19项改变人类文明进程的伟大发明,值得收藏
进程间通信实验纵观历史,有许多发明推动了人类文明进程的发展。今天我们就来看看这些伟大的发明。
车轮,公元前3500年
改变人类历史的一项早期发明是轮子。不过,这个轮子并没有你想的那么老。第一个轮子可能出现在公元前4000年左右。那时,人类已经开始铸造金属合金,建造运河和帆船,甚至设计复杂的乐器,如竖琴。事实上,关键的创新并不是轮子本身,它很可能是在人们第一次看到石头滚动时发明的,而是轮子和固定轴的结合,这样轮子就可以连接到一个稳定的平台上。由于没有固定轴,车轮的用途非常有限。有证据表明,第一个使用轮轴组合的设备是一个陶工轮,它是一个轮轴机构,可以自由旋转。它们是在公元前4000年左右在美索不达米亚(现在的伊拉克、科威特、土耳其和叙利亚)发展起来的。现存最古老的例子,是在乌尔发现的,可以追溯到公元前3100年左右,有证据表明在公元前4千年后期有轮式车辆出现。
指南针,约公元前200年
指南针帮助人类探索世界。今天,我们有了GPS导航系统,它可能看起来无关紧要。但在当时,
它是一个重要的发明。然而,指南针最初可能是为祭祀发明的,后来才被用于航海目的。最早的指南针是中国人在公元前200年左右发明的,由磁石制成的,磁石是一种天然存在的矿物磁铁矿。公元1050年左右,人们开始悬挂磁石,让它们自由移动,并使用它们来导航。1190年的一本欧洲书中描述了磁化的针和它在航海中的应用,所以在那个时候,用指南针导航是司空见惯的。
水车
水轮是一种高处下落的水的能量转化为有用的动能的机器。水轮由车轮和设置在外缘上的若干叶片组成。水车是在许多地方独立发明的。最早的一些是由古希腊人开发的,他们使用它来灌溉和磨粉,开始于公元前3世纪到1世纪之间的某个时期。在公元1世纪,东汉就开始使用水轮来磨矿,并为活塞风箱提供动力,后者用来将铁矿石锻造成铸铁。追溯到公元前4世纪,古印度文献提到的可能是最早的水轮设备,但这尚未得到证实。
日历
日历用来记录日期,它和文字的历史一样古老。第一个“日历”是基于月相,以月球绕行地球
一周(以太阳为参照物,实际月球运行超过一周)为一月,一年为十二个历月的一种历法。太阳历又称为阳历,是以地球绕太阳公转的运动周期为基础而制定的历法。太阳历的历年近似等于回归年,一年12个月,这个“月”,实际上与朔望月无关。许多文明继续使用阴历,阴历的天数比太阳年少。为了避免月份变化过多,通常每隔一年就会增加一个月。古罗马人也曾使用过类似的制度,但到公元前46年左右,这种制度已经崩溃,公民活动和宗教节日出现在错误的季节。因此,凯撒大帝引入了一种新的系统,根据太阳年来设定月份和年份的长度。这就是罗马儒略历。这种方法运行得很好,但仍然有很大偏差,以至于每128年增加一天。为了修正这个错误,教皇格里高利十三世在1582年推出了格里高利历法,这个历法至今仍在使用。
混凝土
我们生活在一个由混凝土材料组成的世界。混凝土是一种由碎石、沙子、水泥和水混合而成的复合材料,将其倒入模具中,硬化后形成类似石头的块状。混凝土的关键成分之一是水泥,水泥的起源可以追溯到公元前3000年。当时,埃及人在他们的建筑中使用早期形式的混凝土作为砂浆。大约公元前1300年,中东的建筑者在他们的粘土堡垒外面涂上一层薄薄的、
潮湿地烧过的石灰石。它会与空气中的气体发生化学反应,形成一个坚硬的保护表面。到公元前700年,人们认识到了石灰的重要性,这导致了灰浆窑的发展,用于建造砖墙房屋、混凝土地板和地下防水蓄水池。古希腊和罗马人使用了一种包括火山灰在内的混凝土形式,这种火山灰使用铝和硅的混合物,在室温和存在水的情况下与氢氧化钙反应,形成一种充当水泥的物质。它非常坚固,这也是为什么今天有那么多希腊和罗马遗迹存在的原因之一。1824年,英国人约瑟夫·阿斯佩丁发明了波特兰水泥。1891年,乔治·巴塞洛缪在美国铺设了第一条混凝土街道,现在仍然存在。到19世纪末,钢筋混凝土的使用得到了发展。1902年,奥古斯特·佩雷特用钢筋混凝土在巴黎设计并建造了一座公寓楼。这座建筑为混凝土赢得了很多赞赏,并最终推动了钢筋混凝土的发展。1921年,尤金·弗雷西奈在巴黎奥利机场建造了两个巨大的抛物线拱形飞艇机库,率先使用了钢筋混凝土结构。
时钟,公元725年,第一个机械时钟
想象一下没有时间观念的现代文明,这要么是美妙的,要么是可怕的。人类使用设备来测量时间已经有几千年的历史了。目前的时间测量系统(60秒为一分钟,60分钟为一小时)是由苏美尔人在公元前2000年左右发明的。最早的计时器是日晷,利用太阳的运动计时。其他早
期的“钟”包括蜡烛钟、时间棒和沙漏。已知最早的机械钟是公元前3世纪由希腊人发明的,它使用水动力将转动能量转换成间歇运动。公元10世纪,中国工程师发明了以水银为动力的钟表。11世纪,阿拉伯工程师发明了以齿轮和砝码为驱动的水钟。在20世纪30年代石英钟被发明之前,摆钟一直是最精确的钟表。第二次世界大战后,原子钟紧随其后。
印刷机
印刷机是现代文明赖以建立的重要基础。德国金匠约翰内斯·古腾堡在1436年左右发明了印刷机,尽管他不是第一个将印刷过程自动化的人。中国的印刷术可以追溯到9世纪。然而,约翰内斯·古腾堡的机器在现有印刷机的基础上进行了改进,并将它们引入了西方。到1500年,古腾堡印刷机在整个西欧运行。印刷术不仅允许大量生产报纸和书籍,它还降低了印刷材料的价格,使书籍和报纸为许多人所接受,并培养识字能力。马克·吐温曾这样描述印刷机在历史上的影响:“今天的世界,无论是好是坏,都归功于古腾堡。”
蒸汽机
一位名叫杰罗尼莫·德·阿扬兹的西班牙矿业管理员被认为是发明蒸汽机的第一人。他申请了
一项利用蒸汽动力从矿井中推动水的装置的专利。然而,英国人托马斯·萨弗里通常被认为是在1698年发明了第一台实用的蒸汽机。他的装置利用蒸汽压力从被水淹没的矿井中抽取水。在开发他的发动机时,萨弗里使用了丹尼斯·帕平提出的原理。帕平是一位出生于法国的英国物理学家,他发明了压力锅。1711年,另一位英国人托马斯·纽科门改进了蒸汽机。1781年,詹姆斯·瓦特,一位受雇于格拉斯哥大学的苏格兰仪器制造商,在纽科门的蒸汽机上增加了一个单独的冷凝器,使汽缸保持恒定的温度,极大地提高了蒸汽机的功能。他后来开发了一种双旋转蒸汽机,到19世纪,这种蒸汽机为火车、磨坊、工厂和许多其他制造业务提供动力,从而启动了工业革命。
疫苗,最重要的医学发明之一
疫苗的历史实际上比你想象的要早得多。在17世纪的中国,人们在皮肤上的一个小伤口上涂上牛痘来免疫天花。在西方,爱德华·詹纳被认为是牛痘学的创始人,他注意到“挤奶女工”经常得牛痘,但很少得天花,并假设不那么危险的牛痘病毒可以对天花产生一定的免疫力。1796年,他给一个13岁的男孩接种了牛痘,然后又让他接触了天花,发明了一种早期的疫苗。1798年,第一支天花疫苗被研制出来。1923年,亚历山大·格兰尼创造了破伤风疫苗。1
926年,同样的方法被用于开发白喉疫苗。病毒组织培养方法从1950年到1985年发展起来,促使各类疫苗的出现。
蒸汽动力的火车
1804年,英国工程师理查德·特里维西克在英国制造了第一辆全尺寸的蒸汽机车。它使用高压蒸汽来驱动引擎。1804年2月21日,世界上第一次蒸汽动力铁路旅行发生了,特里维西克的无名蒸汽机车拖着火车沿着威尔士的有轨电车行驶。第一辆商业上成功的蒸汽机车——萨拉曼卡,由约翰·布伦金索普在1812 - 1913年间建造。1814年,乔治·斯蒂芬森根据布兰金索普的设计制造了一台蒸汽机,一号火车头。1821年,斯蒂芬森被任命为工程师,负责建造英格兰东北部的斯托克顿至达灵顿铁路,这条铁路于1825年开通,成为第一条公共蒸汽动力铁路。他的机车成为第一辆在公共铁路上运载乘客的蒸汽机车。1829年,他建造了著名的蒸汽机“火箭”,铁路时代开始了。
电池
在19世纪,人们没有持续供电的电线。因此,发电并不是一件容易的事。电池可以追溯到两
千年前,帕提亚帝国时期。考古学家们出土了一个古代的电池,它由一个装满醋溶液的陶罐组成,其中插入了一根被铜圆柱体包围的铁棒。这些电池可能是用来电镀银的。人们普遍认为亚历山德罗·伏特发明了第一个实用的电池。1799年,他发明了电池,电池由两种不同的金属盘组成,如铜和锌,用浸在盐水中的纸板隔开。1802年,威廉·克鲁克香克发明了槽式电池,这是对伏特电池的改进。电池在1859年有了突破,法国医生加斯顿·普兰特在铅酸的基础上发明了第一个可充电电池。1899年,沃尔德马尔·荣格纳发明了镍镉电池。
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