金屬探測器：救總統(tǒng)失敗 進(jìn)化后挽救了更多人

日常生活中，我們經(jīng)常與金屬探測器打交道。公共場所常配備有門狀的金屬探測器，負(fù)責(zé)安全檢查的工作人員只要手持一個(gè)便利的小機(jī)器在你身側(cè)輕輕一掃，就能精確地將金屬物件定位。

這項(xiàng)發(fā)明不僅給我們提供了安全和便利，同時(shí)在工業(yè)上也有廣泛的應(yīng)用，可以說是非常成功的發(fā)明。

常見的金屬探測器安檢（securityprousa.com）

然而，追溯起來金屬探測器誕生，卻是一個(gè)徹頭徹尾的敗筆。背后的故事也許會讓很多人吃驚。

從總統(tǒng)刺殺事件說起

早在18世紀(jì)中期，在淘金熱時(shí)代，就有科學(xué)家和商人夢想著要發(fā)明一種可以定位地下金屬的機(jī)器，然而一直沒有成功。由于科技水平有限，當(dāng)時(shí)還沒辦法創(chuàng)造出探測距離足夠遠(yuǎn)、效率足夠高的金屬探測器。

人類歷史上第一個(gè)投入實(shí)際應(yīng)用的金屬探測器和采礦業(yè)其實(shí)完全沒有關(guān)系。它的誕生可能要追溯到1881年7月2日華盛頓的總統(tǒng)被刺殺時(shí)。

那一天，當(dāng)時(shí)就職還不到4個(gè)月的美國總統(tǒng)詹姆斯·加菲爾德（James Garfield）在火車站遭到槍擊，襲擊他的人是一個(gè)患有精神病的潦倒律師。

加菲爾德總統(tǒng)挨了兩槍，一槍擦過了手臂，一槍則穿過他的后背打斷了他的肋骨，并深埋在他的腹部里。

12位外科醫(yī)生團(tuán)團(tuán)圍住總統(tǒng)，各種手術(shù)器械探查傷口，都沒辦法找到子彈，子彈不取總統(tǒng)的性命危在旦夕。

加菲爾德總統(tǒng)（Wikipedia）

換在今天，X光就可以輕松定位子彈的位置，但是那時(shí)并沒有x光。

正巧前幾天（6月25日）大發(fā)明家貝爾（Alexander Bell）畫了金屬探測器的設(shè)計(jì)草圖，此刻為了挽救總統(tǒng)的性命，只能盡快將草圖變現(xiàn)，制作出了現(xiàn)代第一個(gè)可用的金屬探測器。

貝爾1881年6月25日畫下的金屬探測器的設(shè)計(jì)圖（govst.edu）

失敗的救命稻草

7月26日，貝爾帶著他的金屬探測器套裝風(fēng)塵仆仆地趕來，可以說是及時(shí)雨，這個(gè)治病策略也讓各位愁眉苦臉的醫(yī)生們松了一口氣。

可是這個(gè)金屬探測器在總統(tǒng)身上使用的時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)信號非常不穩(wěn)定，顯示子彈位置也不確定。

死馬當(dāng)活馬醫(yī)，醫(yī)生選擇了其中一個(gè)位置開刀，卻沒有找到子彈，探測器的方案就這樣宣布失敗了。

貝爾的金屬探測器（scitechantiques.com）

可是為什么會失敗呢？貝爾的發(fā)明其實(shí)在理論上是可行的，在探測器里裝著一個(gè)能夠產(chǎn)生磁場的通電線圈。

有金屬靠近磁場就會發(fā)生變化，這個(gè)變化可以通過一個(gè)附加的磁力計(jì)檢測出來。當(dāng)磁力計(jì)檢測到異常的時(shí)候，聽筒里就會發(fā)出噪音，通過聆聽聽筒就可以知道有沒有金屬的存在。

原來，總統(tǒng)腹部的子彈沒辦法找到，是因?yàn)榭偨y(tǒng)躺在一張內(nèi)部含有金屬彈簧的床上，彈簧干擾了探測器，導(dǎo)致了信號的不穩(wěn)定。

在床邊尋找子彈的示意圖（historycollection.co）

可惜的是，當(dāng)時(shí)并沒有找到這個(gè)原因?？偨y(tǒng)肚子里的子彈遲遲取不出，情況一天比一天惡劣。

9月19日，苦熬了兩個(gè)多月的加菲爾德總統(tǒng)因?yàn)閭诟腥径攀?，他?5千克急速消瘦到了59千克，去世的時(shí)候子彈還在腹內(nèi)。

貝爾（Wikipedia）

金屬探測器的進(jìn)化

盡管貝爾的金屬探測器沒能拯救總統(tǒng)的性命，但它確實(shí)是一個(gè)可用的儀器，并且很快被投入軍事用途，用以尋找和清除地雷。

兩次世界大戰(zhàn)期間，金屬探測器挽救了許多人的生命，即便是在戰(zhàn)后，歐洲也大規(guī)模地使用金屬探測器來尋找未爆炸的炸彈。

廣泛用于戰(zhàn)場的金屬探測器（kingdetector.com）

與之同時(shí)，也有人發(fā)明了另一種形式的金屬探測器，這個(gè)人名叫格哈德·費(fèi)舍爾（Gerhard Fisher）。

費(fèi)舍爾經(jīng)常使用無線電機(jī)器，而他發(fā)現(xiàn)每次只要在礦石豐富的地區(qū)使用無線電的時(shí)候，信號總是會失真。他

一開始覺得儀器壞了，但后來意識到是無線電和金屬之間形成了干擾，于是便試著用這個(gè)原理來制作金屬探測器。

1925年，費(fèi)舍爾獲得了第一臺便攜式金屬探測器的專利。

和貝爾的金屬探測器相比，費(fèi)舍爾的金屬探測器更加優(yōu)秀。貝爾利用的是電磁感應(yīng)，探測距離很小、而且信號相對很弱、很費(fèi)電、機(jī)器也很笨重，而費(fèi)舍爾的無線電探測器則在任何方面都勝過他。

現(xiàn)代的便攜式金屬探測器源自費(fèi)舍爾的模型，后來也經(jīng)過了不少發(fā)明家的改進(jìn)，變得更加輕便、靈敏和易于使用，成為了現(xiàn)代生活不可或缺的高效工具。

食品工廠里正在經(jīng)過金屬探測器的面包（foodengineeringmag.com）

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參考文獻(xiàn)：

1. "The Death of President Garfield, 1881". www.eyewitnesstohistory.com. Retrieved August 3, 2019.

2. Grosvenor, Edwin S. and Wesson, Morgan. Alexander Graham Bell: The Life and Times of the Man Who Invented the Telephone. New York: Harry N. Abrahms, Inc., 1997.

3. Graves M, Smith A, and Batchelor B: Approaches to foreign body detection in foods, Trends in Food Science & Technology.