下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
第一次水下摄影
在《工艺协会会刊》（ Journal of the Society of Arts ）杂志上，来自英国韦茅斯的威廉·汤普森（William Thompson）介绍了他的海底拍摄方法。汤普森的拍摄地点位于韦茅斯湾3英寻（约5.5米）深的海底。在沉入海底时，照相机被放置在一个前部由玻璃板制成，带有活动快门的盒子里。到达海底后，快门就会被打开，感光板大约会曝光10分钟。然后，盒子被拉回到船上，人们就可以依照常规程序处理影像了。那些躺在海湾深处的岩石和海藻由此得以展现在人们面前。汤普森预测，这一技术将为研究水下桥墩、桥梁、堆料、建筑和岩石的状况提供一条便捷、经济的途径。
蒸汽消防车
下面这张版画所展现的是一辆名叫“海神号”（Neptune）的旋转型蒸汽消防车。它由纽约州塞尼卡·福尔斯（Seneca Falls）的“艾兰工厂”（Island Works）制造。在消防车的蒸汽发动机和压力泵上，都采用了椭圆形的旋转活塞。1855年9月10日至11日，在塞尼卡福尔斯举行的消防比赛中，这台消防车喷射出了两根直径为1.5英寸（约3.8厘米）的水柱，水平喷射距离达170英尺（约52米）。
蒸汽驱动的“海神号”消防车（1856年）
铺设电缆
海军部长已经下达命令，派遣美国汽船“尼亚加拉号”（Niagara）和“密西西比号”（Mississippi）今年夏季驶往英国，协助铺设纽芬兰和爱尔兰之间的海底电报电缆。“尼亚加拉号”是世界上最大的战舰，而“密西西比号”则是美国海军中马力最大的明轮汽船。至于英国政府将派遣什么样的船只来完成这项任务，我们尚未知晓。“尼亚加拉号”将在伦敦或利物浦接到一半电缆，另外一半电缆将放置在英国海军舰船上。很多日报都对这一事件给予了恰当的评价：“两大强国的战舰并非出于作战目的，而是为了完成连接两个半球的和平使命而在海上会合，这标志着人类文明的进步。”
电动机
我们承认，韦尔涅教授（Prof. Vergnes）的电磁发动机搭配了蒸汽锅炉后，的确杜绝了发动机电池爆炸的危险，但这款电动机不够简单也不够小巧，比蒸汽机加上其所有附件还要复杂。与许多功率超过20马力（约14.7千瓦）的蒸汽机相比，韦尔涅在水晶宫展示的大型电磁发动机携带了128节电池，机身和电池占据了很大的空间，而它所输出的功率据说还不到10马力（约7.4千瓦）［并且凭我们对现场操作的观察判断，它的功率甚至不到5马力（约3.7千瓦）］。
消防面具
如果房间的烟尘积聚到一定程度，在人体高度以上的空间，就没有足够的氧气可供呼吸。然而，通常在贴近地面的空间里，仍然有一些凉爽、新鲜的空气。利用这一条件，一种紧贴面部的供气式消防面具诞生了（见下图）。通过面具上附带的氧气管，人们就可以呼吸到新鲜空气——因为氧气管末端距离地板仅有1～2英寸（约2.54～5.08厘米）。
消防面具：保护消防员（1857年）
冷蒸汽
亨利·佩因（Henry Paine）的发明常令世人叹服，比如他发明的电动“水煤气灯”令太阳都黯然失色。日前，美国马萨诸塞州伍斯特市的《间谍》（ Spy ）杂志介绍了他的又一项伟大发明。简单说来，这项发明就是“冷蒸汽机”，它既不依靠锅炉制造蒸汽，也不必使水沸腾，而且装水的容器也不会变热。它将会取代具有安全隐患的巨大蒸汽炉。机器模型已在佩因的一些朋友面前展示过，他们对此表示赞赏。《间谍》杂志如此评价它：“这一装置太不可思议，只有亲眼见到才能让人相信。”
苯胺染料
4年前，英国著名化学家弗雷德里克·格雷斯·卡尔弗特（Frederick Grace Calvert）曾预言：“不久后，科学家将会从煤炭中提取极具价值的染料。”几个星期前，卡尔弗特向伦敦工艺协会展示了一种能与苔色素（一种植物染料）相媲美的蓝紫色染料。这种染料的最大优势在于，它遇光不会分解。现在，两位颇有前途的发明家威廉·亨利·珀金（William Henry Perkin）和阿瑟·赫伯特·丘奇（Arthur Herbert Church）已从煤焦油的碱中提取出这种染料。由于这种染料的类别很多，他们将其分为两类：亚硝基苯胺（nitroso-phenyline）和亚硝基萘胺（nitroso-naphthyline）。这些染料已尝试在丝绸染色中使用，染色速度很快。
电报的发明者
众所周知，英国人声称电磁式电报（magnetic telegraph）是由英国人惠斯通教授（Prof. Wheatstone）发明的。而跨越大西洋电报公司的成立，则让更多的欧洲人开始讨论，谁才是电报的真正发明者。法国巴黎的《通报》（ Moniteur ）认为，莫尔斯（Morse）虽不是电报原理的创立者，却是第一个将该原理投入实际应用的人。
电报的发明者： 虽然早在19世纪初，就有人开始研制电报，但实用电磁电报的发明，主要归功于英国科学家库克、惠斯通和美国科学家莫尔斯。1836年，库克制成电磁电报机，并于次年申请了首个电报专利。惠斯通则是库克的合作者。莫尔斯原本是美国的一流画家，出于兴趣，他在1835年研制出电磁电报机的样机，后又根据电流通、断掉时出现电火花和没有电火花两种信号，于1838年发明了由点、划组成的“莫尔斯电码”。
大西洋电报
8月16日晚，接收到英国维多利亚女王（Queen Victoria）电报的消息让整个美国疯狂。消息迅速传开，公告栏前挤满了蜂拥而至的人们。然而，起初民众十分失望，因为女王发送的信息只有一部分被送达，不过剩余的信息第二天就被收到了。这封皇家电报的开头是这样的，“致美国总统：对这一伟大国际工程的完成，女王向总统表示祝贺。”詹姆斯·布坎南总统（President James Buchanan）在他的回复中表示：“希望在上天的庇护下，沟通大西洋两岸的电报会成为维系同宗同源的国家间永久和平及友谊的纽带，这台神圣的机器将在全世界传播宗教、文明、自由及法律。”
越洋电报： 为了实现更快捷的国际通信，英国从1857年开始铺设世界第一条横跨大西洋，连接欧洲和北美的海底电报线缆。1858年8月5日，这条线缆铺设成功，英国女王维多利亚在11天之后（即8月16日），向美国总统布坎南发出第一封越洋电报，引起了全世界的关注。然而在两个月后，由于存在严重技术问题，这条线路便无法继续使用了。
建造中的怀南斯蒸汽船：这种设计虽有新颖之处，但无论怎样改进都不具有航海价值（1858年）。
无价值的船
我们曾在两周前提到，美国马里兰州巴尔的摩市的几位怀南斯先生（Messrs. Winans）正在建造新式蒸汽船。现在，我们根据照片来介绍这艘船的结构。推进器安装在船的中间，带有套筒防护装置，以防止漂流物以及停泊码头对船造成损坏。船体还将设有通风装置、烟囱和操舵室。但这艘船有个严重缺陷：没有帆，一旦机器出现故障，船就只能像圆木一样随波逐流。无论这艘船的构件有多么坚固，它的整体构造仍不稳定，在汹涌的波涛中，只能算一个漂浮在水中的圆桶（见上图）。
工业革命与铁制品：纽约金属栏杆公司（1859年）
工业时代
在美国，一种较新的工艺已经被应用到了栏杆、围栏、家具等铁质品的初加工中。尽管在很久以前，人们就知道熟铁比其他材料更坚韧，而且刷上漆后在露天情况下不易腐蚀，但按照实际需求，将铁柱或铁条铸造成美观、结实、耐用的各种器具，却因为需要投入大量人力而难以实现。因此只有靠天才发明家的努力，才能将熟铁推向实际应用。这样就催生了一些制造厂商的出现，比如纽约金属栏杆公司（见上图）。
专利代理
位于华盛顿的美国专利局可谓创新发明的宝库和不朽见证。由于很多发明人要为他们的发明寻求专利保护，而且专利申请需要申请人认真仔细地准备材料，因此“专利代理人”“专利律师”等职业应运而生。在与专利局的业务交往中，这些人就像法庭上的律师一样，扮演了非常重要的角色。说到《科学美国人》（ Scientific American ）的专利代理部，我们可以肯定地说，从1846年至今，在审查新专利的数量上，我们超过了美国其他任何专利代理机构。图片中展示的就是位于纽约的《科学美国人》专利代理部。
位于纽约的《科学美国人》专利代理部（1859年）
电灯灯塔
英国皇家学会会员法拉第教授（Prof. Faraday）描述了霍姆斯教授（Prof. Holmes）将电灯用于英国南福尔兰角灯塔的情况：“两台磁电机（利用永久磁铁产生磁场的小型交流发电机）安装在南福尔兰角灯塔内，每台机器都由一台2马力（约1.47千瓦）的蒸汽机驱动。除了机器磨损产生的消耗，其他的全部消耗都是用于产生光。这些物质消耗包括蒸汽机锅炉里的煤和水，以及灯塔电灯中的碳棒。”毋庸置疑，电灯比其他任何形式的光源发出的光都要亮，但它的消耗，却远高于通常方式中使用菲涅尔透镜和最好的煤油（透镜灯塔中，一般以煤油灯作光源，由灯塔负责人手动操作发条装置，转动透镜系统集中光线）产生的消耗。
内燃机
在法国，一个名叫艾蒂安·勒努瓦（Étienne Lenoir）的巴黎人展示的热力发动机引起了轰动。尽管勒努瓦的小店位置不佳，但每天都被好奇的人层层包围——上至王公贵族，下至贩夫走卒。《宇宙报》（ Cosmos ）和法国其他报纸宣称，蒸汽时代已经结束，瓦特（Watt）和富尔顿（Fulton，汽船的发明者）将很快被人遗忘——这就是法国人的行事风格。勒努瓦的机器是一种爆燃式发动机，在汽缸中以电火花引爆空气与氢气的或空气与照明气的混合气的方式，来推动活塞前后运动。这款发动机在实际应用中存在如下缺陷：运行时机身会振动，并不断聚积热量。虽然气体燃料比煤贵得多，但它非常清洁且易于使用，有一天必将广泛用于小型发动机——可以驱动缝纫机之类轻型机器的实用装置。
编者注：勒努瓦的发动机被认为是第一种具有实际商业价值的内燃机。
林肯的专利
最近，在专利局的日常事务处理中，一个浮船的专利模型引起了我们的注意。这项专利的发明者不是别人，正是美国新当选的总统林肯（Lincoln）。考虑到广大读者一定很期待看到这位杰出官员发明的装置，我们特意刊登了一张该模型的玻璃干版照片（见下图）。当然，在我们的读者中，能设计出更好的沙洲蒸汽浮船装置的机械工程师也许有好几千个，但他们中又有多少人能成功当选总统？
亚伯拉罕·林肯（Abraham Lincoln）发明的沙洲浮船（1860年）
差分机
伦敦博览会上还有一件神器，那就是巴贝奇先生（Mr. Babbage）那台伟大的差分机，它将实现二次式的计算，还能进行精确到小数点后7位的对数计算。拜伦勋爵（Lord Byron）的女儿洛夫莱斯伯爵夫人（Lady Lovelace）对这部机器的描述，促使斯德哥尔摩的舒尔兹（Scheutz）改进了机器。改进后的机器很快被英国政府买去，但没有在这次展会上展出——它正在萨默塞特宫，夜以继日地为民政局计算养老金和其他表格。
起锚开船
对于每一条驶入汹涌波涛中的船只来说，升降铁锚的齿轮都是保障安全行驶的重要装置。下面的版画展示的是一种形式独特、经过改进的齿轮装置。
无论帆船还是蒸汽船，水手都需要在船只出发前拉起铁锚。图中的起锚机获得了专利保护，它可以让这一操作更加快捷（1862年）。
升降梯
纽约州扬克斯的奥的斯兄弟（Otis Brothers）制造了一台设计巧妙又非常实用的升降梯，专供商店和库房使用。在升降梯平台与绳索连接处的上方，可以看到棘轮的齿，它被固定在平台的升降导轨上。这个设计相当重要，它能在升降装置或绳索发生意外时，保护货物和附近人员的安全。
编者注：到2012年，奥的斯电梯公司共有2,400万台升降梯在全球运行。
可驾驶的热气球
从发明至今，热气球只在政府组织进行的试验中体现了实际用途，那就是在军事行动中侦查敌人的位置。内布拉斯加的托马斯·肖先生（Mr. Thomas Shaw）致力于热气球实验，现在自认为已经找到了随意控制热气球方向的办法。如下图所示，热气球末端装有一部风扇或螺旋桨，可由驾驶员操作。
飞行实验：一种（至少从理论上说）更有用处的航空器（1863年）
胶片诞生前的相机
需要手眼协调的艺术创作有了一件价值不菲的辅助工具，名叫“暗箱”。这个箱子可把需要临摹的景物用镜头反射到几面镜子上，再由镜面投影到下方的白纸或画布上（最后再由人描画出来）。画家从暗箱侧面盖有幕布的开口伸手进去作画。这部装置最近刚刚获得了专利，它做工精良，外形优美。本刊的插画展示了它的全景立体图，以及一个学生用它来临摹纽约市政厅的情景。
暗箱：该装置将景物投射到纸张或画布上，再由一位艺术家用手工描画出来（1863年）。
首台录音设备
数月前，享誉巴黎学术界的爱德华-莱昂·斯科特·德马丁维尔（Édouard-Léon Scott de Martinville），公开演示了数场十分有趣的实验——留存（或者说捕捉）声音。他参考了成功运用于摄影中的技术，通过留声机结构，巧妙地将构成声音的空气波动（声波）固化下来，使人们可以看到这些复杂精细的波形。但一个棘手的问题是，机器无法把这些难以理解的语言，转换回产生它的那种在我们日常表达中使用的常规字符。
编者注：这台设备，如今名为“声波记振仪”，只能用来记录声音，却无法将声音播放出来。