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第11章 发明,走进奇异世界(5)

18世纪中期,人们发现了感光材料,特别是达盖尔发现的感光材料碘化银。于是,在“摄影暗箱”上装上银版感光片,图像就被记录下来了。从此,也就诞生了人类历史上第一架真正的照相机。

照相机开始的时候体积很大。像一个大木箱。20世纪20年代后期,德国的莱兹、罗莱、蔡司等公司研制出了小体积,铝合金机身的单反相机,这时候的照相机的性能逐步提高和完善,光学式取景器、测距器、自拍机等被广泛采用,机械快门的调节范围不断扩大。照相机制造业开始大批量生产照相机,各国照相机制造厂纷纷仿制莱卡、罗莱型照相机。黑白感光胶片的感光度、分辨率和宽容度不断提高,彩色感光片开始推广,越来越多的人成为专业的摄影人员,他们带着相机去旅行,出现在全世界的各个地方,包括风光无限美好的风景区和弹片横飞的战场。匈牙利著名战地记者帕卡曾经说:“照相机本身并不能阻止战争,但是它能揭露战争”。他是一个热衷于摄影的人,二战期间,经常背着德国产的莱卡相机辗转于各国战场,即便是死在战场的那一刻,他的最后一个动作仍然是按下相机的快门。

照相机引起的轰动

照相机的诞生,引起了全世界的轰动。尽管当时照相过程繁琐,照一张相就像受一场刑罚一样。但是,许多高官达贵都还是想尝试一下,纷纷要求拍摄自己的肖像照。

照相机的问世,给一些人带来了意想不到的冲击。巴黎一批靠画肖像画为生的画家,联名上书法国政府,要求取缔照相术。然而,新生事物的成长是任何力量都抵挡不住的。不久,随着感光技术的发展,曝光所需的时间大大缩短,照相机显得更为实用了。

1858年,英国的斯开夫发明了一种手枪式胶版照相机。由于其镜头的有效光圈较大,因此只要扣动扳机,就能拍摄。有趣的是,一次,维多利亚女王在宫廷内召开盛大宴会,邀请各国使节。斯开夫作为新闻记者也应邀出席了宴会。当斯开夫用他的照相机对准女王拍照时,被蜂拥而上的警卫人员扑倒,一时会场秩序大乱。事后,警卫人员才弄懂,那“凶器”原来是照相机。

照相机的发明不但使一种艺术形式的产生,还诞生了一种记录历史的方式——图片历史。自从达盖尔发明了银版照相机,人们有幸目睹那些在照片上定格的重大历史事件,以及动人的一瞬间。

空调——让房间远离严寒和酷暑

为机器服务的空调

现在空调在我们的日常生活当中,已经是一种不可缺少的电器。但是空调在刚发明出来的时候,并不是为人们带来舒适生活环境的,而是为机器服务,并且时间长达20年之久。

1901年,英国发明家、制冷之父威利斯·哈维兰德·卡里尔毕业于康奈尔大学。一年后,也就是1902年,他加入了当时有名的“水牛公司”,也就是在此工作期间,他发明了冷气机。

在那时,水牛公司的其中一个客户——纽约市沙克特威廉印刷厂,它的印刷机由于空气的温度及湿度变化,使纸张扩张及收缩不定,油墨对位不准,无法生产清晰的彩色印刷品。于是,它就求助于水牛公司。卡里尔心想:既然可以利用空气通过充满蒸气的线圈来保暖,为什么不利用空气经过充满冷水的线圈来降温?空气中的水会凝结于线圈上,这样一来,工厂里的空气将会既凉爽又干燥。

说干就干,卡里尔经过不断试验,最终,他设计并安装了第一部空调系统,工厂里的温度果然一点一点地降了下来。也是从这个时候起,空调的时代就由这印刷厂首次使用冷气机而开始。

很快,其他的行业,如纺织业、化工业、制药业、食品甚至军火业等,都因为使用了空调而使产品质量大大地提高。1907年,第一台出口的空调,买家是日本的一家丝绸厂。1915年,卡里尔成立了一家公司,至今它仍是世界最大的空调公司之一。

为人类服务的空调

1881年7月,美国总统加菲尔德在华盛顿车站遇刺受重伤,时值盛夏,闷热难耐,病床上的总统生命垂危。医生提出,只有降低室温才能为总统实施手术,挽救他的生命。美国政府便把研制室内降温设备的任务交给了工程师谢多。谢多曾在矿山工作过,接触过当时应用还不广泛的制冷设备,了解空气压缩制冷的原理。于是,他采用工业制冷用的空气压缩机,成功地使总统病房的温度从37摄氏度降到了25摄氏度。所以,到现在,大多数的人都认为,谢多是世界上第一台空调器的发明者。

当时,底特律著名的哈德逊百货公司定期在地下室举行甩卖会,但是,因空气闷热而频频出现有人晕倒的现象。1924年,这家公司安装了三台空调。此举大获成功,空调从此成了商家吸引顾客的利器。

20世纪20年代的娱乐业一到夏天就一片萧条,因为没人乐意花钱买热罪受。1925年的一天,开利与纽约里瓦利大剧院联手发动了一轮密集的空调广告轰炸,打出了保证顾客“情感与感官双重享受”的口号。那一天,里瓦利大剧院外人山人海,几乎人人都带着把纸扇以防万一,然而跨入剧院大门的一刹那间,清凉彻底征服了观众。空调自此进入了迅猛发展的阶段。

空调的工作原理

空调一般分为单冷空调和冷暖两用空调两种,其工作原理是一样的,空调一般使用的制冷剂是氟利昂。氟利昂的特性是:由气态变为液态时,释放大量的热量。而由液态转变为气态时,会吸收大量的热量。空调就是据此原理而设计的。

当压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的汽态制冷剂,然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态制冷剂,所以室外机吹出来的是热风。

然后通过毛细管,进入蒸发器(室内机),由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大,压力减小,液态的制冷剂就会汽化,变成气态低温的制冷剂,从而吸收大量的热量,蒸发器就会变冷,室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过,所以室内机吹出来的就是冷风;空气中的水蒸气遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴,顺着水管流出去,这就是空调会出水的原因。

空调制热的时候有一个叫四通阀的部件,使制冷剂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反,所以制热的时候室外吹的是冷风,室内机吹的是热风。

其实就是用的初中物理里学到的液化(由气体变为液态)时要排出热量和汽化(由液体变为气体)时要吸收热量的原理。

电视机——神奇的“魔盒”

电视机的发展史

1906年,美国科学家德福雷斯特发明了三极管,它可以把微弱的电流予以放大。

1912年,德国科学家耶斯塔和盖特发明了新型光电管,它的性能比光电池要高上几倍,可以根据光的强弱,转换成不同强度的电流。这些发明的出现为电视机的研制提供了极为重要的条件。正是在这种条件下,英国科学家约翰·洛吉·贝尔德在发明电视机上迈出了可喜的一步。

1925年伦敦一家大公司请贝尔德在一个大商店里先后3次演示他的发明,虽然电视图像不太清楚,但却为兴致勃勃的人们留下了深刻的印象。

1926年,在英国伦敦皇家学会,贝尔德向与会的40位科学家再次表演了他的发明。贝尔德在一间小屋子中放送电视,观众集中在另一间屋内观看,当一个只有自行车车灯那么大的屏幕上清晰地出现了一个抽烟者抽烟和说话的图像时,观众沸腾了。这一次的表演被科技界公认为是电视第一次公开播放的日子。

电视机的飞速发展

1929年,英国广播公司首次播送电视节目。1930年,人们给电视配上了音响效果。

1943年,第二次世界大战还在进行之中时,美国无线电公司研制出了灵敏度和清晰度更高的显像管和摄像管。

1946年,美国第一次有了崭新的全电子扫描电视,从而结束了机械扫描电视的历史。

1953年,彩色电视正式问世,直到现在,彩电已成为一种普遍的家用电器。

20世纪60年代,美国人乔治·海尔迈耶最先将液晶应用到显示器领域。

太阳能技术——人类的福音

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量,人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。

太阳能的利用形式

太阳能的主要利用形式有太阳能的光电转换、光热转换以及光化学转换三种主要方式。

光电转换。光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的光电转化装置,由几乎全部以半导体材料制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分,故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表和计算机提供能源,较复杂的光伏系统可为房屋照明,并给电网供电。光伏板组件可以制成不同的形状,并且组件可连接,能产生更多电力。近年,天台及建筑物表面均会使用光伏板组件,甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分,这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。此外,对于光电转换的利用,目前已有太阳能汽车、太阳能电池等。

光热转换。太阳能清洁环保,无任何污染,利用价值高,没有能源短缺。它的种种优点决定了其在能源更替中不可取代的地位。现代的太阳热能科技将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸气和电力,如利用太阳能研发的太阳灶、太阳能烤箱、太阳灶反光膜、太阳能开水器等系列产品。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能,方法是在设计时加入合适的装备。

光化学转换。植物利用太阳光进行光合作用,合成有机物。因此,可以人为模拟植物光合作用,大量合成人类需要的有机物,提高太阳能利用效率。

计算机病毒——世界公敌

病毒的危害

计算机病毒会造成计算机资源的损失和破坏,不但会造成资源和财富的巨大浪费,而且有可能造成社会性的灾难,随着信息化社会的发展,计算机病毒的威胁日益严重,反病毒的任务也更加艰巨了。

1988年11月2日,美国康奈尔大学的计算机科学系研究生,23岁的莫里斯将其编写的蠕虫程序输入计算机网络,致使这个拥有数万台计算机的网络被堵塞。

这件事就像是计算机界的一次大地震,引起了巨大反响,震惊全世界,引起了人们对计算机病毒的恐慌,也使更多的计算机专家重视和致力于计算机病毒研究。

1988年下半年,中国在统计局系统首次发现了“小球”病毒,它对统计系统影响极大。此后由计算机病毒发作而引起的“病毒事件”接连不断,如CIH、美丽莎等病毒更是给社会造成了很大损失。

病毒的预防

提高系统的安全性是防病毒的一个重要方面,但完美的系统是不存在的,过于强调提高系统的安全性将使系统多数时间用于病毒检查,系统失去了可用性、实用性和易用性。

另一方面,信息保密的要求让人们在泄密和抓住病毒之间无法选择。加强内部网络管理人员以及使用人员的安全意识,很多计算机系统常用口令来控制对系统资源的访问,这是防病毒进程中,最容易和最经济的方法之一。

病毒特点——潜伏性

有些病毒像定时炸弹一样,让它什么时间发作是预先设计好的。比如黑色星期五病毒,不到预定时间一点都觉察不出来,等到条件具备的时候一下子就爆炸开来,对系统进行破坏。

一个编制精巧的计算机病毒程序,进入系统之后一般不会马上发作,因此病毒可以静静地躲在磁盘或磁带里呆上几天,甚至几年,一旦时机成熟,得到运行机会,就会四处繁殖、扩散,继续危害。

计算机病毒的内部往往有一种触发机制,不满足触发条件时,计算机病毒除了传染外不做什么破坏。

触发条件一旦得到满足,有的在屏幕上显示信息、图形或特殊标识,有的则执行破坏系统的操作,如格式化磁盘、删除磁盘文件、对数据文件做加密、封锁键盘以及使系统锁死等。

牙刷——口腔卫士

牙刷的发展史

人类祖先早有漱口、刷牙的习惯,在公元前3000年苏美尔人乌尔城邦的国王墓穴中就曾发现过清理口腔用的最早工具——牙棒,一支能用上两个星期。在古希腊和罗马时代,人们用动物骨灰做牙粉,清理口腔,现在还有些原始部落用木炭、盐水、细砂、树枝来清理牙齿。

中国人在2000多年前就懂得保护牙齿的重要。古人清理口腔和牙齿用手指和柳枝。敦煌壁画《劳度叉头圣图》中,画有一和尚,蹲在地上,左手持漱口水瓶,用右手中指揩前齿。在唐代,人们用柳枝做成刷,蘸药水揩齿。宋代,有人主张每日早晚用柳枝揩牙两次,元代正式有“牙刷”一词。

牙刷在欧洲

在欧洲,牙刷是由英国皮匠威廉·艾利斯于1780年在伦敦首先发明的。威廉·艾利斯因犯煽动骚乱罪而被伦敦当局逮捕,所以世界上的第一把牙刷是在监狱里诞生的。离开监狱后,艾利斯办起了自己的牙刷厂。他获得了很大的成功,因为人们都愿意用牙刷来代替原先的小布片。

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