機(jī)器,有時(shí)候讓人矚日,比如,修路工操作噪音震耳的機(jī)器丌掘路面。
有時(shí)候卻讓人不知不覺,比如,你坐在車?yán)铮_心地看著窗外一掠而過的景色,沒想劍是機(jī)器帶著你前行。
機(jī)器是什么
首先,它是靠各種零部件裝配起來的。
零件:比如螺釘、螺母、螺栓、墊圈、鍵、銷、軸承、彈簧、齒輪等。
部件:是零件裝配成的;某些部件還先與另外的部件、零件裝配成更大的部件,被稱為總成,比如汽車上有大燈總成、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成、傳動(dòng)總成、齒輪總成等等。
零部件按照需要裝兩己成能夠運(yùn)轉(zhuǎn)、用來代替人的勞動(dòng)、為人十一些短時(shí)間內(nèi)人完不成的甚至不能十的活,這就是機(jī)器。
機(jī)器一般分為動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分和控制部分。
比如洗衣機(jī):
動(dòng)力部分有發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)樗怯秒婒?qū)動(dòng)的,所以媽媽洗衣服前都要將洗衣機(jī)插上電源:
傳動(dòng)部分有皮帶輪、傳動(dòng)皮帶等,讓衣服可以在里面轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去;
執(zhí)行部分有洗衣桶、進(jìn)水閥、排水閥等,這個(gè)就不用說了,進(jìn)水、洗衣服、排水、甩十衣服,你都能看見;
控制部分有電腦板,指揮機(jī)器各個(gè)部件配合,好好干活。你去看看洗衣機(jī)按鍵,有的寫著標(biāo)準(zhǔn)洗衣,有的是快速洗衣,有的是柔軟洗衣……這些按鍵其實(shí)都連通著電腦板。
當(dāng)然,這些部分是不能分割的,如果沒有發(fā)動(dòng)機(jī),光有皮帶輪等,衣服也轉(zhuǎn)不起來呀!正因?yàn)檫@些聯(lián)成一體,才組成了機(jī)器。
炎黃子孫造機(jī)器
人類的腦子真是發(fā)達(dá)。從一開始,會(huì)用石頭砸野獸,到后來會(huì)把石頭磨得尖利當(dāng)?shù)妒褂?,再后來就造出了機(jī)器。
比如中國古代造出的記里鼓車,能報(bào)出車子行駛了多少路:這是一種兩輪車,車上柯木頭制作的兩個(gè)人,分別“掌管”著一個(gè)鼓、一個(gè)鐘。車行駛1里(500米),敲鼓的木頭人敲一下鼓,車行駛10里,敲鐘的木頭人敲一下鐘。坐車人聽著鐘鼓聲,就知道車已經(jīng)走了多少里程。
中國古代還有指南車。車上只有一個(gè)木頭人,不管車子怎么拐彎、掉頭,它的手臂始終指向南方。它讓人們?cè)诖箪F中也能認(rèn)清方向。
你覺得它像指南針?嗯,有點(diǎn)像,但它倆的指南“依托”不一樣,一個(gè)是磁指南,一個(gè)是機(jī)械指南。最早的指南針,如果磁受到高溫等影響,就沒法正確指南,指南車卻仍然能正確地指點(diǎn)方向。
所以,“沒腦子”的木頭人只不過是“牽線木偶”,不管是敲鼓、敲鐘還是手臂對(duì)準(zhǔn)南方,秘密都在車廂里,里面裝著相當(dāng)復(fù)雜的機(jī)器裝置。
中閏發(fā)明的織布機(jī)、觀察天體的渾天儀等等,也都是機(jī)器。比如東漢時(shí)期的偉大科學(xué)家張衡,創(chuàng)制出水運(yùn)渾天儀,上面安裝著水輪等零部件,帶動(dòng)渾天儀,演示天上日月星辰的運(yùn)行情況。
巨大機(jī)器
觀察天體?呀,讓人不南自主地想劍了“天眼”!就是去年9月25口在貴州省平塘縣克度鎮(zhèn)啟用的世界最大射電望遠(yuǎn)鏡。
這個(gè)機(jī)器太大了,接收面積達(dá)25萬平方米,喏,差不多30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)那么大。它像一個(gè)巨大的鍋?zhàn)幼谝粋€(gè)大“坑”里。這可不是人工挖的土坑,是老天爺給挖的,名字叫喀斯特地貌坑,南峰硬的巖石組成。這些巖石經(jīng)歷了久遠(yuǎn)的風(fēng)吹雨打考驗(yàn),大家伙“坐”在里面,非常穩(wěn)定。
射電望遠(yuǎn)鏡能接收137億光年以外的電磁信號(hào)。1光年約為9 460 730 472 580 8(X)米,按照我們一般乘坐的飛機(jī),1光年大概要飛1 220 330年!人們要用“天眼”來探測(cè)寧宙的深處,觀察遙遠(yuǎn)的星系,探尋外星球發(fā)出的信號(hào),洞察宇宙起源的奧秘……
這個(gè)望遠(yuǎn)鏡對(duì)全世界科學(xué)家開放。
構(gòu)成這么個(gè)厲害家伙的,就不能用“部分”這樣“小打小鬧”的詞匯了,它用的是很有“氣勢(shì)”的詞匯——“系統(tǒng)”:有主動(dòng)反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測(cè)量與控制系統(tǒng)等等。每個(gè)系統(tǒng)里又有很多“部分”與“部件”,比如定位就用上了什么輕型索拖動(dòng)機(jī)構(gòu)和并聯(lián)機(jī)器人,還有什么高品質(zhì)無線電接收機(jī)、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能信息處理、反射面板、液壓促動(dòng)器等等,光聽名字就覺得太高級(jí)太高端太震撼太……
這個(gè)鍋為什么要那么大?因?yàn)樵酱?,探索劍的寧宙深處的信息就越多。而且要?5萬平方米接收面積里收集的信號(hào),聚集到藥片那樣大小的饋源艙里,這是因?yàn)橛钪胬锖芏嘈盘?hào)都非常微弱,不匯聚起來,人類就無法臨測(cè)到。這口“鍋”不是呆呆地坐在坑里,它通過2000多個(gè)液壓促動(dòng)器的伸縮,帶動(dòng)4450個(gè)反射面板,隨著天體的移動(dòng)自動(dòng)變化,足以觀測(cè)到任意方向的天體,同時(shí),饋源艙也一同運(yùn)動(dòng),采集、反饋信息。所以,不但“大”還非?!熬薄?/p>
那,以后的機(jī)器是否會(huì)越來越大越來越精?
微小機(jī)器
越來越精大概不會(huì)錯(cuò),但越來越大可不一定哦!
分子機(jī)器,聽說過嗎?因?yàn)槌叽缍酁榧{米級(jí),又稱生物納米機(jī)器。
納米,是一個(gè)長度單位,1納米相當(dāng)丁1米的十億分之一,約為一根頭發(fā)絲的十萬分之一。
納米級(jí)機(jī)器,屬于“組裝”起來的,頂多也只有人類頭發(fā)的下分之一大小,這樣的機(jī)器,該有多小??!
張衡的水運(yùn)渾天儀,上面安裝著水輪;法國圖盧茲材料設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)研究中心與德國柏林大學(xué)科學(xué)家,則研制出了可旋轉(zhuǎn)的“分子輪”,組裝出了第一臺(tái)生物分子機(jī)器。
人造機(jī)器用螺釘、螺母、螺栓、墊圈等。
分子機(jī)器“零部件”主要是蛋白質(zhì)等生物分子。
沒有蛋白質(zhì)就沒有生命,因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是人體的一切細(xì)胞、組織的重要成分。
分子是組成物質(zhì)——比如蛋白質(zhì)——的小小微粒。
人造機(jī)器發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力有電驅(qū)動(dòng)、油驅(qū)動(dòng)等,比如洗衣機(jī)是電驅(qū)動(dòng),汽車大部分是油驅(qū)動(dòng),現(xiàn)在為了環(huán)保,出現(xiàn)了電驅(qū)動(dòng)車,或者油電混合驅(qū)動(dòng)車。
分子機(jī)器的動(dòng)力是化學(xué)驅(qū)動(dòng)、電驅(qū)動(dòng)和光驅(qū)動(dòng)等。哦,不要誤會(huì),不是給它拉根電線、接上電源什么的,是分子“那一攤”里的驅(qū)動(dòng),里面奧秘多多,有機(jī)會(huì)再說。
老說“人造機(jī)器”,分子機(jī)器不是科學(xué)家研制出來的嗎?為什么不叫它“人造”?
是這樣的,分子機(jī)器運(yùn)用了分子“自組裝”的特性,分子可以在不受人類外力介入下,自己聚集、有規(guī)則地組織起來。
這有點(diǎn)像磁鐵N級(jí)與S級(jí)的“同極相斥,異極相吸”。你手邊如果有兩根小磁棒的話,可以試試:我們分別把兩根磁棒叫做甲磁棒、乙磁棒,甲磁棒固定用一端(N級(jí)或者S級(jí)選一個(gè)),乙磁棒分別用兩端(N級(jí)與S級(jí))去接近甲磁棒。結(jié)果,一次立即“異極相吸”——甲磁棒、乙磁棒急不可待地吸貼在一起:另一次“同極相斥”——兩根磁棒別扭地躲來躲去,就是不肯接近。
只要加上鐵球,磁棒們就不那么挑剔了,因?yàn)閮杉?jí)都能吸引鐵球。
當(dāng)然,分子機(jī)器的自組裝有它自己的“道理”,人類只不過是利用它的特性和規(guī)則,來“造”出人類需要的分子機(jī)器。
為什么要分子機(jī)器?
作用可多了。
去年我們?cè)凇队郎凡煌!防镏v到了基因編輯,如果有了能編輯、剪裁基因的分子機(jī)器,想切除哪段不好的基因就切除。
又比如,有了針對(duì)病毒、癌細(xì)胞的分子機(jī)器人,可以讓它送藥,清除隱藏在肌體深處的病毒、癌細(xì)胞等,而不會(huì)損害身體好的部分。也就是說,只要注射一針分子機(jī)器人,就能治病。
不管越來越大還是越來越小,科學(xué)的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明,都是那么激動(dòng)人心,讓人無比向往。endprint