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1960年全世界平均每人消耗水泥104公斤,1970年为156公斤。
水泥出现以后,用水泥、砂、石和水制作的混凝土,在建筑工程中得到
广泛应用。混凝土凝固以前具有很好的可塑性,能用模子浇注成各种形状,
硬化以后有很高的抗压强度,而且耐火。以后又发明了钢筋混凝土,解决了
混凝土容易破裂的问题,大大提高了建筑质量。水泥成为世界上最重要的建
筑材料之一。
新式取火法——火柴
(1827年)
学会取火是人类文明的重大进步。从考古学的研究来看,周口店的北京
猿人已经有了人为的取火方法。
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过去的取火方法大体有四种:摩擦法、打击法、压榨法和光学发火法。
这当中,最早出现的是摩擦发火法和打击发火法。中国古代传说中有燧人氏
教人钻木取火的故事,所谓钻木取火,就是用一根木棒立在另一块木块上用
力旋转,使它摩擦生热而发火的做法。
在太古时代,主要是用燧石互相打击而取火。到有了钢铁之后,人们便
改用铁块和打火石碰撞的取火法了。
比较科学的取火方法是18世纪末在罗马出现的。那时有人用一根一米多
长的大木棒,在其顶端涂上浓氯酸钾、糖和树胶的混合物,当人们要使用火
时,就把大棒的顶端伸进一个盛有硫酸溶液的器皿里,使二者相遇发生化学
反应而燃烧。这便是火柴的雏形。
1827年,英国化学家约翰·沃克发明了与现代火柴相近似的引火棍。而
这个发明也是很偶然的。有一天,沃克正在集中精力试制一种猎枪上用的发
火药。方法是把金属锑和钾碱混合在一起,然后用一根棍搅拌。这样,棍的
一端便粘上了金属锑和钾碱的混合物。后来,他想把粘在木棍上的混合物在
地上磨掉,以便再利用这根棍来搅拌新配的混合物。然而,正当他把木棍在
地上使劲摩擦时,突然“扑”的一声冒出了火苗,木棍燃烧起来了。
这个发现使沃克非常高兴。他想:如果能利用自己发现的办法制造引火
物,那对人们取火将是多么方便啊!于是,他开始参照自己发现的办法研制
火柴了。1827年4月7日,约翰·沃克制作的第一盒火柴出售了。他的火柴
84根为一盒,售价一先令。火柴盒的一端贴有一小片砂纸,把火柴头夹在砂
纸中间,向外一拉,火柴便点燃了。从此,火柴便在全世界得到了普及。
1830年又出现了黄磷火柴,这种火柴一经摩擦即可引燃,但容易出危
险,而且它的烟有毒。1835年,又有人发明了安全无害的赤磷火柴。到1848
年,德国人又发明了今天通用的安全火柴。火柴的发明,为人类用火提供了
极大的方便。
缝纫机的发明
(1830年)
发明带有针眼的针,可谓是人类历史上最重要的技术进步之一。而针的
出现早得惊人,大约在40000年前的旧石器时代,就有了用猛犸的牙、驯鹿
的骨和海象的牙做成的针。
到18世纪时,有两个英国人在针的使用上做出了新的发明。一位是韦森
霍尔,他在1755年获得了一种双尖针的专利权,这种针的针眼在中间。另一
位是托马斯·圣,他于1790年发明了一个新装置,这种装置具有现代缝纫机
的许多特点,但是没有带针尖和针孔的针。
直到1830年,法国的一个叫坦莫尼尔的穷裁缝才设计出一种真正实用的
缝纫机。这个缝纫机主要是用木头做的,相当笨重。在19世纪40年代,这
种缝纫机主要用来给军队作军服。不幸的是,后来坦莫尼尔的手工工场受到
了洗劫,他本人也险些丧命。但他并没有灰心,决心继续从事自己开创的事
业。他进一步改进了缝纫机,并于1848年在英国和美国获得了专利。
在美国,缝纫机得到了新的发展。纽约的沃尔特·亨特,马萨诸塞州斯
潘塞的伊莱亚斯·豪和艾伦B·威尔逊这几位发明家,在互不通气的情况下,
都独立地设计出了实用的缝纫机模型。伊莱亚斯·豪到英国去出售他的专利
权,但由于贫困,于1849年被迫返回美国。他一回去就发现有不少人已在制
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造缝纫机。在打了许多官司之后,他才得以维护住自己的专利权,并使以后
制造缝纫机的人都尊重他的权利。
缝纫机的发明大大地减轻了妇女的家务负担,也对19世纪60年代以后
的服装款式产生了重要影响。由于有了缝纫机,衣服的制作变得更为容易和
精制。从那以后,缝纫机在设计上虽不断有所改进,有的缝纫机上还装上了
电动机,但就总体而言,缝纫机的基本特点却没有什么变化。
人类通信的新手段——电报
(1837年)
现代生活中,我们许多人都发过电报。这种快速通信手段,不论对人们
的日常生活,还是对军事活动,都具有重要作用。如果问到电报是谁发明的,
恐怕谁都会说是莫尔斯,因为不少书上是这样写的。但电报的发明,实际是
许多人共同努力的结果,莫尔斯只是其中的一位杰出的代表。
制造电报机的最初尝试始于发现电磁场之前。早在1808年,在发明电池
之后,德国解剖学家佐默林就已提出将36个电极置于酸化的水里,每一个电
极都用一个字母或数字作标记,附着在能连接到发报台上的一个电池的电线
上。然而这个系统过于复杂,难以实用。
世界上第一台电报机是由库克和惠特斯通两位教授研制成功的。他们于
1837年获得专利的电报机,其设计是使用五根磁针,分别指向一些不同的字
母。1838年,在伦敦和西德雷顿之间的大西方铁路就安装了一台这样的电报
机。但后来库克和惠特斯通因为电报发明权问题发生了争执,关系破裂,影
响了对电报机的进一步改进。
而此时美国的莫尔斯却正在倾其全力于电报的研制。莫尔斯1806年进入
耶鲁大学学习,他在该校学习的一点儿最初步的电学知识是他发明电报的全
部知识基础。但是,他在校不久就基本放弃了本专业而去专心绘画。到毕业
时,他已经成为一名专业画家了。他曾两次去欧洲大陆学习和展出,得到了
一定好评。
1832年10月2日,41岁的莫尔斯从欧洲留学回国,在船上用晚餐时,
听了一个名叫查尔斯·杰克逊的青年医生,讲解一台被称为电磁铁的新器件
的奇妙功能,并看了他作的表演:当电磁铁联结上电池,给铜丝通电,那铁
块立即产生一股神奇的力量,把附近的铁钉、铁片一下子吸了过去;等到一
断电,那些铁钉、铁片又立即掉了下来,那股神奇的力量便消失了。杰克逊
还说:电流的速度是极快的,不论电线有多长,它都可以瞬息通过。莫尔斯
当即想到:“如果在电线的一个地方能看到电流的存在,不就可以用来向远
方通信了吗?”于是,他下决心使这个想法变成现实。
莫尔斯的设想是:既然骤然切断电路就会闪现电火花,那么电火花是一
种讯号,没有电火花是另一种讯号。这些讯号结合起来,可以代表各种数字
和字母,数字和字母又可以按顺序编排。这样,文字就可以经由电线传送出
去,而远处的仪器可以把讯号记录下来。这就是“电报通讯”的最初构想。
1835年,莫尔斯当了纽约大学教授,于是住进学校,专门进行他的电报
研究。在这里,他得到了化学教授格尔的支持。格尔为他制作了电磁石电池,
并一直在各方面给了他很大帮助。到1835年末,他完成了第一部电报装置。
发报机用刻有沟纹的文字板构成文句,使它慢慢移动,电路则断断续续地发
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出讯号。收报处用电磁石吸引一个摆,摆下装有铅笔,铅笔随摆的摆动在纸
上画出波形线条。这个装置并不成功,接收距离也只有几米,稍远一些,讯
号就接不到了。
此后,莫尔斯又结识了在电磁学上有名的普林斯顿大学教授亨利。在这
之前,亨利就做过利用电磁石在相隔一英里远的地方使电铃响起来的实验。
但由于他轻视实验研究,他把这项经验传给了莫尔斯。这对莫尔斯来说真是
一个意外的收获。接着,莫尔斯又认识了一个来访问母校的前毕业生贝义尔,
他对莫尔斯的发明很感兴趣,并出资在他父亲的铁工厂里研究电报装置。在
这里制作出了与今天电报机基本相同的装置。后来,莫尔斯又研究出了一整
套用点 (·)和划(—)组成的电报符号,后来被称为莫尔斯电码,这种电
码至今还在使用。
1838年1月,莫尔斯同贝义尔合作进行了距离3英里的的电报试验,并
取得成功。到1842年,莫尔斯请求的试验资金被国会通过。于是,莫尔斯用
了两年的时间,架设了华盛顿和巴尔的摩之间的电报线。
1844年5月24日,一个伟大的时刻来到了。在华盛顿的国会大厦最高
法院会议厅里,莫尔斯坐在电报机前,成功地向远在40英里外的巴尔的摩市
他的助手发出一系列电报符号。人类从此开始了用电线传送信息的新纪元。