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第19章 智读科学家学以致用创造发明(5)

当年,年轻的洛克菲勒初入石油公司工作时,既没有学历,又没有技术,因此被分配去检查石油罐盖有没有自动焊接好,这是整个公司中最简单、最枯燥的一个工序,人们戏称连三岁的孩子都能做。每天,洛克菲勒看着焊接剂自动滴下,沿着罐盖转一圈,再看着焊接好的罐盖被传送带移走。

半个月后,洛克菲勒终于对这个枯燥乏味的工作忍无可忍了,他找到主管,申请改换其他工种,但被回绝了。无计可施的洛克菲勒只好重新回到焊接机旁。既然改换不了工作,那就只能调整自己的心态,洛克菲勒暗暗要求自己:"换不到更好的工作,那就把这个不好的工作做得更好些吧!"洛克菲勒开始认真观察罐盖的焊接质量,并仔细研究焊接剂的滴速与滴量。他发现,当时每焊接好一个罐盖,焊接剂要滴落39滴,而经过周密计算,结果实际只要38滴焊接剂就可以将罐盖完全焊接好。

经过反复测试、实验,最后,洛克菲勒终于研制出"38滴型"焊接机,这就是说,用这种焊接机,焊接每只罐盖比原先节约了一滴焊接剂。

可是,就这一滴焊接剂,一年下来却为公司节约了5亿美元的开支。

年轻的洛克菲勒就此迈出日后走向成功的第一步,直到成为世界石油大王。

热爱冒险的科学家

洪堡德是近代气候学、自然地理学、植物地理学和地球物理学的创始人之一。现代地理学的基本原理,是由洪堡德首先创立的,他使自然地理学作为一门科学,在自然科学领域中占据了它应有的地位。洪堡德对植物的分布与气候及地理环境的关系,进行了广泛考察与深入的研究,并提出了关于植物生态学的理论。洪堡德首先提出了等温线的概念。

他对生物学和地质学也有很深的造诣。在科学界享有极高的声誉,被当时的人们尊为"现代科学之父"。

1800年2月初,洪堡德和好友邦普朗离开加拉加斯,开始了他们在南美洲内陆的旅行考察。

在热带雨林里,高大多层的乔木、茂密而矮小的灌木、铺满地面的草本植物以及缠绕于乔木茎干上的藤蔓,简直交织成一片绿色的屏障,要在这种地方行进,那是十分困难的。但是,对洪堡德来说,这种地方却正是观察热带雨林景象和探索大自然奥秘的最理想地区。

洪堡德到这里来并不是为了好奇,他的目的是进行科学考察,他准备写一本"有关科学而不是有关个人"的游记。

他们在密林中穿行,留心观察周围的一切事物。他们看到许多在欧洲从来没有见过的奇异植物,隐匿于密林中的凶猛野兽也时刻准备袭击闯进这块处女地的不速之客。有一次,一只美洲虎就在他们身后跟了好长时间。河岸边的沙滩上,还可以见到一群群张着大嘴晒太阳的鳄鱼。夜晚,他们就在森林中过夜,在露营处的周围燃起火,驱走毒蛇猛兽。

在密林中旅行,河流是最畅通的道路,在蜿蜒穿流于丛林中的水道上航行,比起在密林中徒步或骑马行进要顺当得多。在洪堡德的旅程中,就有很长一段是在航船上度过的。

他们乘坐独木舟或一种独特的小船,这种小船是印第安人用树皮制作的,船身很小,船尾还有一个用树枝和树叶搭盖的小舱。如果躺在船板上,舱顶只能遮住人的半截身体,下雨时下半身就要被雨水淋湿。所以,要是赶上下雨,在这种小船上可真够受罪的。

在热带丛林中的河流上航行,也是很不安全的。在很宽的河面中,经常有大的风浪;在河面狭窄的地段,水流又十分湍急,行船会更加艰难,随时都有覆舟溺水的危险。河两岸都是阴森森的密林,河中鳄鱼出没,水面上蚊子成群。

旅途中虽然充满了困难和危险,洪堡德却感到很快活。在整个旅行过程中,他一刻也没有停止过自己的工作。他们沿途搜集各种植物标本,并把一些奇异的动物和鸟类弄到船上,使小船载满了各式各样的奇怪"乘客"。当暴风雨即将来临的时候,在这些"乘客"中就会引起一阵骚动:鸟发出惊人的狂叫;巨嘴鸟拼命要冲出鸟笼,以便追捕在暴风雨来临前跳出水面的鱼儿;小猴子却一个劲地往人们衣服底下钻,想找个逃避风雨袭击的"避难所"。

1800年4月的一天,当他们正在河上航行的时候,一场暴风雨突然来临。狂风呼啸,大雨倾盆,乌云低低地压在头顶,宽阔的河面上顿时浪涛滚滚。小船在波浪间上下颠簸,船舱中的印第安人向导和船工,认定小船很快就会沉下去,都纷纷跳下船向河岸游去。船上只剩下洪堡德和邦普朗两个人,风浪越来越大,情况十分危急。

邦普朗对洪堡德说:"小船随时有可能翻沉,我们也赶紧游上岸去吧。"洪堡德看了看自己的同伴,坚定地摇了摇头:"不成!船上有我们的全部考察资料和标本,我们一走,这凝聚着我们心血的成果就会全部毁弃,付之流水。"河水已经爬上船舷,风也越来越大,一场船覆人亡的惨剧眼看就要发生。邦普朗望着自己旅伴那坚毅而有些忧虑的脸,焦急不安地说:"我不能让你在这只危险的船上再待下去,我背你游到岸上去。"洪堡德被邦普朗的深情厚谊所深深感动,他感激地握着邦普朗的手说:"谢谢你!不过我不能拖累你,这样大的风浪,背着我,你也会游不动的。"他又指着隐没在雨幕后面的黑黝黝的森林对同伴说:"离开船就没有危险吗?你看,那河边的鳄鱼、密林中的猛兽也在盯着我们呢。船不能丢,资料也不能丧失,我不能离开这条船。"邦普朗被雨水淋湿的脸上又流淌着激动的泪水,他对洪堡德说:"既然这样,不管有什么危险我也和你一同呆在船上。"风雨飘摇的小舟上,这一对志同道合的好友紧紧地挨在一起。

奥斯特瓦尔德制作烟花

德国著名的物理化学家奥斯特瓦尔德是物理化学这一学科的创始人。

奥斯特瓦尔德10岁时,父亲把他送入一所新型的中学。这所学校的学制为5年。头一年开始学俄语,依次还要学法语、拉丁语,还开设了数学、物理、化学等自然科学课程,不过化学要到第5学期才开始讲授。最后一年还容许学习大学的一些教学内容。学校里配备最优秀的教师,实行的是感化教育和启发教学。因此,父亲的这一果断决定对奥斯特瓦尔德未来的全面发展具有决定性的意义。他的创造天性和广泛志趣不仅未受到压抑,而且还培养了他未来作为科学家和组织者的素质和才干。

在实科中学,奥斯特瓦尔德头一年还是一个十分顺从的听话的学生,各科成绩均名列前茅。后来,由于阅读形形色色的书刊,在他的眼前展现出一个五彩斑斓的世界。他在精神上逐步独立起来,开始比较自觉地、有意识地选择自己的发展和成长道路。

11岁时,他偶尔看到一本制作烟花的书,著者是韦伯斯基。书中提到的化学药品除惯用名和学名外,还标注了化学式。奥斯特瓦尔德向老师询问化学式的意义,老师只是告诉他,到五年级时就会明白的。就这样,他只好在无人指导的情况下自己动手摸索,设法制作烟花。父母对他的举动都很支持。

母亲把省下的零用钱全交给他,用于购买硝石、硫黄、锑等化学药品,还把厨房的研钵、筛子、器皿让给他用,父亲明知在木工铺里制作烟花有危险,还是把地下室的一间屋子腾了出来,供他进行实验。即使这样,他还是没有足够的钱去购买用于制取浓硝酸的曲颈瓶、玻璃管等器具。奥斯特瓦尔德一方面利用冬休到建筑工地干零活挣钱,一方面作贴花画筹措铜币。在备足了起码的药品和仪器后,他按照书中的说明和图示精心操作、反复试验,终于成功地制出了他渴望已久的烟花。望着五彩缤纷的焰火冲向夜空,奥斯特瓦尔德真是喜出望外。

烟花试制成功后,奥斯特瓦尔德又认真地考虑了制作真正的火箭的可能性。在犹豫了一段时间后,他作了真诚的尝试,并在小朋友的帮助下最终完成了这项工作。在什么地方发射它呢?他们决定在厨房的烟筒道里发射火箭,在这里不会有什么破坏。火箭终于发射成功,这一胜利鼓舞了他们,他们几乎以工场的规模开始生产烟花爆竹了。

试制烟花这一件事,在奥斯特瓦尔德的一生中的确是具有决定性的。通过制作烟花,增强了他对化学的兴趣,为他打下了化学训练的基础。美丽的焰火点燃了他满腔的热情,打开了他心灵的窗户,照亮了他人生前进的道路。

推动人类通信进步的莫尔斯

1832年10月2日傍晚,行驶在大西洋中的"萨利号"邮轮上,正在进行一场极常见的小小的魔术表演。谁会想到,这次纯粹为了排解旅途烦闷的小把戏,不仅改变了一个人的半生命运,而且还掀动了人类通信进步的契机!

表演者是个叫杰克逊的医生。他在桌子上放了一块马蹄形的铁块,上面密密麻麻地缠着绝缘铜丝,旁边放着电池和铁钉。铜丝一通电,那马蹄铁仿佛有了一股无形的力量,把铁钉牢牢吸住;电源一切断,铁钉立即从马蹄铁上掉下来,那股无形的力量马上消失了。

杰克逊望着惊奇不已的观众,解释说:"这就是电流的磁效应。当电流通过线圈,电就转化为磁,马蹄铁就产生了磁性,所以吸引了铁片……现在,电的应用时代已经到了。电的力量很大,传递速度很快,它能够传递信息……""用电来传递信息,这真是个绝妙的主意,杰克逊先生,是否有人把它变成了现实?"问话的是一位享誉美国画坛的名画家,41岁的莫尔斯。

杰克逊一耸双肩,遗憾地回答:"没有。""噢,"莫尔斯不由得心中一亮,一个伟大的想法产生了:"我为什么不去试一试呢?这又有什么难的?我一定能成功。"回到美国后,莫尔斯丢开了画笔,全身心投入到电报的研制中。他的画室变成了实验室:画架上摆满了电线、电池,地上铺满了各种铁匠和木工的工具。

莫尔斯研制电报机的消息不胫而走,人们对此议论纷纷。

有的惊疑:"你已经40多岁了,还改行?"有的则为他惋惜:"这么有名气、有造诣的艺术家,竟然放弃自己的光明前程,丢下画笔,胡思乱想搞什么发明!"莫尔斯对人们的议论一笑了之,专心致志地做实验。

3年时间过去了,莫尔斯的积蓄花光了,吃饭和实验都成了问题。莫尔斯没有其他路可走,只好重操旧业,到纽约大学当美术教授,白天上课,晚上研究电报。

研究到第五个年头,一天,莫尔斯接通电流后,望着啪啪作响的电火花,陷入了沉思。突然灵感来了:电火花是一种信号,没有电火花也是一种信号,没有电火花的时间间隔长短,这又是一种信号。三种信号有各种不同的组合,每一种组合代表一个数字或一个字母。这样只要用一根电线,通过接通或切断电流,就可以把信息传到另一端。

莫尔斯为自己这个天才想象激动得不能自制,他终于解决了如何用电信号表示数字和字母这一关键问题。按照这个设想,他很快编出了世界上第一本电报电码,即后来人们所称的使用至今的"莫尔斯电码"。

发明电报编码后,莫尔斯一鼓作气,根据这个编码开始设计和制作电报机。

1837年9月4日,莫尔斯终于制造出世界上第一台电磁式电报机,它能在500米范围内有效工作。

发明成功了。但由于通信距离短,没有企业家肯投资。

莫尔斯没有灰心,他深信电报总有一天会占领市场,于是,他忍痛卖掉了自己身边唯一值钱的东西——几幅祖传的珍藏了多年的名画,作为继续试验的费用。

1841年,莫尔斯在威尔父子的协助下,改进了发报和接收装置,在传播线路上添加了一种能起接力作用的继电器,解决了电流逐渐减弱的问题。可供实用的有线电报机终于诞生了。

莫尔斯和威尔带着改进后的发明,来到华盛顿,向国会提出建立一条华盛顿至巴尔的摩之间的实验电报线路的议案,要求拨款3万美元。

莫尔斯的议案受到很多议员的嘲笑。有的议员说:"把钱投在一个充满幻想、不着边际的计划中,这是白白浪费纳税人的金钱,不如给钱让莫尔斯建造一条通往月球的线路。"有的议员说:"我们不需要电报,永远也不需要,有驿站马车和夏普通信机就足够了。"为了说服这些议员,他们到国会作表演,回答议员们的问题。议员们眼见为实,一些议员开始赞成了。

国会对议案展开了几次激烈的辩论,最后热衷于马车和夏普机的保守派占了上风,议案未获通过。

莫尔斯和威尔伤心极了。威尔只好回到父亲的工厂里,莫尔斯则跑到欧洲去推销,结果是处处碰壁,狼狈而回。

此时,莫尔斯已51岁了。他贫病交加,一贫如洗。为了活下去,他重新拿起画笔。可是,由于长久不动笔,画技大不如以前,他画的画无人问津。

莫尔斯在饥饿线中挣扎着,呻吟着。

后来在科学舆论的压力下,有关电报实验线路的议案又被重新提交国会讨论。

1843年3月3日晚上,美国国会再次讨论莫尔斯的方案。原计划8点钟付诸表决,结果,国会一直争论到深夜12点,互不相让,最后表决,才以微弱多数通过莫尔斯的方案。

1844年5月24日,莫尔斯心情激动地坐在华盛顿国会大厦联邦最高法庭会议厅中,右手紧握电键,当着众人的面,向40英里外的巴尔的摩发出了历史上第一份长途电报:"上帝创造了何等的奇迹。"电报终于诞生了。莫尔斯艰苦奋斗了12个春秋,终于将他的思想变成了现实,他胜利了。

地中海为什么是蓝色的

有成就的人往往喜欢思考,经常问"为什么",而且对别人提出的问题也非常关注。

1921年,印度科学家拉曼在英国皇家学会上作了声学与光学的研究报告,取道地中海乘船回国。甲板上漫步的人群中,一对印度母子的对话引起了拉曼的注意。

"妈妈,这个大海叫什么名字?""地中海!""为什么叫地中海?""因为它夹在欧亚大陆和非洲大陆之间。""那它为什么是蓝色的?"年轻的母亲一时语塞,求助的目光正好遇上了在一旁饶有兴味倾听他们谈话的拉曼。拉曼告诉男孩:"海水所以呈蓝色,是因为它反射了天空的颜色。"在此之前,几乎所有的人都认可这一解释。它出自英国物理学家瑞利勋爵,这位以发现惰性气体而闻名于世的大科学家,曾用太阳光被大气分子散射的理论解释过天空的颜色。并由此推断,海水的蓝色是反射了天空的颜色所致。

但不知为什么,在告别了那一对母子之后,拉曼总对自己的解释心存疑惑,那个充满好奇心的稚童,那双求知的大眼睛,那些源源不断涌现出来的"为什么",使拉曼深感愧疚。作为一名训练有素的科学家,他发现自己在不知不觉中丧失了男孩那种到所有的"已知"中去追求"未知"的好奇心,不禁为之一震!

拉曼回到加尔各答后,立即着手研究海水为什么是蓝的,发现瑞利的解释实验证据不足,令人难以信服,决心重新进行研究。

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