百年世博改变世界的十大发明创新(下)

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(六)留声机——会说话的机器

1877年12月6日,世界铭记了这一天。“马丽有个小羊羔,身上绒毛白如雪”,爱迪生对着他发明的世界第一台留声机,说了这句话。在回放时,耳聋的爱迪生从助手欢呼雀跃的表情里,得知实验取得了成功。

1878年,年仅31岁的爱迪生,携带他1年前发明的那台留声机,参加了巴黎世博会。这台会说话的机器一露面,就引起了巨大的轰动,并荣获大奖。

爱迪生发明的第一架留声机,主要部件是一个金属圆筒,圆筒边上刻有螺旋槽纹,把它按在一根长轴上,长轴一头装着曲柄,摇动曲柄,圆筒就会相应转动。声波使薄膜上的针头发生震动,就在布满槽纹、包着锡箔的旋转圆筒表面刻下了相应痕迹,成为声音的“烙印”。再用手柄转动圆筒,让唱针滑过锡箔的刻痕,声音便复制出来了。

留声机诞生之后,很快走入人们的生活。1878年4月24日,爱迪生在纽约百老汇大街成立留声机公司,他将留声机和用锡箔制成的圆筒唱片配合起来,出租给街头艺人。

此后,爱迪生带着留声机参加了多次世博会,包括1888年墨尔本世博会,1889年巴黎世博会。留声机成了世博会的宠儿,人们情愿排着长队去倾听它流淌出来的美妙旋律。更让观众啧啧称奇的是,留声机不仅能播放歌曲,还能将自己的声音录下来。巴黎世博会闭幕时,爱迪生公司把政要讲话录了下来,留为永久纪念。

1893年芝加哥世博会上,留声机已经蔚为壮观,贝尔公司的“格拉夫风”留声机,对爱迪生留声机做了重要改进,将滚筒上的锡箔换成硬蜡,并将摇把换成踏板和弹簧发条。几百个留声机安放在展馆,投币即可欣赏世界名乐。电气工程师兰伯特观看展出后,发现蜡制的录音筒质地松脆,易于磨损,便着手研制了美观耐用的赛璐珞音筒。

到了1915年旧金山世博会,留声机已不再是新奇的展品,而成了重要的场馆设施。巴拿马运河展厅旋转平台的1200个座位上,都安装了耳机。这是人类举办大型展览,首次实现自动语音讲解。

1896年7月,伯林纳获得了唱片留声机的专利,这是一种全新的录音模式。随着录制技术改进,并使用虫胶代替硬橡胶,唱片越来越显示出巨大优势。唱片只用一个金属母盘,便能无尽地拷贝,使得生产成本大为降低。另外,唱片转速更加均匀,效果更好。虽然爱迪生想极力改进唱筒留声机,但无法阻挡唱片汹涌而来的攻势。1929年,爱迪生停止了唱筒留声机的生产。

点评:

把美妙的音乐保存起来,随时随地供人欣赏,在留声机发明前是不敢想象的。在古代中国,人们只能从“余音绕梁”以及白居易《琵琶行》中的“嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘”这样的意境中,咀嚼和回味音乐的魅力。如果没有爱迪生,今天我们依然只能从诗文中追寻逝去的声音,毫不讳言,是爱迪生将人类的梦想变成了现实——留声机让现代人比古人享有耳福,我们能贮存声音,再随时随地欣赏。正是留声机,奠定了爱迪生“发明之王”的地位。留声机问世之后,电唱机、录音机、录像机、激光声像机相继问世,人类文化开始了更为绚烂的历程。

(七)摄像——留住时光和美

早在1878年,柯达创始人乔治·伊士曼,发明了一种涂有干明胶的胶片,此前,摄影用的感光材料是湿片。湿片受诸多条件的限制,摄影前临时在玻璃上涂抹感光层,并必须在它干之前拍摄和冲洗。摄影时必须带上帐篷和各种药水,才能在室外作业。后来问世的伊士曼“干片”,可以随时照相和冲洗,深受摄影爱好者的青睐。

1893年的芝加哥世博会上,柯达胶卷露面成了最亮丽的一道风景。“你只要按下快门,剩下的由我们来做。”伊士曼亲手设计的广告语,通过世博会传遍了整个世界。

伊士曼出身贫寒,被认为是一个缺乏天赋的人,但他在20岁时立下鸿鹄之志——让拍照变得简单。为此,他把厨房改造成暗房,并于24岁那年发明了“干片”。他一生醉心于发明和创新,为此还闹出笑话——因为做实验错过约会时间,被女友抛弃,后终生未娶。但正是他的发明留住了美。1893年芝加哥世博会时,柯达已成为了最大的胶卷生产商。

与胶卷相伴随的是照相机技术的改进,1851年伦敦世博会时,照相技术渐入佳境。当时,法国光学仪器商杜博斯克展出的立体摄影,让维多利亚女王看后芳颜大悦。这种照相机由布鲁斯特设计,两个并列的镜头和双眼距离同宽,曝光后得到与左右眼视差一致的两张照片,再通过分视镜观看就能产生逼真的三维效果。

1879年,班纳特发明了干版照相法,用含有卤化银感光材料的固态凝胶代替液态火棉胶。1886年,伊士曼研制出新式照相机,只要按下快门,便可轻松拍照,从此,摄影不再是难事。1888年,伊斯曼设计了最早的手持式柯达照相机,次年将纸质“胶卷”换成了赛璐珞,可拍100张照片。1893年芝加哥世博会上,柯达公司首次开设了照相机出租业务,并搭建暗室,随时为顾客冲洗照片。

1933年芝加哥世博会上,蔡司镜头、爱克发胶卷、35毫米莱卡相机的成功,推动着全球照相技术走向成熟。最具有震撼力和冲击力的影像,是柯达展出的世界第一张人体全身X光照片,摄影技术被应用于医学和微生物学研究。1935年,柯达推出革命性的彩色胶卷。1939年纽约世博会开幕时,柯达已成为最有实力的工业巨头之一。

然而,就在胶卷行业内斗不息时,数码技术斜刺里杀出。2008年,宝丽来走到了尽头。2009年6月22日,柯达“壮士断腕”,宣布停止生产拥有74年辉煌历史的克罗姆彩色胶卷。

点评:

2009年,柯达全球第一款取得商业成功的彩色胶卷,黯然挥别了历史舞台。数码摄像时代的来临,宣告了胶卷时代的终结。今天,我们可以用数码相机,随心所欲地拍摄相片,然后上传到电脑。在传统的照相领域,胶卷作别了之前的辉煌。

历史是无情的,当我们摆着POSE,满脸笑容喊着“茄子”时,就会感受到声像技术恍若隔世的变迁。感慨万千地翻出压在箱底的相册,还有那泛黄的底片,因为它承载着我们挥之不去的记忆。

相机和胶卷的意义或许在于,让照相从摄影师神秘的“化工车间”里解放出来,从此走进寻常百姓家,成为色彩纷呈记忆的生动见证。

(八)电报——人类进入通信时代 人类在寻找远距离传递信息的方法时,曾苦苦寻觅而不可得。19世纪30年代,由于铁路迅速发展,迫切需要一种不受气候和时间限制,却又比火车跑得快的通信工具。

1837年,英国人库克和惠斯通,设计制造了人类历史上第一个有线电报,运用于铁路通信中。与此同时,美国人莫尔斯对电报着了迷,他拜师电磁学家学习电磁学知识,把画室改为实验室,不断进行实验,可惜都以失败告终。

莫尔斯并未灰心丧气,他冷静地分析了失败的原因。1836年,他终于找到了新方法:“电流只要停止片刻,就会打出火花。有火花出现可看成是一种符号,没有火花出现是另一种符号,没有火花的时间长度又是一种符号。这三种符号组合起来可代表字母和数字,就可以通过导线来传递文字了。”

1844年5月24日,莫尔斯用他改进后的电报机,在华盛顿国会大厦最高法院会议厅里,用颤抖的双手,发送了世界上第一封长途电报,内容是《圣经》中的一句话:上帝啊,你创造了何等的奇迹!

1846年,德国人维尔纳·西门子(西门子公司创始人)对当时的电报机萌生了改进的想法。通过机械师朋友约翰·哈尔斯克的帮忙,制造电报装置,并于次年10月创办电报机制造公司,这就是西门子的前身。

1851年伦敦世博会上,电报机首次作为展品出现。西门子改良后的电报机,得到了社会的认同,随后在欧洲大规模应用。西门子成为电报机的最大受益者,借此成为当时欧洲最先进的电报机制造厂商。

另一位和电报相关的人物是发明大王爱迪生。1870年代,爱迪生开始研究新的电报发报机,对电报机做了多项改进。1873年,爱迪生发明的新型电报机在纽约、华盛顿之间,达到每分钟1000字的收发速度,而在纽约和费城之间,这一速度则为3000字。

1876年费城世博会上,他发明的四通路电报机,打破了其他电报机一次只能传送一个信息、不能同时交换信号的瓶颈,实现了电报传送自动化。

提起四通路电报机的发明,还有一段趣事。1871年12月25日,是爱迪生与妻子新婚的日子。婚礼仪式刚结束,他脑中突然涌现出改良电报机的灵感,于是向新娘请假,一头栽进实验室。可一拿起工具,他就忘了新娘,他的朋友在夜里12点才在实验室找到了他。

点评:

电报是通信史上最早最便捷的通信方式。据《电报史话》记载,美国人塞缪尔·莫尔斯在1837年发明的电报,当时这台传送“点”、“画”符号的机器,通报距离只有13米远。尽管如此,它仍是人类通信史上前所未有的通信工具,在此之前,通信靠飞鸽传书等方式来完成。

电报大大加快了信息的流通,是工业社会的一项重要发明。在通信越来越迅捷的今天,电报也走到了尽头。2006年1月,美国西方联合电报公司发出了最后一封电报。随即,该公司网站以简单的消息宣布,2006年1月27日起,停止所有的电报业务。互联网发展是导致电报完结历史使命的原因之一,而西联却选择互联网作为发布消息的平台。但电报对人类的影响,已无需赘言,在信息沟通不畅的年代,它曾扮演着重要的不可替代的角色。

(九)电视机——图像的颠覆者

从19世纪末,科学家们便开始研究影像的传播技术。1904年,英国人贝尔威尔和德国人柯隆,发明了一次电传一张照片的电视技术,每传一张照片需10分钟。

1924年,英国人约翰·洛吉·贝尔德运用机械扫描方式,把一朵“十字花”,发射到3米远的屏幕上,虽然图像不稳定,但它却是世界上第一套电视发射机和接收器。

1925年10月2日,贝尔德的实验有了突破,他将木偶比尔的图像发射到了屏幕上,图像清晰逼真。这是第一架有实用意义的电视机,这一天成为电视机的诞生日。

电视机首次在世人面前亮相,是1939年的纽约世博会上。在这届世博会上,电视机首次亮相,并且完成了世博历史上第一次电视转播,时任美国总统富兰克林的开幕致辞,通过信号传输到会场之外。此后,电视机得以迅速普及。当时在伦敦,每个月能售出500台电视机。

二战的爆发,世博会停办长达20年。幸运的是,电视机的发展并未因为战争而停滞。二战结束后,世博会将全新的理念,一届又一届地传递给每一个主办国。1954年,美国推出了彩色电视,这在电视史上具有重要意义。

1958年,中国正式跨入了电视机时代,生产出了北京牌14英寸黑白电视机。1978年,我国批准引进第一条彩电生产线。到1987年,我国电视机产量已达1934万台,超过了日本,成为全球最大的电视机生产国。

今年的上海世博会,我们不光能在家里收看有关世博节目,3G手机、电视手机等移动终端成为移动电视,人们看电视更为方便。而国内外电视机参展商,纷纷拿出自己最新技术和产品前来参展。

点评:

电视机是现代科技最激动人心的产物之一,也是传播最为迅速、普及程度最高的电子产品。通过电视直播技术,世界各地发生的重大事件和新闻,都可以在瞬间传递。同时,它既是一种产品,也是一种文化,今天,国家实力已不再局限于经济、军事等这些传统的“硬”实力,文化等“软实力”同样也被考虑,而电视被认为是提升一个国家软实力的有力工具。电影的发明使得人类可以真实再现生活场景,但电影有其空间局限性,且价格昂贵,内容有限,还有时间的滞后性。电视的出现则彻底打破了这些局限性,人们至此可以安坐家里,随心所欲地按着遥控器欣赏自已喜好的节目。

(十)从解析机到计算机 

1862年的伦敦世博会上,展出了名为“解析机”的计算工具,它由黄铜配件组成,用蒸汽驱动,有人称之为“世上第一台计算机”。一个名叫巴贝奇的英国人(剑桥大学数学家),是这台机器的发明人。解析机已经具备了一些计算机思想,其包含的存储和碾磨,与今天电脑中的内存和处理器极为相似。

解析机的出现,在当时并未带来石破天惊的震撼,也没有被广泛接受。现代计算机的诞生,才终于发现了“解析机”的伟大。

1812年,巴贝奇初次想到用机械来计算数学表,此后他用20年的心血,制造了一台小型计算机,能进行8位数的数学运算。1823年,他得到英国政府的支持,设计一台容量为20位数的差分机,此计划于1842年夭折。他也因此被同行们讥笑为“笨蛋”——他几乎把所有家产都用于研究差分机,而英国政府却停止了对他的资助。

但“倔强”的巴贝奇并未就此放弃,在此后的10年中,他呕心沥血,为差分机编制计算程序,包括计算三角函数的程序、级数相乘程序、伯努利函数程序等等。尽管到他1871年去世前,依然没有发明出计算机,但他留给了后人丰富的财富,包括30种不同的设计方案,近2000张组装图和50000张零件图。

1946年,世界上出现了第一台电子数字计算机“ENIAC”,由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造,它体积庞大,占地170多平方米,重约30吨,不仅成本高,使用也不便。1956年,晶体管电子计算机诞生了,仍有几个柜子般大小。20世纪90年代,电脑向“智能”方向发展,可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。

2010年的上海世博会,世博园区内LED灯具的使用总量在6万到8万套之间,为全球最大的LED集中示范点。而采用电脑控制LED灯具,为这次世博会至少节能50%以上,电脑的运用功不可没。

点评:

无数改变人类进程的发明创造,在传遍世界的过程中,都借助了世博会这一重要舞台,计算机亦如此。人类接触电脑是20世纪中后期,但电脑的雏形,最早在1862年的伦敦世博会就出现了。在今天看来,巴贝奇和他的解析机,绝对是一大奇迹。他的想法,比后来者足足早了近一个世纪。今天,电脑趋于微型化和专业化,运算速度不断飞跃,操作简易,并在某些方面扩展了人工智能。在电脑广泛应用的今天,其带来的好处已无需言说。