生活用品大观
日用品天地
牙刷和牙膏的发明
如果你觉得刷牙是一件既讨厌又吃力的事,那你就该把它归咎于一个囚 犯——威廉·艾利斯。他是 1770 年因犯煽动骚乱罪而被伦敦当局逮捕,随后 又被投入臭名昭著的新门监狱。他和大多数囚犯不同,善于用自己的脑子思 考问题。
一天清晨,他正按通常的方式用小布片擦洗自己的牙齿,一个念头突然 闯进了他的脑海:假如用一把小刷子来刷牙齿,是不是比用布擦牙齿更方便 也更有效呢?吃晚饭时,他将一根肉骨头偷偷装入口袋带回自己的囚室,又 向一个挺友好的看守要了一些猪鬃。这天夜里,他把骨头磨成一根细棒,在 上面钻了些小孔,然后将猪鬃一束束地插进小孔,并将它们修剪整齐。就这 样,世界上的第一把牙刷在监狱里诞生了!离开监狱后,艾利斯办起了自己 的牙刷厂。他获得了很大的成功,因为人们都愿意用牙刷来代替原先的小布 片。
自从艾利斯发明的牙刷问世以来的一百多年,西方人都是用牙粉刷牙。 他们先用牙刷在一个小瓷罐里蘸些牙粉,然后再放进嘴里。虽然牙粉的发明 使用进步多了,但是,美国康涅狄格州的牙医华盛顿·谢菲尔德觉得这种刷 牙方法不够卫生,他看到有些食物已经采用金属软管包装了,只要轻轻一挤 食物就出来了,于是他决定制造一种管装牙膏,取代原来的罐装牙粉。1892 年,谢菲尔德医生牌管装牙膏刚一问世,便取得了极大的成功。后来,华盛 顿·谢菲尔德又发明了许多金属软管产品。
鼻梁上的眼镜
眼睛,对我们每个人说来都是珍贵、神圣和重要的。保护眼睛的眼镜, 更是我们大家的朋友,从老花镜、近视镜、太阳镜,直到隐形眼镜等,花色 品种不一而足!
眼镜在今天虽已不足为奇,但几百年前,它是个什么样子的呢?
大约在 13 世纪以前,中国就出现了采用水晶石磨成椭圆状,嵌在龟甲或 玳瑁框里,制成能放大字体的“眼镜”。不过,那时候是由手拿着,还不是 完全意义上的眼镜,类似目前手持式放大镜。在欧洲,罗马皇帝尼禄则用绿 宝石,放在眼前观看奴隶们在斗武场角逐。
后来,人们因嫌手执麻烦,就试着把眼镜固定在帽子上。可是,脱帽后 眼镜也跟着摘下了,还是不方便。最早的眼镜全是凸透镜,专供老年的贵族 使用。因为眼镜的价钱昂贵,一般人用不起。1268 年英国哲学家培根,把眼 镜片栓在一条丝带上,捆在头部再移到眼前去阅读圣经,这幅样子看上去相 当滑稽。培根的这副眼镜据说是由意大利买来的。
意大利是最早发明玻璃的国家之一。为了扩大玻璃的用途,他们仿照绿 宝石片吹制了眼镜的镜片。但是,玻璃镜片怎么去安装却成了颇费周折的事 情。早在 1315 年,意大利的阿鲁马达斯想出个“镜桥”的构思:把两个镜片 用镜框连在一起,架在鼻梁上,再用皮带拉紧套在头上,使用时将它架在鼻 子上,不用时便把它取下来。这样时间一长,鼻梁就不堪重负了。只是被压
得特别难受,使用者慢慢失去了信心。不过,阿鲁马达斯的眼镜样式却是现 在眼镜的最早雏型。因此有人称阿鲁马达斯为眼镜的发明者,可谓“眼睛之 前,鼻上之祖”。
16 世纪,天文学家开普勒揭开了视觉之谜。他解释道,人之所以能看清 楚远近的景物,是靠眼睛里有两个凸起的透明晶体,恰当地调节透过来的光 线而得到的。
根据他的研究,矫正近视眼的凹透镜也应运而生了。凹透镜在正常视力 者看来,一是可视物体相对缩小;二是镜片依度数高低出现“瓶底圈”。当 这种眼镜运到英格兰销售的时候,遭到了普遍的嘲弄和讥笑。姑娘们一戴上 它,羞得满脸绯红;小伙子也拒绝佩戴,宁可看不清远处的面孔;医生们连 连摇头;牧师则激烈反对,声称制造这种“怪物”,诱惑人去恢复视力是对 上帝的亵渎。有人戴着凹透镜上街,被嘲笑为“四眼佬”!
但是,冷嘲热讽,咒骂斥责于真理是无济于事的。眼镜帮助人们提高视 力给人们带来的欢乐和愉快,日渐明晰,最终赢得了人心。人们的视野拓宽 了,眼镜也从意大利开始,逐步走向世界。
玻璃眼镜于我国明朝年间,由欧洲引入。当时叫的名字很怪:叆叇。主 要是“喜使老者变少年”的凸透镜。清朝时,皇室昏庸,仍把水晶眼镜看成 是宝贝。从透光性能方面讲,水晶比玻璃小许多,对视力不利。
18 世纪以后,眼镜的形式一直在不断地改进发展中,先有夹鼻眼镜,再
就是目前广泛流行的架镜,用一双眼镜架脚挂到耳朵上。由于它舒适、方便, 深受人们的青睐。
我们纵观眼镜的发展过程,从阿鲁马达斯发明的第一副简单的眼镜,到
安全、舒适、科学的现代眼镜,是与科学技术的发展密切相关的,随着人们 对它的不断探索,眼镜的材料质量将会有更大提高。
吉列与剃须刀
现在,我们在许多商店里都可以看到吉列牌的刮脸刀片和刀架的广告。 吉列就是发明刮脸刀片的人,他是美国人,在他 16 岁的时候,一场大火 把他的家烧光了,迫于无奈小吉列只好离开家乡去落小贩,他还学会了修理
机械的手艺。
灾难将他推向贫困,但他却没有自暴自弃,不思进取,他始终不甘心这 样贫困的生活,总想发明个什么东西来赚点钱。他在瓶盖加工厂工作的时候, 结识了佩因特老板。过去,酒瓶的瓶盖是软木塞或螺旋形的,加工起来非常 麻烦,而佩因特发明了现在用的牙口状瓶盖,这种一次性的瓶盖,使佩因特 发了大财。一次,佩因特对吉列说:“你为什么不设想发明一种用一次就扔 掉的东西呢?这样顾客又会回来买。”这句话一直萦绕在已经 40 岁的吉列的 脑海里。
机遇总是恩赐有头脑的人。一天吉列正拿着长长的剃刀刮脸,这种剃刀 和剃头刀一样大,现在只在走街串巷的剃头挑子上才能看到了。用这种剃刀 刮脸还真要有一点技术,弄不好就要把脸刮破。他对着镜子修脸的时候,突 然一个灵感产生了:人的胡子比头发少得多,刮脸用的只是剃刀的一小部分 刀刃,大部分用不上,刀刃钝了,就要全部磨一下,为什么不造一片很小的 刀刃,用钢片夹住,刀片用钝了就扔掉呢?这样使用起来既方便又省力,况
且还可以降低生产成本。他给他妻子写信说:“我想好了怎样办了,我们一 定能发财。”这是 1895 年的事。
其实,类似的思想别人也提出过,现在这种像锄头一样的刮脸刀架的设 计,1771 年,佩雷特就发明了;1880 年,霍姆斯也设计出一种割不着人脸的 剃刀,但是并没有得到生产商的认可。
摆在吉列面前的困难是,没有一家工厂能生产出足够薄、足够硬、足够 快的刀片,这使他那高兴劲一下子烟消云散,虽然他的朋友嘲笑他,但是他 说:“我相信我的想法一定会实现。”
对每一个发明家,前面的道路都是艰难的,光有一个好的想法还是不够 的,必须将这种想法付诸实践,并锲而不舍。
经过 6 年的努力,这个问题被一个叫尼克森的技师解决了,这要先制造 一种极薄的钢带,然后再磨出刃口。
1903 年吉列开始生产新的安全刀片,但第一年买这种刀片的人只有 51 人,使用了 168 片刀片,吉列认为他的梦破灭了。但是第二年,全美国就有
9 万人使用了这种安全刮胡刀,消耗了 1250 万片安全刀片。吉列刀片生产量 骤升,吉列的收入扶摇直上,他欣然地笑了。
随着技术的发展,刀片的质量性能在不断提高。现在,刀片的刃口非常 锋利,刃厚小于 0.06 毫米。
为了使刃口防腐蚀和不易断裂,现代的新制作方法是高技术的,制作时
是把刀片分为 3 部分:它的基材是用特殊钢制成的,再在上面覆以硬度极高 的合金膜,有了这种合金膜,刀片在浓盐酸里浸泡一分钟也没有腐蚀的痕迹, 其表面还要涂一层聚四氟乙烯薄膜,整个制作过程是在高真空中进行的,这 样才能得到性能良好和寿命长的刀片。当你在对着镜子轻松地刮下胡须时, 你可否知道这小小刀片不寻常的来历?
话说肥皂
肥皂是一种很平常的家庭用品。它的发明并不是由某一个人创造出来 的,像发明拉链、圆珠笔那样的方式。实际上,肥皂是很重大的化学发明之 一。它告诉人们:化学能产生奇妙的作用——使脏乎乎的手变得干干净净; 使两种完全不同的东西变成一种崭新的东西。
肥皂的发明启迪人类去探索,世上可能有一种看不见的“魔力”,它能
够昭示我们打开神秘的宝藏,制造许多新东西。然而,最早的肥皂是怎么诞 生的呢?
很久以前,在古埃及的皇宫里发生了这样一件事:有一天,国王大摆宴 席招待客人。到了半夜,人去席散,厨房里的厨师们忙着收拾餐具。有人一 不留心碰翻了灶旁的一盆食油,油流进灶里,混在灭了火的木炭上。有个高 卢人(古法兰西人)厨师,担心引起火灾,慌忙把油乎乎的木炭捧到外面去。 说也奇怪,当他洗手的时候,发现带油的手非常光滑,洗得比过去干净许多。 他把这事告诉了同伴,引起了大家的好奇。于是大家如法炮制地试了试,一 致感到:好极了。
后来,他们就把灶里烧完了的木炭留出一些,浇上点油,等干完活用它 洗手。国王知道了,也叫其他人这么做,并把它捏成圆棒状,拿起来方便, 供宫里人洗手用。这就是最早的肥皂了。
公元 2 世纪,高卢人流传下来的肥皂制造工艺已经有了很大程度的发 展。人们利用山毛榉树烧成木灰,再与山羊的脂肪混在一起,熬制成一种膏 状物。肥皂不仅仅是用来洗手的,也洗别的东西:衣服啦,餐具啦,头发啦。 随着肥皂的广泛应用,肥皂生产如雨后春笋般应运而生,法国的马赛,意大 利的萨沃纳等地,大大小小建立了很多肥皂作坊,因为这些地方出产橄榄油 和碱,原料多。他们生产的肥皂还向别的国家销售。
俄罗斯在国王彼得大帝当政时期才进口了肥皂。在沙皇时代,只有皇宫 里的人和贵族才有权使用它,严禁农奴用肥皂,他们只能用碱水(把木柴灰 放在水中煮后的清水)。如果违反,定遭处罚。
直到 1791 年,法国的化学家路布兰发明了制碱方法,木炭混油洗手的秘 密才被揭开。他说:把油脂与碱混合在一起,生成的化合物就是肥皂。木炭 中含有一些碱,会和油污起作用,在水里就把脏污溶掉。这样一来,肥皂就 可以大量生产了。
肥皂的发明年代虽然久远,但是真正普遍使用还是在 19 世纪以后。无论 用肥皂洗身体还是洗衣物,它的优越是不言而喻的。在河里或湖边洗衣服用 肥皂要比洗衣粉强得多,肥皂不易使河湖水变得糟糕。因为它容易被水中的 微生物消化吸收,也容易在污水中形成沉淀沉入水底。洗衣粉却不行。如果 洗丝绸和毛料,肥皂比合成洗涤剂要好,它对面料的损伤性小。
现在的日用洗涤剂花样很多,尤其洗衣粉广告大战使得洗衣粉的位置与
日俱增。肥皂虽然古老,但是仍不过时。而且肥皂的独到之处。在日常生活 当中,人们还是深有体会的,它不仅不会被其他洗涤品所替代,反而会有更 大的发展和更广泛的运用。譬如,向肥皂中加进香料、药料研制而成的混合 式肥皂就是很好的例证。
镜子的“履历”
提起镜子,你一定会抢着说:这已是我们的老朋友了,再熟悉不过了。 不是吗,每天当你梳理头发、穿着衣服时,总要习惯地走到镜子前照照;当 你系好红领巾后,也要拿起镜子端详一番。
然而,知道这位老朋友“履历”的人,想来不会太多的。下面就来说说
它那有趣的历史故事。 最原始的镜子,自然要算水面了。中国有一句俗语:“水平如镜”。清
澈的水域,没有风吹动它时,水面平坦如镜。远古时,我们的祖先就在河边
或水塘旁,对着水面照照自己的脸部,看个究竟。这种镜子,微风一吹,表 面泛起波纹,就什么也看不清楚了。
后来,我们的祖先开始使用青铜镜,那是 3000 多年前的事。那时人们先 将青铜铸成一面圆盘,然后再经打磨,把它磨得又平整又光洁,可照出人影 来。唐太宗李世民有句名言:“人以铜为镜,可以正衣冠;以古为镜,可以 见兴替;以人为镜,可以知得失。”这里所说的“以铜为镜”,便是指的青 铜镜。
用青铜镜照出的人影并不清晰而且青铜镜还会生锈,必须经常磨光。在 唐代,那时街头巷尾,常常有工匠的喊叫声:“磨镜呀!磨镜呀!”那是专 门用磨石挨家挨户上门替人打磨青铜镜的。
现今,人们使用的镜子,都是既平整又明亮,也不会生锈的玻璃镜。
这种玻璃镜是 300 多年前在威尼斯诞生的。当时,威尼斯是世界玻璃业 的中心,称得上是“玻璃王国”了。那时威尼斯人将亮闪闪的锡箔贴在玻璃 面上,然后倒上水银。水银是液态金属,能够很好地溶解锡,变成一种粘稠 的银白色液体——“锡汞剂”。这种锡汞剂本领高强,能够紧紧地粘附在玻 璃上,成为玻璃镜。
玻璃镜比青铜镜前进了一大步,成为一种非常时髦的东西,深受人们的 欢迎。那时,欧洲各国的王公贵族、阔佬,像潮水一般涌向威尼斯竞相购买。
1600 年法国王后玛丽·德·美第奇举行婚礼的时候,威尼斯国王还将一面小 玻璃镜作为贺礼赠送给她,其价值达 15 万多法郎。可见,那时的玻璃镜是非 常昂贵的。
正因为如此,威尼斯政府为了赚钱,制造玻璃镜的方法是极为保密的。 他们专门制定了法律:谁要是把制造玻璃镜的秘密泄露给外国人,一律立即 处以死刑。而且还把制造镜子的工场集中到穆拉诺岛上,派了军队四周设岗 加哨,不准任何人进出,玻璃镜的生产处于严密的封锁之中。这样,威尼斯 垄断了世界上镜子的生产,法郎便源源不断地流入威尼斯。
“威尼斯靠玻璃镜子赚了我们许多钱,这样下去可怎么得了啊!”法国 的达官显贵们纷纷嘀咕着。不久,法国政府再也坐不住了,决心窃取制造玻 璃镜方法的秘密,便密令驻威尼斯的法国大使,尽快把制造玻璃镜的秘密情 报搞到手。大使费尽心机,几经周折,最后终于用重金收买了 4 个制镜的工 匠,并且将他们秘密偷渡出境,运送到法国。1666 年,在诺曼第建造了第一 座制造玻璃镜子的工厂。从此,水银玻璃镜的制造奥秘被公布于世,玻璃镜 的身价也就一落千丈,不那么昂贵了,一般老百姓也能够买得起,水银玻璃 镜子的使用也就普遍流行起来。
然而,制造水银玻璃镜子的过程,竟然需要花上整整一个月时间才能完
成,无疑,这太费事了。况且,水银又有毒性,镜面也不太光亮。于是,人 们对它又进行了改进。后来在 100 多年前,德国科学家发明了镀银的玻璃镜 子,这就是我们今天用的镜子。
这种银玻璃镜子的背面发亮的东西,是一层薄薄的银层。这一银层不是
涂上去的,也不是靠电镀上去的,而是利用一种特殊而有趣的化学反应—— “银镜反应”镀上去的。它是在硝酸银溶液里,加上一些氢氧化铵和氢氧化 钠,再加上一点葡萄糖溶液,由于葡萄糖具有“还原”本领,能够把硝酸银 中的银离子还原成银微粒,这些银微粒便沉积在玻璃上做成银镜,银面立即 银光闪闪。为了增加镜子耐用性,通常还在镀银以后,再在银层上面涂刷上 一层红色的保护漆。这样,银层便不容易被剥落损坏。
有人还对这种银玻璃镜子进行一番改进,使背面的那层银层尽量的薄。 这样,从一面看去是能够照人的镜子,从另一面看去却变成透明的玻璃了。 将它安装在门窗、汽车上,从里面向外面看,能够看清楚窗外的一切东西; 从外面向里面看,里面的东西则一概无法看到,所看到的只是一面能够照人 的银光闪闪的镜子。
尽管银玻璃镜子的制造方法简单,而且比水银玻璃镜子明亮,可是,它 又落伍于时代了。
近几年来,百贷商店货架上已有不少的镜子背面是镀铝的。铝是银白色 亮闪闪的金属,比银便宜多了。铝镜的制造方法是这样的:在真空中使铝蒸 发,铝蒸气凝结在玻璃面上,成为一层薄薄的铝膜。这种镀铝的玻璃镜,比
镀银的玻璃镜便宜、耐用,更为光彩照人,使镜子的历史写上崭新的一页。
浴池
今天,我们把洗澡当成文明的一个标志,可是这种看法,在古代并不普 遍,甚至在不久前的欧洲也是这样。因为欧洲人,特别是贵族阶层有这样一 种陋习:普遍认为洗澡没有穿新衣服来得快,宁愿勤换衣服也不愿去洗澡, 英国女王伊丽莎白每月洗一次澡,被大家认为有洁癖也就不足为怪了,这在 一定程度上阻碍了浴池设施的改进和发展。
对印度人来说,沐浴是宗教上一项不可缺少的活动,这也许是印度的莫 衡乔达罗不仅有私人澡间还有一个大浴池和八个小浴池的主要原因(约公元
前 2500 年)。那个大浴池有梯子,可从梯子下到水中;池子周围有过道。池 子有一个排水孔,一个带检查盖的排水沟,然而却不知这条排水沟把水排向 何处。有一口井为八个小浴池供水,可能也为那个大浴池供水。所有这些浴 池都是用烧砖建的,砖下是一层沥清,以防漏水。
巴比伦人在马里宫中以大致差不多的浴池洗澡,至少国王是这样(可能 只是涤罪,并非真正洗澡)。另一方面,在罗马人引进浴池之前,埃及人却 没有澡堂。而希腊人对洗澡的看法却跟我们差不多:他们认为洗澡能减少疾 病增强肌体。因此,在一些体育馆发现了公元前 5 世纪的澡堂。中世纪的拜 占庭贵族有时把他们有装饰的石棺当浴缸使用。我们所知的最早的专门浴 缸,来自克诺索斯东南澡堂,其形状像坐浴的浴盆。这个澡堂像在克里特岛 发现的澡堂一样,要用手舀水,用后的脏水也得用手舀出。
罗马人把洗澡变成了一种为社会服务的机会,建立了一些巨大的综合性
企业。例如,公元 211 年至 217 年的卡拉卡纳澡堂,里面能洗热水浴、温水 浴和冷水浴,有按摩和修指甲的小店,还有一个健身房。此外,这个名为澡 堂的综合性企业还设图书馆和演讲厅,还陈列美术作品。澡堂所用的水是用 铅制水管从一个水库引来的;需要热水的时候就用锅炉烧。
在罗马时代以后,大多数欧洲人在施行了洗礼和命名之后都要洗澡:富
人用香水洗澡,穷人在水池里洗澡。中世纪的沐浴大臣并不是特别爱干净, 他们只是挑选出来的一些贵族,帮助国王在加冕之前净身。
虽然德国在丢勒时代已经有澡堂了,但是在最文明的法国,就是在上层
圈子里,这种东西也是罕见的:夏托只有一个澡堂;凡尔赛在 17 世纪除了有 一些泉水系统外,根本就没有厕所和澡堂。在英国,公共澡堂则是根据 1846 年澡堂和盥洗室法令建造的。
澡俗伴随着人类文明不断前进。我们今天形形色色的洗澡设施为我们提 供了很大便利,发展趋势由群体式走向个人式,从池浴走向淋浴,个人盆浴, 直到时尚之浴“桑拿”等设施,这也从一个侧面反映了文明程度,同时更为 重要的是澡浴设施的发展,摆脱了陈旧简陋,取而代之的是舒适、卫生的沐 浴环境。
蜡 烛
人工照明在旧石器时期已经有了:那时人们发现,用纤维物质作成的灯 芯,有了油或脂肪,就会长明不灭地燃烧。石器时期的灯是三角形的,有一
个碟形的坑,用以盛油,灯芯放在油里,有一端伸出碟外。这种传统意义上 的灯可能是蜡烛的祖先,但蜡烛到底是何时出现的,我们却不能断言,因为 历史没有给我们留下可信的证据(蜡烛毕竟是一种自我灭迹的东西)。但是, 我们有青铜器时期的蜡烛棍儿——它是用来收集宝贵的油和脂肪以便再次使 用的。或许这些蜡烛棍儿是我们对蜡烛追根溯源的唯一证据。
用来制蜡烛的各种脂肪、油和蜡是宝贵的,因为脂肪和油都可以食用, 例如鱼油的营养就很丰富。据说晚至 19 世纪初期,特里尼蒂家族的长者们还 关心用于灯塔照明的脂烛的高消耗量;原始人饿了用脂烛充饥。
为了减少火灾,火炬和蜡烛都应放在专门的容器里,于是便出现了烛台。 由于古代的作家使用的术语含糊,他们用同一个词来表示火炬、小蜡烛或大 蜡烛,因此,我们难以断定发明蜡烛的确切年代。专家们认为蜡烛是伊特拉 斯坎人发明的,因为在意大利的奥维亚多附近的一个伊特拉斯坎人的墓葬里 发现了一支蜡烛。罗马人也大量使用蜡烛。基督教徒很早就采用了这种东西, 并把它视为宗教上的神物,例如,要是有人把蜡烛弄熄了,或把蜡烛打翻了, 他就可能被开除教籍。把蜡烛神化,笼罩一种神秘的色彩,足见当时蜡烛的 稀有与可贵。
15 世纪蜡烛制造业开始建立行会。伦敦蜡烛制造者协会虽然在 1484 年 才为皇家宪章所提及,但是在 13 世纪已从中世纪起在民间广泛存在,只是没 有以法的形式规定而已。
当时鼓励用代用品制造蜡烛,用牛脂来制造普通的蜡烛,把蜡留下来供
教堂和宫廷用。
康巴塞雷斯于 1825 年引进了一种辫状烛芯,这是制蜡技术上的一大进 步。在那以前,烧焦了的蜡烛芯妨碍蜡烛继续燃烧,会使其最终熄灭,因此 需要不断地剪去烛花,而使用辫形烛芯的蜡烛却勿需剪烛花。谢弗勒伊尔和 盖吕萨克用粘硬脂酸制造硬脂烛,并于 1825 年获得专利。1834 年出现了首 次以每小时 500 支的速度生产蜡烛的机器。先进的机器应用于蜡烛制造业, 大大地推进了蜡烛广泛使用的进程,使它由宫廷流入了民间,由神秘变为公 开。
冲水马桶
现在,人们对于大小便都有些羞于启口,当你端着一个便盆在街上从人 群中穿过,会觉得有失大雅。不过,现在在城市里不大会有这样难堪的事情 发生。因为,大多数人的家里有了抽水马桶。
是谁使人类从那种龌龊而又不便的情况下拯救出来的呢?那就让我们说 说厕所的发明史吧!古代人就懂得人的粪便是一种优良的肥料,于是农民便 在地上挖坑来贮存粪便。而住在城市的人则把厕所的小木屋盖在小河上,让 河水带走粪便,上厕所必须到离家很远的地方,晚上还会遇见坏人。14 世纪, 伦敦桥上的厕所,设计时将支柱伸到泰晤士河面上,脚踏的木板经常是腐朽 的,上厕所就有掉到河里的危险。
许多家庭大都有使用马桶的历史,每天早晨在河边经常可以看到有许多 刷马桶的妇女。现在在我国南方的农村,这仍是司空见惯的事。污水横流, 造成环境污染,疾病流传。
世界上最早设计冲水马桶的人,是英国伊丽莎白王朝的诗人约瀚·哈林
顿。1589 年他在马里斯近郊自己的住宅里安装了世界上最早的冲水马桶,为 此他还写了一本书,在书里详细地列出制作冲水马桶所需材料的一览表、建 筑费。他是把鱼塘里的水引到住宅的一个贮水箱里,一拉便座的把手,打开 阀门,水就会把污物冲到污水池里。为了防止从下水道中升起的臭味,和现 在的方法类似,在排水管里总存留一定的水。
这种方法尽管不错,但是哈林顿的冲水马桶并没有得到大家的重视,因 为当时的英国人对卫生是非常不关心的。伊丽莎白女皇每个月洗一次澡,被 大家认为是有卫生怪癖的人,而哈林顿则是一个每天都洗澡的人,对于他这 种行动,他的朋友认为简直不可思议。所以,在当时实际上只有两处建立了 这种冲水马桶,一处是哈林顿的那个,另一个是皇宫中女皇的真正的开始建 立冲水马桶是在 17 世纪到 18 世纪初的事情,因为人们开始知道,流行的瘟 疫不是上帝发怒的惩罚,而与不卫生有关。少数富有改革思想的人开始在自 己的家里建造冲水马桶。1679 年奥布雷在自己的日记上描述一个有冲水马桶 的厕所:“这是一个保持厕所干净的好机械,用手一按,水就流到一个像石 灰勺一样形状的装置内部,这个装置是靠重心来支持的,当水注满后,一定 量的水就会冲下来。”最早开始批量生产冲水马桶的人是英国工人出身的发 明家布拉马,他发明的新型铜锁曾大受欢迎,锁厂生意很好。后来,他对马 桶发生了兴趣,于是,对马桶进行改进,并取得了专利,在 1778 年至 1798 年之间卖出去 6000 多台,现在我们使用的马桶基本上是布拉马式的。
1830 年欧洲流行霍乱,欧洲其他的一些国家看到冲水马桶可以控制霍乱
的流行,才决心建造下水道和冲水马桶。此后冲水马桶又有许多改进。在 1884 年的健康博览会上,杰克宁斯改进的镶有木框架的带座的冲水马桶,作为“最 完善的卫生便器”受到极大的赞誉,并获得奖金。现在人们使用的椭圆形的 冲水马桶座就是杰克宁斯发明的。这种绘有精致花边的椭圆框子,19 世纪竟 有人用来作为家庭肖像画的镜框,足见人们对于这一发明的赞许之情。
照相机
随着人们生活水平的提高,摄影已成为许多人的业余爱好之一。在节假 日或旅游时,不少人带着各式各样的相机,随时将那美好的一瞬真实地记录 下来,作为永恒的留念。有的人还自己动手冲洗、放大,将一幅幅照片变成 光彩照人的艺术品。然而,照相机从诞生到变成目前的这种样子,经历了几 百年的漫长岁月,很多人为它付出了辛勤的劳动。
1550 年,德国有一个名叫卡丹的人,别出心裁地想出一种办法,在装有 透镜的小箱子后面放一张白纸,使通过透镜出现的景色映在纸上,引起了人 们的兴趣,纷纷前来观看。后来,意大利人波特在暗箱上安装了反射镜和透 镜,将外面的景色映射在桌面上,这更使人们惊奇。这些都可以说是照相机 的一些原始雏形。
实际上,在这种暗箱出现之前,还流行着一种魔术暗箱。那是在一只小 箱的箱壁上开一个孔,在孔对面的箱壁上贴一张白纸,用来观看外面的景色, 或用来写生。这种暗箱像变魔术似的,将外面的景物映在箱子里,所以人们 把它叫做“魔术暗箱”。这种暗箱实际上也是一种原始照相机,现在叫做针 孔照相机,是一种玩具。外面的景色通过针孔照相机倒映出来,这在当时确 实是很新奇的。此后很长时间,暗箱一直是供人娱乐的魔术道具。但也有人
提出设想,希望把映射出来的景色记录下来,供人们长期观看。
到了 1727 年,德国的舒尔茨博士就开始进行将映像记录下来的研究。他 根据硝酸银和氯化银遇光变色的原理,进行着反复试验。
舒尔茨先将硝酸银与石灰石混合,装在玻璃瓶里,在瓶的外面贴上刻有 花和文字的黑纸。然后,把瓶子放在阳光下照射上一段时间,再将黑纸剥下 来。这时,瓶内的石灰石变成了黑色,只有贴黑纸的地方仍保持白色,而且 呈现出花和文字形状。显然,这就是照相机拍摄景物的基本原理,但还不是 很完美的,有许多难题没有解决。比如,当把黑纸剥下后,瓶子便全部暴露 在阳光下,石灰石上仍保持着白色的部分,也很快变成黑色。所以说,照出 来的花和文字像昙花一样,很快就消失了。这就要求研究出一种使照出来的 景物能长久保存下来的方法。
1802 年,英国人韦奇伍德成功地发明了一种能使景物保存下来的方法。 他用硝酸银和丹宁拍照了树叶的形状,效果比舒尔茨的还好,即使照片再经 阳光照射,也不会变色消失掉。
与此同时,德国人尼布斯也开始研究照相术。他把沥青粉溶化在薰衣草 油中,接着将这种溶液涂在金属板上。干燥以后,再把用这种金属板制成的 盒子放在摄影暗箱里,并进行长时间曝光。然后,取出金属板,放进石油与 薰衣草油的混合液中。这时,未曝光部分的沥青全部溶解,而曝光部分的沥 青则保留下来,结果,外面的景物便模模糊糊地出现在金属板上。
虽然尼布斯用上述方法得到的照片很不清楚,但它受光照射时已不再消
退。这样,尼布斯就成功发明了照片显影和定影技术。 为了拍摄出更清晰的照片,尼布斯继续进行各种研究。他先后用了不同
的油和金属板进行了试验,但总也拍不出清晰的照片。
有一次,他听说法国人达盖尔也在研究照相术,就去请教达盖尔,两人 商量一起进行研究。起初,他们将薰衣草油用乙醚和乙醇溶解,经过蒸馏, 把剩下的黄色液体涂在镀银板上,装入摄影暗箱,使景象的光线照在板上, 并录存下来。出人意料的是,用这种方法拍的照片,比尼布斯以前拍的要清 晰得多。
然而,美中不足的是,把涂有液体的镀银板放在摄影暗箱中,需要长达
8 小时才能得到清晰的照片,即使在强烈的阳光照射下也需要 3 小时以上。 这就是说,底片的感光时间太长了。当时要照一张像,得在阳光下曝晒几小 时,那被照像的人也可能晒得晕头晕脑了。
此后不久,尼布斯在拍照中发现,在磨过的板上镀银,再将碘蒸气喷到
上面,使用这种板比用涂薰衣草油的板效果要好得多。他将这种方法告诉给 达盖尔。
1832 年,尼布斯去世,达盖尔决定完成照相术的发明。他认为,尼布斯 告诉他的在镀银板上喷涂碘,确实是个好方法,但仍需在摄影暗箱内放置很 长时间。
有一天,达盖尔在拍摄时像平常一样,将喷涂碘蒸气的镀银板放在摄影 暗箱内 3 个小时后,取出放在装有各种药品的柜中保存。但是,第二天当他 拿出照片一看,感到十分惊讶,板上的画面为什么变得这样清晰呢?他分析, 一定是橱柜里的某种药品使画面变清晰的。于是,他对橱柜里的药品一一进 行研究,结果发现这是水银蒸气在施展本领。
随后,达盖尔进行进一步的研究试验,终于在 1839 年发明了利用水银蒸
气的照相术,他将这种方法定名为“银板照相”。 达盖尔发明的银板照相术,显然比使用薰衣草油时的摄影时间大大缩
短,然而涂碘的镀银板仍需放在摄影暗箱内达半小时至一小时。如果是拍摄 人头像,人要一动不动地等上这么长时间,那可真得有点耐心呢!
面对这种情况,达盖尔是不满意的,他决心缩短摄影时间,改进摄影暗 箱的镜头,研制感光更快的材料,使照相术进一步完善起来。
达盖尔发明的银板照相术,是在镀银板上喷涂碘蒸气,在板上形成碘化 银。感光时,曝光部分的银还原,变成黑色,而不曝光的部分仍为白色,经 显影和定影后,就形成清晰可辨的白照片了。达盖尔在后来的研究中发现, 用溴代替碘形成的溴化银,其感光速度比碘化银快得多。碘化银的感光时间 达半小时以上,而溴化银只要 2 秒钟。因此,溴化银就取代了碘化银,成为 照相用的主要感光材料。人们还把涂有溴化银的照相感光纸,叫做溴化纸。 此后,达盖尔发明的照相机和感光纸就流传开来,并为彩色照相术的发明创 造了有利条件。
就在达盖尔和尼布斯研制黑白照相机的同时,德国人塞贝克也在 1810 年开始研究天然彩色照相感光板。
当时,拍摄出来的照片是不带颜色的。人们发现,只有蓝色和紫色光能 在感光板上感光,而黄色和红色不能在感光板上成像。后来,人们就治好了 感光板这种“色盲”病,使所有颜色都能在感光板上感光。然而,感光板本 身还不能显示出颜色。为了使胶片带上彩色,只能通过照片着色法,即用特 殊的彩色铅笔进行人工着色。
塞贝克觉得人工着色太麻烦,也不能真实地反映出大自然本来的色彩。
于是,他通过棱镜成功地将彩虹般的光色分别显现在涂有氯化银的纸上,但 还不能显示在感光纸上。法国人贝克勒尔于 1848 年也进行了天然彩色照相术 的研究,但进展不太顺利。
法国人李普曼在 1891 年利用光的干涉原理解决了感光板显现彩色的难
题,并获得 1908 年度诺贝尔奖。但是,李普曼的方法比较复杂,不能普遍推 广应用。
实际上,早在 1861 年英国人麦克斯韦就设计成功了一种产生三原色的天
然彩色幻灯机。他是根据人的眼睛看东西时,通过红、绿、蓝三原色的重叠 混合而感觉到各种颜色的原理,在照相机的镜头上安装只能使三原色中的一 种光线入射的彩色玻璃,进行负像拍摄;再轮流更换彩色玻璃,分别形成三 原色的负像。再分别染成三色,把它们重叠起来用幻灯机来放映,就成为放 映天然彩色的幻灯照片。
1897 年,英国人乔里利用麦克斯韦天然彩色幻灯机原理,制成了天然彩 色底板。到了 1907 年,法国人鲁米埃尔也制成了类似的天然彩色照相底板。 此后,美国人便发明了柯达彩色胶片,德国人发明了爱克发彩色胶片等,天 然彩色照相技术便随之兴盛起来。
染料世界
如今,人们生活的世界变得越来越美丽了,每当走在大街小巷上时,常 常会见到了一个个穿着五颜六色服装的身影,在阳光下犹如一朵朵绽放的鲜 花,有红的、黄的、紫的??真是万紫千红,好一个艳丽的色彩世界。
然而,在 19 世纪 50 年代以前,人们的服装却缺乏色彩。尽管早在古代 时人们就懂得从天然物质中获得染料。例如,他们从植物的根、叶、皮等中 提取有用的色素,加工制成染料。但是,这些染料色彩比较单调,那些色彩 鲜艳的染料,制作起来相当困难,来源又很有限,所以价格特别昂贵,只有 富人才能用得起。人们多么渴望能有色彩缤纷的服装啊!
1856 年,年仅 18 岁的柏琴由于一次偶然的实验,而发明了人工合成染 料,敲开了色彩世界的大门。
柏琴是一位化学家,那时他正跟着德国著名化学家霍夫曼,一边学习, 一边做霍夫曼的实验助手,正是由于霍夫曼一句脱口而出的话,才使柏琴有 了意外的收获。
1849 年曾经流行疟疾,每天都要死好多好多的人,为了对付这种可怕的 疾病,许多科学家在寻觅治疗疟疾的良药。后来发现从金鸡纳树中提取的奎 宁是治疗疟疾的特效药,从此,这种病就得到了控制。但是金鸡纳树主要分 布在南美洲,所以,提取的奎宁很有限,远远不能满足要求。科学家们在想: 能否采用化学合成的办法来制取奎宁呢?
正是由于这样,有一天霍夫曼毫不在意地大声说:“难道就不能用煤焦 油中的化学物质来制造奎宁吗?”
柏琴知道煤焦油是一种复杂的有机化合物的混合体,化学家可以用其中
的化学物质制出新的化合物,因此霍夫曼的话激起了他的兴趣,他决心要去 研究这一课题。
过了几天,柏琴准备了一些煤焦油,开始做提取奎宁的实验。他对这次
实验充满了信心。他每天一早就去实验室,一直工作到深夜。一天、两天?? 半个月过去了,可是还是没有能够得到奎宁,但是柏琴并不灰心,每天仍然 坚持实验。
有一次,试验进行到最后一步,当加进重铬酸钾后,反应瓶里竟出现了
一种奇妙的紫色粉状的物质。柏琴想:咦!奇怪!这玩意从来没看见过,是 什么呢?”为了知道这种物质的性质,柏琴随手向容器中加进一点酒精,忽 然他眼前一亮,酒精溶液变成了鲜艳的紫红色,美丽极了。
柏琴面对这紫色物质心想:这种东西到底有什么用处呢?随手从瓶子里
取出一点紫色物放在手上,想仔细地瞧瞧它究竟是啥东西。不巧,紫色物碰 到他的白色衣服,碰到的地方接着变成了紫色。衣服搞脏了,柏琴无暇顾及, 他敏锐地感觉到这紫色的物质可以用来作为染料。想到此,柏琴激动万分, 立即快步返回实验室,重新做了刚才的试验。这次,他制取了好多紫色物, 并把它调成溶液,另外将一些白布浸入到此溶液中,几小时后,白布真的被 染成了紫色,颜色又如此鲜艳,染料制成了。柏琴很高兴,尽管没有制得奎 宁,却意外地合成了染料,使他成为世界上第一位发明染料的人,他命名这 种染料为苯胺紫。
后来柏琴在英国申请到生产苯胺紫的专利权,他决定辞去大学的工作, 而去从事染料生产,尽管遭到了霍夫曼教授的反对,但是他仍坚定地要走自 己的路。
柏琴的父亲和哥哥拿出了自己一生的积蓄,来支持柏琴的事业。他们一 家在 1857 年开始建造染料工厂。
这是一项亘古未有的事业,一切都必然从零开始。当时没有现成的可供 合成苯胺紫的原料,他们必须从煤焦油中来制取。在生产过程中需要有进行
化学反应的装置,当然也没有现成的设备,所以柏琴只能自己根据原理来设 计。通过艰辛的创业,柏琴的染料工厂终于源源不断地生产出苯胺紫。
这种合成染料打破了人们生活上的单调色彩,很受人们喜欢,所以,很 快便在欧洲流行了起来,柏琴也由此而成为一名富翁。
1874 年,柏琴虽然只有 36 岁,为了重新献身于他自己心爱的化学研究, 他毅然卖掉了自己的工厂。柏琴的一生硕果累累,他还曾在 1869 年合成了茜 素染料;在 1875 年又合成了芳香物质香豆素,从而指出了人工合成香料的途 径。
人工合成染料的成功,激励着人们不断地去努力探索,随着科学技术的 发展,越来越多的合成染料被生产出来,它们不仅取代了天然染料,而且使 人们的生活世界变得越来越多彩,越来越美丽。不仅如此,人工合成染料的 成功,还激励着人们不断地合成出新的物质,这些新的合成物已广泛地分布 在纤维、药物、调味剂等各个领域。
为了纪念他,纽约还设立了“柏琴奖”,专门授予那些在应用化学领域 中作出重大贡献的人。
家庭用品
牙口瓶盖
“牙口瓶盖”这一概念对一些人来说,可能很陌生。但具体地指现在啤 酒瓶等用的圆形带齿的铁皮瓶盖时,很多人就会说:“原来是它呀!”
这种瓶盖是美国机械师威廉·佩因特在 19 世纪 90 年代初期发明的,经 过了一个多世纪还在延续使用,说明他的发明是很成功的,具有很强的“生 命力”。
佩因特小时候家境贫寒,在一家工厂里当学徒,后来由于勤奋学习,才 成为一名机械师。他在 1880 年前后就开始研究简化瓶盖的问题,因为那时的 酒瓶和汽水瓶上大都使用螺旋形瓶盖,这类瓶盖不仅制作麻烦,质量难以保 证,而且有时还会由于密封不严而渗漏!
经过几年的刻苦钻研、苦思冥想,他研究出一种新的封瓶口技术,并申 请了专利。这种方法是用橡皮塞堵住瓶口,再用金属丝缠紧。它的优点是, 用一只手就能将瓶塞打开,使用相当方便。
于是,他便着手组建一个公司,开始生产这种瓶盖。然而,这时他突然 感到这种瓶盖并不是密封瓶口的最好方法,而应该使用衬软木垫的金属盖, 即他设计的更理想的牙口瓶盖。
这种牙口瓶盖用的原料非常少,仅仅是一小块圆形铁皮和薄薄的一层软
木(后来改用橡胶等)。封口时,使用专门的机器将圆铁片压成带齿的瓶盖, 并使瓶口密封起来。牙口瓶盖和软木塞等瓶盖相比,有以下三方面的优点: 一是使用材料较少,只要很小的一块铁皮和橡胶片就能满足要求。这在瓶盖 生产量很大时,可节约大量金属材料和橡胶等,使生产成本得以降低;二是 加工方法简单,便于大量生产;三是密封严实,而且容易将盖打开。现在用 这种牙口瓶盖密封的啤酒,倒置放着滴水不漏;饮用时,用个很简单的开瓶 起子,就能将瓶盖打开。
佩因特发明瓶盖后,很快就投入大量生产。由于这种瓶盖优点突出,所
以广泛用于多种饮料和酒类的封口上,而且佩因特的瓶盖公司所属的工厂在 几年后已遍及世界各地。
漫谈颜料
不要把颜料跟染料混为一谈,颜料通常是由干的色素和溶剂混合而成 的。大约从公元前两、三千年起,洞穴里就出现了画。绘画使用的颜料有铁 或锰的氧化物(产生黄色、红色和黑色,却不能产生白色),用热的脂肪, 也可能用尿作溶剂。把颜料涂到墙壁上的方法是各式各样的:可能用手,可 能用小块的毛皮,可能用咬碎的棍子做的笔,或者用一根管子把颜料吹到墙 壁上。用来配制颜料的肩胛骨和调色板是易于发现的物品,例如,从约公元
前 1350 年的埃及法老图坦卡蒙的陵墓里就发现了一整套精美的调色工具,其 中包括木头和象牙的调色板和一个笔托,有个象牙调色板上还有一些干了的 颜料。
在公元前 4000 年的中东,天然赭石作为常用的颜料,可以制成黄色、红 色和棕色;绿色颜料是用碳酸铜打成粉末作成的;至于蓝色颜料,则是用真
正的天青石,或用热硅石、碳酸铜、碳酸钙和泡碱生成的取代物来做的(从 公元前 2500 年起);白色颜料则用白垩、石膏或铅白制造。
温馨的油灯
柴火和火把为人类提供了最早的室内照明。似乎在 5000 年前就有灯了, 那时的灯是用挖有孔洞的石头做的,在孔洞里放一些脂肪,将其点着便可照 明。法国、美索不达米亚、埃及、波斯和中国都发现了早期的灯,但是我们 不能肯定当时已经普遍使用,还是局限于某些地区,例如是否局限于像爱斯 基摩人居住的那种缺乏木材的地区。显然没有证据表明,使火焰较明亮和烟 较少的灯芯是否在公元前 1000 年以前就有了,也不知是否在 500 年后已广泛 使用。但是,我们熟悉的古代油灯逐渐改进,有了灯芯,灯芯通常是芦苇或 其他植物纤维做的,置于盛有油或脂肪的碟形容器中。灯通常有灯把。在古 代,油灯做得相当精巧。灯,最初是用陶土烧制,后来则是用铁和铜来做, 金属灯可精雕细镂。希腊和罗马人的灯偶尔有放两个以上的灯芯的孔,还有 一个向容器里加油的孔和一个供握持的把手。他们的灯造形也很精美。
这种形式的油灯为全世界的人们使用延续了若干世纪之久。然而,它的 设计也有一些改进,其中有一项改革是达·芬奇做出的。他在灯的基本结构 上加上一根充满了水的玻璃管,在玻璃管内又加上一个玻璃“烟囱”;这样 遮住了风吹,使火焰更稳定,水则起着透镜的作用,将发出的光放大。 1784 年,瑞士物理学家阿冈德加上了一个空心“烟囱”和一个空心灯芯;空气可 能通过灯芯向上流动,给火焰的内部提供氧气,这就把烟、气味和灯火的闪 烁这些当时油灯存在的毛病几乎都去掉了。
虽然早在 1681 年油灯已开始用于街道照明(在伦敦),但是,直到 19
世纪中期发现石油以前,油用于家庭照明仍然是一种昂贵的燃料。1885 年发 明了“基特森灯”,这种灯不用灯芯,而是用一个极亮的灯罩,里面充满了 有一定压力的油蒸气。
古老的油灯为人类提供了许多年的照明,直到目前仍有用途,例如用于
帐篷照明和停电期间的照明。
被中香炉
在中国古代,人们流传着这样一种习惯,就是燃点香料,以驱除室内的 臭气、邪气、蚊虫。这种习惯,根据文献记载和出土文物可以看到开始于西 周时期,以后连续不断,越来越盛行。帝王、官僚、富豪们的生活更是侈奢, 他们不但要在室中熏香,还要熏被。在被中熏香,极易烧坏被褥,甚而引起 火灾。如何方能保证熏被的安全呢?人们为此而发明了被中香炉。
被中香炉也叫卧褥香炉,大约在西汉前期即已问世。汉代著名诗人司马 相如(前 179-前 117 年)的《美人赋》中,有“金鉔熏香,黼帐低垂”的诗 句,据宋代学者章樵注解,“砸音匝,香球,衽席间可旋转者”,可知司马 相如生活的年代已有了被中香炉。被中香炉后来失传,至西汉末又由巧匠丁 缓重新造出,以后历代相沿,一直到清代仍有制造。
汉晋古籍《西京杂记》在记述丁缓重造被中香炉时说:“为机环转运四 周,而炉体常平,可置之被褥,故以为名”。从现存的古代被中香炉可以看
到,它是由几个轴心线相互垂直的金属环构成,在中央轴心上安装一个半圆 形或盂形的容器,容器中点香,外面用镂空的金属球包裹。由于互相垂直的 各环转轴彼此制约,以及容器自身重量的作用,不管香炉如何转动,燃点香 料的容器都保持着水平位置,燃点着的香料都不会外泄,免除了着火之灾。 这实是一项精妙的发明。
中国历代所造的被中香炉有铜的、银的、镀金的,中环轴结构有二环的, 有三环的。除被中香炉外,此类结构和原理还用于其他方面。如:
武则天如意年间(692 年),有人制造了一种烤火取暖器,叫“木火通”, “铁盏盛火,辗转不翻”。
宋代时,有一种用于舞龙的“灯球”,内盛油脂,无论舞灯者如何飞舞 灯火都不会溅出。
又有一种女人佩挂的“香球”,不管佩挂者如何活动,内装的香料不会 掉出。
从现代科学的角度看,目前的常平支架的结构就是从汽被中香炉的轴结 构演变而来的,又叫万向支架。常平支架是现代回转器(陀螺仪)的关键部 分,已在工业中被广泛应用,推根溯源,被中香炉乃是其始祖。
烧鱼肉的用具
当蒙田于 1581 年在瑞士初次看见烧鱼肉装置时,颇为惊异。他写道,“他 们将又宽又轻的松木翼板放进烟囱的烟道里,火产生的烟和水蒸汽形成的气 流,使翼板迅速地转动,从而使所烧的鱼肉慢慢地转动。”他确实抱怨这种 装置,说“把肉烧得焦了点”。但是,人们很难指望一个法国人称赞外国的 烹调技术而没有保留。
我们所掌握的这种装置的最早线索,初见于意大利的素描画,但从这些
素描画中,很难断定它最先出现在阿尔卑斯山以北还是以南。据文艺复兴时 期的一本著名的烹调书记载:罗马教皇的厨房里有一个这样的装置,实际上 烧鱼肉装置是一个倒置的风车,由火产生的上升的热空气流推动叶轮,叶轮 安在烟囱内的一个轴上,轴由一系列的齿轮与烧肉叉子相联。后来除了引进 了斜齿轮之外,烧鱼肉装置没有多少变化(某些大房里还有 19 世纪的烧鱼肉 装置)。
这是一种将热能转变成机械能的最古老的机械。虽然这种机械名声不
大,却是用人工提供动力的早期机械。 富兰克林企图用电来转动这种烧鱼肉装置,他的办法是用莱顿瓶放的电
来转动一个圆盘,圆盘安在一个轴上。1749 年 4 月,他在舒伊基尔河畔搞了 一次著名的电野餐。他们在野餐时用电击杀了一只火鸡,将其拿到用莱顿瓶 点燃的一堆火旁,放在电动烧鱼肉装置上烤。当电极棒不断地放掉电池里的 电时,他们频频举杯,为所有同事的健康干杯。在某种程度上,这种装置是 联系文艺复兴时期的烤鱼肉装置和 20 世纪的烤架上的电动烤叉的纽带。
吸尘器今昔
H·塞西尔·布鲁斯是吸尘器的发明者,要不是他用嘴吸了一大口灰尘, 说不定我们今天还没有吸尘器哩!他在 1901 年时产生了发明吸尘器的想法,
一次,他正在伦敦的一家餐馆里用餐,看到后面的椅背上满是灰尘,就用自 己的嘴凑上吹了一口,结果可想而知,灰尘差点没把他呛死!
布鲁斯由此受到启发,信心十足地每天在自己的工作室里研制吸尘器。 不久,他的发明物问世了,但和现在家庭日常的吸尘器不同,那是一架很大 的机器,一个庞然大物。它有一个气泵、一个装灰尘的铁罐和过滤装置,都 安装在一辆推车上,由两个人共同操作。他们推着它在街上行走,一个人负 责用气泵抽气,另一个人则拿着长管子挨家挨户地去吸尘。
没过多久,布鲁斯的吸尘器就在伦敦赢得了广泛的赞誉。所以当爱德华 八世举行加冕典礼时,特地请他去将威斯敏斯特教堂那些精美的地毯吸了一 遍。
在布鲁斯的吸尘器发明之前,大扫除是一件最让家庭主妇们头疼的事。 大多数的英国家庭都使用壁炉取暖,因此总有炉灰把地毯、家具、墙壁和窗 帘弄脏。掸子和刷子并不能除去灰尘,只会将灰尘弄得满屋都是。一年又一 年,主妇们无可奈何??
灰尘甚至还会传播疾病,对人们的健康造成威胁。第一次世界大战期间, 有许多英国士兵驻扎在伦敦的公共建筑物中。当时有一支部队驻扎在“水晶 宫”里,“水晶宫”是 1851 年世界博览会的展厅。没过多久,士兵中间开始 流行一种可怕的疾病——斑疹伤寒。卫生部的官员和医生去那里作检查之 后,派人请来了布鲁斯。他们相信假如能将这座古老的建筑物内部打扫干净。 疾病的传染媒介虱子和跳蚤便无法再生存下去,就能有效地控制住疫情。这 确实是个高明的主意。布鲁斯用 15 架巨大的吸尘器干了整整两个星期——你 一定无法相信,从“水晶宫”内共吸走了 26 吨灰尘和脏物!当“水晶宫”变 得焕然一新时士兵们便不再患病了。
布鲁斯的吸尘器虽然有很大的威力,但一般的家庭却无法在室内安放这
么一个庞然大物,并专门雇两个人来吸尘。詹姆斯·斯班格勒——一个美国 人,开始研制起小型的吸尘器来了。在此之前,斯班格勒搞过不少发明,但 都未能成功。他根据布鲁斯吸尘器的原理,用一个小型马达带动一个抽气机, 并且在吸气口安了一个会旋转的刷子,使被刷子刷下的灰尘吸入吸尘器内 部。斯班格勒带着自己的发明去找俄亥俄州的一位工业家胡佛。胡佛对他的 发明很感兴趣,出钱买下了他的专利,打算稍加改进后就投入生产。
胡佛的小型吸尘器一经问世,就受到大众的热烈欢迎,他的吸尘器公司
也蒸蒸日上,成为有名的大公司。胡佛吸尘器从那时直到今天,一直是美国 家庭必备的物品。
温暖的床毯
一个叫拉塞尔的美国人于 1912 年发明了电热床毯,用来帮助结核病人在 户外睡觉。电热床毯是一个方块形纺织品,织品中有若干条电热带子。每一 条电毯都是根据病人的要求作的,售价 150 美元。有的顾客把四条以上的电 毯缝起来暖床。可是,当 1937 年在美国首次出现盖在身上的电毯时,工业界 却只抓住了用来暖床的想法而放弃了用来暖身体的想法。与此同时,英国人 开始生产一种在床单下面的电毯,这种电毯至少直到 20 世纪 60 年代还垄断 着英国的市场。
英国实际上是从 1926 年开始生产电毯的。那时,退役精神病患者福利会
正在为一个工业区内的精神病会员谋求就业机会,想让他们生产某种产品; 德国的一个姐妹组织给了它生产电热床毯的专利权。这就导致了特尔梅加电 毯的出现,这种电毯很快就为若干商业公司所仿制。尔后的大多数改进都是 为了提高电热床毯的安全性。有一项改进措施是在电毯周围使用乙烯基塑 料。这种电毯是在第二次世界大战期间研制成功的,后来发展成了电热飞行 服。但是,在 1970 年,塞梅加提出了一种完全新的原理,根据这种原理,可 通过穿过毯子的热水管把热传给毯子,这样就完全取消了没有必要的电气元 件。
扫地毯的机器
机械打扫的尝试起始于 1811 年(这年休姆获得了英国的一项专利),时 隔数十年后才出现真正适用的机械:这些机械还是像用扫帚那样扫尘土,而 不是把尘土吸收掉。1842 年,惠特沃思爵士发明了一种有轮子的道路扫雪 机,上面有一个旋转的扫帚;1859 年,他根据同样的原理发明了扫地毯器。 他很快又成功的研制出了另一种扫地毯器,这种扫地毯器是靠车轮转动一把 扇子,扇子将灰尘扇进一个盒子里(不在地毯的表面刷扫)。这种想法只有 在研制出了小型电动机之后才行得通。
但是,家庭主妇对所有的这些扫地毯器都不感兴趣。1875 年出版的《家
庭经济指南》(适合于每年开支在 150 至 1500 英镑的家庭)一书中有这样一 段描述:“在打扫地毯和地板前,撒上一些茶渣,然后再仔细地打扫。高级 地毯应跪着仔细打扫。如果不需要把整个地毯都拿去洗的话,最脏的部分可 用一个小刷子刷。为了保持地毯的颜色,水中通常要加少许的胆汁。”
1876 年在比斯尔获得专利的一种叫格兰德拉皮兹(密执安州内的一地
名)的打扫器出现后,人们才从这些繁重的劳动中解放出来。比斯尔有一个 瓷器店。包瓷器的稻草带有不少灰尘,使他经常产生过敏性头疼。为了解决 这个问题,他发明了一种带盛灰盒的打扫器——它的重要特点是所有部件都 由妇女们在家里做好,再由比斯尔夫妇进行安装。他们制作的数十个打扫器, 很快就在维多利亚女王的宫廷里,阿拉伯宫和苏格兰的草坪派上用场。
这项发明正赶上时候。当时巴斯德的近代细菌理论已使得公众像南丁格
尔那样懂得讲卫生。南丁格尔在斯库台时坚持湿扫以减少空气中的灰尘。她 说:“空气像水一样可能弄脏。”这项发明因此而变得流行起来,为人们所 广泛采用。
亚麻油毡
现在我们已经习惯于有覆盖楼板的地毯了,甚至在最贫穷的家庭里,也 认为要有个地毯才好。但是这种情况是新近才有的;如果我们回溯到 18 世纪 中期,研究一下那时的一些人物画,便会发现地毯是一件稀罕物:除了最富 有的百万富翁之外,大多数人都是在光地板上行走的。
在 1860 年,沃尔顿获得了一种有关地毯工艺的专利权,这种工艺技术是 用拌有树脂和栓木粉的氧化亚麻油来涂棉或亚麻的衬垫物(亚麻油毡的名称 就是这样来的)。它的发展有一个过程。菲弗的柯卡尔迪在 1877 年出现了第 一个亚麻油毡厂。柯卡尔迪的奈恩早在 1847 年就开始用油漆和栓木纤维的混
合物来作实验。在帆布的传统生产地区开始做这种实验是很自然的。沃尔顿 的方法是进行繁琐的重复劳动,需要大量的地盘和时间:先把油慢慢熬浓, 然后一层一层地涂在布上,等油完全干了以后才涂第二层。晾于过程中需要 大量的遮蔽物。他在 1900 年前后发明了一种新方法:使亚麻油在锅里氧化, 然后加入填料调均,经压延机压延后加衬垫物,最后用人工加热的办法使成 品变硬。
亚麻油毡在某些方面能取代橡胶,显然是一种能用作地板覆盖物的很有 潜力的材料。巴里爵士在上议院和下议院的一些不重要的地方都铺上了亚麻 油毡。可是这种东西太贵了,难于普及。后来比较便宜和结实的亚麻油毡也 遇到了竞争,亚麻油毡就更难普及了。
在 20 世纪,亚麻油毡的产量已很大,仅英国在 1937 年就生产了 1.26 亿万平方码。但是在最近 20 年内,其他合成材料做成的覆盖物已开始取代亚 麻油毡。
钉子
大约距今 2000 年前,苏格兰某地有一座古罗马式的城堡,建筑风格独 特,但是后来荒废了,在整理这座城堡遗址的时候,考古学家发现一些埋在 地下的大木箱,似乎是珍贵的物品,于是打开一看,竟是一些普通的钉子, 足有 7 吨重。城堡的主人为什么要埋这些钉子呢?
可能是该城堡的主人在被迫放弃这座城堡的时候,不愿把这些贵重的钉
子留给敌人,于是把这些“宝物”深深埋在地下。可见钉子在当时是多么重 要。
更使人惊奇的是,尽管盛钉子的箱子都腐朽了,但是里面的钉子,仍然
乌黑锃亮,一点也没有生锈,由此足见,当时钉子的制作工艺技术之高,难 怪这些钉子被视为珍品。
头尖尾大的钉子,形体不那么起眼,但与我们的生活却密不可分,大概
在原始社会里就开始使用了钉子了。人类的祖先用鱼骨、尖锐的树枝以及锋 利的木片,做成原始的钉子,他们用这种钉子把木头连接在一起,做成了粗 糙的工具或建筑,从此,钉子就成了人类不可缺少的东西。
现在,制鞋工人还使用木钉,因为钉在皮革上,木钉比铁钉更好使。在
人类掌握了冶金技术后,金属钉子也就应运而生。不过在青铜时代钉子像金 子一样贵,只有皇室和贵族才能用得起。
在古埃及、古希腊、古罗马,人们用青铜和铁制造钉子,我国在 5000 多年前就开始使用青铜,据考究:钉子也是青铜时代的产物。
古代的钉子都是用手工制作,一直到 17 世纪,制钉子技术才达到很高的 水平。现在的钉子是用金属丝在制钉机上制成的,这些钉子不一定比手工制 作的好用,所以制钉技术还要进一步发展。钉子一般用软钢制成的,现在也 生产一种特别硬的钉子可以打在水泥里,有人还发明了一种塑料制的钉子, 这种钉子用来造木船特别好使,因为它不生锈。尽管钉子非常古老,但它还 在不断革新,你能想出新的钉子品种吗?
口袋里的财富
硬币
说不定你的口袋里就揣着几枚硬币,可别小瞧它们,或许其中的一枚还 是很珍贵的呢!你仔细看看,如果有一枚硬币的铸造年份已经超过了 20 年, 那你就别把它花了。虽然现在它的价值依旧没变,但再过上 20 年,它就很可 能变得值钱的。
收集硬币是一件很有趣的事。虽然你的口袋里不会有古时候的硬币,但 你能从钱币商店中买来,或者从朋友处交换来。
跟邮票不同,硬币的历史和人类文明的历史差不多一样长。我们所知道 的最早的金属硬币,是公元前 640 年小亚细亚半岛上的吕底亚人铸造的。铸 造硬币的材料是黄金和白银,后来人们也一直用这两种金属来铸造钱币,直 到今天,为什么黄金和白银受到人们如此青睐呢?原因之一是它们不会生 锈,不会变成“废铜烂铁”。另一个原因是它们在地球上的储藏量十分有限, 物以稀为贵,所以它们不容易贬值。
纵观我国硬币的发展历史,就质量而言,大体上是从金银货币到铜货币 再到铅质货币??它代表的价值也日趋减小,如果目前的铅质硬币丢在地 上,你会不去理它,尚如是一块一样大小的金块你决不会错过机会的。
独立之前的美国根本没有自己的钱币,人们使用的是英镑、法郎和西班 牙比塞塔。独立战争后,美国人需要有自己的钱币了,1793 年第一家造币厂 在费城建成。当时生产的硬币可不像现在,主要是 10 美分、15 美分和 25 美 分,那时最常用的是半美分、1 美分、2 美分和 5 美分的硬币。
今天美国联邦造币厂每年要生产 80 亿枚硬币。造币厂的机器日夜不停地
转动着,每台机器每小时能制造出将近 1 万枚硬币来。 美国的造币厂是世界上规模最大的,但它造出来的硬币却不是最大的,
最大的硬币是瑞典人在 1644 年制造的,他们当时制造的 10 元硬币,重量竟
有 16 千克!不过,这种硬币要是和西太平洋上的雅普岛土著人使用的石盘硬 币相比,又算不了什么了。那些石盘硬币的重量有的竟达到 70 公斤,你能用 它买到一条单桅船,只是你无法将这种硬币放进口袋罢了!
纸币
早在公元 8 世纪末或公元 9 世纪初,我国就已经发明了纸币。这种纸币 非常轻,甚至能从手中被吹跑,所以人们称最初的钱为“飞钱”。严格地说, 与其说它是钱币,还不如说它是一种汇票。商人们可以把钱存在京城,凭着 存款收据便可在京城之外的各省兑换钱币。在不久之后的公元 812 年,这项 私营性的商业活动被政府接收。此后,这种经商方式还被用来征集地方税和 京城内的税收。同时流通的货币形式还有京城内的政府官员所发行的纸制“兑 换券”,凭它可在京城之外的其他地方换取诸如盐、茶等商品。
以现金储备为依据并用来作交换媒介的真正纸币,很可能在公元 10 世纪 初起源于我国南部的四川省,它是以私营方式出现的。公元 11 世纪初,政府 授权 16 户富商或“银庄”发行被称为“交子”的纸币。宋仁宗天圣元年(公
元 1023 年),政府强行接管了这项私营事业,禁止商人发行交子,而改由官 方建立的专门机构发行。由此可大致确定,世界上第一个官办银行是由我国 宋朝宋仁宗皇帝在公元 1023 年创建的。
这家银行发行的交子,每次有一定限额,有效期限三年,谓之一界。这 种时限作为我国货币的一大特点一直保持到公元 19 世纪。至公元 1107 年, 纸币的印刷技术已发展到采用六色复合木版套印。
官方发行的交子大大超过商品流通领域所需量,截至公元 1126 年,共计 发行了 7000 万缗(一缗等于 1000 文现金),其中大量的交子并没有得到现 金储备的支持与保证,终于导致了通货膨胀的发生。通货膨胀是伴随着纸币 超量发行而出现的,这是由于这些超量纸币没有得到其他像金属一样的等价 物的支持而引起的。历史上其他一些形式的“通货膨胀”应该另当别论。纸 币使用之前虽也有过物价上涨的情况,比如,罗马帝国统治时期,常因货币 贬值而导致物价暴涨。罗马帝国因用低廉的金属制造具有固定价值的硬币而 声名狼藉。
当时已有了以“快速”著称,具有毒性的铸币工艺,政府与私营者都靠 它来发行硬币并使之在流通中断绝与交子之间的关联。虽然这种硬币的价值 在理论上保证一成不变,但其实际价值还是可贬值的。不过,硬币贬值和硬 币的迅速投放这一矛盾,与我国发明纸币印刷技术、纸币发行所导致的通货 膨胀是有区别的。
在我国随着货币流通而出现的另一问题是伪造币。流通中的贵重金属硬 币,其本身就具有硬币所代表的价值,制造伪币的唯一办法就是使用假金属。 伪造货币的事件时有发生,这就大大地推动了当时炼金术和假金银的制造。 由于纸币的面值不是它本身所具有的价值,而只是官方发行的一种价值符 号,这一特性必然会引起伪造。因此,伪造者伪造的不是纸币的纸张本身, 而是伪造货币假冒官方发行。自从个人能够印刷纸张以来,为防止伪造,官 方制定了复杂的纸币生产工艺。相当早的时候,在制造纸币中就采用了复杂 而保密的工艺过程,其中包括套色印刷、异常复杂的设计和在纸中渗杂特种 纤维。币纸的基本制造原料采用桑树皮,有时也混和些蚕丝。人们只要交少 量的工本费,就可把不能再使用的脏钱、破钱兑换成新币。
有关一名公元 118 年侥幸活下来的货币伪造者的记述,使我们对当时的
伪造活动有个粗略的了解。在此人被捕之前的 6 个月中,他印制了 2600 张伪 钞。此人是个雕刻匠,他将真钞直接刻在梨木上,然后用三色套印。伪钞上 还印有蓝色的顺序号码和红色印章。他只用了 10 天就制成了木板。但是伪造 者在被捕之前往往没有很充分的时间来制造出更多的伪钞,等着他们的是死 刑。
当蒙古人统治我国时,发行了一种很大的纸币,称为“交钞”。交钞的
发行储备以一捆捆的蚕丝为依据而不是贵金属。所有的旧式钱币必须兑换成 交钞。交钞在全国各地得到流通,甚至传到国外。例如,在公元 1294 年,交 钞已传播到了像波斯帝国那样遥远的地域。公元 1965 年,考古学家曾发现了 两枚交钞。
马可·波罗来中国时,交钞给他留下了深刻的印象,他在书中专门用了 一章篇幅详尽叙述了交钞从生产到流通的每个环节。在描述交钞发行的方式 时,他
发行所有的这些纸币都是非常庄严和具有权威性的,这些纸币如同纯 金、纯银的一样。每张纸币都印有各个负责官员的名字和头衔以及他们的印 章。之后再由元帝任命的主管官员在纸币上盖上红色的官印,这些纸币就成 了真正的货币。任何制造伪币的人都将被处以死刑。
交钞在明朝晚期已失去它固有的作用,故明朝政府于公元 1375 年发行了 一种叫“大明宝钞”的新币。大明宝钞作为一种法定的货币沿用了两个世纪。 虽然当时铜币也在流通,并为日常生活提供了必要的零用钱,但商业全部用
它流通时还是有诸多不便。经过通货膨胀之后,大明宝钞最终失去了它的存 在价值而被银币所取代。公元 17 世纪中叶,明朝政府在近两个世纪的货币政 策失误之后,曾试图恢复使用交钞,但难以实现,结果以导致更大的通货膨 胀而告失败。全国通用的具有货币基础的纸币直到受欧洲影响,在近代才又 开始使用。
当发行纸币这种古老的方法开始为西方所认识时,它就对西方银行界产 生了意义深远的重大影响。老汉伯格银行、瑞典银行系统就是沿用中国银行 系统建立的。因此,一些西方国家的基本银行程序是直接从中国传去的。在 西方,纸币最早是由瑞典在公元 1661 年发行的,美国在公元 1690 年,法国 在公元 1720 年,英国在公元 1797 年,而德国直到公元 1806 年才有了自己的 纸币。
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