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第29章 发明异趣(3)

19世纪时,跳伞几乎成了航空表演中一种不可缺少的节目,放飞气球时,气球下常带有一个吊架,降落伞松弛地系在吊架上,跳伞者被绑坐在吊架上。等气球升到高空以后,跳伞者便解开降落伞,跳下吊架。此时的降落伞已经过改进,顶部开了导流孔,能够控制方向落下了。

飞机发明以后,便出现了飞机跳伞。大约是因为飞机是美国人发明的缘故吧,以后降落伞发展史上的大事都发生在美国。1912年3月1日,贝里上尉首次使用固定开伞索在美国的圣路易斯从一架双翼飞机上跳伞。1912年秋天,美国的FR劳第一次使用自由开伞索在美国从飞机上跳伞,他使用的是史蒂文斯发明的“救生降落伞包”。这时的跳伞已不是一种表演,而成为飞行的一种人身保护装置了。1919年4月19日,欧文首次使用改进了的有开伞索的降落伞在美国跳伞。至此,降落伞基本定型,欧文的降落伞就是现代降落伞的雏型。

富尔顿的蠢物

自从1784年瓦特改进了蒸汽机之后,有许多人动上了蒸汽机的脑筋,想把它装到船上去,用蒸汽做动力使船前进。

在这方面,走在前面的是美国发明家菲奇,他在1787年参照木桨划水的原理,制造了一艘多桨式汽船。后来,他又进行改进,于1790年制成了一艘时速可达12千米的大型桨式客运汽船。可这艘汽船并不令人满意,它开动时带着沉重的吐气声,速度又不稳定,所以不久就停开了。

现在人们公认的,用蒸汽机驱动的轮船的发明者是富尔顿。

美国人富尔顿在20多岁时结识了瓦特,爱上了蒸汽机,并开始设计制造轮船。当时的美国与欧洲大陆的交通全靠帆船,速度既慢又不够安全。作为一个美国人的富尔顿深深地体会到这种不便,希望有一种不靠人力、风力驱动的船只,可以高速度航行,使美国和欧洲成为近邻。

1803年的一天,富尔顿在巴黎的塞纳河上初次试验了他的汽船。这艘船其貌不扬,船上的主要部位安装着一台烧煤的大蒸汽锅炉,看上去十分笨重。人们对这个丑八怪简直不屑一顾,称之为“富尔顿的蠢物”。这“蠢物”确实也不争气,在塞纳河上吐气冒烟地走走停停,走不多远干脆不动了。于是,这第一次试航就在人们的哄笑声中结束了。

可富尔顿没有泄气,他像父母钟爱自己的子女一样热爱这初生的轮船,他有信心把这个“蠢物”改造成一个人见人爱的“宠物”。但继续研究需要钱,他没有钱。这时,他想到了那位横扫欧洲大陆不可一世的军事家拿破仑。

1803年6月,当富尔顿听说拿破仑要越过英吉利海峡对英国作战时,就满腔热情地向拿破仑建议:建立一支不要风帆的蒸汽船队,这支船队即使在恶劣天气也可在英国登陆。可是,过于自信的拿破仑不相信军舰没有帆也能航行,坚持花大笔的钱扩充他那全由帆船组成的海军舰队。他在一封信中乐观地说:“当发起进攻时,我们只要有8小时黑夜的掩护,就可以决定世界的命运了。”

可拿破仑的命运实在不佳。1804年,随着他的一声号令,1300多艘平底帆船满载着10万法国大军,浩浩荡荡向英国进发,庞大的船队不乏黑夜的掩护,但缺乏天气的庇护:英吉利海峡恶劣的气候和海浪很快就把这支没有机械动力的船队摧毁了。拿破仑不战自溃。不少史学家曾指出,如果拿破仑接受富尔顿的建议,用蒸汽轮船配备他的舰队,就能击败英国,那么,19世纪以后的欧洲历史将完全是另一个样子了。

而“富尔顿的蠢物”在大洋彼岸的美国却得到了广泛的支持。作为新兴的迅速崛起的资本主义国家的美国人,对新生事物十分敏感,当富尔顿在法国的研究陷于困境、一筹莫展的时候,一些实业家就邀请他回到祖国去进行研究。

1807年,42岁的富尔顿终于建成了另一艘汽船“克莱蒙特号”。这艘船长40米、宽5米、重150吨,在当时算得上是一艘大船了。8月17日,天气晴朗,万里无云,纽约的哈得逊河两岸挤满了来观看新船试航的人,在众目睽睽下,“克莱蒙特克”的大烟囱冒出了滚滚黑烟,蒸汽机轰响起来,两舷的大桨轮在1764千瓦的蒸汽机带动下转动起来了,船缓缓离开了码头,沿哈得逊河逆流而上。

不料,刚开出不久,“克莱蒙特号”不动了。人们骚动起来,有人嚷道:“这‘蠢物’瘫痪了!”可这只是一个小小的机械故障,经修理马上被排除了,机器声又响起来了。一位贵妇人惊叫起来:“天哪,那‘蠢物’又动了!”是的,“克莱蒙特号”正以每小时9千米的速度破浪前进。机器的轰鸣声、浪花的飞溅声和观众的欢呼声向全世界宣告:富尔顿成功了!

以机器动力取代人力和风力驱动船只的新时代到来了!

从此,富尔顿被誉为“轮船之父”。他在1815年去世后,美国人还把他的故乡——宾夕法尼亚州的兰开斯特县改名为富尔顿县,以纪念这位伟大的发明家。

从打印石到铅笔

古代,世界各国都有用铅条写字、做标记的记载,因此就有了“铅笔”这一名称。

用铅当笔并不合适,除了它有毒这一点外,它坚硬难写,颜色也很淡,写出来的笔画很细,而且模糊不清。现在,我们仅在一些博物馆里还能见到这种古老的笔。

16世纪后期,英国人在昆布兰郡的平原上发现了大片石墨矿,并发现了石墨的一项用途——用来写字、画记号。人们将石墨矿石切成一条一条的用线缠绕起来制成笔状,由于主要用途是用来给货物做记号,所以叫做“打印石”。石墨质软、色黑、滑腻,画出的印痕粗黑清晰,比那种用铅条制成的“铅笔”不知好多少倍了。英国的打印石大受商人和文人欢迎,整船整船的打印石渡过英吉利海峡,运到欧洲大陆,几乎成为各国贸易中不可缺少的东西。

不过,人们在用了一段时间的打印石之后,最初的狂喜就被不满意代替了。你瞧,用它画的记号颜色太深,画上去的印痕也容易脱落,容易弄脏手和物品;它还很脆弱,稍一用力就要折断;如果石墨里混有其他杂质,就会影响书写质量,而天然石墨矿石纯净的很少。

能不能使打印石变得更好用一些呢?

18世纪中叶,德国巴伐利亚的一位化学家法贝尔开始了这方面的努力。他在卡斯塔尔煤矿附近采集了一些石墨矿石,将它们研成粉末,用水冲洗去杂质,获得了较纯净的石墨粉。他设想将石墨粉和某种东西黏合在一起,这样可以改良石墨,使它纯一些、硬一些、结实一些。

法贝尔经过了种种试验之后,终于发现在石墨粉中加入硫磺、锑和松香,加热凝固后硬度合适,书写流畅,也不容易弄脏手。法贝尔在1760年建立起了铅笔工厂,将石墨与硫磺、锑、松香混合熔化后,再压制成条,就成了一根根的“铅笔”。在这种铅笔外面裹上纸卷后,就可拿到商店里去出售了。法贝尔的铅笔很快就出了名,并开始源源不断地向法国、英国出口。

1789年,法国大革命爆发了。英国、德国等邻国对法国进行了封锁,铅笔也运不进法国了。

铅笔没有了来源,影响可不小,特别对画家来说影响更大。当时一位名叫康蒂的法国画家,下决心自己解决这个难题。

康蒂手头只有数量不多的一些石墨,他琢磨来琢磨去,想怎样才能利用这点石墨制造出尽可能多的铅笔来。想来想去,他终于有了一个主意:在石墨粉中掺和一些黏土试试看。一试,效果出乎意料的好。他发现在石墨中加进不同数量的黏土或在烧制时采用不同的温度,就能得到不同性能的铅笔。

康蒂的铅笔比法贝尔的好用多了。据说,拿破仑特别喜欢用康蒂的铅笔。法贝尔听到人们对康蒂铅笔的赞扬后,决心制作更好的铅笔,经过长时间的反复的苦心钻研,终于发明了性能更好的铅笔。

不过,无论是康蒂还是法贝尔的铅笔,都只有一根细条,太容易折断。1812年,美国马萨诸塞州的一位木匠威廉·门罗,想到为铅笔锦上添花,让铅笔穿上木头外衣。

门罗造出一台机器,能在一块木板上平行开出8条凹槽,在往凹槽里装入铅笔芯后,再覆盖上另一块同样开有凹槽的木板,用胶水粘紧。然后,再将这块嵌有8根铅笔芯的木板切割成8根木条,每根中都有一根铅笔芯。这就是真正的铅笔了。

门罗的铅笔诞生100年后,又有人不满足了,认为它浪费木材,削铅笔也要花费时间,使人感到麻烦。这种不满足导致日本的早川德次在1915年发明了一种能够把铅笔芯反复推出的铅笔。这是一种只要旋转笔杆上的旋钮就可使中间的笔芯伸出和收回的新型书写用具。它就是现在广泛使用的活动铅笔的原型。

在经过许多人的发明后,今天的铅笔品种已十分丰富,供人们各种需求。仅活动铅笔一类的就有旋转式、坠芯式、动脉式、手推式、自动出芯式、组合子弹头式等,令人眼花缭乱。

早川德次为他的“活芯铅笔”申请了专利,并创建了一家公司进行批量生产。现在,这家公司已发展为颇具知名度的夏普公司。它继承了创业者早川德次永不满足的精神,注重发明,不断地开发新技术。

蘸水笔的进化

五千多年前,古代埃及人用尼罗河畔生长的纸莎草当纸来使用时,书写工具是用纸莎草的茎。他们将草茎斜着切断当笔,蘸上用矿物颜料和水调成的“墨水”写字。但纸莎草名为草,实则是一种高大的草本植物,它的茎也很粗,像竹管一样。这种“笔”握起来当然不会使人感到舒服,所以,后来埃及人就改用芦苇管做笔了。

埃及人在芦苇丛中采集合适的芦苇管,然后把这些芦苇管埋在畜粪堆里边,几个月后,他们再把芦苇管刨出来。这时的芦苇管已经变得异常光滑,而且颜色呈现为黄黑相间,有如中国的“湘妃竹”,十分漂亮。随后,埃及人把这些漂亮的芦苇管烘干,使它们变硬,再将一端削尖,便成为一支蘸水笔了。

就是这种今天看起来并不理想的笔,后来还传至希腊,又传至欧洲以至东方一些国家,在这广大的地域内使用的时间长达数千年之久,是人类使用历史最长的一种笔。

芦苇笔不仅有易磨损的缺点,还太脆、太硬,容易划破用来书写的纸莎草或羊皮纸。而且,它还显得粗笨、不雅观,尤其当风姿绰约的贵夫人和小姐手持这种在粪堆里沤制过的粗物时,更使人感到不协调。

公元6世纪的一天,这种不协调的感觉便强烈地刺激了荷兰的米诺莎小姐。这位小姐要给她的白马王子写情书,拿起芦苇笔却迟疑了:难道就用这粗物来抒写心中最美好的情感?小姐正踌躇着,窗下踱来了一只鹅,昂起高傲的头颈“嘎嘎”叫着,一高兴,扑腾起翅膀,落下一管羽毛,又昂然而去。

“鹅毛管,洁白的、象征着纯洁的鹅毛管!”小姐冲动地奔了出去,拾起了那管鹅毛。米诺莎小姐的冲动,使人类有了一种新的书写工具——鹅毛笔。以后,这种漂亮的笔传开去,进入了千家万户,在欧洲及世界上许多地区风行了一千多年。人们用这种笔写下了无数的世界文学名著、科学典籍、历史巨篇。

可是,任何发明都不可能是完美无缺的。鹅毛管在使用过程中笔的尖端磨损较快,必须经常削切,这使人感到不方便。这种不方便,触动了英国人哈里斯的发明神经:能不能用更结实耐用些的材料来替代鹅毛管制笔呢?

哈里斯所在的伯明翰是当时英国的工业中心,钢铁的冶炼和加工业十分发达。哈里斯毫不迟疑地选中金属来制作笔。1780年,哈里斯制出了第一枚铁笔尖,他将这种笔尖绑在木杆上使用。人们认为,这就是世界上最早的金属蘸水笔。可惜的是,哈里斯的铁笔尖太硬,纸容易被划破,因此他的这一发明未能推广。

其实,严格说起来,哈里斯也不能说是最早用金属来制作笔尖的人。现在尼泊尔国家博物馆里,陈列着一支从意大利古城庞贝废墟中发掘出来的蘸水笔。它的笔尖是一块小铜片,尖端部分开有一条小缝。这支笔已有二千多年的历史了。这种铜质蘸水笔的发明者是谁,无人知晓。

由于近代金属的加工技术有了很大的进步,哈里斯的发明并未像庞贝的铜笔一样,被埋藏起来。一位叫詹姆士·斐利的英国人对哈里斯的发明进行了改造。他在笔尖的制造材料和制作方式上都下了功夫,使之既具有一定的硬度又有一定的弹性。笔尖做得略略弯一点,这样不会划破纸又容易书写。1803年,斐利的蘸水钢笔在市场上问世,可由于制作比较麻烦,造价高,所以买来使用的人并不多。

1825年,模锻压力机在英国诞生,这为钢笔尖制作的机械化开辟了广阔的前景。1829年,一位文具制造商米奇尔,利用这种机器制造出了一批蘸水钢笔尖,由于价格便宜,一天之内销售一空。

米奇尔的成功使人类彻底告别了鹅毛笔。继铅笔之后,人类又有了一种理想的书写工具。后来被人用做制笔尖的材料还有黄金,黄金笔尖不仅金光灿灿,很漂亮,而且书写比钢笔尖更流利。一时间,金笔成了贵族们的必备文化用品。

1852年,英国人荷尔斯为解决钢笔尖耐磨的问题,在笔尖上焊上一小粒耐磨合金。这种合金材料来自在澳大利亚的塔斯玛尼亚发现的天然铱锇矿石。这种笔尖书写起来与金笔一样流利,所以被人称为“铱金笔”。铱金笔的价格比黄金笔便宜多了,被大量生产。可这种矿石太少,已满足不了钢笔生产的需要,于是人们逐渐采用以钨、钼、铼等难熔金属再加上钴、镍等韧性高的金属为主的配方。虽然有些配方中完全没有了铱,但人们仍习惯沿用铱金笔这一称谓。

由于哈里斯、斐利、米奇尔、荷尔斯四位英国人的努力,使英国成为世界上老牌的制笔国家。1858年,美国人埃斯塔布鲁克在凯姆登创办了钢笔公司,以后,一批钢笔公司在美国问世。到第一次世界大战后,美国制笔业便超过了英国,成为世界制笔大国。

现在,人们使用的蘸水钢笔通常是用不锈钢或镀镍的钢片制成的,它很坚实,也不会生锈,一只笔尖能用上好长时间。

墨水跟笔一起进步

对于墨水的起源,权威的《大英百科全书》采用了这样的说法:“书写墨水大约从公元前2500年起就有了,用于古埃及和中国。”这说法有着考古学上的依据,是经得起推敲的。

今人根据对存世的写在古埃及纸莎草上的文字墨迹的分析,知道古埃及很早就使用墨水了,他们制造墨水的原料是炱和水。可是,炱不溶于水,因此他们在使用这种墨水时要经常摇晃墨水罐,写字很不方便,字迹也不清楚。后来,有人想出在墨水里掺进树胶,墨水变稠了,炱就不易析出来。

也许是中国的植物和矿物品种要比埃及来得丰富的缘故吧,古代中国人虽然也使用烟炱制成的黑墨水,但同时还使用一些植物或矿物制成的彩色墨水。如用茜红制成的红墨水,用靛蓝制成的蓝墨水,用赭石(即赤铁矿)制成的红墨水等。

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