人类首次飞向蓝天并不是在飞机发明出来之后,而是在飞机发明之前120年的1783年。这一人类飞行之梦是由法国的蒙哥费尔兄弟约瑟夫和爱丁尼的热气球实现的。
关于人类可以制出飞行器的理论,早在2000多年前就已经产生了。公元前3世纪阿基米得指出,一个物体的重量若等于或小于它所排开的流体的重量,它就会漂浮在流体中。空气是一种流体,也符合这一物理定律。但理论形成后,整整过去了2000多年,人类关于升入空中的一切努力都失败了。
1781年,亨利·卡文迪什发现分解水可得到氢气。虽然氢气易燃危险,但却是已知物质中最轻的一种,是提升物体的理想气体。但是,蒙哥费尔兄弟既不知道阿基米得关于漂浮的理论,也不知道亨利·卡文迪什发现了氢气的轻浮的性能。他们最初发明热气球的起因完全是由一件日常小事引起的。
一天,约瑟夫的妻子给他烘烤他急着要穿的衬衣,约瑟夫在旁边看到,那件放在火炉上面烘烤的衬衣,被蒸腾得不断向上飘热气,这引起了他极大的兴趣。他认为燃烧产生了一种热的气体,具有一种他称为“轻浮”的性质。而实质上这是由于空气受热时膨胀,体积增大,轻于没有受热的空气而上浮。
尽管约瑟夫不明白这个道理,但这并不影响他试制热气球。他于1782年11月进行了第一次成功的试验。他做了一个丝织的气囊,底部有一个颈状开口。在颈口下面烧纸,不一会,热空气充满了气囊,气囊就升到了室内的天花板上。以后,他们如法炮制,用衬衣的布制作了很大的热气球,在1783年4月25日和6月5日分别做了两次热气球公开飞行表演,当时引起了巨大轰动。9月,他又用热气球载着羊、鸡和鸭子安全地飞行了3000多米。
在这次成功的载动物飞行之后,蒙哥费尔兄弟着手建造了载人热气球。1783年11月20日,德·罗西尔兄弟乘坐这个热气球首次飞离地面。
此后,热气球广泛运用于探险、旅游、体育、军事、气象等方面。即使更为先进的飞行器——飞机出现,也没有使它完全被淘汰。
夏尔布里津的遗憾
1911年,荷兰物理学家、莱顿大学的海克·卡默林发现,水银在低温-269℃(仅高于绝对温度42℃)时,电阻几乎完全失去,而成为超导体。两年后,这一重大发现使他荣获了诺贝尔奖。以后,许多物理学家均致力于揭开超导秘密,力图使电流永远流动的梦想变为现实。然而摸索难度大,进展很缓慢。
夏尔布里津教授是苏联著名的无机材料专家。早在1978年他便率先合成了镧铜氧化物,并发现该物质具有在温度下降时电阻减小的特征。夏尔布里津在本国研究期刊上公布了这一实验事实,并对镧铜氧化物晶体的组成和结构做了论述。第二年,他的论文被译成了英文。此后,夏尔布里津因经费匮乏而一度中断了实验,到1980年才恢复研究工作。
在1981年的一次实验中,他将温度降低到绝对温度40K(-233℃)。此时,镧铜氧化物的电阻消失。夏尔布里津本应抓住这一异常现象继续探讨,但他却未加深究。不过,他还是把此事告诉了同在一个研究所工作的另一位同事。那人漫不经心地听完夏尔布里津的叙述后,提出了一种解释:“这或许是一种表面异常现象吧。”结果,该研究便半途而废了。
1986年,经美国国际商用机器公司苏黎世研究所的卡尔·缪勒(瑞士物理学家)和约翰尼斯·柏诺兹(德国物理学家)宣布,他们发现一种在-243℃时具有超导电性的陶瓷材料,且这种由钡、氧化镧、铜和氧制成的陶瓷易于制作。此后不久,他们又发现利用远比液氦便宜的液氮做冷却剂,根据同样制作原理制成的一种陶瓷甚至在-173℃时便呈现出超导电性。与金属导体相比,这是一个巨大的进展,因为它可消除令人感到麻烦的音障。这是自1911年昂内斯发现超导现象后75年来最重大的发现,为寻找更具广泛应用价值的高温超导材料奠定了基础。于是,这两位科学家便以新型超导材料的发现者而荣获1987年度诺贝尔物理学奖。
两位科学家的重大发现,在全世界掀起了“超导热”。各国科学家试图寻找出更高临界温度的新型超导材料。而夏尔布里津教授由于粗心,没有抓住1981年那次实验的契机,结果让一个重大科学发现的荣耀旁落他人。
因车祸产生的发明
1936年4月6日,阿莉德·婷出生在挪威首都奥斯陆以北80多千米的一个农庄里。她的父亲虽然务农,但却发明了十几种机器。这些机器主要为农用机械,且都获得了专利。婷自幼就对父亲的各种工作感兴趣。在父亲的启迪下,婷成为一个热情洋溢、讲求实效、富有好奇心的人。
婷决心将来像父亲那样,发明几样东西。她25岁结婚,生育了四个子女,一直过着家庭主妇的生活。在把最小的孩子抚养成人之后,曾经学过护理的婷,凭借她固有的热情决心重新学习。于是她就与女儿一道在奥斯陆大学注册学习,当时她已是45岁的人了。
就在一天上学的路上,婷目睹了一场车祸,学习护理的她闪过一个发明救护器械的念头。
1984年的一天,别人请婷立即赶到一场严重交通事故的现场。一个男人因头部受伤而血流不止,而且没法搬动他,因为他的一只脚卡在废车堆里。总之,不知如何是好,无论如何都不能挪动受伤者的头部和颈部,因为他的颅骨破裂、脊椎折断。婷发现伤员不会因失血而死亡时,就放弃了给他包扎头部的打算,因为包扎头部必须要移动头部,这太危险。
事发当天,婷在心里想,如果在移动伤员时把他的脊椎搞伤了,医院里就是有再好的外科医生不也是无济于事吗?为什么不能用传统的包扎断腿、断臂的夹板来包扎断裂的脊椎呢?于是婷根据自己的这种想法制出了脖颈夹板器材,并且也适应其他应用,如可作为骨折的夹板使用。
1987年4月,在第15届日内瓦国际发明与技术展览会上,婷的脖颈夹板器材获得世界知识产权组织每年向当年最优秀女发明家颁发的金奖。在此次展览会上,脖颈夹板材料引起很多人的兴趣,当她用电话将获奖的喜讯告知家人时,全家人都为她的成功表示祝贺。婷也确信自己的发明会为今后人们的安乐幸福作出贡献。
来自生活的知识
徐光启是我国明朝时的著名科学家。他小的时候,特别喜欢读书,对读书有着非常浓厚的兴趣。不过,他读书的时候从来都不只是满足于学会书本上的知识,而是开动自己的脑筋,时时刻刻注意从生活中学习更加广泛、有益的知识。
那是一个盛夏的下午,当时天气非常热,当小徐光启认真地读完书后,已经被火热的太阳烤得汗流浃背了。为了轻松一下,他就迈着欢快的步伐,兴高采烈地来到自己家的田里散心。这块田里种的都是棉花,棉株已经长到半米多高了。
徐光启被棉花深深地吸引住了,他认认真真地观察着。到了后来,他索性将自己的裤脚卷起,伸手掐掉了一棵棉花的尖顶。徐光启拿着刚掐下的尖顶很认真地思考了一下,忽然茅塞顿开,笑了起来。他点了一下头,竟然认真地摘起一棵棵棉株的尖顶来。
这个时候,恰好父亲来给棉花浇水,看见小光启正在田地里尽情地摘棉尖,不禁大怒了起来。他大声地喊道:“光启,你这是在干什么啊!”
父亲还从来没有对徐光启这样发过火,小光启被吓坏了,他赶紧从田地里走出来,跑到父亲面前,小声地问:“父亲,什么事惹您这样生气呀?”父亲很气愤地斥责道:“你这个孩子是怎么了?读书读傻了吗?好好的棉花,你为什么要把棉株尖顶都摘掉呢?咱们家可就靠着这些棉花过日子呢!你把棉花弄死了,我能不生气吗?你这个孩子淘气也不能这样淘法呀!”
徐光启听了,恍然大悟,他微笑着对父亲说:“原来是这样呀!父亲,这你可就错怪我了。昨天,我在放学的路上看见德章爷爷也在田里摘棉花顶芯,就觉得特别奇怪,他告诉我,大暑过后,立秋马上就要到了,这个时候棉株再往高里长还是会分枝生叶,但是,新生长的枝叶根本就不会结棉桃,而且它们不仅不会结棉桃,还会耗费大量的养分。如果我们能够摘去它顶上的芯,就可以省下很多的养料,这些养料就可以让已经长出的棉桃更结实、更丰满。今天,我读完书来到田地里,突然就想到了德章爷爷昨天对我说过的话,所以,就学着德章爷爷摘起了棉株的尖顶。”
听了儿子的这一番话,父亲也醒悟了过来,不仅没有继续埋怨徐光启,反而也下地和徐光启一起干了起来。这一年,徐光启家地里的棉桃又大又白,增产了二三成。
徐光启注重来自生活的知识,不但使棉花增产了,也使他自己成了伟大的科学家、农学家。
闪电带来的启示
19世纪末,最早使用的电都是由刚发明不久的直流发电机产生的。但直流电有个很大的缺点,就是不能输送到较远的地方,这就很难使电业大面积普及。当时,美国的电学天才斯泰因梅茨认为,这个问题可以通过改用交流电的方法来解决,即让电流在导线中来回流动,先朝一个方向,然后再朝另一个方向。当时没有人知道如何制造这种发电机,也不知如何生产输送交流电的导线。但是斯泰因梅茨把这些问题逐步解决了。
1894年,在斯泰因梅茨的指导下,美国总电器公司在尼亚加拉大瀑布建了一个交流发电站,第一次把强大的电流输送到41千米之外的布法罗。从此,电就跨越整个大陆,造福民众,国家开始实行了电气化。但是新的问题随之产生,每次雷雨来临,都会造成送电事故,闪电的力量是如此巨大,来临的时间又如此不可捉摸,常常使送电系统受损。
1920年夏季的一天,斯泰因梅茨建于湖边的一幢小木房被雷击中了。闪电撞上了木房门口的一棵树,又击破窗户射向室内一个金属灯具,再沿着电线穿过了墙壁,击破一面背后镀银的大穿衣镜。如果别人遇到这种事一定会惊恐不已,自认晦气。但斯泰因梅茨却因此受到启发,反而高兴极了。他对他的助手说:“这面镜子是我们最重要的线索。”
他搜寻玻璃的碎片,不厌其烦地把它们一块块对在一起,像在玩一个拼板玩具。然后,他把对好的板块夹在两块玻璃之间,用带子把四周加固。镜子的背面立刻显示出闪电烙过的花纹。斯泰因梅茨根据从击点到烙过痕迹末端的距离来计算闪电的能量。
从这入手,斯泰因梅茨整整钻研了两年。1922年,他邀请了爱迪生等人来看他的闪电实验。客人们看到一架奇怪的机器,有两层楼高,有两个玻璃架阁,其中一个在另一个之上,架阁都覆盖着金属薄片,以便聚集电能。旁边还有两个圆形铜帽准备接受喷发的闪电。当启动电闸,搁板开始聚集电能,发出嗡嗡的叫声时,客人们的神经有点紧张了。就在这时,一道耀眼的紫光在铜帽间突然而过。闪电来了!接着便是轰击的雷声。斯泰因梅茨实验了人造闪电,并由此发展了避雷器。这个设计使闪电可以无害地逸入地下而不进入供电系统。
偶然成功的人造雨
人造雨的想法早在古代就有了,但是直到1946年前,都没有实现。科学的人造雨是从文森特·谢弗开始实验的。文森特·谢弗是美国纽约州通用电器公司实验室的一名科学家,他在一次偶然事件中,取得了成功。
长期以来,人们认为雨是这样形成的:由海洋和湖泊中的水,变成空气的一部分,形成了云,从云中降下雨来。而云是怎样形成雨滴的呢?
不少科学家认为,雨滴是凝聚在灰尘或其他极细小的微粒周围才形成的,雨滴的内核相当小,肉眼不能看到它,没有这些内核物质,似乎水滴无法形成。于是人造雨的最初尝试是把某种材料作为水滴的内核发射到潮湿的、但没有足够的尘埃或是其他物质微粒的大气中去。
科学家们把成千上万磅各种各样的人造内核从飞机上投下来,或是从地面上发射上去。结果是有时下雨,有时不下雨。
美国纽约州通用电器公司的科学家欧文·兰米尔和他年轻的助手谢弗在二战期间,是研究飞机机翼结冰问题的。他们经常去寒风凛冽、大雪纷飞的新罕布什尔。在那里,兰米尔和谢弗意外地发现云彩周围的温度经常低于冰点,然而却不结冰。这一现象的发现使得兰米尔和谢弗初步相信了当时一些欧洲和挪威的科学家对雨的解释:水聚集在内核的周围成为冰的晶体,当落到地面就成了雨。
二战结束后,谢弗继续他的寻找雪内核的研究。他试验了所有由气象学家建议的天然材料,包括粉尘、泥土和盐类。为了仿制云雾状的潮湿空气,谢弗将自己呼出的气送入制冷器,然后投入一种特殊的东西。
经过了很长时间,他试验了所设想的一切材料和一些几乎是不可想象的东西,但除了制冷器的底部为那种物质所覆盖外,什么都没有发生。将某种物质变为雪的晶体的内核的实验均告失败。
7月的一个上午,谢弗将各种材料都向制冷器里投了一小点,并注视着他所期待的失败结果。后来,朋友提醒他去吃午饭,谢弗高兴地同他去了。走时,他照例让制冷器的盖子朝上。因为冷空气下沉,不会从盒子里跑掉。
午饭后,谢弗又继续开始进行实验。此时,他偶然地看了一下制冷器的温度,比结冰的晶体继续保持固态的温度高了一点。炎热的夏季天气的到来,并没有引起他的注意,他更多注意的是实验的前景。
这时,有两种选择,他可以盖上盖子,让材料自己降至原来的温度;或是投入干冰迅速制止继续升温。干冰是固态的气体,很冷。他在制冷器内投入干冰后,碰巧他呼出了大量的哈气,奇迹便展现在他的眼前:在少量射入到制冷器的光线内,他看到了哈气中有某种细小的碎片,他立即明白了它们是冰的晶体。他偶然地实现了自己的愿望,制出了雪的晶体。不是用一些附加的内核掺到潮气中去,而是相当清澈的哈气吹入制冷器,并且加入大量干冰,如此制出了冰的晶体,变成了一些小小的雪花飘落到他的实验室的地板上。
据此,谢弗准备了一架能喷洒干冰到云中的飞机以及电动喷洒装置。在1946年11月的一个寒冷的日子,谢弗驾着飞机在云层上飞行,在适当的时机,启动机械将干冰洒落到下面的云彩里。在地面上,兰米尔博士激动地看着雪从飞机飞过的云层里落下来。当谢弗返回地面时,兰米尔向他奔跑过去,高喊道:“你创造了历史!”此后,数百次人造雨都是将干冰撒到各类云彩中的方法实现的。此后,兰米尔博士又发现干冰的碎片要小到豆粒,才能造成足够的雪以及产生大量的雨。
谢弗发现如果能使大气足够得冷,就不必要有一个内核,因此他停止了关于内核的研究。然而,有关雨内核的理论是否就是错误的呢?另一个通用电器公司的年轻工人伯纳德·万内格特却仍对这个问题感兴趣。他曾在技校学习过制冷,1945年到通用电器公司当工人。他学习了弗笛森的冰晶理论,认为弗笛森的理论是正确的。弗笛森指出,必须使用与雪的微小碎片的内核同样大小的材料。
万内格特找到了他所要求的一种化合物——碘化银。他相信这是有效的。他搞到了一些材料,提出了点燃它的方法,以使其产生微小的颗粒撒到大气中去造成所期望的雪花。
然后,他把这种材料发射到大气层中去,等待雨雪的到来。但是结果什么也没发生。他并没有灰心,继续研究各次实验的记录,分析了所选取作为结晶内核的化合物;又请教其他科学家,费了一番心血,最后他发现自己所使用的碘化银不是纯的。
他搞到了很多的材料,不顾每克碘化银的花费多大,再三地进行雪结晶的实验。最终找到一种方法能把碘化银磨成很小的碎片,像烟雾一样。这样的碎片可以散布在很广的范围内,如有足够的云量,很少的几克就能造出洒遍一个国家的雨量。
这两种人造雨方法都为科学界所公认。以此看来,即使是一个科研项目的成功,往往也会有几种甚至多种方法可采用。所以科学发明或发现才会有那么多的偶然性促成形形色色的新成果和新创造。一个偶然性事件促成了一个意外的成功,但并不意味这种得来不易的成功是最好的结果、是唯一正确的、会杜绝别的新方法。科学家必须要有坚韧不拔的决心,才能在大量表面上不利事件发生之中,抓住转瞬即逝的有利偶然事件,将科研事业导向成功。
急中生智的发明
集装箱迅速而低廉的运输费用使美国人得以吃上新西兰的苹果、用上日本的像机、穿上香港的牛仔裤、饮上法国的矿泉水。今天,我们吃的、穿的、用的舶来品,很可能就是用集装箱运抵的。
原来用箱、盒、捆、包、桶、袋送来的货物,现在则装在密封的容器里,上面没有说明文字,只有产品代码供仪器检测、电脑跟踪。这套跟踪系统如此准确,竟能在15分钟内测出还需要2周才能抵达的船队的位置。
以上事实促成了世界经济的另一根本意义的转变:实现全球性“流水作业”。举例说,日本产的汽车引擎,用密封的集装箱运到肯塔基州汽车制造厂,不到1小时就安到了美国汽车上。
这种运输方式改变了世界贸易的面貌,其重大意义被认为不亚于水运从帆船过渡到蒸汽轮船。由于把码头装、卸的时间从几天甚至十几天压缩为几小时,并能装载数倍于原来的货物,它把从美国到欧洲运输等量货物的时间缩短了4周。那么,这场运输方式的革命是由谁发起的呢?
这种方式是由一位美国卡车运输司机马尔科·麦克莱恩在运输工作实践中急中生智创造发明出来的。马尔科·麦克莱恩1913年生于北卡罗来纳州迈克斯顿农村。1931年,他买了一辆卡车跑运输,一跑就是6年。1937年的一天,当他把车停在新泽西州霍博肯码头,心急火燎地等着卸货装船时,不由想到:难道不能找到一个办法把拖车直接送上船,从而节约大量的时间和劳力吗?
在他把“麦克莱恩卡车运输公司”发展为全国最大的运输车队的20年里,这个念头一直没在他头脑中消失过。1955年,他收购了一家小石油运输公司,并着手对它的油轮进行改造,以便装载储运货物的大金属箱。1956年4月26日,他的第一支集装箱船队——“理想”号,驶出了纽瓦克港,此地离他产生改革运输方式想法的霍博肯码头只有几英里。
然而,这一革新却遭到保守的海运公司、火车运输公司和工会的激烈反对。直到1966年,他派了一艘货船赴荷兰鹿特丹,集装箱运输才逐渐走向世界。
提出宇宙爆炸理论
一个理论的产生往往要以人们大量的社会实践为基础,经过反复验证而形成。但宇宙大爆炸的理论却是天文学家和电讯专家们在经常不断的偶然发现中所产生和确立的。
1925年,美国天文学家亚当斯根据爱因斯坦广义相对论的预言,通过对天狼星的密度很大的伴星的观察,确认了恒星发出的光谱线的频率向红色方向移动,即出现频率变低、波长变长的红移现象。
1929年,天文学家哈勃根据新的观测资料,发现了银河系以外的星系光谱红移与星系离开我们的距离成正比——距离我们越远的星系,离开我们的速度越快。
这种宇宙天体越远,向外飞逝速度越快的天文现象,预示着宇宙在不断地向外膨胀。对于这种巨大的天文之谜,科学家们一时没有恰当的理论来解释它,一些天文学家和物理学家提出了较为合理的宇宙膨胀说和宇宙爆炸理论。其理论认为:整个宇宙起源于一个高温、高密度的“原始火球”的大爆炸,在火球爆炸而向外膨胀过程中,所产生的各种元素就形成了今天宇宙间的各种物质,并逐渐凝聚成星云,再演化为各种天体。由于大爆炸后宇宙中原初辐射达到热平衡,至今宇宙间还残存着均匀而微弱的背景辐射。
为了验证这种学说,20世纪60年代初,美国普林斯顿大学的射电天文学家迪克等人建造了一架天线,努力探寻背景辐射。也许天线灵敏度不够或别的什么原因,一直未能寻到这种背景辐射。
踏遍铁鞋无觅处,得来全不费功夫。迪克没有寻找到的宇宙背景辐射,却被搞卫星通信装置的两位年轻工程师——彭齐斯和威尔逊发现了。
1962年,美国贝尔实验室研制发射成功了世界上第一颗国际通信卫星“电信星1号”。第二年,贝尔实验室两位30岁左右的青年工程师彭齐斯和威尔逊在装置卫星通信用的天线以提高其灵敏度时,发现总有原因不明的“噪声”干扰。他们经过反复的测试,觉察到这是一种消除不掉的噪声辐射,相当于绝对温度27K左右。而且这种微波辐射在天空的各个方向上的强度都是相等的,且不随季节而变化。显然这不是来自某些天体的特定的辐射,而只能是一种宇宙辐射。这个发现打破了以前认为广阔的星系际空间是绝对空虚,不可能有任何能量辐射,温度只能是绝对零度(相当于零下273℃)的传统观念。
由于贝尔实验室里的这两位工程师当时还不知道宇宙大爆炸理论,一时对这种宇宙辐射现象疑惑不解。次年春,彭齐斯向麻省理工学院一位科学家偶尔谈起这个不解之谜,那位科学家说迪克小组正在探索这个问题。彭齐斯得知了这一意外发现的重大科学理论价值,喜出望外,立即与迪克小组进行了互访。经研究进一步确认,这个3K宇宙背景辐射就是“原始火球”大爆炸后的残余辐射。后来,彭齐斯和威尔逊因此项发现而荣获诺贝尔物理学奖。
方便面的问世
“用开水一冲就可以吃的面条”是日本的安藤百福发明的,这种即食面最早出现于20世纪50年代末。
现代人已进入了一种快节奏的生活方式,特别是午饭,往往是越快、越方便越好。那时候,安藤百福在一家公司任职,每天下班要搭乘电车回家。车站附近的饭铺前,总有许多人挤着、等着吃热面条。
他发现,日本人喜欢吃面条的主要原因就是“快”和“方便”。凭着他敏感的观察力和判断力,安藤百福果断地选择了“生产方便面”的事业。
任何发明都是“无中生有”的,而任何新出现的事物总要遭到一些墨守成规的人的反对,许多人都说安藤“不守本分”,胡思乱想等等。
安藤打定主意之后,绝不为别人的说三道四而退缩。没有资金建厂房,他在自己的家里搭起了简易的工棚。他买了一台轧面机,独自开始了“用开水一冲就可以吃的面条”的实验。
任何发明都经历过失败,安藤百福最初轧出来的面条不是一条条的,而是一堆堆的面疙瘩。经过一次又一次的实验,看了大量的资料,失败了一次又一次,最后安藤百福的方便面终于试制成功了。1958年8月,首批“鸡肉方便面”上市试销,很快被抢购一空。
头炮打响之后,安藤百福正式成立了日清食品公司,正式生产和销售方便面。仅仅几个月,就售出1000多万份。
为了打开方便面的海外市场,安藤百福专程去英、美、法等国考察,看看西方那些用刀叉的民族对方便面的态度和食用情况。他在调查中发现:方便面的袋装质量和调味都很好,可就是吃法上存在着障碍,主要是容器使用不方便。于是,他与美国达特公司合并,成立了日清达特公司,研制适应美国人用叉子吃面条的容器。
几年之后,公司又推出了杯装面条,这种杯装方便面很快风靡了市场,并在海外推开了。30年后,各种类型的方便食品在全世界竞相出现,成为现代人最欢迎的食品品种。
“橡皮头”铅笔的故事
自铅笔问世以来,凡是上过学的人,几乎没有一个人没有使用过铅笔。而当代使用铅笔的小学生,几乎都喜欢使用带橡皮的铅笔,但是,或许大多数人并不知道带“橡皮头”铅笔的由来吧?
李浦曼是美国佛罗里达州的一个画家。作为一个不出名的穷画家,他的生活相当困苦。穷困潦倒的李浦曼有时穷得连画布、画纸也买不起;手头的笔呀、画架呀,所用的画具都是些破烂货。然而,他并没有放弃自己的艺术追求,每天坚持画作,常常工作到深夜。
有一天,李浦曼潜心于一幅素描的画作,他仅有的一枝铅笔已经削得很短了,为了别无选择的节约,他必须捏着这支铅笔头把画作完。画着画着,他发现画面的某处需要修改一下。于是,他放下笔,在凌乱的工作室里寻找他仅有的一小块橡皮。
他找了好久才找到那块黄豆般大小的橡皮,等把需要修改的地方擦干净后,他又发现那只活见鬼的铅笔头又失踪了。找了这个,丢了那个,找来找去,耽误了不少时间,穷画家为此不由怒从心起,发起脾气来,他发誓一定要把这“讨厌的东西”找出来,把它们绑在一起,叫它们谁也跑不掉!于是,他找来一根丝线,把橡皮缚在铅笔的顶端。这样,铅笔似乎长出了一些,用起小橡皮来也似乎方便了一些。可是,没用几下,橡皮就掉了下来。画家的牛脾气又上来了,他发了狠心,一定要把这淘气的橡皮牢牢地固定在铅笔头上。
为此,他竟然连画也不画了,一连干了好几天,想了种种办法固定那块小橡皮……最后,他终于想出了一个好办法:用一块薄铁皮,把橡皮和铅笔的一头一起包起来。
这就是今天人们所看到和使用着的带橡皮的铅笔。李浦曼在逆境中,从发脾气转而执著地进行着他的创新,完成了一项他本专业以外的发明。他的专利很快得到了确认。不久,著名的RABAR铅笔公司用55万美元的巨款买下了这个专利。李浦曼不是作为一个画家,而是作为一个发明者被后人传颂。
古稀老人的创造
除了我们居住的地球以外,同太阳一样,月球也是人类最早关注的星球之一。早在远古时代,各民族都产生了许许多多关于月球的神话传说。月球与太阳不同,它没有令人生畏的炎热,人们曾幻想移居月球,寻找那个清静的新的生存空间。
现在,人们对于自己的生存地——地球,已经有了比较详尽的了解。很久以前,古人就为地球画了地图。进入近代以后,西方地理学家又制作了微型地球——地球仪。到了今天,甚至小学生也对地球仪习以为常,它只是一种普通的地理教具罢了。然而,很少人会想到为月球也制作一个模型,当然,几千年前,人类就有过关于到月球上去居住的美丽幻想。
发明月球仪的人,是英国的一位70多岁的老人,他的名字叫亚瑟·华特逊。虽然他已年过70,可他仍然有一颗不灭的童心。这位住在班森的老汉,自从退休之后就没有什么大事可做,每天就待在家里看看电视、报纸,偶尔喝点酒以消磨时光。
老人有时会像儿童一样有趣,儿童看的卡通片同样会使他如醉似狂。有一天,亚瑟老人从电视上看到一部月球探险的电视节目,这种星球冒险的节目很快就吸引了他。当节目主持人将绘有月球地形的地图推开,滔滔不绝地介绍月球地貌时,老人既感到新鲜又不满:“月球是一个球体,而这种平面的地图无论如何看起来都不会令人满意。”老人想:“既然月球和地球同样都是球体,那么,有地球仪,为什么就没有月球仪呢?”这样,太不公平!愤愤不平的亚瑟老头决心自己动手制作一个月球仪,以弥补人类对于最邻近的那个星球的欠缺。
说干就干,亚瑟老人四处寻找有关月球的资料,寻找适合做月球仪的各种材料。这位退休的老人用在职时的那股热烈的干劲,投入到自己的发明创造中去。
几个月之后,各地的报纸、杂志和电视上都出现了“月球仪”的广告。这种新奇的、前所未有的玩意儿吸引了成人和孩子们,世界各地的订单络绎不绝地到达了小小的班森镇。
亚瑟的发明似乎没有什么特别之处,仿佛所有想到这一点的人都可以动手制作一架月球仪来。然而,月球同地球一样,从来都是明明白白地在人类面前出现了千百万年。而只有亚瑟,这个老顽童,想到并且着手制造了月球仪。
琴纳消灭了天花
天花是人类最可怕的疾病之一,得了这种病的人死亡率很高,即使病看好了,大多数幸存者都要留下满脸的麻子。自从英国琴纳发现免疫法之后,人类就有了对付天花这一类传染病的法宝。
琴纳10岁时开始学医,以优异的成绩获得了医学学士学位。一些大医院曾想用重金聘请他留在城里当医生。然而,他却毅然地回到了自己的家乡,当了一名普通的乡村医生。琴纳从小就对人们充满同情心,他学医就是为了解救人们的病痛。对于农村中得天花病死了和成了“麻子”的人,他寄予许多同情,并立志要探索一条征服天花的道路。
他勤奋地查阅了无数有关的医学资料,了解了许多病例,想从中找到征服天花的“灵丹妙药”和根治这种疾病的良方。但许多年过去了,他还是没有成功。于是,他把注意力投向了民间。有一次,他从民间传说中听到:挤牛奶的姑娘和放牛的姑娘都长得很漂亮。这个传说引起了他的注意。好奇心使他走向田间,他开始留意起那些牧牛姑娘的脸来,在观察中发现,虽然牧牛姑娘不一定个个长得漂亮,但她们中间却没有一个人是患过天花病而变成麻脸的。通过不断地观察和实验,他进一步发现了其中的奥秘。
原来,牛身上有一种叫做“牛痘”的皮肤表层的痘疮,她们天天跟牛在一起,无意中染上了牛痘。人的体内对这种牛痘病毒产生了抵抗力,如果再遇到天花病毒,也会起到抵抗作用,所以就不会出天花了。琴纳发现了牛痘的奥秘后,脑海里产生了一个大胆的设想:在人体上接种“牛痘”,以此来预防天花!这是一个充满危险的计划!医学的对象是人,而不是花草树木、鸡鸭鹅狗,由谁来接受第一例接种“牛痘”的实验呢?万一实验失败,被实验的人就可能成为牺牲品。琴纳的设想虽然得到许多人的赞同,但谁也不愿把自己当做“实验品”去让琴纳搞试验。琴纳狠了狠心,决定在自己的儿子身上进行第一例实验。
琴纳38岁结婚,人到中年才有了一个儿子,他虽然十分疼爱自己的宝贝儿子,但为了医学事业,为了拯救人类,他决定冒一次险。于是,他与妻子商量起这件事来。虽然,琴纳夫人平时非常支持琴纳的事业,给予过他许多鼓励和帮助,但这次妻子听后,坚决反对他这种“大公无私”的“残忍”行为。这件事传到朋友和亲戚那里,他们纷纷前来劝说琴纳,要他放弃这一“残忍”的行为。琴纳的内心非常矛盾,陷入了苦闷和痛苦之中,最后,他终于说服了妻子,顶住了来自各方面的风言风语,在他做了自认为是万无一失的各种准备之后,给只有1岁半的儿子接种了牛痘。时间一天天过去,儿子身上并没有出现不良反应。以后的日子证明:儿子从来没有出过天花,对天花产生了免疫力!实验成功了!
琴纳写下了第一篇有关免疫法的实验性论文。又经过了好几年的反复观察和实验,于1796年的一天,他又在一个名叫菲普斯的8岁男孩身上进行了牛痘接种实验。两个月后,事实证明他已确实获得了免疫力。免疫法成功了!
琴纳的免疫法很快就传向了世界。从此,医生们从免疫原理出发,找到了预防各种疾病的新方法。
口香糖的故事
少年儿童,特别是女孩子,都非常喜欢吃“泡泡糖”。而差不多所有的小朋友都以为“泡泡糖”是由橡胶做成的。20世纪40年代以前,这种被中国少年儿童称为“泡泡糖”的口香糖确实是橡胶加上砂糖以及薄荷等辅料所做成的。而至今所有的口香糖却是用乙烯合成树脂这种新型的材料做的。发明这种口香糖的,是日本的山本佐与治。
第二次世界大战结束后,日本的经济形势很糟,粮食不够吃,有时就连美国士兵口中吐出的口香糖糖渣,也成为饿坏了的孩子抢夺的食物。当时,山本佐与治先生只是一家小饼干店的老板,他看到这些状况,心里很难过,很想制造出一种口香糖,以满足孩子们的需求。
当时,日本并不生产橡胶,进口橡胶是由政府管制分配的,很难搞到手。山本佐与治并没有就此灰心丧气,而是积极开动脑筋,想想是不是可以寻找别的材料,选择一种合适的“代用品”。
一天,他发现有人在摆弄一种白色的、有黏性的材料时,他顿时心头一亮,连忙向那个人打听,那人告诉他,这种材料叫乙烯合成树脂,是新型的石油化工产品。他又打听到,隔壁的钟渊纺织公司就专门生产这种乙烯合成树脂。山本佐与治马上投入了实验中,实验很快就获得了成功。这样一来,乙烯合成树脂加上砂糖及薄荷的口香糖就问世了。山本先生为这种口香糖取名为“哈里斯”口香糖,并以此名成立了口香糖公司。
用乙烯合成树脂做的口香糖看上去晶莹洁白、细腻精美,比过去用橡胶做成的灰白色口香糖更惹人喜爱。很快,这种口香糖就取代了旧产品,而这种新材料也很快就在全世界的同行业中推广开了。
山本佐与治并没有“无中生有”地发明一种新的物种,他的贡献就在于他“发现”了合成树脂可以替代橡胶做口香糖。这个发现,也是一种创造力的表现。
烦恼引出来的创造
富安宏雄是日本的普通平民,贫穷和病魔,双重灾难逼迫下的他,心情坏到了极点。这一天,他躺在地榻上,又冷又饿,睡也睡不着。地榻旁边有一个火炉,炉子上烧着水。水已开了好久,茶壶盖子上面喷着白色的蒸汽,发出咔嗒咔嗒的响声,这声音单调乏味,十分烦人。在富安宏雄听来,简直就是在嘲弄他的贫穷和病弱……
听着听着,富安宏雄再也忍不住了,他愤怒地随手操起枕边的一个锥子用力地向水壶扔过去,锥子一下子刺中水壶盖子,扎在了上面。富安宏雄惊奇地发现:烦人的咔嗒咔嗒声一下子消失了。他连忙爬起身,想过去弄个明白。
他发现,蒸汽从壶盖子上被扎的小孔里冒出来,壶盖就停止了与水壶边缘的摩擦和振动,声音自然就没有了。他加大了炉火,把水烧得更开一些,又实验了几次,结果蒸汽都没能把盖子顶得振动出声音来。这下,对生活失去信心的富安宏雄又燃起了新的希望,他想:“我必须好好地利用这项新创意,一定让它开花结果。”
对生活有了新的希望,精神也仿佛好了起来。他兴致勃勃地离开地榻,带病奔波了一个多月,四处去推销自己的新发现。最后,明治制壶公司以2000日元的代价买下了他的创意。更令人惊异的是,连他的肺病都不治而愈了!创造使他心境格外开朗,而优良的心理素质构成了一帖无形的良药。
钓鱼钓来的发明
巴察是美国的一位皮革商,喜欢垂钓,他经常到纽芬兰海岸去钓鱼。在结了冰的海面上,巴察用钢纤在厚冰上凿洞,然后垂下他的鱼钩。冬季的纽芬兰非常寒冷,从海水中钓起的鱼一放到冰面上就立刻被冰冻得硬邦邦的。带回家的鱼一次吃不光。当几天后再食用这些冰鱼时,巴察发现:只要鱼身上的冰没有融化掉,鱼味就不变。巴察是一个善于产生联想的人,他由冰鱼想到了有关人类保存食物的种种问题……
巴察根据冰鱼所产生的灵感,逐个将肉类和蔬菜进行冰冻实验。他兴奋地发现,只要把肉类冻得像那些鱼一样,就能保持新鲜。经反复实验,他进一步发现:冰冻的速度、温度和方法不同,食品冰冻后的味道和保鲜度也有所不同。蔬菜与肉类更不相同,必须有专门的冰冻方法。
作为一个皮革商和垂钓爱好者,巴察废寝忘食地投入到食品冰冻法的研究中去。经过几个月的努力,巴察研究出了一种不会使食品失去原味和新鲜度的冰冻方法。
1923年,通用食品公司以3000万美元的巨款买下了巴察的专利。不久,冰箱在全世界推广开来。
冰能把鱼冻住,冻过的鱼能保持鲜度,这是一个常识问题,许多人都已习以为常。而巴察却把这个并不令人拍案惊奇的发现加以联想和深化,使它成为改善人类生活的一个重要的发明。
消除“人造雷声”
无论在旅馆、集体宿舍或者是在家庭中,打鼾给同屋造成的扰乱总是使人头痛不已。多少年来,人们只是埋怨着打鼾的人,却无法为他们和为自己解除这种“噪音”的危害。
澳大利亚有一位妇女名叫荣地查兰,她有一位健壮如牛的打鼾丈夫。每天晚上,打鼾丈夫鼾声如雷,弄得她不能安睡。有时实在太困了,荣地查兰就昏昏沉沉地睡去了,但过不了多久,一阵又一阵的“雷鸣”声又会把她从美梦中惊醒……被丈夫的鼾声吵醒之后,荣地查兰并没有推醒丈夫,也没有对他发出任何怨言。她陷入了沉思……
一个又一个的不眠之夜,荣地查兰留心注意起丈夫睡觉的姿势来。她特别注意观察丈夫睡觉时头部和颈部的位置,并仔细将丈夫的姿势描绘下来,和平常人的睡态进行比较和对照。经过长期的观察、比较和对照研究,她发现凡打鼾的人都与他们睡觉时头、颈、肩部的角度有关。找出了根由,荣地查兰据此设计出了一种“夜安枕”,给她的丈夫使用。
她的丈夫使用“夜安枕”睡觉之后,无论侧睡还是仰卧,都能保持气管呼吸的通畅,鼾声再也没有了。这种“夜安枕”经过改进之后,于1984年正式投产推向市场,受到人们的欢迎。荣地查兰出于对丈夫的爱,发明了消除“人造雷声”的夜安枕。人们说,这是一项爱的发明。
牛顿的苹果联想
少年牛顿喜欢各种各样的工具,并且制造出了许多奇怪的小玩意。
12岁时,牛顿进了一家公立学堂,并寄宿在一位药剂师家里。有一天,牛顿对药剂师的一位亲戚说:“你能不能把地下室的那只木箱给我,我想做一个钟。”那位亲戚看着小牛顿那个认真的表情感到十分好笑,心想:“这小家伙真是异想天开,一只木箱能做钟吗?”牛顿见他不相信自己,只得再三地肯求:“先生,您就把那只木箱给我吧,我敢保证,您将再不会因为不知道准确的时间而迟到了”。
“上班不迟到”是具有诱惑力的,那位亲戚抱着试试看的心态,将木箱交给了牛顿。牛顿如获至宝,每天放学回来,他就埋头做起钟来。没多久,他就做好了。每天早晨,他将适量的水注入一个盂内,孟内滴出的水流控制着钟上时针的运动。那位亲戚接受了牛顿送给他的礼物,以后再也不敢小看牛顿了。
牛顿27岁时,被选为英国皇家学会的会员,并被聘为剑桥大学数学系教授。在假期中,他喜欢回到母亲家里,在她的花园里一坐就数小时,他从容不迫地观察周围的一切,思索着各种各样奇特的问题。一次,吃过午饭,牛顿又独自来到花园里坐下,他闭目休息了一会儿,等他睁开眼时,突然发现从近旁的一棵树上掉下来一只苹果。当时,花园里是安静的,并且没有风。牛顿的脑袋瓜飞快地转动起来,很快他做出了历史上一项最重要的发现,他将人们的想象由一只苹果的落地引向了星体的运行。在此之前,人们知道有一定质量的物体落到地上,是由于地心吸引,但是他们不知道这条引力原理同样可以应用于整个宇宙。牛顿给苹果落地下了这样一个定义:“宇宙的定律就是质量与质量间的相互吸引。”回到学校,牛顿把他的发现告诉了他的朋友们,但却迟迟不愿发表他的观察所得。在朋友们的再三劝说下,牛顿勉强同意准备出版手稿。
一旦投入工作的牛顿再次表现了他惊人的毅力。他经常连续几夜不合眼,在房里不停地踱来踱去,天亮的时候,稍稍打个盹,吃些早点,又继续伏案工作。用人给他送去的热腾腾的晚餐,通常变成了他冷冰冰的早点。有时,他也到花园里散散步,脑子里却始终围绕着问题。一旦发现什么,他便会大叫一声,然后飞奔上楼,赶紧在书桌上记点什么。
牛顿就是这样喜欢独自遨游在自己创造的幻境之中,把自己的发现当做一种个人消遣,为的是使自己能在寂静的书斋中解闷。因此,他对工作的投入达到了忘我的境地。
一次,一位美貌的姑娘终于使牛顿动心。一天晚上,牛顿把她约来,准备向她求婚。他轻轻地握着姑娘的手,含情脉脉地注视着这位美人。然而看着看着,牛顿的思想又溜到另一个世界里去了,他脑子里开始思索无穷量的二项式定理,就像做梦一样,他抓住了姑娘的一个手指,错误地把它当成通烟的通条,硬往烟斗里塞,听到姑娘疼得大叫,牛顿这才清醒过来。
又有一次,牛顿去赴宴。他走出家门没多久思想就开了小差,漫无目的地在街上游逛,却害得他的朋友在家等他等得不耐烦。等牛顿想到赴宴的事时,宴会早就散了。牛顿只好无可奈何地叹口气,回家后晚饭也不吃,继续研究他的学说。
打开电源的大门
一天,丹麦哥本哈根大学的厄斯特教授发现了电和磁的奇特现象:当他把一根通过电流的铁丝靠近指南针时,指南铁的磁针竟受到铁丝的吸引,跳动地改变了方向。但当时并没有人能解释其中的原因,也没有引起人们足够的重视。
1820年,德斐教授终于揭开了这个秘密。他通过许多实验证明:凡是铁与钢被环绕着一根通过电流的铁丝,它便成为磁针了,这就是“电磁铁”。
这一发现引起了当过7年订书工人而自学成才的英国青年法拉第的强烈兴趣。他找来了电池、铁丝、磁针,亲自动手做了这个实验。这是人类发明史上最有趣的“魔术”之一。当铁丝一通上电流,铁丝附近的磁针就被无形的“魔力”引向一边,而通电铁丝放在磁针上面时,磁针偏向一边,放在下面,磁针就会向反方向偏去……
在德斐教授的帮助下,在前人研究成果的基础上,1821年他发现了电和磁的另一相反现象,这就导致了“感应电流”的产生。
1822年的一天,法拉第在日记中向自己提出:“既然通电可以产生磁铁,那么,为什么不能用电磁铁产生电呢?我一定要反过来试一试,转磁为电!”他把磁石安插在一个铜丝圈内,又用了一根通了电的铁丝来靠近另一根未通电流的铁丝。他反复调试,不停地变换着铁丝与磁石的各种联系形式,终于弄清了电与磁的关系:“电流通过时,铁块成了磁铁;电流停止时,磁力消失。”
由于这一发现和一系列其他方面的成就,法拉第于1823年被选为英国皇家学会会员。
1831年10月17日,法拉第把一块圆形磁石插入绕有铜丝圈的长筒内,忽然电流计上的指针动了起来,他又迅速地将磁石拔出来,指针晃了几下。
他简直不敢相信自己的手和眼睛,因为,如果电流计没有出什么毛病的话,这就证明电流产生了!在这以前,他已进行了无数次的实验,但每一次都是失败。为了证实刚才的实验结果是否真正可靠,他把磁石反复在铜丝筒里插入、拔出,一连做了好几次,这才真正相信,电流计确实随着磁石在铜丝筒内的移动而显示出电流的存在!“成功了!电流产生了!”法拉第欢呼起来。
于是,他得出了这样的结论:运动是产生感应电流的必要条件,金属必须切交磁力线,才能产生感应电流。
法拉第发现了感应电流之后,接着就创造了一部发电机:将一个铜圆饼嵌在一块恒磁石的两极之间,铜饼的周围粘连着许多铜条与铅条,当铜饼转动时,便产生了接连不断的电流,这就是最早的发电机。
法拉第为人类打开了电源的大门,为人类通向电气化开辟了道路。
珍妮纺纱机的故事
18世纪60年代,英国的纺织业已兴旺发达起来。因织布用上了“飞梭”,织布机的生产效率大大提高了;而纺纱还停留在原来的老式纺车操作方法上,效率怎么也提不高。在纺织厂里,一台使用“飞梭”的织布机需要的棉纱,由十几个女工纺纱都供应不上。纺纱工日夜不停地纺纱,可还是忙不过来。于是,许多织布工只能停工待料,有的织布工还因此失业,闲在家中。
1764年的一个清晨,天刚蒙蒙亮,一位纺纱女工就起床了,坐在纺车旁纺起纱来。她的丈夫哈格里沃斯就是一个织布工,这天,他在家里闲着。自从织布用上新发明的“飞梭”之后,哈格里沃斯就一心想对旧的手摇纺车进行改造,望着妻子由于日夜不停地劳作而消瘦下去的身影,望着她那疲倦不堪的神态,哈格里沃斯内心升起了一股难于言表的怜爱,改造纺车的欲望因此越来越强烈了。但他现在能为妻子做些什么呢?
他做完早餐之后,让妻子去吃早餐,休息一下,自己坐到纺车前,接替她纺纱。他一边纺着纱,脑子里却仍然想着改造纺车的事。这时,妻子走了过来,她希望能同丈夫一起共进早餐。哈格里沃斯笑了笑,站起身,却不小心把纺车碰倒了。妻子正要去扶纺车,却被哈格里沃斯挡住了,他被倒下的纺车所出现的一个并不异常的情景所吸引:纺车上原来水平的纺锤变成直立时,纺车仍然在转动。
“有了!有了!”哈格里沃斯忘记了吃饭,对着妻子兴奋地喊道:“纺车可以改成直立式的!”妻子被他的新发现打动了,鼓励他进行这项改造。
哈格里沃斯转动着纺锤说:“如果在框架上并排立上几个纺锤,用一个纺轮带动它们同时转动,效率不就能提高好几倍吗?”
哈格里沃斯从前当过木匠,手非常巧。很快,他做成了一架立式纺锤的纺车,在框架上装上了8个纺锤,这样的纺纱机可顶得上十几架手摇纺车的效率。面且,所纺的纱细密均匀,强度也大。
哈格里沃斯把第一架纺纱机自豪地以女儿珍妮的名字命名为“珍妮纺纱机”。他在这项发明上融进了多少对女工的爱,还有他的妻子——一个被解放了的纺纱女工。
端茶时发现的秘密
英国著名的物理学家瑞利从小就热爱生活,对生活具有一定的观察能力,并勤于思考、从中发现有价值的东西。他于1904年获得诺贝尔物理学奖,而他对物理学的研究却是从少年时期就开始了,那时他对母亲手里的碗碟摩擦现象产生了强烈的求知欲望。
瑞利的母亲是一位好客的人,对于每一位来客,她都要亲自把茶沏好,很讲究把小茶碗放到一个精致的小碟子上,然后端到客人的面前。
这一天,瑞利家又来了几位客人。瑞利的母亲由于上了年纪,手脚不太灵便,端碟子的手由于颤抖了一下,光滑的茶碗在碟里滑动了一下,差点把茶洒出来。为了防止把茶弄洒,她就格外小心地捧着碟子。可碟子在抖动中反而更倾斜了,茶碗一滑,茶还是洒了出来。她不好意思地对客人说:“人老了,手脚不灵便了。”
瑞利是个有礼貌的孩子,但他这次却没有上去帮助母亲端茶,招待客人,而是专心致志地望着母亲的一举一动,他完全被母亲手中的碗碟吸引住了。他发现:母亲起初端来的茶碗很容易在碟子中滑动,可是,在洒过热茶的碟子上,茶碗就不滑动了,尽管母亲的手仍旧摇晃着,碟子倾斜得更厉害,茶碗却像沾在碟子上似的,不再移动了。
“太有趣了!我一定要弄清楚这是为什么!”瑞利非常激动,脑子里产生了对物理学中摩擦力研究的欲望。客人走后,他用茶碗和碟子反复实验起来。他还找来玻璃瓶,放到玻璃板上进行实验,看看玻璃板慢慢倾斜时,瓶子滑动的情况。接着,他又在玻璃板上洒些水,对比一下,看看有什么不同。
经过多次实验和分析,他对茶碗和碟子之间的滑动做出了这样的结论:茶碗的碟子表面总有一些油腻,油腻减小了茶碗和碟子之间的摩擦力,所以容易滑动。当洒上热茶时,油腻就溶解散失了,碗在碟中就不容易滑动了。
接着,他又进一步研究油在固体物摩擦中的作用,提出了润滑油减少摩擦力的理论。
后来,他的发现被运用到生产和生活中去,在有机器转动的地方,几乎都少不了润滑油。
布莱叶发明盲文
由于一次不幸的事故,幼年的布莱叶双目失明了。到了学龄期,布莱叶只能到盲童学校去上学。对于盲人来说,只能用耳朵去听,用手去摸来了解世界,也只能靠打手势来表达自己的一切,这是件非常艰难和痛苦的事。童年的布莱叶,常常为此苦恼。
这一年,法国海军巴比尔舰长带领一些士兵来到盲童学校,给盲童们演讲战地夜间通讯的演习。巴比尔舰长说:“在伸手不见五指的夜晚,要秘密地把信息传出去,我们用的是密码。我们在厚纸上戳出各种点子来表示密码,接到厚纸的士兵不用眼睛看,只需用手摸就能了解信息的内容了。这就像用眼睛看电报文一样。”巴比尔舰长让士兵为盲童们做了表演。
盲童们只是把这当做一种游戏或者普通的课外活动,而布莱叶却对这种用手摸电码的办法产生了无穷的兴趣。他想:“无论是戳点子还是摸点子,都可以不用眼睛,我们如果能用这个办法写字、读书,不是很好吗?”
年仅十几岁的布莱叶开始了对“点子”的研究,巴比尔舰长原来是用12个孔位来表示一个字母,布莱叶把它简化为6个。用排列和组合的方式,创造出63种不同的符号,像汉语拼音一样,用这些符号拼出不同的字。这样,盲人用手摸,就知道上面“写”的是什么了。
为了解决盲人的“写字”问题,布莱叶又进一步研究,造了一种模板:上面6个孔一组、6个孔一组地排着许多小孔,“写字”时,先把模板压在纸上,用“针笔”刺进小孔,戳出一组组不同的点子。这样,自己想说的话就能像打电报一样地表达出来了。
由于布莱叶的创造,千千万万个学过“盲文”的盲人都能“识字写话”,接受着人类文化的传播,与正常人达到沟通。
发现视差的道尔顿
1766年9月6日,约翰·道尔顿出生在英国坎伯兰郡伊格尔斯菲尔德村的一所小小的茅屋里。在他12岁时,按照村子里的标准,他所受的教育已足够可以开办一所学校了。于是,他勇敢地在自己家的门口钉了一块布告牌,上面写着:“学习的场所,男女兼收,收费公道。”
为招揽学生,他还加了一条:“免费供应纸、笔和墨水。”这一附加的条件十分吸引人,因为纸、笔和墨水在当时的英国是最难见到的商品,所以布告牌挂出去不久,道尔顿就招收到了不少学生,学校办得很兴隆。到他15岁时,道尔顿又和哥哥乔纳森合伙在肯德尔城开办了一所学校。
教学之外,道尔顿埋头搞起了科学研究。他研究植物,经常在乡间漫游,搜集各种花草的标本;同时他还搜集普通昆虫,特别是蛾类和蝴蝶。他进行实验,观察沉浸在水中以及存放在真空中的蜗牛、臭虫和蛆的生命力的破坏过程。在对植物和普通小动物的实验之外,他还在自己身上进行关于食物用量和汗液排出量之间的关系的实验。
他都是默默地进行着这些工作。为了应付生活的开支,他还需不分昼夜地从事教书工作。直到有一天,他终于发现了视差原理。自此,他确立了他一生的目标,就是追求那深藏在我们人类感官中互相矛盾的印象后的真实。
道尔顿的知识都来自他个人的经验,视差原理就是在一个特别偶然的情况下发现的。那天,道尔顿偶然路过一家商店,他一眼瞧见了橱窗里的一双长袜,深蓝色的。这颜色一定最合母亲的意。道尔顿当即买下了它,回家后,他把它送给了母亲。
“约翰,谢谢你为我买的这双长袜,”母亲为儿子能时常想到自己而高兴,但是她还是提出了自己的疑问,“不过,你是怎样看上这么鲜艳的颜色的,要知道,这么鲜艳的颜色是与我们教派的习性不相配的,”母亲继续说,“我是万万不可以穿着它去做礼拜的。”
“怎么,”道尔顿吃了一惊,“这不正是穿去做礼拜的颜色吗?难道深蓝色还不够稳重?”
“不对呀,约翰,”母亲也十分不解,“它是和樱桃一样得红呀!”
道尔顿更加迷惑不解了,这真是太奇怪了。难道人与人之间的观察还存在着差异?他决定研究一下他自己和别人视觉上的这种差异。他找来许多朋友,询问他们是否也有这方面的感受,并对他们做了各种实验,结果发现,人们的感受和他自己的体验完全符合。
原来,道尔顿是个色盲患者,但是当时人们还并不知道色盲这一现象呢!经过研究,道尔顿提出了一个视差理论,来解释今天我们叫做色盲的这种特殊现象。
不满是创造的开始
加藤信三是日本狮王牙刷公司的小职员。作为一个小职员,尽管他前一天夜里加班加点,很晚回家休息;尽管他头晕目眩,还想美美地睡上一觉,但是他必须马上起床,赶到公司去上早班。起床后,他匆匆忙忙地洗脸、刷牙。不料,匆忙中出了一些小乱子,牙龈被刷出血来!加藤信三不由火冒三丈,因为刷牙时牙龈出血的情况已发生过数次了。情绪不好的他怀着一肚子的牢骚和不满冲出了家门。
作为一个牙刷公司的职员,数次刷牙刷出了牙龈血,加藤的不满情绪越来越大了。他怒气冲冲地朝公司走去,准备向有关技术部门发一通牢骚。
走进公司大门时,他的脚步渐渐地放慢了。加藤信三曾参加过公司组织的管理科学学习班,管理科学中有一条名言使他改变了自己的态度。这条训诫说:当你遇有不满情绪时,要认识到正有无穷无尽的新的天地等待着你去开发!
当他冷静下来以后,意识到:不满正是创造的开始。于是,怒气冲冲进门的加藤在遇到同事们时,已心平气和地跟同事们商量起改造牙刷的计划来了。
在加藤的提议下,同事们想出了不少解决牙龈出血的好办法。他们提出了改变牙刷毛的质地;改造牙刷的造型、重新设计牙刷毛的排列等各种改进方案,经过论证后逐一进行实验。实验中,加藤发现了一个平常所忽略的细节:他在放大镜下看到,牙刷毛的顶端由于是机器切割,都呈锐利的直角。
“如果通过一道工序,把这些直角都锉成圆角,那么问题就完全解决了!”加藤恍然大悟道。
同事们都一致同意他的见解。经过多次实验后,加藤和他的同事们把成功的结果正式地向公司提出,公司很乐意改进自己的产品,迅速投入资金,把全部牙刷毛的顶端改成了圆角。
改进后的“狮王”牌牙刷很快受到了广大顾客的欢迎。对公司作出巨大贡献的加藤从普通职员晋升为科长,十几年后,他成为公司的董事长。
加藤的“幸运”来自于在不满中起步。所以,在一定意义上说,不满是活力的源泉,不满是发明和进步的原动力之一。
鸡饲料和脚气病
艾克曼是荷兰著名的医生,因发现维生素而获得了诺贝尔生理学和医学奖。
1893年,艾克曼从阿姆斯特丹大学医学院毕业后,赴荷属东印度任军医。同年,艾克曼参加了荷兰政府组织的脚气病研究委员会。1896年,他从故乡坐船到达印度尼西亚的爪哇岛,考察这里正流行着的脚气病。这是一种很严重的脚气病,人得了这种病后,吃不下饭、睡不好觉,浑身没有力气,走路也不方便。奇怪的是,当地的许多鸡竟然也患上了这种病。艾克曼是个细菌学专家,他想:“脚气病这样普遍,是不是由细菌传染引起的呢?”
他养起了一群鸡,对鸡进行了实验性研究。他用显微镜仔细观察从鸡身上各部位弄来的取样涂片,几年来都没发现任何脚气病菌的踪影,而他自己却得了脚气病,他用来做实验的鸡也得了这种毛病。鸡成批地死去了,只有一小部分活了下来。艾克曼医生曾用各种方式医疗那些生病的鸡,但都没有成效。奇怪的是,那些活下来的鸡,未经任何治疗,几个月后脚气病却自然而然地好了。
“这是怎么一回事呢?我一定要弄清这秘密!”艾克曼医生天天守在那几只鸡旁,想找出其中的原因。
有一天,艾克曼正蹲在鸡栏里观察鸡的活动情况。这时,新雇来的饲养员走过来喂鸡。艾克曼望着鸡群纷纷抢食的劲头,脑子里忽然冒出了一个想法:“这些鸡都是这位饲养员喂的,而这位饲养员才来2个多月,值得注意的是,正是这位饲养员来了2个多月以后,鸡的病才好了起来。这两个事情是偶然的巧合呢,还是有必然的某种联系?”艾克曼决心从这里打开脚气病的缺口。他仔细调查了前后两个饲养员的情况。原来,前面的那个饲养员只图省事,总是用人吃剩的白米饭喂鸡;而新来的饲养员非常勤快,总是用一些拌着粗粮的饲料喂鸡。
“原因是不是出在饲料里?”艾克曼的脑海中闪出一个念头。于是,他重新买了一批健康的鸡,分成两组饲养,一组鸡用白米饭喂养,一组鸡用粗饲料喂养。过了一个多月,预计的情况果然发生了:用白米饭喂养的鸡患了脚气病,而用粗饲料喂养的鸡却一直很健康。
“问题就出在饲料上!”艾克曼做出了判断。接着,他又问自己:“吃粗粮能不能治好人的脚气病呢?”
“这个实验从我身上做起。”艾克曼坚持吃起粗粮来,不久,他的脚气病果然渐渐好了。艾克曼非常高兴,把这个方法推广开来。爪哇岛的居民都吃起了粗粮,他们的脚气病也都好起来了。
艾克曼并不满足于表面上的成功和收获,喜欢刨根问底的思维习惯鼓励着他去进行深入的探寻。他冷静地分析,爪哇岛的人们习惯吃精白米,而把米糠丢掉了。会不会就在扔掉的米糠中有一种重要物质,人缺乏这种东西就会得脚气病?带着这个问题,艾克曼对米糠进行了化验,最后终于发现和提取出一种不为人知的特殊物质——维生素。
“偷懒”萌发创新
吉雅朗是美国一家公司的打字员。作为打字员,他每天都干着千篇一律、单调乏味的活儿:把收信人的姓名和地址分别打在信封上和信纸上。这仅仅是一种“熟练工”干的活儿,永无休止的重复劳动,从中得不到一点创造的乐趣,许多人干着干着就产生了厌烦的情绪。
吉雅朗在这个位置上整整干了10多年!呆板、枯燥且没有情趣的劳动使他觉得又累又乏。一天下来,尽管没有付出多少体力和脑力,但他仍感到非常疲倦,老是提不起精神。他不止一次地在想怎样改变一下这种生活方式和工作环境,在单调乏味的工作中注入一点新意呢?他又想道,是不是可以想想办法,把这些永无休止的重复劳动简化一下,节约出一部分时间和人力呢?
这个“偷懒”的念头留在他的心底久久没有抹去,特别是在他心烦意乱、疲倦无力时,改变现状的欲望就更加强烈。无论在工作时,还是下了班,一个实施“偷懒”的设想在他脑海里萌生:“在信纸上打一次收信人的姓名、地址,而在信封上填收信人地址和姓名的地方剪一个洞,或贴上透明纸,只要信纸、信封上写地址和姓名的位置是对应的,这样就可以简化工作,节省时间和人力了。”
他悄悄地做了实验,在实验中逐步完善了设想中的不足之处。直到自己完全满意了这种“偷懒操作法”,才正式向公司提了出来。
对于吉雅朗的“偷懒”行为,公司的头儿并没有指责和阻挠,反而鼓励和嘉奖了他。他的新方法很快就得到了采纳和推广。
吉雅朗的发明极其微小,而他的这个创新所带来的好处是全球性的。随着他的做法在美国传开,很快就风行了全世界。许许多多的公司都采纳了他的方式来处理同类的文件,节省了无法计算的时间和劳动力。在我国,邮电系统的电报,在电文和电报封皮的处理上,也采用了这种方法。
做生活的有心人
重松富生是日本东京一家广告公司的职员。他除了做好自己的本职工作之外,有着广泛的兴趣爱好。他热爱生活,关心生活中发生的一切有意义的事,是一位生活的有心人。重松富生无论出差还是参加什么社会活动,都乐意结交朋友,向他们了解新事物,以充实自己,取得进步。这种优秀的品格和素质不但有助于他的本职工作,并且给他带来了一条个人事业发达的康庄大道。
有一年,重松去台湾旅游,在一位朋友那里,他偶然听到关于“番石榴和它的嫩叶对治疗糖尿病和减肥很有效”这样一句与自己毫无关系的话。
说话的人或许早已把说过的话忘记,可偶然听到这句话的重松却留了心。在此之前,他早已对社会上越来越多的糖尿病患者和肥胖症者予以关注,并对此有所研究,听到这有用的信息,重松不由得喜出望外。
回到日本以后,重松进一步对此进行调查研究。他意识到:由于经济发展了,生活质量提高了,人们吸收的营养太多了,过量的脂肪和热量在人体里储存,造成肥胖症或糖尿病的人越来越多。如果能产生一种特效药来,一定会受到人们的欢迎。
重松立即把从台湾带回的番石榴和嫩叶送到医学院,专门请了医生进行分析实验。实验结果表明,它是有效的!通过进一步的实验,他们又发现:番石榴还能促进血液循环,减少体内脂肪积聚,对幼儿的生长发育都有好处。其中,嫩叶对减肥特别有效。于是,重松向别人借来200万日元,在东京开设了“糖尿病者及减肥食品公司”,大规模在台湾等地收购番石榴及其嫩叶,经过干燥处理,首创了一种如同茶叶一般的番石榴冲剂。
这种味道清香爽口的冲剂投放于市场以后,立即受到人们的欢迎,特别是那些一心想保持苗条身材的女性都纷纷前来购买,一下子在日本兴起了番石榴饮品的饮用热潮。重松也由此大发其财,第一月销售额为500万日元,以后与日俱增,每月高达2000多万日元。
伟勒的伟大贡献
德国科学家弗里德里希·伟勒出生于19世纪初,他求学期间,既攻医学也学化学,但他的主要精力却放在无机化学方面。铝和铍这两个元素就是他发现的。
在某一次化学实验中,伟勒把氰酸和氨放在一起,制备出一种由一个碳原子、一个氧原子、两个氮原子和四个氢原子组成的白色物质。伟勒注意到,以前曾有一个名叫李比希的青年曾发现过原子的种类和个数与他所制备的物质相同的物质,但颜色却是蓝的。两种不同物质的原子种类与数目完全相同,这在当时被认为是不可能的,但实际上却发生了。因此,伟勒重复了他的实验,再一次得到薄薄的白色结晶,证明了他所制备的物质是与李比希发现的物质并不相同。但是这是什么物质呢?
伟勒认为这就是早年他学医时从人们小便中分离出来的尿素。可是,当时人们认为尿素是不能人工制备的,但年轻的伟勒却在这件偶然发生的事上看到了别人忽视的实质现象。他把硝酸加进自然的尿素和他所创造出的白色结晶中,得到的结果完全相同。他确信他成功地做出了前人未能做到的事情——人工合成尿素。对于这项伟大发明,他在论文中承认他预先并没有想到会取得这样大的成果。
时至今日,尿素早已在农业生产上大量使用。科学家们也已创造出数以百万计的碳氢化合物,而且每天都在增加新的品种,现在有机合成化学工业的产品几乎影响到人类生活的每一方面,对人类生活产生了巨大作用。可是,谁会想到,人类第一次合成出有机化合物却纯粹是偶然事件。但是,无论如何,伟勒的发明无疑是对全人类的伟大贡献!
鱼带来的财富
阿西克斯公司是日本生产体育用品的大公司,其创业人鬼塚喜八郎最初只是一个名不见经传的普通人。他既无钱又无技术,更无门路,但由于他善于思考,并能迅速捕捉机遇,因此成为了一位以巧取胜的大企业家。
20世纪50年代,日本的体育运动正在兴起。运动鞋的需求量越来越大。鬼塚喜八郎想制造一种独特的运动鞋,以便打开市场。但他一无资金,二无研究人员,这是无法同别的实力雄厚的大公司竞争的。
他又想:运动鞋有许多种,如果我只选择其中的一部分集中精力研究,那么,对于这一部分所投入的研究费用和人员与大公司比较也毫不逊色。于是,他选择集中目标研究篮球选手穿的运动鞋。即使是大公司的研究室,也不可能仅在这一个项目上安置两三个人专门研究。
他首先会见一些篮球选手,听他们谈目前运动鞋存在的缺点。许多选手认为:在篮球比赛中,最重要的是在前后左右运动时随时都能立即止步,否则投篮不准。现在的运动鞋在地板上容易打滑,止步不稳。于是鬼塚立即开始把焦点集中在这一问题上进行研究。
他不仅亲自和选手们混在一起打篮球,体验各种运动鞋的效果,还研究鞋底的花纹,甚至研究能急刹车的汽车轮胎。但却没有找到能防止左右前后打滑的理想鞋型花纹。
一天晚上,他正在吃姑姑做的章鱼,忽然看到里面有个大吸盘。也许鬼塚一直集中精力研究球鞋,任何事情都会使他联想到这一点。他想,如果把鞋的橡胶做成吸盘式,就能做到立即止步了。
围绕着这一章鱼而引起的构思,他聚精会神地进行研究。他发现过去篮球运动鞋的鞋底橡胶都是平面形或中间稍高。他把鞋的整体试制成吸盘形,再请选手们试用。结果证明,它要比平底运动鞋止步时稳得多。他把这种鞋申请了专利,并在登记申请范围内写上“把底面做成凹形的运动鞋”。
他把这种鞋卖给拥有强手的学校篮球队,请几个实力相当的校队进行比赛。其中穿此鞋的球队表现稳健,得胜率较高,这就成了商品的广告宣传。因此他的凹形鞋逐渐排挤了大厂家,达到70%的市场占有率。吃章鱼的启示给他带来了巨大的财富!
化学老师与太阳油
美国佛罗里达州一个中学里有一位名叫朗利士的化学教师,这是一位有才华但很穷的年轻人。除了教书,他还去当足球教练,在暑假里,他也常常去海滨浴场充当救生员,以补家用。
这一年春天,在海滨浴场的观望塔上,年轻的化学教师作为救生员俯视着海滩上一群群晒着日光浴的男男女女。那些仅穿着泳衣的人们躺在海滩上,而灼热的阳光似乎要把每一个人都晒干似的,人们晒一会儿,就在身上涂上一层保护油。
望着眼前的一切,朗利士突然灵机一动:为什么不试着搞一种高质量的防晒油呢?
朗利士是一位化学教师,他在化学方面的专长使他很快了解了市场上现有的太阳油的底细;他又是一位浴场救生员。这双重的身份,使他把两个不同的领域结合起来,碰撞出新的火花——这位有心人决心发挥自己的优势,发明一种新款的防晒太阳油。
于是,他走下观望台,走到人群里,向人们询问对目前使用着的太阳油的看法以及有什么新的要求。很快,他得到了一个重要信息:大多数人不喜欢化学制品,而希望能得到一种从天然物质中提炼出来的太阳油。
朗利士是一位热爱生活的人,热爱生活的人关心生活中出现的许多细节,他灵机一动地联想到自己曾在夏威夷看到当地的妇女用椰子油抹头发的生活细节时,马上产生用椰子油生产太阳油的灵感来!
贫穷是智慧者的财富,这是一种动力,穷则思变的朗利士向父亲借了500美元,自力更生地投入到自己新事业的开创之中。在美国,一个成年的年轻人,依靠父母是一种耻辱,向父母借钱,即使是用于正当的事业,也一定要归还的。朗利士精打细算,用借款添置了简单的实验用品,利用晚上和周末孜孜不倦地投入到太阳油的研制工作。在极其简陋的实验条件下,他发挥了自己在化学方面的特长,研究有了突破性的进展。两年后,他成功地研制出一种新的护肤用品——天然椰子太阳油。
发明虽然成功了,但要使这种新产品得到人们的认可和欢迎,也不是一件容易的事情。他没有钱去做广告,提高产品的知名度,他要用事实来征服顾客。
他和他雇来的3个小孩,把这种瓶装的太阳油带到海滩上兜销,请一些救生员和旅游者使用,并征求他们对新产品的意见。
“太好了!”一位美丽的太太对她的丈夫说,“即使在法国或者全世界,也都找不到这么好的太阳油!”
那位先生当即为他的太太买下了一整打太阳油后,对朗利士说:“先生,我想,这种天然的太阳油应该有一个漂亮的名称吧?”
朗利士笑着说:“它叫夏威夷热浪太阳油。”
3年之后,朗利士开的小店就发展成了一个太阳油的跨国公司。
有煤油味的饭菜
按常识,人们会认为家用电炉理所当然应该是由电气学家发明的。错了。电炉的发明人竟是一位美国的新闻记者,他的名字叫休斯,他搞电炉发明的起因完全是他生活道路上的一件偶然事情。
休斯毕业于美国明尼苏达大学新闻系,最初在一家报馆任记者,由于他写文章揭露了一个大富翁的私生活丑闻,得罪了这家报馆的负责人,原因是这个大富翁是这家报馆的资助者之一。
休斯毅然辞去了记者的职务,决心在电器业上有所成就。那是在1900年前后,美国的电力工业正在崛起,电器业也随之开始崭露头角。但是由于休斯对于电器知识不太了解,所以他不知道该从哪里下手。
不久,休斯在一次偶然的机会中,终于发现了线索。那是在一个星期天,休斯应邀到一个朋友家做客,吃饭时发觉菜里有一股很浓的煤油味。休斯感到难吃,但碍于情面和礼貌,只好紧皱着眉头把菜吃下去了。
他的朋友及妻子也尝出味道不对头,都感到尴尬。寻找原因,结果是由于用煤油炉烧菜叶,不小心把煤油弄到菜里了。
休斯虽然在朋友面前表示出毫不在乎的样子,但这件事却启发了他,使他产生了灵感:做饭是家庭主妇的最基本的一项工作,如果我能发明出一种用电的炉子,不是既省事,又能避免煤油炉的缺点吗?
于是休斯开始了电炉的研究发明。他反复实验,不知失败了多少次,也不知被“电老虎”打过多少次。起初的两年时间里,他没有休过一天假期。1904年,休斯的电炉终于研制成功了。经过他大力宣传、示范表演、信誉的销售服务,电炉逐渐成了大众喜欢的灶具。后来,休斯又在芝加哥设立了“休斯电气公司”,继续推出了电炉、电壶等家用电器,很受家庭主妇们的欢迎。休斯电气公司成了驰名世界的大公司。
谁会想到,休斯的辉煌事业却起因于他吃了一顿朋友家带有煤油味的饭菜。
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