电磁器械，所以没过多久，学习就过关了。

1873年初夏，贝尔辞去波士顿大学声学教授的职务，正式搞起实验来。他试图将电学和声学熔铸于一炉（后来的电声理论即由此发端），万事皆备，尚需一名得力助手。在一次偶然的机会中，贝尔遇到一个年轻的电工技师，两人一见如故，那位技师名叫沃特森，只有18岁。他对贝尔的理想坚信不疑，表示一定尽全力相助。沃特森后来履行诺言，始终不渝，成为贝尔终身战友。

贝尔在近郊公寓的宿舍成了他们的实验室，同时这间灰尘满地、拥挤闷热的小屋，兼作两人的卧室。两位发明家埋头其中，一边研究电声转换原理，一边设计实用的机械。贝尔一有一种新的构思，沃特森立即从事制造。贝尔研制的电话是史无前例的东西，没有任何实物可凭，只能反复尝试，从失败中积累经验。有时贝尔在半夜偶有所得，立即翻身起来画图，沃特森马上照图施工。

日复一日，两年过去了。究竟他们试过多少方案，有过多少失败，已无从统计，最后才制成两台粗糙的样机。贝尔的设计是这样的：在一个圆筒底部铺一张薄膜，膜中央垂直连接一炭杆，插入硫酸液里，人讲话时薄膜振动，杆与硫酸接触处的电阻发生变化，电流随之有强有弱，接收处利用电磁原理，再将电讯号复原为声音。这就实现了用电传递声波的实验。

为了验证机器的效果，他们把导线从住处架到公寓的另一端。试验开始，贝尔和沃特森对着自己的装置大声疾呼，可是，各自听到的声音不是穿壁而来，就是越顶而过，机器像聋哑人一样毫无反应。他们一连试了好几天，好心的邻居们默默地忍受着他们毫无结果的大喊大叫。直到发明家嗓子都喊哑了，通话还是没有成功。

两位朋友沮丧已极。两年来，他们牺牲了所有的休息和娱乐，耗尽心血，造出来的电话竟是不争气的“哑巴”！

为什么会失败呢？贝尔苦苦思索着。是设计不对么？制作有误么？用电传递语音本身果真不可能吗？

夜幕降临了，望着满天的星斗，贝尔眼前浮现出亨利亲切的面容。他仿佛又听到老科学家坚定的声音：“贝尔，你有了一项了不起的发明设想！干吧！”

正在贝尔锁眉沉思时，忽听到沃特森的背将串联在电话线路中的电池碰到了地上的声音，他的心头猛地一震：“是不是由于电路中的电流太弱，负载太小而导致电话成为哑巴呢？”贝尔将这一新的想法一讲，沃特森顾不得准备晚饭，便又迅速投入到新的实验准备中去了。

为了得到更大的电流，他们花了两天的时间制作了一种新的“送话器”代替了原来的装置。但经过试验，效果仍不理想，在“受话器”一边只有微弱的“口兹口兹”声，不知是声音微弱难辨，还是线路本身存在的干扰声。

又是一个繁星满天的夜晚，贝尔又一次陷入了沉思。“先生，您听！”沃特森在背后呼唤着，贝尔转过头，困惑地望着助手。沃特森用手指着窗外，神色惊喜地重复道：“先生，您听！”

窗外，隐隐传来一阵“吉他”的曲调，那叮叮咚咚的音响，像山泉般在夜空里荡漾。贝尔侧耳凝神，听着，听着，豁然醒悟。他跳起来朝青年技师猛击一拳：“有啦！有啦！沃特森，你真行呀！”

原来，他们的送、受话器灵敏度太低，所以声音微弱，难以辨别，吉他的共鸣启发了聪明的年轻人。贝尔马上设计了一个助音箱的草图。他们急盼成功，一时找不到材料，就把床板拆了下来。两人一齐动手，连夜赶制。待木箱做好，发明家一连两天两夜没有合眼，到第三天傍晚，终于改装竣工。当时正值夏令，天气炎热，贝尔和沃特森浑身汗水淋淋，脸上却显露着兴奋之色。两人心里都感觉到：成败在此一举！

他们架好了导线。贝尔在实验室里，将门紧闭，沃特森在隔着几个房间的另一端，把受话器紧贴耳际。准备就绪，贝尔对着送话器呼唤起来：“听见了吗？沃特森。”

沃特森屏声静息地听着，受话器里的声音开始细如游丝，旋即清晰嘹亮。沃特森喜不自禁，急呼贝尔的名字：“贝尔！我听见了！听见了！”这时，两人欣喜若狂，互相大喊起来。

贝尔和沃特森不约而同地推开大门，向对方奔去。两个战友中途在走廊上相遇，热泪盈眶，一呼先生，一呼沃特森，互相拥抱起来。历史记下了这难忘的时刻，正是1875年6月2日日落之时。晚霞满天，夕照如画，景色十分壮丽。当时贝尔年方28岁，沃特森20岁。两个敢作敢为的青年，克服重重困难，终于把电话变成了现实。他们勇于创新的精神，直到现在还为人们所赞扬。

当天夜里，贝尔怀着激动的心情给妈妈写信说：“今天对我来说是个重大日子。我们的理想终于实现了！我觉得把电线架设到房子里的日子就要来临，朋友们将不必离开家就可以互相交谈啦……”

出色的宣传家

贝尔趁热打铁，对样机又作了进一步的改良。经过半年的努力，制成了世界上第一台可供实用的电话机。1876年2月，贝尔的发明申请了专利，编号174465。

青年发明家本以为电话机必为世人争购使用。但是，他想得过于乐观，社会习惯势力对每一项新事物、新发明，开始都是持怀疑态度的，电话机也不例外。事实很快使贝尔明白：发明电话只是成功的一半，而且是一小半。要使电话为社会承认，还需他们作一番艰苦奋斗。

几个月后，适逢费城举行美国建国百年纪念博览会。这是一次难得的机会，贝尔和沃特森专程赶到，在会上表演用导线通话。游客中不论男女老少都很好奇，围观的人络绎不绝，大为称道。其实，人们为电话机喝彩，不过把它看成新奇的玩具，觉得有趣，谁也没有把它当做实用之物，在博览会主持人的眼里，贝尔和沃特森仿佛是两个杂耍演员。一则因公众囿于旧习，尚无电话通信的概念；二则也因为他们展示的机子，通话距离只有一箭之遥。对于电话机远距离通话的可能性，不论发明家如何解释，人们只是不信。这次博览会，贝尔的电话机初见世面，却并未遇到知音。贝尔痛感要推广电话，不但要提高机器性能，还须进行一场轰轰烈烈的宣传。他大概是美国第一个认识到科普宣传重要性的发明家。

两人回到波士顿，对电话机再加改进，并利用各种场合，宣传电话机的原理和应用前景。

又是两年过去了，1878年贝尔在波士顿和纽约间进行了首次长途电话试验，两地相距300千米。

试验高潮，是用电话转播民歌。按原计划，贝尔和沃特森处各聘一名歌手，但到那时候，沃特森处的歌手还迟迟未到。贝尔急中生智，在电话里急令沃特森出马顶替。当时有数百名女学生前来参观，其中有位金发女孩自告奋勇，帮助青年技师操作电话机。沃特森从来没有当众唱过歌，特别是当着一群妙龄少女的面，实在尴尬。小伙子满面通红，鼓足勇气，放声高歌。电话里顿时传出对方的欢呼和掌声。试验获得意外的成功。

第二天，波士顿一家报纸用头条新闻报道了这次试验，并发表评论道：“这项发明，总有一天可能使长途电信业务完全改观！”

为了扩大影响，推广电话，贝尔和沃特森又在美国各大城市东奔西走，巡回表演。他们是发明家，同时也是不屈不挠的科普宣传家。没有他们的大力宣传，电话的普及谈何容易！发明创造不为世人所理解而被埋没的例子，在历史上是屡见不鲜的。在贝尔发明电话之前几年，有一位名叫勤斯的德国学者也曾制成一个类似的装置，可以传送乐音，但因宣传不力，以至一直湮没无闻。这说明，科普宣传之功，有时并不亚于发明本身。

贝尔他们不辞辛劳，四处奔走，获得了许多人的赞扬和同情。可是他们所有的活动都是自费搞的，没有多久，发明家已是千金耗尽，两袖清风。在无可奈何的情况下，贝尔宁愿卖掉发明专利权，也要把电话的普及宣传坚持下去。他们去和当时一家最大的电报公司接洽，期望获得支持，然而公司怕冒风险，不愿购买这项专利。这时两位朋友到了山穷水尽的地步，这时也是贝尔一生中的最低点。

作为发明家，贝尔坚信电话终会普及，他不惜为此献出毕生精力。没有经费，实验不得不中断，他们就一面募捐，一面讲演。这种披荆斩棘的精神，赢得了许多人的尊敬和援助。

其中有一位名叫休巴顿的爵士，由于他的两个孩子的耳聋症曾得到贝尔父亲医治，一直感激在心。这时他见贝尔因经济困难而壮志难酬，很受感动，就解囊相助，捐赠了一笔巨款，作为推广电话的费用。于是贝尔电话公司终于成立，这时距电话的发明已过了5年。

在电话发明5周年的纪念日里，贝尔和沃特森望着布满全城的电话线，无限感慨。

贝尔眼里闪着火花，深情地说：“这电话的鸣叫声真像一支颂歌啊！”“这颂歌永远不会停止。”年轻的技师说。

“四轮革命家”亨利·福特

亨利·福特一世晚年时，有一个名叫约翰·达林格的青年与这位老人讨论教育问题，他为福特对学校教育的狭隘观念深感沮丧。“但是，先生，”达林格对福特说，“时代不同了，这是现代……”福特打断他的话，“年轻人，”他说，“现代是我创造的。”

不了解福特身世业迹的人也许不会相信他所说的话，但闻名全球的美国汽车时代确实开始于底特律，是由一个具有朴素的农民意识的人创始的，他就是亨利·福特。

弃农从工

1863年7月30日的傍晚，在美国密执安州的格林菲尔德的一个小村庄里，随着一声婴儿清脆地啼哭，一个小生命诞生了。父亲为他取了个名字叫亨利·福特。

望着长子小亨利结实的小身体，父亲喜上眉梢，他觉得梦想建造大农庄的事业后继有人了。

父亲威廉·福特是个爱尔兰移民，来到美国几乎身无分文，只随身带着一套手工工具。他很快找到了做铁路枕木的工作，不久便有了一定的积蓄。但是，身上奔涌着爱尔兰质朴农民血液的威廉，仍旧被密执安州的无垠沃土所深深吸引，他决定把家安在这里。

对于威廉·福特来说，美国给他提供的最伟大的机会就是，一个平民百姓可以购买和拥有土地。仅仅几年的功夫，他不仅拥有了土地，有了家，而且还有了一个共同实现他梦想的继承人——亨利·福特。这一切都使他感到万分地荣幸和惊喜。

当小福特长到7岁时，便开始上学了。课余，父亲常常把他带到田地里去观看自己干活，为的是培养他对土地和种植作物的兴趣。但父亲每次暗中观察小福特的行动都使他非常伤心。

因为小福特很少看地里的秧苗，也不摘地垄旁边的小野花，而是常常一个人摆弄父亲随手带来的多余农具，有时翻来倒去竟然一看就是几小时。如果没有这些农具，他就跑到地头的水车边，观看“吱吱”作响的水车是怎样浇地的。

威廉觉得也许小福特太小，对一些东西的爱好仅仅是出于好奇罢了，大了也许就会好了。

当小福特长到十来岁时，父亲便开始每天在课余都给他派地里的农活。出于无奈，小福特总是草草地把农活一干完，就一头钻进自己的小屋，设计制作自己喜爱的小推车、小吊车等机械小工具，有时连吃饭都得妈妈去喊他。后来他曾设计了一套设备，使他爸爸不用下马车就能关上庭院的大门。然而，父亲对福特的做法不但没有给予赞扬，反而越来越反感，常常训斥儿子不知珍惜如今的好运道，放着那么好的田地不种，偏偏搞一些邪门歪道。他常常摇头叹息道：“我真不知如今的年轻人是怎么想的。”

对于父亲的训斥，福特总是不予解释，照样我行我素。等到福特16岁时，对机械的兴趣使他再也不愿像父亲那样脸朝黄土背朝天地做农民了。他决定进城去做工人，去摆弄使他忘乎所以的大机器、大机械。

望着亨利·福特坚定的目光，父亲原先对长子的梦想彻底破灭了，只好将希望寄托在其他儿子的身上。

就这样，福特在16岁时，只身前往底特律，进了机械厂，当上了一名学徒工。

不安分的人

1879年，底特律是一个拥有11.6万人的城市，是翻砂厂、机器厂和马车作坊的集中地，是一个正在形成的工业城市，同时也是一座吸引爱好机器的年轻人的城市。小工厂正在兴起，心灵手巧的年轻人总能找到一份工作。

亨利·福特在密执安车辆公司找到了一份修理机器的工作，工资是一天1.1美元，每周工作6天。但是这个工作远不能发挥他的才能，他很快就离开了。这样做有两个原因：一个原因是有些老工人修不了的机器他能修好，因此遭到忌恨；另一个是，别的工人需要6小时才能干完的活，他花半小时就干完了。

于是，他到詹姆斯·弗劳尔斯兄弟公司去工作了，那是一家以质量优良和品种繁多而享有盛誉的机器厂。他每星期挣2.5美元，住在一所每周吃住要3.5美元的房子里，步行上下班，这样每星期还差1美元的开支，他是富有创业精神的年轻人，开始想办法弥补这个亏空。

他听说一家珠宝店刚刚购进了一大批旧钟，他就提出以每晚50美分的工钱为该店清洗和修理这批钟。他干得非常好，不久他就开始修表了。店主坚持叫他在后面的屋里干修表的活，因为他怕顾客看见他那么年轻会不放心。这份工作给他每星期的工资增加了2美元，这样每星期他就有了1美元的节余。

他对表的着迷使他产生了一个自认为是非常好的想法，他想发明一种结构非常简单、能够大量生产的表；一条简单的装配线每天能生产2000块，每块的生产成本只要30美分。他确信自己能设计和生产这种表，惟一的问题是怎样销掉一年生产的60万块表。这件事他不感兴趣，因此放弃了这项计划。但简化产品结构，使它能大量生产，这样一种基本思想则留在了他的心里。

之后，他从弗劳尔斯兄弟公司出来，又进了一家船舶修理制造厂。这家工厂制造新船，修理汽艇、驳船、拖船和渡船。他的工作是修发动机，他感到这个工作很光彩，在那里干了两年。

1886年，福特23岁，在父亲许诺给他40英亩林场的诱惑下，他回到了乡下。威廉·福特之所以做这样的许诺，是想把他那不听话的儿子从城市和他那该死的机器里解救出来；亨利·福特之所以同意回来，是因为他需要过一段平静的日子，因为他即将与克拉拉·布赖恩特结婚。回乡下干农活的单调乏味，更坚定了他对机器的热爱。他仍然一有空闲便敲敲打打，搞发明，读他能得到的每本技术杂志。

没几年工夫，福特便在农村呆不下去了。他要与克拉拉重返底特律。父亲仍然为他担心。“他就是安定不下来，”威廉·福特对朋友说，“我不知道他会成为什么样的人。”

亨利·福特最终的目标正在确定下来。他告诉妻子说，他想发明一种不用马拉的车。但是，首先他需要不少电的知识。于是，他在底特律爱迪生公司找到了一份工作，每月工资45美元。托马斯·爱迪生是他心目中的一个伟人。福特想，他可以在这里学到更多的关于内燃机电气系统的知识，这是当时许多年轻的发明家都在摆弄的东西。他在爱迪生公司干得很好，不久，就成了这家公司最熟练的技师，月薪高达100美元。但这还不够，制造新车还需要支付材料费。因此，晚上他又在底特律青年会给机工培训班讲课。

从他第一次到底特律以后的短短几年的时间里，这座城市有相当大的发展，人口已超过20.5万，铁路已开始向全国延伸，城市街道已有了路灯；机器比以前更多了。这一切的变化，更激起了福特的创造热情，因为煤和蒸汽机的时代将在这座城市结束。

福特的汽车

1891年，福特把家里的厨房当作实验室，他把自己做的一台比较原始的汽油机装在了厨房的水池上。汽油味和噪音常常使克拉拉头痛，福特只好又把工作间挪到了附近的一个棚子里，这无疑使克拉拉大大地松了一口气。

1896年，在他33岁时，他的第一辆汽车终于开上了街。当时已经有了一批汽车，别的发明者也已经达到路面试验阶段。由于它们惊吓马匹，产生噪音，遭到很多非难，所以他开车上街需经有关方面特别批准。在第一次驾车前，福特非常激动，以至48小时都没怎么睡觉。

当他坐在车上，手扶转舵，准备启动时，糟糕的事情发生了。在造车时他全神贯注，心无旁鹜，甚至没有注意到车库的门太小，车子根本开不出去。他干脆拿斧头砸掉了一部分砖墙，才把车开了出来。他的朋友詹姆斯·毕晓普在前面骑着一辆自行车招呼行人，为他开路。行驶过程中，有一根弹簧断了，他很快就修好了。然后，亨利·福特回家睡了几个钟头，又去上班。后来，他为了向父亲显示一下他的发明，将这辆车开到他父亲的农庄，但威廉·福特拒绝上车。他说，干嘛为了过那一小会儿瘾，拿性命去当儿戏。

亨利·福特把他的第一辆车卖了200美元，紧接着就用这笔钱开始制作第二辆车。在一次会上他见到了爱迪生。爱迪生向年轻的福特提出了一系列尖锐的问题。在福特扼要地陈述了他的想法之后，爱迪生对他说：“年轻人，你说到点子上了，你抓对了——一个自带燃料、自成一体的机器，干下去吧！”这就是他所需要的全部鼓励，特别是它来自伟大的爱迪生。

福特的第二个车型比第一个重了不少，更像一部汽车，而不大像四轮自行车。他请一位名叫威廉·墨菲的木材商人乘车在城里跑了一圈，争取他对这个项目投资。“好的，”墨菲安全回家之后说，“我们现在就组建一个公司。”

1899年8月，墨菲邀集一批人成立一个财团，拿出15000美元，支持福特的底特律汽车公司。从这时起，福特离开了底特律爱迪生公司，把全部时间花在汽车上。他在爱迪生公司的上司亚历山大·道很赏识他的才能，想劝他改变主意，对他说：“未来属于电，而不是汽油。”对于福特来说，任何劝阻都无济于事，他犹如整装待发的航船，只能乘风破浪地前进。在底特律汽车制造公司成立不到半年的时间里，他就设计并制造出了一辆新车，但他仍然感到很不满足。在他看来，这种车还是太贵。福特急于要造一种便宜的车，但他的股东们不积极。1900年11月，公司瓦解了。

福特一如既往坚定地制造他的基本车型。他认为，要吸引人们对他的注意，超过那几十家与他竞争的汽车制造商，最好的办法是参加赛车。1901年，他参加了在格罗斯角举行的汽车竞赛。当天有100多辆车型各异的汽车停在格罗斯角广场，场景十分壮观。观赛的人群挤满了广场四周，好不热闹。在广场中间，只见有的车手已自信地坐在车上，手扶操纵器，一副整装待发的样子，然而有的车手却还在不停地修理他们的汽车。

上午9点，一声枪响，随着阵阵惊心动魄的轰鸣，车队出发了。车手们争先恐后地想加大油门开到最前面。可是，车队刚刚开出几英里远，路上就滚落了好多汽车小零件，有的汽车竟然自动熄火，任凭车手怎样摆弄，再也不启动了。然而，这时福特的车却开到了最前面，10英里后，大部分汽车都由于各自的原因不能比赛了，只有福特的车竟然跑完了25千米的路程。当天的《底特律晚报》对这场比赛进行了报道：“我们看到在这场比赛中，亨利·福特先生不仅征服了他的对手，而且征服了一个时代——蒸汽文明的时代。”

从此，福特便在新兴的机械界小有名气，这场竞赛把他推到了汽车竞争队伍的领先地位。两年后，即1903年，他开始创办福特汽车公司，那时他已年满40岁。

开创汽车时代

当福特开始生产汽车时，全城已有800辆汽车。那时的汽车只是富人的奢侈品，是有钱人用来摆阔的玩意儿。当地的周刊《底特律星期天之夜》在1907年发表观察家文章说，“最好的司机都是仆役阶级出身”，依据这些人就可以“准确地知道他们的主人想用汽车干什么”。

亨利·福特想造的不是这类车，打从开始，他就决心要制作一种普通百姓都能买得起的车。他的兴趣在于帮助像他这样的人，尤其是农民，解决运输问题。他觉得他的亲人是农民，是普通百姓，如果能够使他们的生活过得舒适些，他会由衷地感到高兴，而做到这一点的秘诀是大批量生产。

为了实现酝酿已久的夙愿，福特在自己的公司里要做的是两件事，一是设计一种简单、耐用、丝毫没有华而不实的装饰、连农民都能开的车。这就是1908年让福特的事业腾飞的T型车。T型车是一种巧妙简单的机器，如果什么地方出了毛病，普通的车主都能排除并且修好。当时美国的道路大部分是未经改造的为马车所用的土路，豪华车望而却步，T型车则通行无阻。

第二件事是让T型车投入大批量生产，这样便可以大幅度降低T型车的成本，使普通百姓，特别是农民都能买得起。

于是，福特买下了海兰帕克的地皮。在这里，他应用最现代化的生产理论，特别是温斯洛·泰勒的理论，使工业生产过程绝对合理化。这个理论就是把每种操作都划分为更小的单元，使每个单元可以实现机械化，提高速度，最后汇入一条生产线。从零件到组件，到成品，逐步从小变大。这里连续性高于一切。

1913年，生产过程按泰勒的理论开始运行了。在现代装配线上装的第一个部件是磁电机线圈总成。过去，一个工人从头到尾制作一台飞轮磁电机，他必须是熟练工，一个能干的工人一天能完成35到40台。现在，有了磁电机装配线，线上分为29道工序，由29个人操作。用老办法做一台磁电机要花20分钟，现在只需要13分钟。

福特和他手下的人很快在工厂的其他部门开展同样的工作，不久就在发动机和变速箱装配上推行了类似的办法。然后，在1913年夏，他们开始抓总装，因为其他工艺过程都加快了，总装就成了薄弱环节。过去是工人们围绕着一个固定不动的金属物体——他们正在装配的汽车紧张地工作。如果叫人不动，而叫半成品车在生产线上移动，经过工人面前，工人就可以少浪费时间。

1914年1月，福特安装了第一条自动传送带。他说，那是工业企业使用的第一条自动线，它是仿照芝加哥屠宰场输送牛肉的高架传送带制作的。在采用了这项革新之后，仅几个月的时间，福特公司装配一辆汽车的时间只需93分钟，然而在他刚生产T型车时，制造一辆车需要12.5小时，这是多么巨大的成就啊！

为了庆祝这个胜利，福特的高级经理们在底特律的庞恰特雷恩饭店举行了一次宴会。他们装置了一套简单的传送带，用一台5马力发动机和自行车链条传动，绕着饭桌输送饭菜。这充分代表福特公司早期的精神、同事间的情谊和信任。

福特仍没有满足已经取得的成就，他的理想是，一分钟生产一辆车。他只花了12年的时间就达到了这个目标，而在那之后5年，即1925年，他每10秒钟就能生产一辆车。他的名字不仅是有些汽车的标志，而且成了一种生活方式的标志，甚至出现了一个动词“福特化”，意思是使产品标准化、流水化并大批量生产，使价格降到普通人都买得起。

在生产T型车初期的一个董事会上，福特曾说：每当我把车价降低1美元，我就增加1000个新买主。于是他每年都狠狠地降低价格。1910～1911年每辆车780美元，次年为690美元，接着降至600美元、500美元。到第一次世界大战前夕降到了360美元，福特以这个价格售出了730041辆车。当时，他的汽车产量超过世界上任何一家汽车公司。

福特这么做的目的就是追求庞大的市场规模，而不是每辆车的最大利润。60年后，日本人也是这样干的。在他那个时代很少有人理解。

有一年，他的广告策划人员送给他一条新口号：“买一辆T型车——省下一笔差价。”他很快把它改为：“买一辆车——多一笔差价可花。”就这样，一个现代的工业时期——普通人受益多于受剥削的工业时期——已从T型车开始了。

在那个时代，美国的炼钢业、石油业、电气工业、金融业及汽车业一派繁荣，社会人员充分就业，方便易得的廉价能源使价钱不贵的大众汽车随之也深入每个家庭，乃至每个成员。人们充分享受T型车带给他们快节奏的现代化生活。

作为普通家庭一家之主的费特，刚才还在家庭餐桌上吃妻子为他做的早餐，不一会儿，他穿戴整齐，开上T型车将亲爱的儿子送到家附近的学校去读书。他本人也靠着T型车的快捷，仅用半个多小时的功夫，就到达了另一个州的工作地。

在回忆起以往没有汽车以前的生活时，费特抱怨说，情况常常是这样，还没等他到达工作地，体力已经消耗一半，那是由于每天披星戴月赶火车、倒公共汽车的结果。他说，他平时根本顾不上家里的事，节假日只能是体力的恢复日。然而有了汽车之后，工作之余，他可以送孩子上学，可以为家里采买，而且节假日还可以带全家坐车旅游、度假。

费特望着他心爱的T型车，深情地说：“福特先生不仅使我们像富人那样拥有汽车，同时重要的是使我们的生活格局发生了一次根本性的突破。”

从一个普通美国公民——费特生活的变化，人们看到，T型车的畅销决不仅仅是福特一家公司的成功，而是一次社会革命的开始。

福特的性格

亨利·福特生于贫穷家庭，虽然后来他成了美国的首富，但他仍然保持着密执安农民的本色。他仍然喜欢农村舞蹈、古典歌曲、农村的风俗。尽管他帮助人们创造了一个城市化的世界，使千百万敬神的年轻人离开农村，涌入城市，但他对自己的创造又深感不安，他更偏爱他帮助消灭的那生活简朴、节奏缓慢的美国。

高超的技术直觉和事业上的巨大成功，常常使福特对别的事物也横加臆想，并逐渐形成了一些怪癖。如他认为人们戴眼镜是一个严重的错误，应当扔掉眼镜，锻炼眼睛。再如，在他的全部成年时期，他都用纯煤油当头油。他说，这样做是因为他观察到，在油田工作的人都有一头好头发。“他们手上沾满了油，他们总是用头发擦手，这就是他们头发好的原因。”他说。他的私人秘书一项任务就是，经常保存一加仑的10号轻煤油，并注意不把油弄脏，好给福特擦头发用。

公务繁忙并没有改变福特的平民形象。事实上，为了公司的利益，他也有意夸大他这种随随便便的平民作风。

当他为老友爱迪生生平纪念邮票的发行去亚特兰大市时，居然身上没带一分钱。于是，福特汽车公司的老板、全国首富，为买邮票而向亚特兰大市长借两分钱的一幅照片传送到了全世界。没有赶上这个镜头的摄影师们还可以拍摄他和他私人列车上的搬运夫一起掷骰子的镜头。

有一次，有人发现他的两只鞋子不配对，他回答说，每年生日那天，他就穿上一只旧鞋，提醒自己以前受过穷，今后还可能再受穷。

在他的权力和财富达到顶峰时，他拜访了摩根财团的合伙人爱德华·斯托克斯伯利的家，那所房子包括145间豪华客厅、舒适卧室及45间浴室。在他离开斯托克斯伯利的住宅时，记者们拦住他，抓住了他这样一句精彩的话：“看看富人们怎样生活，真是大开眼界啊。”

在某些方面他又是个腼腆的人。在福特的老厂办公室有个窗户，为了逃避来访者，他经常爬进爬出。尽管如此，他还注意到他的名字就是公司的名字，对他个人的宣传实际上对他的公司是有利的，发自福特汽车公司的新闻都是关于他的。有一个时期，很少有知名人物收到群众来信，而亨利·福特却每周收到8000封之多，这足可以说明福特对人们以及对整个社会的影响是巨大的。

虽然亨利·福特在事业的各方面都成绩斐然，但是他的长处到头来却成了短处。一件最糟糕的事情就是，在他一门心思追求制造技术改进的同时，却忽视了汽车设计方面的改进，因而他在基本车型上停滞的时间太久了。从一开始他就把所有改进T型车的企图都顶了回去。1912年，他因出差欧洲而不在家时，他的高级工程师们对车子做了为数不多的小改进，使T型车矮了一点，比原车约长12英寸，是一辆更好的、坐起来更舒适的车。他的同事们指望他回来后又惊又喜。他回来了，他们把车拿给他看。他绕车走了几圈。最后，他走到左车门，把它拆掉了，然后又拆掉了右车门，然后砸了挡风玻璃，最后把后座扔出车外，用鞋子猛敲车顶。在整个过程中，他一言不发。不言而喻，T型车是他的，只有他可以修改它。

福特赛车时的小伙伴弗兰克·库利克，已跟随他20多年，曾在一段时间里想加大发动机功率，建议加大气门。福特专门做了一台发动机，却将气门从1.25英寸减小到1英寸。气门尺寸减小，福特对库利克事先没有说明，然后若无其事地问他新发动机的功率是否大些。库利克回答说功率是大些。“拆开看看，是什么使它的功率加大的。”福特说。

当库利克看到气门变小时，脸上显出受侮辱的神情，福特则得意地盯着他。这意思很明白：不要想改我的车。以后的30年里，谁想改福特的车，都要碰钉子。

1926年，福特的T型车的销量从187万辆跌到167万辆。与此同时，通用汽车公司的销量几乎翻了一番，从28万辆上升到40万辆。美国的道路正在改善，人们要求速度和舒适。通用汽车公司迎合了人们的这种需要。面对通用接连不断的挑战，福特的惟一对策仍然是削价，那一年就削了两次。T型车开始没落。最后，1927年5月，在生产第1500万辆T型车的前夕，福特宣布，停止T型车的生产。至此，T型车寿终正寝了。

T型车的消亡，是汽车发展的必然结果。对于福特本人的功过是非，人们自有公论，然而福特用他的全部热情与才智，使汽车成为普通大众都能享用的交通工具，从而开创了汽车时代这一伟大功绩是有目共睹的。

人们清楚地看到，这个新时代的到来，不仅使社会生活节奏加快，使社会结构发生变革，而且激发了美国精神在全球的扩张和美国人民的无根性倾向更加突出，年轻的一代对父辈的生活方式、生活环境一旦感到不满意，便可以驱车奔向他方，去创造自己的生活。因此，美国人都自豪地称亨利·福特先生为汽车时代的开创者。

莱特兄弟开创航空时代

今天，当你首次乘坐国际航班，历经十几个小时的飞行，便到达一个距离万里之遥的陌生国度，你一定会对飞机发生感慨：万能的人类，虽然你不能像鸟那样自由地在蓝天上飞翔，但你却以你伟大的智慧创造出了这样安全、快捷的飞行器，使数百名旅客在同一时间、同一空间内，享受同样的飞行。在飞行中，旅客不必像鸟儿那样沐浴风雨，机内的一切会使你感到旅途是那样的舒适、愉快。

那么，是谁将人类千百年来的梦想——飞上天空得以实现的呢？这就是本文的主人公莱特兄弟。他们的成功是历经无数代人的苦苦探索，用生命和鲜血所浇铸，最后又经过兄弟俩的精心雕琢才取得的。

前人的探索

早在上古时代，有关代达罗斯与伊卡洛斯的希腊神话中，人们就梦想能“像鸟儿那样飞翔”。

到了中古时代，为了逃避贫瘠的生活，一些勇士曾身着人造羽翼，企图飞往人间乐园，其结果是坠死深渊。那时的人们望着高不可及的天空，只有叹息。飞行的梦想随着一代代勇士的献身而不断地破灭着……

1483年，文艺复兴时期的意大利画家列奥纳多、达·芬奇研究了鸟的飞翔，并设计过扑翼式飞机，但从未制造成功。

其后，又有几个人研究了空中飞行的机械，但是都没有取得成功。1874年，德国的奥托·利连塔尔制作了装有蒸汽机的飞机，结果也失败了。其后，他开始了滑翔机的研究。

到了19世纪末，人们继续进行在滑翔机上安装动力的飞行研究。如英国的马克西姆、德国的克莱蒙·阿代尔等人，也制作了装有蒸汽机的飞机，然而，由于这种原动机过重，操舵装置等不齐备，均以失败而告终。“这是为什么？”对于具有一定飞行经验的利连塔尔来说，这个问题一直百思不得其解。

利连塔尔仔细研究了鸟儿翅膀的构造，又深入研究了鸟儿的飞翔方法。他发现鸟儿的肌肉特别发达，翅膀的结构十分复杂，它平飞时羽翼呈平面振动状，它升空飞翔时羽翼呈曲面振动状，这便是空气浮力增大的重要条件。

就这样，经过多年观察研究，1889年，利连塔尔41岁的时候，出版了《鸟的飞翔方法是飞上天空的基础》一书。

1894年，他又写成另一著作《飞翔装置的制作方法与应用》。他在著作中指出，人类不可能像鸟儿一样振动着翅膀飞翔，但可以有一副不动的翅膀，利用风的浮力，像风筝一样在天空中自由行动，并且详细介绍了翅膀的形式和构造。

利连塔尔立志要实现自己的夙愿，一次又一次地进行试验。1896年，他成功地滑翔了350米。然而这一年的8月，因遇狂风不幸坠落，他临死前对妻子说道：“做任何事情都会有牺牲！”

莱特家族

威尔伯·莱特生于1867年4月16日，奥维尔·莱特生于1871年8月19日，都出生于美国俄亥俄州的工业城市迪顿。这一家兄弟5人，他俩是最小的两兄弟。

父亲密尔顿·莱特是一个牧师，属于一个小宗教团体的负责人。他是一个有教养、心地善良、助人为乐的人，而且，从来不强迫他人做任何事情。同时，他也是一名书籍收藏家，并教导孩子们要好好读书。

作为一个宗教团体的负责人，他的收入却很少。所以，全家养成了勤俭和朴素的作风。此外，他从小就教育孩子说，财产是毫无价值的。后来威尔伯和奥维尔都从未利用过自己的聪明和才智赚大钱，可以说这完全是他父亲教育的结果。

母亲是一个德国造车木匠的女儿，他们是从德国专制政治下逃脱出来，搬迁到美国居住的。母亲十分擅长干木匠活，有时在家里也干一些木匠活。但是，到了中年，她的身体就不行了，所以孩子们必须帮助她干一些家务活。

哥哥威尔伯小时候就喜欢读书，也爱好运动，是一个有名的花样滑冰能手。但是，10岁的时候，因滑冰把嘴摔坏了，上齿的门牙全部脱落。从那以后，他就不上学了，留在家里负责照顾有病的母亲。母亲于1889年离开人世。

弟弟奥维尔比威尔伯小4岁半，非常调皮，经常逃学。他最喜欢与威尔伯一起制作小玩具、小器械，在制作过程中，兄弟俩的智慧合作是少见的。每当遇到问题时，威伯尔总是锁眉沉思，奥维尔在一旁一会便提出几种设想，当威尔伯听到哪种设想比较合理、可行时，立即进行修改、补充。不久，一件新颖的小东西就制造出来了。

他们智慧上的合作完美，并非因为他们两人的性格相同，倒可以说正是因为两人性格的不同。但有一项爱好他们却是完全一致的，那就是酷爱读书。

他们阅读父亲收藏的有关神学、哲学的书籍，除此之外，作为普通的书，他们还阅读了格林童话、安徒生童话、普尔达克（古罗马政治家）的《英雄传》、阿迪逊（英国政治家）的随笔、斯科特（英国著名作家）的小说、格林（英国哲学家）的《英国史》、基朋（英国历史学家）的《罗马帝国的兴衰史》、菲宙的《法国史》等。

另外，作为科学书籍，他们还读了英国的《大百科全书》、钦巴斯的《百科事典》等。其中特别是马雷的《动物的机械论》，对他们的将来研究事业产生了很大的影响。

另外，当时的美国孩子们都喜欢搞印刷、出版报纸，他们兄弟两人也是如此，开始出版自己的“报纸”。最初是奥维尔开始的，但是，他不擅长写文章。所以，就由他组装机械进行印刷，由威尔伯写幽默的文章。

不久，莱特家中的两个大儿子离开家分别独立生活。作为鳏夫的父亲带着两个小儿子和一个女儿过日子。儿子和女儿都一辈子没有结婚，全家互敬互爱，齐心合力。

兴趣的转移

1892年，莱特兄弟开了一个自行车店。当时美国进口了前后轮同样大小的“安全自行车”，所以，他们决定出售著名生产厂家生产的自行车，店铺十分兴隆，销售情况也不错。不只是出售自行车，也修理自行车。另外，他们自己也制作自行车出售。

开始经营自行车不久，兄弟二人便在报纸上看到了利连塔尔试飞和牺牲的消息，兄弟俩感叹不已。“真是一个勇敢的人！为了飞上天空而献出自己的生命，真不简单！”弟弟奥维尔赞扬说。“是呀！”一直凝视着窗外碧蓝天空的威尔伯感慨地说，“他们所做的是多么崇高而伟大的事情啊！”

从此，兄弟俩特别关注飞行方面的消息，并对飞机产生了极大的兴趣。

这期间，英国的皮尔查技师在利连塔尔牺牲后的1899年，也因试飞失事而丧命。此后享有盛名的马克辛在自己的工厂里进行了安装引挚的航空模型制作，不幸在试飞时出了故障将机身摔毁，也放弃了研究。

法国的亚德制作了一个类似蝙蝠的大航空模型，上边安装了一个蒸汽机，在几次试飞后，模型彻底破碎，也结束了试验。

看到这一条条不幸的飞行消息，兄弟俩再也按捺不住自己激动的心情，决定进行飞行研究，完成先辈们没有完成的事业。

兄弟两人利用经营的空余时间到迪顿的图书馆去查找有关飞行的文献。然而，在这里没有找到可供参考的文献资料。于是，他们给研究航空的斯密索尼亚协会去信，索取有关航空的文献资料。

斯密索尼亚协会是美国的国立学术机关，它具有博物馆、美术馆、图书馆等多种设施。该协会给莱特兄弟寄来了奥克泰普·谢纽特的《飞机的发展》、兰格莱的有关空气动力学的著作以及其他的图书目录、大量的小册子，其中，利连塔尔的《飞行问题和滑翔实验》一书是莱特兄弟最感兴趣的。

之后，他们又收到研究协会会长兰格雷教授的一封信，信中告诉他们，如果要想和利连塔尔一样进行飞行研究的话，他还有更多的资料可以向他们赠送。

莱特兄弟望着厚厚的图书资料，和兰格雷会长热情洋溢的信，信心更大了。

艰苦的研究

有关飞行的资料收集到一定程度后，兄弟俩便开始投入到紧张的研究阶段。但是研究刚起步，对于没有受过高等教育的莱特兄弟来说，就遇到了一个重大的困难：具有很深研究价值的利连塔尔的著作完全是德文版的，找人翻译既没有那么多的经费支出，又很费时间。“怎么办？”兄弟俩凭着对研制飞机的火一样的热情和百折不挠的毅力，开始攻克德文，很快他们就能借助词典研究利连塔尔的滑翔技术及飞行理论。

他们的工作安排是：白天利用一定的时间营销自行车，挣得的钱一方面满足生活需要，另一方面作为飞行研究费用；其余的时间，特别是晚上几乎都用来进行飞行问题的研究。

莱特兄弟为了研制飞机模型，不得不从数学、物理、机械等各个方面进行系统的学习。他们在复杂的研究课题面前，配合得十分默契，正如威尔伯所说：“奥维尔和我一起生活……共同工作，而且简直是共同思维，就和一个人一样。”这些是他们获得成功的重要原因。

为了使他们的飞机有更好的性能，有时他们甚至经常仰面朝天地躺在地上，一连几个小时地仔细观察老鹰的飞行，研究和思索它们是如何起飞、升降、盘旋的。

在研究了利连塔尔失败的原因之后，他们认为：利连塔尔虽然滑翔了二千多次，但从时间上算来，在空中总共才5个多小时，应该说空中的实践经验太少了。为此，他们就决心要把握住在空中的实验时间。

经过进一步的研究，莱特兄弟认为：飞行的关键就是要保持机械平衡，才能使飞机在空中长时间停留。因此，最好是制作成轻而结实的机架与轻而有力的发动机。

同时，莱特兄弟还弄明白了这样一个问题，即滑翔机的练习、使用、数学计算，发动机的输出功率，机架的结构等各种问题都是复杂地绕在一起的，只有圆满地取得平衡才能实现飞行。

从19世纪80年代末开始，他们始终坚持学习和钻研，进行了无数次的计算和二百多种翼面的试验，他们的辛勤劳动从量变达到了质变，结下了前所未闻的硕果。

第一架滑翔机

1900年春天，莱特兄弟一卖完自行车，空闲时就考虑飞机的平稳问题，并大胆设想，如果在机翼的前方安装升降舵的话，就一定会增加飞机的稳定性。

在合理设想的基础上，莱特兄弟开始制作第一架滑翔机。“威尔伯，我们制成后，到什么地方去试验？”奥维尔问。“最好在宽广而又没有人家、没有树木、还得有一个小山头、下边是沙滩的地方。山头可供我们起飞，沙滩可以避免降落时摔毁……”威尔伯回答道。“我们不如请兰格雷教授帮助。”奥维尔在一旁提醒道。

一直关注莱特兄弟飞行研究的兰格雷教授接到求助后，便立即通过气象局，选定了纽约南边面临大西洋、在一条江的入海处的一个小村。这里既有急救站、气象站，还有邮局。这里几乎没有人家，非常符合试验的条件。

莱特兄弟在试验中发现利连塔尔提出的模仿鸟类翅膀的滑翔机并不管用，所以他两人根据自己的推算，设计制作了一个有上下两层、看起来是一个长方形的翅膀。这个改进的机翼既可以增加浮力，又能够大大减小空气的阻力。他们又在机翼的最后，加了一个起调节滑翔作用的小小的辅助翼。经过试飞实验，其结果仍不太理想。

1900年10月，兄弟二人果断地把自行车铺委托给家人管理，全力以赴地专门从事滑翔机的试飞研究。

为了增大机体的浮力，奥维尔在机翼的两边分别制作了一个小风洞，并采用模型翼进行实验，结果发现过去使用的数字中有几个是错误的。进而又制作了一个较大风洞，进行反复实验。大约用了两个月的时间，使用了200多种翼型模型，研究了其飞行性能。而且，莱特兄弟几乎全部测量了决定飞机机翼特性的基本要素。但是，他们没有发表任何有关这一实验的结果。

1902年，他们制作了第三架滑翔机，并进行了实验。可以认为，这架飞机就是莱特兄弟的最初飞机的原型。

从滑翔机到飞机

到1902年夏天，他们已经有了上千次的滑翔经验，掌握了驾驶技术，这更加使兄弟俩坚信，滑翔机若是在某种动力的驱动下，一定可以天空中飞行。

这时世界上已经有了汽油引擎，汽车工业正在迅速发展，但是最轻的汽车引擎也重达140千克。

至于在飞机上安装什么引擎以及引擎如何工作，兄弟二人一点都不清楚。他们为了弄清楚滑翔机的乘载量，特意在滑翔机上装砂袋，一次一次试验，最后确切知道，滑翔机最大运载能力只有90千克。

兄弟二人向制造工厂提出定作一个不超过90千克的轻引擎，而工厂的答复是：“不行。”“我们只好自己动手制作引擎了。”

在一位叫狄拉的机械工人的帮助下，经过很长时间，费了很大力气，他们造出了一部4个汽缸12马力、重量只有70千克的汽油引擎。

引擎有了，下一步就必须解决螺旋桨的问题。当时，在滑翔机上安装螺旋桨已有人进行试验，至于像莱特兄弟这样要在乘人的滑翔机上安装螺旋桨，倒是第一次。二人经过多次实验，用长松木做成了近乎现代的螺旋桨。

9月末，一切准备就绪。兄弟二人把精心设计制造的飞机运到了试验场。在组装中，因连续不断出事故，试验只好推迟。

一些外界人士听到莱特兄弟正在制造带发动机的滑翔机，纷纷发表自己的看法。他们认为制造重于空气的飞机是不可能起飞的，甚至一些“专家”也认为制造这种飞机等于是“自杀工具”。就连权威科学家西蒙·纽科姆在1902年也曾指出：“不仅现有的各种材料，而且所有的发动机和能源都不适合于用做设计一种能在空中飞行和远距离空中载人的机器。”莱特兄弟没有被这些武断的结论所吓倒，继续对他们的飞机进行修理、改进。

当时也有人作了非常乐观的预测，这种乐观来自坚定的信念，认为人类具有无穷无尽的创造力。早在1892年，法国科学家和政治家夏尔·里歇就充满信心地说：“到1922年就会有飞向四面八方的、改善国际交通的飞机。”但是，当时对莱特兄弟及其他设计家们来说，他们的大胆设计是具有一定的冒险性的，因为有关的物质条件只是部分地成熟，如引擎出现了，但适合飞机的引擎却没有。因此，他们要实现自己的想法，只有亲自去设计飞机发动机而别无他法。

世界上最早的飞机

就在莱特兄弟忙于修理故障的时候，兰格雷教授已经制成了一架翼长16米的大型飞机，并安装了一部引擎，这部引擎的力量要比莱特兄弟的引擎力量大4倍。

10月的一天，兰格雷使用发射机将飞机发射出去，进行了第一次试习，结果飞机坠落，失败了。

莱特兄弟十分重视兰格雷的试飞，他们对有关这次试飞的报道，以及飞机制造材料等等，都一一进行了分析研究。据报道介绍，当飞机刚离开发射机时，飞机就发出一种不正常的怪声，接着，出现左右不定的摇摆，最后垂直坠落下来……

为什么会失败呢？

兄弟二人在深入研究分析之后认为：第一是飞机的材料不好；第二是组装不合适；第三是驾驶员经验不足。

莱特兄弟吸取了兰格雷教授试飞失败的经验教训，严格检查自制飞机的每一个部件，丝毫不敢大意马虎。

经过多次的试运转，完全证明飞机性能良好之后，他们才决定在12月14日进行第一次试飞。

成功，失败，就在于这一飞。兄弟二人既兴奋，又担心。初冬季节，试验场上吹着冷风。二人从急救站请来了5个人以防万一。装着滑板的飞机停放在专门为滑行起飞的铁轨上。引擎已经发动，在静静的试验场上吼叫着……

威尔伯·莱特镇静地坐进了飞机。

当哥哥和弟弟握手道了声“保重”之后，飞机的吼声变大，庞大的飞机从铁轨上缓缓滑动起来，越滑越快，一瞬间，飞机冲出轨道，离开了地面……

旁观的6个人——奥维尔和5个急救人员正在惊愕的时候，飞机经过30米飞行后已经安然落到地面上。

12月16日晨，在试验场附近的村子里出现了一张通告：明晨10时，将在海边进行世界上第一次载人的飞机试飞，敬请前来参观。

17日10时到了，但参观的人除了必要的3名急救人员外，只有两个观众，其中一个还是小孩。

10时35分，试飞开始了，飞机离开铁轨在空中飞行一段后着陆，这次结果较好，莱特兄弟的飞行高度达4.5米，飞行距离达260米。在场的人高兴地大喊：“成功了！”

除了莱特兄弟之外，5位观众成了目睹世界上第一架飞机飞行成功的见证人。这时正是1903年12月17日。

这第一次的动力载人飞机成功地飞上天空一事，从此便载入了世界史册。

没有见过这次起飞的人们，仍然不相信这消息是真的，但记者如实报道了莱特兄弟制造动力飞机载人飞行成功的消息。当21家报馆收到消息后，只有3家报纸发表了这个消息。

这时，莱特兄弟回到了迪顿城，他们继续不断地改进飞机的结构，而且进行了160多次的试飞活动。其中最长的一次持续飞行了38分钟，飞行路程24英里。到1908年9月12日，莱特兄弟在弗吉尼亚州迈尔堡表演时，飞行时间持续了67分钟。同年又在巴黎表演了一次，飞行时间两小时22分23秒，于是赢得了世界人士的喝彩。

接着，各种形式的欢迎会一次接一次地召开。当有人请他们发表感想时，威尔伯·莱特意味深长地说：“我知道只有一种鸟——鹦鹉能说会道，但它却不能高飞。”

1912年5月30日，威尔伯患肠伤寒在迪顿去世，终年45岁。

威尔伯去世后，1915年奥维尔处理了自己所获得的工业上的各种专利，在个人的实验室里选择自己所喜欢的课题进行研究，但却没有取得任何重大发现。

1948年1月3日，奥维尔在迪顿去世，终年77岁。

莱特兄弟时代结束了。但他们留给人类的宝贵财富却永远地保留下来，并为世人所享用。

20世纪天体物理学的开拓者海尔

19世纪中叶以后，人们已不再局限于测定、研究天体的视位置和视运动（天体测量学），也不再局限于研究天体的力学运动（天体力学）了，而是发展到研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律，这便是天文学中的一个新分支——天体物理学。进入20世纪以后，天体物理学从襁褓时期进入蓬勃发展的时期，逐渐成为天文学中占主导地位的分支。在这一过程中，美国天文学家海尔成为举足轻重的人物，被誉为20世纪天体物理学的开拓者。

太阳单色光照相仪的发明

1868年6月29日，海尔出生于美国伊利诺伊州芝加哥，他的全名是乔治·埃勒里·海尔。其父是电梯制造商，产品远销美国各地甚至欧洲，并因此而致富。这位富商具有精湛的工艺，并十分爱好科学。海尔的母亲则十分爱好文学和诗歌。幼年的海尔深受双亲的熏陶，他既喜欢自己动手进行各种小实验，又喜欢博览群书。少年时期，海尔曾就读于奥尔兰公学，毕业后考入艾伦学院。1886年，18岁的海尔考入马萨诸塞州理工学院，主修物理学，同时他努力自学天文学，还自愿到哈佛大学天文台充当业余天文观测手。在这过程中，他对天文学的兴趣与日俱增，决心为之贡献出毕生的精力。

1890年，海尔毕业于马萨诸塞理工学院。毕业后不久，他便与康克林小姐结了婚，在蜜月旅行中他们访问了利克天文台。返回芝加哥之后，他得到父亲的资助，在自己住宅的顶层建起了一座私人天文台——肯伍德天文台。在这所天文台中有他自己动手设计建造的太阳光谱仪。

在肯伍德天文台，海尔还作出了他一生中的第一个重要发明。早在马萨诸塞州理工学院求学期间，他就开始考虑怎样用单色光来拍摄天体的照片，这对于恒星来说很难行得通：因为一方面恒星太暗弱，若将星光展成光谱后，仅仅截取该光谱中某波长附近的单色光很难拍到成功的恒星单色光照片；另一方面恒星是一个点光源，使用望远镜也无法显示出它的视圆面，因此即使获得了它的单色光照片也无法显示出它的表面细节。但对太阳而言，情况就完全不同了。太阳发出的光很强，即使使用某波长附近的单色光就足以使底片很快感光，况且太阳又是一个延伸天体。海尔想到若获得了太阳某种单色光的照片，也许可以取得许多太阳白光照片所无法显示出的新信息。

经过数年的深思，海尔终于在1891年发明了一种依靠太阳像和底片同步扫描来获得太阳单色像的装置——太阳单色光照相仪。

海尔所发明的太阳单色光照相仪在此后近四十年中成为对太阳进行观测研究的重要武器。太阳白光照相只能把太阳光球上黑子等现象拍摄下来，但对太阳光球上的色球层中的太阳活动现象却无能为力。然而使用太阳单色光照相仪却可获得Hα（氢的第一条巴耳末线，其波长为6563埃，1埃=10-8厘米）等谱线处的太阳单色光照片，由于该波长处的辐射主要是由太阳色球层发出的，所以这种太阳单色光照片实际上是太阳色球层的像。在这种照片上，太阳耀斑（太阳色球上层的剧烈爆发）、日珥（突出于太阳边缘的抛射物）等现象清晰可见。直到20世纪30年代，法国天文学家李奥将他发明的偏振干涉滤光器装在望远镜终端，构成了专用于观测太阳色球的色球望远镜，它能更直接、更迅速地获得太阳的单色像，海尔的太阳单色光照相仪才逐渐退出历史舞台。

筹建叶凯士天文台

1892年，海尔受聘任芝加哥大学天体物理学副教授。他很想为该校建立一座拥有举世瞩目大望远镜的天文台。在这之前，他与夫人蜜月旅行时曾见过利克天文台的口径91厘米的折射望远镜，它是美国光学家克拉克父子在1888年完成的杰作。这架当时世界上最大的折射望远镜给海尔留下了极深刻的印象。

利克天文台这架口径91厘米的折射望远镜落成前几个月，老克拉克不幸谢世，小克拉克决心继承父亲的遗志，研制口径更大的折射望远镜。不久，南加利福尼亚大学提出了一个雄心勃勃的计划，他们想请小克拉克研制一台口径102厘米的折射望远镜。但当小克拉克为此计划买来了磨制消色差物镜的冕牌玻璃和火石玻璃两种镜坯之后，这所大学因无法筹齐研制望远镜的经费而使该计划搁浅。海尔得悉这件事后，决心出面扭转这一尴尬局面，他瞄准了一位猎取对象——芝加哥首屈一指的巨富金融家叶凯士，他以高超的技巧一次次向后者游说，使后者一再增加捐款，最后后者发现自己已为该望远镜以及安装它的天文台投入了349000美元。

有了这笔巨款，海尔一面代表芝加哥大学向小克拉克订购口径102厘米的折射望远镜，一面又为安装此望远镜选择合适的天文台台址。小克拉克全力以赴地开始了研制工作，他根据精密的设计用冕牌玻璃镜坯磨制成凸透镜，又用火石玻璃镜坯磨制成凹透镜，两透镜组合以后成了焦距约18米的像质极佳的消色差物镜。与此同时他又研制出精密的望远镜机械组件。组装后这架望远镜总重量达18吨，但是它极为平衡，用很微小的力就可以使之指向天空的任何方位，它还能十分精确地跟踪天体的周日视运动。为安装这架望远镜，海尔在威斯康星州的日内瓦湖边选定了一个台址，它离芝加哥约130千米，海拔73米，观测条件相当优越。这座隶属于芝加哥大学的新天文台用捐款人的姓氏命名，称叶凯士天文台。

1897年5月21日，口径102厘米的折射望远镜在叶凯士天文台首次启用，小克拉克在这之后三周谢世。该望远镜至今还是世界上口径最大的折射望远镜。

1895年，海尔担任叶凯士天文台首任台长。1897年，他又被聘为芝加哥大学天体物理学教授。进入20世纪之后，海尔又开始规划筹建一座不隶属于任何大学的独立的一流天文台。在加利福尼亚州帕萨迪纳东北方48千米处有一座海拔1800米的威尔逊山，经考察那里是进行天文观测的极佳地点，海尔便筹划在此建一座新天文台——威尔逊山天文台。经过他多方奔走，这一规划获得了卡内基基金会的一大笔资助。于是他一面留任叶凯士天文台台长（直至1905年），一面又开始了威尔逊山天文台的筹建工作，并在1904～1923年任该台台长。

威尔逊山天文台率先开展的一项工作是对太阳的观测研究。为了细致地研究太阳光谱，就必须有色散度很高的太阳光谱仪，它体积庞大，又很沉重，无法直接挂在望远镜的终端，因此最好的办法是将它固定在实验室中。那么怎样才能保证太阳横空而过时，其光束始终不变地射向该光谱仪呢？海尔采用了一种“定天镜”系统，它由两块平面镜组成，凭藉其相对位置的变化和不断地绕轴转动，可使得太阳光束始终沿水平方向投向某个固定方位，然后在那里安装高色散的太阳光谱仪进行观测。这种仪器被称为“水平式太阳望远镜”。根据这一构想，威尔逊山天文台建成了第一架这样的望远镜，但它未及使用就被一场大火所焚毁。这时海伦·斯诺小姐慷慨捐款10000美元，建成了第二台水平式太阳望远镜，它又被命名为“斯诺望远镜”。1904年，海尔用它拍摄到第一张黑子光谱片。通过对黑子光谱的分析，他获得了黑子温度低于日面其他区域温度的结论。海尔还发现，由于阳光照射下地面上升气流的湍动，水平式太阳望远镜的成像质量往往不理想，于是他又构想出一种新方案，让定天镜反射出来的太阳光束不是在水平方向保持恒定，而是垂直地从上到下保持恒定，同时还用一座空心圆塔将这条太阳光束保护起来，使它与塔外地面上的上升热气流相隔离，然后在塔的底部装上一块平面镜把射来的太阳光束反射到太阳光谱仪等设备上。这种装置被称为塔式太阳望远镜，简称太阳塔，其成像质量远比水平式太阳望远镜好得多。1908年，海尔建成了高约18米的太阳塔，凭藉它所获得的高质量、高色散的太阳光谱，他发现太阳黑子区有些谱线竟是双重甚至三重的。这是什么原因造成的呢？他想起了荷兰物理学家塞曼的重要发现。1896年塞曼指出，在强磁场中的光源发出的谱线会发生分裂，如果视线方向和磁力线方向平行，谱线就分裂为二，两子线分别离开谱线中心位置，各自向红端与紫端位移；如果视线方向和磁力线方向垂直，谱线就分裂为三，除上面两条子线外还会在该谱线的原来位置上存在一条子线。塞曼还指出，磁场强度越大时分立子线间的间距也越大，这一重要发现后来被定名为塞曼效应。通过仔细的研究，海尔发现太阳黑子谱线的分裂现象正是由于黑子具有强磁场而引起的，他还据此推算出黑子的磁场高达十分之几特斯拉（1特斯拉等于10000高斯）。

1912年，海尔又主持建成了高46米的更精良的太阳塔，并配以高色散的太阳光谱仪。用它对太阳的进一步观测研究发现，不仅黑子存在磁场，而且整个太阳还存在着普遍磁场，其磁场强度比黑子磁场要微弱得多，1930年他测得太阳普遍磁场的强度为万分之四特斯拉。

使用上面提到的两座太阳塔，海尔等人对太阳黑子进行了长期的观测研究。他发现黑子也有通常偶极磁场所拥有的N极和S极，而且太阳表面以赤道为分界的南北两个半球上，所有的双极黑子群中的前导黑子和后随黑子都具有不同的极性，不同半球上的前导黑子的极性正好相反，后随黑子的极性也正好相反。

在海尔以前，天文学家都根据太阳黑子的多寡来划分，认为太阳黑子存在着11年的周期性，但海尔等人却在1913年发现，当一个11年的太阳黑子周结束而下一个黑子周开始时，在同一半球上的黑子群与上一周的黑子群相比，前导黑子与后随黑子的S、N磁极正好颠倒过来了。于是海尔在1919年提出，若考虑黑子的磁性，太阳活动的真正周期不是11年，而是22年，称为黑子的磁周期。同年他还提出了黑子群的磁分类法。

1923年，海尔研制成太阳单色光观测镜，它与太阳单色光照相仪相类似，是用扫描方式来获得太阳的单色像，但其终端不是使用底片拍照，而是用人眼进行目视观测，它更适合于对色球层中的太阳活动现象进行长期的、连续的监测。

海尔的这些工作，开创了用物理方法对太阳的深入研究，天体物理学中的重要分支——太阳物理学从此诞生。因此人们常将海尔誉为“太阳物理学之父”。

筹建巨型反射望远镜

海尔在叶凯士天文台所建的口径1.02米的折射望远镜已经达到了这类望远镜的顶峰，因为再加大物镜的口径时必须同时加厚物镜的厚度，于是口径增大所多收集到的星光就会被厚度变厚所多吸收的星光相抵消，因此加大物镜口径便不会再有多大作用。怎样才能研制出口径更大的望远镜以探索更遥远、更暗弱的天体呢？海尔想到了筹建巨型反射望远镜。

说到巨型反射望远镜，英国天文学家威廉·赫歇尔和罗斯伯爵三世已经起步在先，两人分别在1789年和1845年各自研制出口径1.22米和1.83米的反射望远镜，在当时堪称登峰造极。但那时的反射望远镜其物镜都是金属镜面的，它很难磨制，只能反射20%左右的星光，又容易失泽，而且在夜晚天文观测过程中，由于金属镜面受温度变化会产生微小形变，成像质量欠佳。但是，在威廉·赫歇尔和罗斯伯爵三世的时代，那是无奈的，因为那时的反射望远镜无法采用别的材料来磨制。有人想到，折射望远镜的物镜用玻璃磨制，那么反射望远镜的物镜是否也可以用玻璃来磨制呢？玻璃比金属比重小，价格低廉，容易研磨和抛光，但是玻璃是透明的，即使其镜面形状已研磨得符合要求，抛光得又很光洁，依然无法作为反射望远镜物镜来使用。因为只有一小部分的光从镜面直接反射，大部分光穿过镜面，照到它的底面，有的光穿出底面跑掉了，另有一些光又从底面反射回来，再次穿出镜面，结果直接从镜面反射的光便同从底面反射回来的光互相干扰，星像便显得模糊不清。

转折点于1856年到来，这一年，德国化学家利比希发明了在玻璃镜面上镀上银膜的技术。此技术立即被用到反射望远镜上。镀银后的镜面光鉴照人，它可以把80%以上的入射光反射出来，比金属镜面的反射率高得多。从此反射望远镜迎来了一场革命。到了海尔时代，金属镜面的反射望远镜已经淘汰，取而代之的是镀银的玻璃镜面的反射望远镜，只是那时的这种反射望远镜口径还不太大。海尔的雄心壮志是要建造比威廉·赫歇尔和罗斯伯爵三世的巨型金属面反射望远镜口径更大、性能更好、运转更灵活的巨型反射望远镜。在这方面他一生中实现了一个卓越不凡的“三级跳”。“三级跳”的第一跳是筹建一台口径1.52米（60英寸）的反射望远镜。19世纪末年，芝加哥大学所属的叶凯士天文台打算研制一台大型反射望远镜，于是海尔的父亲从巴黎买来了一块口径1.52米的镜坯，但后来由于该台无法筹措到足够的经费而使此计划搁浅。1903年，海尔从卡内基基金会获得筹建威尔逊山天文台的经费时，建造一台大型反射望远镜已在该台的规划之中，这就是说经费已得到了保证。于是海尔从他父亲那里买来了这块镜坯，组织人研制口径1.52米的反射望远镜。1904年，海尔就任了威尔逊山天文台的首任台长，这项工作又成为他的首先要抓的几件大事之一。1908年，该望远镜在该台落成，它的性能比罗斯伯爵三世那台口径1.83米反射望远镜优越得多，用它曝光四小时，可拍摄暗到20等的恒星，用它拍摄恒星光谱也空前地清晰。

1. 52米反射望远镜的第一项重要天文发现是由美国天文学家W.S.亚当斯作出的。当时，已发现天狼星的暗伴星比天狼星约暗10个星等，即它所发出的光只有天狼星的万分之一，但通过它与天狼星在天空中的波浪式自行轨迹推算出它的质量大体上相当于太阳质量，这样一颗恒星为何如此暗弱？1915年，W.S.亚当斯使用这台1.52米反射望远镜成功地拍摄到天狼星暗伴星的光谱，发现它的表面温度达10000℃左右，几乎与天狼星的表面温度相仿，于是它暗弱无光的惟一解释就是它的体积要比天狼星小很多很多。质量与太阳相仿的恒星其体积却如此地小，其结果必然是它的密度惊人地大，这种特殊类型的恒星后来被命名为白矮星。发现白矮星正是1.52米反射望远镜所作出的一项重要天文成果。

海尔的“三级跳”的第二跳是建造一架口径2.54米（100英寸）的反射望远镜。当口径1.52米的反射望远镜还在建造之时，美国洛杉矶的一位商人J.D.胡克就向海尔主动表示愿出巨资建造一台以他的姓氏命名的巨型反射望远镜。起初提供的捐款可以建造一台口径2.12米的反射望远镜，但为了确保在此后较长时间内不被别人所超过，胡克又主动增加了捐款，最后确定建造一台口径达2.54米的巨型反射望远镜。海尔得到这笔巨款后马上行动，订购镜坯，组织人设计和加工，1918年这台以捐款人的姓氏命名的胡克望远镜在威尔逊山天文台落成。此后30年中，它一直是望远镜之王。

许多重大天文发现是藉助于胡克望远镜作出的。该望远镜一建成，美国科学家A.A.迈克尔逊和F.G.皮斯就在1920年将他们制成的第一台恒星干涉仪安装在胡克望远镜上，同年底首次测出了红巨星参宿四（猎户座α）的角直径，此后又测得了其他几颗红巨星的角直径。

1924年，美国天文学家哈勃在威尔逊山天文台利用胡克望远镜拍摄仙女座大星云、三角座星云M33和人马座星云NGC6822的照片，利用其中发现的造父变星（一种因星体不断胀缩而产生光变的变星）测定了它们的距离，从而发现了银河系之外确实存在着别的星系，翻开了探索大宇宙的新篇章。此后，哈勃又用胡克望远镜测定许多星系的距离和视向速度，1929年发现了著名的哈勃定律。1944年，在威尔逊山天文台工作的德国天文学家巴德用胡克望远镜拍摄仙女座大星云和它的两个伴星系的照片，并通过进一步的研究率先确立了恒星往往可以分为两个不同的星族的科学概念。概言之，胡克望远镜对20世纪天文学的发展贡献巨大，特别是在星系和宇宙学的研究方面，其贡献尤为突出。

1923年，海尔因健康欠佳而退休，结束了他就任近二十年的威尔逊山天文台台长生涯。但他在稍事休息以后，1928年又开始部署建造一台口径5.08米（200英寸）的反射望远镜，这也是他卓越不凡的“三级跳”中的最后一跳。由于洛杉矶市的发展已使尘埃和夜晚的亮光逐渐对威尔逊山天文台的天空产生不利影响，特别对用大望远镜拍摄遥远星系和其他暗弱天体影响更大，所以海尔决定该望远镜不能安装在威尔逊山天文台，他选定了离威尔逊山天文台150千米处的帕洛马山为新台址。他从洛克菲勒基金会争取到600万美元的巨额资助后，立即开始建造该望远镜和它所在的帕洛马山天文台。为了减小观测时温差对镜面形状的影响，他所选用的物镜镜坯是用派勒克斯玻璃制成的，而且镜坯不铸成一个实心玻璃柱，而制成正面有平滑表面、背面却是由纵横交叉肋材构成的蜂窝状结构物。这样的反射镜磨制成后，镜面任何一点与背面空隙处的距离都小于5厘米，于是外界温度的变化将迅速传遍整块物镜，这对减少物镜的形变很有好处。1934年，按照这样的设计思想制成的物镜毛坯在美国纽约州科宁市的科宁玻璃厂制成，经过10个月的缓慢冷却，才用火车沿专门选择的路线运到筹建中的帕洛马山天文台。然后开始了磨制工程，用了31吨磨料磨去镜面中心部分的4.5吨玻璃，整个镜面任何地方不得有百万分之一厘米的偏差，最后成型的反射物镜重14.5吨。整台望远镜的机械配件研制得十分精密，可转动部分共重530吨，但运转十分灵巧。由于1931年真空镀铝技术问世，此后不久被用到反射望远镜上，所以这台望远镜的镜面不再是镀银的而是镀铝的，它比银面能保持更长时间不失泽，而且在较宽波段范围内反射本领都比较高。它能拍摄到暗至23等的天体，这样的天体其亮度只有肉眼可见最暗天体的六百万分之一，通过长时间的曝光甚至可以拍摄到远达十亿光年的星系的光谱。

1938年2月21日，海尔在美国加里福尼亚州帕萨迪纳市去世。由于第二次世界大战的影响，5.08米反射望远镜在他去世十年之后才在帕洛马山天文台落成。但人们并没有忘记他的巨大功绩，该望远镜被命名为海尔望远镜。1969年12月，美国将威尔逊山天文台和帕洛马山天文台两台合并，为了纪念海尔的功绩，合并后的天文台被命名为海尔天文台。

科学事业的杰出组织者

海尔一生中共发表论文和各类文章400余篇，并著有《一座高山天文台十年的工作》（1915年出版）、《新天空》（1922年出版）、《宇宙的深度》（1924年出版）、《银河系之外》（1926年出版）、《1917～1924年太阳黑子磁场观测》（与S.B.尼科尔逊合著，1938年出版）等多部著作。但更突出的是，他是一位科学事业的杰出组织者。前文论及他游说富商捐款建造大望远镜便是这方面的重要体现。除此以外，他在这方面的贡献还很多。

海尔任威尔逊山天文台台长近20年。建台初期，他带领同事们伐木、筑路、建房、搬运和安装仪器，筚路篮缕，艰辛备尝。天文台初步建成后，他一方面致力于不断改善天文台的装备，建造大的太阳塔和巨型反射望远镜；一方面又注意人才建设，他聘请有才华的青年学者来台工作，并注意吸引各国著名学者前来进行客座研究。这些措施使威尔逊山天文台人才济济，逐渐成为当时世界上最有声望的天文台之一。

1906年，海尔受聘为思鲁普工学院的理事。该学院原先学术水平较低，海尔与著名物理学家密立根等人合作，将该校改组为加利福尼亚理工学院。他们为该校制定了严谨求实的办学方针，注意活跃学术空气，提高学术研究水平和教学质量，逐渐使该校成为美国学术水平最高的高等学府之一。

1899年，海尔任美国天文学和天体物理学会（美国天文学会的前身）副会长，1902年当选为美国国家科学院院士。他十分热心于学术团体的组织建设工作。在他的筹备和组织下，国际太阳研究联合会于1905年正式成立。后来，该联合会与国际天图组织、国际测时与纬度联合会等学术机构合并，组建成著名的国际天文学联合会。1916年，海尔任美国国家研究理事会首任主席，在他的倡议和组织下，1919年成立了国际研究理事会（国际科学联合会理事会的前身），1932年海尔任该会主席。

海尔还致力于学术刊物的建设。1891年，他与佩恩共同创办《天文学与天体物理学》杂志；1895年，他又与基勒共同创办了《天体物理学杂志》。这两个刊物目前都已成为国际著名的天文学刊物。

综观海尔的一生，可以看出他与许多著名天文学家有一个明显的不同，他不仅在自身研究领域（太阳物理学）成果卓著，而且又是科学事业的杰出组织者。他深信科学事业要靠一大批人携手合作才能更快发展。他为科学事业所做的组织工作、所进行的社会活动，如游说富商为建造大望远镜捐款、筹备和组建国际学术机构、创办国际性天文刊物等，后来都结出了丰硕的成果。他的这些工作影响十分深远，有力地推动了二十世纪天文学的发展。

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