书城科普读物创造与发明
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第18章 世界历史上的发明家(4)

无线电技术就是利用无线电波传输信息的通信方式。能传输声音、文字、数据和图像等。与有线电通信相比,不需要架设传输线路,不受通信距离限制,机动性好,建立迅速。但它的传输质量不稳定,信号易受干扰或易被截获,保密性差。

自从人类发明了电报和电话后,信息传播的速度不知比以往快了多少倍。电报、电话的出现缩短了各大陆、各国家人民之间的距离感。但是,当初的电报、电话都是靠电流在导线内传输信号的,这使通信受到很大的局限。譬如,要通信首先要有线路,而架设线路受到客观条件的限制。高山、大河、海洋均给线路的建造和维护带来很大的困难。况且,极需要通信联络的海上船舶,以及后来发明的飞机,因它们都是会移动的交通工具,所以是无法用有线方式与地面人们联络。马可尼发明的无线电通讯技术,使通信摆脱了依赖导线的方式,是通信技术上的一次飞跃,也是人类科技史上的一个重要成就。

亨利·贝塞麦——转炉炼钢法的开创者

古老的炼钢技术

炼钢技术,在相当古老的年代就已出现了。公元前15世纪,在亚美尼亚有一种叫做“渗碳法”的炼钢技术。其方法是把熟铁反复加热锤打,使碳素渗入熟铁表面。这种原始的炼钢技术一直被人们应用到18世纪。

这种古老的炼钢技术,曾经制造出锋利惊人的名剑宝刀。但由于这种“千锤百炼”的办法太费功夫,炼出来的钢铁数量有限,难以满足产业发展对大量钢铁的需要。

坩埚炼钢技术

1740年,英国的哈尔曼在印度古老的“坩锅”炼钢法的基础上,发明了一套现代的炼钢技术。他把生铁、碎玻璃和木炭盛在坩锅里,放在反射炉里从上加热,这样,生铁就可以熔化成钢而沉在坩锅底部,然后把它倒入模型里,冷后用来制造工具或武器。但这种炼钢法的产量仍然太小,一次最多只能炼几十公斤钢。

贝塞麦与转炉炼钢法

而真正发明现代炼钢技术的是英国人贝塞麦。贝塞麦生于英国的查尔顿,他的父亲是法国人,一生从事发明研究。贝塞麦在父亲的影响下,从小就喜欢搞发明。他在18岁时就因发明了邮票印刷机而闻名于世。

到1854年,英、法、土联军在近东和俄国展开了一场激战,即所谓克里米亚战争。贝塞麦在此期间发明了来复线,使大炮射程更远,打得更准。但由于当时制造大炮的钢铁质量低劣,致使发射中常因炮管破裂而影响发射。贝塞麦按照英国军事当局的指令,要研制坚固耐用的大炮,而解决这一问题的关键是炼出高质量的钢。为解决这一难题,他开始钻研冶金技术。他查遍了所有图书馆有关冶金技术方面的大量资料,考察了英格兰的炼铁厂,并创建了冶炼实验工厂。一天,贝塞麦正在实验工厂炼铁,他用鼓风箱往坩锅里吹风,偶然发现一块铁片粘在坩锅边上。当他取下这块铁片细看时,发现这是一块炼成了的钢。贝塞麦十分兴奋,决心揭开铁片变钢的奥秘。经过多次试验研究,终于弄清了原因:由于吹进了氧气,才使生铁中的碳大多被氧化而变成了钢。于是,他设计了一个从坩锅底部吹进大量氧气的方法。这样,一种新式转炉诞生了。

这种转炉是一个罐形装置,架在转体上可以侧倾装料和卸钢。铁水倒入转炉,同时加入其他物料以清除杂质,然后强烈的热风通过炉底吹入。空气中的氧首先与铁生成氧化亚铁,氧化亚铁再把生铁中的锰硅等杂质氧化除去,再与生铁中的碳化合,生成二氧化碳从上边排出。

1855年7月的一天,贝塞麦用一根陶土制成的管往坩锅的铁水进行吹风试验时,突然从坩锅口飞出雨点般的火花,一刻钟之后,火花不见了,而火焰则由红变白,再变弱,最后完全消失了。贝塞麦迅速取出样品进行化验分析,证实这炼出来的确实是纯钢。以往要用几个星期才能炼成的钢,贝塞麦只用了十几分钟就完成了。1855年8月,贝塞麦在英国公开发表了他只用15分钟炼成纯钢的新技术。

转炉炼钢法的改进

贝塞麦发明的转炉只需十几分钟就可以炼出10吨以上的钢,这样能为建筑材料、机床及枪炮等大型武器的制造提供足够的原料。转炉炼钢法出现后,人们对它的改进仍在继续进行。1877年,英国人托马斯用碱性耐火材料给转炉加上了碱性内衬,使过去容易被磷腐蚀的转炉性能得到大幅度提高。

第二次世界大战后,1952年,奥地利的林茨公司和德纳威茨公司合作,研究出了氧气顶吹转炉炼钢法。这种转炉是从上部用高速喷嘴向炉里吹氧气,而不是从底部吹氧气,这样就扩大了炉子的容量,也提高了产品质量。目前现代化钢厂大都使用这种转炉。

爱迪生——1000多种发明的拥有者

爱迪生的童年

爱迪生诞生于1847年一个风雪之夜,出生后没多久,他爸爸就把他抱到街上去向别人夸耀,大家都叫他阿尔。小时候的爱迪生很爱发问,常常问一些奇怪的问题,让人觉得很烦,家人也好,路上的行人也好,都是他发问的对象,如果他对于大人的答复感到不满时就会亲自去实验。例如,有一次阿尔看到了一只母鸡在孵蛋,他就问妈妈为什么母鸡总是成天坐在那里呢?妈妈就告诉他母鸡在孵蛋,阿尔便想如果母鸡可以那我也一定可以,过了几天爸爸妈妈发现阿尔一直蹲在木料房里,不知道在做什么,当家人发现阿尔在孵蛋的时候每个人都捧腹大笑了起来。

8岁的时候阿尔去上小学了,可是他只上3个月的课就退学了,阿尔在上课的时候,妈妈常被叫到学校去跟老师说话,这是因为阿尔常常提出一些老师认为很奇怪的问题,老师认为他是一个低能儿童,于是妈妈就决定自己来教导阿尔,并决心把阿尔教成一位伟大的天才,就这样阿尔开始了他的自学课程,阿尔被妈妈教的很好,后来阿尔也得到了允许,可以在地下室里设置一个实验室,为了不让别人乱动他的实验品阿尔还想出妙计,就是在每一个实验品的瓶子上贴上毒药标签。

天才发明家

1868年,爱迪生以报务员的身份来到了波士顿。同年,他获得了第一项发明专利权。这是一台自动记录投票数的装置。爱迪生认为这台装置会加快国会的工作,会受到欢迎的。然而,一位国会议员告诉他说,他们无须加快议程,有的时候慢慢地投票是出于政治上的需要。从此以后,爱迪生决定,再也不搞人们不需要的任何发明。1869年6月初,他来到纽约寻找工作。当他在一家经纪人办公室等候召见时,一台电报机坏了。爱迪生是那里唯一一个能修好电报机的人。10月他与波普一起成立“波普-爱迪生公司”,专门经营电气工程的科学仪器。在这里,他发明了“爱迪生普用印刷机”。他把这台印刷机献给华尔街一家大公司的经理,经理给了他4万美元的价钱。爱迪生用这笔钱在新泽西州纽瓦克市的沃德街建了一座工厂,专门制造各种电气机械。他通宵达旦地工作,培养出了许多能干的助手,同时,也遇到了他的第一任妻子玛丽。在纽瓦克,他做出了诸如蜡纸、油印机等的发明,从1872至1875年,爱迪生先后发明了二重、四重电报机,还协助别人制造了世界上第一架英文打字机。

威廉·拉姆赛——霓虹灯的发明者

霓虹灯是城市的美容师,每当夜幕降临时,华灯初上,五颜六色的霓虹灯就把城市装扮得格外美丽。那么,霓虹灯是怎样发明的呢?

拉姆赛的意外发现

据说,霓虹灯是英国化学家威廉·拉姆赛在一次实验中偶然发现的。那是1898年6月的一个夜晚,拉姆赛和他的助手正在实验室里进行实验,目的是检查一种稀有气体是否导电。

拉姆赛把一种稀有气体注射在真空玻璃管里,然后把封闭在真空玻璃管中的两个金属电极连接在高压电源上,聚精会神地观察这种气体能否导电。突然,一个意外的现象发生了:注入真空管的稀有气体不但开始导电,而且还发出了极其美丽的红光。这种神奇的红光使拉姆赛和他的助手惊喜不已,他们打开了霓虹世界的大门。拉姆赛把这种能够导电并且发出红色光的稀有气体命名为氖气。后来,他继续对其他一些气体导电和发出有色光的特性进行实验,相继发现了氙气能发出白色光,氩气能发出蓝色光,氦气能发出黄色光,氪气能发出深蓝色光……不同的气体能发出不同的色光,五颜六色,犹如天空美丽的彩虹。霓虹灯也由此得名。

霓虹灯的制造法

制造霓虹灯的办法,是采用低熔点的钠——钙硅酸盐玻璃做灯管,根据需要设计不同的图案和文字,用喷灯进行加工,然后烧结电极,再用真空泵抽空,并根据要求的颜色充进不同的稀有气体而制成。现在制造的霓虹灯更加精致,有的将玻璃管弯曲成各种各样的形状,制成更加动人的图形;还有的在灯管内壁涂上荧光粉,使颜色更加明亮多彩;有的霓虹灯装上自动点火器,使各种颜色的光次第明灭,交相辉映,使城市之夜变得绚丽多彩。