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偶然事件导致的发现和发明
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许多重要的科学发现和技术发明,皆因偶发事件而致成功。当然,你也得有一个有准备的脑,才能抓住往往是一瞬即逝的机会。

 

 

■“不务正业”的发明———压力锅

在瓦特高效率蒸汽机问世之前,事实上也早有很多人在研究制造蒸汽机了。如公元前720年埃及哲学家西罗,1612年法国机械师德戈,1698年萨物雷,还有狄赛戈里耳、纽可门等不下数十人,其中派朋也是其中的一个,但他研究蒸汽发动机对人类的贡献反而不及他因此发明的副产品———压力锅。

在17世纪末叶,年轻的法国人派朋在伦敦研究蒸汽发动机,他对蒸汽锅炉的研究,引发了他对烹饪用压力锅的发明。他发明的蒸煮锅是圆桶状的,上面有一个能扣紧的盖子和一个自动安全阀。这个安全阀也是派朋的发明。1679年,派朋为皇家学会做现场表演,用这种锅烹制了一些食品,大建筑师C·雷恩觉得这食物美味可口,建议派朋写一本小册子介绍这锅的用法和特点。派朋写道:“这种锅能使又老又硬的牛、羊肉变得又嫩又软,并能保护菜和肉的香味和营养。”但直到二次大战期间,这种锅才在需要考虑节约问题的家庭主妇中普及起来。

现在,压力锅早已出现在千千万万个家庭的厨房中,但谁也不曾想到它却是一位年轻法国人于300多年前的一项“不务正业”的发明。

 

■爱情的产物———打字机

他的名字叫G.L.邵尔斯,在美国一家烟厂里工作,跟打字机没有一点关系,但由于一连串的奇遇和巧合,使他成了这项专利的持有人。

首先,他有一位在一家公司当秘书的妻子。由于妻子工作忙,经常将做不完的工作带回家,连夜赶写材料,非常辛苦。邵尔斯怕把爱妻累坏了,只好帮助她抄写,有时写到深夜,两人往往都写得手酸臂疼。于是,邵尔斯开始有了发明写字机器的想法。

最初,邵尔斯打听到一位老技工叫白吉纳,他曾与自己的一位朋友研究过写字机器,于是邵尔斯去找白吉纳。

白吉纳很喜欢邵尔斯的认真劲,将他同那位已去世的朋友断断续续研究了十几年没有成功的写字机体模型送给了邵尔斯,并告诫邵尔斯,研究成写字机器是异常困难的事情。

邵尔斯决心已定,他把这些写字机雏形的机件宝贝似的搬回家,开始了艰苦的研究工作。

打字机的字臂,照现在的结构而言,似乎是理所当然的形式,可是当时在设计时,却使邵尔斯伤透脑筋。因为一开始他被那种盖印章既简单而实用的传统概念方式禁锢住了:他认为字键与字印之间不宜距离太远,最好是字键在上,字印在下,一按就可以有字出来,就像一般人盖印一样,既简单又能缩小机器的体形。可是,研究到最后,他觉得这一构想根本无法实现。

因为字键在上、字印在下的设计结构字臂不能太长,否则,就像树根一样盘在下面,既复杂又不实用。可是字臂太短,又不能运用自如,因此,使他的创造陷入停滞阶段。

有一天深夜,邵尔斯工作得累了,到院子里去散步,回到屋里再想重新工作时,一抬头,看到他太太弯着背写字的侧影。就在这一瞥之下,邵尔斯内心深处激起一阵轻微的颤动:灯下那个美丽的影子,是多么感人的一幅画面!他觉得坐在那里的不再是他太太,而是他苦思冥想的打字机形状。如果把他太太的头当做字键,弯曲的臂当做字臂,这种结构不是很理想的设计吗?邵尔斯不禁跳了起来,喊道:“姬蒂,我成功了!”

正在聚精会神抄写东西的邵尔斯太太听到这一声喊,吓了一大跳,睁着充满惊恐的大眼睛,以为丈夫为搞发明神经错乱了。

邵尔斯根据新产生的灵感,又改进了写字机的构造。经过4年的努力,终于在 1867年冬天发明出世界上第一台打字机。

在庆祝仪式上,邵尔斯太太泪光闪闪地对亲友说:“今天,我的高兴远胜过任何人。因为我不但拥有了打字机,也重新获得了我的丈夫。”她最后一句话的意义,只有邵尔斯理解得最深:本来打字机的发明是为了想减轻爱妻的劳苦,结果艰苦的发明工作不仅使自己对妻子照顾不够,反过来却要妻子关照自己,这就增添了爱妻的担忧和劳苦。所以,邵尔斯用低沉而带沙哑的声音说:“如果时光能倒流,让我重新研究打字机,我决不会做的。这就是我的感想。”

 

■由打赌诞生的电影

1872年的一天,在美国加利福尼亚州一个酒店里,斯坦福与科恩发生了激烈的争执:马奔跑时蹄子是否都着地?斯坦福认为奔跑的马在跃起的瞬间四蹄是腾空的;科恩却认为,马奔跑时始终有一蹄着地。争执的结果谁也说服不了谁,于是就采取了美国人惯用的方式打赌来解决。他们请来一位驯马好手来做裁决,然而,这位裁判员也难以断定谁是谁非。这很正常,因为单凭人的眼睛确实难以看清快速奔跑的马蹄是如何运动的。

裁判的好友———英国摄影师麦布里奇知道了这件事后,表示可由他来试一试。他在跑道的一边安置了24架照相机,排成一行,相机镜头都对准跑道;在跑道的另一边,他打了24个木桩,每根木桩上都系上一根细绳,这些细绳横穿跑道,分别系到对面每架照相机的快门上。

一切准备就绪后,麦布里奇牵来了一匹漂亮的骏马,让它从跑道一端飞奔到另一端。当跑马经过这一区域时,依次把24根引线绊断,24架照相机的快门也就依次被拉动而拍下了24张照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来。每相邻的两张照片动作差别很小,它们组成了一条连贯的照片带。裁判根据这组照片,终于看出马在奔跑时总有一蹄着地,不会四蹄腾空,从而判定科恩赢了。

按理说,故事到此就应结束了,但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。一次,有人无意识地快速牵动那条照片带,结果眼前出现了一幕奇异的景象:各张照片中那些静止的马叠成一匹运动的马,它竟然“活”起来了!

生物学家马莱从这里得到启迪。他试图用照片来研究动物的动作形态。当然,首先得解决连续摄影的方法问题,因为麦布里奇的那种摄影方式太麻烦了,不够实用。马莱是个聪明人,经过几年的不懈努力后,终于在1888年制造出一种轻便的 “固定底片连续摄影机”,这就是现代摄影机的鼻祖了。从此之后,许多发明家将眼光投向了电影摄影机的研制上。1895年12月28日,法国人卢米埃尔兄弟在巴黎的 “大咖啡馆”第一次用自己发明的放映摄影兼用机放映了《火车到站》影片,标志电影的正式诞生。

当然,19世纪末电影的诞生从根本上说是科学技术与艺术相结合的综合产物,在电影诞生之前,许多发明家已经为电影的诞生做过艰苦的工作和基础性的贡献。除上面所提到的科学发明家外,还有许多,如美国的大发明家爱迪生等。而斯坦福与科恩的打赌事件如同使这些科学技术糅合在一起发生巨变的催化剂,迅速导致了电影综合技术的出现和产生,使电影这门伟大的艺术叩响了20世纪的大门。(以上文/孙永旭 北京青年报  2000-12-21)

 

■摄影技术
1838年,法国物理学家达盖尔正在研究令影像保留在胶片上的方法,但研究多时,仍不得要领。有一天,他突然发现有一个影像留在了胶片上。他于是将附近的化学物品逐一挪开,看看究竟是什么东西造成了这个现象,最后,他发现,原来是一支温度计打破后遗下的水银。摄影技术便从此诞生了,真可谓"踏破铁鞋无觅处,得来全不费功夫"。

 

■放射现象

1896年的一天,法国物理学家贝克勒尔偶然发现,一些密封完好的底片模糊了。他决定要找出其中原因。经过研究终于发现,是他自己身上携带的放射性铀造成的,他因此而发现了放射现象,即原子自然衰变的现象。

 

■糖精

1879年,一名叫法尔贝里的化学学生在研究一种跟甲苯有关的煤焦油物质时,随意地尝了尝,竟然发现有甜味,结果发明了十分著名的糖精。另外有两种糖精或代糖都是被偶然发现的:1937年,美国伊利诺大学一名学生点燃一根香烟而尝到甜味,结果发现了一种叫"环已基氨基磺酸酯"的物质;1965年,科学家在研究抗溃疡物质时,发现了一种NutraSweet的代糖。

 

■硬铝

1906年德国科学家威尔姆打算观察热处理对一种含铜3.5%,镁0.5%的铝合金的影响。但处理后的合金并不如所希望的那样硬化。他把合金随手扔在了一边。但几天后他怀疑自己的试验,于是决定重做一遍。结果他吃惊地发现几天前处理过的合金的强度和硬度已经大大增强。他因此而发现时效硬化现象,并制得硬铝。

 

■无烟炸药

1896年的一天,瑞士化学家熊旁做试验时不小心把盛满硝酸和硫酸的混合液瓶碰倒了。溶液流在桌上,一时未找到抹布,他赶紧出去拿来了妻子的一条棉布围裙来抹桌子。围裙浸了溶液,湿淋淋的,熊旁怕妻子看见后责怪,就到厨房去把围裙烘干。没料到靠近火炉时,只听得"扑"的一声,围裙被烧得干干净净,没有一点烟,也没有一点灰,他大吃一惊。事后,他仔细回忆了经过,顿时万分高兴。他意识到自己已经合成了可以用来做炸药的新的化合物。为此,他多次重复了实验,肯定了结果无误,遂将其命名为"火棉",后人称之为硝化纤维素。就这样,一条围裙引出了世界上第一种无烟炸药的问世。

 

■富勒烯

1985年,科学家克罗托、斯麦利等人在研究太空深处的碳元素时,发现有一种碳分子由60个碳原子组成。它的对称性极高,而且它比其他碳分子更强也更稳定。其分子模型与那个已在绿茵场滚动了多年,由12块黑色五边形与20块白色六边形拼合而成的足球竟然毫无二致。因此当斯麦利等人打电话给美国数学会主席告知这一信息时,这位主席竟惊讶地说:"你们发现的是一个足球啊!"克罗托在英国《自然》杂志发表第一篇关于C60论文时,索性就用一张安放在得克萨斯草坪上的足球照片作为C60的分子模型。这种碳分子被称为布基球,又叫富勒烯,是继石墨、金刚石之后发现的纯碳的第三种独立形态。按理说,人们早就该发现C60了。它在蜡烛烟黑中,在烟囱灰里就有;鉴定其结构所用的质谱仪、核磁共振谱仪几乎任何一所大学或综合性研究所都有。可以说,几乎每一所大学或研究所的化学家都具备发现C60的条件,然而几十年来,成千上万的化学家都与它失之交臂。克罗托、斯麦利等因这一发现荣获诺贝尔化学奖。

 

■X射线

德国物理学家伦琴1895年在研究通过低压气体放电而产生阴极射线的效应时偶然发现:置于放电管外面的涂有氰亚铂酸钡的屏幕表面会发荧光,而当时已经把气体放电的可见光和紫外线都屏蔽掉了。于是他推断有一种不可见的辐射从管中穿出并在屏幕上产生荧光。他将这种新奇的强射线命名为X射线,即表示是性质未知的射线。经过研究,伦琴确定 了X射线的许多性质,其中最重要的是X射线能够不同程度地射透各种完全不透光的物质。正是这种性质,使得X射线成为医疗诊断上一种新的强有力的工具。伦琴为此荣获诺贝尔物理学奖。
■马虎天文学家发现新小行星
马虎大意是自然科学家的大忌,因为它常常导致错误的结果,但是,美国的天文学家阿姆布尔基可要感谢他的一次失误,因为他由此偶然地发现了一颗新的小行星。
阿姆布尔基在7月2日使用计算机控制天文望远镜探测星空时,将坐标调错,望远镜焦点没有对准他的预定目标。但是,这一疏忽竟使他发现一个直径3公里大小的小行星,目前这颗新发现的行星已被小行星中心命名为2000NM。 …这颗小行星目前距地球的距离为2200万公里,目前,全世界的天文台都在跟踪它,以便得到有关它的进一步资料。不过可以肯定的是,它不会与地球碰撞。(以上 北京晚报 2000-07-11)

 
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