魏德勇
1945年夏天,在美國海軍總部,研究員斯賓塞收拾好行李,依依不舍地告別海軍無線電學(xué)校,準(zhǔn)備退役回鄉(xiāng)。斯賓塞之所以依依不舍,是因?yàn)樗谶@里沒有實(shí)現(xiàn)自己偉大的目標(biāo)。
這個目標(biāo)要從聞名于世的泰坦尼克號說起。1912年4月,世界巨輪泰坦尼克號沉沒的消息震驚了整個西方界。這艘寓意著“永不沉沒”的巨輪怎么會在首航中沉沒了呢?很大原因與當(dāng)時落后的探測技術(shù)有關(guān)。這讓斯賓塞產(chǎn)生了一個念頭:全力研究無線通信技術(shù),避免悲劇再次發(fā)生。盡管他只上過六年學(xué),也不是受害者的家屬。
原來,由于家境貧寒,斯賓塞早早就輟學(xué)了。充滿進(jìn)取心的他沒有因此消沉,而是繼續(xù)自學(xué),積累了豐富的知識。20歲時,他已經(jīng)自學(xué)完大學(xué)的課程,讓很多人自嘆不如。
1939年6月,斯賓塞滿懷熱忱地加入美國海軍,學(xué)習(xí)無線電報,當(dāng)了一名普通的研究員,并得到了去海軍無線電學(xué)校進(jìn)修的機(jī)會??上?,計劃趕不上變化,本想在海軍無線電學(xué)校潛心進(jìn)修的斯賓塞,因?yàn)橐淮我馔馐軅艘?,離開了海軍,離開了學(xué)校。這意味著他離自己的目標(biāo)越來越遠(yuǎn)了。
斯賓塞并沒有在無線電研究的路上停止腳步。通過面試,他進(jìn)入專門制造電子管的雷聲公司。在這家當(dāng)時的一流企業(yè)里,斯賓塞憑著自己的執(zhí)著和永不滿足的好奇心,于1940年9月成功研制出用于軍事雷達(dá)技術(shù)的磁控管。
斯賓塞因此受到公司領(lǐng)導(dǎo)的器重,承擔(dān)起了更多任務(wù),但他心中仍保留著研究無線通信技術(shù)的夢想。直到一次極偶然事件的發(fā)生,斯賓塞才投身到另一領(lǐng)域的研究中。
1945年夏季的一天,正在實(shí)驗(yàn)室工作的他感覺肚子很餓?!拔也皇沁€有一塊提前準(zhǔn)備的巧克力嗎?”想到這里,斯賓塞把手伸向短褲口袋??墒?,他發(fā)現(xiàn)褲子口袋外有一塊“黑斑”,巧克力與褲子黏在一起,并且滲透到布料里。
“啊?”斯賓塞的驚叫聲,引來同事們好奇的目光?!皩?shí)驗(yàn)室的溫度根本不足以融化巧克力。這是怎么回事呢?”斯賓塞仔細(xì)回憶剛才的情景,好像自己靠近過磁控管:“是不是磁控管產(chǎn)生的微波讓巧克力融化了呢?”
這是一個非常大膽的想法,因?yàn)檎l也沒想過,電磁波能讓巧克力融化!“是不是你的體溫讓巧克力融化了呢?”同事約翰問?!安豢赡?。如果體溫能讓巧克力融化,那沒人敢買巧克力了?!泵鎸θ绱穗x奇的事件,斯賓塞決定找出原因。
回到家里,斯賓塞苦思冥想白天的情景。不管是不是磁控管的作用,他決定再試一次。第二天一大早,斯賓塞帶了一袋玉米粒來到實(shí)驗(yàn)室,迫不及待地把它們放在磁控管旁邊,使其受磁控管產(chǎn)生的微波照射。不一會兒,玉米粒居然變成了爆米花,斯賓塞興奮地跳了起來。
為了證實(shí)自己的觀點(diǎn),斯賓塞決定用雞蛋再做一次實(shí)驗(yàn)。協(xié)助他的,正是那個好奇的同事約翰。實(shí)驗(yàn)開始,他們都看到雞蛋在不停地震動,這表明雞蛋內(nèi)部在快速升溫,產(chǎn)生巨大的內(nèi)部壓力。約翰走近雞蛋想看仔細(xì)時,雞蛋突然炸開,蛋黃濺了他一臉。
“???”斯賓塞不是第一時間遞毛巾給約翰,而是盯著桌子入了神?!扒煽肆θ诨?、玉米粒爆開花,以及炸開的雞蛋,這一定是肉眼看不見的微波的杰作!用于軍事上的磁控管,會產(chǎn)生加熱食物的作用?!焙芸?,斯賓塞得出這個結(jié)論。
不過,這個結(jié)論讓斯賓塞的成就感只維持了一天。他決定加大研究力度,做一個可為食物加熱的機(jī)器。
經(jīng)過幾個星期的辛苦努力,斯賓塞終于設(shè)計出一個裝磁控管的金屬盒子,并在盒子里開個口,以便導(dǎo)入微波能。微波能進(jìn)入金屬盒子后不能釋放,于是形成一個高密度的電磁場。他把實(shí)驗(yàn)用的姜餅切成片,然后放進(jìn)盒子里烹飪。在此過程中,他多次變換磁控管的功率,以選擇最適宜的溫度。經(jīng)過若干次實(shí)驗(yàn),姜餅的香味飄滿了整個房間。這就是世界上第一臺原始的微波爐。
這臺微波爐的原理,就是利用微波輻射引起物體內(nèi)部的分子振動,從而產(chǎn)生熱量。微波還有一個特點(diǎn),遇到金屬就會發(fā)生反射,所以金屬無法吸引和傳導(dǎo)它,但是微波可以穿過玻璃、陶瓷等絕燃材料給食物加熱。斯賓塞在微波爐的爐內(nèi)安裝了瓷控管,瓷控管是發(fā)射微波的,它能產(chǎn)生每秒鐘24.5億次的微波。這些微波能穿透食物,使食物中的水分子每秒鐘振動24.5億次。正是這些劇烈運(yùn)動,使得食物產(chǎn)生大量熱量。經(jīng)過微波爐“轉(zhuǎn)動”過的食物,自然就會散發(fā)誘人的香味。
斯賓塞沒想到,自己研究無線通信技術(shù)多年沒有進(jìn)展,花幾個星期研究出來的微波爐卻為后世造了福。因?yàn)?0世紀(jì)40年代以前,人們一直用最原始的方法進(jìn)行烹飪,不但工序多,損耗的時間長,而且容易造成營養(yǎng)流失。微波爐不但可以直接對餐具和食品進(jìn)行加熱,還能大大縮短做飯和熱菜的時間,可謂千百年來烹飪技術(shù)的一次飛躍。
之后,工程師們沿著斯賓塞的腳步繼續(xù)研究。1946年5月,美國雷聲公司為微波加熱申請了專利;接著,其生產(chǎn)的一部微波加熱食物的烤箱被放進(jìn)波士頓的一家餐廳進(jìn)行測試,人們給它取的名字是“爆米花和熱團(tuán)加熱器”。1947年,第一臺商用微波爐問世,這個龐然大物高6英尺(約合1.8米),重750磅(約合340公斤),價格也很昂貴。此外,這臺微波爐還帶一只1700w的水冷磁控管,安裝起來十分麻煩。
很多人對這個類似冰箱的微波爐不以為然,最初的銷售狀況也不盡人意??吹竭@種情況,斯賓塞開始加大對微波爐的研究力度。1947年年底,在他的主持下,雷聲公司推出世界上第一臺真正的微波爐。1957年,美國塔班公司推出第一臺家用臺式微波爐。這臺與目前市場上極類似的微波爐,售價是第一臺商用微波爐的十分之一。
1975年,美國阿曼納公司第一個推出了帶微處理器的微波爐(也就是目前我們所說的電子式微波爐),該微波爐具有10種烹飪速度和4種烹飪程序。由于用微波爐烹飪食物又快又方便,大大解放了勞動力,因此有人詼諧地稱之為“婦女的解放者”。
雷聲公司看到這一情況后,聘請斯賓塞為企業(yè)的高級顧問,直到他1970年逝世。美國麻省理工學(xué)院更是授予他麻省理工學(xué)院名譽(yù)理學(xué)博士的頭銜。由此,他被公認(rèn)為微波領(lǐng)域的頂級專家,當(dāng)之無愧的“微波爐之父”。
斯賓塞一生除了發(fā)明微波爐,還在其他方面做出了許多貢獻(xiàn),比如改良雷達(dá)發(fā)動管。他逝世時,共擁有150項專利。1999年,斯賓塞進(jìn)入美國發(fā)明家名人堂,與其他大發(fā)明家如愛迪生、萊特兄弟等人一起彪炳史冊。
“如果沒有系統(tǒng)的知識幫助,先天的才能是無力的;天才和科學(xué)家結(jié)合后才能得到最高的成功。這就是生活中,我一直保持著系統(tǒng)化的自我教育和知識實(shí)踐的原因?!蓖砟甑乃官e塞接受媒體采訪時,說當(dāng)初熱衷于研究無線通信技術(shù),后來因?yàn)榕既坏臋C(jī)會發(fā)明微波爐,這一切都與自己的不懈堅持有關(guān),于是說了一句深有感觸的話。
編輯/夏涵