那些曾经被认为不可能实现的发明,现在就想问句脸疼不疼?
01-19 13:42:59 来源:科学画报微信公众号

有些发明,曾经被认为绝无可能

如今被现实打脸打得啪啪的~

一个多世纪前,比空气重的飞行器被认为是荒诞之谈。不久,莱特兄弟就证明这个观点是错误的。事实上,历史充满了许多挑战传统智慧的奇思妙想。这里,我们一起回顾那些曾经被认为不可能的发明。

智能手机

把曾经的大块头压缩到小匣子里


1987年电影《华尔街》中的戈登·盖柯手持价值4000美元的“大哥大”何等威风。它有砖头那么大,一次充电后只能通话30分钟。

当年“大哥大”的发明者一定想象不到今天的智能手机,那么一大堆零件如何组装到一个小匣子里呢?试想一下,使用20世纪80年代的零部件构建一部iPhone手机,这部手机该有多大啊?

先从电池说起。盖柯使用的摩托罗拉DynaTAC手机的镍镉电池又厚又大,长度是iPhone手机的两倍多。再如天线。iPhone有一对隐身天线。DynaTAC的天线非常显眼,有13厘米长。iPhone的GPS接收器是一个单片,大小只有小孩子的指甲那么大。20世纪80年代中期的民用GPS接收器能塞满一个巨型背包。

为了感应运动与方向,iPhone有一个三轴陀螺仪和一个加速计,均为微电机系统。20世纪80年代只有宏观机械版本的陀螺仪和加速计。iPhone可以充当音乐播放器,并且储存歌曲。在盖柯那个年代,随身听可以装在口袋里,不过需要磁带才能播放歌曲,不具备储存功能。发行于2010年的iPhone4带有一对数字照相机。20世纪80年代只有胶片照相机。iPhone还能拍摄数字视频。20世纪80年代,摄像的任务由VHS摄像机完成,它可以塞满一个小背包。

iPhone的一个亮点是彩色触摸屏。1983年,触摸屏第一次出现在商品中:惠普150个人电脑的23厘米显示屏。它是单色——绿色,所需的阴极射线管非常笨重。iPhone4的核心处理器具有高达10亿次每秒的运算能力。20世纪80年代中期的超级计算机Cray X-MP能够和它相媲美。但是,Cray能填满一间小卧室,还需要一台工业级冰箱为其散热。

为了携带一款1985年版的iPhone,我们需要一辆卡车。

蓝色激光

令高清影像储存成为可能

中村修二先生站在讲演台上。他拿出激光指示笔,将它指向黑板。底下一片惊讶,黑板上显现一个蓝色亮点。它发生在1995年美国波士顿的材料研究协会会议上。当时的人们很难想象,为何一个简单的激光指示笔能发出蓝光。

半导体激光器直接把电流转换成光。20世纪90年代,它在半导体通信、CD和激光打印机中广泛应用。它所使用的材料决定释放能量的多少,从而决定发光的波长。红色和红外线半导体激光器中使用的材料是镓砷化合物,限制其释放其他波长的光。物理学家从另一种材料——氮化镓中得到一些蓝光,但是比较微弱。

1993年,中村修二在日本日亚化学工业株式会社发明了第一个蓝光LED。他的创新点在于在材料的晶体中添加氮化镓。今天,这些LED应用于廉价的手电筒、夜间照明灯和家用照明灯,效率高于荧光灯。

在2年时间里,中村修二又制造了一台蓝色半导体激光器。这对商家是个好消息,因为他们可以在一个光盘上储存高清晰电影。光盘的储存能力与光盘上所能容纳的点数有关。点数越多,储存量越大。蓝光的波长短,呈现的点更小,储存量自然大。所以,我们可以和DVD说再见,迎接蓝光光碟。

火箭

曾经有人认为火箭无法在太空中加速


1920年,航空工程师罗伯特·戈达德发表了一篇文章,制定了许多火箭飞行的基本原则。《纽约时报》对此发表一篇评论文章,认为火箭无法在太空中加速,因为它无法在真空中被推动。在戈达德的构想下,火箭甚至能够到达月球。评论文章则宣称,“当它完成的时候,人们才会相信。”

今天,我们每年发射100多枚火箭。我们正在享受太空技术带给我们的优越。飞机、火车和汽车的导航依赖卫星,天气预报依赖卫星,电视、收音机和互联网信号也是通过卫星传递。

牛顿应该告诉《纽约时报》,火箭可以在真空中加速。然而,在戈达德之前,没有人相信火箭能够达到逃逸速度。戈达德对火箭工程学的最大贡献在于发明火箭喷口,既能冷却废气又能把它加速到高超音速,很大程度上提高了火箭的效率。

美国国家航空航天局历史办公室的斯蒂夫·加伯说:“很难想象,当时火箭工程学先驱们碰到的困难有多大。”如果飞入太空是困难的话,从太空返回地球更是难上加难,因为在返回地球大气层时,飞行器的速度快到能把自己变成蒸气。两位美国国家航空航天局的工程师解决了这个问题,在飞行器的外壳上加装一层挡热板。在阿姆斯特朗登月的前几天,《纽约时报》最终承认了自己的错误:“现在已经完全确信,火箭能够在真空和空气中运行。我们对此错误深感抱歉。”

通用翻译

电脑将很快满足人们对翻译的大部分需求

1986年的《美国百科全书》中,著名文学作品翻译家科恩说:“很难想象一台比人脑简单的文字翻译器,拥有人脑的所有知识、阅历和辨别力。”

他没有考虑他的对手——电脑。当然,他并非唯一一个有这样想法的人。当时,机器翻译的效果很差,而且没有迹象表明有改进的可能。今天,它仍旧不完美,但是,包括60种语言在内的在线翻译只需点击一下鼠标即可启动,正确率达80%。这是如何实现的呢?

电脑翻译始于20世纪50年代,当时美国军方希望借此在冷战中占据优势。但是,结果并不理想,这项技术进展缓慢。20世纪90年代初,美国五角大楼的研究人员发明了一种新方法,统计机器翻译。它的基本思想是通过对大量的双语语料进行统计分析,构建统计翻译模型,进而使用此模型进行翻译。

21世纪初,随着计算机的数字文件储存能力不断增强,事情渐渐有了起色。2003年,美国南加利福尼亚大学的研究人员弗朗兹·约瑟夫·奥克参加五角大楼资助的机器翻译比赛,并获得冠军。随后,谷歌雇用他,使用他的方法重新发布“谷歌翻译”,正确率在美国国家标准与技术研究院的年度评估中稳步领先。

“谷歌翻译”的负责人表示,电脑将很快满足人们对翻译的大部分需求。到时,人类所需做的只是翻译复杂文件,比如诗歌或法律文件。

节能照明灯

家用照明方面的节能先锋


1973年,石油危机开始出现,人们开始节约用电。这无疑削减了电灯泡的销量。

在通用电气公司,工程师爱德华·哈默受命去开发一种节能灯代替白炽灯。哈默想开发一种基于荧光管的灯泡。他的同事则认为他是在浪费时间。因为费用太高,而且节能效果不一定明显。哈默回忆道:“别人告诉我,这种灯甚至不能工作。所以,我想看看,它到底有多差。”

面临的一个大问题是,这样的灯泡需要把荧光管弯曲成螺旋形。这意味着,它发出的光在螺旋形的荧光管中经历多次反射,损失很大,效率不高。哈默成功地解决了这个难题,才有了荧光灯的问世。

荧光灯占美国灯泡的销售份额,从1990年的1%上升到现在的30%。英国家庭使用的荧光灯有近2.5亿个。英国节能信托基金会詹姆士·拉塞尔说:“从节能角度,我们把荧光灯的发明看作家用照明方面的节能先锋。”

原标题:那些被啪啪打脸的发明

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