100年前的黑科技,都是啥样的呢

我就讲讲跟机械有关的。

实际上,有一些一两百年前的机械,可能放到现在都不算是过时,甚至于对于现代人而言,已经没有那种心气去做出那些令人叹为观止的复杂机械了。

差分机

差分机(Difference engine),是英国科学家查尔斯·巴贝奇于十九世纪初研发的自动化数学机器。
巴贝奇设计计算机器的基本想法是利用“机器”将计算到印刷的过程全部自动化,全面去除人为疏失(如:计算错误、抄写错误、校对错误、印制错误等)。

简单说,差分机就是一个完全由机械制作而成的计算机。可以实现计算、存储等功能。不过可惜的是,由于当时经费严重超支和零件加工精度的不足,巴贝奇的差分机一号只是完成了很小的一部分,而差分机二号则是只完成了设计工作。

当然,后人根据巴贝奇的设计方案,造出了差分机二号,也算是圆了巴贝奇的梦,也让人们看到这件令人惊叹的神奇机械。

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↑后人根据巴贝奇的设计制造出的差分机二号↑

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↑差分机美图↑

写字机器人

这件宝贝就存储在故宫博物院内。

铜镀金写字人钟,高231cm,底座77×77cm。
钟型为铜镀金四层楼阁。顶层圆形亭内,有两人手举一圆筒作舞蹈状,启动后,二人旋身拉开距离,圆筒展为横幅,上书“万寿无疆”四字。第二层是钟的计时部分。第三层有一敲钟人,每逢报完3、6、9、12时后便打钟碗奏乐。底层是写字机械人,是此钟最精彩、新异,结构最繁复的部分,它与计时部分机械不相连,是一套独立的机械设置,只需上弦开动即可演示。控制写字部分的主要机械部件是三个圆盘,盘的边缘有凹、凸槽,长短距离不一,这些盘是按照每个笔划、笔锋而特制的。上下两盘分别控制字的横、竖笔划,中盘控制笔的上下移动动作。写字机械人为欧洲绅士貌,单腿跪地,一手扶案,一手握毛笔,开动前需将毛笔蘸好墨汁,再启开关,写字人便在面前的纸上写下“八方向化,九土来王”八个汉字,字迹工整有神。写字的同时,机械人的头随之摆动.
这件精美的大型钟是英国伦敦的威廉森(Williamson)专为清宫制作的。

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↑铜镀金写字人钟↑

而类似的机器人也比比皆是,比如说出产自瑞士钟表匠之手的写字机器人:

西方最古老的机器人诞生于240年前的18世纪70年代,由瑞士钟表匠埃尔‧雅奎特-德罗兹(Pierre Jaquet-Droz)和他的儿子发明。这款机器人看起来像个3岁的男孩玩偶;他不仅能写字、画画,还会弹钢琴。而支撑这一切的,就是内部的一系列发条和体内约6000多个零部件。当我们上紧发条,它就会抬起右臂,将手中的鹅毛笔伸到桌子右侧的墨水壶中蘸一下,然后在桌子当中的白纸上缓缓写出几行词句。

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↑来自瑞士的写字机器人↑

也就是说,凭借着纯粹的机械运动,这些机器人可以写出复杂的笔画。实在是让人觉得惊叹,当时的人是怎么想到,又是怎么做到制造这些机器人的。

管风琴

事实上,管风琴也是一件黑科技产品。

管风琴是一种键盘乐器,也是世界最大的乐器,外形类似直立式钢琴,通过脚下的踏板送风,吹响音管,并配合双手键盘弹奏的一种乐器。
早期演奏管风琴通常需要两人搭档,一人演奏,一人鼓风(一般是来自教堂信徒中的小男孩)。后来管风琴的规模越来越大,有以蒸气机、电力设备鼓风,因而又发展出了更复杂的键盘机械结构。

甚至于,单纯凭借机械结构,这件工艺上的杰作可以实现对不同乐器声音的模仿,而这个时候,才刚刚20世纪初。甚至于作者在厦门管风琴博物馆餐馆的时候,博物馆中还收藏着可以根据乐谱自动演出的管风琴——要知道,这是纯机械的!所以实在是可怕,让人实在感叹那些制造者的伟大。

20世纪新型的管风琴通过演奏前设定好音栓,能模仿各种不同的乐器,如弦乐器,木管乐器,铜管乐器,打击乐器的音色等。

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↑复杂的管风琴↑

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↑管风琴的内部结构↑

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↑密集恐惧着患者的噩梦呀↑

那是一个还没有电子化的时代,是机械文明的鼎盛时期

为了更好的说明那个时代,大家不妨对标下美剧《西部世界》,100年前差不多就是那个时代。

而我要说的 100 年前的黑科技,其实在《西部世界》片头里也出现过,就是那台暗示人工智能各行其是的自动演奏钢琴。

「钢琴自奏系统」,120 年前的发明,在那个机械时代,不折不扣的黑科技。

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带孔的纸卷,怎么控制钢琴演奏?

先从制作「自奏音乐卷孔纸」说起,以前的方法需要录制钢琴参与,钢琴师在演奏时,每一个琴键都会触发一个气阀,气阀会冲击到相应的小锤,之后锤击复写纸上的钢琴纸卷,再把留下的痕迹拿来打孔即可。

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现在的方法是让计算机处理电子钢琴演奏得出的音符,把音符转化成数据后,直接和打孔器关联作业,每一个穿孔越长,表示一个音符的延时也越长。

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实际使用「自奏音乐卷孔纸」控制钢琴演奏的过程,是纸卷经过自奏钢琴时,气流会穿过孔洞触发相应的气阀,气阀再驱动安装在键盘底部的电磁线圈动力部件,推动钢琴的榔头敲击琴弦发出乐声。

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这样一来,整个「钢琴自奏系统」的演奏和真人演奏钢琴的过程完全一样。

GIF 截图自

Discovery《How it’s Made》S13E03

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