书城科普读物世界最具趣味的发明
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第8章 电子电信篇(2)

当时的通讯巨头母贝尔公司,一直固守着自己在固定电话方面的垄断地位,他们在很长一段时间里偏重于自己传统的硬线资产,甚至预言到1995年手机用户不会超过90万。然而摩托罗拉公司的马丁·库珀则认为移动电话符合万物的自然规律,他决心证明手机是可行的。于是马丁·库珀带领他的团队用了6周的时间就完成了世界通讯史上的巨大突破,研制出了世界上第一部“便携式”移动电话——手机。这是一个采用数以千计的零件制造而成,仅仅为了实现无线通话功能的机器。

说道这部手机,它的首次公开亮相还有个小故事呢?

当时,从事手机研发工作的除了马丁·库珀的团队以外,还有贝尔实验室的工作人员,可以说他们之间是相当激烈的竞争对手。马丁·库珀在获得成功之后,为了向对手宣告胜利,便采用了最直接的方法——使用自己研发的手机在街上给贝尔实验室打了一个电话。虽然贝尔实验室的人对这个来电并不重视,但这对后人的意义却非同凡响,因为这是人类通讯史上的第一次手机通话。所以,1973年4月3日这一天也被后人认定为手机的生日。

马丁·库珀用事实证明了自己的观点,他敢于挑战传统的行为,不但为他赢得了荣誉,更改变了世界的未来。

电子计算机

起源:美国 问世年代:1945年 发明人:莫尔小组

世界上第一台电子计算机是1945年在美国发明的,然而你知道吗?它的诞生完全是源自战争。

那是在第二次世界大战时,美国宾夕法尼亚大学的莫尔电工学院同阿伯丁弹道研究实验室共同负责给陆军提供弹道表。这项任务困难而紧迫,每一张表都要计算几百条弹道,一个熟练的计算员用台式计算机计算一条飞行时间是60秒的弹道,要花20小时。

从战争一开始,阿伯丁实验室就聘请了200多名计算员从事这项工作。就算这样,有些弹道表也要计算两三个月。面对这种情况,莫尔电工学院的莫希莱在1942年8月写了一份《高速电子管计算装置使用》的备忘录,它便是第一台电子计算机的初步方案,这个方案引起了军方重视。美国军械部要求莫尔电工学院草拟一个制造电子计算机计划报告。

1943年4月这个报告拟好,一周后报告得到批准。6月5日,莫尔电工学院和军械部签订了合同。这台电子计算机取名叫“电子数值积分和计算机”,英文缩写是ENIAC。承担研制工作的是莫尔小组——一个朝气蓬勃的青年集体。其中,24岁的埃克特担任总工程师,30岁的物理学家莫希莱提供了电子计算机总体设想。

1945年底这台计算机制成,1947年运到阿伯丁。这样,在军方的支持下,世界上第一台电子计算机问世了。

便携计算机

起源:美国 问世年代:1981年 发明人:亚当·奥斯本

在硅谷历史上,亚当·奥斯本(Adam Osborne)绝对算得上是一个人物,他在20世纪70年代初期得到了一份为英特尔新发明的微处理器编写说明书的工作,随后成为技术领域的自由撰稿人,先后在计算机杂志《界面时代》(Interface Age)和《Infoworld》上开辟专栏。但奥斯本有更大的计划,他想要成为这个行业的一分子、硅谷的大亨,从而向对他的逻辑天才发生过怀疑的人证明他们的错误。亚当·奥斯本曾毫不谦虚,甚至有些自大地说:“我跟每一个人说,他们应该制造什么,可是没有人听我的话,所以我自己去制造了。”

令人惊奇的是,亚当·奥斯本证明了他的设想是合理的,他有个很妙的主意:利用电路体积变得越来越小的优势,制造出一种既小又轻而且结实的便携式个人计算机。

1980年3月,在西海岸计算机展览会上,亚当·奥斯本见到了为一家硬件公司设计电路板的Lee Felsenstein。亚当·奥斯本向他提出了自己的设想,并对Felsenstein提出设计要求:这台计算机一定要结实,而且既小又轻。经过一年的时间,世界上第一台便携式计算机终于在1981年4月诞生了,它刚刚出现,就引起了四方的轰动。这款机子被命名为奥斯本Ⅰ型计算机。

集成电路

起源:美国 问世年代:1959年 发明人:诺伊斯

作为世界上第一块集成电路的发明者,诺伊斯在科学史上已名垂青史,这个具有划时代意义的发明促成了历史的大转折。而且诺伊斯还与别人共同创办了两家硅谷最伟大的公司,第一家是半导体工业的摇篮——仙童(Fairchild)公司,这已成为历史;第二家则仍跻身美国最大的公司之列,这就是英特尔公司。

集成电路是诺伊斯在“仙童”时发明的,当时另外一位在德州仪器公司的科学家基尔比,也在研制集成电路,但他们两个人在集成电路的关键部分——晶片的选材上却各不相同,基尔比是用锗做晶片,而此时诺伊斯已把眼光直接盯住了硅晶片,因为硅的商业前景要远远超出锗。

1959年2月,诺伊斯的集成电路研制成功,但他并没有及时地为自己这项发明申请专利,直到同年7月才补全了这一手续。而此前德州仪器公司已宣布了生产集成电路产品,该公司的基尔比拥有第一个专利,但经过验证基尔比的设计不实际,而诺伊斯则是第二个提出该专利的人。于是整个60年代,“仙童”和“德仪”相互控告,最后法庭将集成电路的发明专利授予了基尔比,而将关键的内部连接技术专利授予了诺伊斯。

诺伊斯的专利是仙童公司在沉闷的70年代得以存活下来的一件法宝,这一时期的“仙童”也成为了硅谷最具神话色彩的历史。

微处理器

起源:美国 问世年代:1973年 发明人:特德·霍夫

在70年代的计算机领域,几乎所有人都认为大型机才是大有可为的。而此时的特德·霍夫却另辟蹊径,投入到微处理器的研制中,也正是因为他的这一举动,才使计算机得到了又一次的发展。

1971年1月的时候,它便首先研制成功了一个可以运转的微处理器,定名为“4004型”。其中,第一个“4”是指以4位为单位的设计思想,后一个“4”是指由英特尔制造的第4种专用芯片,但这个微处理器并不理想。于是,特德·霍夫说服了当时刚从仙童公司跳槽的斯坦麦·卓尔与他合作,共同设计了一种比4004型更强大的微处理器,称为“8008型”,这是世界上第一个真正意义的微处理器。

1973年8月,“8080型”微处理器问世,它首次使用了MOS(金属氧化物半导体)工艺,成为有史以来最成功的微处理器之一,这也是第一个通用微处理器,是20世纪最后25年里一项具有划时代意义的发明。著名的《经济学家》杂志将特德·霍夫称作是“第二次大战以来最有影响的科学家之一”。1978年,他被提升为英特尔研究员(至今一共只有两个人获得过类似的称号),这意味着他在研究方面具有很大的自主权。

微电脑

起源:美国 问世年代:1975年 发明人:爱德华·罗伯茨

你知道创造出世界上第一台微电脑殊荣的人是谁吗?有的人也许知道他——爱德华·罗伯茨(Edward Roberts)。

爱德华·罗伯茨是位电脑爱好者,1974年的时候,他决定利用“8080”微处理器装配一种供黑客试验的计算机,当时的《大众电子》杂志为寻找独家新闻,主动上门观看了罗伯茨的设计方案。看后,决定让他制成一台原型机,由杂志社在封面予以报道。

1975年1月,爱德华·罗伯茨的杰作诞生了,并在《大众电子》封面上刊出一台很小的计算机照片,大字标题写着:“世界上第一台堪与商业机相媲美的以成套形式提供的小型计算机——牛郎星8080”。

根据杂志的介绍,“牛郎星”勉勉强强算是一台电脑,在金属制成的小盒内,爱德华·罗伯茨装进两块集成电路,一块即“8080”微处理芯片,另一块是存储器芯片。既没有可输入数据的键盘,也没有显示计算结果的“面孔”。

插上电源后,使用者需要用手按下面板上的8个开关,把二进制数“0”或“1”输进机器。计算完成后,面板上的几排小灯泡忽明忽灭,就像军舰上用灯光发信号那样表示输出的结果。就是这样一个简单的装置,却引发了大地震。尽管那时的“牛郎星”十分原始,但它把计算机发展到大型机时代料想不到的辉煌阶段。

商用软件

起源:美国 问世年代:1978年 发明人:丹·布莱克林

“软件”大家都不陌生,对于办公者来说VisiCalc这个名字更是非常熟悉吧?然而你也许不知道VisiCalc是世界上第一个商用软件,它的发明人是丹·布莱克林(DanBricklin)。

丹·布莱克林26岁时,进入哈佛商学院就职,他当时的工作是在哈佛的分时计算机系统上用BASIC编写软件,进行财务计算。但他经常遇到对不同的题目必须重新编写程序的问题,于是他便开始思考,能否用一种通用的计算模式来解决该问题。经过验证丹·布莱克林仅用了一个周末的时间便粗粗地做出了一个演示版本。虽然这个演示版本是用BASIC写成的,但它已经具备了后来的VisiCalc电子表格的许多基本功能,这对于当时丹·布莱克林在工作上遇到的问题已经完全能够解决了,此时已是1978年初。

不久之后,由于AppleⅡ等个人电脑产品的问世,布莱克林便和麻省理工的老朋友富兰克斯顿一起合作,成立了软件艺术公司(SA),决定为AppleⅡ开发VisiCalc,他们仅仅用了几个月的时间,电子表格VisiCalc便诞生了。可以说VisiCalc的出现将PC从业余爱好者手中的玩具变成了炙手可热的商业工具,独立地改变了PC业的发展方向。

丹·布莱克林创造的不仅仅是一个产品、一家公司,而是整个软件产业。VisiCalc引发了真正的PC革命,它极大地激励了软件开发者,并从此宣告了PC商用化的到来。

浏览器

起源:美国 问世年代:1993年 发明人:马克·安德森

浏览器作为网络世界里一个重要的使用工具,它为人们提供了前所未有的方便与快捷。然而提起浏览器的鼻祖——Mosaic你也许就不是那么熟悉了,正是因为它的诞生才真正开始了Web的流行。

1992年,在伊利诺斯州大学里,一个20岁出头、尚未毕业的计算机科学专业的大学生,每天除了上课,就是在NCSA(美国的国家超级计算中心)工作。这天,一群同年龄的大学生在他带领下,正通过CERN(欧洲粒子物理研究所)的万维网协议上传和下载数据。他们突然发现这种通过互联网传输数据的方法能提供前所未有的便捷,并希望所有人都能来体会。

在当时的情况下,除了少数计算机专业的学生,大多数人都无法看懂那些黑白屏幕上一行又一行的程序和代码。于是他们有了一个好玩的想法,就是设计出一个操作简单的图形界面程序来让不太懂计算机的人也能通过互联网上传和下载数据。

1993年5月,他们真的成功设计出世界上第一个只需通过鼠标点击图形界面就可以浏览互联网的程序——Unix版的Mosaic浏览器。他们把Mosaic浏览器放在互联网上并允许免费下载,很快,人们便开始在PC和Mac上试用,开始浏览互联网、共享文件、BBS、E-mail等等。

这个天才男孩的名字就是马克·安德森(Marc Andreessen),当时他只有23岁。

(软、硬)磁盘

起源:美国 问世年代:1969、1980年 发明人:艾伦·舒加特

各种类型的软、硬磁盘,是个人电脑最重要的存储设备。但你也许不知道,磁盘的历史并不太长,从世界上第一台硬盘发明至今,也不过40余年时间。

20世纪50年代,IBM公司董事长小托马斯·沃森迅速把事业扩展到美国西海岸,下令在加利福尼亚圣何塞市附近建实验室和工厂。约翰逊带领着30多名青年工程师,在不到三年时间,就为IBM创造了引人注目的技术成果——磁盘存储器。

在约翰逊领导IBM圣何塞实验室研制硬盘的过程中,一位名叫艾伦·舒加特(Al.Shugart)的青年工程师发挥了关键作用。

艾伦·舒加特1951年大学毕业后加盟IBM,在研究部门工作了十多年。1969年,他离开IBM建立了艾伦·舒加特合伙人公司,并研制出世界上第一片以塑料材质为基础的5英寸软磁盘,即PC机上使用的标准软盘。

1974年,艾伦·舒加特首次创办的公司倒闭,五年之后,他重返电脑行业,在著名的硅谷腹地,与过去的几位同事共同创建了希捷(Seagate)技术公司,专门为个人电脑研制高性能的小型硬盘。经过两年的努力,希捷技术公司于1980年宣布研制出第一台5.25英寸温式硬盘,容量达5~10MB,后来这块硬盘成为IBMPC/XT个人电脑最具特点的标准配置。

QWERTY键盘

起源:英国 问世年代:1873年 发明人:托夫·拉森·授斯

你知道吗?最初,打字机的键盘是按照字母顺序排列的,但如果打字速度过快,某些键的组合很容易出现卡键问题,于是英国人克里斯托夫·拉森·授斯(Christopher Latham Sholes)经过努力发明了QWERTY键盘,这种键盘的布局是将最常用的几个字母安置在相反方向,最大限度放慢敲键速度以避免卡键。克里斯托夫·拉森·授斯在1868年申请了专利;1873年使用此布局的第一台商用打字机成功投放市场。

1986年布鲁斯·伯里文爵士曾在《奇妙的书写机器》一文中表示:“QWERTY的安排方式非常没效率。”,比如:大多数打字员惯用右手,但使用QWERTY,左手却负担了57%的工作。两小指及左无名指是最没力气的指头,却频频要使用它们。排在中列的字母,其使用率仅占整个打字工作的30%左右,因此,为了打一个字,时常要上上下下移动指头。但具有讽刺意味的是,这种100多年前形成的、以放慢敲键速度为目的的键盘排列方式却延续至今。