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家、發明家。他的研究領域為機械工程的應用，由于發明用于燈塔和浮標的自動控制氣體照明器，而獲得1912年諾貝爾物理學獎。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。他的父親忙于農業、園藝和牧場的工作，而達倫卻傾向于工程事業。達倫通過自學，于1892年考入哥德堡的查默斯研究所學習，1896年作為一名機械工程師畢業。

1900年，達倫和朋友創建了一家工程公司。就在這段時間內，達倫對乙炔儲氣罐發生了興趣。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“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”的發明，達倫對乙炔儲氣罐的應用問題發生了興趣。當時，隨著國際商業交往越來越廣泛，航海線路也越來越長，因而迫切需要既十分安全又經久耐用的種種服務于航海業的設備。對于航海安全來說，最重要的莫過于燈塔和照明浮標，它們的需要量也與日俱增。當時人們正在尋求增大這些設備中光源發光強度的方法，而且想方設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備，一方面要有自動開關，使燈塔按某一頻率閃光，另一方面要有自動調節器，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，只需持續三十分之一秒至十分之一秒的時間就能讓遠處的人看清。達倫設計了一種自動氣閥，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生幾千次閃光。而以前用l升油氣只能產生50次閃光。達倫利用他發明的無爆炸危險的乙炔儲氣罐作為燈塔和浮標的實用燈源。他設計的自動開關可以按照不同的頻率啟閉。使光源以不同頻率發出瞬間的閃光，相鄰兩次閃光出現的間隙長短可用來識別不同用途的燈標。

為了進一步節約燈塔中的乙炔燃料，達倫又在1907年發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，因而當白天有日光時，它的膨脹也較大。反過來，在環境溫度降低而冷卻時，黑包金屬片發射的輻射熱較多，收縮也較大。達倫設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。達倫發明的頻閃開關和太陽能自動控制器，使乙炔燃料可節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，由幾罐乙炔儲氣罐終年發出報警信號。1907年以后，大多數沿海國家都采用達倫發明的這種設備。

達倫是一個為科學事業可以犧牲一切的科學家。他在擔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，終于發明了連接煤氣貯存器的自動調節裝置，為工程技術界解決了煤氣貯存這一難題。

1912年，達倫為了繼續研究新的課題，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，一直兢兢業業，奮斗不息，以驚人的毅力同黑暗作斗爭，為人類的發展和科學的進步貢獻出畢生的精力。