航海者的恩人——达伦

　　航海者的恩人——达伦
　　
　　作者/朱岭
　　
　　尼尔斯·古斯塔夫·达伦，是瑞典著名的物理学家、发明家。他的研究领域为机械工程的应用，由于发明用于灯塔和浮标的自动控制气体照明器，而获得1912年诺贝尔物理学奖。他被世人誉为“工程界中最难得的伟大人物”“航海者的恩人”。
　　
　　1869年11月30日，达伦出生于瑞典卡拉堡的斯滕斯托普。他的父亲忙于农业、园艺和牧场的工作，而达伦却倾向于工程事业。达伦通过自学，于1892年考入哥德堡的查默斯研究所学习，1896年作为一名机械工程师毕业。
　　
　　1900年，达伦和朋友创建了一家工程公司。就在这段时间内，达伦对乙炔储气罐发生了兴趣。因为原来的储气罐只要操作时稍有不慎，或者搬动时稍有震动，十有八九就会爆炸。这个危及生命财产的安全问题使达伦深感不安。他日夜实验，终于研制出一种新的材料——“阿加”（阿加一名的原文是aga，为乙炔储气罐英文的缩写）。达伦把乙炔溶解在丙酮中，再把这种溶液压入10个大气压的钢筒中，钢筒中填满多孔的物质“阿加”。这种储气罐即使受到强烈的冲击也无任何爆炸的危险，而它能存储比钢筒体积大100倍的乙炔气体。
　　
　　随着“阿加”的发明，达伦对乙炔储气罐的应用问题发生了兴趣。当时，随着国际商业交往越来越广泛，航海线路也越来越长，因而迫切需要既十分安全又经久耐用的种种服务于航海业的设备。对于航海安全来说，最重要的莫过于灯塔和照明浮标，它们的需要量也与日俱增。当时人们正在寻求增大这些设备中光源发光强度的方法，而且想方设法能使这些光源更容易识别。这两方面都要求提供满意的自动控制设备，一方面要有自动开关，使灯塔按某一频率闪光，另一方面要有自动调节器，在增大能耗功率的同时减少燃料的消耗。
　　
　　达伦在1904年着手研究这方面的问题。他利用乙炔储气罐中的乙炔作为能源，因为点燃它时放出的强光，只需持续三十分之一秒至十分之一秒的时间就能让远处的人看清。达伦设计了一种自动气阀，能够使乙炔气体在极短的瞬间放出一点来点燃，然后阀门自动关闭。阀门每3秒钟打开一次，每次形成极短时间的强烈闪光，以致每升乙炔气体可以产生几千次闪光。而以前用1升油气只能产生50次闪光。达伦利用他发明的无爆炸危险的乙炔储气罐作为灯塔和浮标的实用灯源。他设计的自动开关可以按照不同的频率启闭，使光源以不同频率发出瞬间的闪光，相邻两次闪光出现的间隙长短可用来识别不同用途的灯标。
　　
　　为了进一步节约灯塔中的乙炔燃料，达伦又在1907年发明了一种太阳能自动控制器，日出时就自动把频闪乙炔灯灭掉，日落时又自动将频闪乙炔灯点燃。这种控制器利用了差动膨胀的原理：黑色金属片吸收的辐射热比白色明亮的金属片多，它的温度升高得也多，因而当白天有日光时，它的膨胀也较大。反过来，在环境温度降低而冷却时，黑色金属片发射的辐射热较多，收缩也较大。达伦设计的太阳能自动控制器由封闭在一个玻璃泡中的四根金属条组成，中间一条涂黑，周围三条镀银，四条金属的上端都钉牢在一起。白天日出之后，黑色金属条吸收阳光，受热膨胀，由杠杆连动装置自动关闭气阀；黄昏日落时，黑色金属条收缩，由弹簧装置自动打开气阀。达伦发明的频闪开关和太阳能自动控制器，使乙炔燃料可节约原消耗量的百分之九十三。
　　
　　从此，在海中暗礁和险滩处就可建立无人管理的灯塔和浮标，由几罐乙炔储气罐终年发出报警信号。1907年以后，大多数沿海国家都采用达伦发明的这种设备。
　　
　　达伦是一个为科学事业可以牺牲一切的科学家。他在担任煤气贮存公司的总工程师时，曾多次不顾个人安危，悉心研究煤气的性能，终于发明了连接煤气贮存器的自动调节装置，为工程技术界解决了煤气贮存这一难题。
　　
　　1912年，达伦为了继续研究新的课题，在一次实验中，不幸炸瞎了双眼。然而他在双目失明后的24年里，一直兢兢业业，奋斗不息，以惊人的毅力同黑暗作斗争，为人类的发展和科学的进步贡献出毕生的精力。