第7章 不可不知的美国科技常识

美国在科技方面拥有着领先世界的水平。自近代以来，美国在科技领域方面不断地向其他国家学习，吸取其他国家的先进技术，并对其进行研究与改良，从而在创新中不断进步。早在1790年的时候，美国便向当时工业技术先进的英国学习，并逐渐仿制出了棉纱机，又在此基础上进行研发与创新，制造出了轧棉机，使得美国的纺织工业逐渐有赶超英国的趋势。与此同时，美国还虚心学习了欧洲的许多先进技术，又在其基础上进行自主研发，其在电力技术上的成就很快便成为了世界上的佼佼者，比如爱迪生发明的白炽灯就是最具代表性的发明。

随着美国科技技术的不断成熟与进步，更多的高精尖技术逐渐成为了美国科技研发的主流项目。在汽车、飞机等交通工具发展到一个全新领域后，美国科研人员将自己的目光投向了未知的宇宙中，在物理、化学、生物等方面的科研项目也发生了翻天覆地的变化，如造福人类的基因工程等。而随着信息化时代的发展，电脑、网络等科技发明，已经带领着美国的科技进入到了一个全新的时代。

1.第一艘以蒸汽机作为动力的轮船是如何产生的？

轮船一词最早起源于中国古代，当时的中国人在船舱底部安装了一种脚踏桨，通过人力的不断踩踏，使其借助水的推力前行。1807年，美国著名工程师富尔顿发明出了一种能够代替人力进行连续运动的机械，并制造出了世界上第一艘以蒸汽机作为动力的轮船。至此，揭开了轮船的全面技术革新，将轮船制造技术提升到了一个全新的高度。

1765年，富尔顿出生在美国宾夕法尼亚州的一个贫苦的家庭中，小的时候，他非常聪明，特别喜欢提出问题和思考问题。

一天，富尔顿背着家人去河边玩，他想划着岸边停放的渔船到河里去钓鱼。然而，当他拿着木桨划到湖中的时候，却刮起了一阵大风，使得他不管再如何努力地划桨，船都无法前进半分。最后，他弄得满身大汗，船却几乎没有前进，这使他不得不放弃了钓鱼的计划，返回到岸上。

经历这件事后，富尔顿在空闲时就总会想：“为什么当船遇到顶风的时候，即使我怎么努力却都不能划动呢？用什么办法能够让划船变得轻松起来呢？”最终，一次在水中嬉戏，让他找到了问题的答案。他心想，“如果有一种机器可以代替人力划桨不就可以了吗？”这一想法一经产生，他就立刻将其付诸到实践当中。终于，在经历了几十年的不断努力后，富尔顿于1807年得偿所愿，制造出了世界上的第一艘蒸汽机轮船。

其实，富尔顿并不是第一个制造出蒸汽机轮船的人。在此之前，美国西敏敦制造出了一艘名为“夏洛托·敦达斯号”的轮船，但由于其遭到了许多人的强烈反对，一项伟大的发明就这样被湮没了。直到1793年，富尔顿在拿破仑的支持下，对以往的轮船进行改良与创新，在经历过多次失败后，终于成功地制造出了蒸汽机轮船，并为其命名为“克莱蒙特号”。这条船长达45米，宽约4米，船上还安装了一个巨大的船帆，而且，最主要的是，船上还安装了在当时来说最好的蒸汽机。8月17日，这艘“克莱蒙特号”在伦敦正式试航，在众人的欢呼声中，成功地完成了为期4天的航行。

可以说，富尔顿的这一发明，将人类船只的发展带入到了一个新的时代，机械逐渐取代了人力，成为了一种新的动力，同时也从一定程度上推动了水上运输业的发展。

2.白炽灯是怎样出现在美国人的生活当中的？

虽然现在已经看不见白炽灯了，但是，在19世纪的时候，白炽灯却是人们生活中必不可少的照明工具。

白炽灯其实就是将灯丝通过电力进行加热，使其呈现出一种白炽的亮光，从而成为一种可以用于照明的可见光源。最早的白炽灯的外壳多是由玻璃制成的，然后在内部装入钨丝，并将灯内的空气抽出，这样一来，就可以有效地防止钨丝被氧化了。最后再向灯的内部填充进惰性气体，一枚白炽灯就这样制成了。虽然其发光效率低，但由于白炽灯的制作简单、成本低廉，仍然得到了广泛的应用。

其实，早在1845年，白炽灯的这一想法就被斯塔尔提出来了，他设想向制作出的真空泡中置入碳丝。英国的斯旺对斯塔尔的这一想法做了进一步的验证实验，他将碳化纸作为灯丝，通电后，灯丝很快就断裂了。这种灯的寿命很短，只能够坚持一两个小时，根本不能够投入到日常生活的使用中，这次试验就此宣告失败。而造成这种现象的主要原因就是当时的技术水平不是很高，灯内残留的空气对这一实验造成了很大的影响。

直至1876年，爱迪生展开了对白炽灯的研究和改良。他发现，要想提高白炽灯的使用寿命，首要解决的问题就是白炽灯内部的真空度与作为灯丝的材料。灯丝必须要具备耗电量少、具有较强的发光效果以及很强的耐热性，当然还有最重要的一点是材料的价格低廉。对此，爱迪生进行了上千次的尝试，最终选定了碳化棉线作为制作灯丝的主要材料，将这种碳化棉线放入玻璃球内，再将灯内的空气全部抽空，其制成后的白炽灯能够坚持发光长达10小时之久。此项发明一经推出，立即得到了广泛应用，而爱迪生也因此获得了关于白炽灯的发明专利。

白炽灯由于具有光源小、材料便宜等特点，得到了大批量的生产与应用。然而，随着科技的不断发展，白炽灯也被科学家们进行着不断的改良。同时，人们对灯的要求也越来越高，除了要具有白炽灯的所有特点外，还要具有节能、环保等特点。就这样，节能灯登上了历史的舞台。

从2012年开始，美国将逐渐对白炽灯的销售进行控制，预计在2014年，美国市场上将再不会有白炽灯出现，以节能灯将其替换下来。可以说，白炽灯因其不能够满足人们对节能、环保的需求而逐渐淡出了人们的视线。

3.尼龙材料是如何被美国人发明出来的？

尼龙曾经是风靡一时的衣料，以其超强的韧性与纤薄的质感而深受人们的喜爱，并成为人们彰显时尚的一种标志。那么，尼龙究竟是如何被发明出来的呢？

最早的尼龙是由美国科学家卡罗瑟斯率领其科研小组共同研发而成的。这一科研成果填补了纺织业对合成纤维的空白，不仅为纺织业注入了新的技术，同时也是高分子化学这一专业领域的又一项重大突破。

卡罗瑟斯于1896年4月出生于美国爱荷华州的一个小镇，1924年他成功地取得了有机化学专业的博士学位。此后，他一直致力于关于有机化学的研究，并因在化学领域内取得的成就成为了著名的有机化学专家。1928年，他正式接受杜邦公司的邀请，参与到杜邦公司关于有机化学物质的研究当中，这也成为了他人生的一大转折点。经过无数次的研究试验，他终于在1939年发现了尼龙这种纤维材料。可以说，卡罗瑟斯的这一发现填补了合成纤维在纺织业中的空白，成为了最早出现的工业化的合成纤维。

1928年，由美国的杜邦公司率先成立了一个以化学研究为主的研究所。在当时，杜邦公司可以说是全美国最大的一家化学工业公司，这家公司所建立的这一研究机构，也为今后化学工业的发展做出了巨大的贡献。而杜邦公司建立的这座研究所所聘请的负责人正是卡罗瑟斯，他主要负责对聚合反应进行研究。在研究过程中，他发现了一种高聚酯物质。1930年，卡罗瑟斯与其助手在进行化学实验的过程中，无意间发现高聚酯经过高温熔化后所产生出来的丝状物质，冷却后可以拉伸，不仅异常强韧，还具有很好的弹性和一定的透明度。这一化学发现带来了巨大的商业价值，人们将这一研发成果运用到了纺织业当中，作为一种纺织纤维。

由于尼龙具有清洁性、防污性、弹性、耐磨性及抗尘性等种种特性，所以不仅在纺织业中得到了广泛的使用，还被人们应用到了汽车、电子设备、交通器材等作业中，甚至在二战时期，美国还曾将尼龙用于空军制作的降落伞中。杜邦公司还利用尼龙的特性将其制成了一种透明的丝袜，而这种丝袜一经推出，深受广大女性的喜爱，成为了大家争相购买的一种纺织产品。发展到1940年，尼龙已经遍及了整个美国。在这期间，尼龙为杜邦公司带来的利润可以说是非常可观的，而其对纺织业的发展更是起到了至关重要的推动作用。

4.飞机是如何被美国人发明出来的？

飞机是现代人们应用较为广泛的一种交通工具，它以其飞行速度快的特点深受人们的喜爱，对人们的生活产生了非常重大的意义。据航空局的最新统计，喷气式客机的速度能够达到每小时900千米，而且不受陆地地域限制的影响，同时，飞机发生事故的几率也是非常小的。与汽车、火车等其他交通方式相比，飞机的死亡人数不足其百分之一，成为当之无愧的最安全的一种交通方式。

飞机最早是由美国的莱克兄弟发明出来的。1903年，莱克兄弟成功发明了世界上第一架飞机，而这一项研究实现了人类的飞天梦想。

莱克兄弟出生于美国俄亥俄州一个普通家庭，威尔伯·莱克于1867年出生，比弟弟奥维尔·莱克大4岁。他们在很小的时候就对机械表现出了浓厚的兴趣，而且这一兴趣受到了父亲的鼓励与支持。但在1878年发生的一件事情，从而改变了莱克兄弟的一生。

在这一年的圣诞节，父亲送给了他们兄弟一个非常珍贵、对将来飞机的诞生具有重要意义的一件礼物——飞螺旋。父亲说这件东西能够飞起来，两兄弟却对此表示质疑。于是，父亲当场为他们做出了示范。看着这件通过人工制造的小飞螺旋居然真的能够飞起来，莱克兄弟受到了深深的触动。

1896年，莱克兄弟听闻奥托·李林塔尔在飞行试验中不幸遇难的消息后，坚定了两人研制飞机的决心。在此期间，为了筹措经费，他们曾为别人擦过鞋，也曾开办过印刷厂……虽然在研究过程中面临了很多的困难与挑战，然而，多年的付出终于有所收获了。

就在1900年的时候，莱克兄弟第一次试飞滑翔机取得了成功。虽然这次试飞只飞起了1米，但这对于他们来说却是多年科研所取得的一大突破性进展。在接下来的几年间，兄弟二人从未放弃过对于飞机的研究。在经历过多次失败后，终于在1903年12月，莱克兄弟研究出的“飞行者一号”成功地起飞了，并且在空中飞行了12秒。经过几次飞行后，时间最长的一次竟然坚持了59秒，飞行了260米。可以说，莱克兄弟的这一发明对于世界航天史产生了重大的意义，同时也为今后航天事业的发展做出了巨大的贡献。

然而，发展到今天，飞机仍然还具有很多的局限性。首先，由于飞机的燃料价格比较昂贵，在一定程度上制约了飞机的路程；其次，飞机虽然不会受到陆地地域的影响，但受天气影响的情况却十分严重，在大风、雨雪等天气中，飞机的飞行安全都会受到很大的影响；最后，飞机对场地的要求十分严格，需要大面积的空旷场地作为飞机起飞与降落的缓冲跑道。这些问题都是今后科研人员需要不断地进行进一步的研究与改良的问题。

5.汽车是从何时开始成为了美国人的交通工具的？

如今，汽车已经成为了人们出行最常用的一种交通工具，并逐渐进入到了每个家庭之中，而最早的汽车是如何产生的呢？

对于汽车的产生与如今汽车业的发展，都离不开一个人，他就是亨利·福特。亨利·福特是汽车最早的创始人。他不仅发明了汽车，还建立了福特汽车公司，是世界上将汽车使用流水线进行大批量生产的第一人。可以说，他的种种创举对社会科技的发展起到了至关重要的作用，也为人们的生活带来了翻天覆地的变化，并因此成为唯一一位以企业家身份被选入《影响人类进程的100名人排行榜》的人。1999年的《财富》杂志将福特评为“二十世纪商业巨人”，以此表彰福特对汽车业的贡献。

亨利·福特于1863年出生在美国密歇根州的一个小镇上，他的父母都是从爱尔兰移民到这里来的，而在福特出生的时候，父母便已经为他创造出了一个很好的生活环境。亨利·福特在很小的时候就对机械具有很浓厚的兴趣，12岁的时候，他就曾将自己所有的时间都用到了建立一个属于自己的机械工作室中。15岁的时候，他就已经能够将机器的内燃机制造出来了。1879年，为了能够更好地实现自己对于机械制造的追求，他决定离开自己的家乡，前往底特律继续他的机械制造生涯。经过多年的游历与学习，他最终成为了一位著名的机械工程师。

在他成为工程师的时候，仍然投身于内燃机的研究当中。直至1896年，他制造出了世界上第一台汽车，并以“四轮车”为其命名。

1903年，亨利·福特建立了属于自己的汽车公司——福特汽车公司。福特汽车公司自成立以来，先后推出了19款不同的汽车，并将这些汽车按照字母顺序，从A型到S型为其命名。在这19款汽车中，以1908年设计出来的T型汽车最为出名。这款汽车一经推广便引起了美国民众的强烈反响，并且在欧洲地区很快成为了当时最畅销的一款。而这辆车的生产，也正式改变了美国人的生活。1913年，福特改进汽车生产方式，推出了世界上第一条汽车制造的流水线，使得汽车能够进行大批量的生产，并且使汽车生产向机械化、自动化生产领域逐步迈进。

可以说，亨利·福特对于汽车的发明与汽车生产流水线的推广，对当时的社会发展起到了极大的推动作用，并且为今后汽车业的发展做出了杰出的贡献。

6.工业机器人的发明为美国工业的发展起到了哪些作用？

所谓的工业机器人是专门针对工业方面的生产领域所打造的，能够机动灵活地进行各项精细工作的高精度机器人。这种机器人所拥有的特殊装置，在设定好程序后就能够自动执行工作指令，并根据工业生产的需要对其进行调节，使其能够完成各种工作。这种工业机器人既可以采用人工操作，也可以选择对其进行编程，使其能够更好地完成生产工作。

那么，人们又是如何想到以机器人一词来对这一机器进行命名的呢？

其实，机器人一词最早出现在卡雷尔·查培克一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本中。这一部剧本是在1920年创作的，作者的创作初衷是将机器人作为苦力的代名词。在剧本中，机器人虽然具有人的外表，但其具有的种种特征与工作能力，就像是一部机器一样，来帮助人们完成一些高难度苦劳力。而这一设想却为工业机器人的诞生带来了灵感，可以说，这是机器人构想的起源。

20世纪40年代，人们对于机器人的研究发明逐渐形成了一种热潮，众多科学家都醉心于此。20世纪50年代后期，美国国家实验室开始将精力投入到能够进行简单搬运操作的机械手的研究工作当中。这一机械手的研究，主要就是希望发明出一种通过系统操作而控制机械手运作的研究项目。这一项目的研究成果，也为今后美国工业机器人的诞生与发展奠定了坚实的基础，为今后的发明工作提供了一定的理论依据。

1954年，戴尔沃将工业机器人这一概念正式提出来，并为此申请了国家专利。戴尔沃在概念中指出，这项工业机器人的专利重点在于如何借助科技的力量来达到对机器人各个关节的控制，并且能够通过人工操作对机器人的动作进行操控，使机器人能够灵活地实现工业生产活动中所需的各种劳动。1959年，美国人经过不懈的努力终于制造出了世界上第一台工业机器人。这一机器人的诞生，对今后机器人的研究与发展起到了重大的意义，同时，也开创了机器人时代的新纪元。而在今后的科研发展中，人们将致力于机器人的技术的创新和改良中，使其在工业生产领域得到广泛应用，并逐步将其应用到其他领域中。

7.晶体管为什么被称为是微电子革命的先声？

晶体管作为一种导体，主要负责对接收到的信息进行传导，并对接收的信号进行调整。此外，它还具有检波等多项功能。晶体管能够控制电流的流量，以晶体管作为开关，其开关速度可以达到100GHz以上，所以其应用是非常广泛的。由于晶体管具有速度快、准确性高等特点，一半多用于放大器、开关控制器、振荡器，以及一些电器的零部件。

1947年12月16日，在美国的贝尔实验室中，约翰·巴丁、沃特·布拉顿以及他们带领的科研小组成功地研制出了世界上第一个晶体管。他们的这一发明不仅以其体积小巧、功率低等特点替代了原有的大的电子管，成功地将电子器械带进了微电子的时代，更是为今后集成电路的发明奠定了坚实的基础，成为当时最为重要的发明之一。

到20世纪中期，这种晶体管被人们作为一种半导体材料，逐渐应用到了收音机、通话系统中。至此，晶体管得到了更为广泛的应用。

其实，早在1929年的时候，一位名叫利莲费尔德的工程师就获得过晶体管的发明专利。然而，由于当时受到技术水平的限制，材料无法达到要求的纯度，晶体管的首次制造最终以失败结束。然而，人们并没有放弃对晶体管的研制，直到第二次世界大战期间，人们在锗材料上的研究取得了重大突破，这为晶体管的研制奠定了坚实的基础。

1947年，约翰·巴丁、沃特·布拉顿等人成功地研制出了晶体管；1953年，晶体管首次以助听器的形式被大量投入到市场中；1954年，第一台晶体管收音机问世；1961年，罗伯特·诺伊斯设计出的世界上第一个集成电路问世，满足了当时人们对电子设备设计小巧、携带方便的要求。自此，晶体管与集成电路的发展便一发不可收拾，时至今日，人们仍然对其进行不断地改良与应用。

8.计算机网络的发明是怎样将世界连接起来的？

计算机网络，顾名思义，就是将计算机通过一些技术手段连接成为一个网络体系。在这一体系中，计算机之间的各种资源可以进行共享或者是相互之间进行链接。虽然这一概念说起来好像很简单，但是，要将这一计算机网络具体实施起来，却成为了一项艰巨的任务。从计算机网络的提出到如今人们使用的互联网，可以说，网络科技的发展是十分迅速的。从以往的“鸡犬相闻”发展到如今的“地球村”，计算机网络技术不仅为人们的生活带来了便捷，同时也将整个世界紧密地联系在了一起。

早在20世纪50年代，人们就开始设想着将独立的计算机通过信息技术，使彼此相互结合，从而形成一个网络结构。这一假设的提出，为今后计算机互联网的发展奠定了坚实的理论基础。科学家们经过不懈的努力钻研，为计算机网络的产生提供了充分的技术支持。

60年代后期，美苏关系开始恶化，进入了冷战时期。与此同时，美国对计算机网络的研究也初见成效。计算机网络的发展为美国增加了取得冷战胜利的筹码，美国国防部官员提出了利用计算机网络对苏联的通信系统进行破坏，一方面可以获取准备时间，另一方面也对苏联起到一定程度的威胁与恐吓的作用。在将这一构想付诸实践的过程中，虽然遇到了许多问题，但经过科学家的努力，最终得以实现。在这一过程中，科学家们还发明出了一种分组交换技术，并将其运用在网络传输的过程中，使得计算机之间的连接变得更为顺畅。

到了20世纪70年代，这种具有局限性的单独网络再也不能够满足人们的需求，于是，科学家们开始致力于将网络之间进行相互连接的技术研发，这也就是早期互联网的雏形。1985年，计算机网络的不断发展与进步，逐渐吸引了众多科学家的注意。1991年，因特网的应用得到国家的重视与支持，为了促进其发展，美国政府大力支持接入地方网络，从而将这一网络系统充实起来。在经历了十几年的不断发展后，形成了如今的互联网时代。

通过这一网络平台，商家将自己的产品展现在顾客的面前，有效地进行资源共享，并打破了地域的局限性，使交易活动无处不在。而网络服务也为人们提供了强大的通信功能，并且有邮件、MSN等多种通信形式可供用户选择。可以说，这一项科技不仅为人们的生活带来了便利，同时也将整个世界联系在了一起，成为了一个名副其实的“地球村”。

9.美国人是怎样发现DNA的？

DNA是脱氧核糖核酸的英文缩写，它是一种通过组合传递人类遗传信息的分子结构，主导着所有生物的生命孕育的奥秘。DNA这种分子能够在生物体内组成一种遗传指令，在这一指令中包含构建细胞所需的化合物、基因（即带有遗传信息的DNA片段）以及DNA序列等，它们的组成将对生物未来的构造产生重大的作用。

1869年，一位名叫弗雷德里希·米歇尔的瑞士医生通过显微镜在一条废弃的绷带中观察到了一些肉眼看不到的物质，而这些物质正位于细胞核中，所以，米歇尔将他发现的这种物质命名为“核素”，而这也是DNA的雏形。

1919年，美国著名生物学家菲巴斯·利文对“核素”做出进一步的研究，并在此次研究中成功地将DNA的组成部分进行更为细致的辨识，并将它们进行串联。由于当时DNA的链式结构还不够完善，其中的碱基更是以固定的顺序进行排列的，所以并没有得到人们的注意。直到1937年，英国物理学家威廉·阿斯特伯里才将DNA的结构规律首次呈现在人们的面前，与此同时，他还绘制出了世界上第一张X光绕线图，为今后科研人员进行DNA的研究做出了重大贡献。

1944年，美国著名细菌学家埃弗里真正揭开了DNA的神秘面纱，首次证实了生物体内的遗传物质是DNA，而并非蛋白质。虽然，当时埃弗里提出这样的观点遭到了很多人的质疑，但他的这一理论无疑在一定程度上推进了DNA的研究进程。1953年，科学家们发现了DNA双螺旋结构后，再次证实了埃弗里的理论是正确的。1957年，克里克就分子生物法学进行了一场演说。在此次演说中，他对DNA与蛋白质等之间的关系进行阐述，并据此做出了“转接子假说”。克里克的演说又一次将科学家们的研究目光集中到了DNA上。科学家们经过不断研究，终于能够在2001年对基因组序列进行描述了。然而随着科技的不断发展，在解决了一个问题之后，就会产生新的疑问。不过，相信在科学家们的不断努力研究下，最终会将DNA中存在的所有谜团都一一揭开，诠释出人类遗传基因中的生命真谛。

10.手机是怎样被美国人发明出来的？

如今，手机已成为了人们日常生活中必不可少的通信工具。然而，手机究竟是在什么时候被发明出来的呢？手机又是被谁发明出来的呢？相信，有很多人对此都不是很了解。

世界上第一部手机是由马丁·劳伦斯·库帕发明的，他还被人们称之为“移动电话之父”。

马丁·库帕出生于美国芝加哥，父母都是乌克兰人，通过移民来到了这里。马丁·库帕自小学习成绩就好，在1950年的时候，更是以优异的成绩顺利地取得理工学院的硕士学位。毕业后，库帕也曾和大多数刚毕业的大学生一样为工作而发愁，更一度连维持基本的生活都成了问题。最后，他决定去乔治的公司碰碰运气。因为库帕自小就对无线电有着极其浓厚的兴趣，并将乔治作为自己崇拜的偶像。然而，要想进入乔治公司并不是件容易的事。不过，马丁·库帕最终用自己丰富的无线电知识征服了乔治。自此，库帕就成为了摩托罗拉公司的一员，并在不久后成功地晋升为了无线电部门的经理。在任职期间，他将自己的精力都投入到了移动电话的研发工作当中。直到1973年4月3日这天，曼哈顿街头出现了这样奇异的一幕：马丁·库帕站在纽约市的曼哈顿大街上，拿着一个酷似砖头的东西放在耳旁，并不时地来回走动。这一幕吸引了很多来往的行人驻足观看。而他手中所拿的，就是最早的移动电话的原型。

自从库帕成功地研发出了移动手机之后，手机业便迅猛发展起来，而手机的研发速度更是令人咋舌。库帕发明的手机重量大约在600克，整体的形状更是与砖块相差无几，携带很不方便，到了1991年的时候，手机的重量已改良成250克左右。到了1996年的时候，仅用了5年时间，就使得手机的重量缩减到了100克，体积也已经改良到100立方厘米了。在此之后，手机不断地向便携、小巧的方向迈进。到了今天，手机已经不仅仅只是一件通信工具了，而这样的发展速度也令最初的发明者马丁·库帕大吃一惊。

11.通信卫星是美国人发明的吗？

作为无线电通信的中继站，通信卫星通过转发无线电信号，实现卫星通信地球站之间的通信。可以说，通信卫星就像一个“信使”一样，能够帮助全世界的人们进行信息的交流与传递，使通信技术进入到了一个全新的领域。

一颗通信卫星如果处于距地球表面36000公里的太空中，其覆盖的面积则可以达到全球的40%左右。这样一来，只要在赤道上空等距离发射3颗通信卫星，就能覆盖除南、北两极地区之外的整个地球，这就能够实现全球范围内的通信了。可以说，在如今发射的诸多卫星中，通信卫星是其中发射最早、被人们应用最为广泛的卫星之一。

早在1958年的时候，美国便发射了第一颗通信卫星“斯科尔”号。这颗通信卫星是由美国军方进行制造的一颗试验卫星。这一通信卫星发射成功后，当时的美国总统艾森豪威尔曾表示：“这是科技进步为人类创造出来的又一奇迹，通信卫星的成功将使我们的声音能够传入太空，再由太空经过卫星传入你的耳中。”

美国是世界上最早进行同步卫星发射的国家。1963年初，美国进行了“辛康”1号的发射，并取得了圆满的成功，同年7月，又进行了“辛康”2号的发射，也取得了成功。由于这两次同步卫星的发射相继取得成功，自此，美国在通信事业上便走在了世界的前沿。

1982年10月，美国又实现了通信卫星领域中的一大创举。美国将“国防通信卫星”三号与二号都放在了“大力神”运载火箭上，一同送入了太空。

由于通信卫星具有很高的实用价值，所以世界上许多国家在继美国之后都争相进行了通信卫星的发射。比如，前苏联发射的“闪电号”系列通信卫星，共计3颗；中国于1984年发射的“东方红二号”通信卫星等。

通信卫星的成功发射为人类社会的进步做出了巨大贡献，无论是在军事上，还是在生活中，无一不体现着通信卫星所带来的巨大作用。

12.怎样认识美国人提出的人类基因组计划？

1985年，美国科学家提出人类基因组计划，这一计划的提出引起了世界多个国家的响应与参与，其中包括英国、法国、德国与日本等。这一人类基因组计划于1990年正式开始，在当时可以说是规模空前巨大，其所需资金预计约为30亿美元，在当时可以说是一个天文数字了。那么，为什么耗资如此巨大的计划会得到众多国家的支持呢？这一计划究竟会为人类带来哪些好处呢？

可以说，基因是人体最主要的组成部分。人体内约由10万个基因构成，基因对人们来说是一种神秘的存在，基因中含有人类生命的奥秘。而人类基因组计划的主要目的就是揭开人类体内所有基因的秘密，将人类的基因描述出来，从中破译出人类遗传信息，解开人类生命密码，同时也能够为今后医学上的一些疾病研究提供充分的理论依据。

其实，早在20世纪70年代，科学家们对人类基因组的研究就逐渐形成雏形，到了80年代，这一研究已经初具规模。

1986年，诺贝尔奖获得者杜尔贝科博士曾发表一篇文章，文中指出，就人类肿瘤研究而言，只有两种方式是可行的：一种是仍然按照原来“零敲碎打”的方式进行治疗；另一种则是从根本上对人类的基因进行研究分析。

1987年，美国就人类基因研究这一项目，斥资550万美元作为人类基因组计划（即HGP计划）研究计划的启动资金。这一项目是由美国能源部和国家卫生研究院联手制定的，由此可见，美国对人类基因研究这一项目极为重视。

1990年，美国人类基因组计划正式启动。研究人员预计将于2005年完成人体内的基因破译工作，并将其绘制出来。此外，研究人员还预计至少将在此项计划上花费30亿美元。这一计划几乎调动了美国大部分的技术人员与资金，并采用了许多先进的技术，规模之大不禁令人瞠目结舌。

然而，人类基因组计划所取得的成果也与其付出成正比。这一计划比预计的时间提前2年完成，并对人类具有着重要的意义。

首先是对人类疾病方面所做出的贡献。一些由遗传基因引发的疾病，如遗传性结肠癌等都可以通过基因治疗的方式得到治愈，同时对其他一些肿瘤疾病也有一定的帮助。

其次，人类基因组计划对生物制药方面也做出了巨大贡献。根据这一计划所提供的基因密码作为理论依据，制造出了许多对人体有益的基因工程药物。

最后，人类基因组这一计划的实施对社会经济同样也带来了丰厚的回报。可以说，这一计划带来的好处是有目共睹的。然而，这一计划也产生了一些负面影响，比如，生物武器将不仅仅出现在科幻电影中，还有可能成为现实。但是，相信经过科学家们的努力研究与完善，人类基因组计划将会去除这些弊端，让人们从中得到更多的好处。

13.哈勃空间望远镜能帮助人类了解哪些知识？

空间望远镜与普通望远镜的区别就在于，空间望远镜是在太空中按照一定的轨道围绕着地球旋转的望远镜。这种空间望远镜位于大气层的上方，这样一来，所呈现出来的镜像就能够不受大气层中气流的影响而从空中俯视。可以说，这种观测角度是十分难得的，而且空间望远镜的成像也非常清晰。由于空间望远镜的种种优点，使其成为了人类天文观测上的重要观测仪器。

哈勃空间望远镜是由美国著名天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃发明的，并用他的名字将这一空间望远镜命名为“哈勃空间望远镜”。哈勃空间望远镜的发明正式填补了其他望远镜无法进行地面观测的空白，帮助天文科学家们能够更好地了解全球的气象变化，因此这一空间望远镜成功地获得了众多科学研究者的一致好评。

埃德温·鲍威尔·哈勃于1889年在美国密苏里州的一个普通家庭出生，后考入芝加哥大学天文学与数学专业，后又于牛津大学攻读法律硕士。他曾应征入伍参加了第一次世界大战，战争结束后，返回芝加哥。自此之后，他开始在叶凯士天文台专心进行天文研究工作，而哈勃空间望远镜就是在这期间诞生的。

事实上，哈勃空间望远镜的诞生过程并不是很顺利。早在20世纪40年代，空间望远镜这一概念便被科学家们提出，自此开始了空间望远镜的研究，直到20世纪90年代，哈勃空间望远镜正式研发成功。在这几十年的研发过程中，虽然遇到过很多问题，遭到过很多质疑，但是最终都没能阻挡住这一伟大发明的诞生。1990年4月25日，哈勃空间望远镜正式由航天飞机载入太空。

在哈勃空间望远镜发射成功后，进行过5次维护。

第一次维护是在哈勃空间望远镜进入太空轨道的几周后，由于科学研究人员发现哈勃空间望远镜传回的图片存在问题，为科学家们对地球的研究带来了一些困难，所以，1993年，正式对哈勃空间望远镜进行第一次维护，纠正望远镜主镜上的球面像差，同时对其系统进行更新；第二次维护是在1997年2月，在这次维护中，由于出现了一些意外，使得哈勃空间望远镜一些部件的寿命由原来期望的4.5年缩短至2年；第三次维护是在1999年12月，在这次维护中，对哈勃空间望远镜的零部件进行更新，使其能够处理以往只能够在地面完成的计算工作；第四次维护是在2002年3月进行的，在这次维护中，首次对哈勃的配电系统进行更新，使其能将所获得的电力进行充分的运用；哈勃空间望远镜的最近一次维护是在2008年8月，这次维护主要是对望远镜的电池进行更换，并为其更换上了高精传感器。

哈勃空间望远镜从被送入太空至今，为科学家们提供了不计其数的科学研究资料，同时也为人类对地球的探索做出了巨大的贡献。

14.曼哈顿计划是如何引领人类进入核时代的？

曼哈顿计划是美国军方利用核裂变反应进行原子弹的研制计划。这一计划开始于1942年6月，因为当时俄国已经开始进行关于利用核来研制原子弹，其主要目的就在于将其运用到战争当中，并作为战争中的又一新式大规模杀伤性武器。然而，美国对于原子弹的研究却并不是非常的顺利。

首先，这是一项非常庞大的工程。在曼哈顿计划实施的过程中，汇集了西方国家的上千名科研精英，参加的人数更是高达10万人之多；其次，曼哈顿计划的耗资也是惊人的。曼哈顿自启动到完成共经历了3年的时间，在此期间，所有的科研经费共计耗资20亿美元之多。美国对于曼哈顿计划的投入，使得曼哈顿计划成功地跻身于三大计划之中（曼哈顿计划、人类基因计划、阿波罗计划并称为美国当时的三大计划）。

在参与原子弹研发过程的众多科学家中，最知名的莫过于拥有“原子弹之父”称号的罗伯特·奥本海默了。

奥本海默于1904年出生于美国纽约的一个商人家庭，自小学习成绩优异，之后，先进入了哈佛大学进修化学，又在英国的剑桥大学修习物理，毕业后，在加利福尼亚大学任教。1939年9月，由于第二次世界大战的爆发，使得他有机会被选入美国最高机密行动——曼哈顿计划，并任命他为这次计划的主任。而奥本海默也不辱使命，将自己毕生所学都投入到了这次的研究当中，并巧妙地运用上他发现的核裂变现象，对这一计划的实现起到了很大的推动作用。

曼哈顿计划自1942年6月开始正式启动，同年的12月便建成了世界上第一个反应堆，并能够成功地对链式反应进行控制。1943年，由奥本海默带领的科研小组前往坐落于洛斯阿拉莫斯的实验室，正式开始了对原子弹的研究工作。在经历了3年的不懈努力后，终于在1945年7月16日成功地研制出了世界上第一枚原子弹。而伴随着原子弹的研制成功，也宣告了第二次世界大战的结束。

然而，当人们见识到了这种武器的强大威力之后，不禁引起了人们的恐慌。于是，1946年7月，即原子弹诞生一周年的时候，美国国会通过了《1946年原子能法令》，以此作为美国在和平年代中对于核研究的重要指导纲领。

15.阿波罗计划是怎样实现美国人奔月梦想的？

1916年，随着美国科学技术的不断发展，美国不再满足于利用探测卫星对太空进行探索。基于这一情况，阿波罗计划应运而生，从而揭开了人类登月的序幕。

这一登月计划的名字来源于希腊神话中的太阳神阿波罗。在希腊神话中，太阳神阿波罗是月神的弟弟，是一位勇敢且正义的神明。美国以此来为这一计划命名，可见其对此次计划的重视与势在必得的信心。

阿波罗计划于1961年5月正式启动，这次载人登月的科研计划可以说是有史以来规模最大、耗时最长、资源投入最为巨大的一个科研项目。截止到1972年12月，阿波罗计划共成功地完成了6次月球登陆，而在从计划开始到结束的11年间，美国仅这一个项目便耗资255亿美元，参加这一计划的企业、科研人员以及工程师等更是不计其数，在进入工程高峰时，参加人数更是一度高达30万人之多。这次计划可以说是迄今为止最具划时代意义的登月计划，它为人类航天史上留下了最浓墨重彩的一笔，同时也为今后的航天科研留下了众多宝贵的财富，这是其他任何航天计划所不能比拟的。

其实，阿波罗计划最早是在艾森豪威尔执政时期被提出来的，并以此作为当时水星计划的后续计划，但最终却由于艾森豪威尔没有予以重视而未能得以实施。直至1960年肯尼迪当选为总统后，这一计划才被再次提上议程，并在众多因素的影响下，使这一计划在1961年4月通过议案，至此，这一计划终于得以实施。

1969年7月，随着尼尔·阿姆斯特朗乘坐阿波罗十一号载人飞船登上月球，使得阿姆斯特朗成为了美国登上月球的第一人，迈出了人类在太空中的第一步。可以说，阿姆斯特朗在月球上迈出的一小步，却成为了人类对于太空研究迈出的一大步。在今后的3年中，美国又相继6次进行登月，并有5次都取得了圆满的成功。

然而，就在阿波罗计划顺利结束多年之后，墨西哥的《永久周刊》于2000年7月，却将美国30多年前拍下的照片翻出来旧事重提，并就此发表了诸多质疑：“美国阿波罗计划是本世纪最大的伪造。”这一话题一经提出，再次掀起了人们对阿波罗计划的议论热潮，其中，有很多人都对美国阿波罗计划产生了怀疑。然而，美国官方对此却并未做出任何回应。美国政府的这一态度，更是引起了人们的诸多猜测。

有人说这是美国心虚的表现，也有人认为这说明了美国对于这些谣言表现出不屑一顾。大家各持己见，讨论也在不断地升级。在激烈的讨论中，美国决定在国家航天博物馆举行登月纪念仪式，以表明政府对于舆论的一种态度。美国政府表示，历史以及资料、档案都是明鉴历史的证据。

16.激光对美国科技的发展做出了哪些贡献？

相信大家对激光都不会感到陌生，如今，激光技术已经融入到了人们的生活当中，像激光治疗、激光美容、激光切割等，而其实这些只是激光众多功能中的一小部分，激光为人们带来的贡献可以说是巨大的。

激光最早被人们称之为“镭射”“莱塞”等，这些名字都是根据激光的英文名称音译过来的，激光一词则是由中国著名科学家钱学森提出来的。可以说，激光是继计算机、半导体等之后的又一具有突破性意义的科研成果，是20世纪人类的又一项重大发现。

其实，激光这一原理早在1916年的时候就已经被美国著名的科学家爱因斯坦发现，但因为一直未能制造出来而未能公之于众。直到1960年，在激光沉寂了44年后，终于由美国科学家梅曼制造出来了，成为了人类历史上的第一束激光，并且以科学家西奥多·哈罗德·梅曼的名字命名为梅曼激光。自此，在理论与实践完美结合的条件下，激光这一先进的科研技术便因此应运而生。激光技术一经问世便使得多年未有突破的光学获得了跨越式的发展，并且伴随着激光的产生，衍生出了许多从未有过的新兴产业。可以说，这一科研成果的问世所收获的成果与效益都是十分巨大的，而其对生产领域所产生的促进作用更是不容小觑。

1961年，人们将激光首次运用到了外科手术中，用以切除视网膜内部的肿瘤。在手术取得成功后，人们对激光的研究进入到了一个全新的领域。可以说，大到外太空的探测、国防武器的应用等，小至超市条形码的扫描仪等，对于激光的应用可谓是无处不在。

然而，有利自然有弊。任何事物带来的并不完全都是好的一面，同样，激光也会对人体造成一定的伤害。其中，最容易受到激光危害的就是人们的眼睛。由于眼睛对光本来就十分敏感，而激光与普通的光束相比，又具有透射性高、聚焦能力强等特点，这些特质就导致了人的眼睛在接触后细胞会受到损伤，严重者甚至会使细胞坏死，从而导致永久性失明。所以，在利用激光技术的同时，人们也应做好充分的保护措施，以免造成不必要的伤害。

17.纳米技术为美国走进“袖珍时代”做出了哪些贡献？

纳米是如今科技发展中的一个全新的计量单位，而纳米技术，主要就是针对0.1至100纳米内的材料的性质与应用所进行的研究。可以说，纳米技术是建立在众多先进科学技术基础之上所研发出的一种全新的研究课题。

早在1959年，美国著名物理学家理查德·费曼在一次名为《在底部还有很大空间》的演讲中首次提到了关于纳米技术的猜想与假设。在此次演讲中，费曼提出了自己的质疑，他表示，人类自远古时代开始，直到科技得以发展的今天，都是采取一次性地将以亿为单位的庞大数量的原子进行一次性地整合或分离，却从未想过以单个分子作为一个单位进行整合或分离，从另一个角度来达到同样的目的。这一问题的提出，成为了今后纳米技术产生的灵感来源，为今后纳米科技的产生与发展奠定了坚实的基础。

到了20世纪70年代，科学家们对费曼的这一猜想重新进行了审视，并逐渐发现其理论的可行性。1974年，一位名叫唐尼古奇的科学家首次将纳米技术一词作为对于精密仪器的一种描述。1982年，作为研究纳米技术的一件重要工具，扫描隧道显微镜的发明，使人们能够清晰地看到每一个原子，这一发明可以说对纳米技术的发展起到了极大的推动作用。

1990年，纳米技术的研究进入了一个全新的阶段，尤其是IBM公司旗下的科研组成功地完成了对单个原子的排列工作，为纳米技术的研究取得了突破性的进展，将纳米技术的研究提升到了一个全新的领域。

经过科研人员不断的探索与研究，纳米技术得到了飞速的发展。到1999年的时候，纳米技术已经融入到了人们的生活当中，并逐渐走向市场化道路。纳米技术所带来的利润也是非常惊人的，纳米产品一年的营业额就可达到500亿美元。由此可以看出，人们对于纳米产品的应用已经达到了一种空前的盛况。

科研人员在对纳米技术有了更深入的了解后，将纳米技术运用到了更多的领域当中。世界上许多国家都展开了对纳米技术的进一步研究与开发，并涌现出了一系列以纳米科技作为研究对象的高科技公司。在此期间，纳米技术在世界范围内得到了飞速的发展。

2003年，美国政府更是针对纳米技术，专门成立了一个名为“国家纳米科技基础结构网络计划”的科研项目。由此也可以窥见人们对纳米技术的重视。可以说，纳米技术对人类科技的发展具有着非常重要的意义。

18.相对论的产生为美国科技的发展做出了哪些贡献？

相对论的提出对于整个物理学领域来说是一次重大的变革。在相对论中，否定了物理学中人们奉为经典的关于力学绝对时空观的理论，进一步对时间与空间的属性及本质进行探究，并为此做出了一个新的诠释。而从中衍生出的牛顿力学，更是将物理学的发展引入到了一个全新的领域，使科研人员们站在了一个新的高度对物理学进行了重新的审视。

在相对论的提出过程中，爱因斯坦所做出的贡献可谓是非常巨大的。可以说，他是继伽利略、牛顿之后，又一伟大的科学家。1999年美国《时代》周刊将爱因斯坦评为“世纪伟人”。由此可见，爱因斯坦与他的相对论对于人类科学的进步所做出的贡献是不可估量的。

爱因斯坦出生于1879年，他的父亲是一名工程师，从小他就受到父亲的熏陶，对科学产生了浓厚的兴趣。早在爱因斯坦16岁的时候，他就从书本上对光与电磁波有了一定的了解，通过从书本上看到的知识，不禁让他产生了一种想法：如果人能够以光的速度进行运动，那会是什么样子呢？人会以空间中只发生震荡却停滞不前的电磁波的形态存在吗？对于这一问题，他不断地进行探究与实验，希望能够论证自己的这一猜想。

在爱因斯坦不懈的努力下，终于从麦克斯韦电磁理论中的赫兹和洛伦兹所阐述的电动力学中找到了自己这一猜想的理论依据，证实了自己关于电磁理论的猜想是正确的。然而，解决了这一问题，又出现了新的问题。他想证明以太（即绝对参照系）的存在却屡屡遭遇失败。然而，这并不能阻挡爱因斯坦研究的步伐。这时，爱因斯坦对于哲学的喜爱为他提供了很大的帮助。他对哲学的认识，让他受到了很大的启发，这为相对论的进一步确立提供了巨大的帮助。

爱因斯坦在研究相对论的过程中，曾受到过许多质疑，然而这些都未能停止他对于相对论研究的脚步，最终，他的坚持使他收获了成功。在相对论中，他提出的众多定律，如能量守恒定律，为今后的科学发展做出了重大贡献。泰戈尔曾这样评价爱因斯坦：“他是一个孤独的人，活在自己的数学想象的精神领域中，完全不受外界事物的纷扰，他割断了与自我世界的联系。而这种境界对于我们来说，必定是建立在我们自身需求之上的、具有终极价值的体现。”

19.量子论是如何帮助美国人了解微观世界的？

量子论主要是针对自然界中所存在的形式进行思考与研究，从微观的角度去揭示物质世界中所存在的众多规律。可以说，量子论的提出为现代物理学的发展奠定了坚实的基础，同时也为其他物理学，如固体物理学、核物理学等的研究提供了强大的理论依据。

人们对量子论的研究最早起源于1900年，当时德国著名的物理学家普朗克在攻克物理学中的经典理论——黑体辐射规律时，研究陷入了瓶颈。就在这时，他将量子这一概念引用到了物理研究当中，使研究得到了一定的发展。普朗克的这一应用，为今后物理学的发展与研究奠定了坚实的基础。

1928年，狄拉克在这一理论基础上，将相对论理论运用到了量子力学当中。之后，经过海森堡等科研人员的不断研究与发展，最终量子电动力学应运而生。这一学科主要是针对电磁场与带电粒子之间产生的相互影响、相互作用的现象进行观察研究。

1947年，科学家们发现兰姆移位，并对其进行深入的研究。在随后的数年中，科学家们对量子电动力学的研究进入到了顶峰时期。在1948—1949年的这一年间，理查德·费因曼等多位科学家在这一物理科研项目上都有很多收获。其中，美国著名物理学家费因曼与施温格更是因此而成为了诺贝尔物理学奖的获得者。

科学研究是不分国界的，在量子论的研究道路上，来自世界各国的科学家们都为此做出了重大贡献。比如，丹麦物理学家玻尔提出的原子理论，就是在对于卢瑟福有核模型进行研究的基础上，将量子化概念融合进去，从而找到了氢光谱产生的理论依据；法国著名物理学家德布罗意，他所提出的物质波假说，不仅开创了一项全新的研究领域，更是将量子论的研究提升到了另一个新的高度；而奥地利物理学家埃尔温·薛定谔更是在量子波动理论的矩阵中发现了量子力学的基本方程式……还有许多的科学家都为量子论的研究与发展贡献出了自己的力量。相信，在今后的科研道路上，还会有更多的科学家投入到量子论的研究当中，推动着这一理论逐渐走向完善。