智慧的闪电--世界发明史话-第22章
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先制造的“凤翔”号相比，吨位和装载飞机量都增加了好几倍，航速也增加
了很多。一般排水量为10000～40000吨，续航力为3000～12000公里，飞行
甲板长为130～270米，舰宽为21—35米，一般能载20—29架飞机。
第二次世界大战中，航空母舰的作用受到各国的高度重视，掀起了设计、
建造新型航空母舰的热潮，使航空母舰的数量急剧增加。到第二次世界大战
结束时，各国已建或正在建造的航空母舰有200艘左右。
在第二次世界大战后，新建或改装的航空母舰采用了很多新技术、新装
备，战斗力有了很大的提高。
首先在航空母舰上，装载了喷气式作战飞机。美国在1952年开始建造的
“福莱斯特”级航空母舰，装备了喷气式作战飞机。以后美国新造和改装的
攻击型航空母舰“小鹰”级、“企业”号等都是装备喷气式飞机的。英国的
“皇家方舟”号、法国的“克里蒙梭”号等航空母舰也相继装备了喷气式飞
机。因为喷气式飞机具有速度快、升限高、机动性好、载弹多等优点，使航
空母舰的空中攻击能力大大增强。
其次是航空母舰还装上核武器，具有核打击能力，攻击威力有了很大提
高。虽然一枚核弹有几吨重，只比普通重型炸弹重几倍，但它的爆炸威力，
要比普通炸弹或炮弹大几百倍、几万倍甚至几千万倍。1949年美国最先在航
空母舰装上核武器，从此以后，新造和改装的攻击型航空母舰，也都具有核
攻击能力。
第三是航空母舰普遍提高了反潜能力。航空母舰的体积大，是潜艇从水
下攻击的重要目标。为防止潜艇攻击，一般的航空母舰上都装备有反潜飞机，
还有一些航空母舰是专为反潜而制造的，或以反潜为主，兼顾其他。
第四是航空母舰的航海性能也得到提高，更能适应远洋作战的需要。新
型航空母舰普遍增加了燃油储量，使续航能力增加到8千至1万2千海里以
上。美国于1961年建成了世界上第一艘核动力航空母舰“企业”号，它加一
次核燃料可以用13年，能连续航行40万海里，相当于绕地球18圈。
第五是航空母舰上电子设备增多，自动化程度有很大提高。卫星通讯和
卫星导航系统，全天候电子助降装置，各种大功率、高精度的雷达、声纳及
电子对抗装置，各种自动化设备等，都陆续装上航空母舰。可以说，航空母
舰是海军舰艇中电子设备种类最齐全、数量最多、性能最好的军舰。
战争促成的发明——声纳
（1918年）
声纳是利用超声波在水中的传播和反射来进行导航和测距的技术设备。
最初推动声纳研制的原动力并不是来自海洋考察的需要，而是来自海战的需
要。
1914年9月22日，德国的U—9型潜艇只用半小时就击沉了三艘英国巡
洋舰，并使英军损失了1200余人。面对德国潜艇的严重威胁，英国海军急切
地需要一种能探测这些水下恶狼的办法。
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早在1912年，理查森由于“泰坦尼克号”的沉没，就已提出使用超声波，
通过回声来探测水下的物体。然而，直到战争爆发前，这种想法还难以实现。
到1915年3月，郎之万和希洛斯基在巴黎开始搞实验时，又提出了使用
超声波的问题，并开始进行研究试验。1916年，郎之万成功地在水里产生了
超声波。他研制的装置能很快探测到从100米远的铁板反射回来的声音。
接下来的问题是要找到一种有效的方法来产生超声波脉冲和接收从水下
物体反射回来的声音，接收回声的方法要使水下物体的位置能计算出来。
郎之万决定研究比埃尔·居里和雅克·居里在许多年前发现的压电效应。
他们发现，石英在受到压缩时会产生一个很小的电流。反过来，如果向石英
施加一个电流，石英就会有轻微的膨胀。显然，石英和其他压电物质既能做
声音的发射器，也能做声音的接收器。于是，郎之万开始进行用石英板做接
收器的研究工作。紧跟着他搞这项研究的是波意尔教授，他当时正为帕克斯
顿港的皇家海军工作。
这种接收器很快就取得了成功，从而为发展有源声纳系统开辟了道路。
到战争快要结束时的1918年底，波意尔领导下的皇家海军研究小组开始在军
舰上试验他们研制的声纳装置。
英国进行的这项代号为“阿斯迪克”的研究，在战争中实行了严格的保
密措施，当时甚至不许提到石英，而在必须提到石英的地方都用“阿斯迪维
特”来代替。以至于直到20世纪50年代后期，当美国最终采用声纳来代替
声音导航和距离修正时，英国还把潜艇探测装置称为“阿斯迪克”。
器官移植技术的创立
（1922年）
器官移植最早的创立者是法国出生的美国医生卡雷尔。1905年他到美国
专门从事血管缝合术、器官移植和组织培养的研究。他曾在1913年讲过一句
很有影响的话：“任何人体器官都可以从人体上取下，培养起来，而且可以
移植到另一个人体上。”20多年后，他又断言：“人身上的任何器官，离开
了机体，依然可以存活。”
1922年，苏联眼科医生费拉托夫开始试验人眼角膜移植。1933年异体角
膜移植成功，是器官移植最早的事例。他之所以能够成功，不仅因为他比前
人在手术器具方面有所改进，而且因为他使用了“冷藏尸体眼球角膜”作为
移植材料。这既解决了材料的来源问题，又因冷藏而除去了角膜的生物刺激
因素，促进角膜混浊部分透明化。到1941年他和他的学生已经成功地作了
3100多例手术。
第一例肾移植成功的事例，是1954年法国医生在一对孪生兄弟间作的。
而用非孪生关系的肾作移植，几乎都不成功。这是根据法国免疫学家多塞创
立的组织相容性理论，必须在两个组织相同的人之间进行器官移植，才有可
能获得成功的预言而进行的。
60年代用免疫压制剂处理病人，并选择有一定血缘关系或经鉴定可用人
的肾脏作移植，成活率逐渐提高。前者活7年甚至10年以上，后者经追踪4
年，仍有存活的病人。
目前在有些国家中已建立了人体器官移植库，在世界范围内互相寻找相
容的对象。心脏、肝脏的移植手术也于60年代末70年代初在人身上作实验，
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成活率不高，但个别患者在手术后13年还活着。
家务劳动的帮手——洗衣机
（20世纪初）
洗衣服曾是一项累人的家务劳动，但自从有了洗衣机之后，就把人们从
这累人的劳动中解放了出来。
在过去的若干世纪里，人们洗衣服都是用手搓。到1860年前后，人们开
始采用一种新的洗衣方法：把要洗的衣物放进一个木盒子里，用一个手柄翻
转盒里的衣物。到了19世纪80年代，著名的托马斯·布雷德福公司已开始
生产家用洗衣机。这种洗衣机包括一台轧液机，轧液机下面有一个八边形的
盛放脏衣物的盒子，盒子用一个手柄转动。1914年电机发明后，这种用手来
转动衣服的系统就被淘汰了。
最初，电动机是安装在洗衣机的桶下面，而且是敞开的，水容易滴进去，
并引起爆震，使用起来很不安全。20世纪20年代引进了机械桶，于是就产
生了现在所用的洗衣机。
19世纪80年代，布雷德福兹研制成功了旋转脱水机。1884年，莫顿获
得了蒸汽洗衣机的专利。在他的专利证书上写到：“这种机器很好使，即使
是一个小孩，在一刻钟内也能洗6条被单，而且比用其他洗衣机洗得白。它
的寿命要比其他的洗衣机长一倍。”
20世纪以来，洗衣机的品种数量有了突飞猛进的发展，它进入了千家万
户，成为人们生活中离不开的好帮手。
不上天的飞行——飞行模拟器
（1929年）
飞行模拟器，就是能够在地面逼真地模拟空中飞行的一整套现代化设备
的总称。运用飞行模拟器进行训练，既经济，又安全，而且不受天气、机场
等条件限制。
早在本世纪初，人类第一架飞机诞生以后，人们就开始考虑怎样在地面
进行经济而安全的飞行训练。最初，有人用气球吊着飞机进行训练，后来英
国、法国相继研制出一些地面训练器，但只能练习几个简单的飞行动作。一
直到1929年，美国人林克制造了一台比较实用的训练器，它的外形好像个大
的儿童玩具，木头机身又短又粗，座舱底下有几个风箱，可以用来练习仪表
飞行，这就是后来很有名的“林克机”。
飞行模拟器，按照它的工作原理、用途和使用特点的不同，可以分为训
练型和试验型两类，而训练型又可以分为综合式、专用式、程序式三种。
综合式模拟器比较复杂，它可以用来训练飞行员或空勤人员掌握整个飞
行过程。甚至包括战斗课目在内，因而有助于飞行人员掌握某种飞机的驾驶
技术，提高飞行技能。这种模拟器一般都有三个以上自由度的运动机构，并
有显示外界景象的视景系统。
专用式模拟器，是专门用来解决飞行中的某些问题，训练飞行人员掌握
飞机上的主要系统，如火控雷达、领航轰炸、火箭导弹、电子对抗和侦察等
系统，或提高某项飞行技术的。这类模拟器的功用专一，重点突出，在主要
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方面要求性能好，精度高，而且在飞行过程中，动力装置等次要方面，都加
以简化，所以样式很多。例如轰炸台，只是由座舱、地标投影系统和雷达影
像装置组成。座舱不能运动，但同真实飞机的领航员舱一样，有完善的轰炸
操纵设备。
程序式模拟器，是一种更简单的模拟器，和专用式模拟器不一样，它通
常不具体地模拟特定的飞机，主要用于训练新飞行员，使他们掌握基本的操
纵程序。这种模拟器结构简单，精度要求不高，成本较低。
随着飞行模拟器日益发展和完善，地面模拟训练的优越性逐渐被人们所
认识。尤其是用模拟方法训练飞行员，所需费用比用真实飞机训练降低得很
多，这就更有吸引力。所以，70年代以来，以飞行模拟器部分地代替真实飞
机训练，在技术先进的国家中开始大量采用。而在民用航空特别是航线客机
方面，飞行模拟器的使用已极为普遍了。
电视的发明
（1930年）
电视是一种传播图像的电子技术，它在100多年的发展过程中，大致经
历了设想阶段、机械扫描阶段、电子扫描阶段和第二次大战后的发展阶段。
1850年，英国的巴克韦尔建造了一个能够传输手迹和线条图的电传系
统。他用不导电墨水在金属板上书写，然后用几组金属针进行扫描，每根针
与一条电路相连，在接收端，每一个金属针线路的电流都在一个旋转的鼓上
留下一个印记，原来的手述或图表就会在接收端再现出来。
1873年，英国的史密斯发现了硒的光敏性。利用这种材料，出现了许多
电视设计方案。其中以德国发明家尼普科1884年发明的扫描图盘，对以后的
发展影响最大。这个设计第一次提出了能以足够快的速度传输图像的实际方
法。
1897年，布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管，电子束撞出时，荧
光屏上会发出亮光。1906年迪克曼和格拉吉利用布劳恩管进行图像重现。但
这种装置只能算是传真系统，而不是电视系统。
1908年苏格兰工程师坎贝尔·斯温顿提出了一种设计，将阴极射线管不
仅用于接收，而且用于发射。1911年他进一步提出，对发射器应有特殊的阴
极射线管，它的屏由互相绝缘的光敏元件镶嵌而成。需要传输的图像投影到
这个屏上，用阴极射线束对存贮在这个元件上的电荷进行扫描放电，这实际
就是现在所谓的“摄像管”。这个相当精彩的设计思想，正是现代电视的基
本原理。
1920年，发射和接收电视图像所必需的技术条件都已具备，开始进入实
际建造电视系统的阶段。
英国发明家贝尔德从1923年起从事电视系统研制工作。到1925年，他
完成了一种电视系统。他使用一个孔径上带有透镜的尼普科盘来扫描景象，
每秒5幅图像，各个图像80条扫描线。贝尔德在这个装置中尽量应用电子管
放大器，尽管图像很小，暗淡而且摇晃不定，但确实能看出人的面貌。
1929年，英国广播公司允许贝尔德公司开始公共电视广播，每秒 12。5
帧图像，每帧30行。美国贝尔实验室的艾夫斯和他的助手主要研究在扩展电
话通信中使用的电视设备。他于1927年在华盛顿与纽约之间播送了每秒17。5
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帧、每帧50行的图像。到1932年，美国无线电公司发射的图像达每秒24
帧，每帧120行。从1930年起，电视机进入市场。
1933年，兹沃里发明了电子摄像装置，这在电视的发展中起着划时代的
作用。后来他又成功地研制了更加灵敏的正析摄像管。几年后，英国的麦格
里等人也研制出一种更加先进的摄像管。这就为提高电视图像分辨率创造了
条件。
第二次世界大战之后，曾在战争中起了重要作用的电子工业开始大规模
生产民用产品，电视工业蓬勃发展。在30至40年代所取得成就的基础上，
战后英国和美国都出现了电视“爆炸”性增长。英国1948年生产了10万台
电视机。美国在1946年仅生产6500台电视机，1949年猛增到300万台，1950
年又增到746万台。那时显像管外壳是吹制成的，直径为9英寸或12英寸，
不可能再大。后来，玻璃工作者着手压制矩形“面板”和“锥体”，并把它
们焊在一起。用这种方法制造的外壳，尺寸相继达到14英寸、17英寸、21
英寸和25英寸。
一旦黑白电视机的可靠性、图像质量和价格问题得到解决，电视工业的
兴趣就转向了彩色电视。不过，彩色电视的第一次实验演示是在1928年。当
时贝尔德改进了尼普科盘，使盘上孔径组成三条螺旋线，每条上有30个孔
径。三条线分别对应红、蓝、绿三种颜色，在接收端的光源有两个气体放电
管，一个是
