下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载特权
  • 现金文档折扣购买
  • VIP免费专区
  • 千万文档免费下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 穿越计算机的迷雾

穿越计算机的迷雾.txt

穿越计算机的迷雾

战略合作伙伴
2016-12-29 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《穿越计算机的迷雾txt》,可适用于IT/计算机领域

第章了解计算机要从电开始这是一本讲述计算机奥秘的书我想我亲爱的读者已经准备好痛痛快快地开始了。但是哎呀我也知道在开篇部分给大家灌输电学方面的知识可能不是个好主意然而没有办法这是必须的。计算机的工作需要电力只有打开电源它才会亮起来才会听你的指挥也才会呈现出你想要的结果。相反如果没有电无论你如何心烦意乱它都无动于衷。这意味着要想知道计算机是怎么造出来的又是如何工作的你必须先和电交朋友了解它的性格和脾气。电是人类最好的朋友之一尽管我们了解它并学会与之友好相处只是最近几个世纪的事情而且这个过程也不是那么一帆风顺。电给我们带来了光和热以及可以用来同情古人的文明也导致了电子计算机的恢复生产。可以说如果没有电我这一生中决不会想到应该写这样一本书而科学家们也许正躺在风和日丽的沙滩上想:既然可以训练猴子上树帮我们摘椰子为什么不把它们训练成会跑善算的猴子计算机?时至今日电对于大多数人来说还是相当神秘的尽管它一直就在你的身边为你服务。它点亮电灯以免在漆黑的夜晚你毫无道理地用额头和膝盖去揍无辜的石头或者让你能够坐在电视机前愤怒地抱怨那些无休止的广告。要是突然有一天没有了电你一定会觉得生活不便、世界黯淡不知道该如何继续过下去。甚至对这个朋友还心存恐惧。社会在不断进步人们也越来越忙甚至忙到学会了对大多数事情习以为常而不去深究其中的奥妙。要是对你宠信有加的老板今天早上在电梯里一句话也没跟你说你可能会为这事儿琢磨一上午但如果被电了一下却从来不会想:ldquo电怎么这么厉害?老子今天倒要看看这是怎么事儿!rdquo在电与人类的关系方面过去和现在的情况始终是mdashmdashmdash就拿电灯来说mdashmdashmdash先有了电于是才有了电灯。电灯为什么要这样构造?那是因为我们发现只有这样构造电才能为我们发光。不了解电你永远也不会明白电子计算机为什么非得是这个样子它到底是怎么工作的。不过你也不用害怕毕竟这需要一些基本的电学知识就够了怎么说也比训练一只猴子计算机来得容易。那么让我们现在就开始吧!有的东西能导电而有的则不能电学是我们身边的科学所以就连我那一岁多的女儿偶尔也会聚精会神地盯着电视机看那上面不断变化的图像或者笨拙地玩弄她的电动玩具。也许正是因为人们对电的依赖性太强了我才会在网上看到有人说:ldquo唉明天又停电什么事也做不成只好躺在床上看一天电视了。rdquo要输送电通常只能借助于电线而不是一车一车地往家里拉这是小孩子都知道的。根据我们在日常生活中得到的经验电只能通过金、银、铜、铝、铁、锡、铅等物质来传播而对于干燥的木头、纸张、塑料、陶瓷等物质则不行。这基本上属于常识忆一下你是否在家中遭到过电击?那并不是因为你碰到了插座的外壳或者电线的外皮而是因为你不小心接触了里面的金属最讨厌的是那天为什么没有停电。生活在现今这个时代还是很幸福的电线哪里都有随处都能找到。有一次手头上的电线用完了出去买又太远。于是我就找啊找很快找到一根。你知道我是在哪里找到的吗?说出来不怕你笑话mdashmdash垃圾堆!想想几个世纪以前电学刚刚起步的时候普通人根本不知道电线为何物。为了做实验大师们都得自己想办法制作电线现在看起来还真有些艰苦卓绝的味道。像金银铜铁铝那样能导电的物质叫导体而通常情况下不导电的物质叫绝缘体。但也不总是这样有时候像木头这样的东西在被雨水淋湿之后也会导电。可见导体和绝缘体之间的界限并不是十分绝对。人体也能导电和淋湿的木头差不多。有时候当人触了电那一声怪叫就是明证。尽管看不见,但几乎所有人都会感觉电更像非常微小的颗粒,它们可以在导体中游走。看起来这是一种人人都会有的直觉不管是谁在他安静下来认真思考这件事情的时候都会想到这一点。原则上这种认识并没有错从世纪以来科学家们就在思考和研究这件事情并把这种非常微小的粒子起名叫电子。你可以随意想象电子在物体里穿行的样子比如你可能认为它是一束束地在导体里面游动导体有空隙而绝缘体没有所以绝缘体不能导电。但需要指出的是实际情况并非这样。要弄清楚这一点需要了解世间万物的微观构造。电的老家是原子理论上任何物质都是可以无限地分割的。比如一根铅笔你把它从中间折断折断后所余下的两段又可以再从中间折断你可以不停地分割下去。这个分割的过程一旦开始你就不可能停下来因为不管每一段有多短小它依然是实际存在的物质而只要是物质就必然可以被拦腰劈成两半。所有物质都可以无限分割这只是一种理论上的假设在意念上mdashmdash也仅仅只是在意念上它才是正确的。没有谁能够把物质无休止地分割下去因为找不出那样薄的刀片而人的眼睛也看不清太小的东西。ldquo分割rdquo是一种非常粗暴的行为常常带有破坏性。当你分割一头牛后它再也不能喷着响鼻站在牛圈里吃草也不能下地干活只能拿到煕煕攘攘的市场上任人挑选最后可能会变成你今天中午吃的一碗牛肉面。与分割不同远在古代就有人通过观察发现很多物质自然就能分解成细微的组成部分。比如空气尽管看不见但是它能飞沙走石也能在<spanclass='wran'>我们的身体<span>里进进出出让我们活着感觉到它必定是以非常微小的颗粒组成的。再比如糖块平时它是固体硬硬的即便是碾成粉末那也是看得见的小颗粒。但如果将它丢进水里它就会消失得无影无踪。当水蒸发掉之后它又变成了可以用手捏起来的糖。这意味着像糖这样的东西应该是由非常细小的微粒组成的这些微粒太小人的眼睛看不见。事实上不仅仅是空气和糖世界上所有的东西都是由看不见的微粒组成的包括你自己和眼前正在看的这本书。与分割不同ldquo组成意味着某种东西是由另外一些东西相互结合在一起形成的就好比一支铅笔它是由铅笔芯、圆木组成的它们都能单独存在并有各自的用处。那么组成所有物质的最小微粒究竟是什么呢?不同的人有不同的答下面是一些答案。父亲:噢?好小子你居然想到了这个问题去问你的老师吧!母亲:我已经够忙的了,你能不能去干点别的同事:大哥,你是不是小学没毕业啊!我的女儿:zzzzzzzzzzzzzzzzzdgnjfggggggggggNMFV(我一岁半的女儿显然希望通过计算机键盘用长篇大论来发表她的观点,但是我只保留了第一行,因为我觉得这一行对于阐明她的理论来说已经足够充分了)。物理老师:物质都是由原子构成的。物质不同构成它的原子也不同。这难道就是结论吗?在古代没有原子的概念但只要思想是一样的采用什么表达方式和什么术语无所谓。在国内这种思想可以追溯到春秋战国时代而在西方第一个具有这种思想的则是古希腊人德谟克里特。德谟克里特绝对是一个伟大的人。但是哎呀但凡伟大的人都很奇怪。这个败家的人游历过很多地方为的是增长见识、开阔视野。他到过的地方很多甚至远到埃及、印度等这些地方他都去过就这样花光了祖上留给他的大量财产活生生地证明了ldquo知识就是金钱rdquo这句话果然不假千真万确。德谟克里特活着的时候距离我们现在足足有两千多年。那个时代好像没有什么好发明的伟大的人通常都以伟大的思想见长。他研究过很多东西包括数学、动物解剖、社会伦理、政治和教育等等也写过不少作品但遗憾的是大都失传了。他的很多思想对后世产生了很大影响连马克思都称赞他是ldquo有经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者rdquo。在他关于原子的思想里,整个世界只有两样东西:原子和除了原子之外的什么也没有,也就是所谓的ldquo虚空rdquo。原子是不可再分的它组成了五颜六色、形态各异的世间万物而且它们都待在虚空里。注意这基本上符合我们的直觉因为你的目光所及之处差不多就是他所说的ldquo有rdquo和ldquo没有rdquo。尤其可贵的是他还意识到原子在数量上是无限多的万物之所以各不相同是因为组成它们的原子在数量、形态和排列方式上存在着差异。德谟克里特关于原子的思想在很大程度上是错误的但是哎呀他生活在什么时代再看看你自己又生活在什么时代特别是你还能知道他、记住他这很能说明问题。显然用原子的眼光来审视我们的生活是很奇特的:我们都由原子组成放眼望去哪里都是原子。人们吃原子、喝原子、享受原子甚至有些不文明的人在公共场所随地吐原子mdashmdash当然这实际上是由数不清的原子形成的特殊物质吃东西的时候都不敢用力嚼生怕原子们被你咬疼。事实上无论你怎样粗暴地对待它们都没有关系因为它们没有生命。德谟克里特之所以非常名气很大一部分原因是他那朴素的原子思想与现代的科学发现比较接近。但是在他活着的时候大部分人对他的说法持怀疑态度。不过这还算好的要说糟的那就是他也拥有很多敌人这些人反对他的说法觉得这完全是胡说八道。用他们的话说德谟克里特是一个疯子就爱胡说八道。真正完整意义上的、科学的原子理论是在世纪的时候由一个名叫道尔顿的人完成的。道尔顿的故乡在英国他年出生于一个清贫的织布工家庭唯一的优势就是mdashmdash用一些传记作家的话来说mdashmdash从小就聪明过人岁的小小年纪就当上了当地一所小学的校长。不过同时作家也不无疑惑地写道:ldquo这也许说明了道尔顿的早熟也说明了那所学校的状况也许什么也说明不了。rdquo道尔顿患有色盲症mdashmdash也就是不能像正常人那样分辨颜色的疾病比如会将红色看成黑色。他是当时基督教新教的一个派别mdashmdash贵格会的教徒每次去做祈祷的时候都穿着色彩鲜亮的红色长袍。作为一名保守、稳重的贵格会成员这是极不恰当的。道尔顿不是精神病人所以他意识到自己在色彩分辨上存在问题。这种毛病不会要人的命但却让人觉得烦恼。想想看如果有一天你在厨房里一不小心把手指当成豆角切了个小口子而你恰好又不知道自己患了色盲症在发现自己的血液竟然颜色发黑的时候你该是多么的惊恐啊!尽管极少有人知道但是色盲症事实上还有另一个名称:道尔顿症。这是因为道尔顿自己就是个色盲一般来说人类总是倾向于热心研究发生在自己身上的各种怪异之事于是他就这么干了而且是第一个研究色盲的人。年道尔顿写了一本叫做《化学哲学的新体系》的书这本书足足有多页终于使他出了名。在这本书的前面说明了差不多是现代概念上的原子。没有人能创造原子它一直就存在着从世界开始的那一天。ldquo创造或者毁灭一个氢原子rdquo他写道ldquo也许就像向太阳系引进一颗新的行星或毁灭一颗业已存在的很快星那样不可能。rdquo在我们身边有着数不清的东西mdashmdash简直是数不清大小不同、形状各异、黑白分明有的赏心悦目有的面目可憎沁人心脾的很多臭气熏天的也不少。别的不说光是整个地球上有多少种动植物也从来没有哪一个人能说得清。很显然这个五彩缤纷的大千世界是不可能只用同一种类型的原子组成的。道尔顿研究了不同类型原子之间的相对大小以及它们各自的性质和相互之间结合的方法尽管在他那个时代已经知道的原子类型还很少。比如他当时就认为我们平时喝的水是由氢原子和氧原子按:的比例构成的。他的观点当然并不十分准确因为我们现在已经知道这个比例实际上是:。原子不是靠你用小刀就能分割出来的从世界存在的那个时候它就一直在那里。你可能很想知道的是原子到底有多大?答案是大约等于mm的。要想在头脑中对此有个概念你可以试着将mm放大一直放大到差不多等于笔直修一条从东到西横贯中国的公路。那么一个原子的直径就和一个汽车轮子的直径相当。因此我们不得不说原子实大是太小了。尽管在原子是否存在的问题上所有人都达成了一致但始终还是没办法看见原子。人们承认它只是因为有越来越多的实验表明它肯定是存在的。一开始人们觉得原子有可能是方的像砌墙用的砖。这听起来似乎有些道理因为它能很好地解释为什么像金属和钻石这样的东西竟然有那么高的硬度。然而更多的科学家则倾向于认为它更像一个实心球mdashmdash一个密度很大的固体。时间过得可真快到世纪初人们已经普遍知道原子并不是个实心球它实际上还具有更小的组成部分。原子内部绝大部分都是空的在它的中央有一个非常微小的核心由数量不等的质子和中子聚集在一起组成称为原子核。在原子核的外面是围绕着它的核外电子简称电子。说实在的对于原子内部的世界是什么样子大多数时间我们只能依靠想象这的确是一件遗憾的事情。但是就算你能观察到,那也会觉得它其实没什么意思:它很空旷尽管它有一个原子核和一些核外电子但这些东西相对于原子内部的巨大空间来说实在是太微不足道了。那里基本上没有什么东西没有餐馆、没有网吧更没有足球比赛和花果山水帘洞。你所能看到的也许只是电子在离你非常遥远的地方呼啸而过mdashmdash如果那里有风的话。不过那里当然没有风也不可能有空气因为在我们的现实生活中空气和风实际上也是原子组成的而你此时此刻正在原子内部逗留讯问。我们知道原子有很多种光是你现在看的这本书它所使用的原子起码就有来种。看起来这并不算多可是你要知道迄今为止人类只发现了百十来种原子正是它们组成了这个五彩缤纷的大千世界。没错原子们真是太能干了。通常一个原子不同于另一个原子的原因是它们原子核内的质子数不同。比如组成氢气的氢原子只有一个质子是所有原子中最简单的组成铁丝或铁块的铁原子却有个质子。前面已经说过目前已知的原子有一百多种这就意味着就最复杂的原子来说它的质子数会达到一百多个。不同的原子具有不同的性质和特点用一本科普书上的话说,ldquo质子数决定了原子的身份电子数则决定了原子的性情。rdquo但是由于我们一般接触不到单个的原子所以也就无法确切地感受到这一点。为什么有些东西可以导电到现在为止我们已经用了大量的篇幅来披露原子的内幕希望人类不会因为好奇心的驱使前去参观而带来环保问题。说实在的我们已经离题太远了在这一节里我想从另外一个角度重新探讨一下导体和绝缘体。研究原子是单调和枯燥的工作,甚至有些无聊,所以我们通常认为这是物理和化学家们的工作,自己则跑去喝茶、看电视、钓鱼或者到演唱会现场给歌星们助兴。我们不喜欢原子但是却喜欢原子组成的大西瓜、大米饭、炸小黄花鱼、垃圾食品和汽车。看得出这绝对是一种细活儿大自然是怎么做到的呢?没有用来把原子们粘在一起的胶水在原子一级的微观世界里是没有胶的。非常明显同时也非常关键的是如果没有办法把原子们结合到一起,它们就只能像沙子一样什么也形成不了,永远都只能是一盘散沙不过,作为也是由原子组成的你,既然能够有机会在这里探讨这个问题,说明大自然早就找到了解决的办法。奥秘就在于要形成物质原子们必须依靠共用外层电子的方法来抱成团。在物质里原子们密密麻麻地挤在一起一个原子会有一个以上的邻居而它的邻居们也一样拥有别的邻居。当共用发生的时候每个原子外层的电子会定期到别的原子那里待一会儿。这有点儿像两个无聊的邻居今天你住我家我住你家明天再换来就这样不停地折腾也不知道为什么。由于电子和原子核之间有引力作用所以当电子在原子之间共用时电子充当了原子之间的黏合剂。在原子那里它们之间的黏合剂是它们各自最外层的电子具体方式就是电子共用。共用通常小发生在相邻的原子之间但这也不可能是随随便便就可以的不同的原子也会在ldquo邻居rdquo的类型和数量上有所挑剔。在生活中你也不是和所有人都能称兄道弟。俗话说ldquo人以类聚、物以群分rdquo就是这个道理。从大的、看得见的宏观层面上来说物质分为两大类型。第一种类型的物质它们的共同特点是由一种原子结合而成。比如金、银、铜、铁、锡、铝和钠等它们都是分别由相应的金、银、铜、铁、锡、铝和钠原子组成的。从现在开始起当你神气活现地把金戒指戴在手上的时候别了正是因为有不可胜数的金原子愿意手拉手聚在一起才成就了你脸上那灿烂而自信的笑容。第二种类型的物质其组成方式较第一种类型复杂但在生活中更常见包括所有的动植物、食品、纸张、化工原料等包括你自己躯体上的每一个组成部分。我们平时喝的水它是无色透明的也没有难闻的怪味。但是你有可能不知道的是这种你天生就离不开的东西却是由两种表面上看起来极不相干的东西结合而成:氢和氧。氢和氧平时是气体它们分别由氢原子和氧原子组成。特别是氧气你根本离不开它为了依靠它活命你说话和唱歌必须换换气儿即使是在睡着的时候你那令人不爽的鼾声也表明它依旧在你的身体里进进出出。但是当氢气和氧气混合起来燃烧的时候氢原子和氧原子就会通过共用电子形成水。再比如我们平时吃的盐你简直想不到它居然是由两种极其危险的物质构成的即钠和氯所以食盐在化学上又称为氯化钠。钠是一种金属呈银白色可以导电。奇怪的是同样属于金属它却非常软可以用小刀切成片。最麻烦的是它对于我们生活的环境非常恐惧所以只好将它放在煤油里mdashmdash也只能待在这里要是你把它丢进水里那可就太危险了它会在水面上打转并ldquo咝咝rdquo地使劲儿叫唤mdashmdash很像一种燃放之后会在地上打转的烟花发出的声音mdashmdash总之简直让人不知所措如果更严重的话还会爆炸给你整整容而氯气呢则是有毒的气体。总之如果你吃了一块钠或者吸入了过量的氯气通常的结局只能伸腿瞪眼、四脚朝天、鸣呼哀哉。有句话叫ldquo吃饱了骂厨子rdquo但是你瞧如果饭菜里不放盐情况也好不到哪儿去。原子之间通过共用电子来形成各种各样的物质这并不是一件轻而易举、稀松平常的事儿。如果不是这样的话你穿的衣服就会长在皮肤上形成一种新的、更古怪的皮肤当你想从椅子上站起来的时候你会发现椅子已经长在屁股上成了你身体的一部分mdashmdash总之整个世界会慢慢地融合到一起从而彻底变个样儿。好在这种事情没有发生我们据此也知道原子们的脾气着实古怪。不同类型的原子其原子

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

文档小程序码

使用微信“扫一扫”扫码寻找文档

1

打开微信

2

扫描小程序码

3

发布寻找信息

4

等待寻找结果

我知道了
评分:

/6

穿越计算机的迷雾

VIP

在线
客服

免费
邮箱

爱问共享资料服务号

扫描关注领取更多福利