在火車出現之前,人們在陸地上的運輸和旅行,主要是靠人和其他動物進行的。但是不論是人還是其他動物,都有同樣的缺點:速度緩慢,易受天氣變化影響,需要中途休息和補充食物。那么,能不能制造一種機器來代替人和其他動物進行運輸和旅行呢?被譽為“火車之父”的英國蒸汽機車發明家史蒂芬孫把這個設想變成了現實。
童年時代的夢想
勤奮造就偉大的發明家1781年6月9日,史蒂芬孫出生于英國一個貧苦的礦工家庭。他的父親是煤礦里一個看管蒸汽機的司爐工,母親是一個普通的家庭婦女。全家8口人,主要靠父親微薄的收入來維持生活,日子過得十分艱難。史蒂芬孫上不起學,8歲那年,他就去給人家放牛了。
除了替人家放牛之外,史蒂芬孫還有一項工作就是給在煤礦工作的父親送飯。每次來到父親工作的鍋爐房,他都會被那些不停轉動著的機器迷住,他總是出神地看著鍋爐中熊熊燃燒的烈火,忘情地聽著機器隆隆轉動的聲音。他很想弄明白:它們為什么可以自動轉起來,而且力量會這么大?他想,自己長大以后,要是也能像父親那樣當一個司爐工,操縱巨大的蒸汽機干活,那該多好!
放牛的時候,他就常用泥巴來做自己想像中的蒸汽機,鍋爐、汽缸、飛輪等各種各樣的部件都有。
14歲那年,史蒂芬孫真的當上了一名見習司爐工,負責給蒸汽機添煤、加油和擦拭機器零件。看著機器在自己的操作下飛快地轉動,他高興極了。但是時間久了,他覺得只是看著機器轉動不過癮。他開始在心里琢磨起來:這機器是怎么轉動起來的?它的內部結構是什么樣的?
有一天,別人都下班回家了,史蒂芬孫一個人偷偷地把蒸汽機拆開了,他把所有的零件都仔細觀察了一遍。但拆散容易裝配難,他忙乎了好半天,才勉強把蒸汽機重新安裝好。回家的路上,他老是提心吊膽,擔心蒸汽機第二天轉動不了。誰知道第二天一發動,那臺蒸汽機比平時轉得還要好。這次成功拆裝之后,他的膽子也大多了,以后就經常這樣拆了又裝,裝了又拆,把那臺蒸汽機的各個零件都摸了個透。
興趣是最好的老師。史蒂芬孫多么渴望自己也能造出一臺機器。他模仿著拆裝過的那臺蒸汽機,試著畫了一張草圖送給煤礦的工程師看。工程師看后,高興地拍著他的肩膀說:“好啊,有志氣的孩子,希望你多讀書,多掌握科學知識,將來發明一臺比蒸汽機更好的機器!”可是,史蒂芬孫從小沒有進過學校門,怎么讀得懂高深的理論書籍呢?
17歲的小學生
沒有文化知識,就很難搞出發明創造。于是,17歲的史蒂芬孫第一次走進了學校,他要從小學一年級開始讀起。史蒂芬孫每天晚上都和七八歲的兒童坐在一起上課。他像羊群里的駱駝,雞群里的仙鶴那么突出。
“嘻嘻,傻大個!”
“嘿嘿,笨蛋!”
教室外面常常會傳來這樣的譏笑聲。小學里的許多學生都譏笑這位“大學生”并沒有在念大學,卻是在念小學。然而,史蒂芬孫不怕羞,不怕譏笑,他毫不介意,只顧埋頭苦讀。史蒂芬孫白天要到礦上上班,為了多掙些錢養家糊口,休息時間他還要替人家修理鐘表、擦皮鞋,每天累得筋疲力盡。可是到了晚上,史蒂芬孫總是第一個進教室,專心聽講,埋頭學習。放學以后,別人都睡了,他還在昏暗的燈光下復習功課、做作業。由于他勤奮好學,刻苦用功,很快就掌握了許多科學知識。
1803年,史蒂芬孫被提升為煤礦的機械修理工。1810年的一天,礦上的一臺運煤車突然出了故障,許多機械師都找不出毛病在什么地方。史蒂芬孫看了一會兒,就對總工程師說:“讓我試試吧。”那些機械師都不相信他,認為一個“毛頭小子”怎能把機器修好呢,但史蒂芬孫很快就把運煤車修好了。煤礦經理知道這件事后,馬上把史蒂芬孫提升為機械師。
發明火車
史蒂芬孫在煤礦工作時,每天看到運煤工人總是用力地把煤從礦井里一點點地背出來,工作非常辛苦,就萌發了一個偉大的念頭:他要制造一輛既可以運很多煤又跑得很快的蒸汽機車。于是他就埋頭設計起這樣的機車來。
1814年,史蒂芬孫造出了一臺名叫“半統靴號”的火車頭。當他駕駛這個火車頭,在煤礦進行試車表演時,很多人都嘲笑這輛只能拖30噸貨物,每小時只能走六七公里,樣子像笨鴨子一樣丑,走起路來像地震一樣響的破車。還有一些不懷好意的人竟然到處造謠,說:火車的聲音很響,這會使牛受驚,不敢吃草,從而牛奶就沒有了;雞鴨受驚,從而蛋就沒有了;而且火車的煙筒里會放出毒氣,將殺絕飛鳥;火星四濺,將釀成火災;倘若鍋爐爆炸,后果更是不堪設想,乘客將遭斷手折骨之痛!一些原來贊成火車試驗的官員,聽到這些謠言也開始極力反對,并且非常肯定地說用蒸汽機車做交通工具是根本不可能的。
面對技術上的困難和這些謠言帶來的壓力,史蒂芬孫并沒有像另外一些也在發明火車的人那樣灰心喪氣,止步不前。他始終相信自己發明的火車會給人類帶來巨大的幫助,因此鼓足勇氣,總結經驗,決心繼續研究和改進火車。
1825年9月27日,天還沒有大亮,居住在英國斯多林克頓的許多男女老少就紛紛起床了。他們有的步行,有的騎馬,向同一個地方趕去。他們去干什么呢?原來,史蒂芬孫要在那里舉行一次試車表演。正當機車緩緩啟動時,一個青年騎馬疾馳而來,他大聲叫喊著要與史蒂芬孫的火車比試比試。于是,火車和馬開始了一場驚心動魄的比賽。
一開始,只見火車緩慢行駛,而馬則狂奔不已。一會兒后,火車的安全閥升起來了,鼓風機嘶鳴著,騰起團團煙霧,車速逐漸加快,很快火車與馬并駕齊驅了。再過一會兒,火車毫無倦意,一往直前,馬卻漸漸累了。越往后,馬就越顯得力不從心,被火車甩得越來越遠。
這條飛奔的鋼鐵長龍,可載重90噸,乘客400人,最高時速24公里。這就是世界上的第一列火車——“旅行號”。
從此,火車得到了人們普遍的稱贊和重視,正式登上了歷史舞臺,使陸上交通運輸的發展,進入了一個嶄新的時期。史蒂芬孫那不畏艱辛,百折不回,勤奮學習,勇于創新的精神,受到了全世界人民的稱贊,也永遠值得我們學習。
相關鏈接:火車名稱的由來
19世紀初期,蒸汽機早已發明了,并在工業上得到廣泛使用。于是有人打上了蒸汽機的主意,想把蒸汽機裝上輪子,代替馬來拉車,希望制造出能行走的蒸汽機。當然,蒸汽機的力氣比馬要大多了,可以拉上好幾節車廂。由于蒸汽機是燒煤的,要點火后才能產生蒸汽帶動車輪滾動,行走時煙筒里有時還會冒出火來,所以就有了“火車”這個名稱。
哈羅德·艾格頓(Harold Edgerton),1903年生于美國內布拉斯加州的弗里蒙鎮,父親是個小鎮律師和報人。哈羅德從小就愛動腦筋,10歲時,他就用一個鐵皮桶制成的一盞探照燈,轟動了整座學校。由于家境并不富裕,他半工半讀地在內布拉斯加大學讀到畢業,當過電器匠、架設電線員、運煤工人和電影放映師。大學畢業后,他進入麻省理工學院繼續深造。
在攻讀碩士學位時,他發明了一種光線強烈的測量馬達旋速定時燈,而這種頻閃閃光燈改變了他的一生。
在此后的時間里,哈羅德·艾格頓與“燈光”緊緊聯系在了一起。二戰期間,哈羅德被派往英國去開發一種超強燈光,供盟軍飛機夜間在納粹占領下的歐洲上空進行偵察飛行時使用,而他在兩個星期內就完成了任務,為盟軍及時了解敵情作出了卓越的貢獻。
此外,他還發明了一種使電流通過一個裝有氙氣的電子管,制造出耀眼的快速閃光的頻閃閃光燈,被他自己稱之為“萬能上帝的罐裝閃電”。還有那些裝在攝影機和復印機中、機場跑道兩旁、摩天大樓上以及汽車引擎點火定時器內的頻閃閃光燈,也都是他的杰作。
然而,哈羅德·艾格頓最讓人們熟知的,卻是他作為攝影師拍出的“跨世紀照片”。
他使用百分之一秒的閃光,拍攝到子彈射穿撲克牌的瞬間,一點牛奶落到桌面上時產生的優美皇冠狀圖樣,一只蜂鳥仿佛在空中靜止了的那一剎那,憑借著他所開創的“跨世紀照片”,我們現在已經知道貓舔牛奶時是舌的兩面都使用的,蝙蝠是尾膜捕捉獵物的,手槍的后座力是不影響瞄準的——因為后座力是在子彈射出之后才產生影響。
多年來,艾格頓那些令人看得眼花繚亂的照片已成為科學及現代藝術的經典作。美國大都會現代藝術館差不多像對待畢加索的繪畫那樣對待它們,經常把它們掛出來展覽。
“別把我當作藝術家看待,我是發明家和工程師,我追求的是事實。”話雖如此說,他還是扔掉了好幾十張牛奶滴落的照片,才終于拍到了那張有個牛奶皇冠的迷人照片。
哈羅德·艾格頓還是一位肯把自己的發明成果與人分享的人。在他看來,分享知識就是共同努力去發現新知識,在與人分享的過程中,自我則可以完全拋開。他的一個學生回憶說,有一次,他得意洋洋地向老師提出了一個有關自動頻閃閃光的新構想。哈羅德微笑著說:“這個構想不錯,讓我們共同來開發吧!”而后來那位學生發現,哈羅德在多年前便已經有了這樣的構想。事實上,在哈羅德的成就中,有大部分是從他和他的學生間隨便交談中得到的。例如有一次,在對蝙蝠進行試驗時,哈羅德想不出怎樣才能把活的食物以相當于蝙蝠疾飛獵食時的速度投擲給蝙蝠,但是后來他的一個學生想出了一個用發射炮彈的方式來發射蠕蟲,這對后來改進地對空導彈的性能起到了一定的作用。而許多學生日后也成為他在科學事業上的伙伴。他在他的實驗室外設了個展覽廳,把他的新發明都放在里面任人參觀。他說:“申請專利是合情合理的,但不應該搞技術保密。”他還說:“如果你能搜羅到聰明人幫忙,工作便會容易得多。”
同時,哈羅德·艾格頓也能稱得上是學生們的“心理醫生”。一次,他從實驗室回家時,看到一個中國女學生坐在長椅上低泣。他在她旁邊坐了一會兒,然后帶她回去一起吃晚飯。到家后,他叫他的妻子艾斯特帶她去看他的書房,那名學生驚奇地發現,在墻的一面都是學生的簽名。艾斯特對她說:“這些人都是博士的學生,并且都曾一度失敗過,但大多數現在已站起來了,如果你也屬于這種情況,請簽上你的名字吧!”那名女學生默默地簽上了她的名字。
哈羅德·艾格頓是美國麻省理工學院的著名教授,教的是電子儀器學,實驗室是他經常呆的地方。他也很喜歡他的學生在午茶時間到他家中小敘,實際上這也是一種小型科學論壇。實際上,整個世界都可以稱得上是哈羅德的實驗室。上世紀50年代,他曾和法國著名海洋探險家古斯托乘坐“卡力索呆”潛艇一起到海洋深處探險,他還曾在撒哈拉沙漠追蹤本世紀歷時最久的日蝕;他又用聲納來探測威尼斯圣馬可水道,尋找相傳已久的大名鼎鼎的勒克索柱是否在水道底下;他也曾把在恩尼威托克島進行的核彈爆炸攝入鏡頭,又在加勒比海探查西班汽船所載的黃金。他還一再去搜尋蘇格蘭尼斯湖水怪,因為他深信其中確有奧秘之處。他精力旺盛,常常坐在樓梯扶手上從3層樓一直滑落到底下。“要是你在早上3點鐘還不醒來做點事,那你就是浪費時間。”這是他很愛說的一句話。
1968年,哈羅德年滿65歲,已經到了校方強制退休的年齡。可是他卻半開玩笑地說:“要我退休,恐怕我的腦子不會答應。”事實上,他只是從講臺上退了下來,更加專心致志地搞他的科研,他唯一的消遣方式就是在他取名為“閃擊奇妙的光”的實驗室中跑來跑去,口中吹著貝多芬和莫扎特樂曲。就這樣,他繼續在科學領域探索了近20年。
在他83歲那年,中風和一次心臟病猝發使他的腦子和動作都遲鈍了下來。每天傍晚他從實驗室走向他的住所時,他要在校園的長椅上坐上幾次,學生向他打招呼時,他只是微笑著點頭回答,看來此時說話已經變成他的一種負擔了。
1988年12月,他發表他的一年一度的“燈光學”演講時,忽然腦子變成一片空白,講話結結巴巴,接著好一會一句話也講不出來。隨后他咧嘴笑道:“嗯,我本來是知道的,事實上,我還寫過好幾本書,不過,我現在已經老得有些忘記了,因此你們去看書好了。”
1990年1月4日,哈羅德·艾格頓平靜地去世了,終年87歲。追悼會上,當時的美國總統喬治·布什致悼詞說:“他非但是一位國際知名的科學家和發明家,也是一位劃時代的攝影大師,更可貴的是他樂善好施,肯幫助別人,尤其是失敗者,在他身上真正體現出了基督愛人知己的精神。”
因家中貧困,愛迪生11歲便輟學踏入了社會。
11歲愛迪生賣報紙小小年紀,能做什么呢?經人介紹,愛迪生做起了在列車上賣報的營生。那是從休倫港開往底特律的列車,列車早上出發,他便早早起來買了當天的報紙,乘上這趟列車一路賣下去。一份報紙5分錢,其中差不多有1分錢的利潤。賣得好,一趟下來可以賣出百來份報紙。運氣不佳,就只能賣出三四十份。要是這樣,可就慘了,多出的報紙只能拿回去生爐子,那可得辛苦好多天才能補上虧空。
于是,愛迪生思考著:為什么有時報紙不一會兒就賣光了,有時卻要剩下幾十份甚或一半?沒多長時間,其中的奧秘還真的被他找到了:時值美國南北戰爭,凡是報紙上載有戰事消息的,其銷量就會猛增。
當時的報紙需提前訂購,報社為了控制成本,報紙的印刷量是要以這種訂購數為基準的。所以,先前訂購的份數在取報時是不可隨便增加或減少的。可如何提前知道第二天的報紙上是否有戰事消息呢?
愛迪生認識一個《底特律自由報》的排字工人,于是他以每天為排字工人免費提供一份新鮮奶酪、漿果或蔬菜為代價,讓排字工人提前告訴他第二天報紙的內容。憑著經驗,他再判斷一下能賣出多少份報紙,然后再決定買進數。隨著時間的推移,他的判斷誤差率竟小于1%,賣報的收入也開始成倍增加。
一天下午,愛迪生在與一位買主的交談中得知:當天上午有數以千計的人在夏伊洛戰役中被殺。他認定這是一個不錯的商機,于是他立刻找到一個自己認識的電信員,許諾日后每天白送他一份報紙,請電信員趕緊拍電報給各火車站,讓他們張貼有關簡略描述夏伊洛激戰的布告。
第二天,火車從休倫港開出后,停靠的每一個小站上都擠滿了等著買報紙的人。為了能一睹為快,人們紛紛愿出高價。就這樣,5分錢一份的報紙,漲到了2.5角,愛迪生訂購的1000份報紙被一搶而空。
想成為一位偉大的發明家嗎?那就以發明家的眼光來看問題,哪怕只是賣報紙。
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