炎炎夏日，全球大部分地方都炎热无比，人们在装有空调的家里、车中和办公室里却丝毫感觉不到热浪，此时，人们不禁大为感叹：发明空调的人真伟大！但是感叹归感叹，恐怕没有几个人知道，1902年的7月17日，一位一周只挣10美元的美国人发明了世界上第一台空气调节器，他就是威利斯·哈维兰·卡里尔。
灵感来自雾气
一个滴水成冰的傍晚，雾气笼罩着匹兹堡火车站。一个年轻人在月台上踱来踱去，他的头脑被一个已经困扰了他好几个月的难题折腾不休。他带着这个难题一起入睡，一起醒来，在上下班的火车上苦苦思索。此刻，趁着在火车站等车的空当儿，他的脑子又高速运转起来……突然，就像阿基米德当年那样，灵光一闪——找到了！问题的答案就在他的身边，答案就是雾气！
这位孤独的思想者名叫威利斯·哈维兰·卡里尔（1876—1950）。
卡里尔1876年11月出生在纽约州的一个农庄，1901年从康奈尔大学毕业后，在一家生产供排暖系统的布法罗锻冶公司做机械工程师。那一年的夏天空气湿热，布鲁克林的萨克特－威廉斯印刷出版公司的生产受到很大影响：油墨老是不干，颜料渗漏，纸张发胀。第二年年初，这家公司的主管找到布法罗锻冶公司，寻求某种能够像调节温度一样调节空气湿度的设备。公司把任务交给卡里尔，因为这个年仅25岁的小伙子在供暖盘管方面的研究已经让他的老板从冬季暖气费用里省下了4万美元。
几百年来，寻求让空气冷却的方法在哲学家那里已经被当做对人类的讽刺了，人类早就学会了把冷变成热，但要把事情反过来做的时候就一败涂地了。1851年实现了制冷方面的两个突破：法国人斐迪南·卡雷设计了第一台氨吸收式冷冻机；在美国，约翰·戈里博士取得了一项制冰装置的专利。此后，对科学家的挑战则是从降低温度转移到控制湿度，这是问题的另一个方面。
卡里尔最初为萨克特－威廉公司作的方案是：让冷水在原为供暖而设计的盘管中循环，由此降低周围的空气温度。温度确实是降低了，但是卡里尔发现，降温后的空气仍旧潮湿。这个“露点控制”的难题一直让他进退两难，直到在匹兹堡火车站的那一刻，他才找到了解决办法。
卡里尔的创意灵感是找出了这样一个矛盾：饱和着水分的“潮湿”空气实际上是干燥的。他阐述道：“所谓雾气就是空气接近百分之百的湿度饱和状态。温度很低，因此即便空气是饱和的，但实际上它并不含有太多水分在里面。如此低的温度下空气中的水分不可能还大量存在。那么，如果我能够先让空气处于饱和状态，同时控制空气饱和时的温度，我就可以获得一种可以定量控制其湿度的空气。这个我做得到，而且，可以让空气通过一个极细的喷雾器来造出真正的雾。”可以说，喷雾器是为闷热潮湿的空气提供一个冷凝的界面，潮湿空气中的水分冷凝为水珠，然后滴落，最后剩下的就是更冷、更干燥的空气了。到第四年冬天，1906年1月2日，卡里尔的“空气处理仪”获得了专利。
将空调装入白宫
尽管布法罗锻冶公司提拔卡里尔担任了工程部门的领导，但很显然，公司并没有意识到自己抓住的是一个金矿。当1914年一战阴云密布的时候，这个企业把空调业务降到了次要地位。于是卡里尔离开那里，与朋友欧文·莱尔合伙，创办了自己的公司。卡里尔负责技术，莱尔负责销售。
卡里尔公司开业头一年就接到了40个空调系统的订单，到1929年已经拥有三个分厂。20世纪20年代是他们的辉煌时代。1924年卡里尔为底特律的赫德森百货公司安装了空调，1928年和1929年则在美国白宫和参议院安装了空调。而这项新技术最终造成社会轰动效应的事件发生在1925年，当时卡里尔正着手纽约里沃利大剧院的中央空调工程。
卡里尔后来回忆道:“那时因为天气太热，影剧院要么停业，要么就是因为观众寥寥而亏损。即便是冷天，拥挤的剧院里面也很热，因为人群散发的热量很厉害。”当时有少数几家剧院已经安装了离心式制冷机，但里沃利大剧院毕竟代表着百老汇——在这里取得成功更容易获得好的宣传效果和经济方面的回报。
卡里尔亲自监督重达133吨的设备安装，并整夜守在现场，直到整个系统按计划于阵亡将士纪念日那天投入使用。那一天，空调系统已经启动了，而刚刚拥进剧院的人们还是觉得很热，观众席上2000余把扇子呼啦啦地扑打着。但随着温度渐渐下降，观众们收起了扇子。在接下去的5年里，大获全胜的卡里尔公司给300家以上的影剧院送去了凉爽。
当大多数美国人满足于在影剧院感受空调的奇迹时，卡里尔已经在开发将空调用于工业的新技术了。供办公室或家庭使用的冷气机当时还非常昂贵，而人们待在家里的时候并不创造什么价值，不过是热得难受罢了。因此卡里尔认为符合逻辑的下一个目标应该是用于写字楼的空调。他坚信：“很快将出现一个高层建筑的空调市场，我更应该去设计一个这样的系统。鱼已经看到了，我得去把它钓上来。”20世纪30年代末，卡里尔的“导管式空气控制系统”取得突破，高楼大厦不仅得到了空调，而且不需要占用宝贵的办公空间。
空调的最后一个领域是家庭，但卡里尔在投资这个潜在的市场时失败了。家用冷气是可行的，卡里尔早在1914年就给一个百万富翁的豪宅安装过，但在30年代至少得要1500美元的价格。在家庭市场，卡里尔的“空气柜”被市场证明实在太大、太贵、太不可靠了。在耗去130万美元的风险投资后，他决定还是集中力量做工业和写字楼市场。家用空调迟至50年代才问世，但市场更庞大——通用电气和西屋这样的大公司领导了这个市场。
卡里尔并没有活着看到竞争对手的成就。1950年9月，这位80多项空调专利的持有者因心脏病突发而去世，享年74岁。当时的新闻界对卡里尔的去世倾注了恰如其分的赞誉之词。
卡里尔奠定了空调设计技术的基本理论，他的“合理湿度公式”开创了科学设计空调器的新阶段。为纪念空调改变人类生活这一伟大的发明，美国将卡里尔公司1922年制造的第一台离心式空调机陈列于华盛顿国立博物馆，永远供人们参观瞻仰。但今天的人对这位杰出工程师最意味深长的敬意莫过于：当炎热袭来的时候，在空调器前面按下制冷的开关。
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