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第31章 发明异趣(5)

布莱叶的“点字”全没有笔画,只有凸出在原纸上的点子。其方法是用纵向3个点,横向2个点共6个点的相互结合,来表示法文的各个字母和标点符号。这个方法的原理和巴比埃的“夜码”一样,但判读得更快。

布莱叶高高兴兴地将他的“点字”向学校推荐,建议采用这种新的盲文来教盲童。可由于当时“点字”尚不完善,遭到了不少人的反对。布莱叶又经过5年时间的研究,在原来基础上作了修改补充。为了使盲人能像正常人一样学习数学和音乐,布莱叶还发明了盲文的数学和音乐符号。可是,在一次当众表演时,布莱叶因紧张而导致失败,他的盲文又被否定了。布莱叶只得瞒着校长,在学校里偷偷试验。

直到他的学生,那位盲姑娘的公演获得成功后,布莱叶的“点字”才引起了社会的注意。就在姑娘演出的第二天,巴黎的几家报纸都刊登了对布莱叶和他的“点字”的报道。姑娘激动地带着报纸,摸索着来到布莱叶家中时,她的老师已病得奄奄一息了。几天后,43岁的布莱叶离开了人世。他死时,脸上带着欣慰的笑容,因为他终于得知:20多年来,他为盲同胞而耗费的心血有了结果。

1854年,在布莱叶逝世两周年时,法国宣布将布莱叶发明的“点字”用做标准盲文,并用他的名字命名为“布莱叶盲文”。1879年,在柏林举行的国际盲人教师代表会议上,决定全世界所有盲人学校都要采用布莱叶的方法编排本国盲文进行教学。1895年,为了纪念这位伟大的发明者,人们将布莱叶作为世界盲文的国际通用名称。因此,至今国际上都把盲文叫做Braille——布莱叶。

印刷机的发明

谷腾堡在15世纪中叶发明铅活字印刷术,适得其时。这时,德国已能大量造纸;这时,德国人还发明了易干的油墨,用它来印刷十分称心;这时,德国人正好发明了榨葡萄汁酿酒的压力机,用他的原理谷腾堡制成了活版印刷机。这样,活版印刷很快发展为一种成熟的技术。

然而,这种技术一直延续了近200年,却几乎没有进步。

进入17世纪以后,荷兰的布芬,对谷腾堡的压力式活版印刷机进行了各种研究。在1620年进行了一些改进,虽然每小时只能印刷70张左右,但速度较前提高了好多。

18世纪后期英国掀起了产业革命,卷起了新机器的发明浪潮。

1800年,英国人斯坦霍普发明了新式印刷机。这机器虽然仍是手动的,但整个机器用铁制成,比较大,印刷的压力也大,速度大有提高。1820年,美国人特里德维尔发明了一种脚踏式印刷机。

这种机器通过脚踏的踏杆,向活版涂油墨并将压板压向活版,同时用手向活版送纸。右手将白纸送入,右脚随即踏下,压板将纸贴紧活版;抬起右脚,压板复回原位,同时滚筒在活版上滚过,刷上一层油墨;在松脚的同时,左手将印成品从压板上取走。这样,手脚可以同时动作,使它的印刷速度比斯坦霍普的机器更快,每小时能印到1000多张纸。直到现在,在一些小型印刷厂里,人们仍用这种脚踏印刷机来印刷小批量的印刷品。

1878年,美国人加利改进了特里德维尔的机器,将送纸改成自动的,从而将印刷速度提高到每小时3000张左右。加利印刷机是这类以脚踏为动力的印刷机发明的顶峰。这类印刷机之所以未能继续发展下去,是因为它无论如何也适应不了产业革命后书刊的出版和报纸的发行雨后春笋般发达的状况。

从谷腾堡到加利,以往的印刷机都是平压式的,纸向活版的进给和印完后取下的动作是其主要运动,由于要利用压板的往复运动,使速度受到了一定的限制,也无法采用蒸汽机等新型机械动力。

“只有利用旋转运动,才能实现连续的自动化生产。”

“只有利用旋转运动,才能使用蒸汽机进行动力驱动。”

很多人都想到了这一点,但要让活字排成的活版进行旋转运动,却不是轻而易举的——活版一滚,那活字还不都得散了架,一个个掉下来!

“试试看,把压版变成圆筒,使它在固定的活版上不断旋转滚压!”1790年,英国的尼科尔森想到了这一点,他从纺织品印花机得到启示,很想发明一种旋转式纸张印刷机。这个设想非常可贵,比他的同胞斯坦霍普的发明还要早。

遗憾的是,尼科尔森很穷,他借了钱好不容易制作了一台旋转运动式印刷机模型,却再也无钱制造样机了。甚至,他连以前借的钱也无法归还。可怜的尼科尔森,由于无力还债而成为被告入了监狱。

19世纪初,德国印刷商柯尼希来到伦敦,看到尼科尔森的专利非常佩服。“啊,太妙了!这样报纸就能从机器中一张张滚出来了。”他立即根据尼科尔森的设想投入研究。1812年,柯尼希成功地制出了样机。可惜尼科尔森已见不到这台机器了,他已在前一年困死狱中。

柯尼希远比尼科尔森幸运。他的研究得到了当时世界最大的报社伦敦《泰晤士报》社社长沃尔特的经济支持,1814年,《泰晤士报》第一次用柯尼希印刷机印出了报纸。这台机器用蒸汽机带动,可达到每小时印刷1500张的速度。

不过,柯尼希印刷机的速度还比不上当时最快的平板印刷机。

“为进一步提高速度,只有将活版也做成圆筒形的!”

一个名叫豪的美国人决心攻克这一难题。1847年,豪制成了一台具有圆筒形活版的印刷机——轮转机。可要把铅活字固定在圆筒的周围,确实比较困难,这台机器颇为笨重复杂,有二三层楼房那么高,要十几个工人同时操作才行。

1863年,美国人布洛克发明了一种方法:在活版上打上纸型,用它作为铸型,浇注熔化的铅字合金,铸成一块整体的圆形版。布洛克的发明为印刷的完全自动化开辟了一条坦途。

到1868年,欧洲和美国的各大报社几乎都安装了布洛克的快速轮转机,它每小时能印刷10000~12000张报纸。从此,印刷机不断向大型和高速发展,到20世纪90年代初,已能达到每小时印30万张报纸的高速度了。

照相术的发明

1839年,法国政府任命达盖尔为功勋局的官员,年薪6000法郎。达盖尔能获如此荣誉和高薪,是因为他发明了照相术。

谈起照相术的发明,可要先讲一个小故事。这是二千多年前,我国学者韩非在他的著作里记载的。

有一个人请画匠为他画一张画。3年以后,画匠告诉他:“画成了。”他一看,哪来的什么画呀,明明是一块大木板嘛。还没等他发脾气,画匠告诉他:“请你修一座密不透光的房子,在房子一侧的墙上开一扇大窗户。用木板堵住窗户,太阳一出来,你在对面的墙上就可看到一幅图画了。”这个人半信半疑地照画匠说的办了。果然,在屋子的墙壁上出现了亭台楼阁和往来车马的图像,好像一幅绚丽多彩的风景画。尤其奇怪的是,画上的人和车还在动,不过都是倒着的。

这是怎么一回事呢?原来画匠在木板上钻了一个小孔,对面墙上的画就是外面的景物通过小孔所成的像,这在物理学上叫“小孔成像”。照相机就是在这个现象的基础上发明的。

1500年,意大利人发现了用暗室能观察到小孔成像。一些机灵的画家利用这个原理制作了针孔绘图暗箱,利用小孔成像的原理在暗箱的毛玻璃屏上映出实像,然后贴上半透明的纸在上边描图,这样可以迅速地获取所需的景物。

许多年过去了,人类的光学理论和工艺制作水平都向前迈了一大步。1812年,英国人渥拉斯顿对这种针孔绘图暗箱进行了革命性的改进。他将针孔扩大为圆洞,装上透镜,这样,经过透镜的折射,镜头所取的景物能在毛玻璃屏上映出很清晰的像,这实际上就是后来照相机的雏形。

最后的突破性工作,是法国画家达盖尔完成的。达盖尔为了设计光学布景,利用了渥拉斯顿式的暗箱,装上了反射镜,这样可以将一张画成的风景画映射到幕布上去。一天,达盖尔突发奇想:能不能把幕布上的图像永远固定在幕布上呢?于是,他放下画笔着手这方面的研究。

达盖尔的研究有着前人的基础。早在1727年,德国的舒列茨博士就发现了硝酸银和石灰粉的混合物具有感光性。他曾将这种混合物装在无色玻璃瓶里,在瓶的外面帖上刻有镂空图案的黑纸,然后把瓶放在阳光下照射一会儿。把黑纸剥去时,瓶内的白色混合物变成了花的:黑纸遮盖的地方仍是白的,镂空处却变成了黑色。不过,剥去黑纸后的瓶子见光后会很快继续变色,最后整个瓶子全变成了黑色的。用舒列茨的办法当然不能将图像永远保留下来。

1802年,英国的韦奇伍德做了一个实验,他把一片树叶放在涂了硝酸银的硝化过的羊皮上,经过太阳光曝晒后,阳光把羊皮晒成了黑色,而叶子遮住的地方仍然是白色,树叶留下了它的影像。不过,树叶的影像仍无法长期保存下来。

比较成功的是尼布斯的发明。1820年,法国人民布斯在锡板或玻璃板上撒上沥青粉末,上面再敷上一层油或蜡,使之成为半透明体。在阳光下,经过长时间照射,可以留下实物的白色影子,制成永不消逝的照片。1827年,尼布斯将他拍的一张长8英寸(约20厘米)、宽6英寸(约15厘米)的风景大照片赠给了英国皇家学会,一直保存至今。这是他留下的惟一的一张照片,也是人类历史上的第一张照片。

不过,用尼布斯的方法每拍一张照片,就要在阳光下曝晒8个小时,不要说拍摄活动的物体根本不可能,即使拍风景照片也很成问题。尼布斯决心继续研究。这时他听说达盖尔也在研究照相,便找上门去要求合作。正有志于此的达盖尔欣然同意。1832年,67岁的尼布斯和45岁的达盖尔携手研究仅2年,尼布斯就去世了。告别了他怀有父亲般感情的尼布斯后,达盖尔毅然重新跨进实验室,孤独地继续那看似容易成却难的发明研究,一直到7年后那两桩偶然的事件发生。

1839年,达盖尔无意中将一把银匙放在用碘处理过的金属板上,过一会儿发现这银匙的影子居然印到了板上。这一偶然发现使他大为惊奇,他设法重现这一现象获得了成功,果然拍下了淡淡的影子,这使他看到了成功的曙光。

又是一个偶然的发现使达盖尔解决了显影这一关键性的问题。一天,达盖尔打开药品箱找药品,突然发现过去曾经曝过光的底片上,影像已变得十分清晰。细心的达盖尔是不会放过任何偶然现象的,为了找出这种现象的原因,他进行了探讨:“也许,是药品箱中的某一种药品起了作用。”为验证这一点,每天晚上,达盖尔将一张曝过光的底片放在药品箱里,第二天早晨在取出底片的同时取出一瓶药,然后再放进一张底片。

使达盖尔大感意外的是,当他连续试验了10多天,将箱子里的药品全部取完后,底片仍然显像清晰!达盖尔并未轻易放弃试验,他坐下来冷静地回顾了整个过程,认为最初的判断还是有道理的。于是他把箱子翻来覆去反复检查,终于发现了箱子角落里有一些小小的水银珠,立刻意识到,奇迹一定是水银造成的,是水银蒸气起的作用。为了验证自己的推断,达盖尔把曝过光的底片放到暗室里用水银蒸气进行处理,果然底片显像异常清晰。以后,他又解决了定影技术,从而彻底解决了照相技术问题。

1839年8月15日,法国科学院大厅展出了达盖尔拍的照片,立即轰动了整个巴黎。绅士淑女在如画的照片前流连忘返,他们纷纷找到达盖尔,要求拍摄自己的肖像照,尽管为此他们要被绑在椅子上,脸上涂上白粉,在太阳光下曝晒也心甘情愿——达盖尔的照片曝光时间虽然仅是尼布斯的十六分之一,可仍要半小时。

由于科学院院士们的联合举荐,政府决定对达盖尔予以奖励,这才有了本文开头提到的任命。鉴于照相术在人类生活中所起的巨大作用,这样的奖励是绝不过分的。

录音机的发明

人类开始设想并研制录音机可追溯到1888年,当时美国工程师史密斯提出了采用磁性媒介物录音、放音的设想,并建议用含有铁粉的纤维丝带记录和重播声音,但因效果不佳而告暂停。

不久后,丹麦人波尔森取得了突破性的进展。波尔森是一位电话工程师,他认为让一条长形的磁性体一边移动一边以电话电流来磁化的话,磁性体的各个部分就会被磁化,而磁性体的磁化特性则可以把声音以剩磁的形式长久地保存在磁性体上,实现录音和放音的目的。1898年,波尔森制造出了世界上第一台磁性录音装置,由于录音磁性体用的是钢丝,因而称为钢丝录音机。在1900年的巴黎博览会上,波尔森展出了他的录音机,引起了极大的反响。

早先的钢丝录音机发出的声音小、失真大。在20世纪初发明电子管后,波尔森采用了直流偏磁法和电子管放大技术,使录音机的灵敏度和声响都大为提高。1927年,美国的卡尔森和卡本特利用交流偏磁法明显地改善了钢丝录音的质量,这在磁录音技术上是十分关键的一步。

1926年,美国人奥内尔发明了在纸带上涂铁粉的“纸基磁带”,但由于纸基机械性能不好,容易折断,不久就被淘汰了。可奥内尔的方法却给人以重要的启发。1930年起,德国的弗劳伊玛产生了在机械性能好的塑料带基上涂磁性材料的想法。1936年,弗劳伊玛的“塑料磁带”诞生了。磁带代替了钢丝后,极大地提高了记录密度和记录性能,而且便于剪接和编辑,是录音技术上的重大革命。以后,磁带录音机便渐渐取代了钢丝录音机,使录音机进入了与留声机竞争的时代。

使磁带录音机确立它不可动摇的地位,最终淘汰留声机的最大功臣当推美国人马文·卡姆拉斯。

马文从小就好动,他喜欢自己动手制作各种有趣的小玩艺儿,尤其对新奇的东西十分感兴趣。以后,他迷上了当时处于科技发展前沿的无线电技术,他曾制作过灵敏的晶体管收音机,还自制了火花式发射机。马文每次在试验时,都会干扰周围邻居的收音机使用。每当收音机发出“劈里啪啦”的杂音时,邻居就要抱怨说:“这一定又是马文在搞他的发明了,有这样的邻居真是不幸。”许多年后,当马文成了发明名人时,邻居们常常会自豪地说:“我们有幸与马文为邻,他的许多重大发明,都是我们最先获得信息的。”

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