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第11章 科学技术(2)

最早发明算盘的国家

中国的算盘是由古代的“筹算”演变而来的,也是中国古代的一项伟大发明。所谓“筹算”是指运用一种竹签作筹码来进行运算。筹算乘除法在唐代末年开始有了改进,到宋代筹算的除法歌诀产生了。在元代中叶和元末的文学、戏剧作品中都谈到过算盘。15世纪中叶,《鲁班木经》中记载有制造算盘的规格。约在明代末年,算盘的应用越来越广泛。随之出现了专门论述算盘的著作,1593年明代程大位所辑的《算法统宗》是流行最广的珠算。由于珠算口诀很容易记忆,运算又简易又方便,因而在中国被广泛应用,同时也陆续传到了印度、朝鲜、美国、日本、东南亚等国家和地区,并且很受欢迎。算盘的出现可以视为人类历史上计算机器的重大改革。现在,中国财贸、工农及各种企业中仍在使用算盘的人有数千万。1981年,一种电子算盘又被中国人研制出来,这种电子算盘的下半部是算盘,上半部用微型集成电路,它利用加减算盘快、乘除电子计算机优越的特点,加减用下半部,乘除用上半部,从而使珠算速度大大提高。这种革新综合了古老文化与现代科学的成果,证明珠算在更新换代后,完全可以达到更完美的境界,充分发挥它的计算功能。

最早发明水磨的国家

最早发明水磨的国家是中国。它也是水力发电动力原理的原始形式。磨是一种机械,它能把米、麦、豆等粮食加工成面粉。磨起初使用人力和畜力,到了晋代,一种用水作动力的水磨在中国出现了。水磨的动力部分是一个卧式水轮,磨的上扇安装在轮的主轴下,流水冲动水轮,磨随之转动。随着机械制造技术的进步,后人又发明了一种构造更为复杂的水磨,这种水磨叫做水转连机磨,一个水轮能带动几个磨同时转动。

最早的蚕蛹模型

1977年在正定县南杨庄出土的距今5400~5500年前的陶质蚕蛹是目前发现的人类用于饲养家蚕的最古老的文物证据。这种陶质蚕蛹是仿照家蚕蛹烧制的陶器。

最早的唱片

现存于美国华盛顿国家博物馆里的世界上第一张唱片是由美国工程师埃米尔别尔利赫尔于1888年录制而成。早期的唱片只录一面,中间有两个孔,唱针转动方向为由里向外,背面附有文字说明。

最早的平纹绉丝纺织品

目前,我国发现的世界上年代最早的织物标本是在藁城台西商代遗址出土的平纹绉丝织物。它证明将蚕丝纺纱加捻、织成后使之缓劲产生绉纹的纺织技术,早在公元前14世纪中国人民就已掌握了。

最早的柴油机

英国人詹姆斯·瓦特于1769年通过对原始蒸汽机进行一系列的重大改进,获得了蒸汽机的发明专利权。蒸汽机到19世纪末在工业上得到广泛的应用。然而,德国工程师狄赛尔却认为蒸汽机具有笨重、效率低等缺陷,于是他开始着手研制高效率的内燃机。他通过刻苦钻研,终于在1892年首次提出压缩点火方式内燃机的原始设计。狄赛尔于1893年成功制造出了世界上第一台试验柴油机(缸径15厘米、行程40厘米)。它首先由工厂总传动机拖动,等运转稳定后将燃料放进去,柴油机顿时在震耳欲聋的轰轰声中转动起来。狄赛尔于1896年又制造出第二台试验柴油机,它是世界上第一台等压加热的柴油机,1897年通过对其进行试验,其效率达到26%。第一个听诊器

160多年以前听诊器才在临床医学上首次应用。在没有听诊器时,西医使用耳朵直接贴附于病人的胸部对胸膜、心肺疾病进行听诊。当对方为肥胖病人时,这种方法就效果甚微,甚至毫无所得。

1816年,法国名医兰尼克从家到医院上班的路上,看到孩子们在做用别针划木头一端而在另一端听音的游戏,从中受到很大的启发。他立即走进医院病房内,找到一本薄书,卷为圆筒,将其一端放于病人心脏部位,而自己耳朵贴于另一端,他被结果所惊呆:通过圆筒所传送之声音比起用耳朵直接听诊清晰很多。兰尼克的发明,是当今听诊器的起源。他在其后进行了多次思考以及试验后最先设计制造出了木制的听诊器。

最早的扬声器和电动留声机

世界上最早的扬声器由英国伦敦的霍雷斯·肖特于1898年发明,名叫“奥格泽特弗恩”,曾获得专利。这个扬声器利用了压缩空气的装置。1925年美国俄亥俄州达比由克的布朗兹维克公司制造的布朗兹维克·帕纳特罗普的留声机是世界上最早用扬声器放大装置来代替耳机的电动留声机。

最早的节拍器

德国的约翰·内波穆克·梅尔采尔于1816年发明了世界上最早的节拍器。他是机械乐器的创制人,百音琴也就是机械乐队、助听器以及音乐节拍器都是他发明的。1816年,在奥地利首都维也纳,他发明的第一只较为完善的节拍器第一次与公众见面,从此,节拍器逐渐为全世界的音乐爱好者所熟知。

最早的磁带录音机

“布拉特纳”型录音机是最早使用磁带的录音机。1929年,为了使音响和摄影能够同步,在英国埃尔兹利的布拉特纳色彩和音响摄影棚使用了这种磁带录音机。这种磁带录音机基于德国音响技师克尔特·休蒂雷的专利基础,由制作人路易斯·布拉特纳设计,这种录音机也是最早采用电子放大器的机型。1931年,布拉特纳的第一台磁带录音机由英国广播公司购进,开始使用。

最早的“摩托车”

1885年德国的哥特利勃戴姆勒(公元1834~1900年)于10~11月间在巴特坎施塔特制造了最早的内燃机“摩托车”,这辆“摩托车”具有两轮,车身是木制结构。威廉梅巴赫(公元1846~1929年)成为驾驶它的第一人。这辆被叫做“爱因斯泼”的车装有一台半马力单缸264CC四冲程发动机,转速每分钟700转。它的最高时速为19.31千米。它毁于1903年的一场大火。1894年德国慕尼黑的一家工厂开始大量制造摩托车。海因里希、w·希尔德布兰德和A沃尔夫米勒是这家工厂的创办者。在头两年里,这家工厂摩托车生产量达到1300多辆,每辆装有一台约2.5制动马力的1488CC双缸四冲程水冷发动机,转速每分钟600转。这种发动机功率最大,并被运用于摩托车生产。

最早的自行车

最早的自行车的设计应归功于达·芬奇或他的一个学生,该种自行车用连杆机构和踏板推动,设计大约产生于1493年。最早应用此类设计的时间约在1839~1840年间,苏格兰邓弗里斯的K·麦克米伦(公元1810~1878年)首先将设计应用于实践。现存于英国伦敦的科学博物馆的自行车是根据此类设计生产的最早的产品。

最早的轨道车

在靠近德法边界的阿尔萨斯早在1550年,已经开始在煤矿里使用在木制轨道上跑的货车了。1605年10月,在英国的什罗普郡布罗斯莱煤矿,也使用这样的有轨货车。1803年,在英国什罗普郡煤溪谷,第一台蒸汽火车头由R·特里维希克制造出来,其铁轨距离为0.91米。这台火车头能否开动受到人们的质疑。他造的第二台火车头是第一个为众人所公认的火车头。1804年2月22日,在威尔士的佩尼达兰,这台车头做了一次示范性表演。它虽然拉着载人的货车开动了,但损坏了铁轨。

制造车辆最早的国家

中国的远祖早在几千年前就发明了齿轮和圆轮,从而对制造车辆提供了机械力。

据史料记载,中国有黄帝见风吹篷转而造车的传说;从出土文物中也可看到,车轮的图案曾出现在夏商时期的陶器上。

中国的车工在商代(公元前16世纪~前11世纪)已能制造十分高级的两轮车,车轮有辐条,结构十分精致。到了周朝(公元前1100~前770年),车已有相当完美的结构和装饰,在结构上,各种车轮已有一定的尺寸和比例,制造工场的分工已十分细致。

中国交通史上的重要发明要数汉魏时期盛行的独轮车。日本人通过对自行车发展史进行研究,认为自行车的始祖是孔子所发明的独轮车。

最早的相机

在一位法国医生和科学家J·N·尼普赛1822年7月19日的信中,最早模糊地提到有一张玻璃照片是用照相机拍摄的,在查隆塞松附近的格拉斯的皮尔斯七世教皇的铜刻像是这幅照片的拍摄内容。

在最早拍摄的照片之中,有一张由正像负片工艺的发明者w·H·F·特尔波特于1835年8月拍摄的照片,该照片中的拍摄物体是英格兰威尔特郡的莱柯可教堂的一个镶嵌钻石的窗户。

最早的软盘

1971年,在阿兰·舒格特的领导下IBM公司的一组工程师发明了软盘,“软盘”由于其具有柔韧性,所以得名。舒格特继续对其设计进行了改进,一种5英寸的软盘和驱动器于1976年诞生。1981年,现代个人电脑中标准的3英寸的驱动器和软盘由索尼公司首家引进。

最早的望远镜

早期的阿拉伯科学家对透镜的放大作用已有了很大程度的了解,但英国的罗杰倍肯应该说是第一位用透镜搭成望远镜的人。1608年10月2日,J·李普森为荷兰政府制作完成了现代折射望远镜的样板。

世界上第一张电话卡

1976年6月,世界上第一张电话卡在意大利诞生了,它的制式为SIDA,以后又相继出现了ALCATEL(比利时)、TAMuRA(日本)、AuTELcA(瑞士)、DLRcT(丹麦)、GPT(英国)、200卡、IP(巴西)、IC卡等多种制式的电话卡。

中国电信公用电话网从20世纪80年代中期开始引进卡式电话,1985年,在深圳市出现了中国最早的电话卡,为AuTELcA制式,一套三枚,目前,TAMURA制式是中国占主导地位的电话卡。

电视诞生

苏格兰发明家约翰一贝尔德于1926年1月27日向伦敦皇家学院的院士们展示了他称之为“电视”的机器,这是一种新型的、能够通过无线电传递活动图像的机器。贝尔德称,将来总有一天,它将使每一个家庭都变成一个小电影院。20世纪最具影响的大众传播媒介就这样诞生了。这种机器与传统的电影放映机不同,它是通过电子方法将图像显示在阴极射线管上,这种电子管是在英格兰研制的,主要用于科学研究。一些观察家看完表演后说,图像的质量不如电影,但他们认为这一发明仅是一个起始阶段。

最早使生物在空中漂浮的机器

荷兰阿姆斯特丹奈梅亨大学的安德鲁凯姆博士和他的同事于1997年利用一块超导磁石使一只活着的青蛙漂浮在半空中,从而制成了最早使生物漂浮在空中的机器。此后类似的实验还被运用于鱼和蟋蟀的身上。

最早的空调

1902年英国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔设计并安装了第一部空调系统,因此他后来被称为“制冷之父”。该空调的发明缘于美国纽约的一位印刷商发现成纸的变形是由温度的变化造成的,从而导致有色墨水失调,卡里尔于是专门设计了该空调系统,1906年,卡里尔的该项专利得到注册。

记录最早的专利

美国历史上记录最早的专利由美国总统乔治·华盛顿批准,该专利的持有者是塞缪尔·霍普金斯,注册时间为1790年7月30日,是一种应用于农药当中的物质——草碱。

最小的产品

美国加利福尼亚州圣何塞IBM阿莫登研究中心的科学家于:1990年1月曾宣称:他们利用扫描隧穿显微镜移动并重新排列氙和镍表面的单个原子以便拼出其公司的开头字母:IBM。单一的一个原子构成了扫描隧穿显微镜探针的终端,这个原子组成世界上最小的人造金字塔的最后三层:7个原子、3个原子和1个原子。此类技术也曾被其他实验室的科学家们运用于其他元素的单个原子上。

最早的圆珠笔

世界上第一支圆珠笔诞生于1938年,由匈牙利的新闻工作者艾尔斯兹尔·比罗与其兄弟乔治合作而成。比罗的设计灵感源于看到报纸墨水干得很快,而且墨迹不模糊。这种比较浓稠的墨水无法通过普通钢笔尖流出,因此他的圆珠笔设计诞生,从而革新了钢笔设计。英国皇家空军首先对这一设计进行了开发,因为其飞行员需要一种不同于自来水笔的在高纬度不会漏水的笔。比罗与英国皇家空军的成功合作使圆珠笔被广泛应用于社会。

最早的自动取款机

世界首台自动取款机由约翰·谢泼德拜伦发明,德拉·鲁在其基础上进行了改进,该机操作原理是根据一个传票系统而进行。一次能够提取的最大数量为28美元。1967年6月27日,该台自动取款机被安装于英国米德尔赛克斯郡安菲尔德的巴克莱银行,成为20世纪个人金融业务上的最先进技术之一。

最成功的发条式收音机

1993年英国发明家特里沃·贝利斯设计了贝吉恩牌无电源发条式收音机,此种收音机得到了非洲及其他电力资源缺乏的地区的广泛欢迎。他设在南非开普敦的贝吉恩工厂生产这种收音机的月产量达到2万台,销路很好。

持有专利最多的发明家

美国发明家托马斯爱迪生一生的发明创造共计1093项,其中有些是与其他发明家合作的成果。他的这些发明包括碳素传声器,此发明曾在亚历山大·格雷厄姆的电话制造中被用做麦克风;此外还有电影投影仪和白炽电灯。据统计,在历史上所有的发明家中,他所持有的专利是最多的。

最成功的一次成像照相机

宝丽来公司的创始人爱德文·兰德(美国)发明了一次成像照相系统。该照相系统根据漫射转移原理,将照相机镜直接在既充当胶卷又充当相片的感光材料表面上记载的图像重现出来。1947年2月兰德首先在美国光学协会的一次会议上展出了宝丽来照相机。1963年宝丽来彩色胶片问世。此项技术为宝丽来公司带来了巨额的利润,1998年公司收入达18.6亿美元。

最成功的软饮料

世界上最成功的软材料是美国的可口可乐。1886年5月,药剂师约翰·史蒂斯·潘勃顿博士在美国佐治亚州亚特兰大推出可口可乐。顾客在他的药店只要花5美分就可以享受一杯可口可乐,每天的平均售量为9杯。1998年,这一世界最畅销的软饮料市场占有率为全世界可乐市场的51%。每天售量超过6.83亿份,这一年公司的总销售额超过188亿美元。

存在时间最长的数学之谜

1998年,任职于美国新泽西州普林斯顿大学的英国人安德鲁·威尔斯因验证了17世纪法国数学家彼埃尔德-费马的猜想而荣获了价值20万美元的费萨尔国王奖。这一猜想曾使世界上最伟大的数学家们困扰了350年之久。

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