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)明電報的人是一位美國的畫家?也許你們會懷疑：不懂電學的畫家怎能發(fā)明電報呢?你聽過莫爾斯發(fā)明的小故事嗎？下面，學習啦小編來為你介紹的關于莫爾斯發(fā)明的靈感故事，一起來看看吧！
莫爾斯靈感故事之在“薩利”號郵輪上
1791年4月27日，薩繆爾·莫爾斯誕生于美國馬薩諸塞州查理鎮(zhèn)，父親是知名的地理學家。他畢業(yè)于耶魯大學美術系時，只有19歲。1832年秋天，已任美國國立圖畫院院長的莫爾斯從歐洲考察和旅游回國時，在一艘從法國勒阿弗爾港駛往美國紐約的“薩利”號郵客輪上，認識了一位美國醫(yī)師、化學家、又是電學博士查理·托馬斯·杰克遜。當時杰克遜參加了在巴黎召開的電學討論會后回國，談到了新發(fā)現(xiàn)的電磁感應，引起了莫爾斯極大興趣。
“杰克遜先生，電磁感應是怎么回事呢?”莫爾斯好奇地問。
“你看一下實驗就清楚了!”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，斷了電，那些鐵釘、鐵片很快就掉了下來。
“導體在磁場中作相對運動會產(chǎn)生電流，通電的線圈會產(chǎn)生磁力，這種現(xiàn)象就叫電磁感應現(xiàn)象!”杰克遜簡要解釋道。
“我雖然不懂電學，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，感到電磁感應把他引進到一個廣闊的天地。他利用在船上休閑的時間興致勃勃地閱讀了杰克遜借給他的有關論文和電學書本，畫家的豐富想象力使他萌發(fā)了一個遐想：
“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)，作出不同的動作，錄成不同的符號，通過電流傳到遠方，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，覺得這個極妙的理想正是人類夢寐以求的愿望，一定要實現(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
莫爾斯回到國立圖畫院后，白天堅持本職工作，利用業(yè)余時間刻苦鉆研電學。他把自己的畫室改造成電報實驗室。為了縮短自學的時間，特地拜電學家亨利為師，定時去聽課，學做實驗。每逢假日和晚上，莫爾斯經(jīng)常獨自一人在實驗室里，集中精力邊學習邊設計邊試驗。他苦干了4個春秋，制造出了首臺電報樣機?？墒?，連續(xù)多次試機，發(fā)現(xiàn)磁鐵毫無動作。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，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，準能達到足夠的磁力。相信你一定會成功。”肯爾給他很大鼓勵。
莫爾斯遵照肯爾的指點，回到實驗室重新繞電線，嘿!磁鐵真的動作起來了。
可是，問題并沒有完全解決。1837年9月4日，莫爾斯發(fā)明的電報機信號只能傳送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，解決了遠距離信號減弱的問題。
然而，如何利用電磁鐵電流斷續(xù)時間長短的動作，錄成記號，變成文字，真正起到通信的作用呢?莫爾斯請來朋友維耳當助手，費盡心血，創(chuàng)作出用點(·)和劃(-)符號的不同排列來表示英文字母、數(shù)字和標點，成為電信史上最早的編碼，后被稱為“莫爾斯符號”。他與維耳還研制成電報音響器，可以在收電報的同時，通過電碼聲音直接譯出電文，大大縮短了收報譯文的時間。
莫爾斯靈感故事之第一次收發(fā)電報成功
為了使電報樣機迅速得到試驗鑒定，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第一條40千米長的高空試驗性電報線路計劃。幾經(jīng)波折，計劃于1843年得到美國國會的撥款支持。1845年5月24日，在美國國會大廈舉行的世界上第一次收發(fā)電報公開試驗獲得了成功。幾年后，電報很快得到推廣。
1854年，美國最高法院正式確定莫爾斯的發(fā)明專利權。1858年，歐洲各國聯(lián)合發(fā)給莫爾斯40萬法郎獎金。這位畫家成為電報發(fā)明家的故事傳遍了世界!
晚年，享有盛譽的莫爾斯將發(fā)明電報獲得的巨大財富從事慈善事業(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，永遠紀念他為人類作出的巨大貢獻!
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制，是牛蒡遠距離散播種子的方式。
梅斯特拉爾將毛刺放在顯微鏡下進行觀察，發(fā)現(xiàn)正是一些簡單的鉤子結構，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)進行了無數(shù)次試驗，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構提高了種子的散播范圍，這種結構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
斑絨壁虎的足部結構激發(fā)了一系列技術方案的問世，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)勢在于可逆地強力抓握，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構，從而推動了各式各樣壁虎皮膚模擬技術的出現(xiàn)。
在這些技術中，有一項小發(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，也可以使機器人推動自身重量數(shù)百倍的物體，或者讓機械手在太空中從事修復工作。
在這幅展現(xiàn)美國宇航局技術的藝術家幻想圖中，受壁虎啟發(fā)而發(fā)明的LEMUR機器人正緊貼在空間站的外壁上。圖片來源：美國宇航局/ JPL-CALTECH
一種被稱之為LEMUR的未來機器人就帶有類似于壁虎足部的結構，它可以檢查和維修國際空間站上的設施。
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構賦予了其異乎尋常的敏捷性，它用在風力渦輪機上也能產(chǎn)生類似的效果。圖片來源：Getty Images
在波士頓的一家禮品店中，生物學家弗蘭克·費什(Frank Fish)注意到一尊座頭鯨雕塑的鰭周圍有隆起，他以為是藝術家犯的一個錯誤。這些隆起不是出現(xiàn)在鰭的后沿，而是順著前沿延伸。不過事實證明，這位藝術家的觀察是正確的。這排疣狀脊線可以產(chǎn)生幫助鰭在水中劃動的微小漩渦，同時也解釋了座頭鯨在水中令人驚奇的敏捷性。
在研究了這種“結節(jié)效應”之后，費什發(fā)現(xiàn)為渦輪葉片增加成排的隆起結構會降低拖曳和噪音，并提高其效率。鯨不僅啟發(fā)了渦輪葉片新構型的設計，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)。
風力渦輪葉片上呈鋸齒狀的邊緣，這種結構的創(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。圖片來源：Nick Wilson/Getty Images
受到鯊魚皮膚上微小鱗片的啟發(fā)，美國宇航局科學家發(fā)明了一種船用減阻涂層。此項技術幫助星條旗號(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為它屬于不公平的優(yōu)勢，并一度禁止運用這項技術，但后來又撤銷了這一決議。
涂層上的這些鱗片也會處于不斷的運動狀態(tài)，這樣可以阻止微生物粘附在船體上，同時減少對于防污處理劑的依賴性。
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