1700544260
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 第十二章 无机材料之王——硅
1700544261
1700544262
1700544263
1700544264
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542043]
1700544265
开启计算机文明
1700544266
1700544267
在笔者的孩提时代，计算机是一种离日常生活极其遥远的存在。那时既没有个人计算机也没有游戏机，计算机只是大企业或者科研单位所使用的巨型设备。
1700544268
1700544269
然而，笔者2014年出生的女儿还没学会说话就已经知道如何解锁智能手机，然后点开应用程序玩游戏了。仅仅在一代人的时间里，计算机已经深入人们的生活，不仅成了人们工作中随处可见的工具，而且成了人们生活中不可或缺的存在。
1700544270
1700544271
如果单从硬件角度来分析计算机如此迅速进入社会的原因，归根结底就是硅材料生产技术的高速发展。在最近的几十年里，社会发生的剧烈变化中的绝大部分都与计算机领域的进步有着密切的关系。从这个角度来说，没有人会否定硅是代表现代社会文明的材料。
1700544272
1700544273
今天的计算机在人类各领域中都肩负着无可比拟的重任，然而“计算机”一词最初的含义是“计算机器”。为了从难以胜任的繁杂计算中解放自己，人们急需一种称手的机器——这种需求开创了现代计算机文明。其实，类似的尝试在人们熟知的更久远时代就已经开始了。
1700544274
1700544275
1700544276
1700544277
1700544278
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542044]
1700544279
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 古希腊的计算机
1700544280
1700544281
伯罗奔尼撒半岛与克里特岛之间有一个名叫安迪基西拉的小岛。今天，这个岛上只有数十位居民。可是据说在2 000多年前，那里是海盗的老巢，是无数凶恶之徒的藏身之地。
1700544282
1700544283
1901年，安迪基西拉岛附近的海底打捞出一艘沉船，但是对沉船物品的详细研究却一直没有进展。直到1951年前后，人们才从其中发现了令世人震惊的物品——一件制作于公元前150年到公元前100年左右的机械装置。令现代科学家们倍感困惑的是，这台机械的精度远超当时的科技水平。
1700544284
1700544285
1700544286
1700544287
1700544288
安迪基西拉岛的神秘机械装置
1700544289
1700544290
随着研究的进行，更多令人吃惊的事实逐渐浮出水面：这台机械由至少30枚齿轮构成，完美再现了太阳、月亮等星体的运行规律，可以直接推算出日食、月食的发生日期，以及古奥林匹克运动会的举办年份，其精度几乎可以称得上是最早的模拟计算机。在其后的千年之间，再没有第二台同等精密度的机械设备问世。研究者认为，“从稀有程度来说，这台机器超过了名画《蒙娜丽莎的微笑》的价值”。
1700544291
1700544292
到底是谁出于什么目的制造了这台机械，又为什么把它带上了船，今天已经无从得知。但是，关于安迪基西拉岛的神秘机械装置的研究还在进行中。最令人遐想的是：到底是谁制造了这台堪称奇迹的机械？
1700544293
1700544294
一般来说，凡是具有工匠气质的人经常有着一种冲动，想亲手打造出一种能模拟、涵盖某个领域的事物。可以推测，也许一名心灵手巧的工匠遇到一名杰出的天文学家，他们的思维碰撞出火花，最终诞生了远超那个时代需求的杰出机械装置。
1700544295
1700544296
1700544297
1700544298
1700544299
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 [:1700542045]
1700544300
奇妙的材料：改变世界的12种化学物质和它们背后的科学传奇 人类的计算机器梦想
1700544301
1700544302
当然，基于对正确完成大量计算工作的要求，古代有很多类似神秘机械装置的“计算机器”，诸如算盘、算筹、计算尺之类的单纯性计算工具早已流传于世界各地。除此之外，布莱斯·帕斯卡（1623—1662）和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（1646—1716）等著名数学家也分别发明了滚轮式加法器和莱布尼茨乘法器等计算工具。
1700544303
1700544304
开发出现代计算机雏形的人是英国数学家查尔斯·巴贝奇（1791—1871）。当时为了计算船只的航线，必须进行对数运算，可是对数表的误差太大，甚至引发了部分船只失事事件。因此，在1812年，年仅21岁的巴贝奇开始考虑能否用机器计算，以确保结果的正确性。
1700544305
1700544306
可惜他那台被命名为差分机的设备不仅结构过于复杂，而且设计多次变更。他的研究资金很快就用完了。巴贝奇不屈不挠地坚持了20年，最后不得不放弃差分机的研制工作。
1700544307
1700544308
1991年，为了纪念巴贝奇诞辰200周年，伦敦博物馆制作了巴贝奇生前未能完成的差分机。最终的成品是一台宽3.4米、高2.1米，由4 000多个零部件构成的巨型设备。测试结果表明，这台机器能正确进行15位数的计算，从而证明了巴贝奇的设计丝毫无误。
1700544309