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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。
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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]
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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人类历史上的首台电子计算机要等到1945年才问世，这台值得载入人类史册的电子计算机被命名为ENIAC（电子数值积分计算机）。它的用途是计算弹道等，以为第二次世界大战提供支持。不过，等它诞生的时候，第二次世界大战已经结束了。
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ENIAC由近1.8万个真空管、7万个电阻和1万个电容组成，宽约30米、高约2.4米、厚度达到0.9米，是一个总重量达27吨的庞然大物。其中，最具革命性的设计是采用程序控制计算机，可以处理多个领域问题。从这一点来看，它可以称得上是现代计算机的始祖。
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虽然这台计算机在当时是耀眼的明星，但是巨大的机身和高额的维持费用，导致它的用途被制约于特殊领域内。这台原始计算机未来进化成能够影响我们生活方方面面的现代计算机，还需要以一种材料为基础，而这种材料便是本章当仁不让的主角——硅（silicon）。
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ENIAC
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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 [:1700542046]
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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 处于命运歧途的元素兄弟
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对于化学家来说，元素周期表并不只是一张元素一览表那么简单，有时候只要多看几眼、多动动脑筋就能获得无穷无尽的创新灵感。正如前文所述，金、银、铜在元素周期表中同属一列（代表着化学特性相似），从中我们可以看出奥林匹克运动会的奖牌与人类经济活动的关联。
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最令笔者感到不可思议的是，碳元素与硅元素也同属一列，在元素周期表中一上一下。两者性质相似，都可以形成4个化学键，硅元素的原子结晶结构与钻石完全相同，诸如此类的共同之处为数不少。可是，两者在自然界的存在形态与作用大不相同。
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碳元素是生命不可或缺的重要元素。无论是蛋白质还是DNA，都是以碳元素为中心构建而成的。在地球上，无论是地壳还是海洋，人类目力所及之处的碳元素重量仅占总物质重量的0.08%，而我们身体内的碳元素重量占到了体重的将近20%。所以说，碳元素确实是生命活动中不可或缺的元素。
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在此肯定有人会问：“既然硅元素与碳元素性质相近，硅元素有可能成为生命的基础元素吗？”受此影响，许多科幻小说曾经描绘过多姿多彩的硅元素生命。然而，令人惊奇的是，在现实世界中，硅元素与生命的关联性并不大。除了硅藻之类的浮游生物和稻科植物之外，生物界里需要硅元素的地方少之又少。地球上硅元素储量极其丰富，为什么大部分生物却对它丝毫不感兴趣呢？
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硅藻示意图
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地球上绝大部分岩石是由硅元素与其他元素共同构成的。我们身边随处可见的岩石就是硅元素、氧元素和各种金属元素互相结合成网状结构，从而形成的坚硬的块状岩石。
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因此，在我们生活的世界中，如果按绝对重量划分各种元素的百分比，氧元素约为49.5%，硅元素约为25.8%。前文提到的碳元素化合物（包括碳基生命在内）的重量还没有硅元素的零头多。假如外星人来到地球上，不考虑生命，单单站在元素的角度观察，也许会认为地球是一颗被水包着的氧化硅行星。