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第274部分

中华学生百科全书-第274部分

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    荷兰人惠更斯在波动光学上贡献最大。他发现了惠更斯原理——介质中
波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源,任意时刻这些子波的包络
就是新的波前。
    牛顿在光学研究方面也是成果累累。他几乎总结了当时人们在光学方面
的所有成果——反射、折射、干涉和颜色。他用棱镜分解了太阳光,说明了
白光中包含了 7 种颜色光,发现了牛顿环,并定量解释了牛顿环和薄膜干涉,
还提出了对以后光学和物理学发生了重大影响的问题。牛顿这方面的成就集
中体现在他的《光学》一书中。根据他的大多数观点来看,他似乎把光看作
光源向各个方面阵阵簇射出来的粒子流。
    红外线和紫外线
    1800 年,天文学家赫歇耳发现在太阳光谱线的红外端以下所放的温度计
明显地受到了热辐射,从而发现了红外线。紫外线不会产生显著的热效应,
但却会产生一些化学效应。通过这个途径,英国人沃拉斯顿和德国人缪勒
(1809~1875)先后发现了紫外线。
    1814 年,德国人夫琅合费(1787~1826)用他制成的分光镜发现了太阳
光谱中的暗线——夫琅合费暗线。他改进仪器后仔细观察,暗线竟达几百条!
当他把分光镜对准月球、金星和火星时,在这些星的光谱里也发现了那些暗
线,这一研究开创了天体分光学。后来,基尔霍夫(1824~1887)和本生(1811~
1899)对这些暗线的研究和解释表明,它们同太阳上的元素成分有关。这一
点,开始从化学上证明,天体和地球都是由同类化学元素构成的。
                    
         近代技术的发展
                    
    纺织机器的革命
    牛顿时代科学的发达又给英国人增加了精神上的优越感。一次悄悄的但
却是影响深远的技术革命随之发生了。这场革命是从英国最发达的、为海外
贸易而生产产品的纺织部门开始的。
    1733 年,凯伊发明了飞梭,从此人可以不再用手抛梭织布了,织布效率
大大提高,使手工纺纱供不应求。5 年后,惠特制出了滚轮式纺纱机,这样
又不用手指纺纱了。
    1764 年,哈格里沃斯(1720~1778)把单绽纺车改造成了多绽纺车,引
纱和捻纱都实现了机械操作,纺纱效率提高了十几倍。他以自己女儿珍妮的
名字称呼这个能纺出细纱的杰作。1768 年,理发师阿克莱特可能是剽窃了木
匠海斯的设计,制成水力带动的滚筒纺纱机,它能纺出不够均匀但却坚实的
纱。1774~1779 年间,当过童工的工厂主克伦普敦(1753~1827)综合了哈
格里沃斯和阿克莱特机器的优点,制出了骡机——它效率很高,纺出了既结
实又均匀的纱。这样又改变了纺织业的局面:在纺纱机面前,飞梭已嫌太慢。
1785 年,牧师卡特赖特(1743~1823)发明了自动织布机。这些机器的应用
使工厂的生产能力和利润直线上升,机器成了摇钱树。尽管它因造成工人的

失业而遭到了反对,但仍然逐渐在整个纺织业中迅速推广开了。到 1800 年
时,英国的纺织业已基本上实现了机械化。
    蒸汽机的完善
    1784 年,曾在格拉斯哥大学当过仪器制造工人的瓦特(1736~1819)把
纽可门的汽压机变成了能在各个工业部门应用的动力机,完成了在工业中将
热能转化成机械能的伟大勋业,使他的名字成为工业革命的象征。
    瓦特出生在苏格兰偌克镇,他祖父教授数学。瓦特小时候,家里墙上挂
着耐普尔和牛顿的画像,培养了他对科学的好奇心。他 13 岁时就在父亲的作
坊里制造出一些机械模型,这使他后来选择了实验室工具制造者的职业。瓦
特懂法语、意大利语和德语,他是一个博学和智力敏锐的人,对哲学、诗和
音乐也有兴趣。
    蒸汽机这样一个巨大的发明是不能在实验室中进行的,建造和实验都需
要齐全的设备和人员。因此,布莱克教授把瓦特介绍给了他的朋友—工厂主
罗巴克。他们合伙研究和应用,后来罗巴克破产,他们的合同被转让给博尔
顿。瓦特的蒸汽机终于在同后者的合伙中成功,成为工业中的动力机:具有
曲轴连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机。蒸汽的膨胀力在这里被转化成
了均匀的机械的圆周运动,成了所有工业的普遍动力。蒸汽使工业发展起飞
了。
    印刷术的革命
    欧洲最早的印刷机是古腾堡于 1450 年制成的,和古代一样,古腾堡的印
刷是靠手工排字进行的,造纸、印刷、装订也都是专门的手工作业。这种方
法在欧洲持续了约 350 年。
    1798 年,法国人尼古拉·路易·罗贝尔发明了长网造纸机,并随后将他
的专利带到英国,作了进一步改进,于 1803 年展出了第一台造纸机。机器造
纸的时代开始了。到 1843 年时,英国纸张的价格已降低了一半。
    继造纸机之后,德国人柯尼斯(1774~1833)在机械师弗里德里希·鲍
尔的帮助下于 1812 年发明了高速印刷机。1814 年 11 月 24 日用高速印刷机
印刷的《泰晤士报》首次发行,这一年,柯尼斯发明了双面印刷机。高速印
刷机的出现标志着印刷的机械化,是印刷术发明以来一次重要的技术革新。
    交通工具的飞跃
    1814 年,矿工出身的英国人史蒂文逊(1781~1848)制成了第一台实用
的蒸汽机车。1822 年他建立了机床车辆厂,3 年后他建造的铁路正式通车。
从此,铁路首先在英国,紧接着在欧美大陆乃至全世界延伸,成为工业的大
动脉。
    1803 年,得到拿破仑(1769~1821)资助的美国人富尔顿设计的蒸汽船
在塞纳河上试航时断裂下沉。又过了 3 年,富尔顿的蒸汽船“克利蒙梭”号
在北美的哈得逊河上试航成功了。在瓦特去世的 1819 年,美国人制造的装有
蒸汽动力的帆船“萨凡那”号满载棉花,用 29 天走完了哥伦布 72 天的航程。
燃料动力船满载着工业原料和产品在各大洲之间穿梭,它把世界各大洲迅速
地联结起来了。这样,古老的帆船就永远退出了远航的行列。
    与化学有关的工业
    1735 年,亚伯拉罕·达比发明了焦炭(在抽去空气的炭窑中烘烤煤,产
物为焦炭、煤气、煤焦油)。从此,煤成了炼铁的燃料。瓦特的蒸汽机出现
后,煤成为工业动力机的燃料。炼焦产生的煤气和天然煤气也被用作煤气灯

和煤汽机的燃料。世界采煤量自工业革命以来迅速上升,煤不但一直是城市
和农村的家用燃料,并且由于化学的进步,使它成了化学工业的重要原料。
    纺织工业需要有稀酸来加工纺织纤维。1746 年,英国医生罗巴克发明了
用铅室法生产硫酸的方法,后来在伯明翰建立了首批硫酸工厂。纯碱是制造
玻璃和肥皂不可缺少的东西,在织物的漂、染、印过程中,它和硫酸一样重
要。而且,生产纯碱的初级产物中还有硫酸。因而,纯碱制造成了 18~19
世纪相当重要的化学工业。
    当硫酸厂、制碱厂在法国、英国和德国纷纷建立起来的时候,德国人李
比希把他的化学研究成果应用到化学工业中,通过宣传和实验指导,首先使
19 世纪 40 年代的德国,紧接着是英、法两国,出现了第一批生产磷肥和钾
肥的化肥工厂。
    19 世纪化学家的发现使新的化学工业出现了。1856 年,年轻的英国化学
家珀金(1837~1907)首次合成苯胺紫。这是第一个人工合成的染料。以前
各种染料只有从植物和动物中才能提炼出来。英国人由于能从广阔的殖民地
便宜地获得这种天然染料,起初对它并没有强烈的兴趣。但不占有殖民地却
急于发展的德国人对它产生了极大的兴趣。
    由于很多化学工厂是从药铺或大药房发展起来的,医生和药物学家们常
常是化学家。19 世纪后半叶,在化学工业中诞生了制药工业。19 世纪 80 年
代,成批生产的合成药剂进入了市场。进入 20 世纪以来,这些药物的种类迅
速增长,日益繁多。在最初的合成药剂中,只要举出阿司匹林、佛罗那和德
国病理学家保罗·艾利希所发明的“606”,就足以说明这类新产品对人类生
活的影响了(到 20 世纪,西医主要是用合成药剂和新发明的抗菌素类药物做
药物治疗的)。
    19 世纪化学工业的另一项伟大发明是瑞典化学家和工业家阿尔弗雷
德·诺贝尔(1833~1896)于 1863 年发明的安全炸药。他的发明为采矿、工
业及筑路提供了爆破物。几乎所有工业国家都根据他的专利兴建了诺贝尔炸
药厂。这一专利和经营俄国巴库油田的利润给他带来了万贯家产。19 世纪后
半叶,无论是军用火药,还是民用的炸药,都已经由化学工艺生产,而不再
用人工方法配制了。
    19 世纪的机器制造业、枪炮制造、火车机车、铁轨和轮船的制造,使对
钢铁的数量和质量的要求以空前速度增长。矿山的规模在日益扩大,矿山设
备在日益更新,18 世纪的土法炼铁炼钢法已大大不能满足要求了。
    1855~1865 年间,英国工程师贝塞麦(1813~1898)发明了转炉炼钢法。
这种方法在熔化了的生铁中吹入空气并加入高锰铁水,去除了杂质,并控制
了含碳量,炼钢的新纪元开始了。当转炉同传统的高炉在欧洲冶炼厂同时矗
立起来之时,1861~1865 年间,德国的威廉·西门子(1823~1883)和法国
的马丁(1824~1915)又发明了平炉炼钢法。这一方法提高了炉内的温度。
至此,高炭钨锰钢、钨铬钢和高速工具钢等,都先后被炼制出来。1878 年,
英国人托马斯发明了具有良好脱磷效果的碱性转炉炼钢法。这样,就为机械
加工中的刀具和机械制造提供了更多可供选择的材料。即使是在 20 世纪,钢
铁工业也依然盘踞在最庞大的重工业前列。
    通讯
    美国人贝尔(1847~1922)在实验中实现了用电传递声波,于 1867 年发
明了电话。这是比电报更方便、更直接的信息传递技术。10 年后,贝尔创办

了电话公司,并在 3 年内安装了 5 万多部电话机,使美国相距 80 公里的城市
之间有了长途电话。由于爱迪生和英国人休斯发明了新的话筒,以及交换机
和自动拨号机的问世,电话得到了改进。1969 年,由贝尔集团发展而来的美
国电话电报公司已拥有 1 亿部电话分机。今天,美国人每 2 人平均一台电话
机,而全球每个主要地区的人都可以通过电话直接对话。电话缩小了人类的
语言空间,加快了社会信息流的传递和反馈速度。
    爱迪生于 1877 年所发明的留声机是用在锡箔或锡管上刻声迹(沟纹)的
方法来保存和重显声音的装置。这一发明首先把音乐带进了家庭。后来,由
于丹麦人波森在 1898~1900 年间发明了磁录音带,留声机便逐渐改进和发展
成为现代录音机。它和无线电广播一起,成为人们文化生活的一部分。由于
录音设备能把声音保存下来,并在需要的时候重放,实际上它也和现代摄像
设备一起,成了保存人类历史片断的魔箱。
    照相术
    1871 年,

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