资中筠:当年美国发明家是如何艰苦奋斗的

选择字号:   本文共阅读 2253 次 更新时间:2018-06-05 19:25:51

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资中筠 (进入专栏)  

  

   如今的汽车从少年到老人都能驾驶,用钥匙一开,踩油门起动,视为当然。人们已经忘记,早年的汽车是在车外用手摇曲柄发动的,既费力又危险。不解决这个问题,汽车永远只能是一种富人雇司机开动的时髦豪华玩意儿,无法普及。所以自动起动器的发明导致了汽车工业的革命,从而造成了汽车的普及,使之成为公认的带动经济发展的龙头之一。这个自动起动器的发明者就是查尔斯·凯特林(Charles F. Kettering)。

   我开始知道这一名字是因为美国有一家研究型的公益基金会——“凯特林基金会”,与中国社科院有着十几年的合作关系,而且我是最初参与建立这一关系的人之一,十几年中差不多每年都合作举办研讨会。但是说来惭愧,我从未过问过基金会的创始人是何许人,直到去年应邀在凯特林的故乡,美国俄亥俄州代顿市(凯特林基金会的总部),做了一段时期的研究,才“发现”了这位早已载入史册的大发明家。代顿市有以他命名的社区、医院,有他的故居和最初的实验室,博物馆中有专馆介绍他的事迹,还有不止一本他的传记。

   实际上,凯特林的重大发明决不止于汽车工业,他在20世纪前半是同爱迪生齐名的发明家,我们今天习以为常的许多生活必需品,如电冰箱、家用空调等等,都与凯特林的发明有关。他一生拥有或与人共同拥有140多项专利(一说200项)和30多家大学的荣誉博士头衔。他的发明往往貌似平常,却在关键时刻解决关键问题,将生产力大大推动一步。他的出身、个性和创业的道路在当时的美国是有代表性的,也正是他们这样的一代人造成了美国的高速工业化,在我国却其名不彰,所以值得特别介绍。

  


   查尔斯·凯特林(Charles Frankline Kettering,1876-1958)生于美国俄亥俄州路登维尔的一个普通农家。与那个时期美国许多后来发迹的人物一样,少年时期经历了艰苦的岁月。兄弟姊妹五人,都是边上学,边帮助家里做农活,靠着自己的意志和劳动,是家里唯一离乡上大学的。因童年得过猩红热造成严重弱视,加上经济拮据,几度辍学,到1904年在俄亥俄州立大学电机系毕业已是28岁。

   在学校推荐下,进入了 “全国现金记账机公司”(简称NCR)工作。这是他辉煌一生的起点。现金记账机是当时一个名不见经传的小业主为了杜绝商店售货员私扣售货款而发明的,开始并未受到注意,后来一位独具只眼的商人帕特森(John H. Patterson)看中了它,把这项发明买过来,开办了NCR公司,将这种机器不断改进,迅速在全国推广。

   帕特森是载入史册的企业家,为现代营销方法的先驱。他以记账机为中心成立了一个发明研究部,广揽创新人才,研究部的负责人迪兹(Edward Deeds)后来也是著名的企业家。凯特林就是迪兹延聘来的,两人一拍即合,迪兹的商业才能和凯特林的发明精神相结合,从此成为长期合作的伙伴。

   此外凯特林还幸运地得到一名理想的助手,能够不厌其烦地把他活跃的思想付诸实施。这样,一边有人管营销和财政事务,一边有人在工程上落实他层出不穷的点子,他可以专心致志于研究思考,这真可谓天作之合。

   凯特林在NCR完成的第一项重要发明就是在记账机上装电动机,以代替麻烦的手摇装置。这看似简单,却极不容易,需要突破许多难关:既要体积小到能附在记账机上,又要有足够的马力能一按电钮把抽屉弹出来,还要及时自动断电、自动充电,并保证计算准确无误,最后,造价必须低廉以便推广。

   凯特林以破纪录的短时间研制出了符合上述条件的廉价、简便电动记账机。一投放市场立即大行其时,迅速推广到全世界。不久以后,他根据银行的要求加以改进,又研制出更为复杂的银行出纳机。直到被电脑取代之前,几十年间这两种机器几乎独霸全世界的商店和银行——包括中国在内(我就在商店见到过)。直到20世纪80年代,NCR一直是俄亥俄州的几大支柱企业之一。凯特林在NCR的5年中成就了4项重大发明和无数小创新,成为他发明生涯的开端,所以他称NCR为“我的研究生院”。

  


   1909年,凯特林决定辞职,与迪兹合作正式开办了“迪兹工程实验公司(Deeds Engineering Laboratory Company,简称 DELCO)”,全力从事汽车研究。在DELCO期间完成了两项重大发明:先是改造汽车的点火装置,然后就是划时代的汽车自动起动器。

   用电动发动机代替手摇的想法在凯特林脑中已存在很久,但是提不上日程,因为马力足够大而又体积小到足以装入汽车引擎内的电动机,被认为根本没有现实可能性。一个意外事故成为契机:凯迪拉克汽车公司的老板勒兰德的好友在摇老式汽车的发动手柄时不幸被手柄反弹击伤致死。

   凯特林先已发明的点火器就是首先装在凯迪拉克汽车上的,他乘此机会向勒兰德提出用电机代替手摇发动的创意。也许是丧友之痛促使勒兰德打破成见,他立即表示支持,说如果能及时研制出来,就用于明年的新型凯迪拉克汽车。

   就这样,DELCO在凯特林带领下在最后限期之前一星期,1911年2月17日这一天,正式向凯迪拉克汽车公司交出第一台货,通过了在所有凯迪拉克汽车上试用,宣告这一发明成功。勒兰德亲自驾驶感觉良好,立即提出1万2千台订货,用于凯迪拉克1912年全部新产品。后来凯特林说,在试验最艰难的时刻勒兰德始终不渝的信任是对他宝贵的精神支持。

   从点火装置到自动起动器,说来容易,其研制过程却是万分曲折艰难,到处是险滩。特别是为了适应市场竞争必须限期完成,凯特林和他的同伴们夜以继日地工作几乎达到了生理的极限。他们的实验室是借用迪兹家农场的谷仓(那时的代顿是个小镇,周围大部是农村)。

   凯特林用自己的全部积蓄1500美元买了一辆卡迪拉克轿车以及必要的零件和工具。试验车停在仓库楼下,工具室在二层阁楼,夏天闷热难忍,楼梯陡而窄。凯特林就在这样的条件下一天无数次奔走于上下楼之间,拆装那辆汽车,试验他研制的新装置。在初始阶段他的助手也是业余自愿的,后来由一名助手发展到由十几名全职或半业余的、各类专长的人员组成的小组,他们都亲切地称凯特林为“凯老板”,从此这一绰号伴随他终身。

   每一项新创造都要经过无数次试验、失败、改进。即使在实验室试验成功,在加工和使用过程中也经常会出现技术上意想不到的难题。不论白天黑夜,一个电报,凯特林就得赶最近的一班火车到现场,把有毛病的零件拿回来,苦苦思索问题所在,改进加工后坐下一班火车送回去。

   在相当一段时期,奔波于代顿(实验室)——芝加哥(配件加工厂)——底特律(凯迪拉克汽车公司)之间,以至于他戏称自己的地址是“236号车厢,下铺4号”,检票员都认识他,偶然忘了带车票也可放行。 有时他也自己开汽车来回,还发生过在大雨滂沱中翻车造成骨折,以及仅有的一辆装有全套新起动器的汽车因车库失火而被烧坏等灾难性的事故。这些困难都被凯特林和他的同事们以超人的毅力一一克服,就这样,汽车工业堪称划时代的革命就在那简陋的仓库中诞生了。

   凯特林一直坚持DELCO应保持科学试验室的性质,不愿变成加工厂。但是如果说新型点火装置还能找到加工厂的话,那种史无前例的电动起动器在当时没有一家工厂有现成的技术条件,也没有制造商敢于接手1万2千台这样规模的订货。事实上,当时电机界对这一新产品的疑虑还很顽固,许多专家都认为这已超越公认的电机原理的界限。

   于是凯特琳和他的团队只能化整为零,分别找几家工厂加工零部件,而主要部分非自己生产不可,成立加工部势在必行。凯特林和迪兹尽其所有,把房产、人寿保险单、乃至专利权,甚至与凯迪拉克的合同等等,都作了抵押,向银行贷得一笔启动资金,以12名员工和一间租来的小厂房起家,开始生产。

   这是以身家性命作孤注一掷,试验成功与大规模生产毕竟不是一回事,有许多未知数,如果不能如期交货,后果不堪设想。在不到一年中,又经历了许多技术上的险情,这一关总算过去,以后就渐入坦途。继凯迪拉克之后,许多汽车都开始用自动启动器,欧洲也发来订单。其结果是汽车的需求陡增,从第一台起动器出台后的5年内,美国汽车的销售和生产增加了7倍,从此开始了汽车工业持久发展的时代。DELCO 也搬出了谷仓,建立了工厂和实验室相结合的颇具规模的企业。仍由迪兹实际负责一切行政和经营事务,他和凯特林各自的特长互补,相得益彰。

   1916年,通用汽车公司开始组建,DELCO 应邀以900万美元的估价完整地加入该公司,凯特林和迪兹继续负责这一部门。第一次世界大战结束后,通用汽车公司在DELCO的基础上成立研究部,请凯特林任主任,后来兼任副总裁,并参加董事会,他就在那里工作直到1947年退休。

   对凯特林说来,只要让他专注于研究、创造,在哪里都是一样。他日后回忆,还是认为“谷仓时代”是黄金时代,因为在那里他经历了最艰辛的日子,迎战了最大的挑战,也尝到了创业的欢欣。现在“迪兹谷仓(Deeds Barn)”那所房子仍在代顿市,成为供人参观的历史遗迹。

   在以后的岁月里,凯特林对改进汽车的新发明不断,其中重要的有快速干燥喷漆,把等待喷漆干燥时间由两星期缩短到几小时,解决了生产瓶颈问题,同时也使汽车告别单一的黑色,有了各种漂亮颜色。其余如轴承、排挡、阀门启动装置、风扇皮带、金属结构以及各种零件的耐疲劳程度等等,无不在凯特林的领导下难题一个一个解决,工艺得到不断的改进。20世纪上半期现代汽车工业的每一步发展都有他的印记。

   凯特林的兴趣是多方面的。他总能从日常生活中看到新发明的契机。由于篇幅关系不能一一列举,这里只能略举几件汽车以外的发明以见一斑:

   •可移动小型发电机,使美国广大农村早在1913年,远在中央发电厂的电网覆盖之前就用上电,把农业生产和生活现代化的进程提前了好几年。

   •改良汽油。找到了适宜的添加成分-四乙基铅(tetraethyl lead),生产出乙基汽油(ethyl gasoline)解决了抗爆问题。在此基础上研制出了最早的飞机综合燃料,并不断改进,使飞机引擎的动力提高一大步。在第一、第二次大战时,对美国空军战斗力的提高起很大作用。

   •对航空工业的贡献:除上述燃料油外,航空的地空之间无线电通讯、飞机用仪表操纵以及无线电控制航线等新事物的初创,都有凯特林的参与。一战结束后他还研制成功了第一架悬臂式平翼机(all-cantilever wing),也是美国第一架有自动起落架的飞机,现在这架飞机陈列于密歇根州的爱迪生博物馆。

   •柴油发动机,1934年第一辆柴油机火车在俄亥俄的柏林顿铁路线运行。

•氟利昂用于制冷,替代当时使用的易燃的二氧化硫和有毒的甲基氯化物(methyl chloride)从而使家用电冰箱得以普及,(点击此处阅读下一页)

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文章来源:一枚石头

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