◎電子計算機的發明之謎

伴隨社會的進化，人類計算的方法也在不斷地進步。遠古時代，人類的祖先利用手指、石塊或小樹枝來進行簡單的計數。後來，人類發明了籌算法，拿小竹棍豎擺代表1，橫擺代表5，這樣就可以用較少的竹棍表示較大的數值。再後來，這種方法也不能滿足人類社會的需要了，於是，算盤在公元前14世紀應運而生，它是適應經濟不斷發展需要而出現的產物。

可以說算盤及隨後出現的計算尺是計算機最早的雛形。為什麽這麽說呢?因為這是人類的原始手工計數向利用工具計算的一次飛躍，計算工具方麵的一係列變革就是從這裏開始的。當然，由這個雛形發展到真正的計算機則需要一個漫長的曆史過程。

一直到17世紀，機械計算機的出現才使計算機技術向前跨了一大步。 1642年，法國著名數學家帕斯卡製成了第一台隻能做加法運算的機械式計算機。1818年，一種比較實用的手搖式計算機被法國人托馬斯設計出來，並於 1821年建廠投產，生產了15台，開創了計算機製造業的先例。但是與其他科學技術相比，計算機技術的發展速度還是相當緩慢的。

從18～20世紀，西方國家許多人都為改進這種落後於實際要求的計算機做出了極大的努力。英國數學家巴貝齊就是其中之一。他對研究計算機很是著迷，把一生的主要精力都放在了設計計算機的工作上。曆史上第一次實現利用程序完成連續運算的計算機——差分機就是巴貝齊設計的。

曆史進入了20世紀40年代後，電子計算機才開始了近代意義上真正的發展和突破。20世紀40年代，火箭、原子彈、導彈技術迅速發展。第二次世界大戰非常緊張激烈，交戰雙方都想在裝備上勝對方一籌，科學家在兩種不同性質的愛國熱情的驅動下玩命似的進行各種研究。在研究過程中，隨之而來的極其繁瑣、複雜的數學計算問題越來越多，這些問題的解決又往往需要在很短的時間裏進行幾千、幾萬、幾億甚至幾十億次的數值計算。手搖或機械式計算機不僅勞民傷財，而且最令研究人員不放心的是精確度也難以保證。現實迫使人們要對機械式計算機做根本性的變革。

20世紀40年代初，一個計算機研製小組在美國成立，由30多歲的工程師莫西萊、24歲的艾克特和年輕的格爾斯坦等組成。在他們齊心協力的工作下，到1945年年底，世界上第一台電子計算機誕生了

第一台電子計算機看上去像個龐然大物，它全部采用電子管製造，共計用了18000個電子管，電子管大的像蘿卜，小的像花生米。它的體積有90立方米，重量達30多噸，占地170平方米，需要一間30多米長的房間才能容納得下。它每秒可做5000次加法、400次乘法，比機械式計算機要快好幾百倍。它還有一個巨大的特點是，整個計算過程都是按照預先編好的程序自動進行。這就是人們通常所說的第一代電子計算機。

第一代電子計算機太大了，這主要是因為那些電子管需要很大的空間。利用半導體材料製成的晶體管催生了第二代計算機，使電子計算機體積過大的弊病得到部分解決。半導體技術的出現促進了計算機向小型化方向發展。第二代計算機的體積隻相當於並排擺放的大衣櫃，可它的計算速度卻提高到了每秒幾百萬次。

人類對自然社會永遠是那麽的好奇，人類的創造力是無窮無盡的，同樣對計算機的研究也是如此。人們不僅要求計算機有計算的功能，而且要具有智能。20世紀80年代開始研究的第五代計算機不再限於隻能聽從人的指揮去幹活，而是有了一定的邏輯判斷能力，變得會“思考”了。它可以代替人類去駕駛飛機、幫助醫生去診療病人、去深海探寶、去遨遊太空等等。計算機發展已步入智能化時代。

人類進入了21世紀後，電子計算技術的發展更是日新月異，人工智能更成為一個新興的課題，且發展較快。相信在不久的將來，通過研製智能計算機，人類自身將獲得更大程度的解放。

◎長頸鹿的“控壓裝置”與抗荷服之謎

我們都知道，飛行員在駕駛戰機加速爬升時，人體血液的流速會在慣性作用下慢於人體的運動速度，這時血液就會積聚在人體下部，從而造成大腦特別是視網膜供血不足，眼前刹時會出現一片漆黑，嚴重時會引起短暫的暈厥，直接影響作戰和飛行安全。

為此科學家在飛行服中增加了一種褲形裝置，這種裝置是在腹部、大腿、小腿的地方安裝了幾個相通的氣囊。飛機上的增壓氣源在飛機進行劇烈變化的機動飛行時，可通過抗荷調壓器按人體的需要自動調節氣壓，使氣囊因迅速充氣而膨脹，壓迫飛行員的腹部和下肢，抵抗內髒器官的移位和血液的慣性下湧，使迅速下湧的血液返回心髒，從而克服了飛行中的黑視和暈厥現象。

設計師們如何能想出如此獨特的設計，那得從長頸鹿說起。長頸鹿在落差高達五六米的空間裏上下晃動腦袋，卻沒有頭昏目眩的感覺，而是成功地克服了這一生存障礙。

長頸鹿如何做到這一點的呢?原來，長頸鹿的身上有雙重“控壓裝置”。長頸鹿的大腦下部有一團伸縮性很強的網狀小動脈，當血液進出這個特殊的“閥門”時，細細的動脈小血管會迅速擴張，血液的流速和增加量會因這個迅速擴張的網狀體的阻滯作用而降低。因此，即使在長頸鹿猛低頭時，也不會有過量的血液湧人大腦；當這一作用相反時，即在長頸鹿猛抬頭時，大腦也不會出現供血不足。同時，長頸鹿身上裹著一層緊箍著血管的堅硬的外皮，這層外皮既可以抵禦敵害，又能保持血管內外層平衡，控製血壓。

長頸鹿的護身絕招啟發了生物學家和飛機設計師，他們仿照長頸鹿用堅硬外皮控製血壓的原理，發明了此種抗荷服(飛行服)。