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第37章 发明篇(1)

虽然我们对他的身世了解甚少,但是他的发明却让我们对过去、现在、未来了解更多。是他为我们打开了一座通向信息世界的大门。

改进印刷术的人

——德国发明家谷登堡

(约1398—1468)

约翰·谷登堡,约1398年出生于德国美因茨的一个富有家庭。1428年,由于父亲的去世,谷登堡离开了美因茨,带着家人在莱茵河上游的施特拉斯堡定居下来。从这里,他开始了终生事业的起步。为了养家糊口,谷登堡做起了酒类生意。而酒窖为他提供了方便的场所,在那里他可以不受干扰、不被怀疑地静心做他向往已久的研究印刷术的实验。

经历了无数次的努力和失败后,1438年他与其他三个施特拉斯堡公民汉斯·里费、安德烈·海尔曼以及安德烈斯·德里岑之间签订合伙协议。协议表明:谷登堡发明了一种新工艺,并且同意把这项工艺教给三个合伙人,作为对他们大量贷款的回报。合伙人发誓决不泄露该工艺的秘密,并且答应如果他们当中任何一人去世,谷登堡可以买下他们合伙的股份。可是不幸的是,不久他们就争吵了起来,并且在这一年的圣诞节,谷登堡的合伙人之一安德烈斯·德里岑突然去世。一接到消息,谷登堡急忙托人捎信,下令把德里岑房间的L型模具拆掉,把制作出来的铅字熔化掉。他不能让自己辛苦几年的心血泄露给别人。

1443年的时候,谷登堡与里费和海尔曼之间的协议结束了。但是谷登堡那时已经有了比较完善的铅活字,并已开始印刷书籍。用铅活字印刷而成的最早的样品是一张破纸片,两面各印有11行字。尽管他所印刷的东西上面并没有印上自己的名字,但是他在1441年印刷的一本1448年的历书,还有一本拉丁语语法书,都被后来的专家们认为是他的产品。

1448年他迁回到美因茨,这时他研制的印刷机已达到相当完善的程度,因此向当地富商约翰·富斯特借贷巨款,并合伙从事于活字印刷的试制和研究。尽管谷登堡负债累累的名声远近皆知,富斯特还是借给谷登堡,400盾,这在当时是很大一笔贷款。他们约定,如果谷登堡不能偿还给他,富斯特就接管他所有的设备和器材。两年后,没有得到一丝偿还的富斯特又借给谷登堡400盾。这一次他以合伙人的身份来保护他的资金。他看到了谷登堡在印刷上的巨大进步,商人的头脑使他坚信自己的投资是明智的。

凭着富斯特的贷款和谷登堡自己的努力,铸造活字的技术已日臻完美——谷登堡已铸造出了足够的活字,开始印刷《圣经》。这是一项浩大的工程。那时每个字母都得靠手工排放,每一张纸都要小心翼翼地覆到印刷机上,印好以后还要取出晾干,然后再印反面,几乎没有人会有胆量去着手干这样费时费力的事。可一旦开始了这项工程,就只得背水一战,因为只有在工程全部完成,《圣经》卖出之后,才能收回投入的资金。

印刷《圣经》的工作在缓慢而费力地进行着,约翰·富斯特不得不提供更多的资金。当时谷登堡使用了六台印刷机,每天共印刷300张纸。《圣经》共有641张,据估计当时大约印刷了300本。这也就意味着,在铸造好活字之后,单单印刷就用去了谷登堡至少两年时间。事实上,印刷《圣经》所用的时间远远不止两年,其中一部分原因是在开始印了一些张数之后,谷登堡又决定增加印数,以至若干页不得不重新再排版加印。这使得1455年,两位合伙人在法庭上怒目而视。法庭的审判结果是谷登堡不得不把铅活字、印刷机和所有还在手头的印刷品移交给富斯特,其中包括即将印完的42行本《圣经》。富斯特接管了他所有的一切,包括印刷工人,然后赶走了一无所有的谷登堡。50多岁的谷登堡眼睁睁地看着自己毕生的心血就这样被人占有却毫无办法,所有的人都背叛了他,包括他那懂印刷的能干的女婿。

1459年,美因茨的大主教去世了。当时有两个竞争对手都宣称自己有权继承大主教职位。结果他们双方互相宣战,而美因茨的公民却支持了战败的一方。结果战胜者——新上任的大主教进行了报复,下令所有年轻力壮、能够打仗的男子一律离开美因茨。这当中包括了富斯特和舍费尔的许多印刷匠。谷登堡当时还活着,可能因为年老体弱而幸免其难。可是那些年轻的印刷匠们则沿着交汇于美因茨的莱茵河和美因河仓皇出逃,后来他们在班贝格、施特拉斯堡和科隆建造了新的印刷所。这就开始了一连串的连锁反应,使印刷术传遍了欧洲,甚至传到了欧洲以外的地方。谷登堡铅活字印刷术的出现为平民百姓,同时也为妇女们打开了一扇通向知识天地的大门,为人类创造了一个更平等的社会。印刷术的推广所导致的知识大爆炸,加深了人类对知识的理解,进而改变了世界历史的进程。

大约在两千年前,中国已有手抄的文书,用来传报朝政。汉代的郡国和唐代的藩镇,都在京师设邸(办事处),传抄诏令、奏章等,称为邸报或邸抄,这可以说是报纸的雏形。

欧洲也有手抄的讯报,最早于1326年见于挪威。印刷术改良以后,报纸才逐渐普及。人类逐步进入大众传媒时代、他是作为印刷商的富兰克林,他是作为政治家的富兰克林,他更是作为发明家的富兰克林,历史上有几个像他这样的人?

普罗米修斯第二

——美国发明家富兰克林

(1706—1790)

1706年,本杰明·富兰克林生于波士顿一个贫苦的蜡烛制造商家庭。在十七个孩子中他排行十五。他决心冲破因袭英国的那套教育制度的束缚,成为第一个靠个人奋斗成才的美国人。

富兰克林10岁时,父亲开始让他干活。12岁时,他已跟父亲学手艺,当了一名波士顿印刷工人。17岁时,他不断为哥哥办的报纸匿名投稿。稿子写好后,夜里偷偷从报社办公室的门下塞进去。

同年,因与父亲不和,离家出走。他打算到纽约当印刷工人,但未能如愿。听说费城可能有活干,他就直奔那里,大部分路程都是靠双腿跋涉。

当富兰克林到达费城时,用最后几个铜板买了三个松软的面包卷,一个拿在手里边走边吃,另外两个夹在腋下——这个举动把一位姑娘逗得直笑。那位姑娘后来成了他的妻子。从此以后,富兰克林时来运转,万事如意。起先他当印刷工人,不久就自己开业,先是办了一份报纸,后又改办杂志。42岁上,他已挣得了一份不算太大的财产,于是弃商从政——从那之后,他为自己的国家服务达四十余年。

雷电曾给人类带来过许多神秘的传说,也曾被统治者用来欺骗人民大众。1752年,富兰克林决定用自己的实验来打破这些神秘传说,还原雷电的本来面目。在此之前,他曾在波士顿看过一次电学实验表演,回费城后,他立即以一种极大的兴趣投入到电学研究中去。

7月的一天,天色昏暗,电闪雷鸣,富兰克林和他儿子威廉带着一只用丝绸做的风筝和一个莱顿瓶,来到费城市郊的牧场。风筝的顶端有一根针一样尖的金属线,用来接引天空中的闪电。这种实验显然是非常危险的,因为很有可能被雷电击倒。富兰克林并不是不知道这一点。可是,为了探求科学真理,他已将个人的生命安全置之度外了。风筝升空后,富兰克林掏出一个铜钥匙系在风筝绳线的末端。突然间,一个闪电打来,富兰克林发现绳线尾端的麻绳纤维相互排斥地直立起来。根据经验,他知道此时绳子已经带电了。于是富兰克林就用手指去碰铜钥匙。潮湿的空气足以使钥匙导电,还没等到他接触钥匙,铜钥匙上就放出了蓝色的电火花。与此同时,富兰克林感到手腕一阵发麻,赶紧把手缩了回来。接着,他让铜钥匙向莱顿瓶里充电。回到家后,他用莱顿瓶收集的闪电,进行了一系列的成功的实验,从而无可辩驳地证明:闪电确实是一种放电现象,它和实验室里莱顿瓶放出的电火花完全一样。

风筝实验的成功,轰动了科学界,就连一向高傲的英国皇家学会权威们也给他送来金质奖章,选他为会员。他还写过一本关于电现象的书。该书被译成多种文字,在欧洲受到普遍赞扬。他第一个确定了阳电与阴电,并首先提出了电池、充电、电容器、导体之类的名词与概念。

大约在同一时期,富兰克林还搞了另一项雷电实验:将一根削尖的铁棒固定在烟囱顶端向上伸出九英尺,从铁棒底部伸出一根金属线穿过屋顶下的玻璃管,并通过楼梯引下来与铁矛连接,在楼梯上将金属线分开,每头各系一只小铃铛,再用丝线在铃铛之间悬起一只小铜球,每当雷云经过时铜球就会摆动并敲响铃铛,而上方引出的电火花又可以给电瓶充电。这一实验再度证明了闪雷就是电以及尖端吸引和放电的原理,并且证明可以利用这一原理使人类避免遭受雷电的袭击。

1760年,富兰克林把这种装置安装在宾夕法尼亚学院和政府大厦的尖塔上,这大概就是富兰克林发明并实际使用的最早的避雷针了。当他邀请人们前来参观避雷针时,人们对这一重大发明惊叹不已。但有一位肥胖的阔太太对此却大惑不解:“这么一根尖铁棒棒能有什么用呢?”富兰克林彬彬有礼地回答道:“夫人,新生的婴儿又有什么用呢?”周围响起了一片友好的笑声。

富兰克林还发明内部装有一个热空气辐射器的火炉,他发明的用以举起高架上的重物的机械手和活动梯式折叠凳今天还有人在使用。78岁时,他发明了双光眼镜,给上年纪的人带来了福音。莫扎特和贝多芬都曾为他发明的玻璃琴写过曲子。那种琴是把一系列半圆玻璃球装在一根棒上,一面旋转一面用手指敲击,以此发出音乐声响。他还是一个熟练的音乐家,能够演奏竖琴、吉他和小提琴。他曾就如何作曲尤其是如何给歌词配曲才能使歌词易于理解等问题写过一些很有见解的文章。

此外,富兰克林第一个研究船身在水面划过时水对船的作用,从而被誉为船体力学之父。他绘制了墨西哥湾流图,并发现风暴在向前推进时是旋转着前进的。他证明了空气越稀薄水的沸点就越低。他第一个发现深色的布吸热。整整过了一百年,欧洲人才接受了他的这一劝告,开始在热带穿白色衣服。

18世纪50年代,英法等西方殖民国家争夺美洲殖民地的斗争日益加剧,北美殖民地人民同英国殖民者的矛盾也日益尖锐,富兰克林不得不把精力转到政治方面上来。他是最先把美利坚合众国的大联合思想灌输给殖民地人民的。

1776年富兰克林被派往法国寻求经济和军事援助,取得了大量的贷款和军事援助,为美国人民争取自由独立的斗争发挥了重大的作用。1783年9月3日,英国终于承认北美13州的独立。富兰克林返回祖国后,立刻被宾州人民选为州长,在任州长四年中,他采取了许多政权统一措施,还办了不少有利公众的事业。

1790年4月7日,美国的这位爱国主义者、发明家、资产阶级思想家本杰明·富兰克林在费城与世长辞了。

一位富兰克林的传记作者,很好地总结了富兰克林的生平。他说他不是“那种仅仅靠时代与机遇造就的伟人。富兰克林不论生于什么时代、什么地方都会成为一个伟大人物。他是智慧与意志,天才与艺术,力量与雅兴,智能与风度集于一身的榜样,就好象大自然在塑造他的时候特别高兴和慷慨”。

有一次,富兰克林用莱顿瓶做实验,让一只鸡突然触电而亡:事后,他尝了一块鸡肉,觉得鲜嫩无比,他突发奇想:眼看圣诞节快到了,我何不用这种方法做一只“电火鸡”呢?于是他开始着手做实验,并邀请了一些朋友来现场观看,他先给两个巨大的菜顿瓶充满了相当于40个普通莱顿瓶的电。富兰克林边做实验边与明友们闲聊,’心并没有全放在工作上、他伸手去摸一下“里面的”线,想看看莱顿瓶是否充满了电,却忘记了他的另一只手正拿着“外面的”链每突然间巨大的火光一闪,爆裂的声音大得像手枪响富兰充林应声倒地,整个身子在剧烈地颤抖,双目紧闭,面无血色。十几分钟之后,富兰克林才清醒过来,他慢慢睁开眼睛,用微弱的声音告诉周围的人;我好像见到了上帝。

他的发明翻转了一个时代,带领久类登上全新的舞台,世界开始加速前进。他本人也在这场变革中名利双收,永留中册。

工业革命的助跑者

——英国发明家瓦特

瓦特1736年1月19日生于英国苏格兰的格林诺克城,父亲是一位熟练的造船装配工;母亲是苏格兰名门望族之女,她不仅教瓦特读书写字,而且鼓励他玩各种工具器物,培养孩子观察考的兴趣和动手实践的能力。

瓦特幼年体弱多病,很晚才进学校接受教育。他喜欢独自一人沉思默想,被同学们取笑为“有神经质的呆子”。他的数学成绩在学校名列前茅,但由于健康原因,还没有毕业就退学了。瓦特在家里坚持刻苦自学,并常到父亲的工场去,向工人们学习工艺技术,修理工具仪器,制作机械模型,进行化学和电学实验,为他后来的科技发明打下了坚实的基础。

17岁那年,由于父亲经商失败,瓦特被迫出外谋生。他步行12天来到伦敦,在当地有名的机械师摩尔根手下当学徒。他学习勤奋,没多久就能够制造一些难度较大的仪器。1757年,在朋友的帮助下,瓦特前往格拉斯哥大学担任教学仪器实验员。他在工作之余埋头读书,经常向师生们虚心求教,还常和朋友一起讨论切磋,提高自己的科学理论水平。

1763年至1764年冬天,瓦特负责修理纽科门大气压力机的模型,他反复观察其运转情况,终于发现了这种机器效率低下的原因。纽科门机是靠冷凝汽缸内的热气产生真空,因大气压力的作用而推动与活塞连接的连杆运动,从而产生动力。汽缸冷却后,又需重新加热,这就造成大量热能的浪费。而且,汽缸冷凝后,温度仍然较高,影响了机器的效能。于是,瓦特集中精力解决这个关键问题。

研究新的蒸汽机既费时,又费钱,瓦特很快就耗尽了自己的家产并负债累累,他陷于犹豫和苦闷之中,几乎中止了研究工作。为了谋生和养家,他被迫去当测量员和工程师,负责绘制喀里多尼亚运河线路图。这时,两位有远见卓识的企业家帮了他的忙,他们是约翰·罗巴克和马修·博尔顿。

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