书城科普108影响人类的伟大发明
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第10章 发明3(2)

那还是在二次世界大战期间,英国人为了对付德国法西斯的入侵,决定研制一种微波武器。而要生产这种武器首先要制造能够产生微波能的谐振腔磁控电子管。1940年兰德尔爵士、塞尔斯和布特博士共同研制成功了这种磁控管,迈出了制造新式武器的第一步。但是,直到二次世界大战结束,微波武器也没有制造出来。

1946年,一个美国人把这种谐振腔磁控电子管装在衣袋里带到美国。一位叫波西·斯潘塞的从事雷达部件研究的工程师很偶然地发现他口袋里的巧克力糖在实验过程中被微波烤化了。经过进一步的试验,人们发现微波能使含水的组织发热,微波束能烧伤人的皮肤及内部组织。微波既然有此特性,何不进一步开发出来,用于温热和烹饪食物呢?美国的雷声公司通过试验,发现微波碰到金属就会发生反射,并能够畅通无阻地透过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘体而不消耗能量,但微波透不过含有水分的淀粉、蔬菜、肉类,能量却反过来会被其吸收。因而微波能够迅速加热烧熟食物的原理即是:微波迫使含水食品中自由排列、杂乱无章的水分子按照微波电场方向首尾一致地排队,且随电场变化。因为微波的波长只有12厘米,每秒钟的频率达2450兆周,频率很高,加剧了含有水分的淀粉、蔬菜、肉类中水分子以每秒几十亿次的频率正反高速运动而产生热量,把食物“煮”熟。食物在微波消耗中获得热量。

1947年,美国雷声公司制成了世界上第一口微波锅,随后风靡欧美国家。但人们逐步发现微波锅逸出的微波会伤人,锅的结构有待改进。高技术产品的研制改进常呈现你追我赶的竞争局面。1965年,乔治·福斯特对微波炉进行大胆改造,他与斯潘塞共同设计了一种既经久耐用又价格低廉的微波炉。本文开头说的1980年巴黎日用电器展览会上出现的微波炉就是英国一家公司设计制造出来的。它在密闭性、安全性等方面都好于美国的微波锅,有“烹调之神”的美誉。

微波烹调是人类自告别茹毛饮血的年代以来第一次不需要火的烹调技术,因而被誉为“厨房解放者”。

简单的食品烹调用微波炉最好,如果食品是流质和干质的混合物,那么微波炉不会做得很好,因为流质比干质要热得快。

居家生活,厨房里少不了一只压力锅,那些难对付的肉食经它一煮就可以变得香软可口,这一切都要归功于那个“不务正业”的年轻人,要知道这可是他——无心插柳的成果——压力锅的发明在17世纪末叶,法国国王亨利四世疯狂迫害新教徒。年轻的法国医生兼物理学家和机械师丹尼·帕平正在研究蒸汽发动机。帕平为逃脱国王的迫害,就跑到了德国。在异国他乡的艰苦环境中,帕平仍坚持研究液体的性质。然而他对蒸汽锅炉的研究,却引发了他对压力锅的发明。事情是这样的,有一回他登上高山,所带干粮吃完了,不得不煮马铃薯充饥。他将马铃薯在滚开的水中煮了很久,以为一定煮熟了。可是他吃的时候,却发现马铃薯还是夹生的。这是怎么回事呢?

帕平被这一偶然现象所吸引,继续深入地钻研下去,终于发现了其中的秘密:大气压力和水的沸点之间存在着直接的关系。气压高时,水的沸点也高;气压低时,水的沸点也低。高山上大气稀薄,气压低,水的沸点也低,虽然水开了,但热力不足,所以马铃薯没有煮熟。

帕平随即想到:增大气压能使水的沸点升高,煮熟食物的时间一定缩短。能否采用人工增压方法,缩短煮熟食物的时间呢?想到这里,他决定试试看。他亲自动手用金属制成一封闭容器,里面装一些水,外面不断加热,容器内压力不断升高。沸点果然升高了,里面的水温超过100℃才沸腾。后来,他又对这个密封容器加以改造,制成了世界上第一只高压锅。那时的人们称它为“帕平锅”或“消化锅”。高压锅上的安全阀也是帕平的发明。

高压锅传到英国后,英国的贵族们举行过一次名为“加压大餐”的宴会。宴会上的食物全部用高压锅制成。出席这次宴会的约翰·伊夫林在日记中写道:“不管是鱼是肉,在帕平先生的消化锅的处理下,就是最硬的骨头,也变得像乳酪一样柔软。”这件事引起查尔斯二世国王的浓厚兴趣,让帕平亲自为他制作一个高压锅。这时的帕平倒有些发怵,因为他的高压锅缺少安全设施,弄不好就成了“炸弹”。为了防爆,帕平除了加厚锅体、锅盖外,还特地在外围装置了一个金属网罩。

1679年,帕平又为英国皇家学会作了一次“压力锅秀”,用这种锅烹制了一些食品,建筑师C.雷恩觉得这些食物美味可口,建议帕平写一本小册子介绍这锅的用法和特点。帕平写道:“这种锅能使又老又硬的牛、羊肉变得又嫩又软,并能保护菜和肉的香味及营养。”1927年,法国工程师奥蒂埃对帕平等人的研究成果进行了改进,研制出可控高压锅。实际上我们现在使用的都是类似于这种形式的压力锅。这种压力锅的安全装置很简单——锅盖中心有一出气孔,孔上放置一个实心重锤。只要称出重锤的重量,测出出气孔的直径后,就不难算出这个压力锅的最大压力了。(一个大气压相当于1平方厘米面积上承受1.0336千克的压力。)虽然这种压力锅有许多优点,但是却迟迟没有在家庭主妇中普及起来。原因是主妇们害怕高压引起危险。

1953年,费雷德里克·莱斯居尔三兄弟对国内外四十多种压力锅进行了一番研究后,研制出SEB型超压力锅。这种压力锅更为安全,即使当限压阀气孔发生堵塞时也不会发生爆炸和任何危险。

现在,压力锅早已走进千千万万个家庭的厨房中,但谁也不曾想到它是一位年轻法国人于三百多年前的一项“不务正业”的发明。

事实上,在瓦特高效率蒸汽机问世之前,早就有很多人在研究制造蒸汽机了。如公元前720年埃及哲学家西罗,1612年法国机械师德戈,1698年萨物雷,此外还有狄赛戈里耳、纽科门等不下数十人,帕平只是其中的一个,但他研究蒸汽发动机对人类的贡献反而不及他因此发明的副产品——压力锅。

今天因为有了吸尘器的普及,打扫房间变得轻松多了,但是你可能想不到,它在诞生之初可绝对不是一个容易对付的家伙——从笨天鹅到俊小鸭——吸尘器的演变在电吸尘器发明之前,各种吸尘器都使用风箱吸尘,有的用手或脚操作,有的是借助打扫器上的轮子来操作。其中有一种吸尘器中有水,用水把脏东西过滤掉,这种吸尘器与其他把吸进的尘土都保留下来的吸尘器大不一样,但是,按照这个思路搞发明的人大都没有成功。早期的吸尘装置大都很笨重,至少需要两个人来操纵,其中一人转动曲柄或风箱的踏板,另外一个人拿着吸嘴对着地板吸尘。这种吸尘器的主要优点似乎是经久耐用,以至于有些观念保守的家庭至今还在使用这类吸尘器。

随着地毯大量进入家庭,清扫地毯成了人们深感头疼的事情,这时人们开始研制一种能迅速顺利地吸掉地毯上的灰尘和脏物的器械。1876年,英国人比塞尔经过多次实验,制造出了地毯清扫器,这种清扫器有一个容纳灰尘的箱子,并能根据地面的情况更新清扫刷。很快,清扫器被用于维多利亚女王的宫廷和苏格兰的草坪上。

1901年,英国土木工程师布斯前往伦敦莱斯特广场帝国音乐厅,去观摩美国生产的一种车厢除尘器的演示活动。布斯对于这种用机器把灰尘吹走的办法并不赞赏,但他从中得到启发。他想到,对于清除灰尘不能采用吹走的办法,而应采取先吸入机器中然后再清理的办法。可是,当他把自己的建议讲给演示者听时,人家告诉他说他们试过了,这一着儿不灵验。回到家中后,布斯趴到地板上,用一块手巾蒙住嘴使劲地吸,结果手巾背面沾上了灰尘。根据自己的实验结果,布斯终于发明了世界上第一台实用的真空吸尘器。1901年8月,布斯组建了真空吸尘器公司。

然而布斯最初发明的吸尘器体积很庞大,需要通过汽油发动机来驱动,所以,实际使用时只能装在马车上,挨家挨户地上门服务。有一次,他把吸尘器用马车拉到马路上,然后将800英尺长的软管伸进用户的房间里清扫灰尘,由于吸尘器的软管发出的声音像一条怒吼的巨蟒,使过往拉车的马匹受到惊吓而狂躁不安,他的举动还受到了警察的干预。

为了解决这个问题,布斯又进行了大胆设计和改进,终于发明了家用小型吸尘器。可是它仍然有四十多公斤重,比一罐液化气还要重。后来,别人在布斯发明的基础上又进行了再创造,最终使吸尘器变成了今天的样子,适合于普通家庭使用。

在吸尘器和地毯清扫机发明出来以前,人们通常先将茶叶撒在地毯上,然后用笤帚扫掉脏东西,以此来清洁地毯,有些灰尘扫进了畚箕,但大部分仍会落到地毯上。

古埃及的法老胡夫有一天发现,他手下厨子的脸居然比他的还干净,细查下来才发现火头军们的秘密武器是一个个奇妙的圆球,而这一切又居然是——闯祸闯出来的——肥皂的早期发现肥皂是人们日常生活中最常见的固体洗涤用品。最早的天然肥皂是从“羊脂炭球”开始的,它起源于古埃及,传说是一个闯了大祸的厨师意外发现的。公元前2708年的一天,埃及国王胡夫的王宫举行盛大宴会。宫里宫外,一片忙碌景象。宫内的侍从把国王打扮得神采奕奕、风度翩翩;宫外的宴会大厅,侍女们穿梭往来忙着摆放国宴;厨房里炉火熊熊,厨师们忙得不可开交。这时,一位厨师不小心将刚炼好的羊油打翻在灶边的炭灰里,厨师觉得闯了大祸,赶忙将混有羊油的炭灰用手捧了出去,心想只要不被发现,就可以不受惩罚!

待他捧完羊油洗手时,奇迹发生了。捧过羊油的手按理说用水很难洗净,可这次却特别容易清洗,而且连过去长时间留下的很难洗掉的污垢,都洗得一干二净。这是什么原因呢?他感到很纳闷。然而,为了准备宴席,他只好把疑问抛在脑后,继续忙碌……

次日,他回想起这件事,为了弄清根由,就在厨房开始了实验。起初,他把手蘸上羊油,用水冲洗,结果没有洗掉手上的油污。然后,他将手放进炭灰里搓了搓,再用水冲洗,手洗得干干净净。“奥秘在于炭灰与羊油的混合”,厨师恍然大悟。于是,他将羊油和炭灰混合在一起,做成一个个圆球,分送给其他厨师使用。就这样羊油和炭灰的混合物——羊脂炭球便成了厨师们洗脸、洗手和洗物品的宝贝了。