第5章 趣味发明(5)
法拉第找来一块大的马蹄形磁铁，把一个中心有轴的圆形铜盘固定在支架上，铜盘的一部分伸到马蹄形磁铁两极间。在铜盘的轴线处引出一根导线，铜盘在边缘通过一个电刷和另一根导线连接，两根导线连在同一个电流计上。当摇动这个铜盘时，电流计就指示出电流的读数。
在圣诞节举行的盛大演讲会上，法拉第非常兴奋地向听众展示了这个新奇玩意儿。法拉第有卓越的演讲技巧，演讲中充满了热情，就连擅长演讲的小说家狄更斯都很钦佩他，维多利亚女王的丈夫艾伯特亲王和儿子爱德华王子也是他的听众。
他详细地介绍了磁生电的原理，并开始摇动那个铜盘，电流计指针偏离了零点，随着摇动的加快，电流的读数越来越大。
听众中传来欢呼声，法拉第的额头也沁出汗珠。当他轻轻地拭去脸上的汗水时，却听到一位贵妇人不以为然的问话：“请问，先生，您发明的这小玩意儿有什么用呢？”
法拉第不失风度地向这位夫人微微一欠身，从容地回答道：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？”
多么恰当的比喻，法拉第的铜盘发电机确实只发出了微小的电流。然而，它又是真正的、实用的发电机的原始形态。历史已经表明，由此导致的发电机的诞生，为人类揭开了电气时代的第一页，到现在，任何人也不会否认，这个“婴儿”已成长为“巨人”。
电影之父的贡献
人类进入19世纪，科学技术的飞速发展为电影艺术的成长奠定下坚实的基础。
这里，首先要提到的是1839年摄影技术的产生和它的广泛应用。它构成了电影拍摄的重要组成部分。
说起来有点可笑，电影摄影机的发明，竟是由于一次打赌的意外收获。
1872年，一位美国富翁和朋友打赌。他说，马在奔跑时，在跃起的瞬间是四蹄离开地面的。
那位朋友反对说，不管在什么时候，奔跑的马总是两蹄离地、两蹄着地的。于是富翁请了英国摄影师爱德华·麦布里奇来做试验。麦布里奇把24架照相机的快门上各牵上一根线，当马匹飞奔经过时，连续踩断了24根线，在极短的时间里，使照相机依次拍下24张照片，再将这些照片一张一张地按次序看下去，以便观察马儿是怎样跃起，又是怎样着地的。为了这一试验，麦布里奇和助手们吃尽了苦头，付出了大量的劳动，历时6年，终于拍摄出一套宝贵的“马跑小道”的珍贵资料，同时也证实了美国富翁的预言是正确的。然而，麦布里奇的成功又向人们提出了一个新问题：如果解决连续摄影的问题？因为他用24架照相机仅仅只能拍摄奔马的一段动作，如果马奔跑1000米的长距离，就得用上成千上万架照相机，胶卷的长度将会绕地球转一圈了。所以，如何运用一架单镜头的摄影机来代替多镜头的摄影机或者一组摄影机，就成了解决连续摄影的关键问题。
1882年，当麦布里奇带上自己拍摄的连续照片到欧洲旅行时，他们的成果使法国学者马莱受到了极大的鼓舞。经过几年的不懈努力，马莱运用左轮枪的原理，创造出一种轻便的“摄影枪”，这是第一架能从一个镜头里，一秒钟内获取若干底片的摄影机，它真正解决了连续摄影的问题，说明现代的摄影机和摄影术已经诞生。
到了1888年，英国发明家格林奈在前人研究的基础上，改进了摄影枪，发明了世界上第一部电影摄影机，同时拍摄了伦敦的街景。当试放他的电影，看见人物在布幕上活动起来时，他跑到街头激动地高呼：“成功了，成功了！”
在这一时期，世界着名的大发明家爱迪生的贡献也是不容抹煞的。
他的第一个贡献，是在1887年和他的助手狄克逊在胶片间发明了凿孔方法，解决了活动照片的放映问题，这便是“爱迪生型”影片的问世。
他的第二个贡献，是在1894年发明了“电影视镜”。它像一只大柜子，上面装有放大镜，里面装有50英尺的凿孔胶片，首尾相衔接，绕在一组小滑轮上，当马达开动后，胶片便渐渐移动，画面循环出现。“电影视镜”面世后，深受人们的欢迎。当它传入中国后，被称为“西洋镜”。
爱迪生的发明使电影技术日臻完善。他运用“电影视镜”拍摄了一些娱乐性的舞台影片，成为世界电影史上摄制戏剧电影的最早纪录，如1893年拍摄的《奥特打喷嚏》就是一个着名的例子。
在实践中，人们发现这种“电影视镜”还有一些缺陷：一是太笨重，使用很不方便；二是没有银幕，只能供一个人观赏，缺少群众性；三是放映速度过快，致使人物动作不太自然、平稳。
改进并完善“电影视镜”的任务就落到法国卢米埃尔兄弟的肩上。
卢米埃尔兄弟原是照相摄影师。这哥儿俩将爱迪生的发明、其他人的成果以及自己的“连续摄影机”进行综合研究后，于1894年研制成了世界上第一架比较完善的电影放映机——活动电影视镜，终于把影像投放到银幕上，使广大的观众能够共同欣赏这一新生的艺术。第二年，他们取得了拍摄和放映电影的专利，成为真正电影的发明者和创始人。
卢米埃尔兄弟的“活动电影视镜”是架手提摄影机，不仅灵活轻便，节约胶片，放映质量好，而且具有一身兼任三职——摄影机、拷贝翻印机和放映机的功能，对电影事业产生了深远的影响，因而后人尊称卢米埃尔兄弟为“电影之父”。
1895年12月28日是人类历史上值得纪念的一天。这一天，在巴黎卡普辛路14号大咖啡馆地下室，卢米埃尔兄弟公开售票放映了自己的影片。
首先放映的是《工厂的大门》。内容是：清晨，工厂的大门被慢慢地推开了。女工们穿着不同花纹的衣裙，软边帽上插着千姿百态的羽毛，三五成群说说笑笑地进入大门。男工们穿着敞怀的茄克衫，推着自行车，漫不经心地也走进厂门。随后来了一辆豪华的马车，工厂主旁若无人地坐在里面，马车驶入工厂后，大门便缓缓地关上了。影片内容虽然简单，但观众看得兴味盎然，放映获得极大成功，引起巨大轰动。这一天被公认为世界电影的诞生纪念日。
卢米埃尔兄弟一共拍摄了50多部短片，都是纪实片。这些短片从内容到表现手法都对后来的电影事业产生了深远的影响。
他们的影片，现实主义地表现了人们的生活。短片几乎没有什么故事情节，缺少矛盾冲突，然而动作性和新闻性较强，拍摄真实，成为写实主义的开路先锋。影片能够开阔人们的视野，开发人们的智慧，促进人类的科学技术发展。当高尔基看了这些影片后，热情地赞颂道：
“可以肯定地预示，由于这个发明具有惊人的新颖性，它将获得广泛的发展”，“它一定能够为一般的科学任务服务，为改善人们的生活和发展人们的智慧服务。”
下面简单介绍几部影片对后世的影响。
《工厂的大门》：传说是卢米埃尔在里昂工厂对面一幢楼的窗口拍摄的，这是电影史上第一次用“隐蔽摄影法”拍片。
《水浇园丁》：是根据路易·卢米埃尔7岁的小弟弟的调皮举动拍摄的。说的是一名憨厚的花匠拉着一根长长的水龙头在浇花，来了个淘气的男孩，他悄悄地踩住了那根胶皮水龙头。
花匠以为水龙头发生了故障，刚打开唧筒进行检查，小孩马上松开了脚，水龙头猛烈喷出的水浇了花匠满脸。花匠生气了，抓住小淘气，猛打他的屁股。这场追打孩子的镜头，形成了引人发笑的场面，取得了一般纪录片达不到的效果。这部短片尽管拍摄技术并不高明，光线灰暗，构图平淡，但可以说是最早带有“悬念”的喜剧片。它已具备简略的剧情，有开端、发展、高潮和结局，这为以后的故事片奠定了基础。
《膝行人》：比上一部的喜剧效果更浓。它叙述一个假装残疾的乞丐，为了逃避警察追捕，突然站起来逃跑，这便成了后来“追逐片”的先声。
《火车到站》：短片从开头出现一个远景车站，一个搬运工手推行李。接着从地平线出现一个黑点，逐渐增大，是一列火车开来，车头占满银幕。下面便是月台上许多旅客上下列车的种种表情。这部纪实片成功地运用了“景深”镜头，使画面产生层次感和纵深感。观众可以清楚地观赏到火车从地平线上出现的远景起，直到火车进站的近景止，了解到电影表现的无限可能性。镜头前实演实拍的人物，在画框内产生一连串的不同形象，和现代蒙太奇所体现的连续效果十分接近。
《机器肉店》：它描写一头又肥又壮的猪，摇头摆尾地从前面走进了一架古怪的机器里，后面出来的竟是一串串美味的香肠……这部引起观众哈哈大笑的滑稽有趣的短片，孕育着科幻片的胚胎，引起了人们无限的遐想。
《救火出动》等四部短片先在不同时间、不同地点拍摄后，卢米埃尔兄弟把它们连接起来放映，构成了一个消防队员救火的惊险小故事。它在电影史上最早运用了蒙太奇的手段。
卢米埃尔兄弟训练和培养了第一批摄影师。他们前往各地，拍摄了许多具有很高史料价值的新闻电影。有的学生如普洛米奥还创造了移动摄影法，使摄影机第一次获得了活动的自由。
这种可贵的尝试，对后来的电影艺术的形成起了积极的作用。
能源开发的第一页
舌头上来的电
1800年3月的一天，英国皇家学会收到了一封来信，打开一看，是宣布一项发明的信函，发明人是巴费尔大学的教授伏打，发明项目就是今天的化学电源——伏打电池。
在这之前，要获得电能只有两种方法：一种是从静电机上通过摩擦收集电荷，另一种是从电容器的老祖先——莱顿瓶中收集电荷。
为此，许多科学家都在孜孜不倦地研究新的电源。意大利博洛纳大学的教授伽伐尼，就是热心为此奋斗的一员。经过多年的研究，他发现：当用两片不同的金属片接触到青蛙大腿时，青蛙大腿就会骤然一抽，这是由电流造成的肌肉组织的收缩。于是教授宣布：动物体本身也蓄有电流，只要用金属片将电流引导出来就行。
当时，许多学者都相信这位教授关于“动物电”的理论，可是巴费尔大学的伏打教授就偏偏不相信。他坚信“动物电”是一种误解，它的正确答案应该是：当两种潮湿而不同的金属放在一起，就会产生电流。
他曾做过有趣而简单的实验：把自己的舌头夹在一张锡箔和一块银币中间，当用手指按紧银币和锡箔时，他感到有一种特殊的酸味。他又做了无数次类似的实验，最后确信：当两种不同的金属导体之间放进一个潮湿的导体时，这两种金属导体的端处会产生出电流。他当众做了一个着名的实验：用一块银币和一块与它一般大小的锌板，中间夹着一张潮湿的纸板，做成一组最原始的电池。伏打用20组、30组、60组这样的电池连接在一起，流出来的电流就相当多了。这时如果用手指去触及这一大串电池的两端，就会明显地感到麻酥酥的。如果用一根导线连着一端去触及另一端，就会看到闪闪的电火花。
麻酥酥的触电感觉和瞬间的火花给了伏打极大的鼓舞，他知道，人们要寻找的新电源已经来到了他的实验室里。他又日夜埋头实验，努力使这种新电源得到完善。他发觉潮湿纸板里的水容易被挤出来，影响电流的产生，就改用类似杯子的容器。以后又发现用食盐水代替普通水，会产生更多的电火花。这里的伏打电池已经达到实用的地步了。
当伏打宣布这一发明的一个月后，伏打电池就已被人们用来把水分解为氧气和氢气了。
2000个电池也不行
19世纪初，英国科学家戴维做了一个有趣的实验：他用2000个伏打电池串联起来，正负极分别接在两根炭条上。结果，一个令人吃惊的现象出现了：炭条之间产生了长1厘米的刺眼的电光。
这种电弧光给人们带来了光明。可惜，它不能持久，这2000个电池里的电能很快就消耗完了。因此，人们很希望有一种能产生高电压大电流的新电源。
1831年，法拉第的一个实验把人们引上了这条希望之路。他用一块磁铁移近一个用60多米的铜线缠成的线圈，这线圈的两端就产生了电流，使电流计的指针微微摆动。摆动的指针告诉我们：在磁场中上下移动导体，可以产生电流。随后，法拉第制成世界上第一台铜盘发电机。
1832年，法国的皮克希也设计制造出一台发电机。这是一台手摇发电机，它有两个线圈是固定的，线圈下面有一个马蹄形的永久磁铁，由齿轮带动它旋转。齿轮是靠人摇动的。这正好和今天一般的发电机相反。
使发电机走上今日构造轨道的人，是美国的萨克斯通。他使两个线圈不断旋转，而永久磁铁固定不动。
1840年～1865年，人们已经制造出好几种发电机了，不过它们都是采用永久磁铁，结果效率并不高，发电量不超过15千瓦。当然，它和电池相比，已经向前跨出了一大步。
由于实践的需要，人们盼望能从发电机里流出电压更高、电流更强的电流。
1851年，又有人提出一种新方式，那就是在这发电机的永久磁铁外面也缠上线圈，让发电机发出来的电的一部分流入这线圈，发明者认为，这样可以增加发电机的磁场，可以使发电机获得更强的电流。
这个理论给正在寻找强电流的人一种启示，有许多学者努力通过实验，把这个理论变为现实。4年之后，由一个丹麦人制造成功这种发电机。由于它的优点显着，获得了专利权。到1866年，西门子进一步用电磁铁代替了永久磁铁，发电机的效率又向更高水平迈进。
1875年，发电机在迈向今天这种构造的轨道上走完了重要的一步。那就是在圆柱形铁棒身上开凿一条沟，就像纺织厂里的梭子一般，然后在这沟上缠上线圈，让这线圈在周围的马蹄形电磁铁之间旋转，这线圈两端就会产生出强电流。
1882年，世界上第一个商用电光源公司诞生，此时，发电机已经在50多年里，走完了从幻想到理论，从理论到实验，从实验到生产的历程，踏上了为人类服务的征途。直到今天，它们仍然夜以继日地为我们输送强大的电流，并朝着更新更完善的方向进展。
格拉斯哥草坪上的灵感1765年5月下旬的一天，天气晴朗，白云高高飘浮，微风吹拂着格拉斯哥的大草坪。有一个青年工人低着头聚精会神地走着，好像用脚步丈量草坪似的，走了一遍又一遍。
草坪上有什么东西吸引着他呢？
是一个理想的闪光在这个青年的脑海里掠过：他想起了在草坪前面的格拉斯哥大学，他在那里从事修理纽科门蒸汽机已经好多年了，发现了许多纽科门蒸汽机的毛病。现在想到的是：
能不能自己动手改进纽科门蒸汽机，改掉它的毛病呢？这灵感像给多年积蓄的实践与知识的水库打开了闸门，水流朝着前方奔腾咆哮而去。
从此，这个青年工人走上了制造新型蒸汽机的道路。他就是赫赫有名的大发明家詹姆斯·瓦特。