莫爾斯發(fā)明的靈感故事
莫爾斯發(fā)明的靈感故事
你們可知道150多年前發(fā)明電報(bào)的人是一位美國(guó)的畫家?也許你們會(huì)懷疑：不懂電學(xué)的畫家怎能發(fā)明電報(bào)呢?你聽過莫爾斯發(fā)明的小故事嗎？下面，學(xué)習(xí)啦小編來為你介紹的關(guān)于莫爾斯發(fā)明的靈感故事，一起來看看吧！
莫爾斯靈感故事之在“薩利”號(hào)郵輪上
1791年4月27日，薩繆爾·莫爾斯誕生于美國(guó)馬薩諸塞州查理鎮(zhèn)，父親是知名的地理學(xué)家。他畢業(yè)于耶魯大學(xué)美術(shù)系時(shí)，只有19歲。1832年秋天，已任美國(guó)國(guó)立圖畫院院長(zhǎng)的莫爾斯從歐洲考察和旅游回國(guó)時(shí)，在一艘從法國(guó)勒阿弗爾港駛往美國(guó)紐約的“薩利”號(hào)郵客輪上，認(rèn)識(shí)了一位美國(guó)醫(yī)師、化學(xué)家、又是電學(xué)博士查理·托馬斯·杰克遜。當(dāng)時(shí)杰克遜參加了在巴黎召開的電學(xué)討論會(huì)后回國(guó)，談到了新發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)，引起了莫爾斯極大興趣。
“杰克遜先生，電磁感應(yīng)是怎么回事呢?”莫爾斯好奇地問。
“你看一下實(shí)驗(yàn)就清楚了!”杰克遜說道，就從皮包里取出一些電器材料放到桌上，然后給繞在蹄形鐵芯上的銅線圈通上電，只見桌上的鐵片、鐵釘都被那鐵芯吸上了。不一會(huì)，斷了電，那些鐵釘、鐵片很快就掉了下來。
“導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，通電的線圈會(huì)產(chǎn)生磁力，這種現(xiàn)象就叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象!”杰克遜簡(jiǎn)要解釋道。
“我雖然不懂電學(xué)，經(jīng)過您的指教，使我開了竅。非常感謝!”
莫爾斯回到自己的房間，久久不能平靜，感到電磁感應(yīng)把他引進(jìn)到一個(gè)廣闊的天地。他利用在船上休閑的時(shí)間興致勃勃地閱讀了杰克遜借給他的有關(guān)論文和電學(xué)書本，畫家的豐富想象力使他萌發(fā)了一個(gè)遐想：
“銅線通電后產(chǎn)生磁力;斷電后，失去磁力。要是利用電流的斷續(xù)，作出不同的動(dòng)作，錄成不同的符號(hào)，通過電流傳到遠(yuǎn)方，不是可以創(chuàng)造出一種天方夜譚式的通信工具了嗎?”他越想越入迷，覺得這個(gè)極妙的理想正是人類夢(mèng)寐以求的愿望，一定要實(shí)現(xiàn)它。他毅然下決心去完成“用電通信”的發(fā)明。
莫爾斯靈感故事之艱苦的歷程
莫爾斯回到國(guó)立圖畫院后，白天堅(jiān)持本職工作，利用業(yè)余時(shí)間刻苦鉆研電學(xué)。他把自己的畫室改造成電報(bào)實(shí)驗(yàn)室。為了縮短自學(xué)的時(shí)間，特地拜電學(xué)家亨利為師，定時(shí)去聽課，學(xué)做實(shí)驗(yàn)。每逢假日和晚上，莫爾斯經(jīng)常獨(dú)自一人在實(shí)驗(yàn)室里，集中精力邊學(xué)習(xí)邊設(shè)計(jì)邊試驗(yàn)。他苦干了4個(gè)春秋，制造出了首臺(tái)電報(bào)樣機(jī)?？墒?，連續(xù)多次試機(jī)，發(fā)現(xiàn)磁鐵毫無動(dòng)作。他萬分焦急地找到一位教授肯爾，向他求教。
“你在磁鐵上繞了多少圈線?”肯爾似乎捉摸到問題的癥結(jié)，開門見山地問道。
“共繞了10圈。”莫爾斯答道。
“太少了，多繞幾圈，你再試試，準(zhǔn)能達(dá)到足夠的磁力。相信你一定會(huì)成功。”肯爾給他很大鼓勵(lì)。
莫爾斯遵照肯爾的指點(diǎn)，回到實(shí)驗(yàn)室重新繞電線，嘿!磁鐵真的動(dòng)作起來了。
可是，問題并沒有完全解決。1837年9月4日，莫爾斯發(fā)明的電報(bào)機(jī)信號(hào)只能傳送500米。但他毫不氣餒，繼續(xù)研究。他從亨利老師的發(fā)明得到靈感，終于創(chuàng)造出了一種起接力作用的繼電器，解決了遠(yuǎn)距離信號(hào)減弱的問題。
然而，如何利用電磁鐵電流斷續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短的動(dòng)作，錄成記號(hào)，變成文字，真正起到通信的作用呢?莫爾斯請(qǐng)來朋友維耳當(dāng)助手，費(fèi)盡心血，創(chuàng)作出用點(diǎn)(·)和劃(-)符號(hào)的不同排列來表示英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)，成為電信史上最早的編碼，后被稱為“莫爾斯符號(hào)”。他與維耳還研制成電報(bào)音響器，可以在收電報(bào)的同時(shí)，通過電碼聲音直接譯出電文，大大縮短了收?qǐng)?bào)譯文的時(shí)間。
莫爾斯靈感故事之第一次收發(fā)電報(bào)成功
為了使電報(bào)樣機(jī)迅速得到試驗(yàn)鑒定，莫爾斯與維耳多次研究考察，擬定了在華盛頓與馬利蘭州的巴爾的摩兩城市間架設(shè)第一條40千米長(zhǎng)的高空試驗(yàn)性電報(bào)線路計(jì)劃。幾經(jīng)波折，計(jì)劃于1843年得到美國(guó)國(guó)會(huì)的撥款支持。1845年5月24日，在美國(guó)國(guó)會(huì)大廈舉行的世界上第一次收發(fā)電報(bào)公開試驗(yàn)獲得了成功。幾年后，電報(bào)很快得到推廣。
1854年，美國(guó)最高法院正式確定莫爾斯的發(fā)明專利權(quán)。1858年，歐洲各國(guó)聯(lián)合發(fā)給莫爾斯40萬法郎獎(jiǎng)金。這位畫家成為電報(bào)發(fā)明家的故事傳遍了世界!
晚年，享有盛譽(yù)的莫爾斯將發(fā)明電報(bào)獲得的巨大財(cái)富從事慈善事業(yè)。1872年4月2日莫爾斯逝世后，紐約市人民特地在中央公園為他建造了一座雕像，永遠(yuǎn)紀(jì)念他為人類作出的巨大貢獻(xiàn)!
來源自然的靈感創(chuàng)造1、牛蒡種子與維可牢
維可牢的掃描電鏡圖片展現(xiàn)了它與牛蒡鉤刺的相似性。圖片來源：Science Photo Library
1941年，瑞士電氣工程師喬治·德·梅斯特拉爾(George de Mestral)從阿爾卑斯山打獵歸來后，發(fā)現(xiàn)自己的衣服以及獵犬的皮毛上都粘上了牛蒡毛刺。這種粘附在路過的生物身上的機(jī)制，是牛蒡遠(yuǎn)距離散播種子的方式。
梅斯特拉爾將毛刺放在顯微鏡下進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)正是一些簡(jiǎn)單的鉤子結(jié)構(gòu)，讓毛刺粘附在自己的襪子和獵犬皮毛上。這賦予了他靈感。梅斯特拉爾用各種材料的鉤子和圓環(huán)進(jìn)行了無數(shù)次試驗(yàn)，十年之后，終于獲得了一種新織物搭扣的專利，這種織物搭扣就是我們現(xiàn)在所知的維可牢(即日常生活中最常見的尼龍搭扣)。
牛蒡利用微小的鉤型結(jié)構(gòu)提高了種子的散播范圍，這種結(jié)構(gòu)在維可牢上也能看得到。圖片來源：wiki。
來源自然的靈感創(chuàng)造2、壁虎足與攀爬技術(shù)
斑絨壁虎的足部結(jié)構(gòu)激發(fā)了一系列技術(shù)方案的問世，這些方案解決了垂直面的吸附難 題。圖片來源：Henry Cook/Getty Images
壁虎抗地心引力的抓握秘訣在于腳趾上成排的微小剛毛。這些剛毛可以依靠粘性的范德華力依附在任何表面，范德華力只在微觀尺度上發(fā)揮作用。
這種吸附方式的優(yōu)勢(shì)在于可逆地強(qiáng)力抓握，而且不需要使用任何粘合劑。近年來，工程師們已經(jīng)成功地使用硅膠模擬出類似的剛毛結(jié)構(gòu)，從而推動(dòng)了各式各樣壁虎皮膚模擬技術(shù)的出現(xiàn)。
在這些技術(shù)中，有一項(xiàng)小發(fā)明頗為值得一提，它讓人類可以在陡峭的玻璃墻壁上攀爬，也可以使機(jī)器人推動(dòng)自身重量數(shù)百倍的物體，或者讓機(jī)械手在太空中從事修復(fù)工作。
在這幅展現(xiàn)美國(guó)宇航局技術(shù)的藝術(shù)家幻想圖中，受壁虎啟發(fā)而發(fā)明的LEMUR機(jī)器人正緊貼在空間站的外壁上。圖片來源：美國(guó)宇航局/ JPL-CALTECH
一種被稱之為L(zhǎng)EMUR的未來機(jī)器人就帶有類似于壁虎足部的結(jié)構(gòu)，它可以檢查和維修國(guó)際空間站上的設(shè)施。
來源自然的靈感創(chuàng)造3、鯨鰭與渦輪葉片
座頭鯨鰭上的隆起結(jié)構(gòu)賦予了其異乎尋常的敏捷性，它用在風(fēng)力渦輪機(jī)上也能產(chǎn)生類似的效果。圖片來源：Getty Images
在波士頓的一家禮品店中，生物學(xué)家弗蘭克·費(fèi)什(Frank Fish)注意到一尊座頭鯨雕塑的鰭周圍有隆起，他以為是藝術(shù)家犯的一個(gè)錯(cuò)誤。這些隆起不是出現(xiàn)在鰭的后沿，而是順著前沿延伸。不過事實(shí)證明，這位藝術(shù)家的觀察是正確的。這排疣狀脊線可以產(chǎn)生幫助鰭在水中劃動(dòng)的微小漩渦，同時(shí)也解釋了座頭鯨在水中令人驚奇的敏捷性。
在研究了這種“結(jié)節(jié)效應(yīng)”之后，費(fèi)什發(fā)現(xiàn)為渦輪葉片增加成排的隆起結(jié)構(gòu)會(huì)降低拖曳和噪音，并提高其效率。鯨不僅啟發(fā)了渦輪葉片新構(gòu)型的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)這種渦輪葉片的位于加拿大的企業(yè)也因此命名為鯨能公司(Whalepower Corporation)。
風(fēng)力渦輪葉片上呈鋸齒狀的邊緣，這種結(jié)構(gòu)的創(chuàng)意源自座頭鯨。圖片來源：Whalepower Corporation
來源自然的靈感創(chuàng)造4、鯊魚皮與減阻涂層
丹尼斯·康納(Dennis Conner)的美洲杯帆船星條旗號(hào)參加了2002年的奧克蘭挑戰(zhàn)賽。船體上的“鯊魚皮”涂層使其占盡了優(yōu)勢(shì)。圖片來源：Nick Wilson/Getty Images
受到鯊魚皮膚上微小鱗片的啟發(fā)，美國(guó)宇航局科學(xué)家發(fā)明了一種船用減阻涂層。此項(xiàng)技術(shù)幫助星條旗號(hào)(Stars and Stripes)贏得了1987年美洲杯帆船賽的冠軍。
這種涂層的減阻效果是如此成功，以致于比賽主辦方認(rèn)為它屬于不公平的優(yōu)勢(shì)，并一度禁止運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，但后來又撤銷了這一決議。
涂層上的這些鱗片也會(huì)處于不斷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣可以阻止微生物粘附在船體上，同時(shí)減少對(duì)于防污處理劑的依賴性。
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