西欧核子研究中心的ISR是目前世界上最大的质子-质子对撞机。能量可达31.4GeV,约相当于普通高能加速器能量的21.022亿电子伏正在建造、计划和酝酿中的能量最高的对撞机有:西欧核子研究中心于1983年9月13日动工建造的电子-正电子对撞机(LEP),后期的估计能量可达200GeV×200GeV,它相当于能量为1.6亿亿电子伏的普通高能加速器。苏联计划建造的UNK加速器的三期工程完成后,可进行能量为3000GeV×3000GeV的质子-质子对撞实验,约相当于普通高能加速器能量的1.9亿亿电子伏。目前,美国高能物理界正在酝酿建造一台约20000GeV×20000GeV的质子-质子对撞机,它相当于普通高能加速器的能量,竟可高达85亿亿电子伏。
利用对撞机,能获得极高的能量。可是,在对撞机上,进行的实验毕竟有限,所以它和高能加速器应是相辅相成的。对撞机只不过是高能加速器的补充而不是代替。最早的钢琴钢琴的发明者是意大利的克利斯托佛里(1655~1731年)。他原是一架“哈泼西考特”(钢琴的前身)的制造者。
1687年,克利斯托佛里在佛罗伦萨亲王菲迪南那里工作,直到1713年亲王去世。1709年,他制造了一架外形与“哈泼西考特”一模一样、但内部琴弦发音装置不同的钢琴,这是世界上第一架钢琴。
“哈泼西考特”用羽管拨动琴弦,所以又称它为“羽管键琴”,而钢琴是用能被弹回的锤子敲击琴弦的,力度可以控制,能使音量有大小不同的变化,所以当时将这种新式乐器命名为“有强弱变化的哈泼西考特”,弱(piano)和强(forte)两个字拼起来就是“pianoforte”,后来简作“piano”,也就是钢琴的外语名称。钢琴中能弹回的锤子这套发音装置是克利斯托佛里创造出来的,是钢琴制作上的重大发明,并且一直沿用到现在。
克利斯托佛里发明的钢琴,起初只有四组琴键。他制造的钢琴保存到现在的有两架:一架是现存最早的钢琴,造于1720年,距今已有60年的历史,藏于美国纽约大都会艺术博物馆。这架琴的原配锤子已经遗失,现存的是后来装配上去的;另一架造于1726年,曾长时期收藏于佛罗伦萨的克劳斯博物馆,现在归入德国科隆的海耶尔古代乐器博物馆。这架琴的内部机件上印有“XX”字样,据专家考证,可能是克利斯托佛里制作的第二十架钢琴。
最早的电梯
世界上最早的电梯,是1880年在德国制造的。从那以后,靠电动机和钢索系统上下的乘坐箱,便在多层大楼里开始使用了。19世纪末叶,汉堡制造成了一部罐笼式电梯,这就是所谓不停地运行的电梯。乘客可以在电梯运行中进出,因为电梯的速度不那么快——每秒钟只有25~30厘米。
此后,电梯的发展很快。目前的新式电梯,已做到安全、高速、自动化,不需要专人管理。任何人只要一按电钮,电梯就会升到他面前,并自动把门打开。再按一下标有大楼层数的电钮,电梯就会把他送往该层。
电梯为现代人快节奏的生活提供了许多方便,已成为不可缺少的工具。
最高的电视塔
目前,波兰的华尔扎那电视塔是世界上最高的电视塔,加拿大的国立电视塔居第二。
华尔扎那电视塔建于波兰普洛茨克附近的地方,距首都华沙96公里。塔高646.38米,重量达550吨。这是一个用15根金属缆索拉紧的钢结构高塔。该塔动工于1970年7月,1974年7月18日竣工,同年7月22日开始投入使用。在塔的347.5米高处,建有一个400个座位的旋转餐厅,供游人使用,从那里可以眺望周围的100多公里壮观景色。
加拿大国立电视塔,坐落在加拿大多伦多市安大略湖畔,高555.37米,1973年动工,1976年竣工。这座建筑物共消耗钢材5600吨,花费2950加拿大元。这座塔平面呈Y形,三足鼎立的基座用6.71米厚的钢筋水泥浇灌而成,造型极美,被称为世界建筑史上的奇迹。这座电视塔也对公众开放,有366米/分的高速电梯,每小时可输送1500位游客去高处领略安大略湖及其周围的风光,塔的顶部有一座世界上最高的旋转式餐厅,大约每小时旋转1周,可供400多人同时进餐。
最早的太空邮局
世界上第一个“太空邮局”是“和平轨道站邮局”。它是前苏联航天局于1988年11月26日创建。
其实,早在1969年1月15日,他们早已完成了人类第一次“宇宙投递”。当时乘坐“联盟5号”上天的赫鲁诺夫和叶利谢耶夫,在与“联盟4号”对接后,便把一些报纸和信件送到了宇航员的手中,使得在“联盟4号”上患着“航天思乡病”的沙塔洛底激动得热泪盈眶。后来在1978年3月,“联盟28号”飞船也曾给“礼炮6号”轨道站投递过许多来自“故土”——地球的信件。
但这次却不同,轨道站建立了正规的邮局,局长是轨道站的指令长季托夫。季托夫是前苏联航天界活着的资格最老的英雄,1961年他23岁时,就驾驶“东方2号”上天,绕地球转了17圈,成为航天史上上天年龄最小的人。在和平轨道站邮局开张那天,“联盟7号”飞船装上了一些邮件——这些邮件都盖上了三个有特殊意义的邮戳——太空邮局的日期戳,前苏联的特别纪念戳与法国纪念戳(和平轨道站上当时有一名法国宇航员)。
当然,由于太空的特殊条件,局长季托夫宣布:在现阶段,太空邮局的业务范围很窄,仅仅受理宇航员的家信及一些空间局的特别邮件。不过,随着科技的不断发展,不久的将来太空邮局会与普通邮局一样广泛应用的。
最早的洗衣机
1858年,一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶,桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力,且损伤衣服,因而没被广泛使用,但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机,当捣衣杵上下运动时,装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸,洗衣时缸内放人热肥皂水,衣服洗净后,由轧液装置把衣服挤干。
第一台电动洗衣机由阿尔凡·费希尔于1910年在芝加哥制成。但这种电动洗衣机进入市场后,销路不佳。
洗衣机真正被人们接受,是在第一次世界大战之后。1922年霍华德·斯奈德发明了一种搅动式电动洗衣机,并在衣阿华州批量生产。该洗衣机因性能大有改善,开始风靡市场。第二年德国厂商也生产了一种用煤炉加热的洗衣机。这种洗衣机有一只开有小孔的容器,衣服放人后,由电动机带动和容器相连的轴,使容器不断顺逆转动。
第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种“前置”式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚,使之去污除垢。到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。
今天,人们穿着的服装品类繁多,日新月异,洗衣机也随之具有多种功能。高级的洗衣机对不同的洗涤物,可用不同的洗涤方法。一般有三种可选择:一、一般洗涤:洗涤一般的被褥和衣服;二、无皱洗涤:洗涤衣褶一经成型无法复原的衣服;三、低损洗涤:洗涤强度较低的衣服。
第一次成功的人工降雨
“天有不测风云,人有旦夕祸福”,这是旧社会我国劳动人民常说的一句古话。在生产力落后、科学不发达的古代,人们把不幸的遭遇比作变幻莫测的天灾,这是可以理解的。就是到了近代,天气的好坏仍在不同的程度上影响着人类的社会实践。对人类活动影响较大的灾害性天气是非常多的,但一般说来,旱灾和涝灾给农业生产造成的损害最大,因为它出现的次数多,受灾面广。根据历史记载,自公元初到19世纪,我国就出现过旱灾一千多次。因此,自古以来,人们就幻想凭借人工的方法来影响天气,以达到呼风唤雨的目的。
早在公元1世纪,希腊有个历史学家普鲁泰赫就曾指出战争以后常常出现降雨现象。后来有人臆测是不是战争中的嘈杂声能催云致雨呢?为此,1890年美国国会拨款1万美元,在云中进行了爆炸催云致雨试验,但并没有什么成效。此后,世界各国又有很多的科学家相继进行了研究和做了不少有意义的试验,后来也都失败了。
直到1930年人工降雨才首告成功,是荷兰人维拉尔特教授取得的。他将干冰(即固体二氧化碳)用飞机运载到2500米的高空(离云顶200米处),在飞行过程中向云中投掷了近1.5吨的干冰碎块,并出动4架飞机在云中检验人工降雨的效果,发现在8平方公里的面积上,产生了丰富的降雨。
试验虽然成功了,但维拉尔特并不明白其中的道理,直到1933年瑞典人贝吉隆提出了“冰水转化”冷云致雨理论以后才弄明白。原来,在温度低于0℃的冷云中,同时存在冰晶和过冷却水滴,由于冰晶比过冷却小水滴的饱和水汽压更低,因此水汽直接凝华在冰晶上,空气相对湿度变小,从而促使过冷却小水滴很容易经过蒸发、凝华而迁移到冰晶上。只要云中有足够数量的冰晶,经过冰水转化,就能迅速增大,并随气流在云中上下“旅行”,互相碰撞并增长,从而形成了降雨。
以后,有人提出和发展了暖云降水的理论。这样人工降水的试验就在全世界推广开来,并在有些国家取得了相当可观的成就。我国的人工降雨试验自1958年以来也取得了较大的成绩。
最早的活字印刷术
中国的毕昇在宋仁宗庆历年间发明的活字印刷术,这是世界上最早的活字印刷技术。
毕昇用胶泥做战一个个四方长柱体,在一面刻上单字,然后用火烧硬,这便是一个个活字。印书时,先预备好一块铁板,铁板上面放上松香和蜡之类的东西,铁板四周围着一个铁框,在铁框内密密地排上活字,满一铁框为一版。用火在铁板下烧,使松香和蜡熔化,另用一块平板在排好的活字上压一压,把字压平。撤去火以后,待松香和蜡凝固,一块活字版便制成了,只要在字上涂墨即可印刷。毕昇发明的印刷方法,和今天的印刷方法相比虽然很原始,但活字印刷术的三个主要步骤——制造成活字、排版和印刷,都是相同的。
今天各种各样的高科技印刷术不断推出,但毕昇发明的那种古老的印刷术无疑为它们奠定了基础。
最早的火药
我国是最早发明火药的国家,至今已有上千年的历史了。但火药的起源,应从炼丹术谈起。
炼丹术是一种吹嘘能够炼出使人长生不老的仙丹的迷信活动。它与中国的道教思想有密切联系。道教鼓吹人吃了丹药可成仙而长生不老。从汉代到隋唐,许多皇帝迷信道教,相信炼丹术。当时出现了许多以炼丹为业的“方士”。较著名的有葛洪、刘安等。他们的炼丹过程大致是,将一种或几种药料(当时一般以金属及矿物居多),在一定火候下烧炼,使之失去原来的性质而显示出新的状态,这一过程在炼丹术中名为“伏火法”。当时使用的原料有硫磺、硝石等,也有将木炭、硫磺等混合在一起的。这一类混合物,成分已与后来的火药接近。后来炼丹家发现这种药物易于燃烧,故又称之为“火药”。火药易于燃烧的性质被人们掌握后,就逐渐推广它的用途。最普遍的是用它来做鞭炮。同时,晚唐后也用它来制造武器。宋代火药发展非常快。当时已出现了用火药制成的“火箭”、“火炮”、“火枪”等武器。宋太宗、宋真宗时期,在北部、西部等地相继与辽、西夏、金等国家发生战争,客观上促进了各种火器的发展。当时,往往一次战争就要消耗数万只火箭。宋以后的金元时期,火药在武器上的应用更广更精,能制出各式各样的火器。从元末到明初,我国枪炮式火器又发展到了一个相当高的水平。
当时的火药,主要成分是硝石(KNO3)、硫碘(S)和木炭(C),所以都是黑火药。
12世纪以后,火药由我国向世界传播开去。欧洲一些国家开始将火药应用于战争是在十四世纪上半叶,这比我国应用火药的历史要短得多。
不过,我国虽然是最早发明火药的国家,但现在这方面的研究已落后于西方。
最早的造纸术
最早的造纸术是由我国东汉和帝时的蔡伦发明的。
他吸取前人造纸的经验,创造性地用麻头、破布、树皮、破渔网等作原料来造纸。这大大降低了纸的成本,同时方法简单易行,故而很快普及到全国。史书上,把他看作是纸的发明人,实际上,早在蔡伦之前就已出现了纸。蔡伦的贡献在于改进前人的造纸术,功绩也是很大。