发明创造的事例

发明创造的事例

爱迪生发明电灯的故事 在电灯问世以前，人们普遍使用的照明工具是煤油灯或煤气灯。这种灯因燃烧煤油或煤气，因此，有浓烈的黑烟和刺鼻的臭味，并且要经常添加燃料，擦洗灯罩，因而很不方便。更严重的是，这种灯很容易引起火灾，酿成大祸。多少年来，很多科学家想尽办法，想发明一种既安全又方便的电灯。 19世纪初，英国一位化学家用2000节电池和两根炭棒，制源梁桐成世界上第一盏弧光灯。但这种光线太强，只能安装在街道或广场上，普通家庭无法使用。无数科学家为此绞尽脑汁，想制造一种价廉物美、经久耐用的家用电灯。 这一天终于来到了。1879年10月21日，一位美国发明家通过长期的反复试验，终于点燃了世界上第一盏有实用价值的电灯。从此，这位发明家的名字，就象他发明的电灯一样，走入了千家万户。他，就是被后人赞誉为“发明大王”的爱迪生。 1847年2月11日，爱迪生诞生于美国俄亥俄州的米兰镇。他一生只在学校里念过三个月的书，但他勤奋好学，勤于思考，其发明创造了电灯、留声机、电影摄影机等1000多种成果，为人类做出了重大的贡献。 爱迪生12岁时，便沉迷于科学实验之中，经过自己孜孜不倦地自学和实验，16岁那年，便发明了每小时拍发一个信号的自动电报机。后来，又接连发明了自动数票机，第一架实用打字机、二重与四重电报机，自动电话机和留声机等。有了这些发明成果的爱迪生并不满足，1878年9月，爱迪生决定向电力照明这个堡垒发起进攻。他翻阅了大量的有关电力照明的书籍，决心制造出价钱便宜，经久耐用，而且安全方便的电灯。 他从白热灯着手试验。把一小截耐热的东西装在玻璃泡里，当电流把它烧到白热化的程度时，便由热而发光。他首先想到炭，于是就把一小截炭丝装进玻璃泡里，刚一通电可马上就断裂了。 “这是什么原因呢？”爱迪生拿起断成两段的炭丝，再看看玻璃泡，过了许久，才忽然想起，“噢，也许因为这里面有空气，空气中的氧又帮助炭丝燃烧，致使它马上断掉！”于是他用自己手制的抽气机，尽可能地把玻璃泡里的空气抽掉。一通电，果然没有马上熄掉。但8分钟后，灯还是灭了。 可不管怎么说，爱迪生终于发现：真空状态时白热灯显得非常重要，关键是炭丝，问题的症结就在这里。 那么应选择什么样的耐热材料好呢？ 爱迪生左思右想，熔点最高，耐热性较强要算白金啦！于是，爱迪生和他的助手们，用白金试了好几次，可这种熔点较高的白金，虽然使电灯发光时间延长了好多，但不时要自动熄掉再自动发光，仍然很不理想。 爱迪生并不气馁，继续着自己的试验工作。他先后试用了钡、钛、锢等各种稀有金属，效果都不很理想。 过了一段时间，爱迪生对前边的实验工作做了一个总结，把自己所能想到的各种耐热材料全部写下来，总共有1600种之多。 接下来，他与助手们将这1600种耐热材料分门别类地开始试验，可试来试去，还是采用白金最为合适。由于改进了抽气方法，使玻璃泡内的真空程度更高，灯的寿命已延长到2个小时。但这种由白金为材料做成的灯，价格太昂贵了，谁愿意化这么多钱去买只能用2个小时的电灯呢？ 实验工作陷入了低谷，爱迪生非常苦恼，一个寒冷的冬天，爱迪生在炉火旁闲坐，看着炽烈的炭火，口中不禁自言自语道：“炭炭……” 可用木炭做的炭条已经试过，该怎么办呢？爱迪生感到浑身燥热，顺手把脖子上的围巾扯下，看到这用棉纱织成的围脖，爱迪生脑海突然萌发了一个念头： 对！棉纱的纤维比木材的好，能不能用这种材料？ 他急忙从围巾上扯下一根棉纱，在炉火上烤了好长时间，棉纱变成了焦焦的炭。他小心地把这根炭丝装进玻璃泡里，一试验，效果果然很好。 爱迪生非常高兴，紧接又制造很多棉纱做成的炭丝，连续进行了多次试验。灯炮的寿命一下子延长13个小时，后来又达到45小时。 这个消息一传开，轰动了整个世界。使英国伦敦的煤气股票价格狂跌，煤气渣轮行也出现一片混乱。人们预感到，点燃煤气灯即将成为历史，未来将是电光的时代。 大家纷纷向爱迪生祝贺，可爱迪生却无丝毫高兴的样子，摇头说道：“不行，还得找其它材料！” “怎么，亮了45个小时还不行？”助手吃惊地问道。“不行！我希望它能亮1000个小时，最好是16000个小时！”爱迪生答道。 大家知道，亮1000多个小时固然很好，可去找什么材料合适呢？ 爱迪生这雹坦时心中已有数。他根据棉纱的性质，决定从植物纤维这方面去寻找新的材料。 于是，马拉松式的试验又开始了。凡是植物方面的材料，只要能找到，爱迪生都做了试验，甚至连马的鬃，人的头发和胡子都拿来当灯丝试验。最后，爱迪生选择竹这种植物。他在试验之前，先取出一片竹子，用显微镜一看，高兴得跳了起来。于是，把炭化后的竹丝装进玻璃泡，通上电后，这种竹丝灯泡竟连续不断地亮了1200个小时！ 这下，爱迪生终于松了口气，助手们纷纷向他祝贺，可他又认真地说道：“世界各地有很多竹子，其结构不尽相同，我们应认真挑选一下！” 助手深为爱迪生精益求精的科学态度所感动，纷纷自告奋勇到各地去考察。经过比较，在日本出产的一种竹子最为合适，便大量从日本进口这种竹子。与此同时，爱迪生又开设电厂，架设电线。过了不久，美国人民便用上这种价廉物美，经久耐用的竹丝灯泡。 竹丝灯用了好多年。直到1906年，爱迪生又改用钨丝来做，使灯泡的质量又得到提高，一直沿用到今天。 当人们点亮电灯时，每每会想到这位伟大的发明家，是他，给黑暗带来无穷无尽的光明。1979年，美国花费了几百万美元，举行长达一年之久的纪念活动，来纪念爱迪生发明电灯一百周达·芬奇研究设计的机械装置非常多，如：飞机、降落伞、战车、各种火炮、潜水服、土木用机械、汽车、自行车等等。 莱昂纳多·达芬奇的科学发明正在维也纳展出。在展览上，人们可以看到62件与达芬奇发明原物同样大小的模型和微缩模型，此次展览是世界上同类展览中规模最大的。 此次展览在维也纳艺术中心举行，名为“莱昂纳多·达芬奇，男人、发明家和天才”，一直会持续到5月29日。这位文艺复兴时期最有才华的天才的设计包括自行车的“祖先”、潜水者的呼吸器械、悬挂式滑翔机、升降机、降落伞、嵌齿轮、传动装置、军用坦克和其它军舰或飞机，另外还有一个用于攻击敌人城墙的云梯，看上去与现代消防队员使用的梯子十分相似。 意大利橱柜制造者、技工尼科莱·加布里埃尔说：“计算机制图技术已能发现隐含在达芬奇大量技术制图中的信息，这使得我们可能通过计算机模拟使它们工作。”这些模型既有木制的，金属制的，也有用布做的，全部是由加布里埃尔和同事在对达芬奇的设计草图研究后做出来的。达芬奇的设计草图配有数千页手写说明，用于解释这些发明的工作原理。 这种遗产至少从数量上远远超过这位意大利艺术家留下的现存17件设计。达芬奇最著名的作品是《蒙娜丽莎》。加布里埃尔和同事保罗·达奇亚尼设计了多件达芬奇发明的工作模型，并称他们已得到学者卡洛·佩德莱迪的同意。佩德莱迪是世界上研究达芬奇的著名专家之一。 据组织者称，此次展览是同类展览中最全的，展出的模型数量超过意大利任何一家博物馆。达芬奇的一些发明已在他有生之年付诸于实践，比如清理米兰附近运河淤泥的挖泥船和装有轮子的移动河桥。其它一些发明后来付诸实施，例如拿破仑以达芬奇设计为模型制造出的炸弹。 但达芬奇的大部分发明都是在制图板上“虚度光阴”，具有密封隔间防止船沉没的船体就是典型事例之一，加布里埃尔称这种船体也许是达芬奇最重要的发明。双层船体如今已成为制造油轮的标准。达芬奇的自行车令人感到非常的好奇，它可能是达芬奇提出设想后由他的学生设计的。这部自行车当时已有在脚踏板和后轮之间移动的传动链，而19世纪晚期出现的早期自行车则没有这种设计。 达芬奇著名的飞机是他在对鸟翼工作原理长期研究的基础上设计的。这位天才的发明有时潜藏着巨大的危险。在一次实验中，飞行机坠毁，差一点要了达芬奇一名仆人的性命。但在现代，已有人驾驶飞行机成功在天空中飞翔，例如已在加拿大实验成功的巨型金字塔形降落伞。达芬奇还设计出飞行时使用的工具，例如风速计和陀螺仪。 在谈到丹·布朗的全球畅销书《达芬奇密码》时，加布里埃尔在各种秘密之间做了比较。《达芬奇密码》一书称达芬奇喜欢将秘密隐藏在《最后的晚餐》之类的画中以及其技术草图的一些细节中。不言而喻，这些细节旨在防止达芬奇的发现在专利和版权概念诞生前几个世纪被不适当的使用。 1877年冬天，一场大雪降在美国的代顿地区，城郊的山冈上到处是白茫茫一片。一群孩子来到堆着厚厚白雪的山坡上，乘着自制的爬犁飞快地向下滑去。山坡上顿时响起阵阵笑声。 在他们旁边，有两个男孩静静地站着，眼睁睁地看着欢快的爬犁从上而下划过。大一点的男孩叹道：“嗨！要是我们也有一架爬犁该多好啊！” 另一个孩子撅着嘴说道：“谁叫我们爸爸总不在家呢！”他灵机一动，又接着说道：“哥哥，我们自己动手做吧！”被称做哥哥的男孩一听，顿时笑了起来，愉快地说道： “对呀！我们自己也可以做。走，奥维尔，我们回去！”于是，两个孩子一蹦一跳地跑下山坡，向家里飞快地跑去。 这弟兄两个就是莱特兄弟，大的叫维尔伯，小的便是奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意，经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠，屋里有各种各样的工具，弟兄两个把那里当作他们的乐园，经常跑去看爷爷干活。时间一长，他们就模仿着制作一些小玩具。因此，弟兄两个决定，这次要做架爬犁，拉到山坡上与同伴们比赛。当天晚上，弟兄俩就把这种想法告诉了妈妈。妈妈一听，非常高兴地说道：“好，咱们共同来做吧！” 于是，弟兄俩跑到爷爷的工作房里，找到很多木条和工具，不假思索就干了起来。 “不行”妈妈阻止他们说，“干什么事情得有个计划，我们首先得画一个图样，然后才做！” 弟兄俩明白了这个道理，就同妈妈一起设计图样。妈妈首先量了兄弟俩身体的尺寸，然后画出一个很矮的爬犁。“妈妈，别人家的爬犁很高，为啥你画的爬犁这么矮？这能行吗？”弟弟奥维尔不解他问。 “孩子，要想叫爬犁跑得快，就得制成矮矮的，这样可以减少风的阻力，速度也就会快多了。”妈妈温和地解释道。弟兄俩这才明白，干任何事情都不应莽撞，应首先弄懂道理。 过了一天，莱特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄俩把它推到小山冈上，刚放在山坡上，就跑来了一个男孩。 “快来看呀，莱特兄弟扛了一个怪物！”这个男孩大惊小怪地叫道。 不一会儿，孩子们都围了上来，指手画脚地议论着这个怪模怪样的东西。莱特兄弟不以为然，勇敢地说道：“谁和我们比赛！” 先前跑过来的男孩连忙叫道：“我来！我来与他们比赛！”说完，就把自己爬犁拉了过来。 比赛结果，当然是莱特兄弟获胜，孩子们再也不嘲弄这个爬犁，反而围起来左瞧右看，似乎想从中找到什么。 莱特兄弟非常高兴，带着胜利的喜悦回家去了。 圣诞节到了，爸爸也从外地回来。圣诞节早晨，爸爸把礼物送给了他们，兄弟俩急不可耐地打开一看，是一个不知名的玩具，样子好怪好怪的。 爸爸告诉他们，这是飞螺旋，能在空中高高地飞去。“鸟才能飞呢！它怎么也会飞！”维尔伯有点怀疑。 爸爸笑了一笑，当场做了表演。只见他先把上面的橡皮筋扭好，一松手，它就发出呜呜的声音，向空中高高地飞去。兄弟这才相信，除了鸟、蝴蝶之外，人工制造的东西，也可以飞上天。于是，弟兄俩便把它拆开了，想从中探索一下，它为何能飞上天去。 从这以后，在他们的幼小心灵里，就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。1896年，莱特兄弟在报纸看到一条消息：德国的李林塔尔因驾驶滑翔机失事身亡。这个消息对他们震动很大，弟兄俩决定研究空中飞行。 这时候，莱特兄弟开着一家自行车商店。他们一边干活挣钱，一边研究飞行的资料。三年后，他们掌握了大量有关航空方面的知识决定仿制一架滑翔机。 他们首先观察老鹰在空中飞行的动作，然后一张又一张地画下来，之后才着手设计滑翔机。1900年10月，莱特兄弟终于制成了他们第一架滑翔机，并把它带到离代顿很远的吉蒂霍克海边，这里十分偏僻，周围既没有树木也没有民房，而且这里风力很大，非常适宜放飞滑翔机。 兄弟俩用了一个星期的时间，把滑翔机装好，先把它系上绳索，像风筝那样放飞，结果成功了。然后由维尔伯坐上去进行试验，虽然飞了起来，但只有1米多高。 第二年，兄弟俩在上次制作的基础上，经过多次改进，又制成了一架滑翔机。这年秋天，他们又来到吉蒂霍克海边，一试验，飞行高度一下子达到180米之高。 弟兄俩非常高兴，但并不满足。他们想能否制造一种不用风力也能飞行的机器？ 兄弟俩反复思考，把有关飞行的资料集中起来，反复研究，始终想不到用什么动力，把宠大的滑翔机和人运到空中。有一天，车行门前停了一辆汽车，司机向他们借一把工具用用。来修理一下汽车的发动机。弟兄俩灵机一动，能不能用汽车的发动机来推动飞行。 从这以后，弟兄俩围绕发动机动开了脑筋。他们首先测出滑翔机的最大运载能力是90公斤，于是，他们向工厂订制一个不超过90公斤的发动机。但当时最轻的发动机是190公斤，工厂无法制出这么轻的发动机。 后来，一名制造发动机的工程师知道了这件事情，答应帮助莱特兄弟。过了一段时间，这位工程师果然造出一部12马力、重量只有70公斤的汽油发动机。 弟兄俩非常高兴，很快便着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次的试验，他们终于把发动机安装在滑翔机上，不过是在滑翔机上安上螺旋桨，由发动机来推动螺旋桨旋转，带动滑翔机飞行。 1903年9月，莱特兄弟带着他们装有发动机的飞行再次来到吉蒂霍克海边试飞。虽然这次试飞失败了，但他们从中吸取了很多经验。过后不久，他们又连续试飞多次，不是因为螺旋桨的故障，就是发动机出了毛病，或是驾驶技术的问题。 莱特兄弟毫不气馁，仍然坚持试飞。就在这时，一位名叫兰莱的发明家，受美国政府的委托，制造了一架带有汽油发动机的飞机，在试飞中坠入大海。 莱特兄弟得知这个消息，便前去调查，并从兰莱的失败中吸取了教训，获得了很多经验，他们对飞机的每一部件作了严格的检查，制定了严格的操作规定，于1903年12月14日，又来到吉蒂霍克，进行试飞试验。 这天下午，兄弟俩先在地面上安置两根固定在木头上的铁轨，并有一定的斜度，好让飞机方便地滑行。接着，就把他们制造的飞机，放在铁轨上面。 最后是由谁先飞的问题，兄弟俩争执不下，只好用抛硬币的方法，由维尔伯先飞。 维尔伯上机后，伏卧在飞机正中，一会儿便发动飞机，发动机传出轰鸣的声音，螺旋桨也慢慢地转了起来。 飞机在斜坡上刚滑行3米，就挣脱了结在后面的铁丝，呼啸着升到空中。 “飞起来啦！”奥维尔兴奋地叫道。 话音未落，飞机突然减慢速度，很快掉落在地上。整个飞行时间不到4分钟。 奥维尔赶忙跑上前去。威伯尔已从堕落的飞机里跳了出来，兄弟俩赶紧观察飞机，飞机也未受损。 “是什么问题呢？”兄弟俩左思右想，逐一检查。发动机没毛病，螺旋桨转动很好，技术操作也完全正确。……“哥哥，我知道原因了！”奥维尔满面笑容地说道： “咱们是利用斜坡滑行的，距离只有3米飞机就起飞了。而这时螺旋桨的转动还没有达到高速，所以一会儿就栽了下来。”“对呀！”维尔伯点头称是，接着说道： “咱们不能利用斜坡滑行起飞，而要靠螺旋桨的力量飞上去。这样吧，把铁轨装在平整的地方再试验一下。” 他们连续工作了三天，把铁轨又重新安置在一片平坦的地面上。 1903年12月17日上午10点钟，天空低云密布，寒风刺骨。被兄弟俩邀来观看飞行的农民冻得直打寒颤，一再催促兄弟俩快点飞行。 这次由奥维尔试飞，只见他爬上飞机，伏卧在驾驶位上。一会儿，发动机开始轰鸣，螺旋桨也开始转动。 突然，飞机滑动起来，一下子升到3米多高，随即水平地向前飞去。 “飞起来啦！飞起来啦！”几个农民高兴地呼唤起来，并且随着维尔伯，在飞机后面追赶着。 飞机飞行了30米后，稳稳地着陆了。维尔伯冲上前去，激动地扑到刚从飞机里爬出来的弟弟身上，热泪盈眶地喊道：“我们成功了！我们成功了！” 45分钟后，维尔伯又飞了一次，飞行距离达到52米，又过了一段时间，奥维尔又一次飞行，这次飞行了59秒，距离达到255米。 这是人类历史上第一次驾驶飞机飞行成功，莱特兄弟把这个消息告诉报社，可报社不相信有这种事，拒不发布消息。莱特兄弟并不在乎。继续改进他们的飞机。不久，兄弟俩又制造出能乘坐两人的飞机，并且，在空中飞了一个多小时。 消息传开后，人们奔走相告，美国政府非常重视，决定让莱特做一次试飞表演。 1908年9月10日这天，天气异常晴朗，飞机飞行的场地上围满了观看的人们。人家兴致勃勃，等待着莱特兄弟的飞行。 10点左右，弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机，在一片欢呼声中，自由自在地飞向天空，两支长长的机翼从空中划过，恰似一只展翅飞翔的雄鹰。 人们再也抑制不住他们的激动心情，昂首天空，呼唤着莱特兄弟的名字，多少人的梦想终于变为现实。 飞机在76米的高度飞行了1小时14分，并且运载了一名勇敢的乘客。当它着陆之后，人们从四面八方围了起来。1908年，莱特兄弟在政府的支持下，创办了一家飞行公司，同时开办了飞行学校，从这以后，飞机成了人们又一项先进的运输工具。