第二十三章(3 / 3)

1965年,喬治·福斯特對微波爐進行大膽改造,與斯本塞一起設計了一種耐用和價格低廉的微波爐。1967年,微波爐新聞發布會兼展銷會在芝加哥舉行,獲得了巨大成功。從此,微波爐逐漸走入了千家萬戶。由於用微波烹飪食物又快又方便,不僅味美,而且有特色,因此有人詼諧地稱之為“婦女的解放者”。

通信技術的日新月異

發明電報機(圖531)

19世紀30年代,歐洲和美洲先後出現了商用電報機。在這方麵有代表性的發明家是英國的高斯、韋伯和美國的莫爾斯。1833年,高斯和韋伯製作出第一個可供實用的電磁指針電報機。

此後不久,另一個年輕的英國人庫克和倫敦高等學院的教授惠斯登發明了新型電報機,並取得第一個專利。1837年,美國人莫爾斯的發明,把電報技術向前大大推進了一步。他用一套點、劃符號代表字母和數字(即莫爾斯電碼),並設計了一套線路,發報端是一個電鍵,該電鍵把以長短電流脈衝形式出現的電碼饋入導線,在接收端電流脈衝激勵電報裝置中的電磁鐵,使筆尖在不斷移動的紙帶上記錄下電碼。經過不斷改進,這套電報係統於1844年達到實用階段,在巴爾的摩和華盛頓之間首次建立了電報聯係。

傳真機

傳真是基於PSTN的電信信號通過設備中轉傳真信號。最近由於科技大迅速發展,電子網絡傳真逐漸成為取代傳真機的新一代通信工具。

傳真通信是利用掃描和光電變換技術,從發端將文字、圖像、照片等靜態圖像通過有線或無線信道傳送到收端,並在收端以記錄的形式重顯原靜止的圖像的通信方式。

1843年,美國物理學家亞曆山大·貝思根據鍾擺原理發明了傳真。1850年美國的弗.貝克韋爾開始采用“滾筒和絲杆”裝置代替了亞曆山大.貝恩的鍾擺方式,使傳真技術前進了一步。1865年,伊朗人阿巴卡捷裏根據貝恩和貝克韋爾提出的原理,製造出實用的傳真機,並在法國的巴黎、裏昂和馬賽等城市之間進行了傳真通信實驗。可見從發明至今,傳真已經有超過150年的曆史,但它被推廣、普及則是近幾十年的事。

自本世紀70年代開始,世界各國相繼在公用電話交換網上開放傳真業務,傳真才得到廣泛的發展。特別是進入80年代,隨著傳真機標準化的進程和技術的成熟,它成了發展最快的一種非話業務。

電話(圖532)

由於電報在收發時需要轉譯電碼,人們嫌它遲緩不便,於是便進一步尋求更便捷的通訊方式,電話也就應運而生。

英國的胡克首先提出在遠距離上傳輸語音的建議。1837年,美國醫生佩奇發現,當鐵的磁性迅速改變時,會發出一種音樂般的悅耳聲音,這種聲音的響度隨磁性變化的頻率而改變。他把這種聲音稱作“電流音樂”。大約在1860年,德國的賴斯第一次將一曲旋律用電發送了一段距離,他把這個裝置叫作“電話”,這個名稱於是沿用下來。直到1876年,美國的貝爾終於發明了第一台電話機。

1876年,在貝爾30歲生日前夕,通過電線傳輸聲音的設想意外地得到了專利認證。貝爾重新燃起了研究的熱情。1876年3月10日,貝爾的電話宣告了人類曆史的新時代的到來。

1906年,Lee De發明了電子試管,它的擴音功能領導了電話服務的方向。後來貝爾電話實驗室據此製成了電子三極管,這項研究具有重大意義。1915年1月25日,第一條跨區電話線在紐約和舊金山之間開通。它使用了2500噸銅絲,13萬根電線杆和無數的裝載線圈,沿途使用了3部真空管擴音機來加強信號。1948年7月1日,貝爾實驗室的科學家發明了晶體管。這不僅僅對於電話發展有重大意義,對於人類生活的各個方麵都有巨大的影響。

移動電話(圖533)

1902年,一個叫做內森·斯塔布菲爾德的美國人在肯塔基州默裏的鄉下住宅內製成了第一個無線電話裝置,這部可無線移動通訊的電話就是人類對手機技術最早的探索研究。

1938年,美國貝爾實驗室為美國軍方製成了世界上第一部移動電話手機

1973年4月,美國著名的摩托羅拉公司工程技術員馬丁·庫帕發明世界上第一部推向民用的手機,馬丁·庫帕從此也被稱為現代“手機之父”。

目前整個行業正在向第三代手機(3G)遷移過程中。電話鍵盤部分手機除了典型的電話功能外,還包含了PDA、遊戲機、MP3、照相機、攝影、錄音、GPS、上網等更多的功能,有向帶有手機功能的PDA發展的趨勢。

無線電通信(圖534)

1906年聖誕前夜,雷吉納德·菲森登在美國麻薩諸塞州采用外差法實現了曆史上首次無線電廣播。菲森登廣播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗誦《聖經》片段。位於英格蘭切爾姆斯福德的馬可尼研究中心在1922年開播世界上第一個定期播出的無線電廣播娛樂節目。

關於誰是無線電台的發明人還存在爭議。

1893年,尼古拉·特斯拉在美國密蘇裏州聖路易斯首次公開展示了無線電通信。他所製作的儀器包含電子管發明之前無線電係統的所有基本要素。

古列爾莫·馬可尼(擁有通常被認為是世界上第一個無線電技術的專利,英國專利12039號,“電脈衝及信號傳輸技術的改進以及所需設備”。

衛星通信

1965年4月6日美國成功發射了世界第一顆實用靜止軌道通信衛星:國際通信衛星1號。到目前為止,該型衛星已發展到了第八代,每一代都在體積、重量、技術性、通信能力、衛星壽命等方麵有一定提高。

衛星通信簡單地說就是地球上(包括地麵和低層大氣中)的無線電通信站間利用衛星作為中繼而進行的通信。衛星通信係統由衛星和地球站兩部分組成。

衛星通信的特點是:通信範圍大;隻要在衛星發射的電波所覆蓋的範圍內,從任何兩點之間都可進行通信;不易受陸地災害的影響(可靠性高);隻要設置地球站電路即可開通(開通電路迅速);同時可在多處接收,能經濟地實現廣播、多址通信(多址特點);電路設置非常靈活,可隨時分散過於集中的話務量;同一信道可用於不同方向或不同區間(多址聯接)。

光纖通信(圖535)

1966年,英籍華人高錕疑先提出用玻璃纖維進行遠距離激光通信的設想。l973年,美國康寧公司製成每千米傳輸損耗隻有20分貝的光纖。同年,美國貝爾實驗室研製出能在常溫下連續工作的半導體激光器。這兩項技術的突破,為光纖通信的實現鋪平了道路。l976年,美國在芝加哥兩個相距7千米的電話局間首次進行了光纖通信試驗,實現了一根光纖能夠同時容納8000對人通話。

光纖通信技術從光通信中脫穎而出,已成為現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,其近年來發展速度之快、應用麵之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標誌和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

光纖通信的應用領域是很廣泛的,主要用於市話中繼線,光纖通信的優點在這裏可以充分發揮,逐步取代電纜,得到廣泛應用。還用於長途幹線通信過去主要靠電纜、微波、衛星通信,現以逐步使用光纖通信並形成了占全球優勢的比特傳輸方法。

電子計算機改變世界

計算機的發展(圖536)

計算機是一種能夠按照事先存儲的程序,自動、高速地進行大量數值計算和各種信息處理的現代化智能電子設備。由硬件和軟件所組成,兩者是不可分割的。人們把沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機。隨著科技的發展,現在新出現一些新型計算機有:生物計算機、光子計算機、量子計算機等。

1946年,世界上出現了第一台電子數字計算機“ENIAC”,用於計算彈道。是由美國賓夕法尼亞大學莫爾電工學院製造的。1956年,晶體管電子計算機誕生了,這是第二代電子計算機。隻要幾個大一點的櫃子就可將它容下,運算速度也大大地提高了。1959年出現的是第三代集成電路計算機。最初的計算機由約翰·馮·諾依曼發明(那時電腦的計算能力相當於現在的計算器),有三間庫房那麼大,後逐步發展。

第四代汁算機(約在20世紀70-80年代),其特征是以大規模集成電路為計算機主要功能部件,運算速度可達每秒兒百萬次至上億次。這一時期,微型計算機得到了飛速發展和普及。l971年,英特爾公司研製成功微處理器4004,l973年該公司又宣布研製成功8位處理器8080。微電子技術的成就給計算機硬件設備的發展創造了條件,使計算機的體積小、功耗低、成本低,速度每3年翻一番,成本平均每年下降30%。

20世紀90年代後,為了適應新世紀社會發展的需要,各國開始致力研製新的計算機係統——第五代計算機。這種計算機所具有的特點是:采用超大規模集成電路或其它新的物理器件作為主要元件,器件速度接近光速;係統結構超過或吏破原有的概念,不但能進行數值計算,而且還能處理聲音、文字、圖像和其它非數值數據;並具備推理、學習、智能會話、使用知識庫等人工智能方麵的功能,有人稱新一代計算機是“智能計算機”。

計算機的分類

從計算機的類型、工作方式、構成器件、操作原理、應用環境等劃分,計算機有多種分類。

從數據表示來說,計算機可分為數字計算機、模擬計算機以及混合計算機三類。

數字計算機按構成的器件劃分,曾有機械計算機和機電計算機,現用的電子計算機,正在研究的光計算機、量子計算機、生物計算機、神經計算機等等。

電子計算機就其規模或係統功能而言,可分為巨型、大型、中型、小型、微型計算機和單片機。

智能機器人的發明(圖537)

智能機器人具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺。除具有感受器外,它還有效應器,作為作用於周圍環境的手段。這就是筋肉,或稱自整步電動機,它們使手、腳、長鼻子、觸角等動起來。

智能機器人能夠理解人類語言,用人類語言同操作者對話,在它自身的“意識”中單獨形成了一種使它得以“生存”的外界環境——實際情況的詳盡模式。它能分析出現的情況,能調整自己的動作以達到操作者所提出的全部要求,能擬定所希望的動作,並在信息不充分的情況下和環境迅速變化的條件下完成這些動作。當然,要它和我們人類思維一模一樣,這是不可能辦到的。不過,仍然有人試圖建立計算機能夠理解的某種“微觀世界”。比如維諾格勒在麻省理工學院人工智能實驗室裏製作的機器人。這個機器試圖完全學會玩積木:積木的排列、移動和幾何圖案結構,達到一個小孩子的程度。

互聯網的發展

互聯網的產生(圖538)

互聯網始於1969年,是美軍在ARPA(阿帕網,美國國防部研究計劃署)製定的協定下將美國西南部的大學加利福尼亞大學洛杉磯分校、史坦福大學研究學院、加利福尼亞大學和 猶他州大學的四台主要的計算機連接起來。這個協定有劍橋大學的BBN和MA執行,在1969年12月開始聯機。

到1970年6月, 麻省理工學院、哈佛大學、BBN和加州聖達莫尼卡係統發展公司加入進來。到1972年1月,史坦福大學、麻省理工學院的林肯實驗室、卡內基梅隆大學和Case-WesternReserveU加入進來。緊接著的幾個月內國家航空和宇宙航行局、Mitre、蘭德公司和伊利諾利州大學也加入進來。1983年,美國國防部將阿帕網分為軍網和民網,漸漸擴大為今天的互聯網。

互聯網最初設計是為了能提供一個通訊網絡,即使一些地點被核武器摧毀也能正常工作。如果大部分的直接通道不通,路由器就會指引通信信息經由中間路由器在網絡中傳播。

互聯網的出現固然是人類通信技術的一次革命,然而,如果僅僅從技術的角度來理解互聯網的意義顯然遠遠不夠。互聯網的發展早已超越了當初ARPANET的軍事和技術目的,幾乎從一開始就是為人類的交流服務的。