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第62章 经济科技篇(11)

20世纪70年代,接踵而来的航天发射计划,带来了大量人力、物力和财力的耗费。巨大的消耗迫使人们必须考虑,能否让航天器重复使用?可不可以让它一直在空中停留,进行长期的科学考察?在这种构想的影响下,空间站终于出现了。

那时候,两个超级大国之一的苏联出于自身条件的考虑,把发展空间站当成自己的重要目标。

空间站是一种空间实验室,它的特点一是环绕地球运行,二是具有半永久性,三是用于长时间的科学研究。人们又把它称为“航天站”、“轨道站”。它的结构并不简单,一般由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱、专用设备舱和太阳能电池翼组成。

1971年4月19日,苏联成功地发射了“礼炮1号”。这是世界上第一个空间站,为空间站的发展创造了一个良好的开端。

紧随其后,“东方”号火箭又成功地将“联盟10号”飞船带入太空,实现了飞船与空间站的对接。这样持续了5个小时之后,飞船与空间站分离,然后飞船和3个宇航员回到了地面。

6月7日,“联盟11号”飞船进入太空,与空间站对接,进入空间站开展工作的,是两名精神饱满的宇航员。但不幸的情况出现了,24天后,他们完成工作后回到飞船,飞船在返回地球的途中发生爆裂,两名宇航员全部牺牲。

1973年5月14日,美国发射了本国有史以来第一个空间站,这就是“天空实验室”。11天后,实现了“阿波罗”飞船与“天空实验室”对接,3名宇航员将电源故障排除,空间站的功能恢复。从那时起直到1974年2月8日,进入该空间站工作的有3名宇航员,工作时间分别为28天、59天和84天。

1977年9月29日,美国发射了“天空实验室”空间站、苏联则发射了“礼炮6号”空间站。两个空间站在同一天升上太空,而且都没有出现问题。美苏两国的科学家们为世界航天史写上了浓重的一笔。“礼炮6号”空间站一直工作到1982年6月,使空间站成为一座真正半永久性的实验室。

后来,苏联建造了一艘巨型火箭,它的功率在当时是最大的。1985年,这艘火箭携带着重约110吨的超大型空间站“和平号”,进入近地空间轨道。2001年5月,“和平号”空间站在超期服役后悄然坠入太平洋,引起人们的无限遐想。这样,空间站历史上的一个重要时代终于结束。

荧光灯的由来

荧光灯是用荧光体制成的气体放电管。人们早就发现放电管能够发射紫外线的现象,并且懂得某些物质受到紫外线的照射后会发出荧光。

1859年,贝克勒尔把荧光体装到放电管中造成荧光灯。但是因为这种灯效率低,存在许多不足之处,所以无法付诸使用。

20世纪初,美国人彼得·库柏·休伊特采用各种荧光体制成低压水银灯。这种水银灯仍未付诸实用。1927年,美国通用电气公司竭尽全力进行研制,采用热电极方法设计出耐用的荧光灯,并且从种类繁多的物质中找到最适宜的荧光体。

在研制者阿金伯特·哈尔博士和乔治·因曼博士的努力下,通用电气公司精心研制的荧光灯,于第二次世界大战后广泛地使用起来。

灭火器的由来

灭火器来源于英国,发明者是一个名叫曼比的发明家。早先,他有很多救生发明,包括营救遇难船只的水手救生索等。1813年,他亲眼目睹了爱丁堡的一次火灾。由于消防队员没有进行充分准备,水龙软管未能拉入五楼,结果这栋漂亮的房子化为灰烬。这件事使他们受到很大刺激,于是下决心要发明一种效果显着的灭火工具。

1816年,便携式灭火器问世,它的发明者就是曼比。它由一个容积为4加仑的坚固铜容器组成,容器上安装了活栓和喷射管。喷射管从容器的颈部伸进去,下端接近容器的底部。在容器里装3加仑的水,用一个泵把空气压入水上面的空间,再将活栓紧紧关闭。活栓一旦打开,压缩空气就把水压出,导致喷射发生。

他还在灭火装置上装了一个皮套。皮套与一根皮带紧紧相连,使用者可将皮带挂背在肩上。另外,他又设计了一种有6个分隔间的手推车,使灭火器的运送速度大大增加,从而节约了救火的时间。

大约过了50年,一种更完善的手提灭火器在法国出现,发明者是该国的一个医生,名叫加利埃。他把碳酸氢钠和水混合置于筒内,另外用一个玻璃瓶装满硫酸,放在筒内接近筒颈的地方。使用时,只要用撞针将瓶子击破,导致多种化学物质混合在一起,就会产生二氧化碳,把水压出筒外。

到了19世纪末叶,化学灭火器得到公众的喜爱,流行开来。1905年,俄国的劳伦特教授在圣彼得堡创制了一种泡沫灭火剂,把硫酸铝及碳酸氢钠溶液混合并加入稳定剂。一旦喷口被打开,喷出后生成的泡沫会含有二氧化碳的成分,并浮在燃烧的油漆上,从而隔绝氧气扑灭火势。

1909年,纽约的戴维森通过试验,使灭火器在二氧化碳的作用下压出四氯化碳。他还为自己取得了专利。这种液体会化成不可燃的较重气体,将火势闷熄。

高压水式灭火器可称得上是最新式的灭火武器了。它借助于一个泵来使空气受到压缩。这样,又回复到曼比原来的灭火器的原理上了。

避雷针的由来

避雷针是一种房屋上的装置,它能保护建筑物,使之免受雷电的破坏。

在18世纪以前,西方人还不了解雷电的性质,觉得雷电非常神秘。一些信奉上帝的人认为,雷电所引起的火灾是上帝惩罚人类的结果。而进入18世纪后,一些富有科学精神的人已经开始对雷电之谜进行不懈的探索。

有一天,美国学者富兰克林在妻子丽达的注视下将几个莱顿瓶连接起来。丽达一不小心,碰到了莱顿瓶上的金属杆,只见杆上冒出一团电火花,一声怪响传了过来,丽达应声倒地。原来是丽达受到了电击。幸好电容量不大,没有造成严重的后果,她仅仅躺了一个星期,身体就恢复了健康。

这次实验使富兰克林深受启发。他认识到,正负电荷在短路时发生的火花、响声与雷电是非常相似的。他确信,雷电就是自然界的电。

从此,他开始对雷电进行潜心研究,寻找免受雷击的办法。他想到,莱顿瓶里的电可以引进引出,而自然界的电火花也是在极短的时间内发生的,在物体的尖端正集中了光和声,二者十分相似。

他由此展开进一步的思考,如果将带尖的金属杆装在屋顶上,再用电线把金属杆和地面连在一起,不就能把空中的电引入地下保护人类吗?如果这样做,高大的建筑物一定可以免受雷击。

富兰克林于1752年冒着被雷电击死的危险,做了誉满全球的“风筝试验”,对解释自然界中放电现象作出了不朽的贡献。同年,他设计出一种效果明显的避雷针。办法实际上很简单:将一根2~3米高的金属杆立在建筑物的最高处,用金属线使它和地面紧紧相连,如果出现雷雨天气时,雷电就会沿金属线向地下流去,建筑物就会远离雷电之灾。

富兰克林为了使避雷针得到普及,写了一篇名为《怎样使房屋免遭雷电的袭击》的文章,这篇文章的影响很大。很快,美国的各个城市都制订了安装避雷针的计划。可有些食古不化的教士硬说雷电是上帝的震怒,因此反对安装这件装置。虽然遭到教士的一再反对,但避雷针还是普及开来,并成为建筑物所不可缺少的保护装置。

富兰克林使避雷针普及到千家万户,所以很多人都把他当成是避雷针的发明人。但是,有一个外国修道士马卡连在游历中国之后,于1688年出版了一本介绍中国的书,书中谈到中国当时的房屋建筑时写道:“屋顶的四角被雕饰成龙头的形状,仰着头,张着嘴。在这些怪物的舌头上有一根金属芯子,这金属芯子的末端一直通到地里。如果有雷打在房屋上,电就会顺着龙的舌头跑到地里,不会产生任何危险。”

马卡连的观察比富兰克林差不多早100年,由此可知,中国人发明避雷针远比富兰克林早。

天线的由来

1888年,29岁的波波夫得知德国着名物理学家赫兹发现电磁波的消息后,这位曾经立志推广电灯的年轻科学家对朋友们说:“我用毕生的精力去安装电灯,对于广阔的俄罗斯来说,只不过照亮了很小的一角。假如我能指挥电磁波,那就可以飞越整个世界!”

于是,他埋头研究,向新的目标发起了冲击。

1894年,波波夫制成了一台无线电接收机。这台接收机的核心部分用的是改进了的金属屑检波器,波波夫采用电铃做终端显示,电铃的小锤可以把检波器里的金属屑震松。电铃用一个电磁继电器带动,当金属屑检波器检测到电磁波时,继电器接通电源,电铃就响起来。

有一次,波波夫在实验中发现,接收机检测电波的距离突然比往常增大了许多。

“这是怎么回事呢?”波波夫查来查去,一直找不出原因。

一天,波波夫无意之中发现一根导线搭在金属屑检波器上。他把导线拿开,电铃便不响了;他把实验距离缩小到原来那么近,电铃又响了起来。

波波夫大喜,连忙把导线接到金属屑检波器的一头,并把检波器的另一头接上。经过再次试验,结果表明使用天线后,信号传递距离剧增。无线电天线由此而问世。

测谎仪的由来

据说,大多数人说谎时,吞咽能力和唾液分泌能力会产生轻微的阻碍。因此,有些古人就从这两方面对别人进行检测,来判断他的话是否属实。进入现代以来,人们常使用的现代测谎装置,却是通过传感设备,将受测者回答问题或作证时的生理变化记录下来,对他们的诚实度进行判断。

意大利有一位名叫切萨雷·隆布罗索的着名犯罪学家,他以罪犯的面部和身体特征的变化为依据,判断他们的性格。人们对他的测谎技术非常信任。他的研究成果在1889年出版的着作《犯罪者》里有所描述。

1895年,隆布罗索通过不断观察,研究出一种新的测谎方法:通过测量犯罪嫌疑人的血压和脉搏速度,来确定他的话是否属实。他制造了一个水脉搏描记器,这种仪器是个水槽,里面装满了水,只要将犯罪嫌疑人的一只手浸入水槽,水平面就会随着他的血压和脉搏的变化而出现异常情况。仪器的滚筒纸和上面的笔会忠实地将这种异常情况记录下来。

1914年,维托里奥·贝努西开展了一项研究课题,了解呼吸频率和说谎有何关联。1917年,马斯顿对说谎进行研究,仔细了解了心脏舒缩血压在说谎时发生的变化,发明了一种血压测量计。

1921年,一种利用波动描记器的测谎方式诞生。这种方法利用了好几种波动描记器,使之在滚筒纸上对几个测量结果分别予以记录。此方法的发明者是美国一位名叫约翰·拉森的警察。这种新方法为后来出现的测谎仪提供了理论基础。

拉森还发明出了一种特殊的方法:向受测者提问一些容易回答且没有任何威胁性的问题(虽然这些问题确切答案是已知的),从而为测谎工作确定了一条基准线。多种波动描记器不仅测量犯罪嫌疑人的身体变化,还会对他们皮肤导电性的差异进行记录。

伦纳德·基勒与“驻芝加哥犯罪科学检测实验室”建立了合作关系。他们也用多种波动描记器来对证人进行评估,对证词的真伪进行判断。1935年,法庭第一次承认了用这种方法获得的证据。

后来的测谎仪准确率最低的可达到70%,最高的则有90%之多。由于受测者面对发问者的一再诘难,就算没有说谎也会导致焦虑情绪的反复发生,所以在很多时候,测谎仪的测量结果也会出现不准确的情况。

打字机的由来

1714年,英国工程师亨利·米尔发明了打字机,并且申请到了专利权。但是米尔的这项发明并没有留下任何图纸和模型,制造品的性质可能与蜡纸油印比较相似。但因为他在这方面的尝试功不可没,人们还是将他奉为打字机之父。

然而,当时打字机没有普及开来。这是因为18世纪的人们仍然习惯于笔录,并不把打字机当做必需品。

法国皇帝拿破仑有两位着名的秘书,他们分别是梅内瓦尔和布里内。如果拿破仑说话时保持普通的语速,而且一连讲数小时,他们都能用笔记得一清二楚,而且不会有错误。在以后的一百年间,虽然关于机械记录器的论文不断出现,但机械记录器还仅仅是一种设想。

1829年,美国底特律的威廉·奥斯丁·伯特通过不断研究,制作出“伯特家用书信复写器”。这种机器不但按键蘸墨时需要用手操纵,就是替换字母时也得依靠手动。后来,法国马赛的普罗简制造出了他自己设计的打字机。他宣称自己的打字机其速度与用笔写的速度难分高下。

1843年,美国周尔博制造出一种打字机,因速度慢而未得到广泛的使用。1858年打字机有了很大改进,将字模排成一圆形,用同一中心来按压字键。美国的洛斯、素尔、葛里根三位发明家制造出第一批实用的打字机。

然而,对打字进行重大改进的,却是美国人肖尔斯。

肖尔斯与机械师苏莱是合作伙伴,页码计数器的发明者就是他们两人。这一机器的发明时间和申请专利的时间同为1864年。

另一位机械师卡洛斯·格利登对打字机器的改进也产生了浓厚兴趣,他在《科学美国人》杂志上发表文章,谈了一些这方面的真知灼见。这篇文章引起了肖尔斯和苏莱的注意,二人与格利登合作,共同研究打字机。

一天,在密尔沃基的克兰斯特伯机械厂里,肖尔斯和格利登正在做实验,格利登的灵感突然受到触发,他想到:“为什么不创造出一种既能写数字、又能写字母和单词的编码机呢?”

这个想法很快得到了肖尔斯的赞同。于是,两个人制造了一个木制模型来解决这个问题。虽然它没有活动键,而且只能打大写字母,但它是一台真正的打字机,而且效果显着。在1868年,他们为这个发明争取到了专利。

他们三人为了使这个打字机投入市场,到处找人赞助。但听到这个消息的很多人,包括大名鼎鼎的托马斯·爱迪生,都不愿对这项发明进行资金支持。但是没过多久,新闻出版商詹姆斯·登斯莫尔对这个项目非常看好,就购买了打字机的生产专利。登斯莫尔还向他们三人提出建议,希望能将机器加以改进,使之更加好用。而苏莱和格利登却退出了。

到了1873年,登斯莫尔与雷明顿武器制造公司结成了商业伙伴,经过双方商谈,一份生产协议酝酿成熟。与此同时,为防止打字机的字键被卡住,肖尔斯发明了一个键盘,能隔开使用频率最高的字母,他的“qwerty”键盘标准一直到今天,还为人们所使用。

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