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第35章 发明异趣(5)

复写纸的发明是在19世纪初,发明人是英国的韦奇伍德。那时,他正在伦敦经营一家文具商店。一天,韦奇伍德用铅笔写信给他的固定客户,向他们介绍商店里新进的几种文具。这些信的内容几乎一样,他机械地写着,有些厌烦。“能不能同时写成两封、三封呢?”看着后一张纸上留下的上一张纸的字痕,韦奇伍德脑中突然冒出了这个念头。

有的发明关键在于制作,有的发明关键却在于有个想法,只要想到了就不难实现。现在韦奇伍德面临的情况就属于后一种。很快地,他就琢磨出了实现他这个念头的方法:将一张薄纸放在蓝墨水中浸润,然后夹在两张吸墨纸之间使之干燥。书写时将其衬在一般纸张下,从而获得复制件。1806年,韦奇伍德获得了发明的专利权,不过,这发明的名字听上去有点别扭——“复制信函文件装置”。

韦奇伍德的发明问世时,英国的商业活动已很发达,复写纸大有用武之地。眼看他的发明大受欢迎,韦奇伍德干脆办了一家工场,专门生产复写纸。后来,法国人改用甘油和松烟渗透进纸里的方法制造复写纸。大约在1815年,德国有人再进行革新,以热甘油加上从煤焦油中提炼的染料,经细磨调研,涂于韧性的薄纸上制成复写纸。以后人们又在复写纸的涂料上加入各种蜡料,以克服黏度,这就成了我们今天用的复写纸了。

大概是英国的造纸业特别发达的缘故吧,还有一种特殊品种的纸——瓦楞纸也是英国人发明的。

英国的绅士常戴那种直筒的礼帽,夏天戴那种呢制礼帽简直是受罪,脑门上沁出的汗弄得帽沿湿漉漉的,很难受。有人想到找些纸衬在里面吸汗,但干的纸有些硬,戴上后不舒服,有时帽子还会从头上滑下来,使人出洋相。后来,有两位英国绅士——哈雷和阿兰想出了一个方法:在两层纸中夹入一层形似瓦楞的折叠而成的纸。这样的纸衬到帽子里人感觉很舒服,帽子也不会再掉下来。1856年,他们取得了瓦楞纸的专利权。

不过,不知为什么,在礼帽里衬瓦楞纸这种风气并未在英国流行。倒是美国人看中了这种纸的刚性好,不易变形,想到用它来做包装物品的纸盒。1894年,美国建造了一个专门制造瓦楞纸的工厂,用来大量制作纸盒、纸箱。现在瓦楞纸在生活中被大量使用,但人们已很难由现在的用途去想象它的发明初衷了。

盲人看书

1852年6月的一天,在法国巴黎举行的一次盛大音乐会上,一位双目失明的姑娘娴熟地弹奏了一首曲子,博得了全场听众的喝彩。姑娘含着泪对听众说:“你们不要赞扬我,这成绩应该属于我尊敬的老师布莱叶,是他教会了我如何‘看’乐谱!”

盲姑娘之所以能“看”乐谱,要归功于布莱叶发明了盲文。不过,布莱叶的发明是建立在前人努力基础上的,从下文我们可以看到,布莱叶的发明就是发明学中所谓的“移植法”:凡是对自己的发明有启发、借鉴的东西,不妨拿过来,加以改造创新,成为新的发明。

18世纪时,法国人阿尼产生了让盲人也能“看”书的想法,经过反复试验,阿尼发现如果把字母制成突出于书本的形式,盲人就能用手“看”懂它。1786年,阿尼在一位出版商的协助下,出版了第一本印成微凸文字的盲文书。

在阿尼的盲文发明之后不久,巴黎一所盲童学校的创建人瓦伦丁先生,想出了用厚实的布料或纸板剪成字母,然后再把它们贴到纸上做成盲文书的办法。这种书虽然比阿尼的书更容易“看”懂些,可太重了,一页书就有课桌那么大,“看”起来既费力又不方便。

瓦伦丁盲童学校的盲孩子,多少年来一直就是“看”这种硕大笨重的盲文书的。后来,他们中的一个——布莱叶,想到要改造它,要发明一种新的盲文书。

布莱叶1809年1月4日出生在法国巴黎附近的库普雷城,父亲是个制马鞍的皮匠。3岁那年,小布莱叶因玩耍不慎,被锥子扎瞎了一只眼睛,不久另一只眼睛也因感染而失明。10岁时,布莱叶被送到巴黎的瓦伦丁盲童学校学习。从此以后,他就与盲文结下了不解之缘。他17岁毕业后,被留在学校任教。布莱叶忘不了当年学盲文的艰辛,决心创造出一种专供盲人“阅读”和“书写”的文字来。

有一天,布莱叶和一位朋友在一家饭馆吃饭。席间,那位朋友顺手翻着刚刚出版的报纸,发现了报道上尉指挥官巴比埃发明“夜码”的消息。他马上兴奋地把这条消息念给布莱叶听。

原来,巴比埃奉命在夜间执行一项任务,当他们到达离敌人阵地不远处时,上司派人送来了一份紧急命令。由于不能点火,结果巴比埃只得借助微弱的星光,连看带猜,才弄懂了命令的内容,总算没有误事。这次经历使巴比埃感慨万分,后来他就发明一种“夜码”,即采用一些凸起的点点画画之类符号来代替字母,再用它们来拼写成文。接到的人在黑夜中凭手指触摸辨认“夜码”,了解内容。

巴比埃的“夜码”给布莱叶很大启发:这种“夜码”不就是一种不用眼睛看的“夜文”吗?用类似的方法,能不能进而造出盲文来呢?他在朋友陪同下,兴冲冲地赶到巴比埃家求教,收获很大。回到学校以后,布莱叶对上尉的设计作了深入的研究,开始在上尉发明的基础上进行新的创造。这当中他经过了无数次的排列和试验,终于在1829年,他20岁时为盲人创造了“点字”。

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。