天下名人世界上卓越的20位发明家-第6章
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历史评价
贝尔对人类最重大的贡献和他毕生最重要的成就，就是对电话的发明和推广。
亚历山大·格雷汉姆·贝尔于1847年3月3日出生在英国爱丁堡。他的父亲是一位嗓音生理学家，并且是矫正说话、教授聋人的专家。
1862年贝尔进入著名的爱丁堡大学，选择语音学作为自己的专业，贝尔通过总结父辈们的经验进步很快。
1867年毕业后又进伦敦大学攻读语言学。就在此时，英国发生大规模肺病，贝尔先后失去了两个兄弟，其父亲带着全家迁居加拿大以躲避瘟疫。
1869年，22岁的贝尔受聘为美国波士顿大学语言学教授，担任声学讲座的主讲。在莫尔斯电报发明后的20多年中无数科学家试图直接用电流传递语音，贝尔也把发明电话作为自己义不容辞的责任。但由于电话是传递连续的信号而不。
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电话
最早的电话机是磁石电话。由于其自身装备齐全，任意两个磁石话机之间拉上线即可以通话，因此即使在今天，对于部队训练和野外科学考察以及人口居住分散的偏僻农村等场所，仍有使用。
第二代的电话机是共电式电话机，它出现于1880年。它是由共电电话局提供电源的人工电话机。
第三代电话机是拨号盘自动电话，它出现于1891年。
第四代按键式电话机出现于20世纪60年代末。
移动电话最早出现于20世纪40年代，最初只是用于军队，直至70年代才开始民用。我国开始引进是在80年代末期。
是电报那样不连续的通断信号，在当时的难度好比登天。他曾试图用连续振动的曲线来使聋哑人看出“话”来，没有成功。但在实验中发现了一个有趣现象：每次电流通断时，线圈就发出类似于莫尔斯电码的“滴答”声。这引起贝尔大胆的设想：如果能用电流强度模拟出声音的变化不就可以用电流传递语音了吗？随后的两年内，贝尔刻苦用功掌握了电学，再加上他扎实的语言学知识，使他如同插上了翅膀。他辞去了教授职务，一心投入发明电话的试验中。在万事俱备只缺合作者时他偶然遇到了18岁的电气工程师沃特森。两年后，经过无数次失败后他们终于制成了两台粗糙的样机：圆筒底部的薄膜中央连接着插入硫酸的碳棒，人说话时薄膜振动改变电阻使电流变化，在接收处再利用电磁原理将电信号变回语音。但不幸的是试验失败了，两人的声音是通过公寓的天花板而不是通过机器互相传递的。
正在他们冥思苦想之时，窗外吉他的丁冬声提醒了他们：送话器和受话器的灵敏度太低了！他们连续两天两夜自制了音箱、改进了机器，然后开始实验。刚开始沃特森只从受话器里听到嘶嘶的电流声，终于他听到了贝尔清晰的声音：“沃特森先生，快来呀！我需要你！”这时两人欣喜若狂互相大喊大叫，最后推开房门紧紧拥抱，历史记下了这个难忘的时刻：1875年6月2日傍晚，当时贝尔28岁，沃特森21岁。他们趁热打铁，经半年的改进，终于制成了世界上第一台实用的电话机。1876年3月3日（贝尔的29岁生日），贝尔的专利申请被批准，专利号为美国174465。其实，在贝尔申请电话专利的同一天几小时后，另一位杰出的发明家艾利沙·格雷也为他的电话申请专利。由于这几个小时之差，美国最高法院裁定贝尔为电话的发明者。
回到波士顿后两人继续对它进行改进，同时抓住一切时机进行宣传。1878年，贝尔在波士顿和沃特森在相距300多公里的纽约之间首次进行了长途电话实验。与34年前莫尔斯一样取得了成功，所不同的是他们举行的是科普宣传会，双方的现场听众可以互相交谈。中途出了个小小的问题：表演最后节目的黑人民歌手听到远方贝尔的声音后紧张得出不了声，急中生智的贝尔让沃特森代替，沃特森鼓足勇气的歌声使双方的听众不时传来阵阵掌声和欢笑声，试验圆满成功。
1877年，也就是贝尔发明电话后的第二年，在波士顿设的第一条电话线路开通了，这沟通了查尔斯·威廉斯先生的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。也就在这一年，有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。
1942年，贝尔逝世，享年95岁。
——传世佳言——
我知道命运掌握在我自己的手中，我知道巨大的成功马上就要到来。
创新有时需要离开常走的大道，潜入森林，你就肯定会发现前所未见的东西。
第13章 特斯拉
姓名：尼古拉·特斯拉
出生地：克罗地亚史密里安
生卒年：1856…1943年
历史评价
尼古拉·特斯拉在科学技术上的最大贡献是开创了交流电系统，促进了交流电的广泛应用。
尼古拉·特斯拉于1856年出生在克罗地亚史密里安的一个牧师家庭。他从小就非常喜欢动手制作一些小玩具。据说他5岁的时候，就用竹子做了一个喷水枪。后来他又制造了一个水轮，当他看到水轮能在小河里产生动力的时候激动万分。1863年特斯拉随全家迁往戈斯皮契市，转到城里上小学。1870年从大学预科毕业后，考入布拉格大学。
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直流电和交流电
直流电是指大小和方向都不随时间而变化的电流。许多用电器，如收音机、扬声器等许多不含电感元件的电器都用直流电驱动。
交流电是指大小和方向都随时间做周期性变化的电流，通常的交流是按正弦规律或余弦规律变化的，电流先由零变到最大，再由最大变到零。然后反方向由零变到最大，再由最大变为零，完成一个周期，以后是下一个周期，如此反复变化。交流电有很多优点，除可用于一些特殊的用电器外，如电动机等，它对于电的传输，特别是远距离传输有着特殊的意义。
在大学里，特斯拉对电学仪器特别爱好，对电话有极浓厚的兴趣。大学毕业后，他到布达佩斯的一个电话实验室工作，负责在布拉格和布达佩斯之间建立了一条电话线，实现了两地之间的第一次通话。1882年特斯拉进入设在巴黎的欧洲大陆爱迪生公司工作。两年后前往美国，在爱迪生手下工作，因为怀才不遇，于1888年到美国发明家威斯廷豪斯门下进行电气研究，发明许多，取得不少专利。不久和威斯廷豪斯一起开设特斯拉电气公司，专门研究交流电。1889年特斯拉加入美国国籍，在科罗拉多定居。
19世纪末期，在爱迪生的主持下，直流电已经有了相当广泛的应用。不过在实用中，直流电有很大的缺点，不仅耗费大量的铜线，而且不能作远距离输电，每平方英里地区需要配备一个独立的发电机来供电，很不经济。特斯拉考虑采用交流电系统来代替直流电。交流电系统使用高电压、小电流供电，然后再用变压器调节电流、电压，来适合用户需要。它的突出优点是可以用细导线实现远距离电力输送。
然而，这种既经济又科学的方案一提出，立即遭到爱迪生的强烈反对。出于竞争的需要，爱迪生声称，采用交流电比采用直流电危险得多。
为了打破爱迪生的技术垄断，特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”，它由一个感应圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成。这种装置可以产生频率很高的高压电流，不过这种高压电的电流极小，对人体不会产生显著的生理效应。特斯拉在一次记者招待会上，用这种装置使电流通过自己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线，使在场的记者一个个惊讶得目瞪口呆，取得了极大的宣传效果。
特斯拉的胜利，加速了交流电的推广使用。此外，特斯拉制成了第一台感应电动机，发明了弧光灯、高频电热疗法、电话“增音机”等。
其实，特斯拉在爱迪生门下工作的时候，曾经提出不少合理化建议，产生很大的经济效果。特斯拉热爱事业，不畏权贵，努力工作，一生总共取得112项专利，并且把卖专利得来的资金用来研究新技术，表现了一个科学家的良好品格。特斯拉晚年经济上经常处于困境，生活艰难。
1943年1月7日，他孤独地在科罗拉多的一家旅馆里去世，终年87岁。1956年是特斯拉诞辰100周年，国际电气技术协会决定，把国际单位制中磁感应强度的单位命名为特斯拉，简称“特”。
——传世佳言——
在所有的摩擦阻力中，对人类的前进阻碍作用最明显的就是无知。
第14章 狄塞尔
姓名：鲁道夫·狄塞尔
出生地：法国巴黎
生卒年：1858…1913年
历史评价
狄塞尔发明了世界上第一台柴油发动机，后来被广泛应用于汽车、火车、轮船和工程机械等行业。他因此被誉为“柴油机之父”。
鲁道夫·狄塞尔，1858年3月出生在法国巴黎。父母是在法国打工的德国工人。法、德交战后，狄塞尔一家被驱逐回德国。家庭的生活也随之困难起来。但狄塞尔学习勤奋，中学毕业时以最高分数获得了奖学金，进入慕尼黑工业大学学习。
1879年，年仅21岁的狄塞尔大学毕业。当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸汽机效率极低，萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后，狄塞尔辞去了制冷工程师的职务，自己开办了一家发动机实验室。
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柴油发动机
柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。柴油发动机的优点是功率大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸发，而其自燃温度却较汽油低，因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是，柴油发动机气缸中的混合气是压燃的，而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点时，温度在500℃～700℃，压力40～50个大气压。活塞接近上止点时，发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油，柴油形成细微的油粒，与高压高温的空气混合，柴油混合气自行燃烧，猛烈膨胀，产生爆发力，推动活塞下行做功。此时的温度可达1900℃～2000℃，压力可达60～100个大气压，功率很大，所以，柴油发动机广泛地应用于大型柴油汽车上。
针对蒸汽机效率低的弱点，狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。当时尼古拉斯·奥托发明的点火式内燃机已较成熟，但那时奥托发动机的燃料是煤气，储存、携带均不方便，效率也受到影响。19世纪末，石油产品在欧洲极为罕见，于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题（他用于实验的是花生油）。因为植物油点火性能不佳，无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶，提高内燃机的压缩比，利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来，这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。
像所有伟大的发明家一样，狄塞尔的前进道路上困难重重。实验证明，植物油燃烧不稳定，成本也太高，难以承担狄塞尔的“重任”。好在当时石油制品在欧洲逐渐普及，狄塞尔选择了本来用于取暖的重馏分燃油——柴油作为机器的燃料。压燃式发动机的结构强度始终是个难题。一次实验中，汽缸上的零件像炮弹碎片一样四处飞散，差点儿造成人员伤亡。实验不顺利，狄塞尔的资金也渐渐耗尽。他不得不回到制冷机工厂谋生。但狄塞尔没有向困难屈服，他利用业余时间继续实验，一步步完善自己的机器。
1892年，狄塞尔终于能够向全世界展示自己的成果——一台实用的柴油动力压燃式发动机。这种发动机功率大，油耗低，可使用劣质燃油，显示出辉煌的发展前景。狄塞尔随即投入到柴油机生产的商业冒险中。不幸的是，作为优秀的工程师，狄塞尔缺乏商业头脑。他在经济上渐渐陷入困境。1913年狄塞尔已处于破产的边缘。这一年夏天，狄塞尔在乘坐英吉利海峡的渡轮时，突然失踪，据说是投海自杀。
——传世佳言——
今天看来，使用植物油作为发动机燃料似乎没什么价值，但是随着时间推移，这类油料可能变得与当今的石油、煤焦油产品一样重要。
第15章 莱特兄弟
姓名：莱特兄弟
出生地：美国俄亥俄州
生卒年：1867…1912年（兄）
1871…1948年（弟）
历史评价
莱特兄弟是人类历史上第一架动力飞机的设计师，他们为开创现代航空事业作出了不巧的贡献。他们的故事在全世界广为传颂。
哥哥威尔伯·莱特出生于1867年4月，四年后，弟弟奥维尔·莱特出世。年幼时，这对兄弟俩就已经显出对机械设计、维修的特殊能力。他们善于思考，富于幻想，每当他们闲暇时，兄弟俩要么讨论某一个机械的结构，要么就去看工匠们修理机器。他们手艺精巧，还经常做出很多有创新意义的小玩具，比如会自由转弯的雪橇等等。
一天，出差回来的父亲给莱特兄弟带来一件礼物：一个会飞的蝴蝶。父亲轻轻地给玩具上了上劲，小东西便在空中飞舞起来。兄弟俩高兴的不得了，但是他们觉得它飞的不够远，于是仿造玩具的样子又做了几个更大一些的。这些仿制品有的能够飞越树梢，有的飞了几十米远，但最大的仿制品却遭到了失败。但这没有让他们难过，反而激起了兄弟俩制造飞机的念头。
1894年，莱特兄弟在代顿市开了一家自行车铺。由于他俩工作认真，手艺好，再加上价格公道，店铺的生意兴隆。富于创新精神的莱特兄弟当然不会满足于这些，他们不愿终生与这些自行车零件打交道，于是，他们决定开始去实现童年时的梦想。
莱特兄弟造飞机的想法得到了斯密森学会的赞赏。副会长写了一封热情洋溢的信件，并寄来了好多参考书籍。兄弟俩大受鼓舞，一有时间，他们就钻入书堆内如饥似渴地饱读着航空基础知识。很快，他们有了造飞机的能力。
1900年10月，他们的第一架滑翔机试飞了，但是，试飞的结果不尽如人意，飞机只能勉强升空而且很不稳定，问题出在哪儿呢？经过认真的分析才知道，原来他们所沿用的前人数
