《奇跡工程》觀後感

看了一季有關中國工程的美國科技紀錄片《奇跡工程》，大感興趣。這個紀錄片的講述方法，是圍繞那些巨型工程，回顧科技發展中一些重要的發明。從中不但讓人感到趣味橫生，也增長了不少科技知識。

第一集講中國貴州的“天眼工程”，首先提到了穹型結構。自古造房子，都需要四麵牆架起一個頂。但有位發明家（整部片子中人名太多，就不具體說了）發明了穹形結構，就是用金屬杆支起一個個三角型（或三的倍數型），這一個個多變形相互連接，就可以形成一個牢固的結構。發明家從蜂窩的結構得到啟示，很多穹形的結構自此被建造起來。天眼很大，但基本的支撐是無數的多邊形穹柱。

天眼是個大凹形結構，這是聚集光波，電波的常用結構。片子講述了在雷達發明之前，英國建造了無數凹形的結構，目的是探知敵機的來襲。當敵機到來時，其聲音能被這些結構放大從而預先發出警報。為了聚集天空信號需要不斷調節天眼的位置，這裏又用到了曾經用在飛行模擬器上的技術，幾個多軸的杆子移動，能正確調整盤子和中心焦點器的位置。

片子講到編程，講述了編程的發展曆史。早期的計算機是用打孔紙輸入程序的，這個想法最早來自於編織機。人工打毛線衣要編出圖案，需要很高的技巧和空間想象力，不容易大規模製作。英國發明家發明了針對圖案在一個鐵片上打孔，然後使用一種機械聯動裝置，將打孔過的鐵片放上，機械就能按序調整進線的位置，從而就能編織出不同的圖案。這是最早的編程方法。

第二集講上海的巨型126層高樓。首先講到上海的地層是鬆軟的粘土，如何建設能承受重達82萬噸的巨大建築呢？芝加哥也是同樣的土層，當時的發明家，就在鬆土層上用建造了巨大的混凝土基座，這樣就解決了在鬆土層上建造高樓的問題。

如果樓層很高，下層的牆和頂就需要承受上麵的壓力，因此傳統結構的房子不能造得很高。這又得益於一項發明，有人使用鋼鐵架作為樓的基礎，這樣各層的壓力都對應地壓在鋼架上，使得下層不用承受過高的壓力。這是現代所有摩天大樓的基本結構。

樓層一高，承受風力就成了一個挑戰。現代的高樓，都要像飛機一樣，進行風洞試驗，調整大樓的形狀，從而最好的應對風力。上海高樓的螺旋狀結構，並不是出於美學，而是因為空氣動力學的要求。高樓還要防震，其中有五層被一個巨大的重物占居，一旦高樓因為颶風或地震晃動，重物也對錯擺動，可以起到平衡補償作用，最大限度減小高樓的晃動。高樓還被縱向分成幾個部分，每個部分的連接處都有可移動的裝置，一旦地震，會產生一種蛇型運動，抵消掉其剛性活動，這個靈感來自於一個日本的古樓！

第三集講磁懸浮列車。高速重物在地表運動，會通過擠壓地下水，產生溢出效應，非常危險。這就是為什麽現在的高鐵都建在柱子上，柱子立在混凝土基座上，基座下有深達80米的鋼筋，這樣就保證不會發生地基溢出效應。

法國曾有過一個飛行列車的試驗，列車通過向下噴氣產生氣墊，向後噴氣產生推力，速度可以達到驚人的水平。因為磁懸浮技術的出現，那個技術被淘汰了。流線車型比原始車型能減少80%的阻力，現代的列車設計，也要做風洞試驗。磁懸浮列車開動時，其前後一裏的地方有電，並不費電。其推進原理，是一種我還不理解的線性電機原理。一般電機的動力是通過輪子轉動發出的，這種電機是沿著行車路線發出的。磁懸浮和飛行列車一樣，是不需要輪子的。

最後一集講三峽電站。這裏有幾個知識點，最早的織布廠是放在河邊上，通過水磨產生動力的。有個發明家改進了水磨的設計，這是現代所有水力或蒸汽發電機的基本設計。水電站澆築混凝土會產熱，必須冷卻，否則硬結時間需要上百年。冷卻方法是製造胡佛大壩時發明的水管冷卻法，水管就遺留在大壩裏了。電力通過變壓後，可以傳輸到更遠的地方。三峽的運輸通道，除了使用船閘，還有用船用電梯的方式，這也是英國人在一百年前的發明。大壩出水的地方下方，要建一個飛簷，剛好讓水沿著切線飛出去，這樣能減輕對下方基座的衝擊，這也是從一個法國大壩那裏學來的！

看了一個紀錄片，學了那麽多的知識，開卷有益就好！