不过,此时圆珠笔的笔尖墨水还是无法得到控制,漏水不足、不漏与在阳光下字迹因挥发而模糊的情况总是无法解决。1949年,奥地利化学家法兰·西克开发出一种新型的墨水,能很快变干。紧随其后,法罗利公司生产出与这些墨水配套的“百比美”牌圆珠笔。
后来,其他类型的圆珠笔也出现了。1973年,彭特尔发明了球珠滚动式圆珠笔。1979年,吉列公司推出了可擦圆珠笔。1981年,陶瓷笔尖出现。
铅笔的由来
古希腊人很可能是铅笔的发明人。早在2000年前,他们就懂得用科学的方法来采铅,他们还把铅作为书写工具来使用。
1564年,英国坎伯兰郡波罗谷的一棵大树被一场暴风雨吹倒,一片像煤一样黑色的东西在树根处显示出来。原来,这里有一个石墨矿。暴风雨过后,几个精明的城里人把石墨切成条状,取名“打号棒”,用它来给货物做记号。这种长达二十厘米左右的石墨,每支能连续划出五千米的墨线,至少可以书写四万多字。
18世纪中叶,德国业余化学家法贝尔对卡斯贝尔矿山的石墨进行了研究。他把石墨矿石研成粉末,加水进行沉淀,筛选出纯石墨,在提取出的纯石墨粉里掺进各种物质,来制作铅笔芯。
法贝尔陆续将骨胶、蜡等可以做黏合用的物质混入纯石墨粉中,想制成铅笔芯。但是,他做了多次试验,都以失败告终。后来,他在石墨中掺进一定量的硫磺、树脂和锑,然后予以加热。结果,铅笔芯制成了,而且硬度适中,书写流畅,只是非常容易折断。
于是,他用纸条裹绕铅笔芯来进行试验。但一用力,笔芯仍然容易折断。他又采用铁管套,由于技术问题也遭到失败。最后,法贝尔把石墨笔芯紧紧夹在两条木片中间的槽里,外部再进行了适当的加工。他拿起一试,不但书写流畅,字迹清晰,而且笔芯也不容易折断。
1761年,法贝尔筹建了全世界第一家铅笔工厂,他生产的铅笔不仅在国内销售,同时也销往英、法等国家。
1795年,法国发明家孔代对铅笔的制作方法进行了改良。他用黏土和石墨粉末制成细棍,放到窑内进行烘干,然后制成笔芯,再把它放入带有沟槽的两片半圆的圆木中,用胶使之黏合。这样,一支结实好用的铅笔就做成了。
孔代还发现,与石墨混合的黏土的分量轻重,决定着铅笔的硬度。调节石墨与黏土的比例,就可以使铅笔的硬度发生变化。一般说来,石墨越多,铅笔越软。反之,黏土越多,铅笔的硬度就越高。孔代非常高兴,就利用这个原理来制造硬度不同的铅笔。
19世纪50年代,化学染料得到广泛使用,于是,彩色铅笔出现了。这种铅笔被人们用于书写、画画,妇女们还特别喜欢它,利用它来描眉。
最初的铅笔芯所用的原料是金属铅,“铅笔”之名就是由此而来。现在的铅笔芯,原料并不是铅,而是石墨。所以“铅笔”之名已经名不符实。可是人们叫习惯了,所以石墨制成的笔依旧得“铅笔”之名。
现在,活动、机械铅笔已经在人们中间广为普及。这种笔用一种精制铅,需要使用时,就可通过推进、离合的装置,使铅在笔体产生内外移动。最早的活动铅笔是由一个叫早川一会的日本人于1915年发明的。
菜单的由来
菜单,就是一份带价目表的菜肴清单。但最初菜单的作用并不是向客人说明菜肴内容和价格,而是提醒厨师不要忘了菜肴。
现在,法国大菜已被当做是西餐菜肴中的佳品。但在16世纪初期,法国宫廷菜肴非常简单。1533年,法国国王昂里二世娶到了一位王妃——卡得里努。这位王妃从佛罗伦萨带来了厨师作为陪嫁,从此法国宫廷菜肴才逐渐得到改善。法国的厨师为了记住这些意大利菜肴的烹制方法和材料,便将它们记录下来,这就是菜单的雏形。
而这些记录真正成为向客人提供的菜单,已是16世纪中叶的事情了。
当时,布伦斯维克侯爵在自己的府第举行晚宴。每送一道菜,侯爵都要看看桌上的单子。当客人们知道他看的是今天的菜单时,觉得非常有趣。于是,大家争相仿效,在举行宴会时,都预先制作了菜单,让客人观看。
电池的由来
有资料表明,早在公元前3世纪的古代伊朗,电池和电镀就出现了。而现代电池的出现,据说是因为吃青蛙而引发的。
1791年,意大利有一个叫加伐尼的人。一次,他的夫人得了病,医生建议她多吃青蛙。有一次,他夫人正在食用青蛙时,见到盘中的青蛙虽然剥了皮,腿部却发生抽动。她大为奇怪,就对加伐尼说了。加伐尼发现,青蛙腿是放在一个金属盘子里的,盘内还有一把餐刀。
他试着用两种不同的金属紧紧连在一处,与青蛙腿相接触,青蛙腿马上就抽动起来。随后,他又用带电的莱顿瓶和静电起电机与蛙腿相接触,蛙腿同样出现了痉挛现象。
加伐尼指出,两种不同性质的金属,正好形成青蛙神经和肌肉之间的电路。青蛙腿之所以发生抖动,完全是电在产生作用。他认为,造成这种现象的电流,属于隐藏在生物身体之中的“生物电”。
在以后的十年里,很多人通过实验,讲授着生物可以放电的原理,加伐尼也名声显赫,成为人们追捧的对象。可是,意大利帕维亚大学的物理教授伏打却与他的意见相左,认为他夫人盘中的电并非来自青蛙腿,而是来自盛放青蛙腿的金属盘。
有一次,伏打来到图书馆查阅有关资料。突然,一本德国科学家的实验报告将他吸引住,这本书记载了科学家斯罗扎在1750年做的一个实验。
斯罗扎在实验报告中说:把两个不同的金属分别夹在舌头的上下,然后用一根金属导线连接两块金属块,此时,舌头上会有一种麻的感觉;如果用两块相同的金属片夹在舌头上下,就没有这种感觉。
看完这个实验报告,伏打回到实验室,很快找到一块薄锡片和一枚新银币,并用一根导线将它们连接起来。果然,他的舌头出现了麻木的感觉。
“这是触电的感觉,”伏打对助手说,“导线中肯定有电在流动。”
通过对这一现象的反复思考,伏打联想到青蛙腿抽动的现象。他认为加伐尼关于青蛙腿抽动原因的解释并不可靠,产生作用的可能并不是什么“生物电”,而是由于金属接触产生的电流。同时他还指出,两种金属性质如果相差很大,所产生的电流就会很强。
到了1799年,伏打用盐水弄湿多层布片,用两种性质相差很大的金属片紧紧夹住,制成了非常实用的电池。人们非常尊重伏打,用他的名字为电池命名,称之为“伏打电池”,它就是电池的祖先。
1800年,伏打经过一系列繁琐的试验,制作出了一个能够持续产生较大电流的装置。他先是用锌或铜的金属线将两个盛有盐水的碗紧紧相连,后来,为使这种装置更加实用,他将盛满盐水的铜锌圆盘堆叠起来,使之成为可用的电池。这是因为每一个圆盘都可以看作是一个单元,把它们叠在一起就可使电量增加。
对于这种几个单元放在一起使用的电池,人们赐予它“蓄电池”的称号。
从此以后,伏打的名声越来越响,传遍世界各地。1801年,法国皇帝拿破仑传下一道命令,邀请他到巴黎皇宫,向法国人讲解电池的原理,还赐给他一笔数量不菲的赏金,作为他应得的报酬。因为伏打的贡献有目共睹,所以人们以他的名字为电压单位命名。
1836年,英国化学家和气象学家约翰·弗雷德里克·丹尼尔对电池发生兴趣,进行了重大改良,使电池能够充电。丹尼尔电池可以对锌硫酸盐的锌电极和铜硫酸盐的铜电极产生溶解作用,两电极之间有多孔的隔膜,使之相连。
后来,丹尼尔电池经过许多科学家的改良,从而产生了包括碱、酸和水银的电解液的新电池,这种电池适用于很多装置,但所能提供的能量却很少。
1859年,加斯顿·普兰特对电池进行细心的钻研,开发出一种铅酸电池,并首次在汽车上使用。这种电池由硫酸和两个电极板构成。1881年,卡米尔·福尔为自己的研究成果申请了“电极板概念”专利。这种铅酸电池的一端取材于纯铅,另一端所用的原料是二氧化铅。
至于多元汽车的电池,后来也被开发出来。这种电池每一节都有一端在硫酸溶液中浸入。当电池放电时,电极板上的物质就会发生化学反应,变成硫酸盐,如果直流电在电池中通过,硫酸盐就会变成酸。这样一来,电池就能够持续储存电量了。发电机与内燃机连接在一处,可以给电池充电,然后放电。
照相机的由来
在远古的时候,人们头脑中就产生了这样一个梦想,希望把有形的东西如实地记录下来。可是在古代,要想记录视觉形象,只有采取绘画的方法。而不论画师的技术多么非凡,也很难把物体的形象一点不走样地描摹到纸上。
人们为了使影像留存下来,就想利用光学原理发展照相技术。
最早的照相机,是通过针孔使物体的影像在墙壁上映照。16世纪时,着名画家达·芬奇就利用了这种方法,把美妙的风景映照在墙上,供人观赏。可是,这种方法根本不能算记录影象,只不过是一种简单的投影罢了。
18世纪,法国有一种行业,在画人像前点一支蜡烛,背后墙上放一张白纸,画家用铅笔把烛光投射到纸上的人影勾画出轮廓,再用铅笔涂实而成一张“照片”。
1802年,一位名叫维丘德的英国人,把硝酸银涂在纸片上,利用硝酸银感光作用制成了印相纸,在阳光下可把人的影子照下来,但印相纸一见光就会失去效果。
1827年,法国人尼布斯将沥青粉末在玻璃板上撒满,上面再敷上一层光洁的蜡,这样一来,玻璃板就成为半透明体。尼布斯将玻璃板放在阳光下照射,经过了很长时间,实物的白色影子终于留下,成为永远不会消逝的照片。
1839年,法国人达盖尔开始从事照相技术研究。一次,他无意中把银匙放在曾用碘处理过的金属板上。过了一阵,他发现银匙的影子印到了板上。他又专门磨制了金属板并在上面涂碘,用镜头进行拍摄,果然拍下了影子。
达盖尔总是把曝光的底片放到药箱子里。一天,他到药器箱中找药品,发现曝过光的底片竟然影像清楚,他断定箱子中的某种药品具有显影作用。
为了寻找答案,他每天晚上都要在药箱里放入一张曝过光的底片。到了第二天清晨,他不但取出底片观看,还要取出一瓶药品。他想,如果将那种有特殊作用的药取走,再放进去底片,就不可能有清晰的影像了。
可是结果却令达盖尔备感意外,箱子里的药品全部取光后,箱子中的底片依然显像清晰。达盖尔一心想把事情搞清楚,就对箱子进行仔细搜查,终于发现箱子里有一些小水银珠。他马上想到,底片影像清晰,一定是这些小水银珠所赐。因为箱子里有很高的温度,导致水银蒸发,而对底片产生影响,使显像更加良好。
为了证实自己的想法,达盖尔把曝过光的底片置于暗室之中,再用水银蒸汽做试验,果然获得了非常理想的效果。这样一来,他就把照相的关键技术——显影问题解决了。没过多久,他又把定影技术给解决了。至此,照相的全部技术问题已经迎刃而解。很快,他制作出世界上第一台照相机。所以,人们把达盖尔尊为照相机的发明人。
后来,照相术发展得非常迅猛,成像质量和感光速度得到很大改善。1888年,美国人伊斯特曼发明了柯达照相机。这种相机非常小巧,能够提在手上使用,人们对它非常喜爱,把它当成自己的新宠。用它拍照简直容易极了,只需要三个简单动作:卷胶片、调快门和按快门。时至今日,柯达公司还有一条极为风趣的广告用语:“您按快门,其余的事我们做!”
20世纪以来,各种照相机层出不穷。特别是数码相机的问世,使人们传统的摄影观念得到改变。
数码相机的由来
1951年,磁带录像机(VTR)问世。而到了1959年,电荷耦合器件(CCD)也由贝尔实验室发明,受到广大使用者的青睐。磁带录像机和电荷耦合器件出现后,很快就结合成为一种新产物——数码相机。
1972年,德州仪器公司为第一部不用感光胶卷的静态图像数码相机申请到了专利。1981年,索尼公司生产了“马维卡”电子静态照相机,它是最早用于商业目的的电子照相机。
电子照相机拍摄下来的物像,在一张很小的存储盘中储存,然后再传送给影像读取器。影像读取器与监视器或打印机紧密相连。“马维卡”照相机对静态图像的拍摄与电影里的“定格”如出一辙。
数码相机借助透镜吸收光能,将光线照射在感光器件CCD上。CCD的功能是使光能转变成为电子脉冲。这些脉冲信号如果向计算机芯片上传送,脉冲信号就会被采样,转化成人们需要的数码信息。
计算机芯片又有数字转换器之称。它从整个图像交叉采集亮部和暗部,把它们分解成点或像素。这些像素都给出一定的亮度值。像素在量化成黑白形式时,都被指定一个介于纯白到纯黑之间的数值,如果是彩色方式,色彩的饱和度及解析度则需要记录。每一个像素还会分配到一个坐标,以便和图像里的位置产生一一对应的关系。
像素越多,色调的值域越大,图像的质量就越属上乘。由像素多少所决定的空间密度和透镜的光学分辨率,是图像的空间分辨率的共同决定者。数码信息在小小的储存盘中储存,最后向计算机送传,人们可以在那里观看到数码图像,并对它进行必要的处理。
1986年,柯达研究开发出首部百万像素的感光器,其像素居然有140万之多,拍摄的照片质量与胶卷照片相比,显得相同或更优。1987年,柯达推出一系列产品,包括电子静态图像的记录、存储、处理、传送及打印等。等到20世纪90年代初,许多具有专业水准的数码相机被厂家生产出来。
在早期,许多数码相机的厂家以家用市场作为自己的生产客户,相机的图像都能够在家用电脑上进行显示和修改。
从1994到1996年,苹果、柯达、卡西欧和索尼成为市场上生产数码相机的主要品牌。世纪交替以后,这些生产厂家掀起了家用摄影的革命,市场上出现了许多修饰、润色数码图像的软件,通过电子邮件,人们可以很方便地将图像传给别人。
在存储或保留前,数码相机拍下的图像能够预览,这一来,就将“拍立得”相机即拍即得的优势予以抵销,并且不会带来任何费用。人们清除图像时非常方便,而释放出来的存储盘可以用于存储新的图像。
彩色胶卷的由来
早期的彩色照片,是摄影师在黑白照片上手工着色,色调往往不符合实际情况,而且费工费时。1928年,美国摄影师研制出一种16毫米的彩色软片,但拍照时需在镜上装上红、绿、蓝三种人工涂画的滤光镜,制作费用昂贵,色调效果也不理想。
有一次,美国两个16岁的男孩万尼斯和高杜基斯,欣赏一套用滤光镜摄制的彩色短片《海军》,深为片中的色调不够逼真而感到惋惜。于是,两人决定去探索彩色摄影。