人類製造的最不可思議的機器有哪些?


其實在由發條驅動機械的時代,人類也發明了很多逆天的黑科技啊~
(以下內容搬運自新浪微博: 尖峰視界 , 原博有動圖)
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1770年代,瑞士最古老的鐘錶品牌之一 Jaquet Droz(雅克德羅)所創造的極其複雜的機械娃娃。這些精密的機械由發條驅動,可以畫畫和寫字。尤其是寫字娃娃,極為驚人,會蘸墨水,會換行,背後的轉盤可以控制其書寫不同的字母,可以組合成任何句子,具備了一定的「編程」的概念。240年後這些古老的機械仍可以正常工作。(動圖見:http://weibo.com/3931672306/B1StMvmnQ)


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現藏故宮博物院的「銅鍍金寫字人鍾」。該鐘高2.31米,為英國的Williamson專為清宮製作(也有人說寫字機械部分為雅克德羅製造)。底層的寫字人,可以用毛筆書寫「八方向化,九土來王」八個漢字。(動圖見:http://weibo.com/3931672306/B5YXphVK5)

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1800年代的「黃金琺琅唱歌小鳥手槍」,由發條驅動,唯一的功能就是「開個玩笑」...擊發時,槍口會跳出一隻唱歌小鳥,動作極其逼真,堪比好萊塢機械模偶。想要?這玩意曾在香港佳士得拍出580萬美元...(動圖見:http://weibo.com/3931672306/B683jkGbN)

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既然提到了「好萊塢機械模偶」,不得不說這玩意也是人類製造的最不可思議的機械之一。

多數情況下電影中使用高品質的CG特效創建奇異的角色,CG特效的高昂成本使得使用機械工藝的特效角色也發展成為一種廣泛採用的技術,機械角色成本高昂但有著不可代替的逼真效果,而好萊塢電影工業中機械工程的技術高度也令人震驚。來看看好萊塢機械角色大師Gustav Hoegen作品~
引自:http://weibo.com/3931672306/AyRfWmKTb

你一定想像不到這些電影中的特效畫面居然不是CGI,而是用機械模偶拍攝的!
視頻封面Gustav Hoegen 2012 動畫科技短片視頻


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手錶品牌 Christophe Claret 推出的POKER表。爆點在於,以機械方式實現了三人同玩德州撲克的遊戲功能,機芯帶有可以帶動52張牌的傳動裝置,翻牌、轉牌和河牌時還可以響鈴。價值140萬人民幣...嗯,可以想像三個高富帥蹲在一起摳一塊表的場面…
引自:http://weibo.com/3931672306/ABihwEz3r


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最後是一組非常迷人的圖片,其他答案有提到的「機械計算器」。

超過60年歷史的老機械計算器錯綜複雜的內部結構,無數的槓桿、彈簧、齒輪共同構築了簡單背後的複雜。有趣的是,不管對於理科生還是文科生來講,機械都是那麼迷人;-) 來自攝影師 Kevin Twomey (http://kevintwomey.com)。
引自:http://weibo.com/3931672306/ByDBX5GJq


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版權聲明:
在註明來源於新浪微博「尖峰視界」,並保留以下圖片的前提下,本文可以免費轉載,否則一律視為侵權,「尖峰視界」將利用有限的自媒體影響力進行維權和粗暴的諷刺謾罵,請自重;-)

http://weixin.qq.com/r/OkyFnUHEzxywrQX_9xko (二維碼自動識別)



1964年,4倍於U-2飛行速度的SR-71橫空出世,拯救了美國軍方和總統的榮譽。SR-71使用了大量當時的先進技術,不但設計上採取低可偵測性技術,更能以3馬赫的高速躲避敵機與防空導彈。在實戰記錄上,沒有任何一架SR-71曾被擊落過。
SR-71被設計為具有非常小的雷達反射截面(radar cross-section,RCS),這是早期的隱形設計。然而,工程師忘了飛機有發動機嗎?高溫發動機是會排氣滴呀!即使燃料用了銫來干擾雷達,還有溫度滴呀。。。於是即使採用了大量的隱身技術,黑鳥在高速飛行時候巨大的紅外特徵(還有聲音吧?)導致其完全不具備隱形功能。SR-71在自家聯邦航空總署(Federal Aviation Administration,FAA)的長程雷達上都是最大的目標之一,在幾百哩外就能追蹤,莫說敵國了~~~
在頭頂上被收集情報對任何國家來說都是一種侮辱,尤其是俄羅斯和朝鮮。雖然美國的偵察行動是秘密開展的,但飛機許多部位的溫度可以達到900度,源源不斷地散發熱量,明明知道美國諜機就在頭頂上,下面的軍隊卻完全無計可施。
在全世界頭頂招搖過市,調戲敵國30多年的SR-71完全是憑其神一樣的高速,和比當時商務班機的飛行高度高3倍的高度,成功擺脫了上千次針對它的阻截和攻擊全身而退的,其中絕大部分都來自前蘇聯的飛機和對空導彈。

附上兩個關於著名的SR-71的笑話

「我永遠記得那一天的無線通訊,當時我正和沃爾特(我的后座駕駛員)一起在13英里高度划過南加利福尼亞的天空。
「在飛入洛杉磯空域的時候,我們一直監聽著空中其他飛機和飛控中心的通訊。雖然飛控中心並不真正控制我們,但是它始終在自己的雷達上監視著我們。這時,我聽到一個塞斯納(註:中國桑塔納式普及型單引擎飛機)飛行員請求塔台讀出他的地速。
「『90節。』塔台回復。
「沉默了片刻,一架雙發比奇(註:一種雙引擎螺旋槳飛機)也同樣要求塔台讀出它的地速。
「『120節。』塔台回答。
「很明顯那天並不只有我們對自己的地速感到自豪,因為幾乎是立刻,無線電上傳來一個F-18(註:美國海軍雙引擎噴氣式戰鬥機)飛行員得意的聲音『哦,中心,『灰塵52』需要地速讀出。』
「短暫的沉默之後,塔台回答『地速525節,灰塵。』
「又一陣短暫的沉默。正當我心裡痒痒的考慮時機是否成熟的時候,我聽到后座傳來了熟悉的無線電開關的喀嗒聲。就在這一瞬間,我明白我和Walt成了真正的拍檔。
「『中心,我是『白楊』20,需要地速讀數,完畢。』
「一陣比平常長的多的沉默之後:『白楊』,我這裡的讀數是,呃……1742節。
「那天那個頻道沒有更多的地速讀數請求了。」

以下是另一段著名的SR-71與洛杉磯塔台的對話:
「請求60000英尺高度的空域使用權,over。」
沉默了片刻,傳來了塔台調度員略帶驚奇和嘲諷的聲音:
「你打算怎麼爬升到那個高度?」
沉默。飛行員回復:
「我們不打算爬升到那個高度。我們要下降到那個高度。over。」


哈曼505計算器

哈曼505計算器

布朗斯11s計算器

布朗斯11s計算器


Cellatron R44SM計算器

百萬富翁計算器

百萬富翁計算器

哈曼300計算器

哈曼300計算器

布朗斯11s

布朗斯11s

Diehl Transmatic計算器

Diehl Transmatic計算器

Diehl Transmatic計算器

Diehl Transmatic計算器

Friden 1217

Friden 1217

Marchant EFA計算器

Marchant EFA計算器

Marchant EFA計算器

Marchant EFA計算器

Cellatron R44SM計算器

Cellatron R44SM計算器

門羅Mach 1.07計算器

門羅Mach 1.07計算器

門羅PC1421

門羅PC1421


本來想介紹胡普費爾德提琴唱機的,但看到其他回答已經介紹了很多近代和現代的產品,我就來講一點不一樣的東西吧。要說人類創造出的最不可思議的機器,個人認為當屬超越時代上千年的安蒂基西拉機器。該裝置於1900年首次在希臘安蒂基西拉島附近海底的一艘沉沒的古代貨船中被發現,後經許多研究者反覆鑒定,並使用現代儀器掃描後,重新建模復原,被認為極有可能是世界上第一台機械計算機。根據最新的研究,這台機器可能製造於公元前205年的希臘羅德島,其結構複雜與精細程度甚至要超過1000多年後的中世紀鐘錶,參見附圖。
安蒂基西拉機器主要由2塊刻度盤與30多個青銅齒輪構成,尺寸大致相當於筆記本電腦。藉由一個曲柄輸入特定的日期,可以在刻度盤上顯示出日月,以及五大行星在天球中的位置,並可以用來預測日食和月相,記錄特殊的紀念日,譬如古代奧運會開幕,可以認為是一個機械版的天文儀+萬年曆。預測精度方面,該機器在預測日月運動上極其精準,與現代科學的預測基本一致,一位現代軟體工程師曾用樂高積木搭出了其複製品,並成功預測了2024年4月8日的日食。不過在行星軌道的預測上就稍遜一籌,這是由於其受限於當時的天文觀測和理論天文學水平。但僅從機械構造的角度來說,這台機器所展現出的技術水平確實遠遠超越現代人想像中公元前人類所能達到的高度。
詳細介紹請參閱百科詞條與相關紀錄片。

百科詞條
百度:安蒂基西拉機器
維基:安提基特拉機械
相關紀錄片
B站:【BBC】【遠古科技】兩千年前的計算機(觀賞時請務必關彈幕)

打撈出的殘片與內部齒輪想像圖

機械結構概略圖

機械結構概略圖

齒輪配置圖

齒輪配置圖


2007年重置復原模型


Bagger 288挖掘機

KRUPP Bagger 288 是德國的 Krupp 公司為德國 Rheinbraun 採煤公司製造的巨型露天採礦車,它曾經在很長時間內佔據著地球陸地表面上最大的可移動機械的霸主地位。Bagger 288 製造費用約為 1 億美元,設計製造時間長達五年,需要有五人(五個唐國強?)進行操作。總長 220 米,高 96 米,重 13500 噸,從各方面來說這都是一台巡洋艦級的巨無霸。

Bagger 288" 走 " 起來不算快,每分鐘約 2~10 米,但它的旋轉挖礦輪每天可以吃下 240000 噸的土石(平均一小時 1 萬平方米)。18 個輪盤式挖掘鏟斗中的每一個就可以鏟起 6.6 立方米的礦石或土質材料,這台巨型怪手每天可以創造一個的 5 個足球場大、17 米深的大坑!

有德國人吐槽說,2 千萬年前埋藏在德國地下的寶貴褐色煤礦,被這怪物貪婪地吞噬著,悲催的是他們正在上網用的電就來自於怪獸拉出來的便便。

圖片來源:
https://www.quora.com/What-is-the-most-interesting-vehicle-land-sea-or-air-you-know-about
極其震撼! 大過自由女神的挖掘機 你見過嗎?(圖)


原文紕漏甚多,感謝諸位知友斧正——
【前方高能,流量黨慎入】
—————大型強子對撞機—————
英文名稱為LHC(LargeHadronCollider),製造(商、團體):多國科學家(聯合組裝)歐洲大型強子對撞機是現在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一種將質子加速對撞的高能物理設備,坐落於日內瓦附近瑞士和法國的交界侏羅山地下100米深·總長17英里的環形隧道內。參與這一項目的研究人員表示,在短短3個月的實驗過程中,他們已經探測到處於我們當前對物理學的了解——標準模型核心的所有粒子。2010年,據國外媒體報道,參與大型強子對撞機(LHC)項目的科學家表示,他們可能已經「接近」希格斯玻色子。希格斯玻色子也被稱之為「上帝粒子」,據信在大爆炸之後宇宙形成過程中扮演重要角色。


大型強子對撞機將是世界上最大、能量最高的粒子加速器,大約80個國家的7000名科學家和工程師參與其中。由40個國家建造。是一種將質子加速對撞的高能物理設備。--------------------------超級火箭「土星5號」

土星5號超級火箭重達三千多噸,是人類史上最大的火箭。整個過程的開發與設計由馮·布勞恩這位天才科學家完成。土星5號的動力至今難以超越,就是它把美國人送上月球。

土星5號超級火箭重達三千多噸,是人類史上最大的火箭。整個過程的開發與設計由馮·布勞恩這位天才科學家完成。土星5號的動力至今難以超越,就是它把美國人送上月球。
----------------------超級客機「A380」與「787」

A380與787,都代表了未來客機的發展方向,它們是人類智慧的結晶!

A380與787,都代表了未來客機的發展方向,它們是人類智慧的結晶!
---------------------超級動力裝置——
SGT5-8000H超級重燃氣輪機(西門子)
GE90-115B超級航空發動機(通用電氣)

這張圖足以說明:重燃氣輪機與航空發動機,是世界公認最難造的機械。一個被譽為「製造業皇冠上的明珠」,一個被譽為工業之花。SGT5-8000H超級重燃氣輪機,燃燒溫度高達1500度以上,渦輪葉片旋轉時離心力為地球引力的一萬倍。它的單軸輸出功率(不連接蒸汽輪機與發電機)為375MW(兆瓦)。375兆瓦有多大?(「尼米茲」號航母的功率為194MV)。

這張圖足以說明:重燃氣輪機與航空發動機,是世界公認最難造的機械。一個被譽為「製造業皇冠上的明珠」,一個被譽為工業之花。SGT5-8000H超級重燃氣輪機,燃燒溫度高達1500度以上,渦輪葉片旋轉時離心力為地球引力的一萬倍。它的單軸輸出功率(不連接蒸汽輪機與發電機)為375MW(兆瓦)。375兆瓦有多大?(「尼米茲」號航母的功率為194MV)。

GE90-115B超級航空發動機,其推力高達547千牛,功率密度大得驚人,就是這種超級航空發動機把笨重的波音777推上藍天,可見動力之強勁。它採用高流量渦輪葉片,更省油,動力更強!

GE90-115B超級航空發動機,其推力高達547千牛,功率密度大得驚人,就是這種超級航空發動機把笨重的波音777推上藍天,可見動力之強勁。它採用高流量渦輪葉片,更省油,動力更強!
-----------------------陸地巨獸——
克虜伯挖掘機,NASA爬行者號發射車

(變形金剛亂入)

(變形金剛亂入)

克虜伯超級挖掘機,是當今世界最大的陸地機械,每天可挖24萬立方米的硬岩與泥土,是昔日「軍火大王」克虜伯巨型機械的巔峰之作。
爬行車有八千噸,可用於火箭與太空梭的發射,還能爬行。

順便科普一下 軍火大王 克虜伯公司 一戰之前 在德國生產大炮起家 該公司一直就是德意志軍國主義的柱石 經歷了一戰 二戰 一直都是 德國軍械師的角色 中國也購買過克虜伯大炮

二戰後 克虜伯帝國重新崛起。到60年代初,他的僱員已多達11萬,年營業額達到15億美元(數據來自百度百科),躋身歐洲十大企業之列,經營範圍包括造船、成套設備、橋樑建築、化工、紡織、塑料、水處理、煉油和核反應堆。
—————再上一點挖掘機的圖———


———————水電站發電機組——

製造(商、團體):國家電網(中國),哈電(中國),東方機電(中國)三峽超級水電站,是我國自行建造的超級發電站,裡面有世界最大的水輪機與發電機均為自行研製(待考)。工程讓世界矚目。

製造(商、團體):國家電網(中國),哈電(中國),東方機電(中國)三峽超級水電站,是我國自行建造的超級發電站,裡面有世界最大的水輪機與發電機均為自行研製(待考)。工程讓世界矚目。
大壩的功過是非,留給歷史檢驗吧。
-太空之眼——————————
「詹姆斯·韋伯」號太空望遠鏡,
哈勃號空間望遠鏡
製造(商、團體):NASA(美國),ESA(歐航局),珀金斯——埃爾默公司(美國)

為了進一步了解宇宙,,NASA與ESA聯合研製了「詹姆斯·韋伯」號太空望遠鏡,它是哈勃號的繼承者,承擔觀察暗物質與黑洞的重任。它們,讓我們了解到我們的宇宙是如此的奧秘
——————超級起重機—————
製造(商、團體):徐工——XGC88000履帶起重機(世界最大),利勃海爾(德國)——LR13000履帶式起重機(世界第二大)

徐工XGC88000履帶起重機是全球最大的起重機,重量達到4000噸。

徐工XGC88000履帶起重機是全球最大的起重機,重量達到4000噸。

(有知友指出是馬尼托馬克,不是LR13000…)

(有知友指出是馬尼托馬克,不是LR13000…)

利勃海爾LR13000履帶式起重機適用於最新一代的核電站吊裝,有3,750噸的最大起重能力,是世界第二大起重機。
根據評論推薦 @谷豐
最強的輪式起重機-----利勃海爾(LIEBHERR- LTM11200)

圖片質量略渣,請勿介意。

圖片質量略渣,請勿介意。
起重機,在大型建設中必不可少的角色。它們是工程的巨型搬運工,在機械中也是屬於龐然大物!
這東西 要是過橋樑 怎麼辦呢?只能化整為零了
—————超級「鑽地鼠」——盾構機
製造(商、團體):海瑞克(德國)——超級盾構機(世界唯一從事巨型盾構機研發製造的企業),盾建重工(中國)——國產盾構機
海瑞克,世界眾多巨型的盾構機均有其生產,是世界唯一超大型盾構機製造商。在我國盾構市場,海瑞克市場份額高達70%!超大型盾構機的價格,比大飛機還貴!

天上飛的最大的是A380,安-225,地上的最大的是克虜伯挖掘機,水上最大的是超級油輪,那麼地下最大的就是盾構機!盾構機連地下的堅硬岩石都啃,是強大的機器!這種超級鑽地鼠,地下最大的機械,連岩石都一起粉碎,挖出一條又一條地下通道,可謂是強悍!

天上飛的最大的是A380,安-225,地上的最大的是克虜伯挖掘機,水上最大的是超級油輪,那麼地下最大的就是盾構機!盾構機連地下的堅硬岩石都啃,是強大的機器!這種超級鑽地鼠,地下最大的機械,連岩石都一起粉碎,挖出一條又一條地下通道,可謂是強悍!
普普通通一台就要好多錢……
——我們的征途是星辰大海—————
根據評論推薦———————————

旅行者號探測器,1977年8月20日和9月5日, 美國先後發射了旅行者2號和1號探測器,這兩個姊妹探測器沿著兩條不同的軌道飛行。擔負探測太陽系外圍行星的任務。旅行者1號與其姊妹船旅行者2號攜帶的鈈電池(核動力電池)將持續到2025年左右。當電池耗盡之後,他們會停止工作,將繼續向著銀河系的中心前進。2012年8月中旬,研究學者表明「旅行者1號」將進入星際空間,35年共飛行178億公里。


--「好奇號」火星探測器------------------------


「好奇號」這個人類最複雜的太空探測器,可謂是虛擬到現實相融合的過程。西門子為NASA提供了PLM智能軟體,覆蓋了「好奇號」的研發與測試整個過程。例如「空中起落機」,降落火星等都是在軟體上千次的模擬試驗下,為其成功大大提升了可能性!「好奇號」可謂是虛擬與現實相結合的高科技!
--神秘的-------------------莫達訥風洞

製造(商、團體):由德國宇宙航行協會製造,現屬於法國所有(PS:搶來的)【注:1945年德國戰敗,法國把德國在奧地利修建的超級風洞分拆,搬到法國重新組合。它就是當今世界最大的風洞——莫達訥風洞

——受控核聚變-------------------------------

——受控核聚變-------------------------------

世界最大的仿星器式熱核聚變裝置——Wandelstein X-7(德國);世界最大的托卡馬克式熱核聚變裝置——ITER(國際合作)


(歐盟、美國、中國、日本、韓國)國際建造世界最大的托卡馬克式核聚變裝置——ITER。該聚變需50兆瓦的輸入功率,它可以在幾分鐘內產生500兆瓦的輸出功率。不過這僅僅是科學的演示,因為ITER不會用於發電,這個工作將交給它的繼任者DEMO。核聚變反應堆通過熔凝氫的同位素來生產能量——太陽和其他恆星的能量也由此產生。

(歐盟、美國、中國、日本、韓國)國際建造世界最大的托卡馬克式核聚變裝置——ITER。該聚變需50兆瓦的輸入功率,它可以在幾分鐘內產生500兆瓦的輸出功率。不過這僅僅是科學的演示,因為ITER不會用於發電,這個工作將交給它的繼任者DEMO。核聚變反應堆通過熔凝氫的同位素來生產能量——太陽和其他恆星的能量也由此產生。
世界兩種最大的核聚變裝置——Wandelstein X-7(德國)仿星器與ITER(國際合作)托卡馬克聚變堆,是現在人類最尖端的核技術,它們將對能源產生深遠影響
--「巨人」——--------------------模鍛液壓機

(表中數據時間:2008-11-07 00:25:56)

(表中數據時間:2008-11-07 00:25:56)
壓力在150MN以上的模鍛液壓機中:中國2台(其中1台世界最大),德國2台,美國1台(其中有4台壓力接近150MN),蘇聯(俄羅斯)1台,日本1台,法國1台(注:法國150MN鍛液壓機是從蘇聯進口,表中沒有列進去)。
(中國)世界最大的10萬噸級(165MN)鍛液壓機(圖片真的太難找了,只找到幾張,加一些其他內容上去,請別介意):


--世界最強激光器(美國)國家點火裝置

--世界最強激光器(美國)國家點火裝置

國家點火裝置是美國科學家研製的、世界最大的激光核聚變裝置。這個裝置能產生類似恆星內核溫度和壓力,使美國在無需核試的情況下保持核威懾力。它與世界最大的核聚變仿星器——德國的Wandelstein X-7一樣,不受《全面禁止核試驗條約》限制的新型核試驗。

國家點火裝置是美國科學家研製的、世界最大的激光核聚變裝置。這個裝置能產生類似恆星內核溫度和壓力,使美國在無需核試的情況下保持核威懾力。它與世界最大的核聚變仿星器——德國的Wandelstein X-7一樣,不受《全面禁止核試驗條約》限制的新型核試驗。
「國家點火裝置」(美國)與Wandelstein X-7(德國)一樣,不受《全面禁止核試驗條約》限制的新型核試驗與核能研究,它們掀開了人類新型核試驗的序幕。「國家點火裝置」(美國)與Wandelstein X-7(德國)這兩個「非常邪惡」的裝置一樣,一種震撼而「邪惡」工業之美展現出來
--浪漫的超級放大鏡——日光爐(法國)

圖中美麗的巨大鏡子可不是一件藝術品,而是一個能夠達到華氏5430度(約3000攝氏度)的日光爐,發揮著一面巨型放大鏡的作用。反射日光到曲面鏡上並聚集到焦點,能夠用來熔鍊鋼鐵、發電,甚至將二氧化碳轉化為能源。

圖中美麗的巨大鏡子可不是一件藝術品,而是一個能夠達到華氏5430度(約3000攝氏度)的日光爐,發揮著一面巨型放大鏡的作用。反射日光到曲面鏡上並聚集到焦點,能夠用來熔鍊鋼鐵、發電,甚至將二氧化碳轉化為能源。
日光爐展現了巨型而簡單地工業之美。法蘭西,不愧是浪漫的國度,連工業都這麼浪漫。
--海面巨人——PAZFLOR鑽井平台
PAZFLOR鑽井平台的圖片太難找,如有亂入,請勿介意

道達爾(法國)製造世界最大的海上鑽井平台——PAZFLOR鑽井平台,位於距安哥拉首都羅安達市150公里的幾內亞灣上,距海平面55米,面積相當於三個足球場大小,開採位於海面以下1200米深的油氣資源。PAZFLOR平台覆蓋區塊面積為600平方公里,在世界範圍內首次使用了水下800米油氣分離技術,將有180名工作人員在海上工作,相關水下設備的維護將全部通過機器人完成。

道達爾(法國)製造世界最大的海上鑽井平台——PAZFLOR鑽井平台,位於距安哥拉首都羅安達市150公里的幾內亞灣上,距海平面55米,面積相當於三個足球場大小,開採位於海面以下1200米深的油氣資源。PAZFLOR平台覆蓋區塊面積為600平方公里,在世界範圍內首次使用了水下800米油氣分離技術,將有180名工作人員在海上工作,相關水下設備的維護將全部通過機器人完成。


curta calculator

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模擬器:
Curta-Simulator (www.curta.de) Curta-Simulator

演示視頻:
https://www.youtube.com/watch?v=P0cGjC62XRQ

視頻封面【搬運】一起來看看60多年前的機械計算器,庫爾塔計算器【Techmoan】_機械_科技_bilibili_嗶哩嗶哩bilibili.com視頻

感謝評論 @瓶瓶 @ LU hu @ 冰橙

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科特?赫滋斯達克

Johannes Kepler,、艾薩克·牛頓以及開爾爵士都曾抱怨他們不得不在簡單的算術計算上浪費時間。很難從滿是數字的大頁書寫紙上找出答案;簡潔明了的方程式背後是繁瑣的數值計算。唉,如果有一台能夠完成加減乘除運算的袖珍計算器多好!它具有數字輸出顯示和記憶功能,並且有一個方便的手指操作界面。

但是,這種計算器直到1947年才出現。當時,在大約1/4世紀的時間內,世界上最精緻的袖珍計算器出自列支敦斯登。在這片擁有阿爾卑斯山優美景色同時又是避稅港的彈丸之地,庫特·赫茲斯塔克(Curt Herzstark)製造了最為精巧的計算器械:「庫塔」計算器,使工程師的技藝大為增色。

後面那篇刊登在1960年代《科學美國人》上的廣告宣稱它為萬能鑰匙:「『庫塔』是用於各種算術運算的精確計算器。它可以進行加、減、乘、除、開方和立方根等運算……以及科學和商貿中出現的各種其他計算……購買之前可以先進行測試。售價125美元。」

仍然有一些幸運的人擁有這種設備,它的外形與胡椒粉研磨器出奇地相像,可以做你花10美元買來的袖珍計算器能做的所有工作。只可惜它是完全機械式的:沒有電池,沒有鍵盤,沒有液晶顯示屏。你要通過轉動曲柄來計算。

一種裝發條的加法器?的確如此。我今天左手就拿著一台「庫塔」,右手轉動曲柄算出答案。做加法時,我用小游標輸入數字,然後轉動曲柄,答案將顯示在環繞頂部的小窗口上。我正逐個吱吱呀呀地輸入數字。

而且,它還可以進行乘除運算,儘管要得出兩個大數的乘積,我要旋轉曲柄10到20次。這種計算器沒有開/關鍵,但通過一個方便的指環可以清空內存。至於求平方根和立方根,唔,你需要帶著特殊運算表並且記住一些簡便演算法。

這絕不是估算答案精確到三至四位的計算尺,11位數字將卡嗒卡嗒地顯示在頂部窗口上的相應位置。嗨!你的電子計算器大概也不能精確到11位。

好,它的確能完成算術運算。那為什麼「庫塔」被稱為「人類文明的瑰寶」和「技術奇蹟」呢?既然有運算速度快得多而且更便宜的計算器,為什麼收藏家還會珍愛這種設備呢?

這是因為除了給了印象深刻的算術能力之外,它還顯示出機械設計上的精巧雅緻和可靠。通過滑動刻度盤,將刻度盤游標撥到相應位置來輸入數字。曲柄轉動起來像精緻的懷錶一樣平滑。數字彈出到相應位置時,沒有超前或錯後。每個數字都刻在金屬鎂上,由鋼製齒輪處理計算。計算時,「庫塔」會呼呼作響。

同樣,這種器械也是為方便計算而設計的。為避免出錯,有獨立的顯示區來顯示輸入數字、你轉動曲柄的次數,以及計算結果。當每個數字被輸入並且答案準備好時,鎖銷——一種小鉤子會告訴你的手指。取消誤操作很容易,但防倒轉的棘齒不會讓你因為倒轉而撞擊齒輪。而且清零環不會被意外激活,你也不會由於誤操作而清除答案。

「庫塔」計算器將瑞士手錶的精確、老「尼康」F型照相機的精湛工藝,以及探戈的優雅全部集中在一個緊湊的圓柱體中。1950年,攜帶型的「庫塔」讓工程師感到震驚:這是一種你可以隨身攜帶的計算器!更讓人驚訝的是,這種設備來自文明世界的最底層: Buchenwald 集中營。

「我回顧以往的情形,這種設備應當具有什麼樣的外形,才能使人們能夠方便地使用它?」

---------------- 縮小體積的困難 ------------------

正如今天的技術員渴望輕量級筆記本電腦,長久以來工程師和會計師嚮往一種攜式計算器。Thomas de Colmar 為1855年的巴黎展覽會製造了一台鋼琴大小的加法器。50年之後,「富豪」牌計算器不僅能夠進行加減運算,還能直接乘除,但它的重量超過27千克。文明社會一直到赫茲斯塔克#8226;庫特,才出現真正的便攜計算器。

赫茲斯塔克出生於1902年,是伴隨著計算器長大的。他父親在維也納出售「雷明頓」牌和「伯勒斯」牌辦公設備。幾年之內,他們家創辦了一家工廠生產計算器。工廠蓬勃發展,而年輕的庫特則在奧地利各地向人們示範加法器。

第一次世界大戰期間,他們家的工廠生產戰爭物資。此後,由於工廠機器老化或者毀壞,他父親轉而銷售舊計算器,直到工廠得以重建。同時,新的競爭出現了,包括Fritz Walther,他原本生產自動手槍,但由於戰後裁軍而受到影響。發現了辦公設備的機會,他將自己的槍支工廠改造為生產電子加法器。

概述/「庫塔」計算器
第一台能夠用一隻手拿著的精確計算器是機械式的,而不是電子的。它可以進行加減乘除運算,而且能夠幫助計算平方根。與功能類似的計算尺不同,其計算結果至少可以精確到11位。

這種計算器的發明者是庫特#8226;赫茲斯塔克,他在第二次世界大戰時被關押在 Buchenwald 集中營,在這期間完成了該設計。他採用了新穎的數學和機械技術以節省空間和重量。

在1950年代到1960年代之間,這種計算器廣泛使用在科學家、工程師、測量員和會計師當中,當電子袖珍計算器於1970年代進入市場時,「庫塔」才逐漸失寵。

1930年代,計算器商業迅猛發展。「但在國際市場缺點什麼東西,」赫茲斯塔克後來回憶說,「無論我走到哪兒,競爭者都帶著漂亮、昂貴而又龐大的機器。我曾與建築工頭,建築師或海關政府官員交流,他們告訴我,『我需要一種能裝在兜里的計算工具。我不可能僅僅為了加一串數字而走10千米路去辦公室。』」

Monroe、Friden和Marchant等製造商儘力縮小龐大的台式模型,就像鐘錶匠把時鐘小型化變成手錶一樣,但沒取得多大成功。參觀一家古董店,也許你能碰上一台不久以前的小型計算器。Marchant公司生產的「輕型」加法器重15千克,有9排按鈕,以及一個帶底座的運動式18位機械顯示區。兩把大麴柄從側邊伸出,令人想起Model T型福特汽車。會計師費力地把它放在手提箱內。在1935年,這就是所謂的輕便。

看過縮小台式加法器嘗試的失敗,當時30多歲的赫茲斯塔克開始了新的努力。「回顧以往的各種情形,假設我已經發明了所有的東西,那麼它看起來應當是什麼樣的,才能讓人使用呢?」

「這種設備不可能是立方體或者直尺形,它必須是圓柱形,這樣就能一隻手拿著。既然可以用一隻手拿著,另一隻手就可以進行調節,操作其側面、頂部和底部。計算結果可以在頂部顯示。」

像優秀的軟體工程師一樣,赫茲斯塔克從用戶界面開始,而不是讓機械裝置控制設計。他沒有採用打字機式鍵盤,而決定在圓柱體周圍裝上小游標,這樣你可以滑動手指來輸入數字。這種方式可以在環繞圓柱的頂部創建一個區域,顯示計算結果,同時也給驅動計算器的曲柄提供了方便的位置。

其他機械式計算器用獨立的機械裝置來計算答案的每個數位。例如,Friden計算器有10排鍵來輸入一個數,而且它有10套獨立的計算齒輪組,昂貴而笨重。赫茲斯塔克認識到,如果每個輸入數位能連續使用同一個計算機械裝置,那麼只有一個就夠了。他的計算器共有8個游標用來輸入數位,而位於單獨的中心鼓上的齒(或檔)將處理計算。這個鼓可以讓他減小計算器的尺寸和重量。

到1937年,赫茲斯塔克了解了如何用單一的旋轉步進鼓(step drum)來完成算術計算。機械裝置可以完成加法和乘法,但他的設計卻被減法和除法難倒了。他不能通過倒轉曲柄做減法,因為兩個數字相加在運算之後可能會產生進位,而減法在運算之前可能就需要借位。單一的算術步進鼓無法預見會出現什麼情況。

「在駛往黑森林的火車上,我獨自坐在車廂里。眼睛看著窗外,我想到:天哪!只要加上一個數的補碼就可以得到減法運算的結果。」

要獲得某數的9補碼,只須用9減去這個數的每一位。通過加上一個數和另一個數的補碼,就可以模擬減法。例如,要計算788 139減去4 890,首先找出004 890的九補碼,即:995 109。然後將788 139與995 109相加,得到1 783 248。去掉最高數位得到783 248,最後加上1得出答案:783 249。太好了,今天的計算機也在用著同樣的技術。

赫茲斯塔克的計算器保留了單一的旋轉步進鼓,但要有兩組齒:一組專門用於加法,另一組用於減法。將曲柄向上抬起3毫米,使加法齒開始進行9補碼加法運算。減法運算會像加法一樣簡單。

乘除運算通過重複進行加法和減法運算來實現。由於輸入游標與結果寄存器的轉動有關,因此有幾種捷徑可以加速這些運算。例如,要乘以31 415,你用不著轉動曲柄30000多次;活動底座使你只須轉動14次:個位5轉動5次,十位10轉動1次,百位400轉動4次,以此類推。

到1937年後期,赫茲斯塔克準備著手製作一種掌上四則運算計算器。但是希特勒來了。

「天哪!」我想,「如果我能製造出這種計算器,就可以延長自己的生命。」

於是就在集中營里,我開始繪圖……

---------------------- 納粹集中營的發明 ------------------------

1938年3月,德國軍隊進入了奧地利。作為天主教徒母親和猶太父親的兒子,赫茲斯塔克遇到了麻煩。「最初的日子太可怕了。暴徒們來了,接著是反猶太人和各種恐怖的事情。」

德國軍方官員視察了他們家的工廠。讓他吃驚的是,他們讓他為軍隊製造精密儀器。經過單方面的協商之後,他的工廠開始為裝甲車生產測量儀器。

開始幾年進展順利。赫茲斯塔克說:「但是在1943年,我們工廠中有兩個人被捕。他們收聽英國電台並用打字機記錄了廣播內容。經過確認,打字機的主人是我們的一個技工,他被砍了頭,另一人被判終身監禁,情況更糟。為了他們,我儘力與蓋世太保交涉。那位官員拒不接受,說:『真是不知好歹,一個半猶太人竟然敢為這些人說話!』」

「我被推舉為這些人作證並因此被逮捕。這是好事,不是嗎?我的房子被搜查,當然,我從未受到審訊。我被控支持猶太人、激化事態,並與一名非猶太人白種婦女關係曖昧。全是捏造的罪名。後來我發現,有十多人在類似情況下被捕。」

納粹黨衛軍將那個技工投入聲名狼藉的Pankratz監獄,猶太人在這裡遭受折磨司空見慣。「我和另外50人呆在一間牢房裡,壓根兒什麼都沒有:沒有床,沒有廁所,一無所有。我算是幸運的,因為他們把我送到了 Buchenwald 集中營。」

「到那之後,我被安置到一個工作車間,當時我認為自己會死在那裡。那時已是11月,而我只穿了一件襯衫、囚犯褲子、木屐和編織帽,乾的是園林工作,完全疲憊不堪。」
「精神上消沉到極點,我想『我要死了。』我被叫到 Buchenwald 納粹黨衛軍指揮官面前。他手裡拿著我的履歷檔案說:『你曾為軍方生產過測量儀器和設備,仔細聽著,如果你乖乖地服從命令,也許還有一條生路。我命令你到和集中營相鄰的工廠工作。如果你幹得好,也許還能活下去。』」

在 Buchenwald 附近,納粹建了一座勞役工廠,為秘密軍事工程製造機器。項目經理讓赫茲斯塔克負責運往佩納明德(Peenemunde)的精密部件,那裡是彈道導彈的發射地。在接下來的兩年中,他為V2型火箭生產零部件。

由於負責生產機械零件的部門,赫茲斯塔克可以到工廠里不同的地方看看。起初,其他囚犯以為他是密探。「他們很快發現我不是間諜。比如,我對一名機床操作工說:『朋友,這個零件你做得很好。你非常勤勉,但是有人說你用昂貴的機床做簡單的工作。我會報告說即使囚犯工作標準,這台機器也沒有得到有效使用。』這樣,我逐漸熟悉了這些來自盧森堡、法國、丹麥和其他許多地方的人們。」

「很自然,夥伴們來找我說:『庫特,你有一定的影響力。你能不能將這位或那位犯人帶進工廠?不然他會死掉的。』因此,我在工廠走道里設置了一套檢測工序,讓一位(被捕的)律師坐在那裡,給了他一把千分尺。」

「黨衛軍要檢查我們的工作,如果他們真來視察時,就會突然出現一致的咳嗽聲。這時律師知道有危險了,便假裝勤勉地幹活。我很擔心,因為夥伴們總希望我能救助更多的人。我知道如果事情敗露,馬上會把我投入到冰冷的監獄,但命運再次幫了我。」

「當德國人從義大利撤退時,他們帶回了大量機器成品。在 Buchenwald ,有一天我們收到了兩貨車辦公設備。我把它們卸下來,當地工廠主過來進行檢查。有個人盯著我看了半天,他好像認識我。『赫茲斯塔克?』『是的,我是赫茲斯塔克,』我回答。『我是Walther,』他說道。」

赫茲斯塔克的老競爭對手Fritz Walther,現在再次生產槍支。「他在車床上給我放了一盒香煙。『這回完了,』我想。接受禮物是嚴格禁止的,不是嗎?但是看守我的衛兵對此視而不見,允許我把香煙放到自己兜里。」

在戰時的德國,Walther是個名人。他認識到囚犯赫茲斯塔克比任何義大利的戰利品都重要,於是向集中營的指揮官報告了他的發現。

稍後,項目經理將赫茲斯塔克帶到一旁,告訴他:「『我知道你在製造一樣新東西,一種小計算器。我可以暗中給你點兒關照。我們允許你製作和設計任何東西。如果它真的管用,我們會在戰爭勝利後,將它作為禮物獻給元首。當然,然後你將會成為非猶太人。』」

「『天哪!』我對自己說,」赫茲斯塔克說道,「『如果我能製作這種計算器,就能延長生命。』就在那兒,我按照腦海里曾設想的那樣,」開始為這台計算器繪圖。

黨衛軍並沒有減輕赫茲斯塔克的工作負荷,但允許他將業餘時間用在計算器上。「我在周日上午及晚上熄燈之後搞這項發明,在監獄、車間、吃飯的地方工作。我用鉛筆繪製機械圖形,完善尺寸和公差。」

其間,盟軍轟炸了德國。「在午飯期間,我們會離開工廠在外面散步,總能看見排成聖誕樹形狀的美國飛機,然而卻沒有一架防禦戰機。接著,轟炸開始了,在看到閃光之後,開始計時,8、9、10秒。乘以333米就可以計算出到我們的距離。但是,有一天聖誕樹向我們飛過來。這下知道終於輪到我們了,感到非常恐怖。我奔向一個小樹林,把鼻子藏在苔蘚里,捂住耳朵。第二輪轟炸開始,四周響起爆炸和轟鳴聲……當我抬起頭時,到處都是煙塵,幾乎讓我窒息。」

「那天有數百名囚犯受傷,場面讓人觸目驚心。當然,我們在集中營每天也看到同樣恐怖的場面。當他們要絞死一個人時,我們必須看著那人死掉。他們用絞刑,因為這樣會死得很慢,死得痛苦。」

「有些衛兵不是很壞。如果碰到一位老的黨衛軍,他經常會問我:『嗨,有什麼新突破嗎?你的計算器今天看上去是什麼模樣?』年輕的黨衛軍則最危險。只要一有機會,他們就會十分兇殘。如果一名囚犯惹惱了他們,他們會射殺他,因為這是必然的,不是嗎?」

1945年4月11號,赫茲斯塔克幾乎快完成他的繪圖時,看到吉普車從北邊駛過來,坐在前排的一各士兵大聲呼叫,「你們全都自由了。」他們是美國人,其中一些是在希特勒上台之前逃走的猶太男孩。由於他們會講德語,被派往前線地區。

Buchenwald 是第一個被西方軍隊解放的集中營。有些美國士兵在看到堆積著有10層的屍體後,忍不住嘔吐。回首往事,赫茲斯塔克對這段經歷痛心疾首。「世事難料,如果我是一名律師或其他職業。我會悲慘地死去。他們會把我送進採石場,兩天之後我就會感染肺病,一切就都完了。1000多人都是這樣死去的,上帝和我的職業救了我一命。」

---------------------------- 皇儲的測試 -----------------------

美國人解放 Buchenwald 幾天之後,赫茲斯塔克兜里揣著摺疊好的計劃書,走在魏瑪城大街上。他將圖紙帶到仍在生產的少數幾家工廠之一,交給那裡的機械師檢查。他還記得那些機械師的回答:「在他們眼裡,它就像按比例繪製的一樣。方案很清晰,沒有什麼再需要考慮的地方。」儘管在集中營是用鉛筆繪製的,赫茲斯塔克的設計思想十分清晰,僅僅用了兩個月就製作出了三台原型計算器。

但正當他們準備簽合同時,蘇聯軍隊來了。赫茲斯塔克了解實情:他將器械拆散,把零件放在一個盒子中,攥著原型計算器奔赴維也納。他說:「如果有人查看,它看上去就像是玩具,整個東西被拆開了。」

他步行回到奧地利,睡在地板上,用香煙換取搭乘火車。他家的舊工廠已經不能再用了。除了三個模型之外,赫茲斯塔克一無所有,他申請專利失敗,因此只有儘力尋找投資人。美國辦公設備公司雷明頓–蘭德公司(Remington–Rand)表示了一定興趣,但是再沒有了回復。奧地利政府回絕了他。當時歐洲是一片廢墟,沒有基礎可以啟動新項目。

但是,列支敦斯登的王子正在考慮發展本國工業。當時,列支敦斯登幾乎完全是個農業國,其主要工業是生產假牙。赫茲斯塔克被請到皇宮裡,向皇室、大臣和專利專家展示了他的模型。「在他的城堡里,王子親自用計算器模型進行了計算。皇族成員和專業人員在一旁觀看。王子立即表現出極大熱情,說該項目正是他們國家所需要的。他愉快地接見了我,我們交談了四個小時。」

開始,一切都很順利。列支敦斯登創辦了一家公司「Contina」,然後又籌集貸款、發行股票。赫茲斯塔克擔任技術主管,他接受了三分之一的股票,每賣出一台計算器都要收取專利權稅。

赫茲斯塔克在瑞士報紙上登廣告,招聘打算開始新事業的機械師。Contina公司租用了一家旅館的舞廳,赫茲斯塔克的機械師們在那裡生產了第一批500台「庫塔」計算器。1948年,公司開始銷售「庫塔」,並在貿易展會和技術雜誌上進行促銷。6個月之後,一家美國百貨公司打算訂貨10 000台,並有意訂更多。但公司沒有接受這筆訂單,因為財務主管認為這超出了公司的生產能力,使得「庫塔」註定只能通過郵寄訂購以及少量的專賣店。

然而,市場需求存在,而且Contina從舞廳擴張成一家正規的工廠,產量上升為每周數百台。隨著業務發展,公司背後的金融家開始過河拆橋,對公司進行重組並且廢除了他的股票。與愛迪生、特斯拉及許多其他發明家一樣,赫茲斯塔克被其他人從其發明中榨乾了利潤。

「接著,讓我沒有想到好運突然降臨,」赫茲斯塔克說道,「專利仍在我的名下。」早期,公司董事不想接收專利權,擔心萬一出現訴訟案。他們希望如果有人挑戰該發明時,由赫茲斯塔克去出面擺平。由於公司沒有獲得專利權,赫茲斯塔克迫使他們恢復條款。在1950年代到1960年代期間,他實際上從自己的發明中賺了不少錢。

第一款計算器成功之後,赫茲斯塔克又設計了一種略大一些的模型,其計算能力從11位增加到15位。但此後,唯一有重大變化的地方就是進位箱的形狀。由於開創了計算工業的罕見記錄,赫茲斯塔克首次獲得了設計權。

在那20年當中,「庫塔」計算器的銷量穩定,被譽為「微型通用的口袋計算器,穩定性來自其合理、牢靠的結構。」正如赫茲斯塔克的預測,工程師使用這神奇的工具計算衛星軌道,測量員用它來跟蹤中天位置,而旅行會計師則用它計算帳目。當一位紐約銀行經理看到審計員沒有攜帶公文包大小的計算器,卻能夠計算帳目準確到便士時,對此感到驚訝不已。

奇怪的是,世界各地的賽車愛好者也採用「庫塔」計算器,計算在汽車拉力賽中的速度和里程。通過觸摸數字,駕駛員可以很快計算出他們理想的駕駛時間,而無須把目光從前方道路上移開。小個頭兒的「庫塔」非常適合賽車的有限空間,而且與早期的電子計算器不同,這種設備不怕撞擊、振動或峰值電壓衝擊。即使現在,那些駕駛老式車的賽車手仍然在使用機械方式計算他們的駕駛時間。

正如電池驅動的石英錶淘汰上弦的手錶一樣,電子計算器的出現使得赫茲斯塔克的發明黯然失色。在賣出150 000台之後,最後一批「庫塔」在1970年代初售出。此後,再也沒有生產過一台機械計算器。

赫茲斯塔克於1950年代初離開Contina公司,後來為義大利和德國的辦公設備製造商提供諮詢,住在列支敦斯登的一棟普通公寓樓里。回首當時,技術奇才不時興購買數百萬美元的別墅。此後,列支敦斯登政府直到他84歲時才承認他的功績。不久之後,他於1988年去世。

------------------------ 多年之後仍然好用 -------------------

你手裡的電子袖珍計算器解決問題會比「庫塔」快得多。而與它相比,台式計算機是在表演巫術。也許「庫塔」的唯一用途就是在停電時結算支票簿。

但手裡拿著赫茲斯塔克式小型計算器時(它是我的第一位天文學教授傳下來的),我敏銳地意識到它比第一任主人活得要長,而且無疑也會比第二任主人更長壽。就像使用手冊上所說的:「你的『庫塔』將伴隨你終生,隨時提供不可或缺的幫助。對它的精確性你可以徹底放心,小『庫塔』凝聚了計算工具領域的長期經驗。它製造於……由精密儀器領域的國際專家設計,採用了最優質的金屬材料。其構造中沒有使用任何人造材料。」(我無法想像這樣的廣告詞:「你的Excel程序沒有使用任何人造材料」或者「你的奔騰微處理器將伴隨你一生」。儘管這些都是實話。)

(圖)Curta
Curta
我認為除非了解某物,否則不能說擁有它,而且只有當我知道如何使用時才算了解。因此,準備好放大鏡、鑷子和寶石匠的螺絲刀,我旋開了這桶狀計算器,把它拆成600多個小零件,包括齒輪、軸、鉤子和小齒輪。

我小心地取下8根輸入軸,每根上面都開有螺旋槽,而這是在沒有合作者、助手,甚至沒有起草工具的情況下設計出來的。我看著設計精巧的步進鼓機構,這是在不可思議的惡劣條件下首先用鉛筆繪製出來的。我觸摸著輕合金,在當時它是革命性的。這時,我能感覺到一種精緻的手感,它超過了半個世紀的計算技術進步。對「庫塔」的精度完全有信心了嗎?絕對有。

重新組裝了這台50多歲的計算器,我用它計算355除以113。先用拇指撥動螺旋軸上的輸入鈕,然後轉動曲柄將第一個數輸入機器中。接著輸入第二個數,抬起曲柄再次旋轉。「庫塔」的計算齒輪與步進鼓的9補碼齒相嚙合。鋼製傳動軸通過直角小齒輪傳送這一運動,而後送到結果寄存器中。當我旋轉曲柄時,控制、邏輯和數位也繞著曲柄軸旋轉。旋轉曲柄20多次之後,結果彈出到小輸出窗口上。

我面前的結果比圓周率π略大一點。此刻,我緊握這個第一台計算器的直系子孫,它不僅代表了西方機械工藝的極致,而且是人類用自己的想像力戰勝了敵對的紀念碑。

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布痕瓦爾德集中營

布痕瓦爾德集中營_百度百科

科塔計算器_百度百科


多圖,長文,慎入。
我只能回答關於手錶的答案了。

我心目中「人類製造的最不可思議的機器」就是Louis Elysee Piguet ,Franck Muller,Paul Gerber三方聯名的「世界上功能最複雜腕錶」。這枚手錶設計生產改裝的時間跨度超過了111年,沒錯!就是一個世紀還多。先上幾張成品照片。

關於這一枚表的故事,得先從Louis Elysee Piguet 開扒。


Louis Elysee Piguet 生於1836年,1858年年僅22歲的Louis Elysee Pigue 在Vallee de Joux的Le Brassus創建了Frederic Piguet機芯廠,研發生產高端機芯。其作品完全可以用恐怖來相容,在100多年前,沒有計算機.數控機床,Louis Elysee Piguet 單靠繪圖和車床研發生產了大複雜機芯和基礎機芯。其作品被大量的品牌外購改裝成自家機芯或作為參考模板,這些品牌已經囊括了幾乎所有的頂級品牌。包括百達翡麗.江詩丹頓.愛彼.朗格.萬國.積家.勞力士.浪琴.崑崙.寶珀.寶璣.雅典.肖邦.伯爵.........簡單一點說,沒有外購FP的機芯都不好意思說自己是大品牌。


Louis Elysee Piguet 生於1836年,1858年年僅22歲的Louis Elysee Pigue 在Vallee de Joux的Le Brassus創建了Frederic Piguet機芯廠,研發生產高端機芯。其作品完全可以用恐怖來相容,在100多年前,沒有計算機.數控機床,Louis Elysee Piguet 單靠繪圖和車床研發生產了大複雜機芯和基礎機芯。其作品被大量的品牌外購改裝成自家機芯或作為參考模板,這些品牌已經囊括了幾乎所有的頂級品牌。包括百達翡麗.江詩丹頓.愛彼.朗格.萬國.積家.勞力士.浪琴.崑崙.寶珀.寶璣.雅典.肖邦.伯爵.........簡單一點說,沒有外購FP的機芯都不好意思說自己是大品牌。

在十九世紀末的時候,Louis Elysee Piguet研發生產了一款大自鳴三問機芯,一共只生產了3隻。這一枚機芯總共491枚手工製作的零件,具有顯時.三問.大自鳴功能。三問功能就是觸動鐘錶的報時開關,機芯內部的零件能識別當前時間,然後驅動音錘敲擊音簧發出聲音,通過不同的聲音告訴具體的時間。三問功能即是所在今天,也是一大技術難關。大自鳴的難度更是在三問之上,大自鳴能在整點和整刻的時候不用觸碰開關,自動報時報刻。現在能生產大自鳴機芯的廠家一隻手都能數過來。


前面說到Louis Elysee Piguet做了3隻大自鳴三問機芯,歷經107年歲月後就剩下了一枚。這時另一位主人公Franck Muller法蘭穆勒登場了。Franck Muller法蘭穆勒1958年出生於瑞士。他從小就對各種機械儀器有著高度興趣,對鐘錶機械的探索,自然也是從很年輕的時候便開始了。Franck Muller一從鐘錶設計學院畢業,便受到許多收藏家、私人博物館以及拍賣公司的信賴,請他進行許多價值連城的腕錶的修復工作。長足的鐘錶修復經驗,幫助Franck Muller思考新的機械裝置的可能性,鼓勵他著手開發製造屬於他自己的腕錶。他滿懷抱負,想將長久以來僅被使用在懷錶上的鐘錶複雜功能應用到腕錶上,賦予腕錶新的價值。1983年起,Franck Muller便將興趣轉移到創造帶有複雜機械功能的腕錶上。


在1989年,Franck Muller法蘭穆勒得到了這一枚機芯,當時他僅在業內出名。拿到這一枚機芯以後,Franck Muller做出了一個驚人之舉。懷錶機芯改造成了具有大自鳴,小自鳴,問時、問刻、問分鐘的三問報時,直到2100年的萬年曆,有著星期、日期、月份、逆行月份時差程序、月相盈虧、24小時顯示、表室溫度顯示功能的手錶。機芯則被包裹於一個950鉑金打造的寶璣風格錶殼當中, Franck Muller並為此表量身定製了由Grandjean 製作的鉑金錶盤。Franck Muller 在原來的機芯上增加了160 個零件,零件總數達到651個。這件獨一無二的腕錶巨作,在鐘錶業的歷史上寫下了重要的一頁。世界上從來沒有人製造過這麼複雜的腕錶

3年後的1992年這枚改裝成功的手錶在瑞士巴塞爾表展亮相,成為當年表展最複雜的手錶,並且還是獨立完成。Franck Muller法蘭穆勒便一舉成名,這隻表成了收藏家Lord Arran的藏品。

既然是大收藏家,要求肯定是不凡。當時這枚手錶已經有了三問.大自鳴.萬年曆功能了,那還差什麼了?對!就是陀飛輪。表主Lord Arran聽說在Zurich的Paul Gerber很厲害,於是找到Paul Gerber希望他能再升級改造這枚手錶。


之所以選擇Paul Gerber,那是因為他在微加工方面很有造詣。早在1977年就製作出獨特的微縮型木製機芯壁鍾而著名。1989 年,他製作出了全世界最小的木製機芯時鐘,高僅 2.2 厘米,被載入吉尼斯世界記錄。表主Lord Arran要求在不破壞原有Louis Elysee Piguet設計結構的情況下給手錶添加陀飛輪,為了達到這樣的要求只能做"Flying Tourbilon飛行陀飛輪"。因為飛行陀飛輪沒有上夾板。在此之前,Paul Gerbe沒有任何關於改造超複雜手錶和陀飛輪製作的經驗,但他還是勇敢地接下了這個業務。

在1995年,Paul Gerber終於完成了這項艱巨的任務,經過他的努力和辛勤工作,在原本複雜緊緻的 Piguet-Muller 超複雜手錶內又加進了 121個零件,成為全世界最小的 Flying Tourbilon,這隻 Gerber-Muller-Piguet 手表現在擁有 772 個零件!

下圖為Paul Gerber載入進機芯的飛行陀飛輪,尺寸非常小,比火柴頭大不了多少。

收藏家Lord Arran已經拿到了當時世界上最複雜的手錶了,但是他並不滿足,他想拉大這一枚世界上最複雜的手錶和世界上第二複雜手錶的差距。於是他又找到了Paul Gerber,要求錦上添花。

2003 年Paul Gerber又加進雙追計時功能和分針跳時,並為添加了動力儲能顯示。最後的成品是一隻包含錶殼的 79 個零件在內、總共 1116 個零件的超超複雜腕錶。這件複雜功能腕錶擁有1116件零部件並擁有如下功能: 小時,分鐘,第二時區。 三問。 大自鳴。 萬年曆,飛返月份,星期,日曆指示功能,24小時指示,閏年顯示。 月相。 太陽恆等式。 溫度計。 第二代浮動陀飛輪。 飛返碼錶,60分鐘計時,雙追針。 機芯動能儲備指示,三問自鳴功能動能儲備指示

機芯大小還是原來的32 毫米,手錶上面標示著三位頂級製表大師的姓名Louis-Elysse Piguet, Le Brassus布拉蘇絲、 Franck Muller, Geneve日內瓦 和 Paul Gerber, Zurich蘇黎世。

這一枚手錶集19世紀.20世紀三位頂級獨立製表大神功力

Louis Elysee Piguet是頂級大複雜機芯設計加工師,並且還是FP機芯廠的創始人。
Franck Muller是當代的天才獨立製表人,24年的時間把法蘭穆勒這個初創牌子推到瑞士品牌前列。
Paul Gerber也當代的TOP級獨立製表人,3D月相和格拉蘇蒂的飛行陀飛輪都是他的作品。

再考慮到100多年前Louis Elysee Piguet在沒有任何計算機和數控機床輔助的情況下完成了基礎設計和Franck Muller.Paul Gerber兩位製表師傅先於百達翡麗12年獨立完成這枚手錶。個人感覺比百達翡麗175年推出的Ref.5175更加牛逼。當之無愧的人類製造的最不可思議的機器

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和唐打虎的故事一樣,充分展現人類「險惡」用心的全自動泥鰍處理器,其實是 」泥鰍剖腹機「:

其實是一個有六根柱子和一個小孔的不鏽鋼盆:



於是泥鰍就會想方設法繞過障礙,六根柱子可以讓泥鰍調整到腹部朝下鑽進了小孔。在泥鰍被洗白白的同時,小孔之後,下方其實有利刀,泥鰍被直接剖腹。



感覺很像很多人的人生,苦心孤詣拚命鑽營,看上去鑽過了極點就前途一片光明了,

然而,

然而。

以下是一分鐘的視頻,不算太血腥。

原來的bilibili的視頻被刪除了,換一個新的,謝謝@向楊 提供的新鏈接

我國民營企業研發的「全自動泥鰍處理器」…_微博頭條

----------評論區同類問題循環又來了----------

1. 人類設計這種殺戮機器,真殘忍。

2. 樓上真矯情,殺別的生物就不殘忍了嗎?

3. 更殘忍的招數多了去了,比如oo,比如xx,哪怎麼殺呢?各位別吃肉啊!別吃草啊!

4. 殺沒問題,但君子遠庖廚,何況是這種精心設計的誘殺:他是這麼努力的去繞柱子,以為看到了出口就挺進去,結果卻是早就埋伏好的利刃,以及之前努力繞的柱子都是死亡的伏筆~~

還有這個:鑽逼的時候就不殘忍了?! 23333~~


各位覺得自己是泥鰍,還是這機器,還是吃泥鰍的人?要不要用無知之幕?


//2015.1.20 更新多路選擇器,鎖存器,你們都以為我要太監了吧!我會更完的!

我決定佔個坑準備寫我人生中第一個長答案。

我心目中最不可思議的機器大概是計算機。這裡計算機的概念包括所有涉及數字電路的東西,自從我上了數字邏輯設計之後我就對這一類的東西感到無比敬畏。這一類東西的終極體現,就是現在的家用計算機,手機,單片機,超級計算機等等的具有編程能力的計算設備了。我一直以為這類計算設備是人類歷史上工程學的頂峰,處處體現著人類智慧的偉大之處,精巧得無與倫比。

為什麼呢?

可能因為我對計算機這個東西了解比較深吧,畢竟大學上過課,所以可能覺得它真是神奇,而對於其他的東西比如火箭和航空發動機,我就沒什麼了解,啥都不知道自然不理解它的複雜性。
評論區 @阿儺 提到,計算機其實從結構上不複雜,它由很多大的部分組成,每個大的部分裡面有很多重複的東西。我其實還蠻同意這個觀點的。不過我還是堅持我的看法。在我有限的知識範圍內,我覺得計算機最為不可思議的邏輯其實是這樣的:
我們不能用一樣東西的功能集成度來判斷一個東西復不複雜,你肯定不能僅僅因為一輛汽車裡面有行車電腦就認為汽車比計算機來得更加精巧對吧。為什麼我覺得計算機非常精巧,是因為計算機的每一個小部件,都是為計算機整體服務的,你把內存拆出來,它什麼事也幹不了;你把8253計時器單獨拿出來,它也沒什麼用,你必須把它加到一個計算機系統裡面,它才能發揮作用。計算機的每一個部件,從高級的主板,CPU直到三極體級別,都是為計算機整體服務的。這裡當然涉及了很多層的抽象:從三級管到門,從門到全加器和多路選擇器這類數字電路器件,從數字電路器件到比如ALU和控制器這樣的中型集成器件,再到CPU和內存這樣的高級集成器件等等。其中每一層的設計都很精巧,足夠讓人讚歎。這裡每一層的抽象,目的都只有一個:計算機,或者像我上面所說,可編程的數字電路計算設備。當一個工程設計涉及了無數層的集成和抽象,其中每一層都很美妙的時候,最終產品的精妙真的只能用髒話來形容了。這個答案也就是為了展現其中每一層抽象設計的精巧所在。

我會試圖用最簡單的語言把它講清楚。

目錄
三極體
二元布爾代數和邏輯門
全加器和多路選擇器
鎖存器和觸發器
時序邏輯和自動機理論
模型機和控制器
CPU結構
儲存器結構
匯流排
現代計算機架構


appendix
有關半導體的初步知識和光刻技術
圖靈機和可計算性理論初步


那麼,我們從三極體開始慢慢講起…
//12月26日更新
這是一個電子管:

這是一個晶體管:

這是一個晶體管:

這是一個MOSFET的示意圖:

這是一個MOSFET的示意圖:


嚴格來說,MOSFET其實是晶體管的一種。

這三樣東西都可以被叫做三極體(Triode),一種電氣器件。

這三樣東西在歷史上都曾經被用作數字電路的基本部分,先是電子管,然後是BJT晶體管,然後是MOSFET,現在常用在集成電路裡面的就是MOSFET了,因為它能做的特別小,小到幾十納米(怎麼做出來這種很小很小的三極體我後面會介紹一下)。具體它們怎麼工作的大家不用知道,涉及半導體物理,這個我也不是很懂,只需要知道它們的功能:能夠做成一個電子開關。電子開關就是能用電信號控制電路通斷的一個開關。啥意思呢,假設你家裡現在裝了一盞燈,如果它裝了一個電子開關,那麼你就需要給這盞燈的開關施加一個電壓才能把燈打開。這顯得特別蠢,因為為啥我不直接把電壓加到燈泡上呢?這是因為:我只需要給這個開關施加一個很小的電壓就能讓開關打開,而這個電壓未必能足夠讓燈亮起來,這是三級管的放大作用,不過在數字電路裡邊不會用到;另一個原因是有一類電子開關是反著來的,高電壓斷路,低電壓接通。這兩種電子開關就是我們用來做計算機的玩意兒了。

用電子開關去焊一台計算機出來貌似很遙不可及,不過現在我們手頭有了電子開關,我們可以做一些簡單的東西了:
邏輯門

大家耳熟能詳的一句話叫做計算機只認識0和1,這個是什麼意思呢。計算機裡面的數字電路是基於某一種特殊的布爾代數的,布爾代數這個名字聽上去有點吊吊的,但是這種特殊的布爾代數其實就是在0和1上的運算,只有0和1,這個概念和二進位有點不一樣,二進位是一種計數法,二元布爾代數只有0和1兩個東西,沒有2啊3的,也沒有10,11。計算機使用布爾代數的原因倒是不難想,因為高電平和低電平(電平這個詞大家就理解成一個電壓標準好了)天然適合表示0和1,你要它表示一個新的數,你得弄個中電平出來,這個東西在電路設計裡面就很麻煩了。不如用高低電平來表示,這樣直接用電路通斷就能很方便的控制了。布爾代數這玩意牛逼就牛逼在弄出布爾代數的時候可還沒有計算機啊,那個時候才1850年,研究這東西沒有物理背景的,誰能想到這玩意以後因為計算機大紅大紫了呢。很多現在研究的數學問題也沒有什麼物理背景,千萬別去嘲諷數學家們弄這個,沒準哪天就用上了。

感謝 @高建的補充:
"給一點糾正和補充吧,布爾代數不必須只有0和1,詳細參考近世代數和/或離散數學的內容。邏輯電路使用的是一個特殊的布爾代數系統。"
實在抱歉,不過不影響理解我後面的內容就暫時不改了,大家知道是錯的就好。

布爾代數裡面最基本的三個運算是與、或、非,與和或是二元運算,代表著它需要使用兩個數來算出一個數,非是一元運算,代表著它只需要一個數就能算答案了我把這三個運算的真值表列在下面:
與:

或:

或:

非:

非:


這三個運算構成了一個布爾運算的完備集(是這個詞嗎?我離散數學的書不在手邊查不到...),意思就是只要用這三個運算的組合,就能完成這世界上所有可能的布爾運算,你怎麼定義這個運算都可以。其實使用一點簡單的代數知識我們可以證明其實只要非和與,或者非和或,也能做到。

那麼,如果我們想要實現一個運算,比如一個三元布爾代數運算,就是有三個數輸入,一個數輸出的運算,我們只需要用一大堆與或非,然後湊吧湊吧就能把這個運算寫出來。這個功能其實就很強大啦,比如,我們想要做一個四位二進位加法,四位數加四位數,輸出一個四位數加一個進位,我們只需要五個八元布爾代數運算就行了,每一個運算對應答案上的一位,還有一個對應進位。

為了實現這樣強大的功能,我們只需要做出三種對應最基本的三種運算的電子器件,我們再使用這些東西組合一下,就能實現非常複雜的邏輯了對吧?這些對應最基本運算的電子器件,就叫做邏輯門(Logic Gates)


與門有兩個輸入端,兩個輸入端都是高電平的時候輸出端也是高電平,否則就是低電平,非門當輸入端是高電平的時候輸出端是低電平,輸入端是低電平的時候輸出端是高電平,或門就不用說了。

怎麼做呢?

我們最先考慮一個簡單的東西,與門。
我們回顧一下最基本的初中物理:串聯和並聯

恩,這是兩個開關串連在一起,最左邊接電壓源。我們發現只有兩個開關都接通的時候,輸出端是高電壓。非常合適。我們把這兩個開關變成上面說的,通電就通的電子開關,分別引出兩個輸入端,我們就有一個與門了。

恩,這是兩個開關串連在一起,最左邊接電壓源。我們發現只有兩個開關都接通的時候,輸出端是高電壓。非常合適。我們把這兩個開關變成上面說的,通電就通的電子開關,分別引出兩個輸入端,我們就有一個與門了。

但其實這還不夠,在輸出為低電平的時候,輸出端不能像現在一樣啥都不接,得接一個低電平,所以這只是一個與門的一半,另外一半是這樣的:


0這一端表示接地,這兩個電子開關是那種反著來的電子開關,加電壓就斷,不加電才通。
我們把這兩個東西寫到一起來。

開關變了個樣子,大家不要激動,忽略那些參數,箭頭向下指的是PMOS,就是M3和M4,相當於我們說的反著來的電子開關。箭頭向上指的那兩個(M1和M2)是NMOS,相當於我們說的正著來的電子開關。這兩種MOS一起組成的電路就叫

開關變了個樣子,大家不要激動,忽略那些參數,箭頭向下指的是PMOS,就是M3和M4,相當於我們說的反著來的電子開關。箭頭向上指的那兩個(M1和M2)是NMOS,相當於我們說的正著來的電子開關。這兩種MOS一起組成的電路就叫CMOS電路。我們現在就有了一個與門。

但其實現實中也不是這樣做的。因為PMOS和NMOS本身的一些電氣特性,這樣做出來的與門穩定性很差,現實中我們是這樣做的:

把0和1反一下。

把0和1反一下。
這樣做出來的輸出正好和與門是反過來的,相當於與門後面跟了一個非門,所以它叫與非門(NAND Gate),寫成符號的話是這樣的:

它很牛逼,原因如下:

它很牛逼,原因如下:
這是一個非門:

這是一個與門:

這是一個與門:


這是一個或門:


根據上面的內容,只要有這三個門就能完成所有的二元布爾運算。也就是說,它一個門就能搞定所有的二元布爾運算。
實際上在操作中我們是直接使用原理相似的或非門和非門去搭電路,而不是用與非門做出來的這種複雜玩意兒,但是這也足夠神奇了不是么。

接下來我們就可以嘗試做做最簡單的計算器了。

全加器(Full Adder)


全加器是用來計算加法的電路,顧名思義。既然有全加器,那麼就應該有對應的半加器。半加器是不帶進位的加法,如果是一個一位半加器,就只有兩位輸入,一位輸出,如果有進位的話就丟棄掉。全加器表示的是帶進位的加法。一位全加器有三個輸入端,除了兩個加數以外還有一位的進位。對應的,它也有兩個輸出,一個代表的是這一位的結果,另外一位是進位。多了進位的好處是,如果我們把足夠多的全加器串聯起來,就能做成一個多位加法器,像是這樣:


這是個三位的加法器,A和B表示輸入,O表示輸出。當然也可以往後面不斷接更多的全加器,變成4位5位6位....等等。加法器其實是所有運算電路的基本元件,減法器和加法器基本上是一樣的,乘法其實是移位和加法的結合,除法是移位和減法的結合(大家想想運算的時候列豎式是怎麼列的?)。

說起來全加器的內部結構也是挺簡單的。不過首先我們需要一些分析,這裡可能講得比較晦澀,如果大家不想看的話直接往後跳到下一部分就好了。
全加器一共有兩個輸出,O和C,分別代表結果和進位。
O在三個輸入中有一個為1或者都為1時為1,其餘情況為0,相當於在輸入中數1的個數,如果是奇數就為1,如果是偶數就為0。很湊巧的是,我們有一個專門的邏輯運算來處理這個問題,叫異或(XOR),它是一個二元運算,如果兩個值相同則輸出0,兩個值不同輸出1。寫成公式的話就是下面這個樣子。
a oplus b = (ar{a}wedge ar{b})vee (awedge b)
圓圈裡一個加號就是XOR,上加橫線表示not,vee 表示或,這個符號上下顛倒表示與。
其實我們也是有專門處理異或運算的門的,用符號表示成這樣:


那麼輸出端O的電路可以這麼畫:

C在三個輸入中有兩個以上為1時為1,其餘情況為0。
我們可以把它寫成這個樣子:
C = (A wedge B) vee (C_0wedge (Avee B))
看上去超級複雜,其實邏輯很好理解,如果A和B都是1,Awedge B等於1,,C就等於1,接下來一個部分是來考慮A和B不都等於1的情況的,這個時候只要AB其中之一等於1,C0也等於1,C輸出也是1。
我們可以把它也畫成電路:

然後把兩個部分拼在一起:

然後把兩個部分拼在一起:

(不想畫圖了,就從課件上截了個圖...)

(不想畫圖了,就從課件上截了個圖...)
就是全加器啦。可能有人發現了,我們其實重用了一個門的輸出,就是O部分電路裡面的第一個異或門。這個異或門的輸出可以代替C部分電路裡面的第一個或門的輸出,結果是一樣的。

現在,如果大家有心思用開關和小燈泡當輸入和輸出器件的話,我們已經可以做成一個只能算二進位加法的計算器了。
離計算機還真是遙遙無期啊。

接下來要簡單介紹一個很重要的部件,它是計算機實現多種功能選擇的基礎:
多路選擇器(Multiplexer,MUX)
多路選擇器,顧名思義,就是能在很多路中間選一個的元件。
最簡單的多路選擇器是這樣的:

什麼意思呢,當A為0的時候Z的輸出等於I0,當A為1的時候Z的輸出等於I1。

什麼意思呢,當A為0的時候Z的輸出等於I0,當A為1的時候Z的輸出等於I1。
當然它也有4:1版本,8:1版本,輸入端相應增加就是了,功能不變。下面是一個4路選擇器的門級電路圖(後面電路說明不想看可以不看),看上去有點亂,其實還蠻簡單。拿I0這條線來說,把它和A的非和B的非同時接到一個與門上,這個時候這個與門的輸出就只在A和B都為0的時候等於I0,其餘時刻永遠為0了。其它線路也是一樣的,把所有線路或成一個輸出,就是多路選擇器了。


這個東西有兩個重要作用:
首先,比如你想做一個計算器,又能做加法又能做乘法,這個時候就需要MUX出手了。你做一個開關,表示現在正在進行的運算,0的時候表示加法,1的時候表示乘法,然後做一個加法器,做一個乘法器,把輸入分別接到加法器和乘法器上,加法器和乘法器的輸出接到MUX上,控制開關接MUX的控制端,輸出就是你想要的東西了,現代計算機裡面最重要的東西是CPU,CPU裡面負責算數運算的模塊叫算術邏輯單元(Arithmetic and Logic Unit, ALU),可以負責很多種運算,加減乘除,或與非等等,就需要多路選擇器的控制。這個東西還可以用在存儲器裡面,比如我需要提取哪一個地址上的東西,把MUX控制端看成地址輸入,輸入端看成存儲內容輸入,輸出就是我想要的內容了。
其次,這個元件非常討懶人工程師們的喜歡。為什麼呢?假設我要做一個三元運算,有了MUX以後我再也不用費勁想哪個門應該怎麼接了,只要寫一下三元運算在所有情況下的輸出,然後再MUX的輸入上對應接上這些輸出,比如000輸出0,我就在I0的位置直接接低電平,001輸出1,我就在I1上接高電平,直接完事,都不用想的。

到了這裡我們已經把組合邏輯部分講完了,到了這裡大家可以做一些比如閏年計算器之類的小玩意,但是離可以實用的家用電器還差得很遠很遠。

我們上面提到了一個重要的東西叫做存儲器,大家仔細想一想,其實如果沒有存儲能力的話,我們能做的東西非常有限,做個計算器輸入還得是用開關一位一位去撥才行,連現在的計算器上面的按鍵開關都不行,因為它也有最基本的存儲功能,在你按下鍵的時候,按鍵開關發出了一個很短暫的高電平信號,我們還得把這個很短暫的信號存下來,變成一個穩定的高電平才行。這個時候需要一個很重要的部件出場了:鎖存器(Latch)
從名字上就能看出來鎖存器的功能了,把輸入鎖住,存起來。
鎖存器需要干一些什麼呢,它作為一個最簡單的時序元件,它需要完成下面兩個簡單的任務:
1.在某一個輸入狀態之下,可以保存一個信號,或0或1。
2.在某一個輸入狀態之下,能把其中儲存的信號變成自己想要的信號。
想要做一個能把一個電平存住的東西需要大家有點想像力。
先看下面這個電路:

這個電路沒有輸入,但這個電路用兩個非門可以把裡面的這個1存到天荒地老,或者停電為止。而且你要是把圖上的0和1換一下,也行,這樣就變存儲0了。這個結構的好處就是,它可以用同一個結構存儲0或者1,這是所有存儲器件的基本功能。

這個電路沒有輸入,但這個電路用兩個非門可以把裡面的這個1存到天荒地老,或者停電為止。而且你要是把圖上的0和1換一下,也行,這樣就變存儲0了。這個結構的好處就是,它可以用同一個結構存儲0或者1,這是所有存儲器件的基本功能。
但是光有它不夠,作為一個存儲器件,你最起碼得有一個能力就是我要你存啥你存啥,這個結構...不行。
那我們改改。

當我們需要一個輸入的時候,我們把最左邊的開關合上,把Store開關斷開,這個時候這個能存儲的電路環就不存在了,然後從左邊給輸入。然後我們把Store一合,Load一斷,這個時候就已經存上了。這個模型就可以當做一個存儲單元用了。我們只需要把它改成一個門電路的形式就好。為了以後的製造工作省點事,我們在改動過程中需要盡量使用比較少的門電路來完成這個過程。

當我們需要一個輸入的時候,我們把最左邊的開關合上,把Store開關斷開,這個時候這個能存儲的電路環就不存在了,然後從左邊給輸入。然後我們把Store一合,Load一斷,這個時候就已經存上了。這個模型就可以當做一個存儲單元用了。我們只需要把它改成一個門電路的形式就好。為了以後的製造工作省點事,我們在改動過程中需要盡量使用比較少的門電路來完成這個過程。
我們先試試用一個門行不行。


這個電路保持了上面電路的特點,如果你不給他輸入,它就能一直把裡面的東西保存到天荒地老。如果原來電路中保存的是0,輸入為1的時候存儲值就會改變成1。但是這個電路雖然能有「把存儲的信號變成1的功能」,但是沒有一個可以穩定的完成「把存儲的信號變成0」的功能。我們需要把這個功能給引入進來。那麼我們把電路改成下面這個樣子:

這樣,如果S保持0,R是1,就可以將保存的內容置成0了。

這樣,如果S保持0,R是1,就可以將保存的內容置成0了。
這個門電路結構叫做SR鎖存器,其實在很多書上它還有一個非常炫酷的畫法:

Q是輸出

Q是輸出ar{Q}表示和輸出的反相,相當於輸出加一個非門。
這個鎖存器的功能是這樣的:當S和R都是0的時候,輸出是之前存儲的內容。如果S是1R是0,存儲的內容變為1,如果S是0R是1,存儲內容變為0。如果兩個都是1,此時的輸出時沒有定義的,這個器件要求大家在電路運行的時候不要這樣做,否則會被玩壞掉。
這個鎖存器是我們接下來許多各式各樣的儲存元件的基礎,比如,門控SR鎖存器:

它加入了一個控制端C,相當於之前的控制開關,只有當控制端為1的時候,S和R的改變才會影響到鎖存器內部保存的信號,這樣可以解決一部分S和R同時為1的情況。

它加入了一個控制端C,相當於之前的控制開關,只有當控制端為1的時候,S和R的改變才會影響到鎖存器內部保存的信號,這樣可以解決一部分S和R同時為1的情況。
再有D鎖存器:

字比較小,我說一下:後面那個大元件是一個門控SR鎖存器,三個輸入端分別是S,C,R。

字比較小,我說一下:後面那個大元件是一個門控SR鎖存器,三個輸入端分別是S,C,R。
它用一個D輸入端取代了S和R兩個輸入端的功能。純粹靠C來控制寫入/儲存狀態,靠D來輸入,在應用上面就更加簡單了。
這些鎖存器有很多優點:用的門特別少,所以速度飛快,但是相對應的,比如在SR鎖存器中就有一個輸入組合是不能用的,而且速度再快,每個門對於電信號的處理還是要花時間的,如果輸入變化太快,它也是會出現很多不穩定的現象的。怎麼解決呢?我們可以通過使用一種叫做時鐘的信號來控制這些鎖存器工作在一個比較穩定的速度下面,還可以同步許多鎖存器的共同工作。


施工中。


米格-25!


————轉載自紅色帝國的暴力美學》


請原諒開始並沒有標明出處,感謝各位前輩摺疊orz


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這是一件跨時代的傑作,圍繞這個飛行器的設計任務從一開始就超過了其誕生時代的技術能力———與圖-128相同,米格-25誕生於60年代,但不同的是,它被不斷改進,其子孫米格-31至今仍是繼承前蘇聯衣缽的俄羅斯國土防空軍的截擊機主力,而非大多數人想像的蘇-27系列,警戒著北極熊的天空,北約給了他一個形象的綽號:狐蝠。圍繞這架跨時代的飛行器,有著許多傳奇:它至今仍是人類僅有的兩種闖過熱障的大氣層內飛行器、創造了無數飛行記錄、他的肆無忌憚蹂躪的天空跨越了東歐、中東、日本,圍繞它展開了一系列驚心動魄的諜報戰、甚至被多事的好萊塢拍成流行一時的電影《火狐》。

這是一件跨時代的傑作,圍繞這個飛行器的設計任務從一開始就超過了其誕生時代的技術能力———與圖-128相同,米格-25誕生於60年代,但不同的是,它被不斷改進,其子孫米格-31至今仍是繼承前蘇聯衣缽的俄羅斯國土防空軍的截擊機主力,而非大多數人想像的蘇-27系列,警戒著北極熊的天空,北約給了他一個形象的綽號:狐蝠。圍繞這架跨時代的飛行器,有著許多傳奇:它至今仍是人類僅有的兩種闖過熱障的大氣層內飛行器、創造了無數飛行記錄、他的肆無忌憚蹂躪的天空跨越了東歐、中東、日本,圍繞它展開了一系列驚心動魄的諜報戰、甚至被多事的好萊塢拍成流行一時的電影《火狐》。
  是什麼讓這架醜陋的的飛機擁有如此長的生命力?至少有一點是肯定的,那就是,他是一件超越時代、充滿蘇式的「粗暴想像力」的傑作——即,用匪夷所思的簡單粗暴實現方式,完成一項不可能的任務,甚至這架飛機從裡到外就是由各種粗暴的部件組成,從機體材料到電子設備無一不是如此,根本不符合一架敏捷的戰鬥機要求,但卻絲毫不影響他完成帝國賦予的任務,甚至一度讓不明就裡的北約對其充滿恐懼,以屈屈戰鬥機的嬌柔女兒身,籠罩著北約天空,實現了戰略欺騙式的威懾。她的成功,應驗了一句諸位而熟悉的革命語錄:跳出洋框框,走自己的路:)
  這是一架起飛中的米格-25,你可以想像,巨大的雙翼的確很像一隻展開雙翅的蝙蝠,打開加力燃燒室的兩台發動機噴吐著火焰,階梯式的縱列雙座艙機頭淹沒在機翼的投影中。我們就從這裡,開始米格-25 的「粗暴」的之旅

粗暴之一:機體
  從設計之初,米格設計局就面臨一項似乎很難完成的任務,那就是用什麼材料製造這架飛機。因為其設計要求達到音速三倍!即便在今天,這也是高難度的挑戰,因為將不可避免的。面臨熱障,令飛機天女散花般的空中解體————99%的飛機都使用鋁合金,今天也是如此,因為他輕巧堅固,但是很不幸,當溫度達到200度時,結實的鋁合金就變得像麵糰一樣柔軟,而三倍音速的設計要求,必然使機體溫度輕鬆躍過200,如果米格-25用它製造,上天后只會變成一個發著火紅光芒的飛蝶。如何解決?首先,蘇聯人想到了鈦合金,他比鋁還輕,卻更結實,而且高溫對他來說就像撓痒痒一樣無所謂,但很遺憾,也同樣因為這些原因,攻這個鈦盾的長矛直到今天人類都還沒有磨快,更別說在60年代了,蘇聯人只能有把握加工一些簡單的長條形鈦材,用在有限的部位,而更多戰鬥機外形複雜的鈦制零件根本無法加工。粗暴的蘇聯人不知何來靈感,竟然想到了不鏽鋼——他們打算用密度高達7.8的沉重鋼材來製造一架截擊機,而且還要達到3倍音速!最終,這個大膽的妄想成功了,誕生了這架人類歷史上前無古人、後無來者的全鋼製戰鬥機——想像一下,米格-25實質上就是一個能以三倍音速飛行的幾十噸沉重鋼胚。這個構想是如此的出人意料,以至於北約在米格-25服役很多年後,一直認為這架「啾」的一聲從北約雷達上一晃而過的飛機,是使用鈦合金製造的,這讓他們非常恐懼,這意味著蘇聯掌握了哪想像的鈦合金加工技術,意味著鈦材會在各種軍事裝備上遍地開花,這件然他們恐懼的飛機已經證明了這一點,以至於很多年北約都籠罩在米格-25的愁雲慘霧中,無法設想在隨時可能爆發的空戰中如何戰勝這個夢幻的魔棒,這種恐懼一直持續到某一天的到來——和這一天一起到來的人名叫別連科。   
  欣賞一下這個整過容後打扮成鳥的鋼胚,機頭就像被敲凹了一樣塌陷下去,兩個飛行員分別住在「一樓」和「二樓」,估計需要用樓梯上下:這是沒有在其他戰鬥機上出現過的少見階梯座艙設計。飛行員視野太差了,加上高速,以至於飛過他的飛行員抱怨說:我像坐在火箭里,只能看見前面,飛快的往前沖,射完就跑,我根本看不見我身後發生了什麼


粗暴之二:發動機
  為了推動這個沉重的鋼坯以三倍音速飛行,設計發動機的團隊也必須是一群妄想狂,他們顯然也受到了米格設計局的啟發,依樣畫葫蘆的同樣用大量鋼材製造發動機,因為要推動這個鋼胚飛出三倍音速所需的推力超過了當時設計師的合理邏輯,很好,也成功了。當裝上發動機後,米格-25飛出了難以想像的高速——M3.2,也就是音速3.2倍!飛行員們說,和飛其他飛機不同,他們在座艙里感到很熱,汗流浹背——靠,這麼快的空氣摩擦被加熱成烤箱那是合情合理的。於是又一個大膽的天才想了一個辦法——修改機體油箱分布,讓脾氣暴躁的航空煤油變成吸收熱量的機體冷卻劑


更直觀的讓你明白米格-25發動機有多粗暴之一,噴口結構被徹底簡化,甚至不能調節,因為推力大,所以溫度太高工作環境太惡劣,這樣設計能減少機械機構,提高可靠性


更直觀的讓你明白米格-25發動機有多粗暴之二。機體因為發動機高溫要嚴重燒蝕,兩台發動之間是減速傘倉,腹部有當時流行的設計——腹鰭。巨大垂尾上的五星機徽格外耀眼


粗暴之三:電子管和磁控管

   這為了配合這個怪物儘快投入使用,蘇聯人給他裝上了各種成熟、簡單、可靠的電子設備。在當時電子技術相對落後的條件下,「成熟」兩個字就意味著一種東西:那就是電子管。下圖是米格-25機頭特寫,這些電子都設備被安裝在這裡。大量電燈泡似的電子管設備擁擠在機頭,絕對有孵化箱的效果,需要液態氮氣瓶製冷。些電子設備中最讓人印象深刻的,就是他的雷達,因為軍方要求米格-25具備強大的獨立搜索能力和抗干擾能力,因為這是一架截擊機,這與蘇聯相對落後的電子技術形成了矛盾,於是,蘇聯人開始了發酵麵包似的放大設計,即加快進度,於是不經意間製造了一個跨時代的「微波武器」———他們製造了一根功率空前強大的磁控管,這是雷達的關鍵材料,讓這部這電子管雷達的持續發射功率達到了500-600千瓦左右(我想理論上說峰值也許能夠接近1000千瓦),這導致了兩個嚴重後果:1、如果在米格-25在100米超低空飛行時這部雷達開機,能夠靠電波殺死前方地面1公里內的飛奔的野兔,其原理類似於微波爐,一把飛行的獵槍;2、因為功率太大,這部雷達甚至能夠直接「燒毀」來自敵方的電子干擾電波。因此,不得已,蘇軍規定:禁止在地面維護時啟動這部雷達,以免把不慎站在前方的地勤人員「燒死」,或者將大腦燒成精神錯亂

粗暴之五:挑釁   

   在1970年前,神秘的米格-25在北約雷達屏幕上就是真實的UFO,他同總是突然出現,迅速消失,如果那時存在哈里波特,那麼在北約眼裡,只有哈里波特的掃帚才能追上這隻「狐蝠」。他創造了無數飛行記錄,例如速度、高度、爬升率等等不慎枚舉,北約想盡各種辦法,展開一輪又一輪的諜報戰,依然一無所獲。大概在1971年(可能有錯誤,記不太清了),數架米格-25的偵察型號被蘇聯秘密部署在了埃及和伊拉克,這些飛機被嚴格保密,以至埃伊空軍都不能靠幾年,一切維護由蘇聯人負責。機會來了,但北約沒有想到,這次機會不過是一場水中撈月的羞辱——一架米格-25在某一天,突然出現在以色利天空,以色列人驚訝的發現了雷達屏幕上的以不可思議的高速移動的亮點,立即起飛F-4戰鬥機攔截,在確認這是一架埃及空軍的飛機後,F-4發射了響尾蛇空空導彈,這時,讓以色列飛行員目瞪口呆的一幕出現了:這架米格-25打開發動機的加力燃燒室,長長的火舌立即噴涌而出,在已被驚呆的F-4眼前閃著「尾燈」,大搖大擺還不到躲閃的一騎絕塵而去,即便那枚導彈也無法追上,一頭栽向天際線,雷達屏幕上顯示著敵機速度:M3.2。不過,這架米格-25的代價也不輕,在返回基地後,飛行員被嚇出一身冷汗:飛機發動機因為在瘋狂的逃跑中過度工作,已被高溫燒毀。也許這幅照片最能模擬那名以色列飛行員的感受:看著米格-25在自己眼前的逃之夭夭而毫無辦法,處於如此有利的尾追攻擊位置而一無所獲,對一名戰鬥機飛行員而言是一種侮辱



這是米格-25的標準掛載之一,AA-9」阿莫斯」。請對比一下旁邊的人群和欄杆,你可以估計到他的強「大」身軀。它擁有120公里射程,就這一點來說在今天也是出類拔萃的。米格-25可以一次掛載四枚——這種龐大的空空到彈,如果交給飢餓的北朝鮮人,他們也許會立即把它偽裝成」新型地地導彈」,用來向美國訛詐大米、小麥、重油,美國人看著衛星照片因為其大塊頭完全可能相信———用來射向美軍轟炸機太屈才了

粗暴之五:肢解

  照片中的這個人,名叫別連科,前蘇聯截擊航空兵的米格-25飛行員———踏破鐵鞋無覓處,得來全不費功夫,北約因為這個人,終於在1976年掀開了籠罩在自己頭上的陰雲。

  1976年,別連科因為個人恩怨,精心策劃,駕駛一架米格-25,逃過昔日同志駕駛的、同樣的米格-25的追殺,叛逃西方。當他闖入日本領空時,又一次遭到了追殺——但這一次是日本人的F-4,憑藉高速,他再一次在日本的天空躲過一劫,慌不擇路的高速迫降在日本涵館機場,以至於衝出了跑道——不過結實的米格-25毫髮無損



北約如果至寶,美國空軍迅速派出專家團飛臨日本,將米格-25大卸八塊,試圖找到他們一直以離開認為的各種神秘技術:鈦合金的機體、神秘的發動機、讓自己電子干繞設備失效的雷達波。。。。。。然而,結果就像大家現在已經知道的那樣,美國人什麼也沒有得到,因為所有的技術都是那麼過時,當他們經過7天拆借後,發現這架讓他們恐懼10年的UFO,竟然使用不可思議的不鏽鋼製造,肚子里塞滿了落後的電子管——他們不得由衷的佩服他們的蘇聯同行的天才設計:這樣簡陋的材料,製造出了這樣一架速度M3.2,機動過載高達11G的跨時代作品,並用它整整欺騙了北約10年。別連科駕駛米格-25的故事,被好萊塢拍成電影,風靡一時,電影中,米格25被描繪成可以通過人腦意念控制的超級的戰鬥機,足見當時西方對米格-25深深的恐懼。當然,蘇聯空軍為此付出沉重代價,米格-25從此失卻神秘的威懾,並耗資巨大的被迫更換了全部蘇聯空軍作戰飛機的敵我識別設備

今天,40年過去,米格-25的後代米格-31作為截擊航空兵的主力,依然翱翔在俄羅斯的天空,繼續守衛這這個已被漂白、但依然赤色的帝國。這架米格-31一般人很難把他同米格-25區別開來,它已經不是40年前的米格-25,煥然一新的守衛著下一個10年。   
  一段長達40多年的米格-25傳奇——今天到此為止



&< 多拉巨炮 &>

多拉巨炮是由希特勒下令研究的一種超重型火炮,

先上參數:

口徑:800mm
入役:1942年
全炮長:約43m
炮高:12m
系統全重:1350噸
最大仰角:53°
有效射程:40km
配兩種炮彈:800毫米 Sprgr高爆彈。使用HbgrZ 40K型引信,全重4800公斤,其中裝葯700公斤。
800毫米 Gr Be穿甲彈。使用Bd Z C/38型引信,全重7100公斤,裝葯250公斤。
炮彈射速:720米/秒(穿甲彈) 820米/秒(高爆彈)
射程:28-47公里
製造廠商:克虜伯

1935年,為了突破法國的馬奇諾防線,希特勒下令研製一種超過「巴黎大炮」的新型超級巨炮。依舊由德國著名的的克虜伯兵工廠承擔這一艱巨的任務。經過7年的努力,1942年春,克虜伯兵工廠終於造出了一種800毫米口徑的超級巨炮。它大得出奇,炮膛內可蹲下一名大個子士兵。為紀念該廠的創始人古斯塔夫·克虜伯,希特勒叫它「重型古斯塔夫」。而設計師穆拉為紀念自己的妻子,將巨炮命名為「多拉」[Dora(穆拉妻子的名字)],但德國炮兵則更喜歡叫它「多拉」炮。

多拉巨炮的炮彈

  「多拉」除了在身管長度和射程不如「巴黎大炮」外,在許多方面都堪稱世界之最:全炮約長43米、寬7米、高12米、重1350噸,幾乎是「巴黎大炮」的兩倍。炮彈也大得驚人,其中榴彈丸重4.81噸。另一種用於破壞混凝土掩蔽部的彈丸則重達7.1噸,內裝200公斤炸藥。據說它的威力足以擊穿3公里以外厚度為850毫米的混凝土牆。 作為對比,依阿華級戰列艦 有9 門 406 毫米主炮,每發炮彈的重量才是 1200 多公斤,就足以在地面上炸出足球場那麼大的大坑,一發炮彈就足以摧毀一個炮兵連,更不要說 多拉大炮的 7.1 噸重炮彈威力。

多拉巨炮復原模型(1:35)
鏈接:http://tieba.baidu.com/p/2248607141?pn=2

  多拉」作為德軍最高統帥部的王牌,由一名陸軍少將擔任總指揮。射擊時則由一名上校具體指揮。直接操作大炮的士兵多達1400多名,加上兩個擔任防空任務的高炮團、警衛人員、維修保養人員,共需 4000 多人。

希特勒視察多拉巨炮

  不過,由於個頭太大,「大多拉」的運輸、操作、保障都極為不便,這極大地影響了它的實戰能力。僅就運輸而言,需要首先把各部件卸下來分別裝車,運炮車與兩層樓的樓房相當。整座大炮及所需的彈藥需動用60節車皮。而且,由於炮身過寬,標準寬度的鐵路無法運輸,需要專門鋪設特製的軌道。到達發射陣地後,還需要藉助巨大的吊車將各部件安裝在炮架上。僅安裝好這門巨炮,就需要大約1500人整整忙活3個星期。

運輸中的多拉巨炮炮管

  在試驗彈道性能時,裝彈機還不太完善,只好用一台起重機把4噸重的炮彈吊送到炮身尾部,再用一輛輕型坦克把它猛地推撞到炮膛里。為了把火炮運送到試驗場,特地設計了3輛構造特別的巨型運輸列車。沿途的橋樑無法承受這樣大的重量,列車只好繞過很長的彎路而行駛。到達陣地後,先用2台巨型起重視吊裝底座,然後安裝炮架、炮管和裝彈機構,高矗的巨炮十分雄偉壯觀。

 為了把火炮順利運送到前線,德國人特地設計了三輛車廂編組構造特別的巨型運輸列車,由於沿途的橋樑都無法承受這樣大的重量,列車只好繞過很長的彎路而行駛。為了預防蘇軍飛機轟炸,陣地四周部署了高炮部隊和警戒飛機,大量步兵和警犬在周圍10公里範圍內日夜巡邏。一旦發現有蘇軍飛機轟炸,立即由化學兵施放煙幕掩護。參加指揮、操作、警衛的總人數達到4000人以上,它的炮彈也是駭人聽聞,每一枚穿甲彈重7.1噸,一枚高爆彈重4.8噸,推進燃料重約1.8噸到2噸。可容納4個人多拉巨炮炮口


  當時,駐守塞瓦斯托波爾的蘇軍決心進行持久防禦,築起了堅固的防禦工事和地下彈藥庫,其中彈藥庫是動員數千軍民經過長期苦戰建造起來的。為了防禦敵機轟炸或炮火襲擊,彈藥庫建在地下30米的深處,上面覆蓋有厚厚的鋼筋混凝土,裡面儲藏了大量武器彈藥。不過,它仍然沒有抵抗住「多拉」列車炮的轟擊,彈藥庫被直接命中後摧毀,連鎖爆炸導致近千名蘇軍傷亡,可是當時蘇聯人並不知道是什麼武器造成這次災難的。有人分析是德國JU—87轟炸機扔下了巨型炸彈,有的說是德國間諜蓄意破壞。直到戰爭結束後很長時間,在清理建築廢墟時發現有個直徑特別大的彈坑,蘇聯人才意識到是德軍使用超重型火炮發射的巨型炮彈擊中彈藥庫,引起鏈式反應彈藥爆炸,毀滅了這座無比堅固的建築。

  1942年8月中旬,這種大炮被運往斯大林格勒,但是它也無法改變德軍遭到慘敗的命運,為免被繳獲,超級武器又被匆匆運回。1944年華沙起義時,「多拉」列車炮又會同一些巨型臼炮對起義者進行了無情的鎮壓,將華沙全城夷為平地。1945年4月,德國人為免它被繳獲,將「多拉」拆毀,盟國軍隊繳獲了這門巨炮的一些部件,並在德國希爾雷本靶場發現過一根炮管和幾發炮彈。
  二戰結束時,「大多拉」炮成為蘇聯紅軍的戰利品,以後又被運到盟軍佔領區,成為盟軍研究巨炮的樣品。最後,這座空前絕後的超級巨炮被盟軍拆解,結束了它短暫而奇特的—生。

附:
德軍二戰時期製造的「多拉」列車炮有什麼實際的作戰意義? - 軍事
軍武次位面 第一季 優酷<軍武次位面>第七期:巨炮傳說


這貨,唯一小型化的機械計算器,有一大一小兩種型號(小型有效位數 11 位,大型 15 位,直徑稍大),直徑和有效位數不同。

這貨,唯一小型化的機械計算器,有一大一小兩種型號(小型有效位數 11 位,大型 15 位,直徑稍大),直徑和有效位數不同。
以計算乘法 12*34 為例說明下用法:

  1. 用側面的撥桿輸入因子 12
  2. 轉動頂部的把手 4 圈,此時頂上的結果盤顯示 48,計數盤顯示 4
  3. 把頂部的倍數環撥到 10,轉動把手 3 圈,此時計數盤顯示 34,結果盤得到結果 408


這問題蠻有趣的。
向來只有更沒有最吧,
我說一個東西:半潛船


上面是半潛式鑽井平台,然後用這種船運到海上指定地點再施工。
還能船運船( ⊙ o ⊙ )


然後這種船長這樣:

(圖片均來自網路)


飲水鳥,利用了規則的漏洞而製造的「偽永動機」,中國近現代匠人的傑作。
嘛我就直接摘抄百度百科了:

飲水鳥的頭和軀體分別為兩個薄壁玻璃球( 以下簡稱「上球」和「 下球」) , 其間以一根玻璃管連通, 內裝乙醚液體, 構成一個密閉容器。由於乙醚液體易揮發,因此液面上方充滿乙醚的飽和氣。鳥頭四周包有一層易吸水的布。平時, 鳥身略向前傾。啟動時給鳥頭滴少許水, 布上的水在蒸發時大量吸熱, 使上球內的乙醚飽和氣在降溫的同時降壓,又因為溫度降低乙醚蒸汽變得過飽和了,有少量乙醚蒸汽凝結成液體,乙醚蒸汽的量變少,氣體體積進一步縮小,並放熱阻止溫度降低, 此時下球中的飽和氣壓大於上球中的氣壓, 下球中的乙醚液體沿玻璃管往上壓,下球壓強變小,裡面的蒸汽變的不飽和,少量乙醚氣化,下球里的乙醚蒸汽的量變大,同時從乙醚液體吸熱, 於是整個鳥的重心上移, 從而打破了支點的平衡狀態。鳥身隨上升的乙醚液體逐漸前傾, 當鳥嘴接觸液面時, 上下球剛好通過玻璃管連通 , 下球中的部分氣體進入上球, 兩部分氣體混合, 當上、下球中壓強一致時, 失去氣體壓力支持的液體將在自身重力的作用下倒流回下球, 飲水鳥的重心再次下移, 於是漸漸直立起來, 回到初始狀態。由於「喝水」時, 鳥嘴接觸水面, 沾濕了裹鳥頭的布,於是它又開始「 喝水」。飲水鳥內部變化的原理於熱的超導體熱管一樣,通過氣化液化傳遞熱能,實際蒸汽的溫度並無大的變化。

如果這隻鳥面前的並不是一個小水缸而是湖泊海洋的話,它就變成了一個近似的永動機。

如果這隻鳥面前的並不是一個小水缸而是湖泊海洋的話,它就變成了一個近似的永動機。
熱力學定律規定了[一個系統中]的能量守恆,熵值只能增加,而這個小玩具打破了定律的條件,從外部的水中不停獲得能量。雖然算不上是真正的永動機,也是一個非常有趣的腦洞了。


沒人提 國家點火裝置 嗎?

整套NIF要運作必須啟動60,000具各種高科技裝置包含電路、高壓電、光學、機械構造、自動透鏡、能量感應器、監視器、激光、和一套電腦診斷安全系統。完成這項創舉除了大量藉助電腦化還依賴大量有經驗的政府與廠商人員得以達成。如同驚險的交響樂團一樣,一切長達一公里的廠房設備最終要讓192門激光在十億分之一秒同時發射擊中鉛筆頭大小的燃料球。誤差不能超過30皮秒。NIF的準確度必須像在舊金山投球射中560公里外的洛杉磯的一個籃框。要達到這準確度NIF的激光裝置至關重要,整套設備必須零震動和零熱漲冷縮。所有機械都追求完美,許多10噸重的設備必須安放在100微米的誤差範圍內。


之前看過一個全球十大複雜機械裝置評比,給出了如下維度,最後結論是人類歷史最複雜的機械設備是CERN的大型強子對撞機。

  • 機器包含的零配件數量;
  • 機器所需材料的專業化程度;
  • 建造機器花費的人工技能專業程度以及所需總時間;
  • 機器正常運行需要各部分配合的精確程度;
  • 機器的物理尺寸;
  • 機器運行能夠完成工作的複雜和精巧性;
  • 以上各維度評估時需要考慮時代因素,畢竟中世紀做個小鬧鐘可能比現在做個大機床還費勁;

今天校長我從另一個角度回答這個問題:

魯布·戈德堡機械Rube Goldberg machine)是一種被設計得過度複雜的機械組合,以迂迴曲折的方法去完成一些其實是非常簡單的工作,例如倒一杯茶,或打一隻蛋等等。設計者必須計算精確,令機械的每個部件都能夠準確發揮功用,因為任何一個環節出錯,都極有可能令原定的任務不能達成。由於魯布·戈德堡機械運作繁複而費時,而且以簡陋的零件組合而成,所以整個過程往往會給人荒謬、滑稽的感覺。

下面折騰這麼多部件東西就為了開那盞燈...燈...燈...!!!


網上有好多動圖,比如這個網站:Rube Goldberg/Howard Community College/Fall2012/p2-504-fcrd,總之就一個目的,用最費勁的辦法做簡單的事情。

下面這個視頻,就屬於典型的Rube Goldberg機械設計,應該承認,Rube Goldberg機械設計存在極大的美感,這也是為什麼一直有不少極客不知疲倦地設計它的原因。

最驚人,不可思議的本田NB汽車廣告—在線播放—優酷網,視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XMjkwNzM3MDg=.html


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就寫到這兒吧,喜歡就點贊,討厭就吐槽。
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2017.3.6更新,紀錄片地址:【熟肉/雙語字幕】Time Zero: The Last Year of Polaroid Film

==============POLA==============================

寶麗來創始人艾德溫蘭德在1972年4月公司年會上發布了SX70相機。在台上,他從外衣口袋裡掏出了摺疊的SX70並在10秒鐘內拍了5張照片,這在之前發售的風琴機(比如100 250)上根本無法做到。1972年底,公司在佛羅里達邁阿密第一次發售該相機,稍後在1973年開始全國售賣。儘管當時該相機每台售價高達180美金,相紙一包10張6.9美金,截至1974年中,寶麗來依然取得了70萬台的銷量。雖然價格高昂,SX70卻風靡了整個70年代並且流傳至今。它是世界第一台自動吐片的相機,想像一下幾年前發布的第一台iPhone便可知SX70在當年的地位。許多知名攝影師如安塞爾亞當斯、安迪沃霍爾、赫爾穆特牛頓、沃克爾伊萬斯都曾褒獎和使用過SX70。


SX70包含了許多精密的設計元素,包括取景器里複雜的光路設計。這個能摺疊放進衣服口袋的玩意其實是台單反,蘭德博士把五稜鏡壓縮到了極致。相比之下看看現在的單反體積ˊ_&>ˋ


可惜的是當年寶麗來和柯達缺少對未來數碼時代敏銳的嗅覺,陷入膠片競爭的泥沼而雙雙破產。電影《情書》《志明與春嬌》使得SX70為國人所熟知。


PS1:《後會無期》里的使用方法完全不對…PS2:目前TIP復產的相紙還算穩定,情懷玩家可以收一台玩玩,跟作死的富士完全不是一個級別。

PS3:個人在做寶麗來紀錄片的字幕,完成後會發出來供大家了解寶麗來的歷史。


難道不是李衛公發明的「開平方機"嗎??


純屬安利,之前在果殼看到的機械蜂鳥


作者主頁這裡:
Colibri - An Organic Motion Sculpture
話說這個圖紙是販售的,$99……
作者主頁也有很多其他他自己做的東西:
Kinetic Art Woodworking Plans by Derek Hugger
果殼相關貼(內有動圖):
蜂鳥的模型……行星齒輪微縮版完成~~

順便果殼還有個酷炫動圖系列,這個是機械篇:
酷炫動圖(十六):機械篇
↑這篇裡面有不少看起來很有病的新科技產品動圖+解說


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蒸汽朋克與賽博朋克的區別在哪裡?

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