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2022-07-31 16:14

7项改变世界的镀金时代发明

镀金时代是一个全面变革的时代。大约从1870年到1900年,美国从一个以农民和小生产者为主的农业社会转变为以大城市为基础的工业经济。在这短短的几十年里,工程、化学和技术领域的创新也出现了大爆发,为我们带来了一些现代世界上最具开创性的发明。

1. 电话(1876)

早在1860年,一位名叫安东尼奥·穆奇(Antonio Meucci)的意大利发明家就展示了一种“会说话的电报,他称之为telettrofono,一种可以通过电线传输语音的电磁装置”。但移民到美国的穆奇却陷入了困境,他的设备的临时专利于1874年到期,无法续期。

到1876年,又有两位发明家,亚历山大·格雷厄姆·贝尔和伊莱沙·格雷,竞相开发一种可申请专利的电话设计。根据专利局的记录,贝尔的律师在1876年2月14日比格雷早几个小时提交了他的专利申请。格雷和穆奇都起诉贝尔窃取了他们的想法,但这位苏格兰发明家——他击退了数百次法庭对他的专利的挑战——保留了唯一的专利。

观看:“亚历山大·格雷厄姆·贝尔:发明之声”在历史拱顶。

2. 越南河粉nograph (1878)

Edison's Phonograph

托马斯·爱迪生是镀金时代最多产、最著名的发明家,他的名声始于留声机,这是第一台录音和回放声音的机器。在19世纪70年代,爱迪生发明了一种设备,通过在一卷卷的磁带上按电报的电脉冲做凹痕来记录电报信息。

爱迪生的下一个目标更加雄心勃勃。他想利用贝尔的电话大受欢迎的机会,用录音电报的方法来记录电话通话。爱迪生发现他可以使用一个柔性的隔膜来捕捉声波的振动,然后用针一样的压花点把它们蚀刻在石蜡上。

当爱迪生的原始原型成功时,他有了一个“顿悟时刻”。这种新设备根本不需要电话。它可以用来录音,甚至回放各种类型的声音:音乐、有声书、语言课等等。

在1877年的整个夏天,爱迪生完善了这个设计,并尝试了不同的录音介质,最终选择了一个涂有薄铝箔的可旋转金属圆筒。1878年2月19日,他获得了留声机的专利,并在一个月后成立了爱迪生说话留声机公司。

虽然爱迪生的留声机在商业上没有取得巨大成功,但它推动了留声机的发展,是天才的火花,最终推动了音乐唱片业的发展。

3.白炽灯泡(1879年)

Thomas Edison, incandescent light bulb

留声机发明后,爱迪生致力于发明一种实用、经久耐用的电灯泡。早在1803年,第一盏白炽弧光灯就被发明出来了,但是几十年的实验都没能找到理想的灯丝材料,既能在不过热的情况下连续发光数小时,又不会被煤烟熏黑,或者直接烧坏。

在他位于新泽西州门洛帕克的新研究实验室——这是第一个同类研究设施——爱迪生和他的团队有条不紊地测试了数千种灯丝材料,以使他的灯泡燃烧得更干净、更持久,遵循他自己的格言:“天才是百分之一的灵感和百分之九十九的汗水。”

1879年,爱迪生为他的新灯泡申请了专利,这种灯泡用碳化棉线做灯丝可以燃烧14.5小时。当爱迪生用竹子代替棉丝时,他的灯泡可以燃烧多达1200个小时。

除了发明了第一个在商业上获得成功的灯泡,爱迪生还在纽约市设计了第一个城市电网,包括一个发电厂和中央发电站。

4. 汽车(1886)

The world's first automobile: a 3-wheeled open buggy designed by Carl Benz in 1886, seen in the Dresden Transport Museum

德国工程师卡尔·本茨在1886年为第一辆汽油动力汽车申请了专利,即三轮专利汽车No. 1。这是欧洲几十年来内燃机试验的高潮,内燃机是一种更小、更轻的替代品,取代了已经为火车和轮船提供动力的重型蒸汽机。

早在奔驰几十年前,早期的发明家就已经在轮式汽车上安装了汽油发动机,但他们的发明从未得到普及。奔驰的时机要更好一些——他在自行车热潮最盛的时候推出了他的专利汽车No. 1,当时公众对轻便、自行驱动的车辆有强烈的兴趣。

奔驰的第一辆三轮车形状的汽车由一个四冲程、0.75马力的发动机推动,最高时速可达不到10英里。它有三个钢辐条木制车轮,橡胶轮胎很薄,皮革填充的刹车和一个曲柄操纵的垂直转向柱。

为了宣传专利汽车的第三款车型,奔驰的妻子Bertha带着他们的两个十几岁的儿子进行了第一次长途汽车旅行,1888年往返121英里到她母亲的家。

观看:《历史金库》中的“亨利·福特”。

5. 柯达相机(1888)

1854年,乔治·伊士曼(George Eastman)出生时,摄影技术已经有几十年的历史了,但这位美国发明家和企业家通过1888年获得专利的革命性柯达相机,将摄影的力量交到普通人手中。

在伊士曼发明之前,摄影使用的是装着易碎玻璃板的昂贵的大相机,只有专业摄影师才能冲洗。

最初的柯达相机售价25美元,是一个手持盒子,预装了一卷曝光100次的柔性纸胶片。(经过多年与该技术的发明者的诉讼,他们后来转向了赛璐珞材料。)柯达的用户只需将胶卷盒对准拍摄对象,按下快门按钮,然后转动钥匙将胶卷卷到下一帧。卷好后,他们把整个相机邮寄到柯达工厂。顾客只要花10美元,就能得到100张照片、底片和一卷新胶卷。

柯达的座右铭是“你按下按钮,剩下的我们来做。”

柯达相机拍摄的日常生活的小圆形快照改变了摄影的本质,从乏味和严肃到休闲和有趣。

6. 电动有轨电车(1888)

从19世纪30年代开始,马拉的有轨电车和有轨电车成为美国和欧洲最早的城市公共交通系统。1881年,德国工程师维尔纳·冯·西门子在柏林郊区建造了第一辆电动有轨电车。电车的10马力发动机由架空电缆提供动力,最高时速可达12英里,可搭载50名乘客。

西门子曾梦想在柏林建造一条高架电车线路,但1888年在弗吉尼亚州里士满建造第一个全尺寸电车系统的却是美国工程师弗兰克·斯普拉格。

在19世纪80年代末和90年代初,里士满联合客运铁路成为世界范围内建造的110多个电车系统的原型。斯普拉格的系统使用由中央发电机供电的架空电缆,使持怀疑态度的公众相信电动手推车是安全有效的。

电车线路改变了城市的设计和布局,住宅和企业都建在有轨电车沿线,从一圈郊区到市中心的便利设施很方便。

7. 飞机(1903)

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威尔伯·莱特和奥维尔·莱特是来自俄亥俄州代顿市的两兄弟,两人都没有大学文凭,不太可能改变世界。但莱特兄弟是一名富有远见的工程师,他们痴迷于在其他人未能率先实现动力飞行的领域取得成功。

莱特兄弟是在史密森学会(Smithsonian Institution)秘书塞缪尔·兰利(Samuel Langley)和德国工程师奥托·利连撒尔(Otto Lilienthal)所做的开创性滑翔机实验的基础上建立起来的,后者在滑翔机的剧烈坠毁中丧生。在代顿自行车店里,莱特兄弟建造了风洞来测试数十种机翼设计,以最大限度地提高升力和控制。

接下来,他们制造了全尺寸的滑翔机原型,并将它们运到北卡罗来纳州基蒂霍克的沿海沙丘,那里是美国最强劲、最稳定的风的发源地。在两年的时间里,他们建造并测试了越来越大的滑翔机(偶尔会坠毁),这些滑翔机最终可以搭载一个强大到足以转动两个大型木制螺旋桨叶片的引擎。

1903年12月17日早上,奥维尔·赖特趴在兄弟俩实验飞行器的发动机旁边。随着螺旋桨加速,飞行器沿着一条短道滑行了45英尺,然后就发生了:奥维尔和他的机器在空中。只在空中停留了12秒,他就将飞行器优雅地降落在了距离起点120英尺的地方。

莱特兄弟花了数年时间才让世界相信他们的成就,但载人动力飞行的发现很快开创了一个全新的交通运输时代。