技術(shù)的歷程

前言

《技術(shù)的歷程》叢書(shū)是課程擴(kuò)展項(xiàng)目的一部分。這套六卷本的叢書(shū)講述了從遠(yuǎn)古時(shí)期到當(dāng)代社會(huì)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明的故事，包括人類最早使用的火、車輪的發(fā)展、太空旅行、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和人類基因組計(jì)劃；等等。這套叢書(shū)中的各個(gè)分卷則分別講述了從史前時(shí)代到現(xiàn)代社會(huì)之間某一時(shí)期重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科技發(fā)明。    每卷均由兩類文章組成：    全面深入型的課文是這套叢書(shū)的核心。這些文章重點(diǎn)講述了那些具有特殊意義的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)進(jìn)步，介紹了這些發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的背景和相關(guān)人物的情況，并解釋了它們是如何投入使用的。每篇文章通常聚焦于一個(gè)當(dāng)時(shí)最先出現(xiàn)的特定進(jìn)步，但也經(jīng)常追溯這一進(jìn)步的歷史淵源以及探究后來(lái)的發(fā)展歷史，這可以使讀者能對(duì)每一主題的來(lái)龍去脈獲得更為深入、詳細(xì)的了解。每頁(yè)頁(yè)邊附加的文本框，通常是對(duì)科學(xué)原理的一些解釋。    在每篇課文中，都有兩個(gè)關(guān)鍵的學(xué)習(xí)工具，這兩個(gè)工具就在每頁(yè)頁(yè)邊的彩色欄框里：    課程要求欄向讀者表明，該主題與12年級(jí)的美國(guó)國(guó)家和各州的科學(xué)技術(shù)教育標(biāo)準(zhǔn)的某些關(guān)鍵內(nèi)容具有特定聯(lián)系。    術(shù)語(yǔ)欄對(duì)文章中的關(guān)鍵詞給出了解釋。    大事年表型的文章附在每卷的末尾。其中按照時(shí)間順序列出了各項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、發(fā)明和技術(shù)進(jìn)步，以及科學(xué)探索的關(guān)鍵日期。每段歷史時(shí)期的大事年表都被分成幾個(gè)互相平行的部分，每部分都聚焦于一個(gè)特定的科技領(lǐng)域。    書(shū)后還有一個(gè)簡(jiǎn)明的詞匯表，列出了本卷所闡釋過(guò)的主要條目，索引中列出了相關(guān)的人物和主要的主題。需要指出的是，這套書(shū)中所附的帶詳細(xì)說(shuō)明的插圖都很重要，其中有早期的印刷品和繪畫(huà)、當(dāng)代的照片、藝術(shù)作品的復(fù)制品和解釋性的圖表。

作者簡(jiǎn)介

作者:(美)里爾斯、霍爾 譯者:汪前進(jìn)

書(shū)籍目錄

序言望遠(yuǎn)鏡伽利略與擺鐘艾薩克·牛頓與光的本質(zhì)氣壓計(jì)與真空煉鐵航海本杰明·富蘭克林鎖和鑰匙熱氣球蒸汽機(jī)紡織機(jī)農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)河航運(yùn)鐵路的誕生化石證據(jù)電左輪手槍查爾斯·達(dá)爾文蒸汽船大事年表詞匯表索引

章節(jié)摘錄

人們所知的最早鎖具之一是在伊拉克科爾沙巴德的撒珥根宮殿的遺跡中找到的。這是一把全木質(zhì)鎖，大概有4000年的歷史了。門由木門閂固定。鎖門的機(jī)關(guān)叫做“銷簧鎖”或“彈子鎖”，由門閂上的幾個(gè)鉆孔和與之匹配的門上的銷子組合而成。插上門閂時(shí)，銷子就卡進(jìn)閂上的孔里，從而把門鎖死。鑰匙是一根大木棍，上面有一組直立的齒，恰好與鉆孔的形狀一致。鑰匙插進(jìn)去時(shí)，鑰匙齒把銷子從門閂中頂出來(lái)，這樣門鎖就打開(kāi)了。北非和中東的一些地方至今仍在使用這種鎖。此外，包括著名的耶魯鎖在內(nèi)的很多鎖，都是依據(jù)“落銷設(shè)計(jì)”的原理設(shè)計(jì)出來(lái)的。    古希臘和古羅馬的鎖具    古希臘人最先開(kāi)始使用金屬鑰匙，但是他們的鎖要比古老的銷簧鎖簡(jiǎn)單。用一把L形鐵鑰匙插進(jìn)門洞里轉(zhuǎn)動(dòng)，便可拉出門閂。因?yàn)檫@種鎖沒(méi)有任何形式的鎖碼，所以安全性較差。只要能做出同樣尺寸的L形鑰匙，任何人都能把門打開(kāi)。    羅馬人最先制作出完全由金屬制成的鎖，通常是鐵鎖、銅鑰匙。他們發(fā)明了榫槽這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)，即鎖內(nèi)的齒凸與鑰匙的齒凹互相吻合的鎖定機(jī)關(guān)。一旦鑰匙插到榫槽里，它就能繞著榫槽軌道旋轉(zhuǎn)，由此操縱門閂。這種榫槽鎖比較容易撬開(kāi)，因?yàn)榧词硅€匙的形狀與榫槽并不完全吻合，也有可能在榫槽軌道里轉(zhuǎn)動(dòng)。    中世紀(jì)的鎖具    在中世紀(jì)，盡管人們運(yùn)用了大量的制鎖工藝，但鎖的設(shè)計(jì)技術(shù)卻沒(méi)有推陳出新。鑰匙孔通常藏在秘密擋板的后面，用來(lái)迷惑撬鎖的人。人們還經(jīng)常在門上挖出一些假鎖孔，用來(lái)延長(zhǎng)竊賊撬鎖時(shí)花費(fèi)的時(shí)間。但是，鎖的安全性最終仍然取決于復(fù)雜的榫槽設(shè)計(jì)。17世紀(jì)，英國(guó)人發(fā)明了一種字母鎖。若干刻有數(shù)字或字母的圓環(huán)穿在一根軸上。轉(zhuǎn)動(dòng)這些圓環(huán)并組成一個(gè)特定的數(shù)字或單詞時(shí)，圓環(huán)內(nèi)的溝槽排成一條直線，這樣就能拉出鎖軸。    掛鎖    掛鎖是一種可拆卸鎖。掛鎖的鎖體上裝有可以扣接的環(huán)狀或“一”字形的金屬梗、即“鎖梁”。使掛鎖通過(guò)鎖梁直接與鎖體扣接成為封閉形鎖具。出于保護(hù)的目的，它的鎖定機(jī)關(guān)被封閉在一個(gè)鋼質(zhì)鎖體里。上鎖時(shí)，只需把鎖梁推入鎖體即可：鎖體內(nèi)的桿落入鎖梁的一端并鎖在那里。只有一個(gè)特定的字母或數(shù)字組合或鑰匙才能解開(kāi)U形環(huán)，完成開(kāi)鎖。    近代的鎖具    直到19世紀(jì)，鎖的設(shè)計(jì)才有了真正的進(jìn)步。1778年，英國(guó)鎖匠羅伯特·巴倫獲得了雙作用制栓的專利權(quán)。制栓是一種能落入溝槽的桿，它只有上升到固定高度時(shí)才能移動(dòng)。插入鑰匙就會(huì)提升制栓的高度，轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙，門閂就會(huì)滑向一邊。巴倫鎖有兩個(gè)制栓，鑰匙需要分別提升每個(gè)制栓的高度才能使門閂滑動(dòng)。如今的杠桿鎖中仍在使用這種設(shè)計(jì)原理。但意志堅(jiān)定的撬鎖人仍然能打開(kāi)巴倫鎖。    1784年，英國(guó)工程師約瑟夫·布拉莫(1748～1814)設(shè)計(jì)出一種全新的鎖，并獲得了專利。這種鎖的鑰匙很小，但是安全性卻是史無(wú)前例的。為了能生產(chǎn)這種鎖，布拉莫建造了一個(gè)齒輪車床，這是最早的、可以大規(guī)模生產(chǎn)的金屬加工車床之一。雖然這種鎖價(jià)格不菲，但是布拉莫對(duì)其安全性充滿信心，他懸賞210英鎊獎(jiǎng)勵(lì)第一個(gè)打開(kāi)這把鎖的人，在當(dāng)時(shí)這可是一筆巨資。整整過(guò)了67年，才出現(xiàn)了一位美國(guó)鎖匠——A·C·霍布斯，他用了50多個(gè)小時(shí)才打開(kāi)這把鎖并領(lǐng)走了獎(jiǎng)金。    19世紀(jì)中期，制鎖行業(yè)蓬勃興起。美國(guó)和歐洲經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)對(duì)鎖產(chǎn)生了大量的需求，有數(shù)百種鎖獲得了發(fā)明專利。但是，大多數(shù)的鎖僅僅是對(duì)現(xiàn)有鎖具稍作改進(jìn)而已。    耶魯鎖和定時(shí)鎖    1848年，美國(guó)在鎖具的設(shè)計(jì)方面做出了第一項(xiàng)、可能也是影響最為深遠(yuǎn)的貢獻(xiàn)。奈納斯·耶魯(182l～1868)在古代制鎖原理的基礎(chǔ)上發(fā)明了銷簧鎖，并獲得專利。19世紀(jì)60年代，他設(shè)計(jì)出了耶魯圓柱彈子鎖，這種鎖配有最為常見(jiàn)的帶鋸齒邊的扁平鑰匙。當(dāng)鎖內(nèi)的銷子被鑰匙的鋸齒邊緣推升到一定高度時(shí)，即可轉(zhuǎn)動(dòng)圓筒狀鎖芯，從而將鎖打開(kāi)?，F(xiàn)在，這種鎖在車門和建筑物的大門上隨處可見(jiàn)。    19世紀(jì)70年代，一種新的犯罪形式席卷美國(guó)，搶劫犯?jìng)冇脴屩钢y行職員，強(qiáng)迫他們打開(kāi)保險(xiǎn)柜。為了應(yīng)對(duì)這種犯罪，美國(guó)發(fā)明家詹姆士·薩金特在1873年制造了第一個(gè)定時(shí)鎖。這種鎖里含有一把暗鎖，只能在事先設(shè)定的時(shí)間打開(kāi)。    現(xiàn)代鎖和鑰匙    第二次世界大戰(zhàn)(1939～1945)以后，炸藥的知識(shí)廣泛普及，鎖的防盜功能不再像以前那么重要了。由于撬鎖的難度增加，竊賊們干脆不再撬鎖，而是直接把它炸開(kāi)。    鎖的形狀千奇百怪。有的鎖能防爆，有的鎖能擊傷、刺傷或卡住入侵者的手。還有的鎖有兩把鑰匙，一把可以上鎖，但只能用另一把開(kāi)鎖。但鎖具的基本形式還是暗鎖、杠桿鎖和銷簧鎖，各種新型鎖通常結(jié)合了這幾種鎖各自的優(yōu)點(diǎn)。    有些建筑如辦公室、學(xué)校和監(jiān)獄，里面有很多把不同的鎖，如果有一把萬(wàn)能鑰匙，能打開(kāi)整座建筑里所有的門鎖，那是最好不過(guò)了。制造萬(wàn)能鑰匙需要避開(kāi)所有鎖的機(jī)關(guān)，或者需要在鎖上設(shè)置兩個(gè)鑰匙孔：一個(gè)是正常鑰匙孔，另一個(gè)是萬(wàn)能鑰匙孔。當(dāng)然也可以給這些鎖裝上兩套制栓和杠桿，如果是耶魯鎖就給它裝上兩個(gè)同心圓筒，使一個(gè)在另一個(gè)內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)。    現(xiàn)今的鎖中大都融人了計(jì)算機(jī)技術(shù)。鎖具機(jī)關(guān)的編碼設(shè)計(jì)不再是鑰匙上可見(jiàn)的物理形式，它們已被編人磁卡或數(shù)碼卡里。一些鎖具甚至還能識(shí)別人的指紋或眼球內(nèi)壁的視網(wǎng)膜。美國(guó)核導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)使用的是一種終極鎖，它需要兩位發(fā)射人員把不同的鑰匙插入位于操作臺(tái)兩端的鑰匙孔里，并且絕對(duì)要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙才能啟動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)。受到身體條件的限制，一位發(fā)射員是不可能在巨大操作臺(tái)的兩端同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙的。P36-40

編輯推薦

17和18世紀(jì)是實(shí)驗(yàn)的時(shí)代。伽利略和牛頓不僅提出了萬(wàn)有引力理論和運(yùn)動(dòng)定律，他們還用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的理論。用焦炭冶煉的更廉價(jià)的鐵、蒸汽機(jī)的發(fā)明掃清了工業(yè)革命的道路。蒸汽機(jī)為水泵和機(jī)器提供動(dòng)力，使大規(guī)模生產(chǎn)首次成為可能。    在《技術(shù)的歷程(科學(xué)革命時(shí)期)》中我們討論的是一個(gè)科學(xué)飛速進(jìn)步的時(shí)期，這些進(jìn)步又使得工業(yè)革命中出現(xiàn)了重大的技術(shù)創(chuàng)新。本書(shū)由里爾斯等編著。

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