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世界科技全景百卷书: 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。 |
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