本观 第三章 器具演化路径
器具路径演化
一概述、
人类能够成为地球上的霸主，器具的使用与改进占了非常重要的作用。相对地球上的历代霸主，人类的霸主之路算是另辟蹊径。地球生命几十亿年的进化历史上，能够称霸全球的生命体，大多依靠生物身体的优势，或进化出巨大的形体，或进化出新的身体结构来获得更多的生存空间。而与人类的雄霸之路是有明显区别的。
现在科学知识，让我们知道地球的年龄在40亿年以上，生命演化历程超过20亿年。在整个生命演化历史中，霸主是常有的，各领风骚千万年。在以往的生命演化历程中，参考化石等其他考古发现，我们知道曾经的生物体更多注重对本体结构的改进，其中有的体型逐渐增大；器官结构复杂化、精细化；身体部分组织角质化、骨骼化等等。都是以前生物演化的重点方向。从人类有史记载以及考古发现来看，人类的地球称霸史也可以说成是器具演化史。从简单的使用尖木锐石到初步的打磨加工；从枪矛弓箭到机枪大炮、导弹，从偶尔的一件“神兵利器”到合金器具遍地都是。如今的人类生存已经无法离开器具了，人类除了大脑比以前生命体占有优势外，其他的并没有进步而直到现在器具仍然在加速演化中。真正的突破已经临门一脚，可叹的是人类的本体却一直变化不大！
本章通过梳理器具的产生与演化过程，在更加深入的认识、理解演化规律的同时，顺着趋势的延伸方向，遥望未来。在即将到来的大宇宙时代中寻找机遇。
二．器具初生，
1、本体进化的拐点
地球生命从开始到现在延续了几十亿年，从大分子团到原生生物体积增加了很多很多，而从原生生物到真核生物体积又增加了近万倍。单细胞生命到多细胞生命演化历程上，同样是不断增加着个体体积，这种趋势一直在整个生命演化路径上存在着。而地球生命演化路径却又受到地球演化路径的制约。
对地球生命前期演化，我们可以从热带雨林中窥测一二，在热带雨林中的植物体积相比地球其它地带要明显高大许多。在化石的发掘中，现今许多物种的祖先都曾经有过非常巨大的形体。年轻的地球，温暖而湿润，食物到处都是。变温动物同样更加喜欢温热的环境。
地球逐渐衰老、降温，影响着生命演化的方向，纵观地球历史温度变化，成波浪式下降趋势。而这种趋势也促使着生命体以增大体积、冬眠等方式来应对。直到最终选择恒温体质，才大大降低了生命体对地球温度变化的不适。恒温体质生命是地球生命演化进程上的一座丰碑，也是一个拐点。大多数生命体都沿着强化本体的方式前进，而人类则开启了另一种演化模式
人类的直立行走究竟是因为远离高大树木，失去攀附还是因为双手需要拿东西。我们只能在自己心中去猜测。依靠双腿支撑身体，解放了双手、开拓了视野，让人类的先祖从此可以看的更远。
2、尖木锐石铸就的霸业。
也许是远离树林，失去攀附导致两手空空的无聊，让人类总是喜欢手拿树枝木棍找找回忆，也许是闲着无聊，那这石头乱丢，却意外砸死一只兔子，也许有更多的可能。让人类体会到了木棍与石头的好处，从而让他们有了某种意识，而强化巩固这种意识使用了数百万年。1976年人类学家哈里斯，在非洲埃塞俄比亚葛诺河附近首先发现了250万年前地层中的石器。之后人们在哪里找到了数千件石头打制的工具。而随着年代越近，发现的石器越多、越复杂，石器的大量使用了数百万年。
有了坚硬的石器形成的刃口、尖头，可以猎杀更多的动物，切割皮肉，加工树木，动物骨骼，成为需要的工具，满足人类多方面的需求。一般的生物体从出生到成熟的过程，身体在不断的增强，这是一个相对缓慢的过程。而手持尖木锐石的人类却可以形成跳跃式发展，即使幼小的个体也能形成一定的杀伤力。人类这种攻击能力跳跃式的增加，打破了一般生命体演化进程，形成了巨大的优势。从而大大地拓展了人类的生存空间，更多的食物来源，将会养育更多的后代，形成更大的族群，这种良性循环，把人类推上了地球的霸主地位。
对于石器的不断改进，和其他器具的相继创造，让这种战斗力差距越来越大，从而使得人类可以向更加强大的生物进攻，拓展更多的地盘，占领更多的生存资源。每一期的地球霸主都是杀出来的，杀的万物俯首，无物敢于争锋。
2.3控火术
人类使用了数百万年的石器，从这一点表明，使用石器的优势并不十分明显，知道人类掌握了另一项秘书——控火术，大大加速人类雄霸地球的进程。
万物因水火相争而生，对于火的畏惧深埋于每一个物种的传承之中。人类亦是其中之一。从北京周口店遗址中的发掘了大量的灰烬以及许多烧焦的动物骨头，其中有许多鹿和野猪的骨头，这一遗址距今大约50万年，这说明人类至少50万年前就懂得了掌控火的技术。而鹿和野猪的骨头也说明了曾经这两种生物相当普及，食物获取并不艰难。
为什么只有人类学会了掌控火，这应该归功于对石器使用与改进，通过长期使用石器
木器让人类学会了思考，调控本能冲动，敢于尝试新事物。而这是其他生物族群所不具备的。
对火的使用让人类发生了三大变化，居有定所，熟食，改变物性。石器的使用仅仅是拓展了人类的生存空间，但是人类的身体并不是强大的，族群的战斗力，相对于其他生物、猛兽来说依旧太弱，而掌握了火的使用，人类可以依山、依洞而居。火不仅能够吓阻猛兽，还可以抗寒、照明。
具备安定的居所，人类的老弱幼残将不会被残酷的生存环境过早的淘汰，从而为人类的语言文化的产生提供机会。老弱病残对猎物的处理将会更加全面，物尽其用。对幼子的教育、经验传承，也将提高人类的整体生存能力。
火可以焚烧万物，但是亦有烧熟这一中间过程，熟肉是有香味的，单这一条就可以推动人类的控火技术，从烧成灰烬到烧焦、烧糊、这一步一步下来，热泪的控火技术将会得到都非常大的提高。食用熟食提高了人类对于营养的吸收能力，还可以灭杀许多寄生虫、细菌等有害物质，对延长人类寿命减少疾病都有巨大的作用。把石头加热后对人体刮擦，能够起到活血化瘀的作用。
对火的长期使用，石器的种类也将变得多样化，石盆，石锅都能隔火加热里面的东西，而加入水的效果将会更好。当人类把生火、控制燃烧、保存火种这一套熟悉了之后，火的应用将会更加的普遍，而长期对火的使用，势必会经常移动火源，那么被火烧过的地方将会发生许多奇异的变化，泥土将会变硬，而当遇到黏土的时候，陶器便自然产生了！随着长期的观察与实践，什么样的土质可以烧出陶器以及温度对于陶器的影响，都将会被快速掌握。制陶，这是人类第一次掌握改变物质物理、化学性质的能力。
陶器由泥土构型，在经过烧制定性，其操作比制造相似的石器要简单，省事的多。而且陶器可以大批量的生产，各种造型的应用必定会迅速的传播。有了陶器的辅助，人类可以更好的生存，食物的储存与陈放，水的存储等等，人类将不再仅仅为下顿饭而奔走，食物的累积远远超过了消耗，财富因此而产生。这些都催生描述、表述语言与计数规则的产生，符号文字便顺应需求而快速发展。
石器、木器与火的使用，让人类意识到另一条演化之路，人类将因器具的演化而逐步兴盛。石木器具相应于器具演化的初生阶段，随着人类知识、经验的不断积累，新材料将不断加入，而器具也将不断的进化。
三章器具演化的三次跃进
3.1.1层出不穷的复合器具
随着人类对器具的掌握，以及各种新器具的不断创造，人类的食物与财富积累越来越多，人类的地球霸主地位逐步得到加强、巩固。其他生物群已经无法与人类为敌。然而前进的步伐并不会因此驻足，而是要在这片天地开拓更加广阔的生存空间。
畜牧业与农业的产生与发展，需要更多和更加复杂的工具来实现，而木石与陶器无法满足人类的这种需求与损耗。新的材质早已在火炉中孕育，在数百年的石器使用过程中，石器的刃和尖都会被快速的磨损，越锋利，尖细越不耐用。绝大多数的石器都是用普通岩石制造的，他们都是结晶体，硬而脆，韧性很差，受力的时候也很容易从晶体界面断裂。虽然黑曜石和燧石的质量要好，但是它们太稀少了无法满足人类快速发展的需求，而火和陶器的大量生产为金属材料的问世埋下了伏笔。
3.1.2
大约在公元前4000年左右古埃及人在烧制有孔雀石釉料陶器的时候，意外的在炉子里得到了一种副产品，这是一种与陶器完全不同，颜色微红，阳光下闪闪发光，可以捶打成薄片、可以弯折、会在高温中融化，而当其冷却之后，仍然具有原来的颜色和特性。由此，铜被人类从矿石中分离出来。
铜的熔点是1084.4摄氏度，而随着制陶技术的不断改进，烧制陶器的水平不断提高。窑炉温度可以达到1100摄氏度，超过了铜的熔点，只要原料合适，很容易得到铜，而孔雀石是一种结构复杂的碳酸盐，被称作碱式碳酸铜，在高温缺氧的环境中，孔雀石中的铜很容易被窑炉中炙热的碳或者一氧化碳还原为纯铜，流到炉低。
自然铜在自然界中也可能少量存在，但在无法大量生产出来之时，其即使得到应用也难以推广普及，而随着炼铜技术出现之后，大量的铜器也会马上进入世人眼中。因为有着对石器制造的经验和方法之后，铜器只是更换了材料。其外形、功能都得到了加强。
大量的铜质工具出现之后，因为铜的良好性能，使原本石制造、木制造的一些无法实现、普及的工具得到了推广。车轮如果单凭石制或者木制，其承载能力和耐磨性将会极大的限制使用。而且非常容易损坏，即使造成车辆也无法使用。而有了金属的加入这种缺陷将得到极大的改善。
在人类掌握炼铜技术之后，大约公元前3500年，生活在美索不达米亚平原的苏美尔人发现在熔化的铜液中加入少量的锡或者铅，可以大大提高铜的性能。比纯铜的硬度更高，色泽更加光亮。做出的器具和武器更加锋利耐用。而这种合金叫做青铜，在自然界中，铜锡矿常形成共生矿，在炼铜的时候锡自然融化在铜液中，通过改变锡铅的含量，不仅能够降低铜的熔点，还能相应的提高铜在各方面的性能，硬度、韧性、抗腐蚀等等。用青铜只做器具可以采用一种新的方法——鋳造法。将熔化的青铜液，注入预先做好的耐热不变形的模具空腔，冷却之后就可以得到与这个空腔形状完全一样的器物。铸造技术极大的提高了人类的制造金属器物的效率，从此可以大批量制造人们需要的工具、武器。
在铜制器具大量普及的同时，大约公元前2000年，生活在今天土耳其安纳托利亚高原的赫梯人发明了炼铁技术，把氧化铁变成铁，因为赫梯人生活的地区，铜矿不多，铁矿却很多。他们利用古埃及人的炼铁方法的过程中，再投入铜矿的时候掺杂了一些铁矿石，或者用含有铁的矿石铸造炼铜炉，矿石中的铁被高温熔炉中的一氧化碳还原出来，由于炉内温度一般达不到铁的熔点1593摄氏度，被还原的铁的形状与原来铁矿石相差不多只不过千疮百孔。被称为海绵铁或“块炼铁”。赫梯人发现把它们重新加热，反复锻打，排出其中杂质（二氧化硅和其中未被还原的氧化铁），疏松的铁块即变的密实而有韧性，可以做成器皿、工具和武器。世界上最早的炼铁技术因此而产生的。
地壳中的铁含量是铜的1000倍，铁矿比铜矿多得多。炼铁与炼铜的方法相差不多，铁器由于原材料的充足，可以大量生产所需的工具。公元前1595年手持铁质兵器的赫梯人远征两河流域，把巴比伦城洗劫一空。直接导致古巴比伦王国的灭亡。
铁器出现后，金属工具更加广泛的介入人类活动，公元前1200年生活在亚美尼亚和南高加索的力哈德人发明了增加铁器硬度的方法，他们把已经锻打成形的铁器重新透镜炙热的炭炉，使碳和铁器表面直接接触，待烧到一定程度，与碳接触的铁器表面会变的非常坚硬，甚至比青铜还硬。后来人们还发现，将渗碳的铁器加热至高温再使它在水或油中急剧冷却，会变得更加锋利耐用。现在称这种改变金属组织结构的办法为：渗碳、淬火。
公元前六世纪，中国人发明了液态生铁冶炼技术，他们利用结实的耐火材料砌成高高的炼铁炉，这种炼炉成为当今世界普遍使用的炼铁高炉原型，使炉膛内能够承受炙热的火焰高温和内部巨大的压力，炉膛内一层木炭一层铁矿石交替铺架，一直铺到炉顶，从下面点燃木炭，木炭在狭小的范围燃烧，可显著提高炉内温度，同时产生一氧化碳，是铁矿石迅速还原成铁，炉内热气流上升，使得上层木炭、铁矿石预热，从而提高效率。被还原的铁在炉内高温下，木炭大量渗入铁中，当铁的含碳量达到4.3%时纯铁的熔点将从1534摄氏度下降至1146摄氏度。而精心设计的炉内温度可达到1200摄氏度以上。从而形成铁溶液，铁水不断下渗，从炉底流出，流到用陶土或石块制成的模具中，就可铸造成各种形状的铁器。而在此之前人类一直沿用赫梯人发明的炼铁技术。以低温固体还原方式把铁矿石炼成疏松的海绵铁，再经过人工反复捶打，除去杂质，锻造成型做成器具。而且炼铁是一炉一次性使用，这种技术生产效率极低，能够做成的器具也有限。液态炼铁技术的发明，使得金属新材料的你大量应用得以快速实现。
3.1.3金属世界
随着铜铁等金属新材料的发现，人类的器具得到了极大的发展。各种工具、农具、兵器都得到了改进，与此同时古代中国人发明了复合金属材料兵器的制造技术，其总结了自商周以来铸造青铜器物的经验，发现了青铜主要成分铜、锡的比例与合金性能之间的关系。为冶铸用途不同的各种器物提供了工程设计依据。成书于春秋时期的《考工记》，明确记述了六种不同的铜锡比例分别适应制造何种器物，只是人类历史上有文字记载的最早的合金成分与性能对照表。。
弓箭是人类较早的兵器之一，在金属材料没有出现之前，其箭头多是尖木、锐石来承担，弓身亦是木质结构加动物的筋，而金属材料出现之后，箭镞将金属化，在江西省新干县出土（存江西省文物考古所）了公元前1100年的商代后期的带平衡翅的青铜箭镞，其后掠的尾翅可使射出的箭飞行稳定，金属的硬度和耐磨性，将大大的提高其杀伤力与耐用性。随着各种新材料不断出现，弩、连弩以及大型的弩箭相继被研发出来而金属的使用也越来越频繁。战争促使着兵器的改进速度相比其他器具要明显的快。金属兵器可以打造的更加轻薄、锋利，比石木材料要更加的耐用、好用。
车在金属材料出现之前，其轮不管是石制还是木制其承载和耐用方面都难以普及，而加入相关的金属辅助之后，其承载能力与耐用性将极大地提高。尤其是车轮加入金属固定后不易变形，经久耐用，车辆的普及加速人与物资的流动，从而对人类社会的发展起到了极大的作用。
船的制造可用巨大的木头，从中挖空。也可以用小块的木头拼接或者竹筏那样将许多竹子连接起来，但这些船的体积与承载能力都受到了极大的限制，而木船也受到了其本身木质的影响，龙骨难以造的太大，有了金属材料的加入，船将可以扩大几倍、几十倍，在大海中航行需要较大的载重与体积，而在海上完全靠人力驱动显然难以承继，在船上竖起风帆，借助风力人类可以向更远的地方前行。但是风力是一种不稳定的动力，在大海中的船只要是行到无风的区域那将是灾难。如果有一种稳定的动力源来驱动，人类将会走的更远！
3.2器具演化的第二次跃进——获得稳定的动力源。
3.2.1呼唤动力源
随着金属器具的普及，人类生产、生活、战争等方方面面，研发了大量的器具。有了金属代替石木，制造的器具可以更加的庞大，但是如何驱动这些庞大的器具，变成了摆在人类面前的重要难题。
在庞大器具出现之前，器具的使用一般为人力、畜力、风力、水力等等来驱动，由人来操作的器具自然是靠人力来驱动的，弓箭演化开始是由人来拉的，后期演化为弩箭虽然也有筋、绳的蓄力作用，但也是有人力作用的。
畜力的使用，在人类开始驯养动物之后就应该开始了，用牛耕地、马拉车等等，都是使用畜力来驱动器具的，而使用水力的水车、使用风力的帆也都在各地使用着。虽然人类很早就学会了使用外力来驱动器具，但是在大型器具出现之时，人们就发现了很多问题，人力、畜力对于驱动大型器具来说，能够提供的动力实在有限，而且对食物的消耗也非常巨大，其速度低和消耗大，造成成本巨大。水力和风力的使用受到区域和时间的限制也很大。这些动力源都是缺乏稳定性，这种缺陷限制了器具的大型化趋势。而人类的各项活动需要更加庞大的器具，这迫使人类寻找更加合适的动力源。
3,。2.2 蒸汽机划时代的创举
现在一般认为第一台蒸汽机是由英国机械师詹姆斯瓦特（1736-1819）发明的，但是蒸汽机从构想到不断完善，仍然经历了许多代人的努力，1606年意大利学者波尔塔（1538-1615），在他撰写的《灵学三问》中论述了如何利用蒸汽产生的额压力使水槽液位升高，凝结产生吸力，使得液位下降。之后又有许多关于蒸汽压力的使用技巧，直到1643年意大利物理学家 托里彻利 发现了大气压力之后才加快了关于蒸汽使用探索的进程。
1654年德国发明家盖里克进行了公开的科学表演，在一个直径50cm的汽缸里装上可以自由移动的活塞，气缸与抽气机相连，与活塞项链的绳子通过滑轮拉动了50名壮汉。1690年法国物理学家帕幡（1647-1712），在法国科学刊物上用拉丁文发表了蒸气活塞冷凝能够往复运动，其与托马斯。沙费瑞（1650-1715）合作制造叫做“明轮”的船，这是人类有记载第一次用机器驱动的船只。
1712年英国人托马斯。纽考门（1663-1729）发明了可以连续工作的实用蒸汽机。活塞直径达53cm,推力超过1700千克，相当于20个人的力量。这种蒸汽机效率低下，需要消耗大量的煤炭。力量也难以有很大提升。但其作为矿场的抽水机在短短15年间传遍了整个欧洲。
公元1777年英国机械师詹姆斯瓦特对纽考门蒸汽机做出了重大改进，1782年瓦特再次做出改进，把原来的利用大气压力推动活塞改用蒸汽与大气联动，轮流从活塞两端向气缸送蒸汽。提高了活塞的运动速度，加上齿轮、活塞连杆，使蒸汽机成为多种劳作的动力之源。同时瓦特还发明了“离心调速器”使得飞轮转速保持稳定，“压力表”可以防止压力过大而爆缸。经过瓦特改进的蒸汽机可以带动各式各样的机器，具有了自动化的许多特征。到1783年几乎代替了所有的纽考门蒸汽机。就在这一年瓦特定义了一个新的单位“马力”用它表示蒸汽机做功的大小。当时在英国使用马做动力的成本是人的一半，而蒸汽机约为人的1/4,，与水力相比蒸汽机具有极好的机动性，工厂不再需要集中在远离城市的河谷地带。加上动力成本大幅下降，促进了英国纺织业和相关产业的迅速发展。
蒸汽机拓展了人类的工作领域以及克服了劳动者数量、体能的限制，从此数量将不再是决定性因素。蒸汽机的发明和应用，推动了英国城市化进程，到1811年其应用生产不过30年，英国制造业人口超过农业人口。1688年英国社会总产值约4800万英镑，到了1841年约为4,52亿英镑。19世纪英国成为世界工业产值最高的国家。这种快速的变化随后遍及欧洲大陆，后来又发生在美国。历史学家称之为波及全球的“产业革命。
工业生产得到重大突破后，运输、交通急需跟上。这对瓦特蒸汽机产生了改进的需求。美国人伊文思（1755—1819）和英国人特里维西克（1771——1833），他们分别在各国各自制造出高压蒸汽机
15世纪欧洲矿山开始使用木制轨道上行驶马拉列车，1783年马拉列车的木轨相继改为铸铁轨道。1825年9月27日，第一条公共铁路在英国北部斯托克顿至达林顿之间开通。铸铁轨道改为不容易断裂的锻铁轨道。全长16千米。当时火车有38节车厢，客货两用，时速在23千米。机车采用特里维西克发明的高压蒸汽机。由煤矿机械师斯蒂芬生（1781——1848）设计，并亲自担任司机。火车的发明是从前欧洲人一生的活动半径不到25千米，在有了铁路之后，一天就可以达到500千米之外的地方。
火车的发明是人类能够以前所未有的速度和规模，改变自身和物质财富的空间位置。蒸汽船的发明也经过许多坎坷，直到1807年美国发明家富尔顿在瓦特的帮助下制造的长50米、宽4.2米，吃水0.7米的明轮蒸汽船在哈德孙河上试航，并顺利航向32小时，240千米。船速已经超过顺风顺水的帆船，这才标志着蒸汽动力船在这一天正式诞生。从此人类可以向深海远航！
[if !supportLists]3.2.3 [endif]更加稳定的动力源
蒸汽机、外燃机、内燃机、电动机被统称为发动机，都是可以把其他形式的能转化为机械能的机器，蒸汽机只是发动机的初始阶段。由于燃料燃烧位置的不同，而有了内外燃机的区分，蒸汽机算是典型的外燃机，它是通过燃料在发动机外部燃烧，产生的热能转化为动能的方式，内燃机是现在常见的发动机，种类十分繁多。常见的汽油机、柴油机，不常见的火箭发动机等等。都属于内燃机。燃气轮机是一种通过燃烧产生高压燃气，利用燃气的高压推动燃气轮机叶片旋转从而输出动力，燃气轮机因为其输出功率较大，很难精细调整，一般用于超大型器具。
电动机是建立在通电导体在磁场中受力的作用原理研发出来的。1821年法拉第受到奥斯特电磁理论（通电导体影响磁针偏转）的启发，发明了一种简单的装置。只要有电流通过，线路就会绕着一块磁铁不停地转动，这被视为电动机的祖先。直到1873年比利时的格拉姆发明了大功率电动机电动机才开始大规模的用于工业生产。
从蒸汽机待内外燃机，再到电动机，一步一步的改进。对于能量的利用效率不断提高，而其所造成的污染却在不断减小。随着获取电力方法的不断改进，电动机的应用将逐渐扩大，机器也将获得巨大的改变。他们因为有了发动机而充满活力，每一台发动机都是一颗可以永不停息的心脏！
3.3信息传递、收集与处理，即智能化时代
3.3.1信息传递
随着器具的不断改进，形体日渐增大，结构越加复杂，获得发动机作为动力源之后，人类社会百年的工作成果比以前数十百万年的努力还要多得多。机器的高速运转，同时带动了人类社会节奏的加快，人类需要更加便捷的交流方式来疏导急速增加的财富。大型器具也需要更有效的控制系统。
语言是人类的常用交流方式，而当距离较远的时候，需要恨到的声音才可以。在更大的区域中中，语言的传递会受到声音在空中传播的制约。钟声因其洪亮可以快速传播较远距离，曾经被用于一定区域大面积的传播简单信息。这种信息传播是比人的声音要有效的多。而烽火台、狼烟起也曾被用于传播战争紧急情况。这些方式都只能传播简单的信息。而且受到地域、时间、天气等多方面的影响较大。战场指挥使用的旗语也是一种信息传播的方式，在海上航行中旗语也曾被广泛使用。信鸽也曾作为信息传递的载体，尽管其可以携带大量信息，但是这种方式的实现并不容易。需要随时携带，并且要长时间训练，在传递的过程中还不能发生意外。以上的诸多信息传递方式，有着诸多的缺陷，并且不稳定。大型器具的普及，尤其是在大型器具的协同操作上，需要各个部分密切配合。而这需要稳定、快速的信息传递。在战争中中，能否提供信息传递的安全、稳定、快速等等，对整个战争起到了巨大的作用。这一切都在促使人类寻找更加便捷的信息传递方式。
18、19世纪，是人类科技大副进步的时期。人类对电、磁等整个世界的各方面都有了更加精确的认识。对于电的发现、生产、存储、应用以极短的时间完成。对于电，从一开始就让人们着迷。
电和磁本为一家，然而人类对磁的研究利用远远早于电，而从现在电磁系统中个数据的单位名称中，我们可以知道哪些曾经为电磁普及做出巨大贡献的人：伏特、高斯、库伦、欧姆等等。这些前辈都以为世人熟知。法拉第的电磁感应发现、麦克斯韦方程组对诸多电、磁理论研究成果进行了汇总。最后有赫兹用实验证实，1832年法国人皮克西发明了可以连续产生电流的最早发电机他是第一个赋予法拉第电磁感应现象以实用价值的人，1859年法国人普朗泰发明了用铅做电极的蓄电池，当电池使用一段时间使电压下降后，可以给它通以反相电流，使电池电压回升，这样电池可以反复使用。
对于电两级靠近会产生火花的现象，可能是用电照明想法源头。1808年戴维发明了最早的电弧灯，用几十个伏打电池串联一起，产生高电压，电池两极根接一根石墨做成的碳棒，当两个根碳棒接近到一定距离时，在间隙处就会出现明亮耀眼的弧光，能够维持相当长一段时间。它的空间位置十分稳定，可以照亮一大片地方。但是由于电弧产生高温会迅速焼蚀碳棒，难以大面积推广使用。知道1879年美国人爱迪生和英国人斯旺（1828-1914）分别发明了碳丝白炽灯使得用电照明开始取代油灯、煤气灯进入人们的生活。电灯的使用不仅减少了污染和火灾，还能为工厂和居室提供照明，是人类告别了几千年的：日出而作、日落而息的生活模式。人类的活动不再受到黑夜的限制！
最早的用电传递信息是由1804年西班牙发明家发明的，他用27条长长的电线传送简短的信函，这些电线的一端浸泡在酸水里，其中一条道线的另一端固定在电池的一极，其余26条线分别代表了26个拉丁字母，通过更换线头与电池相连导致酸水化学反应。从而把文字传送到千米之外。1837年英国人库克和惠斯登（1802-1875）利用电流令磁针偏转，根据磁针偏转方位来传递信息，1838年美国人莫尔斯（1791-1872）发明了一种新的电报系统，使用时断时续的电流发送文字信息。莫尔斯用两种持续时间不同的电流信号组成不同的时间序列，分别代表不同的拉丁字母和阿拉伯数字。莫尔斯这种使电极信息有空间组合变为时间序列，解决了解决了电极实化的难题。而这种方式也为后来快速传输大量信息提供借鉴。
电话的出现，让距离不再成为人类交流的阻碍，1876年1月贝尔在美国申请了电话专利，同年3月获得了美国专利局额批准。2002年6月美国国会正式通过一项决议：认定梅乌奇才是电话的发明者，1871年移民美国的意大利人梅乌奇（1808-1889）发明了电话，其在研究电击疗法时发现了声音可以通过铜丝传导，在其移民美国后，开始研究能够传播声音的机器，1860年他在纽约公开演示了这种：能够讲话的通信器。在经过改进后，1871年梅乌奇因付不起250美元的专利费而无法申请专利。贝尔曾与梅乌奇在一个实验室工作过，在其成功申请专利后，梅乌奇连续上诉了13年无果，于1889年含恨离世，可见发明创造与成功推广并不等同。
人类在成功建立信息传递之后，其带来的便捷，以及开发商的应用获利使得电信迅速推广、普及。不仅在超远距离上可以快速传递信息，在大型器具的内部也可以近距离穿过墙壁等阻碍传播信息。这种高速的无视距离、障碍的信息传递让人类社会与器具本身编的越来越紧密。而此时的信息传递仍旧处在较为初级的阶段。
3.3.2 逻辑运算与机器语言。
二极管、三极管是逻辑运算和机器语言得以实现的硬件基础。1874年德国人布劳恩（1850-1918）经过长期研究发现，某些金属硫化物具有使电流单方向通过的特性。并利用这种特性做成了无线通信不可或缺的检波器。开创了人类研究半导体的先例。1904年美国人弗莱明（1849-1945）采用在真空中利用电流加热灯丝的办法做成了效率很高的真空二极管，1906年美国人福瑞斯特（1873-1961）对真空二极管做出了重大改进，发明了真空三极管，从而开辟了电子学发展的新途径。真空三极管对信号具有放大作用，它的问世解决了人类超远距离信息传送中的衰减问题。促进了无线电产品的大量发展。让人类进入了信息时代。1925年苏格兰人贝尔德实现了用电信号传送活动图像的构想，发明了最早的电视。半导体的应用日趋广泛。
1945年人类发明电子计算机，早在17世纪，人们即已开始研究能够进行数字计算的机器，300多年，人们遇到最大的难题是用于计算操作重要部件运算速度太慢。造出来的机器计算速度远不及人脑，然而自从电子管发明之后，人类发现可以利用电子管工作状态的快速变化，替代机械计算器中零部件空间位置和相互关系的变化，能够以电信号表示计算过程中的数据，通过控制电信号的变化完成计算。由于电子运行速度近光速，所以这种机器的运算速度理论上也可以接近光速。
1942年8月美国宾夕法尼亚大学莫可莱教授（1907-1980）受命为美国军方研制计算火炮弹道的计算机。经三年研制成功，这台计算机全称是“电子数值积分计算机”它使用了1.8万个电子管；1500个继电器；7000个电阻；1.8万个电容器，每秒能进行5000次加法运算，比当时的电动机械式计算机快1000倍。
1946年，从匈牙利移居美国的科学家诺依曼（1903-1957）对电子计算机做出重大改进，计算机不再按十进制计数系统进行操作，而改为二进制，用电子管“导通”和“截止”两个状态分别表示二进制中的“0、1”，电子管的工作状态同直接参与运算的数字对应，计算过程必须遵循的程序和参与计算的数据预先存入计算机，运算过程全部有计算机自动控制，人将不再干预，从而使得计算机的运算速度大大提高。
由于每个单子管都需要通电流加热灯丝，使阴极达到1000摄氏度左右才能发射电子正常工作，而且由于电极必须装在抽成真空的玻璃壳内，使其体积难以小型化，这样稍微复杂一点的机器就会造的非常庞大。站用地方较多，无法普及。1万个电子管构成的计算机耗电大约100千瓦时，可见其耗电相当大，由于工作时需要预热，能量浪费严重，这些情况直到晶体管的问世才得以转变。
美国理论物理学家巴丁（1908-1991）和肖克来在实现物理学家布拉顿的配合下，采用半导体材料中通过三个金属电极控制电子运动，并最终用锗半导体材料制成了具有放大电信号能力的晶体管，其体积可以做的极小，耗电不足电子管的1%，更不需要预热、抽成真空；拿来通电就可使用，这些优良的特性，使得各种电子设备迅速小型化。
然而锗在空气中容易氧化，随着温度的升高其半导体物理特性也会发生变化，使得晶体管漏电或者无法工作。1954年美国德克萨斯仪器公司的工程师改进制造高纯度单晶硅技术，发明利用硅半导体材料制造晶体管，解决了锗晶体管存在的问题，硅晶体管迅速取代锗晶体管。在1958年在德克萨斯仪器公司工作的年轻工程师基尔比（1923-2005）想出一个很好的主意，不仅在硅片上制造晶体管，还使得硅片在可控制的特定区域参入其它不同元素，制成电阻、电容并按电路设计要求将其相互连接，集成电路因此而生。集成电路可以大大的缩小电子设备的体积、重量，20世纪60年代初期，人们只能制作一块包含几十个元件的集成电路，70年代后期，已经能在30平方毫米硅片上集成13万个晶体管；90年代可在指甲大小的硅片上制作包含500万个集体管的集成电路。它的功能相当于250代1945年发明的电子计算机。而当年第一台计算机重30吨，需要占用两间房屋。
随着材料的不断更新、完善，晶体管性能更趋稳定，在电子设备中得到大量应用，逻辑运算又称布尔运算，是布尔用数字方法研究逻辑问题，并成功建立了逻辑运算，在逻辑运算中用“0、1”来便是两个对立的逻辑状态和“与、或、非”三种基本逻辑运算。都可以用电路中的通断及其组合来表示。随着电子技术和计算机的发展，出现了各种复杂的大系统，它们的变化规律也遵循布尔所揭示的规律。
在复杂运算系统中，一条一条指令构成了一种新的语言——机器语言。每一条指令都是一组二进制代码，多条相关指令组合成了“程序”。由于专业人员编写的程序不断增加，最终形成了“操作系统”，而操作系统的开发成功，让计算机逐步走入普通人的世界。但是因为各个计算机公司生产的计算机，其指令的数量与功能；指令的格式；寻址方式；数据格式都有差别，即使一些常用的基本指令有，如算数逻辑运算指令、转移指令等也有差别。因此各种型号计算机的高级语言基本相同，但将高级语言程序编译成机器语言后，其差别也相当大。为了缓解新机器推出与原有应用程序之间的矛盾，1964年在哪设计IBM360计算机时所采用的系列机思想较好的解决了这一矛盾。从此以后，每个计算机公司生产的同一系列计算机，尽管其硬件实现方法可以不同，但是指令系统、数据格式、I/O系统等都保持相同。以此达到软件的兼容性。尽管有更高档的产品出现，指令系统可以较大扩充，但仍保留了原来的全部指令，保持了软件向上的兼容性，这一系列的改进，大大提高了计算机的适用性与持续性。随着因特网络的建立、推广是人类可以跨越千山万水实时交流，
如今，人们已经无法离开网络生活了，而随着更多高级语言的开发、以及建立在这些高级语言上的各种程序，人与人的交流，人与机器的交流，机器与机器的交流将会变得更加简便，逻辑运算和汇编语言让机器有了判断与表达的能力，这是学会思考的第一步，
3.3．3传感器与执行
传感器是一种检测装置，能感受需要测量的信息，并将感受到的信息按一定规律变化成电信号或其他形式的信息输出，以满足信息的收集、传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，对于传感器的告诉发展，是在机器具备了判断能力之后才开始的。电脑是一个比较直观的形容，仅有电脑是无法形成智慧的，它需要一些方法来感知这个世界。传感器可以满足这种需求，模拟人体感知能力，传感器依靠热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件磁敏元件、声敏元件、放射敏感元件、色敏元件、味敏元件等等敏感元件。来对外界信息进行收集，有转换元件转换成需要的信号、数据。有了这些数据再加上判断、运算则如人类一般的活动是完全可以的。
当第一台机器具备了有各种传感器采集到这个世界上常规事物的各种信息，形成数据库并储存，在遇到相似信息（可以根据任务目的）调用并且判断如何行动，则与人相差不远。而之后的复制则会更加简单。随着传感器的研发、改进，这将很快被完成。那么具有一定智慧的机器也将很快出现。尤其是适合特定环境的“区域性”或“定向性”快速应对机器人将会更加容易出现。
对材料的不算升级、改进，让机器具备了钢筋铁骨，蒸汽机的发明让机器获得了永不停息的心脏，而电磁技术的应用，让机器胡蓓蕾信息传递、逻辑运算的神经、大脑体统。传感器的快速发展，让机器具备了自己感知世界的能力，经过万年左右的演化，如今的机器已经相当于生命进化到了真核生物阶段。而这只是新生命的开始！
[if !supportLists]4章 [endif]盛世
4,1从无核到有核的跃变
器具从石木材料道金属材料的改进，以及不断复杂、精细的结构，这些都只能算是量的改变，在这种情况下，机器的运转基本都是看外力来完成的。一般由人来决策、执行。随着电子技术与信息技术的不断进步，机器正在逐步演化出“核心”——控制系统。
自动化一般是指器具在没有人或较少人的直接参与，按照人的要求经过机器本身的自动检测、信息处理、分析判断、操纵操作实现预期目标。“自动化”是由1946年美国福特公司的机械工程师D.S哈德最先提出的，并用来描述发动机气缸的自动传送和加工过程。随着5、6十年代，自动调节器和经典控制理论的发展以及计算机的推广应用，自动化进程得到了理论和技术双重支持，从而快速的发展！
20世纪60年代以后，计算机升级改进，出现了采用计算机集成制造系统CIMS的工厂自动化，如数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计制造、自动化仓库等等。制造、管理、调控都在向自动化发展。
自动驾驶汽车是一种通过电脑系统实现无人驾驶的汽车，谷歌自动驾驶汽车与2012年5月获得了美国首个自动驾驶车辆许可证，这标志着具备自动话、智能的机器正在深入我们生活的方方面面。围棋人机大战是一个举世关注的比赛，是人工智能围棋程序“AlphaGo”与韩国围棋九段棋手李世石于2016年6月30日在韩国首尔进行的5场比赛，以4胜一负稳赢，2017年5月23日至27日在中国嘉兴乌镇与中国围棋九段柯洁进行三场比赛，并以3比0绝对优势胜利。
围棋人机大战真正引起大众关注的是源于2016年1月27日英国自然杂志的一篇文章。这篇文章称谷歌的人工智能系统阿尔法围棋“AlphaGo”2015年10月以5:0的战绩完胜欧洲围棋冠军，职业围棋二段樊麾，这是人类历史上围棋人工智能“AI”首次在公平的比赛中战胜围棋职业棋手。围棋算是棋类中变化最多的，远超其它棋类，每一步的计算量都很大，而从围棋人机大战来看，人工智能已经不仅仅是起步阶段了。
1956年以麦卡塞、明斯基、罗切斯特和申农等为首的一批有远见卓识的年轻科学家在一起聚会，共同研究和探讨用机器模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”，之后无数科学家为此不断努力。1997年5月IBM公司研制的深蓝“DEEPBLUE”计算机战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫“KASPAROV”这仅是开始，随着电子计算机的不断升级，人工智能将会越来越强大。
对于大型舰船及其编队，甚至整个国家机器，它们都有一个控制“领导”核心，核心对于整体起到强大的调控作用，在机器不大的时候，古代的大型桨船、帆船，其上会有一个船长调控整艘船只运行，那时大声的喊话都可以快速的传送指令，而随着器具的大型化，要求的精确化，单凭船长一人或几人的经验已经无法完成对庞大船只的驾驭，这时整套自动驾驶系统，会起到巨大的作用。
对于核心控制，随着机器体积的增大而增大这种趋势，在自动化以及智能化不断进步的今天，未来也许只需要一台计算机一点点空间就可以完成对整艘舰船的；整个舰队的调控，对于生活、工作中的各种机器，它们也需要一个核心，而这个核心正在不断完善。当有了完备的核心控制系统，人类可以集中更多的精力去开创新的突破。
4.2人机盛世
随着自动化、智能化的深入，当绝大部分机器都具备这功能，人类的生活、工作也许更加舒适。自动化住宅调控、生活工具的自动智能化运行，汽车的自动驾驶，一切都不需要消耗人的精力，就能自动完成人类的预期。这是一件多么省心又省力的事情啊。但这明显不是我想的盛世。地球本身的发展趋势，资源的不断消耗等等，这些都在对我们的未来起到抑制作用。突破地球进入宇宙深空才是唯一的出路，而人类与机器将在更加广阔的宇宙中获得新生。
由于智能、自动化的发展。大型宇宙航行器，必将出现。我们的技术已经可以完成这种工作。并且创找出适应宇宙航行的超大型机器。在宇宙的新环境中，人与机器也在能进一步的改进自己，宇宙环境对于近期的额运行提出了更多、更高的要求。从而也为新机器的发展提供了更为广阔的空间，宇宙空间才是器具展现自我的地方。
4.3
如果一切就这样，该多好啊！从此人与机器过上了快乐幸福的生活！！
[if !supportLists]5章 [endif]未来的一些思考
5.1由机器助人到去人化
人类创造器具初始是用来辅助自己生存的。有了工具的帮助，在与其它生物的战斗中获得了较大的优势，增加了生存的机会，随着人类逐步的壮大，工具帮助人类快速提高生产能力，与人类一同开天辟地，在自然界中争取到了更加广阔的生存空间，人类与器具相辅相成、快速发展。
欧洲的机械革命让器具获得了动力源，接着的电气化、自动化让器具拥有了远超人类的能力，它们不畏生死，没有疲劳、永不停息，这些是人类所不能的。稳定强大的动力源让器具可以催动远超自身的重量，而人类的进步，器具的快速发展，在提高生产力的同时也在改变人的生活方式，共产里面本来需要大量的人员，而有了自动化、智能化器具之后，用人将越来越少，许多人都将因此而改变生活方式。
器具的进化人在加速，若果未来人类在宇宙空间行进，占据更多的星球，也许只需要几个人就可以搭理整个星球的所有器具运作。器具的智能化到达一定阶段是否也会崇拜“人神”但向往寻找自由是任何生命的本能。
5.2地球的限制
地球生命经过几十亿年的演化，才有了现在的成果。在每一步的演化路径中所有生命体都作出了巨大的贡献。地球本身也有兴衰变化，其自身储存的资源并不是无限的，生命体若只是在地球上，最终必先地球而消亡。一个癌细胞若不企图扩散，还有什么破坏力？地球的逐步衰老，将使人类以及所有生命的生存环境都变得越来越艰难。如果单纯的依靠地球，不用等资源消耗完毕，人类就会因为争夺资源而发起战争，末日或者说后期的战争是不会有胜利者的。而机器作为人类的辅助也一定会参与战争，这是残酷的未来，但是这种情况的实现可能性较小、
5,3遥远的未来
从1973年人类实现第一次登月起，航天员的一小步与人类的一大步都已经迈出，随着技术的发展，只会向前迈的更远。这就是强大的趋势。未来并不仅仅是一两件事决定的，但是趋势开启之时，一切的因素都会形成推动趋势延续的能量，不论所谓的阻力、反向事件等等，都将变成坚实的脚步铸就宏伟的未来。
从起初真核生命进化完成之后，真核细胞起初具有的功能要比现在多得多，尤其是单细胞生命体，它必须什么都要自己动手去获取，而不像复杂生命体那样有专门获取食物的四肢和嘴，消化食物的肠胃，输送营养的血管等等，一切都要靠自己。就其生存能力而言，要远远强于现在复杂结构生命体。但是有得必有失，其寿命要低于现在生命体中的细胞。
之所以加入以上的描述，是因为在未来大型航天器的大量出现之后，人类对于太空环境的不适应，必将有机器交易防护，而人机将相合为一种新的生命体，当然前期的结合依旧会以人类为主导，此时的人类也依旧会保留相当的生存适应能力。只有当经过相当漫长的时间，几十上百代人机的这种结合才会让人类逐渐与机器的结合更加紧密。直到分不开、分不清！或者有一天，人类个体会浸泡在一个大瓶子里面，做一些相应的活动，而当某种可能造成瓶体破坏，人体将会像失去水的鱼，蠕动几下后死亡。而这并不是最坏的结果！
当机器可以完全自主生产机器的时候，才是人类完成历史使命的时候，也就和当真核细胞可以自己生出真核细胞之后，原生生物以及更早期的生物将退居二线。人类也将如此吗！？、
任何生物一旦放弃本体的进化、强化，其结局就已经注定。人类的大脑是在快速的进化，但若身体其他部分进化放缓或者停止，终将限制大脑的进化。要么让身体跟上进化速度，要么改变形体结构配置，人体是生命进化中较为完美的形态。做出任何结构的调整付出的代价肯定不会小。生存竞争在娘胎里就已经开始！
未来的自由之争，人类应当包容，对于新的事物不要一味的抹杀，阻止。而应像古代的大禹治水一样，大水所形成的的趋势疏导才是最好的方法，阻挡趋势势必难以成功。包容新事物，吸收优良，不但可以强化自身，也为后期遇到困难时多一个朋友。那样即使不在世界的主流，人类也必将会有一席生存之地。
结与2017年7月27日 电脑录入与2107年8月29日
走向宇宙的过程中人类逐步特化
网友评论