10大世界意外科学发现
微波炉、电话、喷墨打印机、手机短信……您能想象吗?这些我们如今生活中几乎无法离开的事物,竟然都是技术人员的“妙手偶得”。或者说,我们已然习以为常的便捷生活,其实是由一连串的“意外”所造就。但这些“意外”真的出乎意料吗?答案或许并非如此。正如一句格言所说:“机会留给有准备的头脑。”意外变为发明的背后,是善于发现的眼睛,还有善于思辨和探索的心灵。
实验意外成就电话
虽然美籍意大利人安东尼奥·穆齐是电话真正的发明人,但人们往往把今天便捷的电话通讯网络,乃至电话本身的发明,归功于苏格兰裔美国人亚历山大·贝尔。
在19世纪中期,电报让信息流通的速度大为加快,也让一部分人开始思考电线能否直接传递声音的问题,这当中就包括了贝尔。在一次试验新式电报机时,发射机上的一块弹性金属搭在了旁边的电磁铁上。当贝尔的助手拿开这块金属的时候,贝尔发现接收机上相同位置的金属也发生了震动。
贝尔由此意识到,如果人对着一块铁片说话,声音将引起铁片振动;若在铁片后面放上一块电磁铁的话,铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生时大时小的电流。这个波动电流可以被电线传向远处,再由一个类似的装置还原为声波震动。这正是电话的雏形。
化掉的巧克力与微波炉
微波炉是烹饪和加热食物的利器,但很少有人知道,微波炉的核心技术其实源自雷达。
20世纪40年代中期,美国工程师珀西·斯潘塞在测试雷达所用的微波发射磁控管的时候,偶然发现自己口袋里的巧克力融化发黏。他最初认为这可能是体温所致,但类似的现象一再发生,终于让他悟到这是微波辐射的作用。后来,他又利用微波辐射把一包玉米做成了爆米花。微波辐射的热效应由此被发现,而这也成为了微波炉的技术基础。1947年,斯潘塞供职的雷达制造企业依据这一原理,制造了世界上第一台微波炉。
钢笔·熨斗·打印机
世界上目前使用的喷墨打印机,可以细分为两类,分别是以爱普生为代表的微压电喷墨打印机和惠普与佳能等厂商的热发泡喷墨打印机。后者的诞生,源自20世纪70年代末的一次小事故。当时,佳能公司的新人奥鲁科,请做会计工作的母亲帮忙熨烫上班要穿的衬衣。忙碌中,奥鲁科的母亲不慎出错,将熨斗放在了会计钢笔上。墨水在高温下变成雾并喷到衣服上,形成了一块均匀的污渍。
奥鲁科弄清墨渍的成因后,由此想到,如果对墨水进行精确地加热,使其成为微小的液滴,就有可能用于打印图文信息。这个理论,成了热发泡喷墨打印机的技术基础。
从清洁剂到培乐多彩泥
第二次世界大战之后,美国家庭的取暖燃料来源从煤炭逐渐转向天然气,但这种转变让清洁用品商Kutol Products公司的一种墙纸清洁剂出现了滞销现象。这种软面团状的清洁剂的主要功能,是以自身黏性来附着墙壁上的煤灰,可惜却生不逢时。
正当此时,清洁剂发明者的侄子却发现,这种清洁剂的可塑性,使它成了不少青少年喜爱的手工素材。他据此建议将清洁剂中加入一些香料和染料,作为儿童玩具销售。这种玩具在青少年中一炮走红,它就是至今仍然风靡全球的培乐多彩泥。
502胶曾是“军用塑料”
第二次世界大战期间,美国伊斯曼·柯达公司实验室的化学家哈里·库弗博士带领一个科学小组,试图研制出一种透明塑料用来制造飞机枪炮的瞄准器。可惜,他们调配研制出来的东西黏性太强,无论碰到什么东西都会死死粘住。6年之后,库弗负责一种新的飞机座舱盖的设计,快速和强力粘合材料的需要,让他想起了那个多年前的“失败之作”。
库弗和他的团队发明的物质,叫做氰基丙烯酸盐。进一步的实验发现,这种物质无需加热,便拥有令人难以置信的黏性,对材料的粘结相当牢靠。我们今天在生活中常常用到的502胶等强力胶水,就是它的“商品化形态”。
X射线也是妙手偶得
1895年,德国物理学家威廉·伦琴在实验室中忙碌地研究阴极射线的特性。为了防止外界光线对放电管的影响,也为了不使管内的可见光漏出管外,他把房间全部弄黑,还用黑色硬纸给放电管做了封套。然后,他给放电管接上电源,以检查封套是否漏光;但在他切断电源后,却意外地发现,放在一米外的一些氰亚铂酸钡发出了闪光。
然而伦琴知道,阴极射线只能在空气中行进几厘米。因此,导致氰亚铂酸钡发出闪光的,一定是某种当时尚未为人所知的新射线,这便是著名的X射线。今天X射线已被广泛应用于医学等领域;伦琴也因这一发现,在1901年成为第一位诺贝尔物理学奖获得者。
糖精源于“饭前不洗手”
很多廉价的甜味零食,都会使用糖精来模拟甜味。它的发明源于一个俄国人“饭前不洗手”的经历。
1879年的一天,美国约翰·霍普金斯大学的俄国化学家康斯坦丁·法利德别尔格正忙于一项化学实验,却突然想起夫人在家备好了晚饭,便匆忙赶回。这一天,他发现自己吃下的牛排和沙拉都带上了奇怪的甜味,在确认夫人并未放糖之后,他猛然悟到这甜味很可能来自他做实验记录的铅笔:铅笔沾上了试剂,继而又通过他握过笔的手,沾到了餐具和食物上!
想到这里,法利德别尔格匆匆吃完晚饭,回到实验室检查当天所有的试剂,最终发现甜味来自一种叫邻磺酰苯酰亚胺钠的化学物质,这也就是今天人们熟悉的“糖精”。
固特异的“误打误撞”
虽然橡胶早已被美洲的印第安人制成球类玩具,并随着哥伦布的探险而为欧洲所知,但直到19世纪30年代,橡胶仍然不是一种足够实用的材料,因为它对温度过于敏感,气温稍高就会变软发臭,在低温条件下又会变脆变硬。
这种局面的改变,要归功于一位终生不得志的美国发明家查尔斯·固特异。1826年,固特异与他的父亲在费城建筑了美国第一个冶金炉,但仅仅4年之后,这家企业就由于资金链断裂而破产,固特异也因为债务被投入监狱,并从此开始了被人追债的后半生。出狱之后,固特异转向了对橡胶的研究。他使用种种不同的材料与天然橡胶一起进行试验。1839年1月,他偶然把橡胶、氧化铅和硫磺放在一起加热,并得到了类似皮革状的物质。这就是最早的硫化橡胶。
然而,当时的社会并未认识到硫化橡胶的价值,固特异的生存状态始终没能改善。他多次因为债务问题入狱,甚至在1851年的首届世博会上凭借硫化橡胶获得多项嘉奖之后,他也仍然是班房的常客。1860年,固特异在贫病交加中离世。30多年后,伴随着汽车时代的黎明,固特异当年的发明终于显现出了它的价值。
苍耳与“尼龙粘扣”
在中国,维可牢魔术贴通常被叫做“尼龙粘扣”。这种由两片塑料制品组成的衣物系束工具,有着相当于纽扣、按扣、插销、拉锁或者带子的功能。
“尼龙粘扣”的灵感,来源于瑞士工程师乔治·德·米斯特劳遛狗时遇到的不便。每当他带着爱犬走过一片生长着苍耳的绿地,狗身上都经常会沾有苍耳的果实。经过仔细观察,米斯特劳发现苍耳的果实上生有很细小的“钩子”,并与狗毛绞在一起,因而难以从狗身上摘下来。他对这两种自然界中的结构进行了模仿设计,“尼龙粘扣”因此而诞生。
手机短信:从应急工具到生活必需
1984年,手机服务正值黎明期。受制于当时的技术,移动通讯网络尚不稳定。法国和德国等欧洲国家的移动通讯工程师们意识到,或许应该开发出某种机制,让甲在拨打乙的手机,却因为乙所在的区域没有信号无法拨通的时候,两人间还有一种备选的信息传递方案;或者,至少能让乙在信号恢复时,第一时间知道甲曾经拨过他的电话,以便回拨。
此外,在当时的欧洲和美国,打不通电话之后做留言,是一种流行的工作方法。让手机用户知道他们有留言,也显得比较重要。最早的手机短信就循着满足这两种需要的路径开始研发。1992年12月3日,一位英国人使用个人电脑,向朋友的手机发出了一条祝贺圣诞快乐的短信,这便是人类历史上第一条短信。但受制于当年的技术,这条短信无法在手机端加以回复。不过,这种尴尬的局面很快结束,随着人们认识到这种功能也可以用于信息交流,短信便摆脱了“应急工具”的定位,开始成为与通话一样的移动通讯服务,并与通话服务互为补充。■