书城科普读物文明的记录——科技发明
20506600000006

第6章 办公通讯工具使问题秒杀解决(1)

人们的各种信息需要记录加工整理,而从当初的甲骨文到现在的数字存储,其中有的是孜孜不倦的探索,也有的是聪明者偶然的灵感迸发,他们都给社会带来了划时代意义的变革。人们的交流沟通,从最初的骑马驿站,到现代的无线网络,从需要十几天才能传递一个信息,到秒杀解决问题,通讯的日新月异代表着科技的进步。

可以记录的方法——铅笔的问世

铅笔是现在人们生活中不可缺少的一部分,更是学生文具盒里必备的文具之一。尽管有了自动铅笔、可涂改的钢笔及计算机,但普通铅笔仍将与我们长相伴随,人们从全世界铅笔年销售总量已达140亿支这一事实便知端倪。

铅笔的始祖——石墨

1564年,在英格兰的一个叫巴罗代尔的地方,人们发现了一种黑色的矿物——石墨。由于石墨能像铅一样在纸上留下痕迹,而且痕迹比铅的痕迹要黑得多,因此,人们称石墨为“黑铅”。那时巴罗代尔一带的牧羊人常用石墨在羊身上画上记号。受此启发,人们又将石墨块切成小条,用于写字绘画。不久,英王乔治二世索性将巴罗代尔石墨矿收为皇室所有,把它定为皇家的专利品。

铅笔的发展史

铅笔的发展历史非常悠久,它起源于2000多年前的古罗马时期。那时的铅笔很简陋,只不过是金属套里夹着一根铅棒、甚至是铅块而已。但是从字义上看,它倒是名副其实的“铅笔”。而我们今天使用的铅笔是用石墨和黏土制成的,里面并不含铅。

14世纪时,欧洲出现类似现代的铅笔,荷兰画家曾用以在纸上绘画。意大利人曾使用铅和锡的混合物制成铅棒,用于绘画和书写。1565年,德国人格斯纳的藏书上有用铅笔绘制的图解,并记载有“为了制图和笔记,人们用铅及其他混合物制成笔芯,然后附上木制的把柄,进行画线……”的文字。同年英国开始以石墨为笔芯手工制出最原始的木杆铅笔。1662年在德国纽伦堡市建成世界上第一家铅笔厂──施德楼铅笔厂。

1761年,德国人F.卡斯特在纽伦堡市创建了法泊·卡斯特铅笔厂,采用硫黄、锑等作黏结剂与石墨加热混合制造铅芯,使铅笔制造技术前进了一大步。1790~1793年,法国N.J.康德首次采用水洗石墨的办法,使石墨的纯度提高,并用黏土将石墨黏结制成笔芯,此法被称为康德法。1793年,建立康德铅笔厂,为现代铅笔工业奠定了基础。

石墨

石墨是元素碳的一种同素异形体。石墨质软,黑灰色;有油腻感,是最软的矿物之一。它的用途可以制造铅笔芯和润滑剂。世界著名的石墨产地有纽约、马达加斯加和斯里兰卡等。我国的石墨产量也很大,主要集中在山东、吉林、黑龙江等省。

记录文字的薄片——纸的发明问世

纸,是我们司空见惯的东西,它是我国古代四大发明之一,它的发明人——蔡伦,想必大家不会陌生。

“蔡侯纸”在我国诞生

在我国商朝时,人们曾经把文字一笔一画地刻到龟甲和牛、羊、猪等动物的肩胛骨上;随后,人们又用规格一致的木片(又称牍)和竹片(又称简)来书写文章;以后,还出现了以缣帛为纸来书写的办法。

东汉时期,随着经济和文化的发展,竹简、缣帛越来越不适应书写的要求。为了制造一种比较理想的书写材料,蔡伦在前人利用废丝棉造纸的基础上,采用树皮、麻头、破布、废渔网为原料,成功地制造了一种既轻便又经济的纸张,并总结出一套较为完善的造纸方法。公元105年(元兴元年,汉和帝刘肇年间),蔡伦将造成的纸张献给了朝廷。从此,纸张开始得到推广,并在全国通称蔡伦造的纸为“蔡侯纸”。

造纸术在世界兴起

到了公元8世纪的时候,纸在我国已经得到了广泛的使用,这之后的几个世纪中,我国将纸出口到亚洲各个地方,并严保造纸技术秘密。直到公元751年,唐朝和阿拉伯帝国发生冲突,阿拉伯人俘获几名中国造纸工匠,才使这门技术流传出去,并很快在世界各地兴起。

据史书记载,在蔡伦发明造纸术后的1000多年,欧洲才建立第一个造纸厂。虽然现代的造纸工业已很发达,但其基本原理仍跟蔡伦造纸的方法相同。造高级印刷纸、卷烟纸、宣纸和打字蜡纸等,仍不外乎是蔡伦所用过的破布、树皮、麻头、废渔网等原料。

蔡伦对我国乃至人类社会发展所产生的影响都是巨大的,并且这种影响还将持续下去,直至永远。

光学投影的仪器——投影仪的诞生

投影仪又称投影机,目前投影技术日新月异,随着科技的发展,投影行业也发展到了一个至高的领域。主要通过3M LCOS RGB三色投影光机和720P片解码技术,把传统庞大的投影机精巧化、便携化、微小化、娱乐化、实用化,使投影技术更加贴近生活和娱乐。

“皮影戏”是全球最早的光学投影

娱乐系统

投影仪的前身其实就是幻灯机,在十几年前,大部分学校还在使用这种设备为学生播放课件。但是大家有没有想过幻灯机的前身是什么呢?其实我国古代的皮影戏和走马灯就是早期的幻灯机,都是利用光与影的技术来为用户展现画面。

《汉书.外戚传上.孝武李夫人》记载,汉武帝最宠爱的妃子李夫人死后,汉武帝伤心欲绝、朝思暮想。道士李少翁,知道汉武帝日夜思念已故的李夫人,便说他能够把夫人请回来与皇上相会。汉武帝十分高兴,遂宣李少翁入宫施法术。

李少翁要了李夫人生前的衣服,准备净室,中间挂着薄纱幕,幕里点着蜡烛,果然,通过灯光的照映,李夫人的影子投在薄纱幕上,只见她侧着身子慢慢地走过来,一下子就在纱幕消失了,实际上,李少翁表演的是一出皮影戏,并且是最早有关于幻灯技术的记载。

元代时,皮影戏曾传到各个国家,这种源于中国的艺术形式,吸引了许多国外戏迷,人们亲切地称它为“中国影灯”。这也为后来外国人发明幻灯机和投影机奠定了基础。

现代投影仪的发展

在投影史上,1640年是非同寻常的一年。一个名叫奇瑟的耶稣教会教士发明了一种叫魔法灯的幻灯机,运用镜头及镜子反射光线的原理,将一连串的图片反射在墙面上,在当时那是了不起的发明,相当受欢迎,很多人挤破了门槛要看看是怎么回事。

“人怕出名猪怕壮”,在外国也是同样的道理。奇瑟因此被拆台的指控施妖术,结果,他带着他的幻灯机一起上了天堂。看来,每一次的新发明、新创作要让人们马上接受都不是太容易。

1654年,德国人基夏尔首次记述了幻灯机的发明,最初幻灯机的外壳是用铁皮敲成一个方箱,顶部有一类似烟筒的排气筒,正前方装有一个圆筒,圆筒中用一块可滑动的凸透镜,形成一个简单的镜头,镜头和铁皮箱之间有一块可调节焦距的面板,箱内装有光源,最初的光源是烛光。使用时,把幻灯机置于一个黑房内,将幻灯片插入凸透镜后面的槽中,点燃蜡烛,光源通过反光镜反射汇聚,通过透明画片和镜头,形成一根光柱映在墙幕上。

随着工业革命的蓬勃发展,幻灯机也进入了工业化时代。幻灯机的工业化生产开始于1845年,光源也从初时的蜡烛,先后改为油灯、汽灯,最后改用为电光源。为了提高画面的质量和亮度,还在光源的后面安装了凹面反射镜,光源的增大,使得机箱的温度升高,为了散热,在幻灯机中加装了排气散热结构,输片也改为自动的了。最早的幻灯片是玻璃制成的,靠人工绘画。在19世纪中叶,美国发明了赛璐珞胶卷后,幻灯片即开始使用照相移片法生产。我们今天广泛使用的幻灯机,就是在19世纪幻灯机的基础上发展改进而成的。

二战后,人类迎来了第三次科技革命,电脑的发明、集成电路的大量出现,也使投影机进入数字化时代。1989年,爱普生和索尼拥有了液晶板的核心技术,同年,世界上第一台液晶投影机——爱普生的VPL-2000诞生,在投影界掀起了一次液晶狂潮。巴可、东芝、科视、明基都纷纷推出自己的投影新产品,一时间,投影界风起云涌。

书写工具的革新——钢笔的发明

钢笔是人们普遍使用的书写工具,它发明于19世纪初。钢笔书写起来圆滑而有弹性,相当流畅。在钢笔笔套口处或笔尖表面,均有明显的商标牌号、型号。

古代使用硬笔的发现

钢笔的发明是书写工具的巨大革新,让人们记录和传播知识变得更快捷。对硬笔的使用最早是苏美尔人和埃及人,他们最初在泥地上写字。我国在汉代也有使用硬笔的记录,1906年,英国探险家斯坦因在新疆若羌县米兰遗址中发现的芦管笔证明了我国早期使用硬笔的历史。这种笔以木质材料精工削磨,有锋利的笔尖和马耳形笔舌。让人难以相信的是,这种笔的笔舌正中都有一条缝隙,呈双瓣合尖状,与现代钢笔笔舌有异曲同工之妙。这种笔舌的设计及原理与现代钢笔是相同的,笔舌正中劈缝,增加了笔尖的柔软性,减弱了僵硬度,这样就不容易划破纸张,同时为墨汁缓缓下渗开辟了一条通道,书写流利。

现代钢笔的诞生

现代钢笔诞生在19世纪。1809年,英国颁发了第一批关于储水笔的专利证书,这标志着钢笔的正式诞生。早期的储水笔墨水不能自由流动。写字的人压一下活塞,墨水才开始流动,写一阵之后又得压一下,否则墨水就流不出来了,因此书写非常不方便。在这种情况下,人们宁可使用鹅毛笔和蘸水笔。

美国的刘易斯·埃德森·沃特曼是美国一家保险公司的雇员,1884年的一天早晨他从对手那里抢来了一份保险合同,当他将墨水瓶和鹅毛笔递给委托人,准备签字的时候,一大滴墨水却落了下来,污染了文件。他无奈地让委托人稍等片刻,自己再去找一份表格。可是等他拿回表格的时候,发现他的对手乘虚而入,已经抢走了那份合同,使得刚刚到手的生意又丢了。他愤怒地将鹅毛笔扔到地上,决心发明一种使用便捷的墨水笔。

沃特曼认真研究了活塞式储水笔后,准备改进出一种书写流畅,但是又不会漏出墨水的自来水笔。他先在联结墨水囊和笔尖的一根硬橡胶中钻了一条头发般粗细的通道,在墨水囊中放进少量空气,使内部的气压与外面平衡,墨水就慢慢流出来,但是效果并不好。他后来想到了毛细管原理,植物正是利用这种原理来输送水分和养分的。因此他在墨水囊和笔舌之间装了一根细管,这样一切都解决了。沃特曼的钢笔储水囊最初用的是眼药水瓶,后来改用柔软的橡皮囊取代,只要把空气挤出来就可吸进墨水。

到了20世纪,钢笔已经发展得很完善,钢笔里装墨水的部分采用了皮胆。1956年,现代钢笔诞生了。

斯坦因

斯坦因:英国人,原籍匈牙利。早年在维也纳、莱比锡等大学学习,后游学牛津大学和伦敦大学。1887年至英属印度,任拉合尔东方学院校长、加尔各答大学校长等职。在英国和印度政府的支持下,先后进行三次中亚探险。

虽然斯坦因在事业上取得了巨大的成功,但是,他这种只顾事业而不分国界随心所欲的探险考古活动,侵犯了中国人民的利益,伤害了中国人的感情。斯坦因第一次来敦煌是1907年3月。这是他第二次中亚腹地探险活动。当时,他不仅在莫高窟看到了精美的壁画和彩塑,而且采用各种手段,尤以“唐僧之徒”为名,骗取道士王圆篆的信任,以极少的白银,从王道士手中换取了大量的写经、文书和艺术品。当他离开莫高窟时,仅经卷文书装满了24箱子,精美的绢画和刺绣艺术品等文物又装了5大箱。后经清理,卷文完整的有7000件,残缺的6000件,还有一大批其他文物。斯坦因第二次来敦煌时,又以500两白银的捐献,从王圆篆手中换去570部汉文写卷。这些卷子是王圆篆专门收集的,均为完整的长卷,价值极高,但又被斯坦因卷运到了英国。

飞翔的文字——电报的发明

1844年5月24日,在人类通讯史上是一个庄严的时刻。这一天,美国首都华盛顿沉浸在节日般的热烈气氛中。国会大厦外面聚集着成千上万的人,人们怀着急切而兴奋的心情,从四面八方赶来观看“用导线传递消息”的奇迹。

在国会大厦联邦最高法院会议厅里,一个皮肤黝黑、心情激动的人,正对着几位被邀请来的科学家和政府人士,讲解他发明的电报机原理。接着,他接通电报机,按照预先约定的时间,亲手向64公里以外的巴尔的摩发出了历史上第一份长途电报。

这个最早发明电报的人名叫塞缪尔·莫尔斯。有趣的是,他既不是物理学家,也不是工程师,而是画家。一个画家怎么会最早发明电报而成为现代通讯的奠基人的呢?

一个魔术的灵感

1831年10月19日,“绪利”号客轮从法国沿海港口起航驶向美国纽约。在这艘大帆船上,有一位在法国学习美术的美国人莫尔斯。在船舱内,莫尔斯遇到了从巴黎讲授电学结束回国的杰克逊博士。于是,在漫长的航海途中,他们两人成了亲密的旅伴。在船上,他被杰克逊的“魔术”表演深深吸引住了。只见杰克逊手里摆弄着一块马蹄形铁,上面绕着一圈圈绝缘钢丝。杰克逊让马蹄铁上的钢丝通上电,结果奇迹出现了:那些撒在马蹄铁附近的铁钉、铁片,立即被吸了过去;当切断电源时,那些铁钉、铁片又很快掉了下来。