《奇迹工程》观后感

看了一季有关中国工程的美国科技纪录片《奇迹工程》，大感兴趣。这个纪录片的讲述方法，是围绕那些巨型工程，回顾科技发展中一些重要的发明。从中不但让人感到趣味横生，也增长了不少科技知识。

第一集讲中国贵州的“天眼工程”，首先提到了穹型结构。自古造房子，都需要四面墙架起一个顶。但有位发明家（整部片子中人名太多，就不具体说了）发明了穹形结构，就是用金属杆支起一个个三角型（或三的倍数型），这一个个多变形相互连接，就可以形成一个牢固的结构。发明家从蜂窝的结构得到启示，很多穹形的结构自此被建造起来。天眼很大，但基本的支撑是无数的多边形穹柱。

天眼是个大凹形结构，这是聚集光波，电波的常用结构。片子讲述了在雷达发明之前，英国建造了无数凹形的结构，目的是探知敌机的来袭。当敌机到来时，其声音能被这些结构放大从而预先发出警报。为了聚集天空信号需要不断调节天眼的位置，这里又用到了曾经用在飞行模拟器上的技术，几个多轴的杆子移动，能正确调整盘子和中心焦点器的位置。

片子讲到编程，讲述了编程的发展历史。早期的计算机是用打孔纸输入程序的，这个想法最早来自于编织机。人工打毛线衣要编出图案，需要很高的技巧和空间想象力，不容易大规模制作。英国发明家发明了针对图案在一个铁片上打孔，然后使用一种机械联动装置，将打孔过的铁片放上，机械就能按序调整进线的位置，从而就能编织出不同的图案。这是最早的编程方法。

第二集讲上海的巨型126层高楼。首先讲到上海的地层是松软的粘土，如何建设能承受重达82万吨的巨大建筑呢？芝加哥也是同样的土层，当时的发明家，就在松土层上用建造了巨大的混凝土基座，这样就解决了在松土层上建造高楼的问题。

如果楼层很高，下层的墙和顶就需要承受上面的压力，因此传统结构的房子不能造得很高。这又得益于一项发明，有人使用钢铁架作为楼的基础，这样各层的压力都对应地压在钢架上，使得下层不用承受过高的压力。这是现代所有摩天大楼的基本结构。

楼层一高，承受风力就成了一个挑战。现代的高楼，都要像飞机一样，进行风洞试验，调整大楼的形状，从而最好的应对风力。上海高楼的螺旋状结构，并不是出于美学，而是因为空气动力学的要求。高楼还要防震，其中有五层被一个巨大的重物占居，一旦高楼因为飓风或地震晃动，重物也对错摆动，可以起到平衡补偿作用，最大限度减小高楼的晃动。高楼还被纵向分成几个部分，每个部分的连接处都有可移动的装置，一旦地震，会产生一种蛇型运动，抵消掉其刚性活动，这个灵感来自于一个日本的古楼！

第三集讲磁悬浮列车。高速重物在地表运动，会通过挤压地下水，产生溢出效应，非常危险。这就是为什么现在的高铁都建在柱子上，柱子立在混凝土基座上，基座下有深达80米的钢筋，这样就保证不会发生地基溢出效应。

法国曾有过一个飞行列车的试验，列车通过向下喷气产生气垫，向后喷气产生推力，速度可以达到惊人的水平。因为磁悬浮技术的出现，那个技术被淘汰了。流线车型比原始车型能减少80%的阻力，现代的列车设计，也要做风洞试验。磁悬浮列车开动时，其前后一里的地方有电，并不费电。其推进原理，是一种我还不理解的线性电机原理。一般电机的动力是通过轮子转动发出的，这种电机是沿着行车路线发出的。磁悬浮和飞行列车一样，是不需要轮子的。

最后一集讲三峡电站。这里有几个知识点，最早的织布厂是放在河边上，通过水磨产生动力的。有个发明家改进了水磨的设计，这是现代所有水力或蒸汽发电机的基本设计。水电站浇筑混凝土会产热，必须冷却，否则硬结时间需要上百年。冷却方法是制造胡佛大坝时发明的水管冷却法，水管就遗留在大坝里了。电力通过变压后，可以传输到更远的地方。三峡的运输通道，除了使用船闸，还有用船用电梯的方式，这也是英国人在一百年前的发明。大坝出水的地方下方，要建一个飞檐，刚好让水沿着切线飞出去，这样能减轻对下方基座的冲击，这也是从一个法国大坝那里学来的！

看了一个纪录片，学了那么多的知识，开卷有益就好！