航海者的恩人

朱嶺

尼爾斯·占斯塔夫·達倫，是瑞典著名的物理學(xué)家、發(fā)明家。他的研究領(lǐng)域為機械工程的應(yīng)用，由于發(fā)明用于燈塔和浮標(biāo)的自動控制氣體照明器，而獲得1912年諾貝爾物理學(xué)獎。他被世人譽為“工程界中最難得的偉大人物”“航海者的恩人”。

1869年11月30日，達倫出生于瑞典卡拉堡的斯滕斯托普。他的父親忙于農(nóng)業(yè)、園藝和牧場的工作，而達倫卻傾向于工程事業(yè)。達倫通過自學(xué)，于1892年考入哥德堡的查默斯研究所學(xué)習(xí)，1896年作為一名機械工程師畢業(yè)。

1900年，達倫和朋友創(chuàng)建了一家工程公司。就在這段時間內(nèi)，達倫對乙炔儲氣罐發(fā)生了興趣。因為原來的儲氣罐只要操作時稍有不慎，或者搬動時稍有震動，十有八九就會爆炸。這個危及生命財產(chǎn)的安全問題使達倫深感不安。他日夜實驗，終于研制出一種新的材料——“阿加”（阿加一名的原文是aga，為乙炔儲氣罐英文的縮寫）。達倫把乙炔溶解在丙酮中，再把這種溶液壓人10個大氣壓的鋼筒中，鋼筒中填滿多孔的物質(zhì)“阿加”。這種儲氣罐即使受到強烈的沖擊也無任何爆炸的危險，而它能存儲比鋼簡體積大100倍的乙炔氣體。

隨著“阿加”的發(fā)明，達倫對乙炔儲氣罐的應(yīng)用問題發(fā)生了興趣。當(dāng)時，隨著國際商業(yè)交往越來越廣泛，航海線路也越來越長，因而迫切需要既十分安全又經(jīng)久耐用的種種服務(wù)于航海業(yè)的設(shè)備。對于航海安全來說，最重要的莫過于燈塔和照明浮標(biāo)，它們的需要量也與日俱增。當(dāng)時人們正在尋求增大這些設(shè)備中光源發(fā)光強度的方法，而且想方設(shè)法能使這些光源更容易識別。這兩方面都要求提供滿意的自動控制設(shè)備，一方面要有自動開關(guān)，使燈塔按某一頻率閃光，另一方面要有自動調(diào)節(jié)器，在增大能耗功率的同時減少燃料的消耗。

達倫在1904年著手研究這方面的問題。他利用乙炔儲氣罐中的乙炔作為能源，因為點燃它時放出的強光，只需持續(xù)三十分之一秒至十分之一秒的時間就能讓遠(yuǎn)處的人看清。達倫設(shè)計了一種自動氣閥，能夠使乙炔氣體在極短的瞬間放出一點來點燃，然后閥門自動關(guān)閉。閥門每3秒鐘打開一次，每次形成極短時間的強烈閃光，以致每升乙炔氣體可以產(chǎn)生幾千次閃光。而以前用l升油氣只能產(chǎn)生50次閃光。達倫利用他發(fā)明的無爆炸危險的乙炔儲氣罐作為燈塔和浮標(biāo)的實用燈源。他設(shè)計的自動開關(guān)可以按照不同的頻率啟閉。使光源以不同頻率發(fā)出瞬間的閃光，相鄰兩次閃光出現(xiàn)的間隙長短可用來識別不同用途的燈標(biāo)。

為了進一步節(jié)約燈塔中的乙炔燃料，達倫又在1907年發(fā)明了一種太陽能自動控制器，日出時就自動把頻閃乙炔燈滅掉，日落時又自動將頻閃乙炔燈點燃。這種控制器利用了差動膨脹的原理：黑色金屬片吸收的輻射熱比白色明亮的金屬片多，它的溫度升高得也多，因而當(dāng)白天有日光時，它的膨脹也較大。反過來，在環(huán)境溫度降低而冷卻時，黑包金屬片發(fā)射的輻射熱較多，收縮也較大。達倫設(shè)計的太陽能自動控制器由封閉在一個玻璃泡中的四根金屬條組成，中間一條涂黑，周圍三條鍍銀，四條金屬的上端都釘牢在一起。白天日出之后，黑色金屬條吸收陽光，受熱膨脹，由杠桿連動裝置自動關(guān)閉氣閥；黃昏日落時，黑色金屬條收縮，由彈簧裝置自動打開氣閥。達倫發(fā)明的頻閃開關(guān)和太陽能自動控制器，使乙炔燃料可節(jié)約原消耗量的百分之九十三。

從此，在海中暗礁和險灘處就可建立無人管理的燈塔和浮標(biāo)，由幾罐乙炔儲氣罐終年發(fā)出報警信號。1907年以后，大多數(shù)沿海國家都采用達倫發(fā)明的這種設(shè)備。

達倫是一個為科學(xué)事業(yè)可以犧牲一切的科學(xué)家。他在擔(dān)任煤氣貯存公司的總工程師時，曾多次不顧個人安危，悉心研究煤氣的性能，終于發(fā)明了連接煤氣貯存器的自動調(diào)節(jié)裝置，為工程技術(shù)界解決了煤氣貯存這一難題。

1912年，達倫為了繼續(xù)研究新的課題，在一次實驗中，不幸炸瞎了雙眼。然而他在雙目失明后的24年里，一直兢兢業(yè)業(yè)，奮斗不息，以驚人的毅力同黑暗作斗爭，為人類的發(fā)展和科學(xué)的進步貢獻出畢生的精力。