正文 第27章 揭秘神奇的科學發現(10)(1 / 3)

第二次世界大戰非常緊張激烈,交戰雙方都想在裝備上勝對方一籌。科學家在兩種不同性質的愛國熱情的驅動下玩命似的進行各種研究。在研究過程中,隨之而來的極其繁瑣,複雜的數學計算問題越來越多,而這些問題的解決又往往需要在很短的時間裏進行幾千,幾萬,幾億甚至幾十億次的數值計算。手搖或機械式計算機不僅勞民傷財,而且最令研究人員不放心的是精確度也難以保證。現實迫使人們要對機械式計算機做根本性的變革。20世紀40年代初,一個計算機研製小組在美國成立。由30多歲的工程師莫西萊,24歲的艾克特和年輕的格爾斯坦等組成。在他們齊心協力的工作下,1945年年底,世界上第一台電子計算機誕生了第一台電子計算機看上去像個龐然大物。它全部采用電子管製造,共計用了18000個電子管,電子管大的像蘿卜,小的像花生米。它的體積有90立方米,重量達30多噸,占地170平方米,需要一間30多米長的房間才能容納得下。它每秒可做5000次加法,400次乘法,比機械式計算機要快好幾百倍。它還有一個巨大的特點是,整個計算過程都是按照預先編好的程序自動進行。這就是人們通常所說的第一代電子計算機。第一代電子計算機太大了,這主要是因為那些電子管需要很大的空間。利用半導體材料製成的晶體管催生了第二代計算機,使電子計算機體積過大的弊病得到了部分解決。半導體技術的出現促進了計算機向小型化方向發展。第二代計算機的體積隻相當於並排擺放的大衣櫃,可它的計算速度卻提高到了每秒幾百萬次。人類對自然社會永遠是那麼的好奇。人類的創造力是無窮無盡的,同樣對計算機的研究也是如此。人們不僅要求計算機有計算的功能,而且要具有智能。20世紀80年代開始研究的第五代計算機不再限於隻能聽從人的指揮去幹活,而是有了一定的邏輯判斷能力,變得會“思考”了。它可以代替人類去駕駛飛機,幫助醫生去診療病人,去深海探寶,去遨遊太空,等等。計算機發展已步入智能化時代。人類進入了21世紀後,電子計算技術的發展更是日新月異。人工智能更成為一個新興的課題,且發展較快。相信在不久的將來,通過研製智能計算機,人類自身將獲得更大程度的解放。

長頸鹿的“控壓裝置”與抗荷服之謎

我們都知道,飛行員在駕駛戰機加速爬升時,其體內血液的流速會在慣性作用下慢於人體的運動速度,這時血液就會積聚在人體下部,從而造成大腦特別是視網膜供血不足,眼前霎時會出現一片漆黑,嚴重時會引起短暫的暈厥,直接影響作戰和飛行安全。為此科學家在飛行服中增加了一種褲形裝置,這種裝置是在腹部,大腿,小腿的地方安裝了幾個相通的氣囊。飛機上的增壓氣源在飛機進行劇烈變化的機動飛行時,可通過抗荷調壓器按人體的需要自動調節氣壓,使氣囊因迅速充氣而膨脹,壓迫飛行員的腹部和下肢,抵抗內髒器官的移位和血液的慣性下湧,使迅速下湧的血液返回心髒,從而克服了飛行中的黑視和暈厥現象。設計師們如何能想出如此獨特的設計,那得從長頸鹿說起。長頸鹿在落差高達五六米的空間裏上下晃動腦袋,卻沒有頭昏目眩的感覺,而是成功地克服了這一生存障礙。長頸鹿如何做到這一點的呢?原來,長頸鹿的身上有雙重“控壓裝置”。長頸鹿的大腦下部有一團伸縮性很強的網狀小動脈。當血液進出這個特殊的“閥門”時,細細的動脈小血管會迅速擴張,血液的流速和增加量會因這個迅速擴張的網狀體的阻滯作用而降低。因此,即使在長頸鹿猛低頭時,也不會有過量的血液湧入大腦;當這一作用相反時,即在長頸鹿猛抬頭時,大腦也不會出現供血不足。同時,長頸鹿身上裹著一層緊箍著血管的堅硬的外皮。這層外皮既可以抵禦敵害,又能保持血管內外層平衡,控製血壓。

長頸鹿的護身絕招啟發了生物學家和飛機設計師,他們仿照長頸鹿用堅硬外皮控製血壓的原理,發明了此種抗荷服(飛行服)。

電磁波之謎

1875年2月22日,亨利希·赫茲誕生於德國漢堡一個中產階級家庭。

中學畢業後,他繼續在德累斯頓高等技術學校學習工程學。當時,他的理想是成為一名建築工程師。1876年秋天,赫茲在柏林鐵道兵團服了一年兵役。退伍後,赫茲進入慕尼黑大學,繼續攻讀工程學。在此期間,赫茲選修了著名物理學家菲利浦·馮·約裏的物理課和數學課。老師的課深入淺出,非常生動,使赫茲對物理和自然科學產生了濃厚的興趣。

為了能聽到著名的數學家亥姆霍茲和物理學家基爾霍夫的課,赫茲申請轉入柏林大學學習。很快,這兩位老師就將赫茲視為自己的得意門生,並決定從各方麵對其進行培養。

1880年3月15日,赫茲取得了博士學位,隨後在亥姆霍茲研究所做了兩年半助手。此時正值麥克斯韋的電磁理論發表後沒有得到社會的承認之際,有些人甚至公開對其發難。1879年,亥姆霍茲在麥克斯韋電磁場理論的基礎上,以。用實驗建立電磁力和絕緣體介質極化的關係。為題,設置了柏林科學院懸賞獎,希望通過實驗證明麥克斯韋的理論。赫茲做了無數次實驗,但始終沒有進展。