智慧的闪电--世界发明史话-第17章
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为了集中精力搞试验，1869年初夏，贝尔毅然辞去了波士顿大学教授的
职务，专心研究电话。一次偶然的机会，他遇到了18岁的电气技师沃特森，
两人一见如故。沃特森对贝尔的设想坚信不移，全力相助，使研究工作很快
取得了进展。
贝尔的设想方案是：在随着声音而振动的金属板上装上一个开关，并使
这个开关随声音而开或关。但是，声音的振动太快，开关是跟不上的。在这
项研究中，由于偶尔疏忽，他在金属板和开关接触的情况下做了实验，不料，
这次却获得了意外的成功：声音变成了电流。
这是什么原因呢？原来和开关相连接的金属板，现在由声音引起的振动
在开关的线圈里产生了感应电流。这就是送话器的原理。把这个原理倒过来
应用，就成了受话器。这样，电话发明终于成功了！
这是1875年6月2日的事，半年以后，即1876年2月14日，贝尔向美
国专利局提交了电话专利的申请书。然而，就在这一天贝尔提交申请书2小
时之后，又有一个叫耶莱夏·格雷的人也向美国专利局提交了电话专利的申
请书。格雷的电话原理是，送话器利用的是液体电阻的变化，而受话器则和
贝尔的相同。
紧接着，爱迪生于1877年发明了碳粒送话器，取得了专利权。
于是，三人之间开始了复杂的斗争。1892年，当时美国一家最大的电信
公司——西方联合公司收买了格雷和爱迪生的专利权，以后它又与贝尔公司
之间发生争夺垄断权的激烈争斗。后来西方联合公司承认贝尔的全部所有
权，不再插手电话事业。贝尔公司则将其收入的 20％支付给对方，期限17
年。至此，这场旷日持久的纠纷才算得到解决。
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爱迪生与留声机
（1877年）
留声机是发明之王——爱迪生在一个偶然的机会下发明的，当时他才30
岁。
爱迪生生于美国的俄亥俄州的米兰市。他自幼文静瘦弱，但却极富于幻
想。他什么事都想问问，什么事都想干干。据说在5岁那年，当他看到母鸡
孵小鸡时，也突然异想天开地蹲在鸡窝里孵起小鸡来。当他父亲把他从鸡窝
里拉走时，他还迷惑不解地问：为什么母鸡能孵小鸡，而我却不能呢？
因为爱迪生太爱追根问底，以至常常问得老师张口结舌。教他的那位老
师恼羞成怒，骂爱迪生是个小傻瓜。爱迪生的母亲一气之下让他停了学，开
始由她自己来教育他。从此，爱迪生就失去了受正规教育的机会。此后不久，
由于家境困难，12岁的爱迪生就开始在火车上当报童，一边卖报为生，一边
开始自学。有一次，爱迪生碰见一个铁路小站站长的小孩遇险，他见义勇为，
奋力抢救了这个小孩。站长感激不已，决定以教爱迪生学习收发电报技术作
为报答。爱迪生不久即掌握了收发报技术。
爱迪生在工作余暇刻苦读书，如痴如迷地进行各种科学实验。
他长期致力于电气通讯问题的研究，特别是集中精力研究自动发报、收
报的电报机。他的设想是：在一个纸制圆板上用切口的方式把电文刻上，旋
转纸圆板，使一个小杠杆上下活动。如果这个小杠杆和电开关连动，就能自
动把电报发送出去。
在进行这项研究的过程中，爱迪生发现了一个有趣的现象：当纸板快速
旋转时，小杠杆就发出奇怪的声音。这是为什么呢？爱迪生经过反复思考，
认为这一定是由于圆形纸板上刻的切口使小杠杆振动而发出的声音。
这一发现给了他新的启发：如果纸板上的小切口按人声音的振动刻上
去，会不会使人的声音再现出来呢？
爱迪生立刻按这一想法开始进行试验。他拿一个用锡箔覆盖的圆筒，使
它水平旋转，再使一个和振动膜相连的针尖和锡膜接触，然后大声向振动膜
讲话，针尖就在锡膜刻上了痕迹。他的装置是，在圆筒旋转的时候，使针尖
逐渐稍稍旁偏，以便不重走老路。这是他5天5夜连续工作，绞尽脑汁，反
复试验才制成的装置。
1877年12月的一天，爱迪生进行了录音实验。他对着振动膜大声演唱
了“玛利有一只小羊”这首民歌，针尖在圆筒的锡箔上一圈一圈地划着痕迹。
然后，他把针尖又移回到最初的位置，再使圆筒转动。结果，它再次发出了
和刚才唱歌时一模一样的声音。世界上第一张留声机唱片便由此诞生了。
今天，把唱片的机械振动再变成空气振动的旧式留声机已无人使用了，
代替的是把机械振动变成电信号，再和收音机结合起来的电唱机了。但是，
爱迪生的这一重大发明却是值得人们永远纪念的。
一项有争议的发明——电灯
（1879年）
1979年，美国举行了一个长达一年、花费几百万美元的纪念活动，来纪
念爱迪生发明电灯100周年。它充分反映了人们对爱迪生所做贡献的敬仰。
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19世纪之初，电已经引起科学界的广泛重视，许多人都在探索用电照明
的办法。1809年，英国的戴维发明了利用碳棒之间的电弧光照明的电弧灯，
他还实验过用电流通过白金丝产生的光来照明，但是白金丝很快就在空气中
烧掉了。
1878年，已经有不少人在研制电灯方面做了大量的工作，灯泡抽成真空
的问题也基本上得到了解决。英国人斯万专心致力于电灯研究已经30多年，
他研制成用坚韧的碳丝做灯丝。
当时，爱迪生刚开始研制电灯，他试用了上千种灯丝材料（包括碳），
直到1879年10月1日在《科学的美国人》杂志上看到了斯万用碳丝做灯丝
的报道，这使他受到启发。在经历了种种困难之后，他终于制成了一根碳丝。
他把这根碳丝小心翼翼地装入灯泡后，又小心翼翼地将灯泡抽成真空。当接
上电流时，奇迹出现了：灯丝放射出了夺目的光辉。这只灯泡的寿命居然长
达45个小时。这一天是1879年10月21日。
那么，为什么发明电灯的桂冠没有戴在斯万头上，却戴在了爱迪生头上
呢？这主要是因为爱迪生更好地适应了技术研究的特点。
技术研究常常需要有各方面特长的人共同协作，花费大量资金。斯万在
研制电灯的几十年里，经常只有一个助手，而爱迪生却有整个研究所做后盾。
爱迪生为研制电灯花费了4万美元，大批购买各种实验材料，这是斯万望尘
莫及的。因此，爱迪生后来居上，很快就超过了斯万，在1881年巴黎博览会
上获得荣誉奖，斯万只获得比较低等的一级金质奖章。
在解决成果的应用和推广方面，爱迪生也作出了贡献。为了电灯能够实
用，灯泡在电路上要并联而不能串联，这样才不会因为一个灯泡的关闭或损
坏而影响整个线路，而并联要求灯泡有高电阻，爱迪生研制了灯丝极细的灯
泡，并且大量生产。
此外，技术发明的成果一般以是否获得专利权为准。爱迪生对电灯的每
一项改进都申请专利，到1883年已经获得有关电灯的专利147项，可是斯万
在制成第一个碳丝灯泡的32年之后，直到1880年才第一次申请灯泡专利。
可见，把电灯的发明归功于爱迪生是客观而公正的。但历史事实说明，斯万
也同样是当之无愧的电灯的另一个发明家。
光通信的发明与发展
（1880年）
近代光通信的出现比无线电通信还早。波波夫发送与接收第一封无线电
报是在1896年，而早在1880年，美国电话发明家贝尔就已经研究并成功地
发送与接收了光电话。1881年，贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声
音的产生与复制》的论文，报导了他的光电话装置。
1930年至1932年间，日本在东京的日本电气公司与每日新闻社之间实
现了3。6公里的光通信，但在大雾大雨天气里效果很差。第二次世界大战期
间，光电话发展成为红外线电话，因为红外线肉眼看不见，更有利于保密。
光通信虽然出现得很早，但它在近代科技发展中却远没有无线电通信发
展那样迅速而广泛，这主要是因为早期光通信系统没有找到像无线电波那样
的相干光频电磁波，因而通信质量不高。
激光出现以后，光通信的面貌发生了根本性的变化。激光像普通无线电
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波一样，可以进行调制和解调，可以把各种信号载到光波上发射出去而实现
光通信。60年代，有的实验室用氦—氖气体激光器做了传输电视信号和20
路电话的实验。也有的公司制成了语言信道试验性通信系统，最大传输距离
为60米。到80年代初激光通信已进入应用发展阶段。
激光通信的主要障碍是气候因素的影响和大气层内信号的衰减。光导纤
维的出现，使人们成功地解决了激光大气传输问题，使激光通信走上了稳步
发展阶段。其实，利用细长纤维导管传输光线和图像的概念早在一个世纪以
前就有人提出过。例如，1854年，英国的丁铎尔在英国皇家学会的一次演讲
中指出，光线能够沿盛水的弯曲管道进行反射而传输，以后他用实验证实了
这个想法，但由于条件限制，当时没能深入研究。1927年，英国的贝尔德首
次利用光全反射现象制成石英纤维可解析图像，并且获得了两项专利。1951
年，荷兰和英国开始进行柔软纤维镜的研制。1953年，荷兰人范赫尔把一种
折射率为1。47的塑料涂在玻璃纤维上，形成比玻璃纤维芯折射率低的套层，
得到了光学绝缘的单根纤维。但由于塑料套层不均匀，光能量损失太大。
利用光导纤维进行激光通信的设想是美籍华人高焜博士于 1966年首次
明确提出来的，为此他获得了1979年5月由瑞士国王颁发的国际伊利申通信
奖金。光纤通信引起了各国普遍注意，美、日、西德等国相继开展了这方面
的研制工作。
1968年，日本两家公司联合宣布研制成了一种新型无套层光纤，它能聚
焦和成像，称作聚焦纤维。同期，美国宣布制成液体纤维，它是利用石英毛
细管充以高透明液构成的。这两种光纤的光耗损很难降低，所以实用价值不
大。这一时期，美国在提高材料质量上下功夫，康宁公司于1970年用高纯石
英首次研制成功耗损率为每公里20分贝的套层光纤，使通信光纤研究跃进了
一大步。一根光纤可以传输150万路电话和2万套电视。
实际上光通信系统使用的不是单根光导纤维，而是由许多光纤维聚集在
一起组成的光缆。一根直径为1厘米的光缆，里面有近百根光导纤维。光缆
和电缆一样可以架在空中，埋入地下，也可以铺设在海底，它的出现使激光
通信进入实际应用阶段。1976年日本在大阪附近的奈良县开始筹建世界上第
一个完全用光缆实现光通信的实验区，到1978年7月已拥有300个用户。
如果把光通信用于地球之外的宇宙空间就是宇宙激光通信。宇宙空间没
有大气或尘埃，激光在那里传输时比在大气中的衰减小得多，因而激光用于
宇宙通信既优越又经济，受到各国的普遍重视。
立体声的出现
（1881年）
1881年8月30日，克来门·阿代尔在德国获得了一项“改善剧场电话
设备”的专利。阿代尔的发明是：把两组麦克风置于剧场舞台的两边，声音
便被分程送到戴着受话器的观众的耳中。这项发明在1881年举办的巴黎博览
会上首次演示，在那里“播送”巴黎剧场舞台上的演出，获得了极大的成功。
人们认为，这是首次听到了立体声。大约与此同时，有一位叫奥恩佐格的发
明家，在普鲁士王储的宫殿里也使用了跟阿代尔的发明类似的装置。
立体声的突出特点，是比起单声道或单源音来，能使听众更容易找到声
源的位置。这种现象，跟人们用两只眼睛比用一只眼睛更能准确地判断距离
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的远近的道理是一样的。在第一次世界大战中，有一种用来发现敌人飞机的
“双耳接收喇叭”，就是利用了立体声的这一特点。也就是把两个大喇叭的
小的一端用橡皮管连接到操作人员的两只耳朵上，他的听觉的方向性就会得
到大大的加强。
立体声的发展，最初是与电话系统的发展密切相关的。在20世纪30年
代初期，以弗莱彻等人为指导，以斯托考斯基为顾问的贝尔电话实验室，是
研究立体声的主要力量。
在贝尔实验室里，有一个叫奥斯卡的哑吧，他是推动立体声研究的主要
人物。奥斯卡是一个裁缝的孩子，由于聋哑，他在两只耳朵里安了两个小麦
克风，用以尽量创造条件听到声音。1933年4月27日，贝尔电话实验室作
了一次公开实验：把在费城举办的音乐会，通过电话线路以立体声的方式传
到了华盛顿。
早在1925年，康涅狄格州钮黑文的WPAJ电台，就通过采取用两种不同
波长播同一节目，在听者的两只耳朵上各用一个接收器来分别收听的办法，
进行了立体声广播。而于1930年获得最早的立体声唱片专利权的，则是电气
和音乐工业公司的布吕姆莱因。
充气轮胎的发明
（1888年）
世界上第一辆自行车大约是在1817年诞生的。那时的自行车还很原始，
既没有坐垫，也没有链条和飞轮，更没有轮胎。只有车身和两个木头轮子。
而木头轮子又用铁皮箍起来，走在路上震动很大，这种自行车骑起来当然很
不舒服。后来，人们发明了充气轮胎，自行车构造也得到了改进，才使它成
为人们普遍使用的交通工具。
那么，是谁发明了自行车的充气轮胎呢？说起来很有意思，充气轮胎原
来是一位医生发明的。
这位医生叫邓洛普，是位居住在爱尔兰的苏格兰人。他有个儿子，非常
羡慕别人骑着自行车在街上转来转去，很想有一辆自行车。为了满足宝贝儿
子的要求，邓洛普买了一辆自行车。儿子得到自行车后欢天喜地，整天骑着
在铺着鹅卵石的街上跑来跑去。邓洛普看着儿子骑自行车时那种受颠簸的样
子，十分心疼，开始琢磨怎样改善自行车的轮子。
邓洛普是个医生，也是一个业余的花卉爱好者。有一天，他用一根�
