书城科普读物108影响人类的伟大发明
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第5章 发明2(1)

今天没有什么服饰可以像牛仔裤这样风靡年轻人的世界,它的存在意味着青春,意味着时尚;它当初的出现却意味着艰苦,意味着实际。对今天的人们来说它实在是——与时尚无关的时尚宠儿——今非昔比牛仔裤牛仔裤的最初顾客是矿工。19世纪中叶,美国西部掀起了一股淘金热,一时吸引了成千上万梦想发财致富的年轻人。欧洲人纷纷奔走相告,呼朋引伴,成群结队地离开家乡,涌向西部地区去圆他们的“富翁”梦。

在德国,一个名叫李维·施特劳斯的小伙子,由于家境穷困,辍学在家,帮助父亲经营小杂货店。但是,因为他所在的地方杂货店开得太多,生意很是清淡,施特劳斯一家过得并不怎么好。当施特劳斯听说美国西部发现金矿的消息后,便告别父母怀揣盘缠踏上了迢迢征途。到达西部后,施特劳斯看到的情景却令他大为沮丧。原来,蜂拥而至的淘金者已经多如牛毛,由于有限的金矿早已人满为患,因此,四处都是闲着晃荡的人。

施特劳斯面对这种情况很快有了办法。他变卖了母亲让他随身携带以备应急的钻戒,在金矿和牧场附近开了一家小杂货店。施特劳斯很快赚了一些钱。

接下来,施特劳斯看到淘金者和牛仔们总是特别费裤子,一条新裤子穿上身,要不了多少日子就会破烂不堪。于是,他决定使用杂货店赚来的钱开一家服装加工店,专门生产结实耐用的衣服,顺便再生产一些矿上需要的帐篷,或许能挣钱。

果不其然,开张后的服装加工店由于质好价廉生意十分红火,很受矿工和牛仔们的青睐。有一次,裤子卖完了,布料也用光了,仍然有许多顾客要求一两天就能拿到裤子,这可使施特劳斯犯了愁。急中生智,他用做帐篷的棕色帆布赶制了一批裤子,为了节省布料,裤子的裆部做得较短,裤脚也很窄小。想不到临时凑合出来的裤子却大为畅销,这使忐忑不安的小伙子受到鼓舞,又购进了大批的帆布,制作出了各种大小不一的裤子,生意仍然很好。于是,越做越大的施特劳斯干脆关上杂货店的门,专门开了一家牛仔衣公司,并根据城里人的穿衣特点,对牛仔裤作了一些改进,譬如放低腰身,搭配金属纽扣,以弧形针法为主,采用结实耐用的粗线缝合衣缝等等,并用帆布做成了紧身上装。此后,牛仔裤连同上装就成为流行时尚。

今天,李维的牛仔裤依然风行全世界,1976年,美国华盛顿特区的斯密生博物馆,甚至将一件李维牛仔裤当做美国文化传统的代表,列为馆藏。

牛仔裤的英文名称为“jeans”,这个字发源于Genoese,也就是“来自意大利热那亚(Genoa)”的意思。由于15世纪末叶,水手们习惯穿一种热那亚制造的斜纹棉布织成的裤子,他们便称它为“genes”,而牛仔裤“jeans”即取其发音相同的缘故。

美国人平均每年花70亿美元购买牛仔裤。美国的牛仔裤,21%为“李维牌”。全世界的牛仔裤总销售量为4.25亿件。

1986年美国著名的《科学世界》杂志,根据读者推荐,选出了20世纪对人类生活影响最大的十大发明,排在飞机、火箭、电视、冰箱等大家伙之前的就是它——不可忽视的小玩意——拉链的发明到发现拉链的发明是在1890年前后,那时有个名叫惠特科姆·贾德森的美国工程师,对当时用缝纫方法制成的生活用品有一种感觉——使用时总有某些不便。例如,手提包、口袋等物,除了用绳、带扎外,就是用扣子封口,既麻烦又不美观。有一次,贾德森带着事先买好的生日礼物去看望他的大表姐。快下火车时,车门口比较拥挤,一位上了年纪的妇女不慎跌倒,胳膊肘压在她携带的一个鼓胀的布袋上,按扣封住的袋口被胀开,里面装的大米撒了一地。贾德森放下自己的手提包,去搀扶那个老太太。当他回过头拿起自己的提包时,发现轻了一些,并且有一段未封严的包口张大了。打开一看,里面的一盒生日礼物不见了。

这件意外事情的发生,给贾德森以很大刺激。他认为老太太那袋大米的撒出以及他那盒生日礼物的丢失,都是由于布包或布袋封闭不严所造成。因此他决心搞出一个可以把对接缝严实封闭并且开合方便的闭锁装置。然而,这种装置并不是一想就能想出来的,贾德森冥思苦想了很久,也没想出个头绪来。

有一天,贾德森看见一个木匠正在做一个木箱,木匠用带有间齿的两块木板拼接箱子缝,他对这一举动进行了认真的观察与思考,进而想到:在布袋或包的开口部采用类似这样的间隔齿装置,一定能把开口部位封锁严实。可问题是:怎样的结构才能使它开合自如呢?

这个悬而未决的难题成了他的一块“心病”。直到有一天,他到一家铁匠铺准备购买一个饭勺。

这家店铺的铁勺子吊挂得整齐巧妙:一根被支架在水平位置的钢筋棍上吊挂着上下两行,上面的一行是由钢筋棍直接穿过勺柄孔,而下面的一行是勺柄朝下,通过勺部“咬合”在一起的。贾德森选中了下行左起第五把铁勺,他使劲朝下拽,却是拽不下来,看来咬合得很紧。后来,铁匠师傅告诉他,把左边的四把勺子向外扒开。果然,他需要的那把就轻而易举地取下来了。

买饭勺给他带来了意外的收获,那种紧紧咬合在一起的两行铁勺成了他设想中的“拉链”的雏形。以后,他就根据这种咬合原理设计出了拉链装置。如果仔细观察你会发现,现在的拉链齿除了采用等距离间隔排列以外,它们齿形有个特点,即一面凹下,一面凸起,宛如一个微型饭勺。这两排齿在一个滑动链的作用下开合。这个滑动链前头宽,后头窄;当它向前滑动时,窄的一端压迫两边的齿,使两相邻的齿的凸凹部密合到一起,闭锁得很严密。向后滑动时,它的前端的挡头迫使两边的链齿张开一个角度,拉链就逐步被打开了。

在现代人看来,拉链的结构简单得很。然而,当年的贾德森在煞费苦心地想出凸凹齿错合原理,并设计出这种开合构造后,在制作过程中又遇到了重重困难。1893年,贾德森在完成这项发明后申请了专利,并与沃尔特律师合建一个公司进行拉链生产。12年后,这个公司的拉链制造机才开始运转,制出的产品很粗糙。据说,早期的拉链经常在不恰当的时间和地点松开,让人难堪。

直到1913年,瑞典人桑巴克对贾德森的发明产生了兴趣。他意识到“可移动的扣子”若能克服缺点,其用途将不可限量。他对贾德森的发明进行改革,制出的拉链才逐渐使用户感到满意。1924年,美国固定公司从桑巴克处买得专利,将它投入生产,并在商品交易会上当场表演。新的可移动扣子引起了人们的很大兴趣。大家看到它使用起来十分方便牢靠,都很赞赏。根据它开合时发出的摩擦声,固定公司为它起了个形象的名字,叫做“ZIPPER”,也就是拉链。

拉链很快在世界上流行起来,从最初只用在雨靴上,一直发展到鞋、帽、服装、书包、枕套、沙发垫、公文包、笔记本……众多物品都用上了拉链。拉链已不再局限于服装鞋帽业,在人类生活的众多方面都可以看到它的身影。

正如有人曾在相声中调侃的那样,拉链被应用到了外科手术上。以前,病人胰脏开刀以后常会大量出血,因而必须在腹部反复开刀、缝合,以便更换纱布。这种方法使病人痛苦不堪。美国外科医生史栋把普通裙子上用的7英寸拉链缝在伤口上,换一次纱布只要5分钟,不需要反复开刀了,病人痛苦减少了,治愈率也更高了。

“拉链式香肠保鲜技术”也是一项应用拉链的新发明。为了保持香肠的鲜度,外面的套膜要厚,但厚的套膜难切开。为此,德国柏林大学的科学家将拉链便于“开、合”的技术移植到香肠上,提高了香肠鲜度,延长了保鲜期。

生活中常常遭遇意想不到的小状况,对普通人来说可能是麻烦,对爱动脑筋的人来说却是大显身手的好契机——来自蓟花的启示——免扣带的来历免扣带,又名尼龙搭扣,它是一种在服装、鞋、帽、拎包等许多物品上广泛应用的附件。人们喜欢用它,是因为它一粘即牢,一扯即开,使用起来十分方便。说来它可还是瑞士工程师乔治·德梅斯特拉尔上山打猎时的意外收获。那是1948年秋季的一天,德梅斯特拉尔上山打猎。在追捕猎物时,他多次穿行于荆棘草丛之间。回来后,他发现衣服上粘着大量蓟花,用笤帚掸除也无法彻底清除,只好用手摘。可是用手摘也很费劲,因为它粘得很牢。这种能牢牢附在布衣上的植物花使他产生了浓厚的兴趣,莫非这种花有什么特殊结构吗?

德梅斯特拉尔摘取几朵大蓟花放到显微镜下观察,结果他惊讶地发现每朵花上都长有许多很小的钩子。原来正是这些小钩子紧紧地抓住了布料。由此他联想到利用这种细微的钩状结构定能使布与布之间产生一种新的结合方式。如果在布带上置放一些类似大蓟花的小钩子,就能使两条布带互相咬合,用它来代替纽扣、拉链之类的固定装置,密封性可能会更好。

很多事情往往是这样:想到容易做到难。德梅斯特拉尔打猎回来后产生的设想,经过8年的实验与改进,才渐趋完美,终于在1957年制造出定型产品。这种产品是由两条一样宽的尼龙带组成,一条上面织满绒毛圈,看上去是密密麻麻的一片,实际上却是一行行的整齐排列;另一条上面是硬质合成纤维的横行排列,行距较大,乍看上去像一行行的环形套。仔细观察,就会发现这些“环形套”是从一侧断开的,长的部分带有一个弯钩,短的部分呈圆弧状。将这两条带子按合到一起,硬质的小钩就都钩住了毛绒绒的圆圈,变成了一个密封的紧固装置。它结实耐用,轻巧易拉,可以清洗又不易卡住衣服。

这种新颖而又颇为实用的扣合装置,后来被命名为“免扣带”。1957年,德梅斯特拉尔将他的发明在世界许多国家中申请了专利。现在很多地方都可以见到免扣带的身影。

免扣带不仅用于服饰领域,连测量血压时,它都起着举足轻重的角色。甚至汽车、飞机、降落伞、太空装或太空梭上也能见到它的踪迹。

人们佩戴眼镜是为了更清楚地看清实物,可眼镜本身的发明却是一段扑朔迷离的历史,究竟——是阴谋,还是巧合——眼镜背后的历史早在1352年,托马索·达·莫代纳在意大利特雷维索的一座教堂里绘制的一幅湿壁画上就出现了戴一副眼镜专心阅读手稿的老教士。毋庸置疑,这幅肖像至今依然是有史以来最早刻画眼镜的图像形象。实际上,好像眼镜发明后没过多少年,托马索便创作了这幅画,因为14世纪初的一些相关文字资料都提到眼镜是一项新近出现的发明。然而,这项发明究竟由谁完成的问题却一直是科学史上争论不休的话题。到目前为止,这项发明出自意大利人的说法是最合理的。这样说并不意味着这一说法拥有简单或明确的依据。令人奇怪的是,那个眼镜发明于意大利中古时代的故事竟然涉及到一个阴谋。

一个重要的问题是,17世纪的学者们有意搞乱了一个事实。佛罗伦萨的卡呼·罗伯托·达蒂曾就这一问题写过第一份详细的研究报告。报告中,他认为眼镜的发明者是一个名叫斯皮纳的僧侣和科学家,此人卒于公元1313年,生前一直住在比萨。达蒂承认,“眼镜是另外一个人首先发明的”,但又说,这个人“不愿向其他人显露这项发明”。不过,按照达蒂的说法,斯皮纳的确具有聪慧的头脑,“凡是别人说的或者做的,只要让他听到或者看到了”,他就能重新发明出来。因此,无需那位无名发明家的帮助,他也能自己设计出眼镜。

事情本该至此结束——因为世人无不相信,把眼镜架在他们鼻梁上的人无疑是斯皮纳。直到1956年,纽约州城市大学的科学史学家爱德华·罗森在对达蒂的书信和有关资料进行详细研究之后,发表了一份报告,情况从此出现变化。罗森发现,达蒂的信息是由一位名叫费朗西斯科·雷迪的同事提供的。在留存至今的这些书信中,雷迪向达蒂讲述了斯皮纳“发明”眼镜的故事。为了让达蒂相信这个故事,他还特意引用了《比萨多明我会圣凯瑟琳隐修院古代编年史》中的一段话。雷迪在讲述时将引文说成是“不管别人造出什么,只要看到了或听说了,他(斯皮纳)也知道怎么把它做出来”。在核对《编年史》的原文之后,罗森发现雷迪篡改了这段文字,而这段文字本该读做“不管别人造出什么,在亲眼见到之后,他(斯皮纳)也知道怎么把它做出来”。雷迪显然冲淡了这段原文的内在含义——即斯皮纳亲眼“看到了”另一位工匠的制作过程——并且加上了只是听来的东西。后来的达蒂也跟着这样说了。

罗森指出,17世纪的其他学者也参与了将这项功绩归于斯皮纳和贬低那位无名发明家的阴谋。他还发现了隐藏在这一奇特阴谋背后的动机与伽利略的面子有关。因为这些参与其事的学者都是伟大的伽利略的同事或仰慕者。从某种意义上说,伽利略的名声建立在据称由他发明的望远镜上。但是,当时有传言说,伽利略曾见过佛兰芒眼镜制作者约翰·利珀希此前制造的望远镜。而伽利略本人则坚称,他以前只听说过此事,在“对折射理论进行深入研究”后自行解决了其余的问题。他的朋友们都热心地为他进行辩护。1678年雷迪发表了“与发明眼镜有关的信件”一文,声称:

“如果说托钵修会修士亚历山德罗·斯皮纳并不是眼镜的第一个发明者,那他至少也是不借助任何操作说明,全靠自己重新发现眼镜制作方法的人……靠着命运的某种巧合,我们最有名的伽利略也完成了同样的工作。在听说某个佛兰芒人发明了小型长望远镜之后……他在从未见到原物的情况下,运用折射理论,独自制造了一台相似的装置。”正是为了挽回伽利略的面子,人们把独立发明眼镜的功劳算在了斯皮纳的头上,而那位自己的成果被他窃去的无名工匠,其功劳则遭到贬损。但是,被斯皮纳窃取了成果的那位神秘发明者又是谁呢?除斯皮纳外,认识这位发明家的还有其他一些人。而且,从多明我会修士焦尔达诺·达·里瓦尔托于1305年发表的布道词中,人们甚至有可能确定,眼镜是这位发明家在公元1285年前后发明的。

又有许多人声称眼镜是这个或那个人发明的,其中的一些说法简直是有意的恶作剧,而证据则是伪造的。甚至有人把13世纪英格兰博学多识的罗杰·培根等著名科学家列为发明者。然而,罗森却指出,我们大概再也搞不清究竟谁是发明者了。从现有文献上的诸多线索中,我们至多能够看出,发明者并不是斯皮纳那样的修士,而是一位俗人,并且极可能住在比萨。