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世界科技全景百卷书: 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？ |
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