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第10章 科技常识(10)

1790年,法国的希布拉克用木材做成了一个木制的自行车。它只是现在自行车的一个木头模型,没有脚蹬、车把、链条和车闸。骑在它上面,只有用双脚交替着前进,转变时就把它提起来。

1813年,德国的德列斯发明了车把,虽然得到了改进,但还是用双脚踏地前进,没有形成交通工具的特征。

1839年,英国的麦克米兰发明了脚蹬,但装在前轮上,交替蹬着前进,就像现在的儿童车。但行进速度有了很大显著的提高。

1880年,法国的基尔梅发明了链条。8年后,英国的邓禄普发明了打气轮胎。这时,自行车才下入定型阶段。

后来,经过不断改革后,就有了现在各式各样的自行车。

机器人

机器人是一种能模拟人部分功能的自动机械,一般会行走和操作生产工具。

20世纪50年代,美国发明家德沃尔和英格伯格共同合作,设计出了第一台工业机器人。他俩还合办了世界上第一家机器人制造工厂。

机器人一切活动都是在人们事先编排好的程序指令下进行的。机器人可以看得见东西,是因为人们为它安装了模仿人视觉器官的“视觉系统”,它的眼睛就是摄像机,实际上是由电脑系统来控制的。机器人看到东西,先让摄像机把物体拍摄下来,再将图像转变成电信号传送给电脑,再由电脑对之进行识别。就是说,机器人只能够根据人们的程序设计进行相应的活动,而不能像人脑那样可以自己分析事物。

机器人能听懂人讲话,是因为人们为它安装了像人那样的“听觉器官”。虽然机器人的“听觉”没有人的耳朵那样精密和复杂,但是两者的听觉原理基本上是相同的。

机器人的“耳朵”是听觉传感器,它能对声音产生反应,并把信号传到“听觉区”。为了实现人与机器人的对话,首先应规定必须用标准语言与机器人进行交谈;其次必须限定对话中所使用的词汇量,还必须有一个“大脑”——电脑,以便理解和判断所听到声音的含义。只有这样,机器人才能真正听懂人讲的话。

现在,一般的机器人只是会按照程序认别语言和图像,并做出适当的反应。世界上数十万台的机器人,将会给我们的生产和生活领域带来很大影响。

吸尘器

吸尘器的工作原理是:在吸尘器的刷座里有一个电机,他通过反带带动转刷旋转,把尘埃及脏物搅打起来,称为起尘。吸尘桶里有高速风扇进行强力抽吸,通过软导管和硬导管使刷座对外界形成高负压。于是,起尘的尘埃和脏物便被吸进刷座,并经导管吸到滤尘器中。经过滤尘器里集尘袋过滤后,尘埃和脏物被集尘袋收集,而空气被风扇叶片从集尘袋抽出,经过电机重新进入室内空间。在经过电机时带走电机的部分热量,起散热作用。

吸尘器给人们生活带来极大的便利,首先,它不像扫帚那样一扫地灰尘飞扬,它环保清洁,有利于呼吸道卫生。其次,吸尘器用途广泛,不仅可以清扫地面,还可清扫地毯、墙壁、各种家庭摆设和家具,以及用扫帚难以扫到的缝隙,甚至花卉和衣物上的灰尘也可吸干净。最重要的一点是节省了人力,大大提高了工作效率。

太阳能热水器

太阳的能量是无穷无尽的,人们就想把太阳强大丰富的能力聚集起来为我所用。太阳能热水器应运而生。

太阳能热水器根据颜色越深的东西越容易吸收热量的道理,通过表面的吸热层把太阳强大热量吸收,然后加热,冷水就变成热水了。在生活中人们可以自己做简易的太阳能热水器。找一个废弃的汽油桶,把油桶的外面刷满沥青,然后封闭油桶,里面加水。经过太阳一天的暴晒,到晚上时你会发现从油桶里面流出来的水是热的。简单易用,不妨试试看。

圆珠笔

在华特曼发明自来水笔4年后的1888年,美国的劳比提出一种完全不同于自来水笔的新式笔。这是在笔尖上装一个圆珠,书写时,随着圆珠的滚动,把墨水留在纸上,这就是人们通常所说的“圆珠笔”。但由于技术问题,劳比的发明没有成功。

1943年,匈牙利一个印刷厂的校对员名叫拉兹罗?约瑟夫?比克,他发现机器上刚印好的清样含水分多,用自来水笔改正,会发生浸润模糊的现象。为了克服这种现象,他便经常琢磨使用各种办法来进行改进。比克找来一根圆管,装上液质颜料,把笔尖改成钢珠,使这种笔书写流畅,从而制成了世界上的第一支圆珠笔。后来,他将这项发明提供给了英国皇家空军,于是第一批商业化的圆珠笔便由英国的一家飞机制造厂生产出来了。

活字印刷术

在宋朝时,盛行着雕版印刷。就是把字刻在整块硬制木板上,再用它来印书。这种方法费工费料,一笔刻错就要整版丢弃重来,耗尽了刻工们的心血。

毕升看到这种情况,心里很着急,他决心改变这种落后的印刷术,他总结了前人的经验,经过反复试验,终于发明了活字印刷术。这就是在一个个胶泥作成的规格一致的小方块上,刻在凸出来的反手单字上,用火烧硬就成了单个胶泥活字,然后再排版印刷。这些活字可以反复使用,从而大大提高了印刷速度和质量。这种方法很快传遍了世界,使印刷技术发生了巨大的变革。从此,他被称为活字印刷术之父。

指南针

不管是轮船在大海上航行,还是飞机在高空中翱翔,都需要用罗盘来指明方向。而罗盘正是由指南针发展而来的。

早在战国时期,我们的祖先就知道把磁石加工后用来指南;以后又制成磁化的鱼形小钢片,放在水面上指南。这些都是早期的指南针,使用起来很不方便也很不准确。直到南宋时,人们把指南针用线挂起来,下面放着标有方位的圆盘,以后又组装成罗盘。直到13世纪,指南针才开始传入欧洲,那里的人也使用指南针来导航了。

水泥

水泥是现在房屋建造的主要材料。

在古时候,根本没有水泥,人们用黏土加草建房子。3600年前,古埃及人用熟石膏加河砂和水制成石膏砂浆建造金字塔。

我们都知道的万里长城是用石灰、砂、黏土制成石灰混凝土建造而成的。

最早使用水泥的是古罗马人,他们把火山灰、黏土、石灰加水搅拌起来做水泥,建造了雄伟壮观的神庙和大剧场。18世纪,英国人用石灰岩、黏土烧制出了水泥。随着时代的不断前进,水泥的种类也越来越多,耐热混凝土、防辐射混凝土、膨胀混凝土、抗震混凝土等纷纷问世。

用这些水泥建造的房屋,结实牢固,美观大方,而且性能也越来越好。

望远镜

望远镜是由意大利科学家伽利略发明的,他一生不畏强权,追求科学真理,在许多领域中都很有成就,不愧为“近代科学之父”。

伽利略从小就善于观察、思考和实践。1608年,伽利略听说有个做眼睛的人,制造了一种奇妙的仪器,能看清远处的物体。他从中得到启发,就想把这种仪器改装一下,用来观察天空的星星和月亮,探索宇宙的奥秘。经过他反复钻研和动手实验,终于在一年后制成了人类历史上第一架能放大32倍的天文望远镜。后来,他利用这架望远镜观测天象。取得了许多天文学的重大发现。

显微镜

最早的显微镜是在1590年,由眼镜制造商人詹森发明的。但他当时并没有发现显微镜的真正价值,所以并不能引起世人的重视。90年后,显微镜又被荷兰的列文?虎克研制成功,并开始将显微镜真正应用于科学研究。

列文?虎克从小就对放大镜感兴趣,并用心钻研这方面的技术。1665年,他制成了一块直径仅0.3厘米的小透镜,将它镶在一个架子上,又在小透镜下装了块铜板,上面钻了个小孔,使光线从里面透出来,再反射出观察的东西。这台显微镜放大倍数是世界之首。后来,他又研制出来可以放大300倍的显微镜。

1675年,列文?虎克用显微镜观察雨水,发现水中有很多生物。后来,他又用显微镜发现了红血球和酵母菌,成为世界上第一个微生物世界的发现者,从此打开了微生物的大门。

时钟

1582年,意大利比萨教堂内,一群善男信女正在顶礼膜拜,而一位年轻的大学生却在走廊里,盯住挂在教堂中央的大吊灯流连忘返。这位大学生,就是意大利伟大的物理学家、力学家伽利略。

风把这盏灯吹得摇摆不停,这种经常发生的现象从未引起任何人的注意,然而却引起了这位大学生的好奇和思索,因为他注意到:吊灯一来一回摆动所需要的时间是一样的。他将灯的摆动与自己的脉搏的跳动做了比较,发现摆动的周期同振幅并没有关系,用现代语言来说就是具有等时性。

发现了这一规律之后,伽利略很快就决定应用它。在此后无数次的实验中,他都利用摆的等时性来测量时间和运动,并试图利用这一特性来设计短时间速度不变的齿轮驱动装置。然而,直到晚年的时候,他仍然仅仅是做了设计图,并没有制造出钟表。直到伽利略逝世以后,荷兰物理学家惠更斯才根据伽利略的理论,制造出了带钟摆的时钟。

微波炉

1946年,美国雷声公司的研究员斯潘瑟在一个偶然的机会,发现微波溶化了糖果,证明了雷达的微波辐射能引起食物内部的分子振动,从而产生热量。经过一番设计研究,第一台微波炉于1947年问世。

微波是一种电磁波,这种电磁波的能量比通常的无线电波大得多,碰到金属就发生反射,还可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料而能量不减,但是它的克星却是水,微波遇到有水分的食物,不但不能透过,其能量反而会被吸收。

微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的金属外壳可以阻挡微波从炉内逃出,装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管,磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波,能穿透食物达5厘米深,并使食物中的水分子剧烈运动而升温,从而使食物能在很短的时间内烹熟。

无线电通讯

德国的赫兹是“电磁波的报春人”。他1888年成功地进行了电磁波的发生和接受实验,而当别人提出利用电磁波进行无线电通讯的设想时,他却否定了这种可能。事隔不到10年,马可尼却根据电磁波的原理成功地发明了无线电通讯,并由此而获得了诺贝尔奖金。

马可尼19岁时就听说赫兹发现了电磁波的消息,于是开始了对无线电通讯的研究。在实验室里,他用银粉末和镍粉末制造出了粉末检波器,并且坚持每天做试验,经过了一个多月的努力,终于完成了电磁波的发送和接受实验。接着,他又将赫兹振荡器挂在高柱子上,并且一端连接一金属板作天线,另一端连接埋入地下的金属板作地线,通过对连接有天、地线的通信装置的观察,得出了天线越高,装置的灵敏度也越高的结论。1895年,他在自家窗户和2400米远的山丘之间进行了通讯试验,获得了成功,从而进入了发明创造的乐园。

留声机

“把声音贮存起来”,在爱迪生发明留声机以前,这是前人想都不敢想的事情。但是爱迪生做到了。可以说,在爱迪生的诸多发明中,为人类发展做出贡献最大的就是留声机了。因为其他的发明都是在前人的基础上研制的。

很多发明都是在一个偶然的机会中创造的,留声机也是如此。一次,爱迪生为改正电报上的一个装置,不小心将一个针尖触到了正在滑动的电报带上,电报带上刻有线和点的符号,因此发出了类似音乐的嗡嗡声。这一意外的发现,引起了爱迪生的重视。

爱迪生最后选择用锡箔敷在圆筒上,让这个圆筒沿水平方向转动,再把装在振动膜上的划针压在圆筒上,人对着振动膜大声讲话,划针就在转动的锡箔上划下刻纹。刻完后,把划针放回原来的位置,再次旋转圆筒时,声音便又重现出来。而且重现的声音和原来人大声讲话的声音一模一样。留声机的成功,使爱迪生欣喜若狂。

啤酒

啤酒现在成了人们生活中必不可少的饮料。第一瓶啤酒的出现却纯属偶然。

据说在1000多年前,有一个意大利人,用麦芽和一种植物的花一起煮粥喝,喝不完就盛在罐子里,准备第二天喝。

正在这时,他接到消息说丈母娘去世了,于是赶快带着妻儿去丈母娘家料理丧事。

十几天后,他们才回到家中。当他想起那罐粥时,妻子说这么多天了,肯定坏了,倒掉算了。但是,当他打开罐子时,一股清香顿时扑鼻而来,他感到很奇怪,想着粥坏的话不该是这种味啊?于是,他小心翼翼地尝了一口,“啊,真好喝!”

妻子感到很吃惊,也尝了一口,也点头说好喝。两人就开始研究到底是怎么回事,聪明的妻子想到是粥和那种植物的花一起发酵了,就变成了另一种饮料。

于是,他们就把那种植物的花取名为啤酒花,并采来很来,做出很多这样的饮料到市场上去卖。就这样,啤酒很快就传开了,而且做啤酒的工艺也被后人改进了。

科学之最

染料的发明

颜色给世界增添了自然魅力,染料给生活带来了人工色彩。

1855年,英国大二学生潘琴得到老师霍夫曼的认可后,决定利用暑假的时间做些有关金鸡纳霜的研究。”他准备了各种实验器具,开始一次次做实验。暑假快过完了,实验没有一点进展,潘琴心急如焚。

一次,潘琴把从煤焦油中提炼出来的苯胺,加进重铬酸钾中做实验。按照实验的要求,他又失败了。他无奈地摇了遥试管,失望地准备把试管里的物质扔掉。忽然,他发现试管底部有一些黑色的沉淀物。“这会是什么呢?管他呢,先研究研究吧。”当他把黑色物质放在酒精中溶解时,奇迹发生了:它在酒精中变成了紫色。“好美丽的颜色啊!把这种颜色染到衣服上,一定很漂亮。”他拿过来一条素白色的围巾,把颜料染上后,就挂在绳子上了。后来潘琴发现不管怎么洗刷、风吹日晒围巾紫色依旧,他把染过色的围巾拿给霍夫曼看,老师夸奖道:“这是一件伟大的发明!”

1856年8月26日,潘琴获得了英国政府的专利,后来又和哥哥一起创办了世界上第一个合成染料厂。

第一个看到细菌的人

显微镜能放大物体,帮助人们观察到用肉眼看不到的东西,它在人类探索微观世界方面起到很大的作用。但是世上本没有显微镜,第一个看到微观世界的人是怎么做到的?

大约300多年前在荷兰,有一个叫列文虎克的年轻人,他很喜欢磨制镜片,用自己磨制的镜片观看各种微小的东西。他不停的磨呀磨,双手生满了老茧,他一生中共磨制了400多块镜片。最小的镜片有针头大小,而最大的放大倍数竟达300倍。他把镜片安装在金属架上,就成了最早的显微镜。他用自制的显微镜观察到了细菌和原生物,并研究了低等动物的繁衍过程,成为人类第一个看到细菌的人。

第一个到太空探险的人

世界上第一个太空探险者,是前苏联的宇航员尤里?加加林。他是人类第一个进入太空的使者,实现了人类飞向宇宙的愿望。

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