正文 第18章 非比尋常的科學技術之最(4)(2 / 3)

通過弱相互作用衰變的粒子有20餘種。其中,仔依介子的壽命大致為2.6伊10-8秒,即仔依介子經過一億分之一秒就衰變成了其他秒子。一億分之一秒,從我們日常生活中習慣了的時間概念來講,是不值一提的;但在微觀世界裏,它卻不能被忽視,相反倒是個不太小的數字。在大量能自動衰變的基本粒子中,能活上一億分之一秒的算是相當長壽的。

再來看看通過電磁相互作用衰變的粒子(共兩種),它們的壽命就要短得多了。仔依介子的壽命是0.84伊10-16秒,濁介子的壽命是3伊10-19秒。比起仔依介子來,它們的壽命竟分別要短8~11個數量級。

但要論壽命的最短,要算通過強相互作用衰變的“共振態粒子”。它們的夥伴特別多,占基本粒子家族成員的一半以上,共200多種。當粒子壽命短於10-10~10-12S時,很難在探測器中留下徑跡而直接被探測到,隻能通過其衰變產物的反應截麵來觀測。在研究原子核的散射和反應過程中,當入射粒子能量取某一確定值時,散射或反應的截麵突然變大,截麵隨能量的變化曲線和力學中的共振曲線完全類似,因而被稱為共振態。

1953年,來自意大利的科學家費米和他的同事安得森在美國芝加哥大學的同步回旋加速器上做實驗時,發現了質子——介子係統中的第一個共振態,但是那時候人們並未想到有這麼多共振態。1952年,美國物理學家格拉塞製成了世界上第一台氫泡室,在乙醚泡中顯示了宇宙射線中粒子的徑跡。這以後有好幾個物理研究組開始將泡室用於高能物理研究,不斷研究和發展泡室技術。阿爾瓦雷斯發展了氫泡室技術和數據分析方法,首次把這類粒子命名為“共振態”,大大促進了粒子物理學的發展,從而在1968年獲得了諾貝爾物理學獎。

最早的電子計算機

第二次世界大戰期間,隨著火炮的發展,彈道計算日益複雜,原有的一些計算機已不能滿足使用要求,迫切需要有一種新的快速的計算工具。美國軍方為了解決計算大量軍用數據的難題,成立了由賓夕法尼亞大學莫奇利和埃克特領導的研究小組,開始研製世界上第一台電子計算機。在一些科學家、工程師的努力下,在當時電子技術已顯示出具有記數、計算、傳輸、存儲控製等功能的基礎上,經過三年緊張的工作,1946年2月10日,美國陸軍軍機械部和摩爾學院共同舉行新聞發布會,宣布了第一台電子計算機“埃尼亞克”研製成功的消息。

“E.IAC”(埃曆阿克),即“電子數值積分和計算機”的英文縮寫。它采用穿孔卡輸入輸出數據,每分鍾可以輸入125張卡片,輸出100張卡片。2月15日,又在學校休斯敦大會堂舉行盛大的慶典,由美國國家科學院院長朱維特博士宣布“埃尼亞克”研製成功,然後一同去摩爾學院參觀那台神奇的“電子腦袋”。

出現在人們麵前的“埃尼亞克”不是一台機器,而是一屋子機器,密密麻麻的開關按鈕,東纏西繞的各類導線,忽明忽暗的指示燈,人們仿佛來到一間控製室,它就是“埃尼亞克”。在其內部共安裝了17468隻電子管,7200個二極管,70000多電阻器,10000多隻電容器和6000隻繼電器,電路的焊接點多達50萬個;在機器表麵,則布滿電表、電線和指示燈。機器被安裝在一排2.75米高的金屬櫃裏,占地麵積為170平方米左右,總重量達到30噸。這一龐然大物有8英尺高,3英尺寬,100英尺長。它的耗電量超過174千瓦;電子管平均每隔7分鍾就要被燒壞一隻,埃克特必須不停更換。起初,軍方的投資預算為15萬美元,但事實上,連翻跟鬥,總耗資達48.6萬美元,合同前前後後修改過20餘次。盡管如此,E.IAC的運算速度卻也沒令人們失望,能達到每秒鍾5000次加法,可以在3/1000秒時間內做完兩個10位數乘法。一條炮彈的軌跡,20秒鍾就能被它算完,比炮彈本身的飛行速度還要快。