塞缪尔·皮尔庞特·兰利：错失天空的科学家

1903年10月7日，史密森学会秘书目睹他毕生的夙愿从波托马克河上的一艘平底船弹射器上坠入水中，用一位目击者的话说，就像“一把灰泥”。他在12月8日再次尝试。机器在离开轨道时解体。九天后，来自代顿的两位自行车修理工在基蒂霍克实现了起飞，而兰利的名字被永久地列入了“几乎成功”的行列。对于一位其另一项发明能够探测到十万分之一度温差的人来说，这是一种不公正的命运。

没有学位，只有借书证

他于1834年8月22日出生在马萨诸塞州的罗克斯伯里，就读于波士顿拉丁学校并毕业于波士顿英语高中，这就是他正规教育的终点。没有大学经历，没有博士学位，也没有师从伟人的学徒生涯。他通过波士顿的图书馆自学进入科学领域，担任土木工程师，最终说服对方获得了一份哈佛大学天文台助理的工作。此后，他转往美国海军学院担任名义上的数学教授，实际任务是将学院废弃的天文台恢复工作状态。

出售时间的天文台

1867年，他成为阿勒格尼天文台台长及宾夕法尼亚西部大学（后为匹兹堡大学）的天文学教授。当时天文台财政窘迫。兰利的解决方案是该世纪最具创意的科学创业举措之一：他建立了阿勒格尼时间系统，一套精确的授时标准——包括时区——通过4713英里的电报线路分发给美国和加拿大的铁路公司，并出售这项服务。这些收入维持了天文台直到1883年的运作。天文学家一直负责报时；而兰利发明了如何为此收费。

他还擅长绘图。他1873年利用天文台的十三英寸望远镜绘制的太阳黑子图像，至今仍是太阳天文学史上被复制次数最多的图像之一。

能够感知十万分之一度的仪器

1878年，兰利制造了辐射热测量计，它改变了人类对辐射的认知。该装置的描述极其简单——两根细金属条、惠斯通电桥、电池和检流计——但性能惊人：它能够记录摄氏十万分之一度的温差。凭借此仪器，他将测量范围深入到红外线领域，绘制了无人能及的太阳辐射强度带，并追求着困扰他数十年的问题——太阳实际上向地球传递了多少能量，这对天气和生命意味着什么。

其影响远远超出了他的生前。他对大气二氧化碳的红外测量数据被斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）用于计算，奠定了温室效应科学的基础。美国国家航空航天局（NASA）的地球辐射收支实验及其云与地球辐射能量系统仪器是辐射热测量计的直接后继者，仍在测量兰利着手测量的东西。

史密森学会秘书

1887年，他成为史密森学会的第三任秘书，一直担任该职至去世，并创立了史密森天体物理台。他现在拥有了一个国家平台，并利用它去追求当时没有受人尊敬的科学家愿意涉足的领域。

飞行起来的“空中航行器”

兰利在职业科学家中几乎是唯一相信机械飞行可行的人。他系统地完成了这项工作：测量升力和阻力，解释翱翔鸟类的力学原理，建造他称之为“空中航行器”（aerodromes）的蒸汽动力无人模型。1896年5月6日，25磅重的5号空中航行器飞行了2300和3300英尺——大约是之前任何重于空气的飞行器所达成成绩的十倍。同年11月11日，6号空中航行器飞行了超过5000英尺。见过他的鲁德亚德·吉卜林（Rudyard Kipling）回忆起“一位老先生，他设计了一种由微型闪蒸锅炉发动机驱动的模型飞机”，它“在试飞中飞行了超过二百码，然后坠入了波托马克河的水中”。

他理解当时的人们所不理解的东西。1902年，他阐述了诱导阻力的反直觉结论：“尺寸和重量固定的飞机，飞得越快，所需的推进功率就越小。”

未能成功的“大航行器”

战争部在1898年给了他50000美元，史密森学会又追加了20000美元——这是一笔巨款，远超莱特兄弟所花费的总额。全尺寸的“大航行器”拥有钢丝支撑的串联机翼、佩诺（Pénaud）尾翼、安装在波托马克河平底船上的弹射发射器，以及主要由他的助手查尔斯·曼利（Charles Manly）设计的出色50马力发动机，曼利还自愿驾驶它。莱特兄弟的飞机仅靠十二马力就完成了飞行。兰利的机器缺失的是任何控制横滚的手段。

1903年的两次发射都在弹射时失败了。值得注意的是，曼利两次都安然无恙地走了出来。报纸毫不留情，兰利放弃了该项目。1905年6月，他发现史密森学会的一名会计威廉·卡尔（William Karr）一直从机构中挪用公款，作为回应，他拒绝领取自己的工资。同年11月他中风了，前往南卡罗来纳州的艾肯康复，并于1906年2月27日因第二次中风去世，享年71岁。他被安葬在波士顿的森林山公墓。

屈辱在他死后依然存在。1914年，格伦·柯蒂斯（Glenn Curtiss）卷入与莱特兄弟的专利诉讼，重建并短暂飞行了“大航行器”，史密森学会利用这一噱头声称兰利的机器是“第一架载人飞机……能够进行持续自由飞行”。历史学家弗雷德·霍华德（Fred Howard）称这一说法是“纯粹的谎言”。

为什么塞缪尔被称为天才

可以提出两种不同的论点，但只有一个成立。强有力的论点是工具性的。辐射热测量计是实验天才的杰作：一个将人类感知能力扩展了几个数量级的设备，由一个没有科学学位的人利用普通元件制造而成，并且其灵敏度使它的读数在一百五十年后仍然支撑着气候科学。制造一台能够测量无人能够测量的仪器是科学界最罕见的天才之一，而兰利具备这种能力。加上在整个专业领域将其视为疯子时，仍严肃对待重于空气的飞行，并且进行真正的空气动力学测量而非修补的智力胆识。

弱势的论点是航空方面的，它经不起审视。兰利的机器在无人驾驶时能飞，有人驾驶时却失败了，因为他解决了升力和动力问题，却忽略了莱特兄弟认为的核心问题：控制。他没有建立任何控制横滚的方法，从不给飞行员留有余地的弹射器上起飞，也从未学会驾驶任何东西。在拥有五倍资金和四倍动力的情况下，他输给了两名理解实际问题所在的修理工。值得注意的是，在幸存的记录中，没有同时代的人用“天才”一词来形容兰利；史密森学会转而制造了一个关于他优先权的谎言，这是一种糟糕的替代品。他是一位一流的实验物理学家，但却是一位拙劣的交通工具工程师。

遗产

在他失败的航空领域，他的名字无处不在：NASA兰利研究中心、兰利空军基地、三艘以“兰利”命名的美国海军舰艇、内华达山脉的兰利山、史密森学会的兰利金质奖章，以及1963年入选国家航空名人堂。以太阳辐射照度单位命名的“兰利”（langley），默默纪念着他本应被铭记的成就。