贝尔25岁时,受聘为美国波士顿大学的语音学教授,后来便定居美国。那时电报已广泛应用,成为一种新兴的通讯工具,贝尔想:“既然电流可以让音叉震动,那为什么人的声音或音叉的震动,不能让电流获得相应音波而来传递声音呢?”有一天,一次偶然的实验启发了他,在实验中他发现了一个有趣的现象:电流导通或截止的时候,螺旋线圈发出了噪音。于是一个大胆的设想就在贝尔的脑海中出现了:在讲话的时候,如果能够使电流强度的变化模拟出声波的变化,那么用电流传递声音的设想不就能够实现了吗?这一设想就是日后贝尔发明电话的原始起因,不过把它变成现实对当时的贝尔来说,这几乎是不可能的事,因为当时的贝尔对于电学的知识几乎一窍不通!然而伟大的人之所以伟大,就在于他敢于在别人不敢为时而为之。
当贝尔最初把自己的想法告诉电学界的人时,许多人都说贝尔是痴心妄想,然而贝尔并没有因此灰心丧气,反而更坚定了自己制造电话的决心。他深信:“世上无难事,只怕有心人。”
1875年3月,贝尔专程赶到华盛顿向当时美国威望很高的大物理学家亨利(Joseph Henry,1797—1878)请教。亨利听了贝尔的设想后,对贝尔说:“你有一个很了不起的设想,小伙子努力干吧!”“可是,先生,在制作方面还有很多困难,而更困难的是我不懂电学。”“掌握它!”这位大科学家鼓励贝尔说。“掌握它!”这句话从此成了贝尔的座右铭,极大地鼓舞了贝尔走向成功的信心。
从此,贝尔专心致志地研究起电学来,业余时间几乎全部用在了电学的研究上,很快他便掌握了所需的电学和声学知识。1873年贝尔辞去波士顿大学语音学教授的职务,租了近郊公寓的一间破旧拥挤的小屋,开始正式地搞起实验来。两年中,他和助手进行了无数次的实验,经历了数不清的挫折、磨难和失败。
据说,终于有一天,贝尔和他的助手分别在两个房间里准备作对话实验。他不小心把桌子上的硫酸弄翻了,结果硫酸撒在了他的腿上,不仅烧坏了贝尔的裤子,同时也把他的大腿烧得火辣辣的。烧疼了的贝尔忍不住叫了起来:“华特生,快过来,我遇到麻烦了!”隔壁房间正拿着听筒和对话筒的华特生清楚地听到了贝尔的喊叫,他也高兴地叫了起来:“我听到了,贝尔先生!”就这样,电话终于被贝尔发明出来了。
不过早期的贝尔电话存在着一个很大的缺点,就是送话器中电流很小,受电阻的作用而衰减很快,所以无法将声音传送到很远的地方去。后来爱迪生解决了这个问题,在送话器之间加了一对线圈,从而克服了电流的迅速衰减,但贝尔电话的缺点并不影响贝尔发明电话的功绩。他还有一个重要贡献是制造了助听器,给耳聋病人带来了听到声音的可能。
为了纪念贝尔在电、声学方面的贡献,在电学中计算功率的比值用贝尔作单位,在声学中测定声强级也常用贝尔作单位。
当一扇门关闭时,另一扇门会打开。遗憾的是我们经常苦苦死守在紧闭的门前,而看不到那扇对我们敞开的大门。
——贝尔
飞机的发明者莱特兄弟
莱特兄弟指的是奥维尔(Orwell Wright,1871—1948)和威尔伯(Wilbur Wright,1867—1912)这两位美国人。世人一般认为他们于1903年12月17日首次完成完全受控制、附机载外部动力、机体比空气重、持续滞空不落地的飞行,并因此将发明了世界上第一架实用飞机的成就归功于他们。
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,大的叫威尔伯,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,弟兄俩个跑到爷爷的工作房里,找到很多木条和工具,不加思索就干了起来。
“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!”
弟兄两个明白了这个道理,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,为什么你画的爬犁这么矮?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。弟兄两个这才明白,干任何事情都不能莽撞,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,指手划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,样子很奇怪。
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!它怎么也不会飞!”威尔伯有点怀疑。
爸爸笑了一笑,当场作了表演。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。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。
1891年,德国飞行家李林塔尔(Otto Lilienthal,1848—1896)试飞滑翔机成功的消息使他们立志飞行。1896年李林塔尔试飞失事,促使他们把注意力集中在了飞机的平衡操纵上面。他们特别研究了鸟的飞行,并深入钻研了当时几乎所有关于航空理论方面的书籍。这个时期,航空事业连连受挫,飞行技师皮尔机毁人亡,重机枪发明人马克沁试飞失败,航空学家兰利连飞机带人摔入水中等等,这使大多数人认为飞机依靠自身动力的飞行完全不可能。
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,由威尔伯先飞。
威尔伯上机后,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。威伯尔已从坠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!”威尔伯点头称是,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,“飞行者”1号进行第4次试飞,地点在美国北卡罗来纳州小鹰镇基蒂霍克的一片沙丘上。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,并且随着威尔伯,在飞机后面追赶着。
飞机飞行了30米后,稳稳地着陆了。威尔伯冲上前去,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,威尔伯又飞了一次,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。
1904年,莱特兄弟制造了装配有新型发动机的第二架“飞行者”,“飞行者”号是一驾普通双翼机,它的两个推进式螺旋桨分别安装在驾驶员位置的两侧,由单台发动机链式传动。在代顿附近的霍夫曼草原进行试飞,最长的持续飞行时间超过了5分钟,飞行距离达4.4千米;1905年又试验了第三架“飞行者”,由威尔伯驾驶,持续飞行38分钟,飞行38.6千米。第一次试飞的那一天,天气寒冷,刮着大风,首先由弟弟奥维尔驾驶“飞行者”飞机进行飞行,留空时间12秒钟,飞行36.5米。在同一天内,飞机又进行了3次飞行,其中成绩最好的是哥哥威尔伯。他驾驶飞机在空中持续飞行260米。
消息传开后,人们奔走相告。美国政府非常重视,1906年,他们的飞机在美国获得专利发明权,并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,他们创办了“莱特飞机公司”,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。
莱特兄弟飞行的成功,从一开始的不受重视与承认,直到1907年还为人们所怀疑;反而是法国于1908年首先给他们的成就以正确的评价,从此掀起了席卷世界的航空热潮。他们也因此终于在1909年获得美国国会荣誉奖。1912年5月29日威尔伯逝世,年仅45岁。此后,奥维尔奋斗30年,使莱特飞机公司成为世界著名飞机制造商,资金高达百亿美元。1948年1月3日奥维尔逝世。
没有追求的人,必然是怠惰的。
——莱特兄弟
只有鹦鹉才喋喋不休,但它永远也飞不高。
——莱特兄弟
法国数学家笛卡尔
笛卡尔(Rene Descartes,1596—1650),法国数学家、科学家和哲学家,西方近代资产阶级哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响深远。人们在他的墓碑上刻下了这样一句话:“笛卡尔,欧洲文艺复兴以来,第一个为人类争取并保证理性权利的人。”
笛卡尔出生于法国,父亲是法国一个地方法院的评议员,相当于现在的律师和法官。笛卡尔1岁时,母亲去世,给笛卡尔留下了一笔遗产,为日后他从事自己喜爱的工作提供了可靠的经济保障。
8岁时笛卡尔进入一所耶稣会学校,在校学习8年,接受了传统的文化教育,读了古典文学、历史、神学、哲学、法学、医学、数学及其他自然科学,但最使他感兴趣的是数学。在结束学业时他暗下决心:不再死钻书本学问,而要向世界这本大书讨教,于是他决定避开战争,远离社交活动频繁的都市,寻找一处适于研究的环境。
1612年笛卡尔到普瓦捷大学攻读法学,四年后获得博士学位。1616年笛卡尔结束学业后,便背离家庭的职业传统,开始探索人生之路。他投笔从戎,想借机游历欧洲,开阔眼界。
这期间有几次经历对他产生了重大的影响。一次,笛卡尔在街上散步,偶然间看到了一张数学题悬赏的启事。两天后,笛卡尔竟然把那个问题解答出来了,引起了著名学者伊萨克·皮克曼的注意。皮克曼向笛卡尔介绍了数学的最新发展,给了他许多有待研究的问题。与皮克曼的交往,使笛卡尔对自己的数学和科学能力有了较充分的认识,他开始认真探寻是否存在一种类似于数学的、具有普遍使用性的方法,以期获取真正的知识。
据说,笛卡尔曾在一个晚上做了三个奇特的梦。第一个梦是,笛卡尔被风暴吹到一个风力吹不到的地方;第二个梦是他得到了打开自然宝库的钥匙;第三个梦是他开辟了通向真正知识的道路。这三个奇特的梦增强了他创立新学说的信心。这一天是笛卡尔思想上的一个转折点,也有些学者把这一天定为解析几何的诞生日。