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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(32)

  一百多年过去了。今天,海底电缆仍旧是国际通信的一种重要手段。据 统计,目前英美两国之间每年的通话量达到二千万次,其中有一半以上是通 过海底电缆传送的。从这里,也可以看出开尔文当年工作的重大意义。根据 最近外国的报导,1979年在英美之间铺设了一条最新的大西洋海底电缆,预 计在1983年投入使用,耗资一亿英镑,由欧美十八个国家分担。这条电缆铺 成以后,可以同时通四千路电话,还可以在欧美、加拿大之间进行计算机数 据和电报信息的传送。

  他的伟大所在

  开尔文在科学上的贡献是多方面的。三十岁以前,他就成了电磁理论的 开路先锋和热力学的奠基人之一。尽管他没有登上理论的顶峰,却为麦克斯 韦和赫兹开辟了道路。他是一名尖兵,一位伟大的科学向导。

  在应用工程的很多互不相关的领域里,也能够看到他智慧的结晶。他当 了五十多年教授,其实是当了五十多年工程师。他不善于教课,有人曾经这 样描述过:“在他讲课的时候,学生实在没有办法听下去。有时,他想把声 音提高一点,结果,反而发出了听不清的单音来。”他主持的格拉斯哥大学 物理系,实际上成了应用工程系。他的很多工程发明,都是在这里的实验室 里试制出来的。

  大西洋海底电缆铺设成功以后,开尔文继续替海底通信研究新装置。他 的后半生一直和大海联系在一起。1867年,他制成了海底电报自动记录器(又 称做虹吸印码器)。这台新发明的记录器利用虹吸原理,用一根很细的虹吸 玻璃管,把静电墨水吸到转动的纸筒上。虹吸管装在一个悬在强磁极间的线 圈上。线圈接通电缆,信号电流通过电缆进入线圈的时候,虹吸管一端就发 生扭转,在纸筒上划出信号波纹来。这样,大西洋彼岸发来的电信号就可以 自动记录下来了。在试制过程中,他还发明了圈转电流计等精密测量仪。

  开尔文的发明专利使他有了很多收入,他渐渐成了富翁。但是他把大量 的金钱都用在新的研究上。1870年,开尔文的弱不禁风的妻子害病死去。他 们结婚十八年以来,感情很好,可惜她没有能够同汤姆生共享天年。妻子去 世以后,开尔文买了一艘游艇,把全部精力放在航海研究上。他热爱大海, 喜欢乘风破浪地航行。过去几次横渡大西洋的情景,给他留下了难忘的印象。 开尔文以前在“大东”号上航行的时候,很留心罗盘常常受到铁壳船身干扰 的情况。他用自己的游艇做试验,经过细心研究,发明了几种很轻便的改良 罗盘,效果很好。他还发明了海水测深仪,研究过潮汐理论,并且用他的哥 哥杰姆发明的计算器预测潮水的高度。

  除了航海上的这些发明以外,开尔文对电学测量也很有贡献。他的镜式 电流计不但成功地用在海底电缆通信方面,而且也是电学上的标准测量仪 器。另外,他还发明了绝对静电计、双臂电桥、累积功率计等。这些工程上 的发明,虽然没有一项是惊人的,但是对电学的发展都起了重要作用。电学 的标准单位欧姆、安培的确立,也是在开尔文的推动下完成的。

  要逐一列举开尔文在理论科学和应用科学方面的贡献是困难的。他一生 做的工作太多太杂,因此有的传记作家说他“博而不专”。英国著名传记作 家克劳塞曾经这样评论他:“开尔文就因为对科学思想缺少健全的直觉,所 以不能在科学上完成更伟大的功绩。他能够翻过科学上丛山峻岭的一般障 碍,可是一到达山巅,就不能想象云雾以外的情景了。他只知道近旁的一切, 他在科学上没有远大的洞察力。他不能察觉光的电磁波属性已经孕育在自己 的研究里了。”正因为这样,他走到真理面前,又几次失之交臂。开尔文的 战功和失败,对今天的科学技术人员,还有值得借鉴的地方。

  1896年,格拉斯哥大学隆重集会,纪念开尔文荣任教授五十周年。来宾 有两千多人,包括从世界各地来的著名科学家。在纪念仪式上,来参加开会 的人用最真诚的语言赞扬他的功绩。这位七十二岁的勋爵在答辞中却说:

  我在过去五十五年里所极力追求的科学进展,可以用“失败”这个词来 标志。我现在不比五十年以前,当我开始担任教授的时候,知道更多关于电 和磁的力,或者关于以太、电和重物之间的关系,或者关于化学亲合的性质。 在失败中必然有一些悲伤;但是在对科学的追求中,本身包含的必要努力带 来很多愉快的斗争,这就使科学家避免了苦闷,而且或许还会使他在日常工 作中相当快乐。

  这一席话,使听众大为惊奇。作为一位举世闻名的科学巨匠、大西洋海 底电缆的创造者,他一生发表了六百多篇学术论文,获得了七十种发明的专 利,受到了二百五十多个学校和团体的敬仰,竟认为自己一生的事业可以用

  “失败”两个字来形容。

  这是一个在科学上从不满足的人的谦虚,也是他的伟大所在!

  麦克斯韦和电磁理论

  在科学史上,一些重大的理论,常常要靠许多人前赴后继、不辞劳苦的 努力,才能创立起来。十九世纪,导致物理学爆发一场革命的电磁理论的创 立,就是这样的。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始,经过法拉第的奠 基,到理论的完成,前后经历了半个多世纪。最后完成这个理论的人,是英 国杰出的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。


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