當然真正的電影隻能出現在快速攝影、實用膠卷、電影攝影機、放映機誕生之後。
1889年美國喬治·伊斯曼對35毫米賽璐珞膠卷的發明,1887年~1891年德國攝影師安許茨(1846~1907)對運動物體可連續、快速拍攝的“電動速視儀”的發明,1889年~1891年愛迪生和助手狄克遜對電影攝、放機的研製和對膠卷打孔後用齒輪牽引的發明,1895年德國斯克拉達諾夫斯基(1863~1939)和兄弟埃米爾對電影放映機的改進,以及前述盧米埃兄弟的試驗,都為電影的正式誕生鋪了路。
由上可以看出,無聲電影誕生在19世紀末。
“偉大的啞巴”直到1913年元月才開始“說話”:愛迪生在紐約一家大劇院用他的留聲機為畫麵配音,但電影中羅馬時期的英雄勃羅第斯和愷撒皇帝的口形常和聲音不同步,曾使人捧腹大笑。真正有聲的電影誕生於1927年:華納兄弟製片公司推出了《爵士歌王》的有聲故事片。從此,電影便成為一種完整的視聽藝術進入大眾的文化生活之中。
高質量的彩色影片在20世紀40年代由利奧浦德·高得斯基和利奧浦德·馬尼斯作出後,才得以推廣和應用。
立體電影在1935年已放映,但觀眾要戴特製眼鏡,所以當時意義不大;直到1955年以後,偽立體攝影術才得以問世。現代電影將要告別膠卷和片盤而走向數字化。領導這一革命的是美國喬治·盧卡斯。他導演的《星球大戰》第一集《幽靈的威脅》已於1999年5月開始在美國4家數字電影院上演。
3.輕機槍的發明與改良
1883年,被譽為“自動武器之父”的美國工程師希拉姆·馬克沁發明了重機槍,並在第一次世界大戰中顯示了其勢不可擋的強大威力。在著名的鬆姆河戰役中,德軍數百挺重機槍如毒蛇吐信,火舌噴濺,英法聯軍一排排倒下去,演出了曆史上驚心動魄的一幕。馬克沁重機槍從此威名遠揚。
但重機槍畢竟太笨重,機動性差,難以緊隨步兵實施行進間火力支援。例如馬克沁重機槍,連同槍架重達244公斤,實在是太沉重了。於是人們利用重機槍的自動原理,設計製造出較為輕型的機槍,可以由一個人攜帶和射擊,從而改變了以往許多人扛一杆槍的曆史。
世界上第一挺輕機槍是由丹麥人於1902年發明的,被稱為麥德森機槍。於是,有些人自然而然地以為這挺機槍就是麥德森發明的,其實不然。麥德森機槍的全稱是麥德森·雷克斯·D.R.R.S·斯考博。O·H·麥德森是當時丹麥的國防部長,由於他熱心支持丹麥軍隊采用這種武器,加上他是政府的高級軍事官員,所以這挺機槍的全稱就把他的名字排在首位,以致以後丹麥國內外簡稱這挺機槍時就隻稱麥德森機槍;雷克斯是指英國雷克斯兵工廠,當年英國是個老牌的帝國主義和殖民主義國家,長期奉行凡是不在英國製造的武器就不予采用的政策,丹麥這種機槍盡管不在英國本地生產,但是憑借冠以英國廠商名稱,也得以獲準在英國使用;D.R.R.S是丹麥製造這種機槍的廠商——丹麥哥本哈根輕機槍綜合製造廠丹麥文的縮寫字母;而全稱最後的斯考博,則是丹麥哥本哈根輕機槍綜合製造廠廠長的名字,他被廣泛認為是麥德森機槍的設計者。
關於斯考博發明麥德森機槍,至今還有這樣一段懸案。據說,斯考博於1902年2月14日申請了有關輕機槍基本自動方式的專利。但問題是,丹麥哥本哈根皇家軍用武器廠的廠長拉斯馬森已於1899年6月15日就申請過與之內容非常相似的專利並得到了批準。而且,拉斯馬森恰好將他專利的使用權轉讓給了哥本哈根輕機槍綜合製造廠。那麼,斯考博的專利是抄襲了拉斯馬森,還是他的發明有所創新,人們不得而知。
作為一種緊隨步兵實施行進間火力支援的武器,輕機槍與屬於陣地武器的重機槍設計要求是不同的。重機槍配有專用槍架,能夠實施遠距離持續射擊,特別是將機槍設在隱蔽處,對向己方防區排列成一字散兵線衝擊的敵步兵進行掃射時,可以用最小的彈藥消耗量獲得最大的殺傷效果。而戰場對輕機槍的要求則是重量輕,可快速隱蔽架槍射擊,以加大步槍手的火力威力,所以輕機槍不要求專配槍架。斯考博根據這些要求出發,設計了裝在槍身上的兩腳架。其次由於重機槍要求連續射擊,所以持續發射一定數量彈藥後要對槍管加以冷卻,馬克沁機槍就采用水冷方式,在槍管外麵加了一個很粗的水套;而輕機槍為了減輕武器重量,就不能采用水冷方式,於是斯考博設計了氣冷式機槍,采用彈鏈供應子彈。最早生產的麥德森機槍就是采用彈鏈供彈,以後才改用彈匣。
麥德森機槍的誕生與廣泛應用,對其他國家是一種挑戰和威脅。不久,1906年和1907年,法國、英國、德國也分別研製出自己型號的輕機槍。第一次世界大戰後,由於對步兵機動性的重視,輕機槍的研製工作備受重視,一度出現了許多類型的輕機槍。第二次世界大戰後,單兵攜帶使用的小口徑機槍不斷湧現,與最早期的輕機槍相比,現代輕機槍的性能大幅度提高,而重量卻大大減輕了,例如有的輕機槍重量僅有5公斤左右。
4.電子管的發明與發展
眾所周知,當電子沿著一條確定的電路流動時,便會產生電流。如何讓電子聽從人們的指揮而為人類服務,這是近一個多世紀以來人們的夢想。
偉大的美國發明家愛迪生為人們指明了這條道路。1883年,他製成了一個特殊的電燈泡:他在燈泡內的燈絲附近焊上一小塊金屬片,然後給金屬片加正電壓,使得電子在燈絲和金屬片之間的空間內流動,產生了微弱的藍色光芒。其實,金屬片與燈絲並沒有直接發生接觸,在正電壓的作用下卻有電流通過;而給金屬片加負電壓時,則無電流通過。這種奇異的現象被稱為“愛迪生效應”。
1904年,曾與意大利科學家馬可尼合作進行無線電發報實驗的英國電氣工程師弗萊明參照愛迪生,製作了一個改進的燈泡。他加製了一個特種管子,並且開始在實驗中仔細研究電流在燈絲和金屬片之間的流動情況。研究的結果使他認識到,“愛迪生效應”是由於燈絲發熱引起的,這種熱效應使得電子像開水一樣“沸騰”起來,並從金屬片散入空間。他還發現自己所設計的這個特種管子還是一個優良的整流器,當金屬片帶正電時,它隻允許電流朝一個方向流動。於是,弗萊明把它稱為電子管,並用它作為檢測無線電報信號的檢波器——這就是世界上的第一支電子管。
實驗中,弗萊明又在真空管裏放置了正極板和負極板兩塊金屬板,當加熱負極板時,就發現有電子流入正極;在正極加上無線電信號後,通過的電流也隨之起伏。這也就是二極管。二極管是一種性能很好的新型檢波裝置,同時又為三極管這個劃時代的發明奠定了基礎。
二極管的發明使美國物理學家雷金納德·費森登能夠在1906年12月24日首次進行了聲音廣播——從馬薩諸塞州海岸播發音樂。他發射的不是如莫爾斯碼那種斷續信號,而是連續的信號,信號的振幅隨聲波的不同而有所變化。這種信號的廣播,後來就被稱為調幅廣播。
由於二極管檢波器的輸出信號很微弱,檢波效率較低,所以人們想盡辦法對這種電子管進行改進。1907年,美國一位從事無線電信號檢波工作的發明家李·德福雷斯特在二極管的正極和負極之間加上了一個金屬絲製的柵極,帶負電荷的柵極使得電子也帶有了負電,從而趨向於被驅離柵極,使隻有少數電子到達金屬片。這樣,人們用增加或減少柵極負電荷的方法就可以調節流向金屬片的電子數量,也就意味著人們可以對電子的流動進行精確的控製——這就是今天三極管的標準形式,由金屬片、燈絲和柵極三種元件構成。隨後,三極管很快就被用來發射和接收無線電波。此後,德福雷斯特為美國海軍設計了第一座大功率無線電台,首次實現了使用無線電發布新聞廣播。
後來,電子管的發展又經曆了四極管、五極管,除不斷改進它的放大性能外,還盡可能向提高工作效率、加寬頻帶的方向發展。總之,20世紀的大多數電子裝置都是電子管的巧妙應用。
今天,世界上已經有幾百種各式各樣的電子管,有的像頂針那麼小,有的卻像人那麼大。除了檢測和放大無線電信號外,它們還可以將交流電變成直流電,並且可以用來接通或關掉各個獨立的電路,在電子領域裏為人類做著越來越多的貢獻。
5.合成氨固氮法的發明與應用
地球上倍增的人口,要求人類生產出更多的糧食來支撐。但是,地球的空間是固定的,人均的土地不會增加。解決問題的辦法之一便是設法對糧食畝產量的提高。糧食作物的生長需要磷肥、鉀肥和氮肥,沒有這些肥料,就難有好收成。因此,各種肥料的重要性和氮肥在各種肥料中的關鍵作用逐漸被人們所認識。