瑞典的科学革命

瑞典的科学“革命”发生于18世纪,当时的瑞典基本上是一个农业国家。16和17世纪,一批来自德国、苏格兰、荷兰、法国和比利时南部瓦龙地区(Walloon Region)的手工艺人,商人和工匠移民瑞典,带来了先进的科技。此外,丰富的铁、木材和水力等自然资源也推动了瑞典科学技术的发展。

1739年,瑞典皇家科学院(KVA)成立,标志着自然科学在瑞典的诞生。尽管此前,自然科学院就已在瑞典国内开展,但直到18世纪,这项研究才开始系统而有组织地进行。瑞典皇家科学院在成立之初遭遇了经济困难,然而从1747年10月开始,科学院通过年鉴的出版获得了稳定的经济收入。瑞典皇家科学院在年鉴上拥有独家出版权一直持续到1972年。

活跃在17和18世纪的科学家通常被之为“博物家”。他们在推动瑞典科学和技术发展上发挥了重要作用。下文介绍了当时著名的博物家。

前工业时代的瑞典创新

瑞典工业从19世纪70年代开始经历了史无前例的发展。1842年推出的义务教育制度显著提高了瑞典民众的阅读和书写能力,推动瑞典从农业国家转变为工业国家。在接下来的几十年里,许多在瑞典工业中发挥巨大作用的重要企业相继成立。这些企业主要生产工程产品,由于企业的巨大成功,企业的发明家和工程师也成为当时的英雄人物。他们中的许多人至今仍在全世界声名赫赫。

瑞典就人口而言是一个小国,因此企业在成立之初就不得不谋求在海外市场的发展。卓越创意和精确制造技术大大推动了瑞典工业的发展。此外,瑞典无须经历当时许多国家遭受多次战乱后的重建过程,这也使瑞典工业保持了快速增长。本国军事防御力量的建立为瑞典工业的发展作出了贡献,并为开发和测试新产品提供了机会。(由于无法获得有关资料,本书未介绍军事发明。)

这个时期成立的企业包括阿特拉斯•科普柯公司(Atlas Copco)、爱立信、ASEA(ABB的前身)、阿法拉伐(Alfa Laval)、AGA、瑞典斯凯孚轴承公司(SKF)、ESAB和山特维克(Sandvik).

阿尔弗雷德•诺贝尔(Alfred Nobel)

阿尔弗雷德•诺贝尔(1833-1896年)出生于瑞典首都斯德哥尔摩,9岁时间全家迁往俄罗斯圣彼得堡居住。他的父亲,工程师和发明家伊曼纽尔•诺贝尔(Immanuel Nobel)在当开设了一间工厂,专为俄国军队生产杀伤性地雷。当时的圣彼得堡是一座繁华的欧洲大都会,以丰富的文化、科学和社交活动而著称世界。诺贝尔一家的男孩们没有上学,而在著名大学的教授的指导下进行自学。他们的学习的内容包括人文和自然科学。除瑞典语外,阿尔弗雷德和他的兄弟们还学习了俄语、法语、英语和德语,此外他们也研究文学和哲学。

发明家、实业家和人道主义者阿尔弗雷德•诺贝尔为世人留下了丰富的创造发明。他一生中共获得了355项专利,其中绝大部分是炸药领域的发明。

诺贝尔的创新发明

雷管 诺贝尔在圣彼得堡时就开始了硝化甘油的生产和应用。1864年,诺贝尔在自己31岁时返回斯德哥尔摩。同年,它在斯德哥尔摩取得了硝化甘油引爆雷管的专利权。这项突破性的发明使硝化甘油需求量推动了这种挥发性“爆炸油”的大量生产。然而,诺贝尔设在斯德哥尔摩南城赫内勒堡的工厂在1864年发生的一次爆炸事故中毁于一旦。事故中有五人丧生,其中包括诺贝尔最年轻的弟弟埃米尔•奥斯卡•诺贝尔(Emil Oskar Nobel)。事故发生后,阿尔弗雷德•诺贝尔坚持了硝化甘油生产技术的开发,并不断改进雷管的设计,以期更有效、安全地生产和应用这种炸药。

黄色炸药(硝化甘油炸药) 阿尔弗雷德•诺贝尔不断试验在硝化甘油中混合不同物质以提高“爆炸油”的稳定性。最终,他发现了硅藻土(一种特殊的沙土)这种有效的混合物质。1866年,他推出了“诺贝尔安全炸药”,即黄色炸药。其后,黄色炸药在圣戈特哈德隧道、纽约地铁、巴拿马运河等多项爆破工程中的成功应用使诺贝尔在全世界声明远扬。

爆炸胶(葛里炸药) 诺贝尔坚持对硝化甘油进行研究和开发,并于1875年发明了一种名为“爆炸胶”的新型炸药。这种混合炸药由93%的硝化甘油和70%的火棉(硝化纤维素溶解于醚)构成。爆炸胶能将两种活性物质以稳定、安全的方式进行混合,较硝化甘油更具爆炸威力,可用于水下爆破。

无烟炸药(巴里斯悌炸药) 数年后,诺贝尔在硝化甘油的基础上发明了一种爆炸威力超过黑火药的无烟炸药。无烟炸药为军队武器装备带来了革新。

人造材料 诺贝尔在开发炸药的同时也从事了许多其它项目的研究项目。他在黄色炸药上的研究工作为一系列人造材料的发明问世开启了方便之门。1876-1890年间,他使用硝化纤维素作为基本原料独自研发出人造橡胶和合成皮革的生产工艺。

1894年,诺贝尔获得了一项将硝化纤维素应用于人造皮革、合成橡胶、线、漆和油漆生产的综合专利。这项专利被许多人认为是诺贝尔取得的最具前瞻性的专利之一。直到20世纪20年代,市场上才出现了其它合成漆产品。

1892年,瑞典化学家罗伯特•斯特拉莱那特(Robert Strehlenert)同诺贝尔取得联系。他希望运用硝化纤维制造人造丝的发明创意引起了诺贝尔的兴趣。斯特拉莱斯那特在一间实验室内开始了人造丝的研制。诺贝尔终生同斯特拉莱那特保持了合作关系,两人的合作获得了巨大的成功。

诺贝尔奖

阿尔弗雷迪•诺贝尔的卓越发明天赋及在商业上的远见卓识为他创造了巨大的物质财富。依靠多项发明专利,诺贝尔建立起自己的企业王国。他共在20个国家设立了90间工厂,这些工厂的产量逐年上升,从1867年的两吨一直增加到1895年的6万吨。诺贝尔的个人财产估计超过三千万瑞典克朗。他在遗嘱中将财产的大部分用于成立基金会及投资于低风险证券,其中3150万瑞典克朗(这笔资金约相当于今天的15亿瑞典克朗)作为诺贝尔基金会的启动资金。

诺贝尔宣布其余财产每年产生的利息将“以奖金形式颁发给上一年度中在物理、化学、生理学或医学、文学及和平领域为人类创造最大福祉的个人”。

1968年,瑞典银行在庆祝成立300周年之际为纪念阿尔弗雷德•诺贝尔成立了瑞典银行经济学奖,并承诺每年向诺贝尔基金会提供一笔等同于一项诺贝尔奖奖金数额的资金。

阿尔弗雷德•诺贝尔的遗嘱引起了全世界的广泛关注,因为将数额如此庞大的财产捐赠给科学和慈善事业绝非寻常之举。有人曾批评诺贝尔奖的国际化性质,认为诺贝尔奖应有瑞典人独自分享,但这种观点显然与阿尔弗雷德•诺贝尔作为世界主义者的宽广胸怀相去甚远。此外,诺贝尔家族的某些成员对遗嘱提出了异议,遗嘱涉及的法律和管理事宜也有待一一解决。但是在经历了漫长的等待后,第一届诺贝尔奖最终于1901年颁发。

诺贝尔奖是公认的世界最高荣誉。它不仅激励了诺贝尔奖得主和候选人在各自领域中不断取得新成就,更为在全世界宣传和推广科学、文学成就以及人道主义精神发挥了重要作用。

电话听筒

拉斯•马格努斯•埃里克森(Lars Magnus Ericsson,1846-1926年)曾是一名铁匠学徒。1872年,他在获得海外留学奖学金后前往德国和瑞士深造。1872年-1876年间,他一直在德国和瑞士学习电气工程学。海外留学结束后,埃里克森成立了“L•M•爱立信公司”,专门从事精密仪器的生产。爱立信在技术和管理上均表现出过人的天赋。1878年,爱立信公司开始研制电话,并于1881年在市场上推出了公司生产的第一部电话。同年,他为瑞典中部地区北雪平的50条电话线路提供给了中文交换机。爱立信公司在其后的岁月中不断推出新设计和产品。尽管爱立信最初使用的一批电话机为国外进口产品,但很快爱立信公司的产品就垄断了瑞典国内的电话机市场。

1886年,埃里克森和一位名叫亨里克•塞德格伦(Henrik Cedergren,1853-1909年)的珠宝商共同开发出第一台电话自动交换机。斯德哥尔摩公共电话公司(由赛德格伦在1883年成立)在爱立信技术的帮助下,使得1885年的斯德哥尔摩成为当时世界上人均拥有电话最多的城市。

爱立信公司从成立之初就非常重视产品出口,并为要在俄国、芬兰、挪威、丹麦、荷兰和英国拓展出口业务。公司不仅在国外设立分厂,还在全世界范围内建立电话交换局。尽管埃里克森的主要成就来自于他对企业的英明领导,他在开发交换机和铺设电话网络上对当时的电话技术也作出了诸多改良。1885年,埃里克森发明了电话听筒。

19世纪90年代,随着公司的先进技术不断引起了国际社会的关注,爱立信在国外成立了一系列附属企业。当爱立信公司真正成长为一家国际化大企业后,埃里克森于1903年从公司领导岗位引退。此时,爱立信公司已制造了40多万台电话机及其设备。

可调节扳手

尤汉•彼得•约翰森(Johan Petter Johansson,1853-1943年)的发明生涯始于孩提时代。在经历了不同技术领域工作的磨炼后,他于1886年创立了自己的公司,由于他的公司从事维修业务,他和助手在工作时不得不经常携带适用于各种螺丝钉和螺帽的不同扳手。1888年,他发明了“万用扳手”(可调节管钳),1892年,第一种可调节螺母扳手宣告问世并获得了专利权。尤汉•彼得•约翰森共拥有118项发明创造,其中许多发明应用在全世界范围并一直沿用至今。

尤汉•彼得•约翰森逐渐从维修业转向建造和制造业。1914年,他将公司的大部分股票出售给Bahco公司的附属企业B.A.Hjort公司。山特维克公司目前已制造了1亿多把可调节扳手,而且生产仍在继续。每年,全世界约出品4千万把由

尤汉•彼得•约翰森的另一项重要发明是三重亮度(Triplex)灯。这种可调节亮度的灯发明于1919年,是现代可调节台灯的前身。同年的约翰森成立了专门生产三重亮度灯的工厂,并在1943年逝世以前一直亲自领导该厂的管理事物。

拉链

森贝克(1880-1954年)在1900年发明了拉链。尽管从19世纪开始市场上出现了各种类色拉链的扣件,但森贝克发明的拉链则是第一种性能令人满意的设计。

现代的拉链设计于1914年在美国获得专利。这种拉链由两根装有金属齿状物的棉带组成,拉动棉带上的拉环可开合齿状物。森贝克在获得拉链专利时已移居美国,并在当地开办了一间拉链生产厂。

自森贝克设计发明的拉链问世后,拉链的外观并未发生显著变化。唯一的变化出现于20世纪70年代,当时,拉链上原有的金属齿被塑料齿所替代。然而,塑料拉链没有金属拉链坚固耐用,即使在今天,大多数的拉链仍以棉布和金属材料制成。此外,以“维可牢”搭裢(Velcro)代替拉链的尝试也未能获得良好反响。

家用真空吸尘器

第一台电动真空吸尘器大约在1880年于美国发明问世。这台安装了风箱和曲轴的吸尘器由于体积庞大,使用相当不便。从那以后,吸尘器的设计开始向轻巧、易于使用的方向不断发展。1910年,埃伯哈德•西格(Eberhard Seger,1854-1923)制造出一种体积较小的家用真空吸尘器。

西格成立了Salus工厂,专门生产由他发明的真空吸尘器。此外,他还同Lux公司(该公司其后同伊莱克斯公司合并)进行了合作。1912年,首批真空吸尘器面市。

真空吸尘器的设计不断得到改进。1913年,Lux公司获得初步的相关专利,并最终在1915年得到了一项完整的真空吸尘器的专利。这个型号的吸尘器安装有电扇,能将灰尘经由安装在活动软管底端的喷嘴,吸收到由布制成的灰尘收集袋中(这同今天使用的吸尘器非常相似)。吸尘器仅重19公斤,占用空间极少,因而便于在家中使用。

真空吸尘器迅速得以推广,并成为现代家庭中的常用电器之一。迄今为止,真空吸尘器仍是伊莱克斯的主要产品之一。

现代单体式冰箱

第一台家用冰箱Domeir于1913年在美国芝加哥问世。从那时起直到1916年的这段时间内,美国市场上出现了十几种不同品牌名称的冰箱产品。这些冰箱大多数由安装了冷却管的绝热容器和制冷设备这两个分体式的独立部件构成,其中的制冷设备通常安装在住宅的地下室中,使用亚硫酸作为冷却剂。

现代单体式冰箱的发明是冰箱发展史上的一次革命。瑞典工程师贝尔采•冯•柏拉腾(Baltzar von Platen,1898-1984年)和卡尔•蒙特(Carl Munters,1897-1989年)运用“热生冷”的原理成功研制出现代冰箱。在他们发明的冰箱中,冷却剂(氮)在密闭系统中吸收热汽化(沸腾)后使冰箱内部温度降低,从而达到制冷效果。氮蒸汽被水吸收后被泵再度抽回冰箱的汽化器内。现代冰箱引起了瑞典及全世界人们的浓厚兴趣,甚至连阿尔伯特•爱因斯坦(Albert Einstein)也对贝尔采•冯•柏拉腾和卡尔•蒙特的发明及制冷理论留下了深刻的印象。

伊莱克斯公司于1925年开始制造和生产现代冰箱,新鲜食物长久保鲜的梦想终于得以实现。1930年随着冰箱价格的不断下跌,冰箱日益普及。同年,HSB这家全国性房屋开发公司在它建造的公寓中将冰箱列为常备家用电器。

1926年,美国通用电器公司开始制造密封压缩机部件。1939年,第一台具有两种温度范围选择的冰箱问世,从此冷冻食品可保存在专门的冷冻柜中。

卡尔•蒙特在伊莱克斯公司一直工作到1936年。他坚持从事发明创造,并将毕生精力投入到对加热和制冷问题的钻研。早在20实际30年代,他已研制出一种泡沫塑料,他完成的其他成功发明包括除湿器、空调、空气洗涤器、冷凝塔、热交换器和水净化设备等。

卡尔•蒙特于1989年与世长辞,享年92岁。他在一生中共获得一千多项发明专利。

球面滚子轴承

轴承在机械技术的发展历史上扮演了关键角色。尽管滚子轴承的使用年代最早可追溯至中世纪,但瑞典发明家和实业家斯万•温奎斯特(Sven Wingquist,1876-1953年)则被公认为现代滚子轴承的发明者。1907年,他发明了球面滚子轴承。瑞典工业、特别是瑞典轴承公司(Svenska Kullager Fabriken)公司在滚动滚子轴承的发展上发挥了重要作用。瑞典轴承公司由温奎斯特一手创建,在国际上简称SKF。

铁路和有轨电车技术为轴承的应用开辟了广阔的天地。1923年,瑞典国家铁路局首次在火车上使用了球面滚子轴承和径向滚子轴承。

C型轴承 最常用的球面滚子轴承室C型轴承,由SFK公司的阿维德•帕姆格瑞(Arvid Palmgren)在1948年发明。同较早时期的轴承不同,C型轴承具有对称滚子,其两端的厚度相同。此外,非固定的轴承座或保护架能使滚子保持正确的运行轨迹。

C型轴承的一个优点在于它能承受类似汽车在转弯时产生的轴向扭力。在承受轴向扭力时,具有对称滚子的C型轴承能确保所有滚子轴承承受相同负荷,并且轴承外圈会向内圈轴向运动。与过去的固定轴承座不同的是,松动的轴承座能和滚子共同运动,从而使轴承在承受轴向扭力时并未增加滚子两端的压力或摩擦力。由于上述特点,C型轴承同早期的轴承相比能承受更大的负荷,在扭曲的情况下也不例外。

CC型轴承 CC型轴承为自调心滚子轴承。该轴承能显著降低法兰档边的摩擦力,是由哥德堡SKF公司的工程师马格努斯•凯尔斯托姆和莱夫•布鲁姆奎斯特在1972年发明。CC型轴承能在较小的分布面积上减少摩擦力的产生,从而降低轴承的运行温度。此类轴承无需经常润滑,转速较快并且使用寿命也较长。

无轴轮轴 1972年,SKF公司推出一种全新的车用轮轴轴承。有斯图尔•阿伯格(Sture Aberg)发明的这种轮轴轴承无需使用轴,由双列角接触轴承构成,特别适用于汽车的前轮驱动。无轴轴承不仅自身成本较低,并可降低汽车组装的成本。

CARB™轴承 CARB™轴承室马格努斯•凯尔斯托姆发明的一种新型滚子轴承。它结合了其它各类轴承的优点,能承受更大的轴向负荷和侧向推力,具有极高的承载能力。

利乐包装

1951年,利乐公司推出的利乐纸包成为纸盒饮料包装上的一次革新。利乐纸包附有塑料外膜,可用于包装牛奶,果汁等非碳酸饮料,其发明人是埃里克•瓦伦伯格(Erik Wallenberg,1915-1999年)和鲁宾•劳辛(Ruben Rausing,1895-1983年)。利乐纸包的发明灵感来自于美国牛奶出售时使用的图蜡纸盒。劳辛在看到这种纸盒后,渴望自己有一天能够发明出更价廉物美、环保卫生的纸质包装。

1944年,埃里克•克伦伯格设计发明一种被用于利乐传统包的四面体形状包装。这种四面体形状包由一张附有塑料外膜、围成圆柱形的纸构成,两端经加压密封,密封形成的两条压逢则互成直角。利乐传统包的四面体形状非常适合堆放和贮存。

利乐四面体包装诞生于1944年成立的Akerlund&Rausing公司,并最终在创建于1951年的利乐公司中得以发扬光大。当时,利乐公司制造了一种可持续向纸包内罐装奶酪或牛奶的无菌包装系统。随着利乐无菌包装在市场上推出,消费者们终于拥有了一种可供家庭使用的简易、便捷的牛奶包装。

1952年,瑞典制奶业首次采用了利乐包装,60年代后期,利乐包装产品风行全世界,利乐公司也在包装技术上不断取得新的突破。1963年,公司推出了“利乐砖”包装。利乐致力开发包装机械,并将包装技术推广到其它应用领域。

利乐公司在60年代中期步入正轨,随后一直保持了发展势头。2005年,644亿多升液态产品通过利乐包装行销全球。

萨博SAAB涡轮增压发动机

尽管涡轮增压发动机在赛车中的应用已有许多年的历史,但由于其维养不便,性能不稳定及耗油量大,涡轮增压发动机一直未能在大批量生产的普通汽车中推广普及。

1976年,萨博•斯堪尼亚集团(Saab Gadefelt)开发了可应用在普通客车中的涡轮增压发动机。他改进了原有涡轮增压技术,使发动机中的涡轮增压器能在汽车需要额外动力的情况下(如超车或在高速公路上行驶时)自动启动。萨博随后制造了第一辆安装有涡轮增压发动机的普通轿车。涡轮增压发动机吸引了全球媒体的普遍关注,她所引起的媒体关注超过了萨博历次公关活动结果的总和。

萨博此后继续革新涡轮增压技术。1984年,萨博在大规模生产的汽车中安装了配备16阀门和涡轮增压器的四缸发动机,从而成为全球最先安装此类发动机的汽车制造商之一。

萨博的涡轮增压技术为众多汽车制造企业所采用,今天大多数汽车中均安装有涡轮增压发动机。

移动电话通信技术

移动电话通信的基本技术诞生于20世纪50年代。当时的移动电话尽管设备简陋,通信范围较小,但却显示出光明的应用前景。1968年,奥斯腾•马基泰洛担任了爱立信移动电话通信技术研究团队的负责人。当时,尽管移动电话通信技术还前途未明,但所有人都梦想着有朝一日能拥有一支移动电话。

随着体积较小的电子元件和集成电路的开发问世,全球范围内紧锣密鼓地展开了一场发明第一代无线电话的竞赛。1976年,马基泰洛的研究小组制定出适用于所有人的NMT(Network Management Technologies)无线电话网络标准。这套标准并非以当时已有的技术为基础,而是着眼于未来几年可能出现的新技术。

马斯泰洛研究小组制定的标准获得了巨大的成功。20世纪80年代初,NMT系统为现代移动电话通信技术带来突破。新闻媒体在NMT系统推出时宣称“真正可随身携带的手机终告问世”。瑞典在移动电话通信技术的发展上发挥了主导作用。NMT系统问世之后,新一代GSM(Global System for Mobile Communication)网络标准的研究工作也随之开始。

90年代中,爱立信公司利用其在移动电话通信技术上取得的先发优势成为世界上主要的移动电话系统供应商。不过在这个发展异常迅速的市场上,爱立信的领先地位最终被其他更专注于消费市场的移动电话制造商夺走。

瑞典的斯德哥尔摩在1885年已成为世界上人均拥有电话最多的城市,而在100多年后,瑞典又成为世界上人均有用移动电话最多的国家。爱立信公司在瑞典移动电话通信技术的发展上居功至伟。奥斯腾•马基泰洛目前仍就职于爱立信公司,负责领导了一系列移动通信的研发项目,其中包括GSM、RDS(用于移动广播的计算机系统)、MBS(寻呼机技术)和双频技术(使移动电话在不同宽带之间实现交换的技术)。

三点式安全带

尼尔斯•布林(Nils Bohlin,1920-2002年)在萨博公司飞机部分担任技术员时,曾参与改进了著名的J35“龙式”战斗机的弹射椅。1958年,他从航空业转入汽车业,并在沃尔沃(Volvo)公司担任了新的工作。

当时,座椅安全带已成为某些车型的标准配置。不过这些安全带均属于两点式安全带,或从臀部两侧挂到腰部,或斜穿过身体固定。此类安全带在汽车发生碰撞的情况下,仍然无法有效地防止乘客滑出安全带和被甩出汽车的危险。

布林是沃尔沃汽车公司的首任安全工程师,他的工作就是改进安全带的设计。经过研发他最终发明了三点式安全带:三点式安全带的一根织带缚住身体,一根跨过臀部固定,安全带的固定点则位于两个座椅之间。这种安全带能在汽车发生撞击时保持在原有位置,使撞击产生的巨大力量在人体最坚固的胸腔和较灵活的盆腔之间分配,从而保护了人体腹部的柔软器官,三点式安全带在所有测试中均表现出良好的效果,并于1959年在沃尔沃公司在其投向北欧市场的轿车中成为前座的标准配置。沃尔沃公司随即开始了三点式安全带在美国市场上的开发。

1968年,大型美国汽车制造企业在其出品的所有轿车中相继采用三点式安全带作为前座的标准装备。从那以后,三点式安全带在全世界得到推广,拯救了成千上万乘客的生命,并使无数乘客免于遭受可能导致残疾的伤害。尼尔斯•布林和沃尔沃公司凭在开发和宣传三点式安全带上作出的贡献荣获了一系列荣誉。

1989年,尼尔斯•布林被收入安全名人录。一家西德专利机构在几年前庆祝成立100周年时,将三点式安全带评选为人类最重要的八大专利之一。布林成为在汽车历史上同爱迪生(Edison)、本茨(Benz)和狄赛尔(Diesel)等比肩的传奇人物。

根据美国国家高速公路交通安全局保存的数据显示,三点式安全带在保护人类安全上发挥了至关重要的作用。20世纪80年代,三点式安全带平均每天可挽救11条生命,仅在美国,三点式安全带平均每两小时可挽救1条生命,一年可挽救4000条生命。

今天,所有汽车制造企业在其出品的汽车中均使用布林设计的三点式安全带。三点式安全带已成为汽车安全性能最重要象征之一。

后向式儿童安全座椅

贝提•奥德曼教授(Bertil Aldman,1925-1998年)在交通安全和生物力学领域作出了哦开拓性的贡献,凭借他发明的世界上首个后向式儿童安全座椅,奥德曼教授的声名远播全世界。

1957年,瑞典几家全国性研究组织组成联合委员会,对交通安全进行研究。当时瑞典国内的交通事故逐日上升,委员会希望委任一名医生接手这项研究。奥德曼向委员会表明了他的兴趣,并获得委派对安全问题开展研究。

研究在安全带、交通事故和受伤乘客治疗几个领域展开,并对当时市场上所有应用于成人和儿童的汽车安全系统进行了测试。由于当时人们对儿童在车祸中能够承受的压力大小所知甚少,研究表明现有的安全系统不足以保护人身安全,特别是那些供儿童使用的安全系统。大多数儿童安全系统根本无法达到预期的压力承受标准。

在一次美国举行的研讨会上,奥德曼看到了一份有关宇航员在宇宙飞船起飞和降落时应当如何摆放身体的材料。这份技术书指出,由于宇宙飞船在加速或减速过程中产生的力量相当于一次交通事故,宇航员在此期间应当面朝上平躺在地面,以使整个身体和头部同时吸收力量,而且宇航员的身体和头部在整个加速过程中都不得发生移动。

奥德曼认为这个方法可能也适用于乘坐汽车的儿童。1963年,他研制出后向式儿童安全座椅的原型,并在一次环绕斯德哥尔摩的旅行中让自己最小的儿子试验试用了这种儿童安全座椅。后向式儿童安全座椅在问世后很快投入了生产。1988年,瑞典通过一项法规,规定儿童在乘坐汽车时必须使用后向式儿童安全座椅。法律实施后,瑞典国内儿童在车祸中受伤的事故显著减少。由于幼儿的颈部相对于头的重量而言过于细弱,在汽车发生撞击时必须对幼儿的头部实行充分的保护,而后向式以外的其它类型安全座椅并不适于保护三岁以下儿童的头部,这促使瑞典颁布了强制使用后向式儿童安全座椅的法律。

贝提•奥德曼还同他人合作开发了供三岁以上儿童使用的安全坐垫。其它国家也发明了同类儿童安全产品。

全自动吸尘器

以超声破控制的全自动吸尘器是世界上首类大批量生产的家用自动吸尘器。它具有正常、快速和定制三种设置,并能自动返回充电卡座进行充电。如果在吸尘器的电量耗尽时清洁工作尚未完成,吸尘器可在充电两小时后继续进行清洁。清洁完成后,全自动吸尘器将自动转为“休眠”制式。

伊莱克斯公司在1997年第一次推出了全自动吸尘器的模型。今天,该产品已上市销售。佩尔•雍格伦(Per Ljunggren)领导的一支由50人组成的研发小组发明了全自动吸尘器。吸尘器的外形从三叶虫这种史前动物上获得灵感,吸尘器也因此被命名为“三叶虫”。“三叶虫”的独特设计在世界上吸引了极大关注,并成为斯德哥尔摩国立艺术博物馆的展品。《百年历史中的百种设计——20世纪创新设计》一书将“三叶虫”评选为1997年最令人兴奋地产品设计。“三叶虫”全自动吸尘机的外形由因尼斯•雍格伦(Inese Ljunggren)设计。

心脏起搏器

内科医生儒尼•艾尔姆奎斯特(Rune Elmqvist,1906-1996)研制的电池驱动的小型心脏起搏器可在心脏自然起搏信号过于微弱的情况下刺激心肌收缩,维持心跳。

早在19世纪初,医生们都梦想着有朝一日能够通过电脉冲信号加快心率,这个梦想终于在20世纪50年代实现。1958年,儒尼•艾尔姆奎斯特研制了世界上第一个心脏起搏器。由于体积小,这种心脏起搏器可通过手术植入到人体体内。当年,由奥克•赛宁教授(Ake Senning,1915-2000年)在斯德哥尔摩卡罗林斯卡医院实施了世界上第一例心脏起搏器植入手术。艾尔姆奎斯特和赛宁有着多年合作历史。他曾在1948年为赛宁制作了一种除颤器,可打断心脏的异常搏动并使之恢复正常的心跳泵血。

据说,第一个心脏起搏器由一个咖啡杯的杯底制造而成,其直径为55毫米,厚16毫米,起搏频率为每分钟72次,电刺激的时间为2毫秒。艾尔姆奎斯特能够发明心脏起搏器得益于瑞典从国外进口的首批硅晶体管。他总共用了14天就完成了心脏起搏器的制作。

现代的心脏起搏器一般重14至40克,可通过局部麻醉手术植入到患者体内。起搏器的电极通过静脉同心脏相连。现代心脏起搏器的频率可利用遥测技术根据患者个体的需要进行调整。调整时,医生使用程控装置以无线电波形式改变心脏起搏器的频率。科学家如今正在开发一种可自动感应患者需要的心脏起搏器。

心脏起搏器的电池使用寿命目前最长可达10年,此后,可以更换电池。也可使用再充电式的心脏起搏器。心脏起搏器的应用已帮助许多患者恢复正常生活。迄今已有100多万名患者在体内植入了心脏起搏器。

儒尼•艾尔姆奎斯还在1948年发明了可记录心跳快速变化的医用喷墨式心动记录仪(Mingograph)。心动记录图的原理被用于后来的心电图机,其改良型号目前仍在使用。

β-受体阻滞剂

20世纪60年代早期,三家瑞典制药公司的研发部分相继投入了对人体受体机制的研究,并最终发明了一类可治疗多种疾病的新型药物-β-受体阻滞剂。肌体的细胞活动受不同“信号”物质控制,这些信号物质通过细胞中的“工作站”(受体)对细胞活动实现控制。研究人员对能够寻找受体(或对受体有“亲和性”并能刺激细胞增加细胞活性)的物质进行研究,开发出可改善诸如心脏等特定器官功能的药物。

这项有关受体的研究催生了一系列重要药物,其中包括治疗心绞痛药物心得舒Aptin(1965年)、对心脏无不良副作用的抗哮喘药物博利康尼(Bricany 1966年)和用于降低血压的选择性β-受体阻滞药美托洛尔Seloken(1970年)。

心得舒(Aptin)是治疗心血管系统疾病的一种药物,能保护心脏不受剧烈刺激的伤害。情绪上的巨大压力或重体力劳动会对心脏造成剧烈刺激。此事,人体血液中的肾上腺素或去甲肾上腺素的水平(或两者同时)会升高。肾上腺素属于激素,去甲肾上腺素则是一种信号物质,这两种物质的分子都能同一种名为β-受体的受体位点发生结合,从而对心脏产生刺激作用。β-受体阻滞剂的分子同样也能同β-受体结合,但却不会激活受体。由于受体收到阻滞,肾上腺素或去甲肾上腺素无法再与受体结合,故此无法对心脏产生刺激作用。

心得舒有哥德堡制药公司的三位教授阿恩•布兰德斯托姆、汉斯•柯罗蒂和本特•阿布莱德发明。

博利康尼(Bricanyl)是瑞典有史以来最成功的药物之一,由隆德市Draco制药公司的研究人员谢尔•惠特灵和雷夫•斯万森于1966年开发研制。这种药物可扩张肺支气管和小支气管,从而减轻了哮喘患者的呼吸困难。20世纪60年代,研究人员普遍认为作用支气管的药物都会对心脏活动产生副作用。然而,Draco制药公司的亨利•佩尔森(Henry Persson)在研究医学文献时发现曾提到有一种药物对支气管的作用要大于对心脏的作用。这使Draco公司对这种药物展开了细致的研究,并最终促成了博利康尼的问世。到1969年,研究人员完成了药物的合成,并开发了药品的大批量成产技术。在对药物副作用进行测试并经过一系列全面的动物实验和在人体上进行临床观察后,博利康尼终于迎来了上市的一天。

美托洛尔(Seloken)是用于治疗心脏疾病的选择性β-受体阻滞剂,能降低血压及阻断心脏痛觉传导。它的主要优点在于通过增加心脏的供氧量,减少心脏病发作造成的伤害并预防心脏病的再次发作。Seloken是最重要的降压药物之一,患者能年复一年地服用而不至产生严重的副作用。Seloken由哥德堡的Hassle制药公司研制开发,其发明者包括阿恩•布兰德斯托姆、阿维德•卡尔森、斯蒂格•卡尔森、汉斯•柯罗蒂、拉斯•艾克和本特•阿布莱德。

血液透析机

隆德大学的尼尔斯•奥沃尔(Nils Alwall,1904-1986年)和莱纳特•奥斯特格伦在1965年发明了透析机。透析机的用途是代替功能受损或经手术切除的人体肾脏完成滤过功能。透析时,透析机与患者的血管连接,血液经过透析机得到过滤。正常人的肾脏能将血液中含有有害物质虑入尿液。在透析中,由透析机将人体血液中含有的有害物质清理到体外。

人体在分解营养物质的同时,也产生废物。人体的肾脏能清除这些经进入血液的废物。此外,肾脏也可能过滤血液中的多余液体,调节血液的PH水平。肾脏另一部分功能是促进红细胞的生成。肾脏是人体赖以生存的重要脏器。随着透析的发明问世,即使肾脏失去功能的患者也能维持相对健康的生活。

透析还可应用在某些紧急情况下(如患者中毒或在等待进行肾脏移植手术),以帮助清除血液中有损肾脏的毒素。透析能防止尿毒症的发生,增加患者康复的可能性。

第一台透析机于1968年正式投入使用,从那以后,透析机已经帮助成千上万的患者恢复了较正常的生活。今天,全世界有20万名患者正在接受这项发明提供的透析治疗。透析机的主要制造企业是总部设在瑞典南部隆德市的金宝公司。该公司在40多个国家设有分支机构,为全世界700所医院和诊所的5万多患者提供服务。