电子科学发明家-第13部分

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评。汤姆生他们经过一番努力，发现是电缆的制造不合要求，绝缘层抗腐蚀　

性能太差，电缆在海水里浸泡一段时间以后就开始漏电，有的地方甚至完全　

断裂了。　

　　　　　大西洋海底电缆公司在第一条电缆的建造中，耗费了几十万英镑，最后　

还没有取得商业上的胜利，不少股东想打退堂鼓。汤姆生竭力宣传说，第一　

条海底电缆虽然寿命不长，但是证明了长距离海底通信是完全可能实现的。　

总经理费尔特也主张干下去。这位只比汤姆生大五岁的美籍负责人，在整个　

工程中起了中流砥柱的作用。由于公司内部意见分歧，加上资金困难，建造　

海底电缆的事情耽误了很久。后来，在政府的鼓励下，才开始制造第二条大　

西洋海底电缆。　

　　　　　1865年初，经过改进的第二条大西洋海底电缆制造出来了，汤姆生为它　

花费了不少心血。公司也吸取了第一次的教训，在制造过程中有关技术问题　

都先通过实验，证明可行以后再投入生产。当年六月，开始铺设第二条大西　

洋海底电缆。五年以前，汤姆生滑冰摔断左腿，成了瘸子。他行动不便，还　

是参加了远航，领导施工。这次沉放电缆的“大东”号海船，是一艘二万二　

千多吨的巨轮，有六根主桅杆，三个大烟囱，船身高大雄伟，比上次的“亚　

加墨娜”号壮观得多。俗话说，好事多磨。人们对这次沉放寄托了很大希望，　

想不到“大东”号航行到大西洋中部的时候，电缆又意外折断，坠进了四千　

米的深渊。不但沉放没有成功，连老本也赔上了。几年的心血付诸东流，汤　

姆生和同事们异常痛心。他们乘着空船返航的时候，每人脸上都挂着晶莹的　

泪花。　

　　　　　这次挫折损失惨重，公司当年就暂停了工作。同业们有的幸灾乐祸，有　

的表示惋惜。　

　　　　　有一天傍晚，总经理费尔特到海边去散步。他远远望见汤姆生拄着拐杖，　

面对着大海，夕阳映照着他的全身，象一尊古铜色的雕塑。　

　　　　　　“教授，您在想什么？”总经理走近汤姆生的身边，亲切地问。　

　　　　　　“海底电缆！”电气工程师凝视着大海。　

　　　　　　“是呀，我们已经付出了九年的代价，”费尔特感慨地说。　

　　　　　汤姆生转过脸来，情绪激动地回答说：“费尔特先生，只要再造出一条　


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电缆，我保证能够成功！”　

　　　　　　“您有把握吗？”　

　　　　　　“我相信大西洋阻挡不住人类的进步！”　

　　　　　汤姆生的精神感动了费尔特。公司鼓足了勇气，决定制造第三条海底电　

缆。　

　　　　　大家又开始了紧张的奋战。　

　　　　　第二年春天，第三条海底电缆终于制成了。　

　　　　　1866年四月，“大东”号再次启航，汤姆生还是担任电气工程师，主持　

第四次沉放。有志者事竟成，这次沉放完全成功。六月中旬，海底电缆的终　

端在爱尔兰登陆，很快就同美洲进行了通报，效果很好。永久性的大西洋海　

底电缆终于完成了，全部工程整整进行了十年！　

　　　　　公司受到这次成功的鼓舞，几个月以后就派“大东”号第三次出航，顺　

着第三次沉放电缆的路线，去寻找丢失的电缆。总经理费尔特和汤姆生两人　

亲自上船指挥。经过一个多月的紧张搜索，他们在大西洋中部把断裂的电缆　

打捞上来，然后再接上一段新电缆，一直延长到北美的纽芬兰岛。公司因祸　

得福，有了两条完善的横贯大西洋的海底电缆。大西洋海底电缆铺设成功，　

建立了全球性的远距离通信。它和电报的发明一样，是人类通信史上一座新　

的里程碑。汤姆生因为开辟大西洋海底通信的功绩，获得了很高的荣誉。就　

在1866年，他被英国政府封做爵士，1892年又被授给“开尔文勋爵”这个　

封号。以后，人们就称他“开尔文”。　

　　　　　一百多年过去了。今天，海底电缆仍旧是国际通信的一种重要手段。据　

统计，目前英美两国之间每年的通话量达到二千万次，其中有一半以上是通　

过海底电缆传送的。从这里，也可以看出开尔文当年工作的重大意义。根据　

最近外国的报导，1979年在英美之间铺设了一条最新的大西洋海底电缆，预　

计在1983年投入使用，耗资一亿英镑，由欧美十八个国家分担。这条电缆铺　

成以后，可以同时通四千路电话，还可以在欧美、加拿大之间进行计算机数　

据和电报信息的传送。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　他的伟大所在　



　　　　　开尔文在科学上的贡献是多方面的。三十岁以前，他就成了电磁理论的　

开路先锋和热力学的奠基人之一。尽管他没有登上理论的顶峰，却为麦克斯　

韦和赫兹开辟了道路。他是一名尖兵，一位伟大的科学向导。　

　　　　　在应用工程的很多互不相关的领域里，也能够看到他智慧的结晶。他当　

了五十多年教授，其实是当了五十多年工程师。他不善于教课，有人曾经这　

样描述过：“在他讲课的时候，学生实在没有办法听下去。有时，他想把声　

音提高一点，结果，反而发出了听不清的单音来。”他主持的格拉斯哥大学　

物理系，实际上成了应用工程系。他的很多工程发明，都是在这里的实验室　

里试制出来的。　

　　　　　大西洋海底电缆铺设成功以后，开尔文继续替海底通信研究新装置。他　

的后半生一直和大海联系在一起。1867年，他制成了海底电报自动记录器（又　

称做虹吸印码器）。这台新发明的记录器利用虹吸原理，用一根很细的虹吸　

玻璃管，把静电墨水吸到转动的纸筒上。虹吸管装在一个悬在强磁极间的线　

圈上。线圈接通电缆，信号电流通过电缆进入线圈的时候，虹吸管一端就发　


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生扭转，在纸筒上划出信号波纹来。这样，大西洋彼岸发来的电信号就可以　

自动记录下来了。在试制过程中，他还发明了圈转电流计等精密测量仪。　

　　　　　开尔文的发明专利使他有了很多收入，他渐渐成了富翁。但是他把大量　

的金钱都用在新的研究上。1870年，开尔文的弱不禁风的妻子害病死去。他　

们结婚十八年以来，感情很好，可惜她没有能够同汤姆生共享天年。妻子去　

世以后，开尔文买了一艘游艇，把全部精力放在航海研究上。他热爱大海，　

喜欢乘风破浪地航行。过去几次横渡大西洋的情景，给他留下了难忘的印象。　

开尔文以前在“大东”号上航行的时候，很留心罗盘常常受到铁壳船身干扰　

的情况。他用自己的游艇做试验，经过细心研究，发明了几种很轻便的改良　

罗盘，效果很好。他还发明了海水测深仪，研究过潮汐理论，并且用他的哥　

哥杰姆发明的计算器预测潮水的高度。　

　　　　　除了航海上的这些发明以外，开尔文对电学测量也很有贡献。他的镜式　

电流计不但成功地用在海底电缆通信方面，而且也是电学上的标准测量仪　

器。另外，他还发明了绝对静电计、双臂电桥、累积功率计等。这些工程上　

的发明，虽然没有一项是惊人的，但是对电学的发展都起了重要作用。电学　

的标准单位欧姆、安培的确立，也是在开尔文的推动下完成的。　

　　　　　要逐一列举开尔文在理论科学和应用科学方面的贡献是困难的。他一生　

做的工作太多太杂，因此有的传记作家说他“博而不专”。英国著名传记作　

家克劳塞曾经这样评论他：“开尔文就因为对科学思想缺少健全的直觉，所　

以不能在科学上完成更伟大的功绩。他能够翻过科学上丛山峻岭的一般障　

碍，可是一到达山巅，就不能想象云雾以外的情景了。他只知道近旁的一切，　

他在科学上没有远大的洞察力。他不能察觉光的电磁波属性已经孕育在自己　

的研究里了。”正因为这样，他走到真理面前，又几次失之交臂。开尔文的　

战功和失败，对今天的科学技术人员，还有值得借鉴的地方。　

　　　　　1896年，格拉斯哥大学隆重集会，纪念开尔文荣任教授五十周年。来宾　

有两千多人，包括从世界各地来的著名科学家。在纪念仪式上，来参加开会　

的人用最真诚的语言赞扬他的功绩。这位七十二岁的勋爵在答辞中却说：　

　　　　　我在过去五十五年里所极力追求的科学进展，可以用“失败”这个词来　

标志。我现在不比五十年以前，当我开始担任教授的时候，知道更多关于电　

和磁的力，或者关于以太、电和重物之间的关系，或者关于化学亲合的性质。　

在失败中必然有一些悲伤；但是在对科学的追求中，本身包含的必要努力带　

来很多愉快的斗争，这就使科学家避免了苦闷，而且或许还会使他在日常工　

作中相当快乐。　

　　　　　这一席话，使听众大为惊奇。作为一位举世闻名的科学巨匠、大西洋海　

底电缆的创造者，他一生发表了六百多篇学术论文，获得了七十种发明的专　

利，受到了二百五十多个学校和团体的敬仰，竟认为自己一生的事业可以用　

　“失败”两个字来形容。　

　　　　　这是一个在科学上从不满足的人的谦虚，也是他的伟大所在！　


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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　麦克斯韦和电磁理论　



　　　　　在科学史上，一些重大的理论，常常要靠许多人前赴后继、不辞劳苦的　

努力，才能创立起来。十九世纪，导致物理学爆发一场革命的电磁理论的创　

立，就是这样的。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始，经过法拉第的奠　

基，到理论的完成，前后经历了半个多世纪。最后完成这个理论的人，是英　

国杰出的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　父和子　



　　　　　麦克斯韦比法拉第小四十岁。1831年十一月十三日，他生在苏格兰古都　

爱丁堡，跟电话发明家贝尔　（1847－1922）是同乡。法拉第发现电磁感应恰　

好也在1831年。这一年就成了电学史上值得纪念的一年。　

　　　　　麦克斯韦的父亲约翰·克拉克·麦克斯韦，是个热衷于技术和建筑设计　

的律师，对麦克斯韦的一生影响很大。约翰·克拉克·麦克斯韦思想开通，　

讲究实际，非常能干。家里的大小事情，从修缮房屋、剪裁衣服到制作玩具，　

他样样都会做。他在爱丁堡附近的乡下有座庄园，麦克斯韦的童年就是在这　

座庄园里度过的。这个孩子从小喜欢思考问题，很受父母宠爱。小家伙跟着　

父母出去玩，一张小嘴总要不停地提出各种各样的问题。沿途所见，从路边　

的桑树、脚下的石块，直到行人的穿着表情，都成了他发问的内容。有些幼　

稚可笑的问题，常常把过路人也逗乐了。一次他们看见路旁停着一辆空马车，　

两岁的麦克斯韦突然问父亲：“爸爸，你看那辆马车为什么不走呢？”父亲　

信口回答：“它在休息。”“它为什么要休息呢？”“大约是累了吧，”父　

亲敷衍说。“不，”儿子纠正说，“它是肚子痛！”“不是肚子痛，是累了。”　

　“不是累了，是肚子痛！”儿子一口咬定。父亲忍不住笑了起来。后来，麦　

克斯韦稍大一点，提的问题更有意思了，比如“树木为什么向天上长”呀，　

　“蚂蚁会不会说话”呀。有一天，麦克斯韦的姨妈给他带来一篮苹果。小家　

伙缠住她问：“苹果为什么是红的？”姨妈被这个突然的问题难住了，一时　

不知道怎样回答才好。为了摆脱窘境，她就叫麦克斯韦去吹肥皂泡玩。谁知　

道这个主意更糟了。肥皂泡在阳光下呈现出美丽的五颜六色，使得麦克斯韦　

又惊又喜，向她提出了更多的关于颜色的问题。父亲见儿子对自然感兴趣，　

非常高兴，后来就带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座，当时他的个头还没　

有讲台高呢！约翰·克拉克·麦克斯韦本人是皇家学会的活跃分子，儿子跟　

随他经常出入科学界，受到不少熏陶。　

　　　　　麦克斯韦童年的欢乐是短暂的。他八岁那年，母亲患肺结核不幸去世。　

这种病在今天是不难治好的，但是在一个世纪以前的当时，却是不治之症。　

因为那时没有特效药，一个人得了肺病，就等于判了死刑。和麦克斯韦同时　

代的英国女作家夏洛蒂·勃朗特　（《简·爱》作者）三姊妹，贝尔的两个兄　

弟，都是因为患肺病夭折的。　

　　　　　母亲去世以后，麦克斯韦的父亲挑起了哺养、教育儿子的全部担子。他　

既是父亲，又兼做母亲，操了不少心。幼年丧母本来是不幸的，麦克斯韦失　

去母爱，性情渐渐变得孤僻、内向。他最大的快乐，是形影不离地跟着父亲　

走，给父亲当个小小的帮手。父子两人朝夕相处，相依为命，关系非常亲密。　

　　　　　麦克斯韦十岁那年，进了爱丁堡中学。中学的生活充满了喧闹和戏剧性。　


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他是在学期中间插班的，第一天上课就受到全班的嘲笑。几个调皮学生看到　

这个新来的同伴怯生、腼腆，直向他扮鬼脸。由于麦克斯韦童年一直在父亲　

乡下的庄园里生活，讲话有很重的乡土音。当老师点名叫他回答问题的时候，　

他刚一开口就引起哄堂大笑。有一次，大约因为发音太怪，连一位文质彬彬　

的女教师都忍不住笑出泪来。从此老师就很少提问他了。更糟的是，他的衣　

服全是父亲做的，与众不同。十九世纪英国的服装很讲究。妇女把华丽当做　

时髦。男人却讲究戴高筒礼帽，不论老少，脖子上还要围一条紧绷绷的硬领。　

麦克斯韦的父亲认为这不但系起来不方便，而且也不卫生。他不顾习俗，给