一般认为，电话的发明者是英国人亚历山大？格拉汉姆？贝尔（18471922）。贝尔出生在英国一个声学世家，后来移居美国。1969年，贝尔受聘为美国波士顿大学语言学教授，担任声学讲座的主讲。1983年，他辞去教授职务，一心扎入发明电话的试验中。

1875年，贝尔注意到电报机中应用了一种电磁铁，这种电磁铁能够把电信号和机械运动互相转换，他深受启发。于是，他开始设计电磁式电话。最初，他把音叉放在带铁芯的线圈前，音叉振动引起铁芯运动，从而产生感应电流，电流信号传到导线另一头经过转换，变成声信号。随后，贝尔又把音叉换成能够随着声音振动的金属片，并把铁芯改作磁棒，经过反复实验，最终制成了实用的电话装置。

1876年，贝尔获得了美国的电话专利，他不仅发明了电话，而且建起了世界第一家电话公司。

当然，有人认为电话的发明者是意大利人安东尼奥·梅乌奇，也有人认为是美国人以利沙·格雷发明的电话。但是不管是谁发明了电话，都无法影响电话已经带给世界的巨大益处。

走近奇迹

一直以来，千里传音可以说人类的一个梦想，而电话的发明无疑让这个梦想变为现实。

欧洲对于远距离传送声音的研究始于17世纪。英国著名的物理学家和化学家罗伯特·胡克首先提出了远距离传送话音的建议。而在1796年，英国教授休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法，并且把这种通信方式称为“elephone”，并一直沿用至今。

电话是受到电报发明的启示而发明的。电报的发送，需要发报人先将报文编译成编码，然后再传送，最后接收方需要将收到的电码译成报文，这种方式不仅手续麻烦，而且也不利于双向信息的及时交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式，这就是现在无人不晓的“电话”。

在19世纪70年代，美国发明家以利沙·格雷设计了一套“情侣电报装置”。他使用两个罐头盒，每只盒子底部由一条绷紧的绳子连结起来。当一个人对着一端罐头讲话时，振动通过绳子传达给另一端罐头。当时，格雷已经认识到人的声音由各种不同的频率的音调构成。

1976年，贝尔和他的助手华生设计了中心设置磁舌簧的发话器。这种发话器能传递各种频率的声音，振动舌簧通过电磁感应转换为各种电振荡。同样结构的装置放在一定距离的另一端，作为接收机用。1876年2月14日，这项发明获准专利登记。

1876年6月25日，在纪念美国独立宣言发表100周年的费城博览会上，贝尔展出了他的电话机，世界为之震动。在贝尔成功申请专利的第二年，即1877年，美国波士顿的第一条电话线路开通，也就在这一年，有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了一份新闻消息，从此开始了使用电话的时代。

不久，贝尔电话公司成立。但当时的电话并不完善，体积大得惊人，像个大箱子，发话人必须大声喊叫，而且只能在小城市范围内通话。后来，大发明家爱迪生完成开发和完善电话技术的任务，他用碳粒接触来控制电流强度，对贝尔的电话结构进行了革命性的改造。同时，华生又增加了磁性电铃，制造了交换台设备，使得电话逐渐完善起来。

电话发展至今，无论从外形和工作原理上都起了不小的变化。历史上，人类对电话进行了很多技术改造，如碳粉话筒，人工交换板，拨号盘，自动电话交换机，程控电话交换机，双音多频拨号，语音数字采样等。近年来融入了新技术，如isdn，dsl，模拟移动电话和数字移动电话，还出现用激光作为载波源的激光电话，以及可实现多媒体功能的3g电话等。

电话的发明改变了人类的通信方式，使人们足不出户就可以与相隔千里的朋友交谈，电话的应用，不论是民用还是军用都有着无可替代的作用，对经济发展更是起到了不小的推动作用。

⊙奇迹探秘：

2“电话”一词大家已经很熟悉了，那么这个名字是怎么来的呢？

“电话”一词是意译英文的“elephone”过来的，意思是以电器传达语言。最初，中国人对“elephone”这个词采用了音译，译作“德律风”。在一段时期内，“电话”和“德律风”是通用的。

但在20世纪初，一群在日本的中国绍兴籍留学生（鲁迅也列在其中）曾联名给家乡写一封信，信上详细介绍了日本的近代化情形，信中说到“电话”时，特意注释道“以电器传达语言，中国人译为‘德律风’，不如‘电话’之切”。相信，这封信对“电话”一词的最终确立应该起到了作用。

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【电话的工作原理】

电话通信是通过声能与电能相互转换，利用“电”这个媒介传输语言的一种通信技术。以两个用户通话为例：

首先，发话者拿起电话机对着送话器讲话时，声带的振动使得空气振动，形成声波；然后，声波作用于送话器上，使之产生电流，称为话音电流；话音电流沿着线路传送到对方电话机的受话器内；最后，把电流转化为声波，通过空气传至听话人的耳朵中。这样，就完成了最简单的通话过程。

总之，电话的工作原理是声信号先转化为电信号，再转化成声信号的一个过程。

知识百科

【电话在中国】

鸦片战争以后，西方列强掠夺走中国的财富，也为中国带来了近代的邮政和电信。

1900年，中国第一部室内电话在南京问世，当时只有16部电话。19041905年，俄国人在山东烟台至牛庄架设了无限电台，使得先进的邮政和电信逐步取代了中国古老的邮驿制度和民间通信机构。

1949年以前，中国电信系统发展缓慢，到1949年，中国电话用户只有26万，电话的普及率仅为005%。所以，中国人民政府迅速恢复和发展通信行业。在1958年，北京电报大楼成为新中国通讯发展史上一个重要的里程碑。1978年，改革开放以后，政府加快了基础电信设施的建设，我国的电话通讯业也取得了很大的发展。电话用户从1978年的1925万户增加到了2009年的10亿户以上。

今天，电话已成为人们联络的主要工具。同时，移动手机以方便、快捷、实时等特点，迅速成为电话市场的主导者。

22雷达

奇迹概览

雷达是英文radar（radiodeecionandranging的缩写）的音译，这个概念形成于20世纪初。雷达的意思就是无线电检测和测距，它是一种利用微波波段电磁波探测目标的电子设备。正是因为有了雷达，才使得人类的视听范围被扩大，人类的感官变得越来越敏感。而到今天，雷达已被广泛应用于军事及非军事的各个领域。

⊙奇迹探秘：

1雷达被广泛应用于我们社会的各个领域，而在自然界中，却有一种生物被称为“活雷达”，它是什么呢？

在自然界的生物中，我们可以找到雷达的影子蝙蝠，它被称为“会飞的‘活雷达’”。蝙蝠一般在傍晚的时候出外觅食，在能见度很低的情况下，它却依然能够飞翔于空中，灵活地避让各种障碍物，并能准确地捕捉到蚊蝇、蛾子等小昆虫。那么它是如何做到的呢？

科学家们经过实验证明，蝙蝠主要是靠听觉来发现位于它四周的障碍或者昆虫的。在飞行的时候，它的喉内能够发出一种超声波，这种超声波一旦遇到昆虫或者障碍物，就会被反射回到蝙蝠的耳朵里。这样蝙蝠就能通过声音反射的情况来辨别目标是什么，以及目标距离自己有多远。人们通常把蝙蝠的这种探测方式称为“回声定位”。

蝙蝠用回声定位来捕捉昆虫的灵活性和准确性是非常惊人的。有人统计，蝙蝠在几秒钟内就能捕捉到1只昆虫，1分钟可以捕捉十几只昆虫。同时，蝙蝠还具有令人惊叹的抗干扰能力。它可以从满是杂乱无章声音的回声中，辨别出某一种特殊的声音，并能对这种声音进行分析和辨别，从而判断反射的音波是昆虫还是其他物体，甚至它还能分辨出昆虫究竟是否可以食用。

走近奇迹

第一次世界大战期间，军用飞机的出现，使得一些国家在抵御它的突然袭击方面遇到了很大的困难。因此，一些科学家开始致力于寻找一种可以远距离发现及寻找飞机的仪器，这就是后来的雷达。

而雷达的发明则可以追溯到19世纪。1887年，德国科学家赫兹在证实电磁波的存在的时候，发现电磁波在传播的过程中遇到金属物会被反射回来，就如同是镜子反射光一样，这实质上就是雷达工作的原理。但当时的赫兹却并没有想到利用这一原理来做些什么。

到了1897年的夏天，俄国的“无线电之父”波波夫和他的助手雷布金分别在俄国海军的两艘巡洋舰上进行无线电通信试验。在试验中他们发现，当另一艘巡洋舰从这两艘巡洋舰之间驶过时，无线电信号就会中断，接收不到。等船驶过后，两舰之间的通讯又恢复了正常。而且这种因果现象一再发生，这说明电磁波会被金属物体阻挡和反射。美国物理学家和发明家特斯拉在1900年也做了同样试验，并通过试验得出“使用波长很短的无线电波可探测物体的踪迹”的结论，这实际就是现代雷达的原理。

尽管不少人已经发现了雷达的工作原理，但是却并没有人将这种原理很好地应用。直到1935年，英国著名的物理学家沃特森·瓦特在前人研究的基础上发明了一种既能发射无线电波，又能接收反射波的装置，它能在很远的距离就探测到飞机的行动，这就是世界上第一台雷达。这台雷达能发出15厘米的微波，因为微波比中波、短波的方向性都要好，遇到障碍后反射回的能量大，所以探测空中飞行的飞机性能好。为了安全和方便，当时称这种雷达为ch系统。

1938年，英国开始用沃特森·瓦特设计的雷达组建世界上最早的防空雷达警网。1939年9月，第二次世界大战爆发时，英国已在东海岸建立起了一个由20个地面雷达站组成的“本土链”雷达网。这个雷达网在第二次世界大战中给纳粹德国造成了极大的威胁。

雷达的优点是不受天气的影响，可以全天候、全天时地进行远距离目标的探测，而且它具有一定的穿透能力。因此，在现代社会，雷达不仅是军事上必不可少的电子装备，同时，它也被广泛应用于社会经济发展和科学研究的各个方面，比如气象预报、资源探测、环境监测，还比如天体研究、大气物理和电离层结构的研究。而以地面为目标的雷达可以探测地面的精确形状，而且它的空间分辨能力可以不受距离影响，能达到几米到几十米，因此，雷达在地质研究及地质调查等方面也显示出很好的应用潜力。

随着科学技术的不断飞速发展，雷达技术的不断成熟，它的使用将会越来越广泛，必将在人类社会的各个领域发挥更为广泛的作用。

⊙奇迹探秘：

2雷达可以进行如此多的工作，那么它的工作原理又是什么呢？

雷达的工作原理和眼睛相似，它的信息载体是无线电波。雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关这个物体的某些信息，比如目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等。

3不同的雷达可以做不同的工作，可见雷达的种类繁多，人类现在所拥有的雷达都有哪些呢？

雷达种类很多，可按多种方法分类：

（1）按定位方法可分为：有源雷达、半有源雷达和无源雷达。

（2）按装设地点可分为：地面雷达、舰载雷达、航空雷达、卫星雷达等。

（3）按辐射种类可分为：脉冲雷达和连续波雷达。

（4）按工作被长波段可分：米波雷达、分米波雷达、厘米波雷达和其它波段雷达。

（5）按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。

（6）相控阵雷达是一种新型的有源电扫阵列多功能雷达，可以直接向空中辐射和接受射频能量是有源电扫列阵最重要的特点，因此这种雷达不但具有传统雷达的功能，而且也具有其它的射频功能。

【雷达的构造】

尽管各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但它们的基本形式是一样的，都包括5个基本组成部分：发射机、发射天线、接收机、接收天线以及显示器。另外还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。

知识百科

【多普勒雷达】

多普勒雷达就是利用多普勒效应进行位置测定、速度测定以及距离测定等工作的雷达。那么，什么是多普勒效应呢？多普勒效应是奥地利科学家多普勒最早发现的，它是当声音、光和无线电波等震动源与观测者以相对速度相对运动的时候，观测者所收到的振动频率与振动源所发出的频率会有所不同的一种现象。而由多普勒效应所形成的频率变化就叫做多普勒频移，它与相对速度成正比，与振动的频率成反比。

23计算机

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计算机，又名电脑，是一种根据一系列指令来对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备。任何一种计算机，都是由硬件和软件组成的。从世界上第一台计算机的诞生，到现在经过了半个多世纪的发展，计算机给人类的工作和生活带来了极大的方便，并显示出了它强大的生命力。许多学者认为，计算机的出现是继工业革命后的又一场科技革命，并预言在不远的将来，计算机将会占据我们生活的每个角落，成为信息化社会的主要标志。

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1谁才是真正的第一台计算机的发明人？