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第3章 趣味發(fā)明(3)

特里維西克是英國(guó)礦山里的一名技師。當(dāng)時(shí)礦山里用來(lái)運(yùn)輸?shù)V石的馬拉有軌貨車(chē),速度比較慢,一天下來(lái),只能運(yùn)出去一部分礦石,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)礦山的運(yùn)輸需要。特里維西克看到這個(gè)情況,設(shè)想用蒸汽機(jī)來(lái)代替馬力,開(kāi)發(fā)出新的運(yùn)輸工具,造出蒸汽機(jī)車(chē)。從1781年開(kāi)始,他就開(kāi)始用心研究。幾年過(guò)去了,特里維西克一直在努力研究,解決了一個(gè)又一個(gè)難題,像怎樣使得蒸汽機(jī)變小適合裝在機(jī)車(chē)上、機(jī)車(chē)行駛時(shí)鍋爐怎樣通風(fēng)、汽缸如何排氣等問(wèn)題,終于在1804年造出了世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)車(chē)。

這是一臺(tái)只有一個(gè)汽缸的蒸汽機(jī)車(chē),能牽引5節(jié)車(chē)廂,每小時(shí)可行駛5千米到6千米。

有意思的是,特里維西克的這臺(tái)機(jī)車(chē)沒(méi)有設(shè)計(jì)制造駕駛室,那駕駛員怎么開(kāi)車(chē)呢?他就在機(jī)車(chē)行駛時(shí)跟在車(chē)旁邊走邊駕駛,可以想象,早期的火車(chē)一定不快,否則開(kāi)起來(lái)后,駕駛員怎么跟得上呢?

特里維西克在機(jī)車(chē)造好后,曾經(jīng)在英國(guó)倫敦的尤斯頓廣場(chǎng)遺址上進(jìn)行過(guò)試車(chē)。那里有一個(gè)圍場(chǎng),他在這圓形的圍場(chǎng)里鋪了一圈軌道,一輛拉著客車(chē)的特里維西克火車(chē)在上面行駛,向人們表現(xiàn)了它的雄姿,有的市民還乘坐在后面車(chē)廂里,兜了幾圈呢!這景況使得圍觀的人心里也癢癢的,都想坐上去風(fēng)光風(fēng)光。

可是好景不長(zhǎng),這輛機(jī)車(chē)試了幾次后不久,就經(jīng)常發(fā)生零件損壞、翻出軌道、鐵路斷軌等事故。特里維西克做了幾次修理、幾次改革,但還是不能避免事故的發(fā)生。連特里維西克自己也失去了信心,他不愿意再多作研究了,把注意力轉(zhuǎn)向了其他方面,放棄了對(duì)火車(chē)的探索。

總的來(lái)說(shuō),特里維西克的嘗試失敗了。

不久,許多工程師弄清了特里維西克蒸汽機(jī)車(chē)發(fā)生事故的原因,是由于鐵軌打滑造成的。于是,先后有好些人對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。先是在1812年,有兩名英國(guó)人先在兩條鐵軌中間加一條帶齒的軌,又在機(jī)車(chē)腹部安裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪,希望齒輪和帶齒的軌道吻合,結(jié)果失敗了。后來(lái)在1813年,又有一名英國(guó)人為了解決鐵軌打滑問(wèn)題,想在機(jī)車(chē)后面裝上兩只腳,讓它們像人腳一樣交替行走來(lái)推車(chē)前進(jìn),但也失敗了。

就在這時(shí),斯蒂芬森開(kāi)始了對(duì)蒸汽機(jī)車(chē)的探索。

1781年,斯蒂芬森出生在英國(guó)一個(gè)煤礦工人家庭,家境清寒,僅僅靠父親微薄的薪水來(lái)養(yǎng)活一家8口人。為了生活,斯蒂芬森8歲就去給人家放牛,14歲就跟著父親到煤礦做工了。工頭看他年紀(jì)還小,就讓他干些擦機(jī)器和保管蒸汽機(jī)零件的雜活。天天和蒸汽機(jī)打交道,使他對(duì)蒸汽機(jī)非常熟悉。

煤礦里的運(yùn)輸跟不上,工人們只好自己推著車(chē),甚至自己背著重重的煤,從礦井下運(yùn)上來(lái)。

工人們彎著腰,累得直喘氣,汗水從滿是煤粉的臉上淌下來(lái)??吹礁赣H和工人們這么勞累、這么辛苦,而煤礦里的運(yùn)輸能力又是那樣低,斯蒂芬森立下宏志,一定要改變煤礦運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀,解除工人們的勞苦,發(fā)明出比特里維西克機(jī)車(chē)更好更實(shí)用的運(yùn)輸工具。

可是,斯蒂芬森沒(méi)文化,17歲了還識(shí)不了幾個(gè)字,于是,他加入了礦上那所專門(mén)招收七八歲兒童的礦工子弟夜校,認(rèn)真地學(xué)習(xí)起文化科技知識(shí)。

除了如饑似渴地學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí),斯蒂芬森特別注意到實(shí)踐中去學(xué)習(xí)知識(shí)。他一有空就去觀察當(dāng)時(shí)人們已制成的各種車(chē),它們的優(yōu)缺點(diǎn)在他心里清清楚楚。為了更好更完全地掌握蒸汽機(jī)的性能,他曾經(jīng)不遠(yuǎn)千里,專門(mén)到瓦特的故鄉(xiāng)蘇格蘭做工學(xué)習(xí)了一年多。在這一年里,他深入研究了瓦特蒸汽機(jī)的構(gòu)造原理,了解到很多試制蒸汽機(jī)車(chē)的經(jīng)驗(yàn)。

這時(shí)機(jī)會(huì)已悄悄地來(lái)到斯蒂芬森身邊。有一天,礦上的蒸汽機(jī)壞了,技師修了老半天也沒(méi)修好,老板、工人們都急得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn),蒸汽機(jī)不動(dòng),就不能開(kāi)工干活。斯蒂芬森走了過(guò)來(lái),充滿信心地說(shuō):“讓我試試!”老板回頭一看,原來(lái)是擦機(jī)器的雜工,疑惑地看看他,由于時(shí)間已來(lái)不及了,只好似信非信地點(diǎn)點(diǎn)頭:“好吧!”斯蒂芬森在一雙雙眼睛的注視下,沉著冷靜,很快就把蒸汽機(jī)修好了。大家都驚呆了,老板高興地拍拍斯蒂芬森的肩,說(shuō)道:“小伙子,好樣的!從今天起,提升你為工程師?!彼沟俜疑α?,他以自己的真本事,贏得了人們的信任,終于脫穎而出,從一個(gè)機(jī)器房的小雜工升到了機(jī)械工程師。

初試成功以后,斯蒂芬森發(fā)明創(chuàng)造的勁頭更足了。1814年,33歲的他終于設(shè)計(jì)制造出了第一臺(tái)新型蒸汽機(jī)車(chē)。這臺(tái)機(jī)車(chē)能拉30噸貨物,每小時(shí)可行駛7千米。的確,斯蒂芬森的機(jī)車(chē)比以前的機(jī)車(chē)快多了,但還有許多地方不太完善。就是這列火車(chē)在試車(chē)時(shí),車(chē)上的一個(gè)螺絲帽被震松了,車(chē)子翻了,車(chē)廂里的英國(guó)國(guó)會(huì)議員和英國(guó)交通公司的董事長(zhǎng)也被摔傷了。

這下可闖禍了。本來(lái)就反對(duì)火車(chē)的人,更是抓住這事不放,紛紛指責(zé),硬是說(shuō)火車(chē)沒(méi)有馬車(chē)安全,而且還說(shuō)蒸汽機(jī)噴汽時(shí)產(chǎn)生的響聲,把鐵路附近的牛馬都驚跑了。他們斷定,用火車(chē)做交通工具是不可能的。在反對(duì)派強(qiáng)大的聲勢(shì)下,煤礦老板也退縮了,斯蒂芬森的第一臺(tái)機(jī)車(chē)就像特里維西克的火車(chē)一樣,默默無(wú)聞地被擱置一邊。

但是,斯蒂芬森并沒(méi)有退卻,他開(kāi)始了改進(jìn)火車(chē)的工作。他想了許多辦法,減小機(jī)車(chē)的噪音;用小管子把汽筒里的廢蒸汽引到煙筒里去,這種蒸汽向上的沖力大,煙也出得更快,爐中空氣循環(huán)加快,煤燒得也更旺,機(jī)車(chē)的牽引力就增加了好幾倍;同時(shí),他對(duì)鐵路也做了改進(jìn),在枕木底下鋪了許多小石子,防止鐵軌因?yàn)榛疖?chē)的震動(dòng)而斷裂,現(xiàn)代鐵路從此初具雛形。

就在這時(shí),一個(gè)好機(jī)會(huì)又降臨到他身上。1823年,英國(guó)政府聘請(qǐng)斯蒂芬森任修建鐵路的總工程師,在拉茲河畔的海港城市斯托克頓和以盛產(chǎn)煤炭著稱的達(dá)林頓之間,修筑世界上第一條40千米長(zhǎng)的鐵路。這條鐵路主要用于運(yùn)輸。只是,這條鐵路不是為行駛火車(chē)鋪設(shè)的,而是為馬車(chē)運(yùn)輸鋪設(shè)的,所以,鐵路鋪成后,只準(zhǔn)馬車(chē)行駛。作為總工程師的斯蒂芬森,抓住這個(gè)機(jī)會(huì),努力去說(shuō)服一個(gè)又一個(gè)政府官員,終于使英國(guó)政府同意讓火車(chē)在上面行駛。

1825年9月27日,火車(chē)通車(chē)典禮在斯托克頓城正式舉行。“旅行號(hào)”蒸汽火車(chē)拖掛著33節(jié)車(chē)廂,載著450名乘客,像一條鐵龍臥在鐵軌上,等待出發(fā)。它的主要部分,是一個(gè)鐵木合制的臥式圓桶鍋爐,鍋爐上面有兩個(gè)垂直汽缸,通過(guò)機(jī)軸來(lái)帶動(dòng)鍋爐底下的4個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng);機(jī)車(chē)上也沒(méi)有駕駛室,司機(jī)就站在車(chē)上操作;機(jī)車(chē)旁邊還掛著一個(gè)裝滿煤炭的鐵籃子,夜間行駛時(shí),點(diǎn)燃籃子里的煤,便是一盞照亮火車(chē)前進(jìn)的明燈了。

看,斯蒂芬森正要親自駕駛他親手造的火車(chē)?!伴_(kāi)車(chē)!”只見(jiàn)“旅行號(hào)”緩緩啟動(dòng),越來(lái)越快,越來(lái)越快,火車(chē)以每小時(shí)24千米的速度向達(dá)林頓城駛?cè)ァ?

頓時(shí),鐵路兩旁觀看的人群歡呼起來(lái),有些人興奮地跟著火車(chē)奔跑,有些人騎著馬隨著火車(chē)飛奔。且不說(shuō)人,馬也跑不過(guò)火車(chē),他們?cè)缫驯换疖?chē)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后頭了。

成功了!成功了!斯蒂芬森駕駛著“旅行號(hào)”勝利到達(dá)終點(diǎn),掌握、歡呼聲響成一片,乘客們一個(gè)個(gè)激動(dòng)地走下車(chē),和歡迎的人們一起,把斯蒂芬森團(tuán)團(tuán)圍住,熱烈祝賀他的成功。

火車(chē),從此真正被世人承認(rèn),并登上了交通運(yùn)輸?shù)臍v史舞臺(tái)。

斯蒂芬森當(dāng)之無(wú)愧地被世界公認(rèn)為火車(chē)的發(fā)明人。

瘋狗腦髓的功用

春天來(lái)到了北方。葛洪(284~364,東晉醫(yī)學(xué)家)查清兩種怪病后才離開(kāi)病區(qū),趁著和煦的春光,繼續(xù)往洛陽(yáng)行進(jìn)。

有一天中午時(shí)分,他路經(jīng)一座村落旁邊,只見(jiàn)四周田野上一片片金黃耀眼的菜花,蜜蜂爭(zhēng)著在花叢中飛舞采蜜,村里炊煙繚繞,雞聲喔喔,顯得非常寧?kù)o。突然間從村邊傳來(lái)一聲驚叫,接著擁出一群人,有的舉著鋤頭,有的拿著扁擔(dān),圍著個(gè)什么東西在打,一邊猛打還一邊高喊:“打死它!打死它!”

葛洪趕過(guò)去一看,原來(lái)是人們?cè)趪蛞恢化偣罚钳偣芬驯淮虻乖诘亻]了氣,可仍然瞪著紅通通的發(fā)直的眼睛,伸出的長(zhǎng)長(zhǎng)的舌頭上流著口涎。被咬的是個(gè)小伙子,他出門(mén)擔(dān)水,不提防沖來(lái)這只瘋狗咬了他。小伙子此時(shí)抱著受傷的腿坐在地上,嚇得兩眼發(fā)直,臉色煞白,冷汗一滴滴地順著鼻尖往下滴。

葛洪深深知道被瘋狗咬傷后的嚴(yán)重惡果:人被瘋狗咬了,會(huì)得一種“犬病”(即狂犬病、瘋狗病)。病人興奮若狂,受不得一點(diǎn)刺激,吹一點(diǎn)風(fēng),聽(tīng)一點(diǎn)聲音,就會(huì)引起抽搐痙攣;看見(jiàn)水,甚至聽(tīng)到水的響聲就要抽風(fēng),所以又叫做“恐水病”。得這種病的人最后往往全身麻痹癱瘓而死。當(dāng)時(shí)的醫(yī)生們對(duì)這種病都無(wú)能為力。葛洪早在家鄉(xiāng)的時(shí)候,就看到過(guò)患瘋狗病死去的人;來(lái)到北方游學(xué),又遇到過(guò)幾個(gè)這樣的病人。為了找出醫(yī)治這種病的辦法,他曾經(jīng)下過(guò)一番功夫。經(jīng)過(guò)多次的訪問(wèn)、觀察,他發(fā)現(xiàn)凡是被瘋狗咬傷的人,一般每過(guò)7天都要發(fā)病一次;如果連續(xù)21天不發(fā)病,那么就可能脫離危險(xiǎn);但一直要過(guò)100天不發(fā)病,才算擺脫了這種恐怖的病癥。得過(guò)這種病的人,還切忌吃狗肉和蠶蛹,如果吃了這兩種東西,即使痊愈了的病人也會(huì)復(fù)發(fā),而一旦復(fù)發(fā)就少有活命的希望了。

葛洪曾深入民間,摸索總結(jié)了治瘋狗病的種種簡(jiǎn)易方法。例如,可先吸去病人傷口中的毒血,然后用艾絨灸10次,第二天起再每天灸一次,連灸百日,病人就可脫離險(xiǎn)期;又可用薤白或地黃搗成汁敷在病人傷口上,同時(shí)讓病人口服這種汁水,連敷連服下去,就可以逐漸好轉(zhuǎn);還可用礬石研成細(xì)末撒在傷口上,然后包扎起來(lái),防止傷口惡化;另外,用干姜研成細(xì)末讓病人連服帶敷,也有一定效果。

但葛洪并不滿足于這些治療方法,因?yàn)檫@些方法雖有一定效果,可是把握性不很大,更不能保證以后不復(fù)發(fā)。他一直想尋求另外的治療途徑。

此時(shí)此刻,他目睹受傷小伙子的慘狀,又看到旁邊那只死瘋狗的猙獰樣子,一下觸動(dòng)了靈機(jī)。他想到:瘋狗咬人,一定是將嘴里的毒傳進(jìn)人體,才使人中毒得病的?!饵S帝內(nèi)經(jīng)》這本醫(yī)書(shū)上有以毒攻毒之法,那么,治療瘋狗病,可不可以取瘋狗身上的毒物來(lái)試一試呢?

他立即向村上的人說(shuō)明了自己的主意。人們聽(tīng)說(shuō)他是個(gè)醫(yī)生,又見(jiàn)他熱情和藹,老成持重,就都愿意了。那個(gè)被瘋狗咬傷的小伙子是位貧家子弟,家長(zhǎng)和本人都無(wú)其他法子可想,聽(tīng)葛洪說(shuō)得有理,頓時(shí)產(chǎn)生了希望,苦苦懇求葛洪當(dāng)場(chǎng)醫(yī)治。于是,葛洪用刀砍開(kāi)瘋狗的腦殼,取出白生生的腦髓,敷在小伙子的傷口上。為了觀察效果,他暫時(shí)留在這座小村莊里。過(guò)了7天,那小伙子果然沒(méi)有發(fā)病;又過(guò)了14天,小伙子仍舊安然無(wú)恙。

試驗(yàn)初步成功,葛洪高興極了。從此以后,凡是碰到被瘋狗咬了的人,只要可能,他都叫人立即把瘋狗打死,依照這種辦法治療。經(jīng)多次證明,這法子都靈驗(yàn),被瘋狗咬過(guò)的人,只要是在7天內(nèi)敷了瘋狗腦髓的,一般都不會(huì)發(fā)?。慌紶栍邪l(fā)病的,也比通常的病人輕得多。

葛洪當(dāng)時(shí)創(chuàng)造的這種治療瘋狗病的方法,用今天的科學(xué)觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),實(shí)際上就是免疫法?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)知識(shí)認(rèn)為:細(xì)菌或病毒侵入人體,人體本身就有排斥、消滅它們的能力,所以不一定就發(fā)??;只有在身體抵抗力差的時(shí)候,細(xì)菌和病毒才能使人發(fā)病。免疫的方法,就是先讓人體進(jìn)行抗毒訓(xùn)練來(lái)提高抗病能力,然后使人免于得病。在歐洲,免疫法最初是從19世紀(jì)法國(guó)的巴斯德開(kāi)始的,他用人工的方法使兔子得瘋狗病,然后又把病兔的腦髓取出來(lái)制成針劑,用來(lái)預(yù)防和治療瘋狗病。至于免疫法的普遍使用,則是近代醫(yī)學(xué)的成果。葛洪卻在比巴斯德早1500年的時(shí)候就運(yùn)用了類似的原理,有了免疫思想的萌芽。因此,他實(shí)在是世界上免疫法的先驅(qū)。

尋找魔彈

在19世紀(jì),細(xì)菌學(xué)和免疫學(xué)進(jìn)步很快。醫(yī)學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)發(fā)現(xiàn),當(dāng)細(xì)菌侵襲人體時(shí),人體內(nèi)部能產(chǎn)生一些物質(zhì),抵消細(xì)菌和細(xì)菌產(chǎn)生的毒素的作用。這些物質(zhì)具有一定的針對(duì)性,既能準(zhǔn)確地與所攻擊對(duì)象發(fā)生作用,又不會(huì)給周?chē)M織造成很大危險(xiǎn)。然而,這些物質(zhì)的作用是有限的,還有大量的疾病,人體產(chǎn)生的那種抵抗物質(zhì)對(duì)它們卻無(wú)能為力。

那么,能不能制造出這樣一種物質(zhì)呢?讓它們進(jìn)入人體后,只發(fā)揮消滅“細(xì)菌”敵人的作用,而不破壞人體組織的健康。如果能的話,那該多么好??!它就像是神話中的“魔彈”一般,能夠識(shí)別敵人,消滅敵人。

“能制造出這樣一種‘魔彈’來(lái)嗎?”保羅·艾利希反復(fù)地思考著這樣一個(gè)問(wèn)題。

艾利希于1854年3月14日出生在德國(guó)一個(gè)小城鎮(zhèn)里,從小就愛(ài)好化學(xué),因此,當(dāng)他進(jìn)入醫(yī)科大學(xué)后,就開(kāi)始研究某些化學(xué)物質(zhì)對(duì)動(dòng)物組織的作用。當(dāng)時(shí),還很少有人將化學(xué)與醫(yī)學(xué)結(jié)合起來(lái)研究。艾利希的研究得到了老師的支持,老師還鼓勵(lì)這位有頭腦的青年,在科學(xué)研究上開(kāi)辟自己的道路。

當(dāng)時(shí),德國(guó)的化學(xué)染料工業(yè)十分發(fā)達(dá)。在染料研究中,人們發(fā)現(xiàn)有些染料可以使動(dòng)物組織著色;有些染料還可使某些特定的細(xì)胞而不是所有的細(xì)胞著色;還有些染料只能使某種細(xì)胞的某一部分著色。這項(xiàng)研究是由德國(guó)醫(yī)生科赫開(kāi)始的,但還存在著進(jìn)一步完善和加以發(fā)揮的余地。艾利希被這些事實(shí)深深地吸引住了。他的博士論文就是探討用染料進(jìn)行動(dòng)物組織染色的理論和技術(shù)問(wèn)題的。此后,他還用染色技術(shù)提出了白細(xì)胞的分類方法。

思想活躍的艾利希在進(jìn)行這一課題的研究時(shí),很自然地想到,既然用適當(dāng)?shù)娜旧椒梢员鎰e出特定的細(xì)胞,那么,它也有可能辨認(rèn)出特定的細(xì)菌。不久,他果然找到了一種可以使結(jié)核桿菌染色的辦法,改進(jìn)了科赫所用的方法。不幸的是,在研究結(jié)核桿菌染色中,艾利希感染上了輕度結(jié)核病,所以,他不得不暫時(shí)停下自己的工作,去進(jìn)行療養(yǎng)。

療養(yǎng)中的艾利希依然思考著他在試驗(yàn)中遇到的一系列問(wèn)題。此時(shí),德國(guó)醫(yī)學(xué)家貝林正進(jìn)行消除細(xì)菌在人體內(nèi)作用的研究,試圖找到一種“體內(nèi)消毒劑”,以便使侵入人體內(nèi)的細(xì)菌無(wú)害化。他將白喉?xiàng)U菌的肉湯培養(yǎng)物滅活以后,給試驗(yàn)動(dòng)物注射幾次,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)動(dòng)物的血液里出現(xiàn)了能中和這些桿菌所產(chǎn)生的毒素的抗毒素。這種抗毒素能使另外的動(dòng)物獲得免疫,可以用它去治療已經(jīng)出現(xiàn)白喉癥狀的患者?,F(xiàn)在我們把這種經(jīng)過(guò)上述方法,從試驗(yàn)動(dòng)物的血液里提取出來(lái)的抗毒素叫做抗毒素血清。

1889年,艾利希療養(yǎng)歸來(lái)后聽(tīng)說(shuō)了貝林的發(fā)現(xiàn)。他與貝林共同研究,于1892年研制成功白喉抗毒血清。以后,用白喉抗毒血清治療白喉的方法,很快得到推廣,使白喉的病死率大幅度降低。

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