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发布时间:2020-05-27 05:37:29

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作者:竭宝峰主编

出版社:辽海出版社

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创世鼻祖的发明家(1)

创世鼻祖的发明家(1)试读:

前 言

名人从芸芸众生中脱颖而出,自有许多特别之处。我们在追溯名人的成长历程时可以发现,虽然他们的成长背景各不相同,但或多或少都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,使他们从此走上追求真正人生的道路,并获得人生的成功。

名人有成功的契机,但他们决不仅仅依靠幸运和机会。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,却有许多相似之处。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,起初都很幼稚并有严重缺点的,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、教育家、科学家、发明家、探险家、经济学家、企业家等,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。

塞缪尔·莫尔斯

塞缪尔·莫尔斯曾经是一位画家,他对绘画很熟悉,已经从事多年并小有名气。

莫尔斯已经41岁了。

莫尔斯对电学和机械一窍不通。

但是,莫尔斯改行了。

改学了电学与机械。

最后,他发明了电报!

事情要从1832年那个美丽的秋天说起。“萨丽”号游客轮在大西洋海面上乘风破浪,赶赴美国的纽约。人们互相攀谈闲聊。有一位青年人的谈话吸引了很多人。这位青年人是杰克逊。他不知道,由于他的一次很普通的旅行谈话促使了近代一个重大发明的诞生。

莫尔斯虽然听不懂杰克逊的一些术语,但是电的奇妙却深深地打动了他。他放弃了自己的艺术领域,开始研究“电报”。

莫尔斯把自己的工作间变成了研究室。他在大学担任美术教授,以挣得必要的钱,同时向大电学家亨利学习电学知识。

对于一个41岁的人来说,这是多么不易呀!

莫尔斯先了解了前人的发现:

最早的是安培。安培用26根导线连接两处26个相对应的字母,利用发报端控制电流的开关,利用收报端的字母旁的小磁针感应联接字母的导线是否通电,从而确定信息。

后来就是莫尔斯的老师,美国物理学家亨利了。亨利提出接力赛式的传导,在线路的中间加装电源,以增强电流从而远距离传输。

莫尔斯从亨利那里学习技术与电报理论。他很快就制造了自己的电磁铁,发明了“继电器”。

三年时间一晃而逝,莫尔斯的积蓄不多了,但是发明还是没能成功,一个关键的问题没有解决——26个字母符号太复杂。

终于有一天,莫尔斯看到飞溅的电火花想到了这些:“电火花是一种信号,没有电火花是另一种信号,时间间隔也是一种信号,有电与没有电,时间间隔的有无,这可以互相组合代表字母与数字,从而传递信息,双方都知道编码规则,就可以互相翻译了。”

电码与电路的对应关系被解决了。莫尔斯发明了只用点和横两种符号的电报系统,人们称为“莫尔斯码”。

莫尔斯的数学进制与编码知识十分薄弱,他能想到这一点,难能可贵。

莫尔斯特意求助一位机械学知识较丰富的青年人,经过一段时间的紧张研制,莫尔斯终于在自己经济最拮据的时期研制成功了电报机。

1837年9月4日,莫尔斯的电报机在500米范围内工作了,当助手从另一端接收到信号,两人的内容准确无误没有丝毫出入的时候,莫尔斯兴奋极了。

但是国会的议员们认为电报无用。通信即可,为什么要架设专线呢?当时没有发现无线电波,人们认为架设专线发报是费力不讨好的事情。1843年,在莫尔斯的鼓动和再三提议下,又看到别的国家也在进行电报研究,美国国会终于动心了。

经过两年多的铺设,一条由华盛顿到巴尔的摩的60公里实验电报线路成功开通。

1845年5月24日,第一次有线电报发出了。美、英先后成立了电报公司。电报事业迅速在欧洲发展。人们远距离迅速通讯的时代到来了。

威廉·汤姆孙

1892年,英国女王伊丽莎白把“开尔文勋爵”的封号授予一位著名的科学家,以表彰他在科学和技术领域为人类做出的杰出贡献。然而,令人惊奇的是,在崇高的荣誉面前,这位科学家竟然用“失败”二字总结他一生在科学进步方面的奋斗。他是谁呢?他就是成功铺设第一条大西洋海底电缆的英国杰出的科技发明家威廉·汤姆孙。

威廉·汤姆孙于1824年5月26日出生于英国的贝尔法斯特城。

铺设大西洋海底电缆是一项世人瞩目的工程,而且耗资巨大。不料,在建造电缆的第一步就出了差错。负责这项工程的是华特霍斯,他在公司有较好的人事关系,资格又老。当时,汤姆孙只是一个年龄最小的董事,无职无权。1857年,工程一开始,汤姆孙和总工程师就发现了问题。原来,按照设计要求,大西洋海底电缆要由1200段电缆焊接而成,每一段是3.22公里长。华特霍斯一手制订的电缆说明书上的电缆直径比理论要求的要小得多,更糟糕的是,公司筹委会在正式开工之前就把说明书给了承办商,而且已经开始制造,要取消合同已来不及了。汤姆孙为了补救,回到他的实验室,带领学生把当时所有的铜线都进行了测试,发现各种铜线的电阻率相差很大,不同电阻率的铜线焊接在一起,肯定会使总电缆的参数发生偏差。通过实验,汤姆孙解决了多条铜线间电阻率一致化问题,并总结出一套实用的电阻率测定方法,对电缆用铜线的规格提出了新的要求和标准。

汤姆孙的研究成果,遭到华特霍斯和电缆制造商的抵制。汤姆孙在董事会上用大量的实验事实证明自己的理论,赢得了董事会的支持,迫使厂商按新的技术标准签订了合同。

1857年,造好的电缆被装上英、美两国政府拨出的两艘巨轮,开始了第一次的沉放。电气工程师华特霍斯因故不能随船,受董事会委托,汤姆孙代理他随船指挥。当沉放船行至611.16公里时,电缆意外断裂,加上传递的弱信号,一般的电报机难以收到,第一条电缆的第一次沉放失败了。

通过事后分析,汤姆孙发现,只需加强电缆的外层机械强度,就能避免断裂。但是,如何放大弱信号,却成了一个难题。

1858年年初,在一个阳光明媚的日子里,汤姆孙和德国物理学家亥姆霍兹一起到海湾游玩。汤姆孙一想起信号放大问题,就走了神,丢下朋友,一个人躲到船舱下面算了起来。亥姆霍兹就跟他开了个小玩笑。顺手从衣袋中取出眼镜,把太阳光反射到汤姆孙脸上。汤姆孙忽觉一个刺眼的亮点在眼前晃动,抬头看到朋友手中的眼镜,灵机一动,狂喜地大喊起来:“有啦!有啦!我的亥姆霍兹。”喊着就跑回了实验室。

原来,镜片的作用启发了汤姆孙,他终于找到了放大信号的方法。他通过反复实验,最后在电报机的线圈中,小心地挂上一面小镜子,镜背面粘一个小磁针,以此来放大弱信号。他经过周密地设计,终于制成了镜式电流计电报机。这种电报机灵敏度要比华特霍斯的电报机高十多倍,从而解决了海底电缆通信的关键性技术问题。这种实用的终端设备,在以后大西洋海底长途电缆通信中被广泛采用。

技术问题解决之后,1858年开始了第一条电缆的第二次沉放。因资深的华特霍斯拒绝出海,年轻的汤姆孙勇敢地承担起电气工程师的责任,再次随船出海。

1858年春夏之交,沉放船“亚加墨娜号”由北美的纽芬兰岛出发,由西向东铺设电缆。不料,海上遇到持续一周的大风大浪。甲板被电缆钻出了洞,实验室进了水,给沉放工作带来了很大困难。汤姆孙和大家一起,不顾危险,劈浪前行。经过一个多月海上搏斗,“亚加墨娜号”于8月3日安全驶至爱尔兰。8月 5日下午3点55分,由汤姆孙拍出的第一份越洋电报,在5分钟后由北美洲一端收到。人类第一次征服了大西洋的阻隔,用电缆把两块大陆接在一起。建立奇功的汤姆孙此时激动得发了狂。但一个月后,出乎意料的事情又发生了。电缆在通了723次电报之后,由于海水腐蚀而断裂,甚至漏电,两岸电报往来被迫中断。

大西洋海底电缆两次沉放都遭失败,耗费数十万英镑而不见效益。许多人都想打退堂鼓,而汤姆孙却坚持认为,第一条电缆虽寿命不长,至少通了一个月,但它证明长途海底通信是完全可能的。在汤姆孙和总经理的坚持下,在政府的大力支持下,1865年年初,第二条新电缆制造出来并进行沉放。这时的汤姆孙,因滑冰骨折已成了跛子。可是,他克服一切不便,一定要亲自出海,领导这次沉放。一艘22000多吨的巨轮“大东号”载着人们的希望出发了。经受两次打击的汤姆孙多么盼望这次能够成功啊。可是船行不到一半,电缆意外折断,沉入深渊,汤姆孙痛心极了。返回时,这位工程师脸上挂着泪花。面对异常平静的大海,他在心中呐喊:“我相信大西洋阻挡不住人类的进步!”

是的,大西洋阻挡不住人类前进的脚步。1866年,第三条电缆建成。当年4月,“大东号”再次启程。汤姆孙第四次上船,担任工程师,主持沉放。6月,电缆在爱尔兰着陆,沉放非常成功,电报通信也非常顺利。汤姆孙为巨大的成功所鼓舞,几个月后再次出航,经过一个多月搜索,打捞到沉入海底的断缆,并接上新缆,一直通到了纽芬兰。经过10年艰苦卓绝的工作,大西洋底拥有了两条电缆。这次成功,开创了人类有线通信的新时代。它不仅证实了远距离海底电缆通信的可行性,而且为这一事业的发展奠定了理论基础,提供了丰富的实践经验。一百多年后的今天,地球上各大陆板块之间,大陆和主要岛屿之间,都铺设了海底电缆。

铺设大西洋海底屯缆的工程,为人类通信事业做出了巨大贡献,也对汤姆孙的科学活动产生了很大影响。它把汤姆孙从理论科学引向了工程技术科学。人们说,汤姆孙做了50多年教授,其实是以教授的名义当了50多年的工程师。在应用工程上,到处都留有他的足迹。几次沉放电缆的海上航行,更使他的后半生紧紧地与大海联结在一起。电缆铺设成功之后,他继续为海底通信研究新装置,包括海底电报自动记录器和圈转电流计等。

汤姆孙一生取得过70种产品的发明专利,这些专利权使他成了富翁。他把这些钱大量地用在新的研究方面。1870年,他娇弱的妻子在与他共同生活18年后因病离开了人世。强忍悲痛的汤姆孙,买了艘100多吨的游艇,把全部精力都投入到航海研究之中。他把游艇当做试验船,经过反复研究,发明了几种不受铁壳船体干扰的轻便改良罗盘。此外,他还发明了海水测深仪,研究过潮汐理论。

汤姆孙这位近代物理学的奠基人之一,大西洋第一条海底电缆的创建者,一生发表论文600多篇。1851年被选为皇家学会会员,两次获皇家学会勋章。从1892年起,任皇家学会会长,一直到他去世。他建立了英国第一座现代物理实验室。至今格拉斯哥大学还设有“开尔文奖”,用来奖励世界范围内在数学、天文学、物理学等方面有突出成绩的学生。

1896年,来自世界各地的科学家云集格拉斯哥大学,隆重纪念汤姆孙荣任该校教授50周年。大家一致用真诚的语言赞美他的功绩。确实,要想逐一列举汤姆孙在科学领域的成就和获得的社会荣誉是很难的。但在纪念仪式上,这位72岁的勋爵在答词中却说:“有两个字最能代表我50年内在科学进步上的奋斗,就是‘失败’两字。50年以前;我最初任教职的时候,对于电力和磁力或电气、质量、化学亲和力间的关系等,知道得并不十分多。失败当然会产生忧虑的,可是对于从事科学的人,天赋的才能常会带来一种特别的兴致,借此使他不致十分失望,也许反会使他的日常生活格外快乐。”

三年后,汤姆孙辞去了格拉斯哥大学的教授职务。1899年新学年开始时,注册室走进来一位76岁的老人,郑重其事地在报名表上填写下:“开尔文勋爵,研究生。”他不再走上讲台去教课,从现在起,他只是学了。

1907年10月17日,汤姆孙与世长辞,享年83岁。他被葬于威斯敏斯特大教堂,受到人们永久的尊敬和纪念。

阿尔弗莱德·诺贝尔

1867年一种黄色的炸药进入市场,它作为一种猛烈力量的象征,对人类和整个世界产生了重要影响。1901年,诺贝尔奖金首次颁发以来,该项奖金和获得者已经引起了整个文明世界的兴趣。

黄色炸药的发明者及这种奖金的创始人、瑞典人阿尔弗莱德·诺贝尔愈来愈为人们所重视和仰慕。

阿尔弗莱德·诺贝尔于1833年10月21日降生在瑞典的斯德哥尔摩。

体弱多病的阿尔弗莱德到了上学的年龄,父母让他和两个哥哥一起进入了斯德哥尔摩一流学校——雅克布斯小学。当时他是年级中最优秀的学生。然而,他短暂的学校生活很快由于家庭的外迁而终止了。

1842年10月,阿尔弗莱德·诺贝尔和他的母亲哥哥一起到了俄国。

阿尔弗莱德在语言和化学方面显出非凡的才能。在俄语方面的进步很快。除此之外,他还非常爱好文学,甚至自己写诗。

1850年,当阿尔弗莱德17岁的时候,这位年轻人被送出去进行首次学习旅行。这次旅行长达两年,除到了他的祖国瑞典外,还去过德国、意大利和北美,在旅行中阿尔弗莱德参观种种实验室,拜访大学的研究所,尽量多了解发达国家的科学成果。

两次的旅行结束了,阿尔弗莱德回到了瑞典,开始了自己的事业。

由于父亲的影响,诺贝尔从小就对研制炸药产生了浓厚的兴趣。后来,在帮助父亲研究鱼雷和炸药时,又积累了不少实际知识和经验。诺贝尔在欧美各国游历期间,看到了开矿和筑路时工人们的繁重劳动。他想,如果能利用爆破的威力,定能减轻体力劳动,并且提高工效。于是,他决心从事炸药的研究和制造。

诺贝尔最初见到硝化甘油是在彼得堡的时候。有位名叫西宁的教授,曾在诺贝尔面前进行过实验。他把硝化甘油滴在铁砧上,然后用铁捶捶击,受到捶击的部分立即发生爆炸。这次实验给诺贝尔留下了深刻的印象。从此,他便对硝化甘油产生了浓厚的兴趣。经过长期思考和反复实验,他认识到,要使硝化甘油发生爆炸,除了重力捶击或剧烈震动外,就是把它加热到较高的温度。这个温度,实际上也就是硝化甘油的爆炸点。于是,诺贝尔确定了一个研究课题,试图寻求一种引爆硝化甘油的装置。这种引爆装置既不减弱硝化甘油的爆炸力,同时又要尽可能保证安全。只有这样,才能把硝化甘油制造成一种可供实用的炸药。

为了解决硝化甘油的安全引爆问题,诺贝尔在彼得堡进行了多次试验。1862年夏天,他成功地进行了一次水下爆炸试验。他先把硝化甘油装入玻璃管内,封闭起来,再把这只玻璃管放进装满火药的锡管里,最后装上导火索。诺贝尔同他的两个哥哥一起来到河边。当他点燃导火索并将装有玻璃管的锡管投入水中后,立即发生了爆炸。这次爆炸的威力超过了一般的火药。诺贝尔高兴极了。通过这次实验,他发现可以利用火药引爆硝化甘油。但是,火药的用量远远大于硝化甘油的用量,这样大量的引爆物没有实际使用的价值。为了使引爆物的用量小于硝化甘油的用量,他以顽强的毅力继续进行研究和试验。

诺贝尔在找到了办法后,又进行了新的试验。诺贝尔发明的少量火药引爆硝化甘油的方法,获得了专利证书。

当诺贝尔在彼得堡研究炸药的时候,已经回到了瑞典的父亲也在从事炸药的研究。

但诺贝尔发现用火药做引爆物还不很理想,便继续研究,希望用一种新的引爆物来代替它。然而就在这期间,发生了一次重大事故。1864年9月3日,在斯德哥尔摩诺贝尔家住宅附近的实验室里,硝化甘油发生爆炸,损失惨重。除了实验室被炸成一片废墟之外,诺贝尔的5名助手被当场炸死,其中有一位是他的小弟弟奥斯加。诺贝尔本人当时不在实验室,才得以幸免。这次事故对诺贝尔打击很大。由于爆炸力特别猛烈,周围的居民以为发生了大地震。事后,当他们得知是诺贝尔的实验室发生爆炸时,认为诺贝尔是一个“科学疯子”,并向政府提出要求,禁止诺贝尔在市内进行炸药实验。

可是,诺贝尔在悲痛中并没有动摇研制炸药的决心。

1867年秋天,他找到了一种代替火药的引爆物雷酸汞。雷酸汞是一种褐色晶状粉末,灵敏度很高,一遇震动即可爆炸。诺贝尔用它来做引爆物,经过无数次实验,终于获得成功。于是,一种新型的引爆物——雷管诞生了。雷管的发明,可以说是爆炸科学发展过程中一次重大的突破。1868年2月,瑞典皇家科学会授予诺贝尔父子金质奖章,奖励他们研制炸药取得的成就。

自从诺贝尔发明用火药作为引爆物的方法之后,硝化甘油炸药就开始得到实际应用了。诺贝尔在德国汉堡建立的公司,顿时成了销售炸药的中心。

但是,硝化甘油炸药遇到强烈震动后就会发生爆炸;在使用过程中,重大事故不断发生。

为了解决炸药的安全使用问题,诺贝尔又进行了深入研究和反复实验。经过研究,他决定用一种固体物质来吸收硝化甘油,以提高它的化学稳定性。于是,一种新型炸药便诞生了。

诺贝尔在选择吸收硝化甘油的固体物质时,曾经试用过各种各样的东西,例如木炭粉、木屑、水泥、砖灰等。但是,经过爆炸试验,这些东西都不理想。最后,他找到了硅藻土。硅藻土不仅化学性质稳定,而且有较大的吸收力,用来作炸药配粉非常合适。诺贝尔把硝化甘油和硅藻土按3∶1的比例混合在一起,制成了一种新炸药。名为“硅藻土猛烈安全炸药”,或称“猛烈药”。这也就是人们所熟悉的黄色安全炸药。

到1873年,诺贝尔在欧洲13个国家一共开办了15个生产安全炸药的工厂。这时,40岁的诺贝尔已经成为名扬四海的“炸药大王”了。

诺贝尔并没有就此止步。他发现,硅藻土猛烈炸药虽然解决了安全问题,但是仍然存在着缺点,就是它的爆炸力不如硝化甘油炸药。1873年诺贝尔在巴黎创办了一座设备齐全的实验室,继续从事炸药新品种的研制工作。

1875年的一天,诺贝尔在实验中把手指割破了,便用胶棉包扎伤口。胶棉又称火棉,是用一种硝化纤维制成的,含氮量低,可溶于乙醚或酒精,成为胶状物。突然,他想到,可以把胶棉与硝化甘油混合起来,制成新型炸药;于是胶质炸药问世了。胶质炸药不仅比硝化甘油炸药具有更大的爆炸力,而且具有更安全、不溶于水、容易加工成各种形状等特点。胶质炸药发明后,不久便在许多国家的爆破工程中得到广泛的应用。

接着,诺贝尔又开始研制无烟火药。研制工作直到1887年才最终完成。这种火药呈颗粒状,是将赛璐珞的配方加以改变,用硝化甘油代替其中的樟脑而制成的。它的燃烧速度极快,爆炸时不冒烟雾,而且没有残渣,因此常用于制造炮弹。

1890年,诺贝尔在一封信中就曾说过:“我希望我能够制造一种东西或是机器,具有极端可怕的破坏力,使一切战争因此而完全不可能发生。”

诺贝尔的主要科学活动是从事炸药研制,但是除此之外,他还有着非常广泛的研究兴趣。他的多项研究工作是交替进行的,因此取得了多方面的科学成就。

诺贝尔对化学研究情有独钟,这当然与研制炸药的兴趣有关。他在化学方面的研究涉及高分子化学、电化学等领域。特别对于电化学,诺贝尔投入了更多的精力,一直坚持到晚年。1895年他曾资助别人建立食盐电解厂,从事苛性钠和氯气的生产。

诺贝尔非常重视应用化学。他认为,科学成果只有满足人们生产和生活的实际需要,才是有意义的。正是从这一点出发,他研究和发明了许多实用技术和产品。例如:他开展过用硝化纤维制造人造丝、人造橡胶和人造油漆的研究。

诺贝尔的发明创造很多。据不完全统计,他一生中因发明创造而获得的专利多达255项。其中,有关炸药的专利有129项。在非炸药的发明专利中,有气体测量器、硫酸浓缩器、防爆锅炉、弹壳无声退出法、改良电池、改良电话、改良发动机、人造丝喷丝头,等等。

诺贝尔是瑞典皇家科学会、伦敦皇家学会和巴黎土木工程师学会的会员。他曾获得瑞典国王倡议颁发的科学勋章和法国的大勋章。

诺贝尔不仅致力于科学技术方面的发明创造,而且还爱好文学,写过不少诗歌、小说和剧本。

诺贝尔一生非常谦虚,并对自己的成就保持着最大的沉默。他曾说过:“我不知道我是否应得到名望,我不喜欢那样的谀词。”

诺贝尔拥有一笔巨大的财产,可是他对金钱却毫不在意。诺贝尔在去世前一年即1895 年11月27日写的遗书中表示,将他的财产部分赠与亲友,其余大部分作为基金。这些基金的利息,“将每年以奖金形式颁发给在过去一年中对人类做出最大贡献的人”。他还具体地安排了奖金的分配办法,把奖金分为五份:“一份奖给在物理学领域中作出最重要发现或发明的人;一份奖给在化学领域中完成最重要的发现或改进的人;一份奖给在生理学和医学领域完成最重要发现的人;一份奖给在文学领域产生带有理想主义倾向的最佳杰作的人;一份奖给曾为各民族间的友谊,为废除和裁减常备军,以及维护和促进和平事业作出了最大和最好贡献的人。”从遗书的内容来看,他是经过深思熟虑的;其中所包含的五个方面,也就是他一生中曾经涉足的领域以及为之奋斗的事业。也可以说,诺贝尔晚年作出的这一决定,是他内心深处长期蕴藏的愿望。

1896年,诺贝尔的病情恶化了。12月10日清晨,诺贝尔的心脏病突然发作,在意大利的圣雷莫与世长辞,享年63岁。

从1901年开始,诺贝尔基金会每年颁发一次“诺贝尔奖金”。为了纪念诺贝尔,颁发奖金定在他去世的日子即12月10日进行。受奖人不分国籍;奖金可以发给一个人,也可以由两三个人分得。后来,除以上五种奖外,从1968年起,又增设了经济学奖金,由瑞典皇家科学院评定。诺贝尔奖奖金的数额,也随着诺贝尔基金规模的扩大而进行了适当调整。

举世闻名的诺贝尔奖,作为科学界最高荣誉的象征,一直激励着人们勇攀科学高峰。诺贝尔奖的设立和颁发,既体现了这位著名发明家对科学、艺术与和平事业的关心和热爱,同时也表达了人们对他的深深怀念。诺贝尔的名字将永远留在人们的心中。

威廉·亨利·柏琴

染料是人类生活中不可缺少的物质。很难想像,如果没有染料,人类的生活会变成什么样子。在现代合成染料问世之前,人们所用的染料,或者取自植物,例如取自靛蓝植物的靛蓝和与之关系密切的菘蓝;或者取自动物,例如取自蜗牛类动物的推罗紫;或者取自矿物,丹砂就是其中之一。在这些天然染料中,色泽鲜艳、耐洗耐磨的优质染料寥寥无几。直到合成染料工业兴起后,这种局面才得到彻底改观。而现代合成染料工业的创始人,是英国有机化学家威廉·亨利·柏琴爵士。

一想到自己可能发现了一种新染料,柏琴十分激动。他知道,人类有史以来就对染料感兴趣,因为染料可以把那些色泽平淡单一的丝、棉、毛、麻的织品染出各种绚丽悦目、丰富多彩的颜色来。但可惜的是,在自然界存在的各种染料中,能够把颜色牢固地附着到织物上,做到水洗日晒,永不褪色的,实在寥寥无几。偶尔有种好的染料,就会被人们当做珍宝秘藏起来。例如有一种从地中海的水生贝壳类动物身上提炼出来的紫红色染料,人们用它来装染土耳其的蒂雷古城,效果非常好。这种染料是如此的华贵和受人欢迎,以至于被列为皇家专用,不许平民染指。如果自己真的找到了一种可以人工合成的新染料,那就意味着染料工业的历史性突破。一想到这一点,他怎能不激动?

但是,这种化合物究竟是不是一种新的染料呢?柏琴一时还拿不准。在一位朋友的建议下,他精心提炼了一些样品,寄给著名的普拉尔印染公司,请该公司进行鉴定。很快,公司给了他回音,说是这种化合物染色性能良好,并询问他能否廉价供应。

接到这个回音后,柏琴很受鼓舞,他决定申请专利,然后退学转入实业界,用自己的技术办工厂,制造人工合成染料。

柏琴的决定引起了轩然大波。首先是他的恩师霍夫曼坚决反对。霍夫曼不同意他到实业界“折腾”,希望他留在学校,继续从事自己的化学研究。与霍夫曼善意的反对不同,有些人则对他冷嘲热讽,说他一个18岁的年轻人想获得专利是异想天开。

在人们的争论声中,柏琴获得了自己的专利。他谢绝霍夫曼的挽留,毅然决然离开学校,开始了自己办工厂的艰难经历。社会上关心这种新染料的人士对他的举动给予了热情鼓励。普拉尔家族的一个成员给他写信说:“欣闻社会上的太太女士们非常喜欢你的染料。她们是一股巨大的力量。如果她们对这种染料着了迷,而你又能满足其需要的话,你将名利双收。”他的父亲一改反对他研究化学的初衷,对他鼎力支持,把一生的积蓄统统拿了出来,交给他做资本。他的哥哥也加入了进来。就这样,1857年,他们全家齐心协力创办的染料工厂正式开张了。

工厂开张之初,面临重重困难。因为这是一项前无古人的事业,每一步都得自己完成。市场上买不到必需的原料苯胺,柏琴只好买来苯自己制取。要制取苯胺又需要硫酸,这也得自己制备。生产过程中的每一流程,都需要专门设备,这些设备都得由他自己设计。尽管工厂的发展举步维艰,但没过6个月,他居然制造出了他称之为苯胺紫的染料了。这是世界上最早的人工合成染料,其色度范围超过任何一种天然染料。

苯胺紫的问世引起了染料界的关注。苏格兰人很快就采用了它。英国的工匠们比较保守,在他们还举棋不定之际,法国的工匠们已经开始推广它了。法国人把这种颜色叫做木槿紫,而把这种染料叫做木槿紫染料。这种染料风行一时,以至于那10年竟有木槿紫时期之谓。英国人很快也接受了它,维多利亚女王对它十分青睐,英国政府还用它来印邮票。

苯胺紫的成功,使得柏琴一下子声名鹊起。尽管年龄才23岁,可他已经成为世界染料界的权威。有一次,他在给伦敦化学协会讲解染料时,发现台下坐着的听众中有一位他很熟悉的人物。这位听众不是别人,正是他的启蒙恩师——迈克尔·法拉第。

柏琴的发明开创了合成染料工业,也开辟了一个既吸引人又赚钱的研究领域。在他的成功的刺激下,很多学者开始转向这个领域。甚至对他的举措持反对态度的霍夫曼也转而从事对蔷薇苯胺的研究,这是一种紫红色的人工合成染料。霍夫曼于1858年成功地合成了这种染料。1864年,霍夫曼带着对合成染料的新兴趣返回德国,继续进行这个领域里的研究,并领导德国化学界发展起了巨大的染料工业。一些化学家还用人工合成的方法制造出了原有的天然染料。例如德国化学家格雷贝就于1868年合成了天然茜素染料;另一位德国化学家拜耳则于1880年研制出了靛蓝的合成方法。显然,所有这些成果,都是在沿着柏琴开辟的道路上前进时取得的。没有柏琴的开创性研究,也就没有后来的合成染料工业。所以,德国合成染料工业的崛起,从某种程度上说是霍夫曼对英国化学事业发展做出贡献之后,英国对德国的回报。

柏琴在开辟了人工合成染料这一新的有机化学领域以后,并没有停止自己的探索。他和格雷贝分别独立而又几乎同时合成了茜素(格雷贝先于他一天申请专利)。他还设法合成了香豆素——一种带有令人愉快的香草精气味的白色结晶物。他的这一发明,标志着合成香料工业的开端。因为成就卓著,1866年,柏琴被选为伦敦皇家学会会员。这一年他才28岁。

到35岁那年,柏琴因生产苯胺紫这种染料,已经是殷富不羁、优游有余了。他不愿意继续经营染料业,而当时德国染料工业对英国的竞争又方兴未艾,而要增强英国化学工业的竞争力,就必须加强基础研究,于是柏琴决定卖掉他的工厂,重新回到他从内心喜爱的化学研究事业上来。

重回化学界以后,柏琴在探讨化学未知世界方面游刃有余。他参加了合成各种不同的碳原子化合物的综合法的重大研究,目的是要设计出全新的化合物生产流程。在化工生产第一线的经历,使他在研究此类问题时,有着别人不可企及的优势。他发现了一种以他的名字命名的化学反应,叫做柏琴反应。

乔治·威斯汀豪斯

乔治·威斯汀豪斯,美国大发明家,一生有多项发明,在美国发明史上的地位仅次于爱迪生。

1846年10月6日,威斯汀豪斯出生于美国纽约州布里奇农村的一个小工匠家庭。父亲是一个农具制造商,威斯汀豪斯受家庭的影响,从小就接触有关器具,并渐渐对它们产生了兴趣。他经常对一些机械器具进行研究,并逐渐产生了对其中一些机械进行改进的念头。而且他发现自己似乎有这方面的天赋,这极大地增强了他的自信。

1861年,美国南北战争全面爆发。年仅15岁的威斯汀豪斯也参加了这场战争,在海军中服役。服役期满后,他脱下军装,进入大学学习。大学毕业以后,他进入了铁路系统,从事铁路机械方面的研制工作。在这样的部门中工作,他如鱼得水,深得领导赏识。

有一天,威斯汀豪斯在列车上工作,窗外优美的风景深深地吸引了他,使他不时地忙里偷闲来观看窗外的风景。突然,他发现在火车前不远的道口处停着一辆载人马车。他一下子跳了起来,大喊着让马车夫把马车赶走,要司机赶快停车。马车夫望着急驰而来的火车,吓呆了,怔在原地一动不动。火车司机倒是立即拉响了汽笛,命令制动员们紧急制动。制动员们虽然竭尽全力搬下了闸门,但火车的速度似乎并没有降低多少,随着“轰”的一声巨响,惨祸发生了。威斯汀豪斯痛苦地闭上了自己的双眼。

下班之后,威斯汀豪斯找到了有关人员,谈及今天的车祸。车祸的悲惨场面深深刺痛了威斯汀豪斯的心,他想知道为什么命令效果这么不明显。有关负责人告诉他,问题主要出在制动系统上。人们在设计火车的制动系统时,为它的每一节车厢都安装了一个单独的机械制动器。在需要停车时,司机用汽笛发出信号,每一节车厢的制动员必须依靠人力搬动机械闸进行制动。由于是人工操作,各人对信号反应快慢不一,加上体力也不同,搬闸步骤很难一致,在火车的巨大惯性下效果自然不明显。得知事情的根本原因以后,威斯汀豪斯决心对这方面进行研究,通过自己的努力解决火车制动这一难题,从而减少惨剧的发生。

经过思考和研究,威斯汀豪斯认为,基本的制动器以车厢为单位,每个车厢的制动员听到汽笛声后独立操作,难免反应速度不一,而且由于人的体力有限,这就造成了刹车不力。因此,要发明一种新型制动器,就必须抛弃这种分离的制动方式,而采用连动方式,让火车司机一个人独立操作。这样,遇到紧急情况,司机就能迅速作出反应。

而要采用连动方式,就必须有强大的动力,威斯汀豪斯首先想到了蒸汽。他想,既然蒸汽可以带动火车奔跑,它当然也应该能够带动车闸的移动。于是他按照这一设想进行研制,不久就设计出一台蒸气制动器。这台蒸汽制动器的按钮设在司机座位旁边,一旦出现紧急情况,需要刹车,司机按动按钮,蒸汽进入与多节车厢相连的管道,把闸瓦压向车轴,车轴被闸瓦抱紧,不能转动,列车也就停了下来。

威斯汀豪斯将这一制动器在一列火车上进行了试验,结果却大大出乎他的意料:制动器完全没有制动效果。这是为什么呢?威斯汀豪斯疑惑了,因为这一方法在理论上是可行的呀!后来他才明白,蒸汽遇冷就要凝结,当蒸汽通过长长的管道到达各节车厢时,大部分都已凝结成了水,当然也就不可能推动闸瓦的移动了。

找到问题的症结后,威斯汀豪斯十分高兴,但怎样才能使蒸汽不凝结呢?这时他还是未能逃脱蒸汽制动的圈子,一种又一种的解决方法都以失败而告终。他陷入了困境之中。有一天,他从朋友那里拿来一份报纸,一则看起来十分不起眼的消息吸引了他。消息上说,法国在开凿蒙塞尼山的隧道时,所用的凿岩机是用压缩空气带动的。看了这则消息,他茅塞顿开。对呀,为什么不用压缩空气呢?既然压缩空气能够带动凿岩机工作,它就应该也能够带动火车制动器工作,而且压缩空气不存在冷凝问题。威斯汀豪斯为自己这个天才的设想而高兴,禁锢已久的心田似乎找到了开启的钥匙。

有了天才的设想,威斯汀豪斯立刻就想把它变为现实。经过反复的实验和不断的改进,一台空气制动器终于制成了。实验表明,这种空气制动器是完全可行的,而且效果非常好。

1869年,年仅23岁的威斯汀豪斯获得了空气制动器的专利权。此后,他又不断进行改进,使其性能更加完善。直到今天,他的这项发明还在成千上万的机车上使用呢!

威斯汀豪斯的另外一大功绩是进行了交流电输电实验的研究。在他的努力下,交流电系统代替了直流电系统,从而使电能够输送到更远的地方。

1914年3月12日,威斯汀豪斯在纽约去世,享年68岁。人们对于他的伟大功绩永远不会忘记,直至今日,美国伟人纪念馆内还高悬着他的画像呢!

亚历山大·贝尔

亚历山大·贝尔,电话的发明者,为世界电信事业的发展做出了巨大的贡献。

1847年3月3日,贝尔出生于苏格兰的爱丁堡。父亲和祖父都是著名的语音学家,他们在聋哑人中间工作过很多年,对人体发声器官的构造、功能和人们的听觉特点都有很深入的研究。贝尔的父亲还创造出一套借助手势、口型来表达思想感情的“哑语”,给聋哑人带来了很大的方便。父亲也因此在语音学界很有名气。贝尔从小生活在这样的家庭环境里,自然对语音学方面的知识不会陌生。父亲希望他能够继承父业。长大后,贝尔进入爱丁堡大学攻读语音学。1867年大学毕业以后,贝尔又进入伦敦大学深造,继续攻读语音学。

毕业以后,贝尔接受英国波士顿大学的聘请,来到大西洋彼岸,成了一名语音学教授。父亲这时已经是一位有很高知名度的语音问题专家。父子两人后来在波士顿开办了一所聋哑学校,一边帮助聋哑人克服不能说话的困难,一边研究、试验助听器。他们最大的愿望就是帮助聋哑人过上正常人的生活。

贝尔在自己家中成立了一个小型实验室,研究语音方面的问题。他想发明一种聋哑人用的“可视语言”。他的初步设想是在纸上复制出语音声波的振动,从而让聋哑人从波形曲线看出“话”来。试验最后没有成功。但他在试验中却发现了一个有趣的现象:在电流接通和截止的时候,螺旋线圈有噪声发出,就好像发送莫尔斯电码的“滴答”声一样。

这是怎么回事呢?虽然这是一个很小的细节,但贝尔没有放过它,他想弄清这到底是怎么回事。他又重复试验了许多次,结果都一样。一个大胆的设想在贝尔的脑海中出现了:如果能够使电流强度的变化模拟出声波的变化,那么不就可以用电流传送语音了吗?

这是一个大胆的天才设想。当贝尔把自己的想法告诉自己身边几个懂电学知识的朋友时,他们用的差不多是同一个词:异想天开。贝尔没有泄气,他决定去找电学专家请教,以求证这种想法的可行性。他来到了华盛顿,向大物理学家约瑟夫·亨利请教。

亨利是美国电学界一位很杰出的人物,晚年曾担任美国史密森学会首任会长,还曾经与法拉第相互独立地发现了电磁感应现象。贝尔去拜望他时,他已经是73岁的高龄了。

听了贝尔的叙述后,亨利微微点了点头,沉思了一会儿,然后问:“那么你现在准备怎么办呢?”

贝尔略显紧张地答道:“我现在也拿不定主意,我不知道这个设想是否真的可行。也许我可以把自己的设想发表,让别的科学家去完成。先生,你说我该怎么办呢?”贝尔的本意就是来听取亨利的意见的,自然不放过这个向亨利当面求教的机会。

片刻之后,亨利回答说:“贝尔,你有这样一个伟大的设想,为什么要放过它呢?自己干吧!你一定能实现它。”“可是,先生,我不懂电学,在制作方面会存在许多困难。”贝尔迟疑地回答道。

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