交通信号灯的发明

交通信号灯是我们每天经过十字路口的时候都会看到的，“红灯停、绿灯行”是大家从小就熟稔于心的交通规则。那么交通信号灯到底是谁发明的，是从什么时候开始出现的呢？

19世纪初，在英国中部的约克城，女性通过不同颜色的着装来表示不同的身份。其中，着红装的女人表示已婚，而着绿装的女人则是未婚。后来，人们受到红绿装的启发，将其应用于交通控制中。1868年英国伦敦第一次尝试对交叉路口的交通进行管控，当时由警察手工轮流变换指挥旗帜，称为旗语。

随着第一批美国制造汽车的出现，20 世纪初的美国城市，经常会见到自行车、畜力车、汽车和行人共用一条街道和公路的情形，交通事故频繁发生。许多早期的交通信号灯就在这一时期相继出现了。1910 年，芝加哥的厄内斯特•西林（Earnest Sirrine）申请的美国US976939 号专利也许是第一个自动交通管控系统，该系统使用无照明的“停止”和“继续”作为指挥信号。

1914年在美国俄亥俄州的克里夫兰市出现了第一台电力驱动的交通信号灯——“电气信号灯”。随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，第一盏名副其实的三色灯（红、黄、绿三种标志）于1918 年诞生，它是三色圆形的四面投影器，被安装在纽约市第五大道的一座高塔上，由于它的诞生，城市交通大为改善。

值得一提的是黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，当年他怀着科学救国的抱负到美国深造，在美国通用电器公司任职。一天，他站在十字路口等待绿灯信号，当他看到绿灯正要通过时，一辆转弯的汽车擦身疾驰而过，险些酿成事故。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红灯与绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯成为一个完整的指挥信号家族，遍及全世界的交通领域了。中国最早的马路红绿灯，于 1928 年出现在上海的英租界。

1923年，加勒特•摩根（Garrett Morgan，1877-1963年）发明了一种成本低廉的可以通过机械连接远距离手动操纵“停、走、全停”定位功能的T形柱交通信号灯。摩根于1922年以“交通信号灯”为名提出专利申请，1923年获得美国US1475024号专利权，如图11-1、图11-2、图11-3所示。在他的发明中对“交通信号灯”描述为：“本发明涉及交通信号，特别是适合于两个或两个以上的街道相邻交叉路口，并且能手动操作用于指挥交通……另外，我发明的这一个交通信号灯，可以很容易和便宜地制造出来。”与早期的交通信号灯相比，摩根的交通信号灯更适合批量生产和应用。摩根的交通信号灯是一个 T 形结构的立柱，能够发出三种交通指挥命令“停、走、全停”。我们从摩根的专利说明书附图（图 11-2）中可以了解到，摩根信号灯的正面结构图呈十字形，右上、左下、右下方分别是摩根信号灯发出“全停、走、停”三种交通指令时的信号灯正面图。在信号灯立柱下方有一个摇柄，可以通过摇动该摇柄来控制交通信号的发出。当全停指令发出时，行人可以安全的通过道路路口。另外，摩根为了方便夜间指挥交通，还给交通信号灯安装了灯泡，灯泡位于信号灯臂杆的中心，这样就可以将臂杆上的交通指令照亮，方便行人夜间也能看到交通指令。

通过检索专利文献，我们发现后来的发明人从摩根的发明中得到技术启示，并在此基础上进行了新的发明创造。一件是 1954 年，名为“（停车）保护信号设备”的美国 US2669705 号专利，如图 11-4、图 11-5 所示，该发明涉及一种可便携式的设备，用于放在汽车的后面，以提醒道路上行驶的其他车辆注意小心通过，不要撞到停靠车辆或其他人员。这个设备借鉴了摩根发明的 T 形结构设计，两翼和中间一共有 3 个红色的灯，正面图的指令是“注意”“通过”，后视图的指令是“危险”。另一件是 1974 年名为“路口交通管理设备”的美国 US3798592号专利，如图 11-6、图 11-7 所示，该设备的两翼可以根据需要伸展和折起，将其安装在道路交叉路口，通过不同角度的旋转，可达到交通管理指挥的技术效果。

可见，摩根发明的交通信号灯成为后来各种类型交通信号设备的基础。为使自己的发明发挥更大的价值，摩根还将自己的发明申请了加拿大 CA256093 号专利，使其产品在加拿大获得保护。之后，摩根的手摇信号灯交通管理设备被推广至整个北美地区使用，直到被目前全球使用的自动的红色、黄色和绿色的交通信号灯所取代。后来摩根将他的交通信号灯的专利权以 40000 美元的价格出售给美国通用电气公司。1963 年，在摩根去世前不久，他因为交通信号灯的发明获得美国政府的嘉奖。

虽然交通信号灯是摩根最重要的发明，但是并不是他唯一的发明。摩根是一位伟大的发明家和成功的商人，他还发明了很多改变人们生活的物品，例如染发膏、直发器、一种用于手动缝纫机的曲线缝纫附件等。他还成立了摩根精炼公司以推广销售自己发明的产品，让专利转化成为经济价值。

在三角内衣厂大火后，摩根发明了可以保证安全呼吸和防烟雾的面罩，并于1912年向美国提交了名为“呼吸装置”的专利申请，于1914年获得美国 US1113675 号专利权，如图11-8、图11-9、图11-10所示。通过专利检索可以发现，在美国申请专利保护的同时，摩根还在这款面罩的基础上做了一些技术改良，分别于 1912 年和1913 年向英国和加拿大申请专利保护，并获得英国GB191226312 号和加拿大 CA155817号专利权。

1916年，摩根和一队志愿者戴着自己发明的防毒面罩救下了伊利湖 250 英尺以下隧道爆炸后的 32 条生命，这一消息被当时的国家新闻报道出来。之后，摩根的守护神安全设备公司收到了来自全国各地消防部门订购新款防毒面罩的订单。1916 年，他早期发明的防毒面具的精致模型在卫生与安全国际博览会获得金奖，而另一个金奖是由国际消防首长协会授予的。美国军队后来在第一次世界大战期间使用了改良后的摩根防毒面罩。

加勒特•摩根于1963年8月27日去世，享年86岁。他的一生是漫长和充实的，他特有的创造性的能量，留给了我们一份奇妙而持久的遗产。

资料图文来源：《影响世界的专利》