十七、抽水馬桶中的科技

廁所常被人看做是藏汙納垢的場所,很少有人談論廁所,這曆來是個不登大雅之堂的話題。但是這個不登大雅之堂的話題卻是人們日常生活中無法回避的,和這個話題最密切相關的就是抽水馬桶。

抽水馬桶的發明史有多個版本,比較被廣泛接受的說法是一位叫約翰·哈林頓的英國人發明的。據說約翰·哈林頓是女王伊麗莎白一世時代(1558~1603)人,他是女王的一名侍臣(一說是教士)。約翰·哈林頓平時愛好文學,曾因傳播一則有傷風化的故事而被判處流放。1584~1591年間,他在流放地凱爾斯頓蓋了住房。在那裏,他設計出了世界上第一隻抽水馬桶。他對這項發明頗為自豪,特地以《荷馬史詩》中一位英雄埃傑克斯的名字為它命名。後來,哈林頓還寫了《夜壺的蛻變》一書,詳細描繪他的抽水馬桶的設計。不過,當時的英國公眾並沒有接受這項發明,他們還是喜歡使用便壺,但是房間裏彌散的臭味卻讓人十分頭疼,女王也一直抱怨裏士滿宮殿裏到處有未倒空的便壺味兒。哈林頓遂將這一發明獻給了女王。

然而即便連女王都在用,馬桶並未因此而普及起來。因為這個時期的英國並沒有與馬桶相聯係的配套設施,安裝馬桶容易,安裝下水道卻很不容易。為了裝馬桶而重建房屋和挖下水道聽起來就得不償失。時間到了1666年“倫敦大火”焚毀了倫敦近五分之四的房屋,災後重建工作為馬桶普及提供了可能。但是直到19世紀60年代像倫敦這樣的大城市也才剛提供排水設施,這時許多人第一次享,受到抽水馬桶的好處。而這已是哈靈頓的發明300多年之後的事了。

到了1775年,倫敦有個叫亞曆山大·卡明斯的鍾表匠,改進了哈林頓的設計,研製出衝水型抽水馬桶,並首次獲得了專利權;1848年,英國議會通過了“公共衛生法令”,規定:凡新建房屋、住宅,必須辟有廁所、安裝抽水馬桶和存放垃圾的地方。這就為抽水馬桶技術的發展提供了條件。自此,抽水馬桶開始受到人們的歡迎。

1889年,英國水管工人托馬斯·克拉普(Thomas Crapper)發明了衝洗式抽水馬桶。這種馬桶采用儲水箱和浮球,結構簡單,使用方便。從此,抽水馬桶的結構形式基本上定了下來。這種抽水馬桶的一個重要特征是S形管,或者說下水道的存水彎,它總是保存一些水。這些水相當於一個密封墊,將臭味蓋住。

直到19世紀後期,歐洲的城鎮都已安裝了自來水管道的排汙係統後大多數人才用上了抽水馬桶。在當今世界上,抽水馬桶已被公認為“衛生水準的量尺”。英國人發明抽水馬桶是對人類社會的一大貢獻。

曾被看做是藏汙納垢之地的廁所,以為抽水馬桶的出現變得不再那麼讓人感到不舒服了。

十八、照相機裏的科學

照相機是用於攝影的光學器械。被攝景物反射出的光線通過照相機的鏡頭(攝景物鏡)和控製曝光量的快門聚焦後,被攝景物在暗箱內的感光材料上形成潛像,經衝洗處理(即顯影、定影)構成永久性的影像,這種技術稱為攝影術。

最早的照相機結構十分簡單,僅包括暗箱、鏡頭和感光材料。現代照相機則比較複雜,具有鏡頭、光圈、快門、測距、取景、測光、輸片、計數、自拍等係統,是一種結合光學、精密機械、電子技術和化學等技術的複雜產品。

公元前400年前,墨子所著的《墨經》中已有針孔成像的記載;13世紀,在歐洲出現了利用針孔成像原理製成的映像暗箱,人走進暗箱觀賞映像或描畫景物;1550年,意大利人卡爾達諾將雙凸透鏡置於原來的針孔位置上,映像的效果比暗箱更為明亮清晰;1558年,意大利的巴爾巴羅又在卡爾達諾的裝置上加上光圈,使成像清晰度大為提高;1665年,德國僧侶約翰章設計製作了一種小型的可攜帶的單鏡頭反光映像暗箱,因為當時沒有感光材料,這種暗箱隻能用於繪畫。