复旦大学-华盛顿大学EMBA项目【科创奥E】本期阅读专栏带来了神奇材料。
你遇到的一切都会因为你而改变，你改变的一切都会改变你……
——奥克塔维亚·E·巴特勒
这句话来自科幻小说家奥克塔维亚·E·巴特勒的名言，就是《神奇的材料》这本书最好的注解。作者艾妮莎·拉米雷斯（AinissaRamirez）是材料科学家，也是广受欢迎的科普作家。她曾在著名的贝尔实验室工作，在耶鲁大学任教。她拥有多项发明专利，为《时代》周刊等著名期刊撰写科普文章，并在媒体上多次发表科普演讲。她是一位精力充沛、才华横溢的黑人女科学家。这本书是她最受欢迎的科普作品之一。
从出售时间到失去睡眠
Fromsellingtimetolosingsleep
人类祖先的睡眠方式是分段睡眠，晚上90点睡觉，午夜后醒来，中场休息大约一个小时，阅读、祈祷、吃饭、打扫、和邻居聊天……当你感到疲倦时，再次入睡。在钟表进入普通人家之前，天文台通过天文观察获得了准确的时间，然后专人将时间消息发送到各地。贝尔维尔家族从事传达和销售准确时间的业务。他们拿着高精度的怀表去天文台校准时间，然后到处跑，告诉买家时间。钟表匠本杰明·亨茨曼改进了时钟内弹簧的材料坩埚钢，从而提高了时钟的准确性。贝尔实验室的马里森利用石英的压电性能制造了第一个石英钟(被挤压的石英会产生微弱的电流和持续的冲击)。在提高计时器精度的过程中，人类确定了标准时间，划分了时标准时间，划分了时区。与此同时，人类放弃了日出日落等自然信号，失去了分段睡眠的自然方式。我们身体的睡眠时间和机械时间的不一致导致了各种睡眠问题。
露丝的销售时间·贝尔维尔
钢铁连接世界
Thesteelthatconnectstheworld
1865年，林肯遇刺，遗体被放在一列火车上，沿着600英里长的铁轨穿越美国，供美国人哀悼。数百万人参加了这场特别的葬礼。铁轨成为连接器，使美国成为一个整体。此后，炼钢技术突进，钢轨取代了铁轨。亨利·贝塞麦利用空气中和铁中的碳来控制碳的含量，从而培养出优秀的钢。铁轨需要每2年更换一次，可以维持18年。钢轨构建了出行网络，铁路沿线的许多小镇变成了发达的城市，城市规模扩大，商品被大量制造并迅速运送到各地，经济得到极大发展。
电报线路塑造的文风
Thestyleofwritingshapedbythetelegraph
美国人莫尔斯发明了一台电报，并建立了一条电报线，使人们能够通过简短的语言立即传递重大新闻。该发明对新闻传播产生了深远的影响，催生了海明威风格的简单风格。
如今，习惯了即时沟通的人对即时回复的期望更加焦虑，并逐渐失去了表达、声音、肢体语言等文本水平以外的一些沟通能力。面对面对话获得的真实反馈不能完全传达任何动画、表达符号和面部文本。
记录我们生活中的光敏材料
Thephotosensitivematerialthatrecordsourlives
1793年起，法国发明家尼埃普斯开始从事用感光材料做永久性保留影像的试验。1826年，他拍摄了世界上第一张永久保存的照片。直到20世纪70年代，相机才能拍摄静态照片，摄影师需要在工作室站立或坐近60秒。富商斯坦福聘请摄影师迈布里奇在运动中拍摄马的照片，以证明跑步中的马会在某一刻四脚腾空。迈布里奇受到电铃的启发，借助电般的速度大大提高了快门的触发频率，从而拍摄了第一张马腾空的照片。在拍摄过程中，他设置了12台相机，拍摄了马奔驰每个阶段的照片。后来，他把这些照片放在光源前旋转的玻璃板上，合成了一套原始动画。他的动物西洋镜是托马斯·爱迪生提供了研究和发明电影的灵感。
奔马由迈布里奇拍摄
照片底片最初是玻璃做的，美国牧师和摄影师汉尼拔·古德温(HannibalGoodwin)，在赛璐珞薄片上成功涂抹感光乳剂，制作出易携带的胶片作为摄影底片。胶片不仅定格了图像，也定格了文化偏见。彩色照片在20世纪60年代被广泛使用，但黑人母亲发现她们的孩子在学校的集体照片中失去了面部特征，变成了黑点。问题在于底片。传统的彩色底片只优化了白色皮肤，而黑色皮肤因曝光不足而严重失真。柯达，当时的彩色胶片制造商，收到了黑人母亲的投诉，但被忽视了。直到家具制造商和巧克力制造商抗议照片的深色处理，柯达才开发出新的胶片配方。
我们被灯光改变了
Changedbythelight
人类对驱散黑暗的追求和渴望催生了火炬、蜡烛、油灯和煤气灯的发明。随着西方工业化的发展，人们迫切需要找到更稳定、更明亮、更干净的光源。威廉，美国发明家·华莱士用通电碳片制作了足够明亮的弧形灯，使工厂工人两班倒。因此，爱迪生得到了启发，发明了更适合住宅照明的碳丝灯，从而彻底改变了人类日出日落的古老生活方式。如今，人工照明系统的泛滥扰乱了人们的生物钟，诱发了一系列疾病。研究表明，昼夜节律与人类细胞修复DNA医学报告中的数据支持失明女性患乳腺癌的风险较低，我们需要黑暗的治愈。
共享数据和共享的人类
Shareandbeshared
1877年，爱迪生发明了留声机，使声音能够在不受时空限制的情况下自由传播。留声机改变了数据的形式，信息从古羊皮纸上的文字变成了锡箔上的小孔。此后，磁带将声波转换为电流，并用二进制数字1和0表示不同的磁性，从而完成录音过程。从此，我们的世界进入了二进制时代。计算机语言的广泛应用实现了机器之间的相互交流，赋予了计算机思维能力。如今，音乐以数据的形式被分享和传播。同时，观众对音乐的偏好，听歌的时间，甚至观众的位置，都是相互关联的人……这些信息也被服务提供商记录并与他人共享——人类也成为数据。就像爱迪生试图捕捉声音一样，我们现在正试图控制和保护我们的数据。
爱迪生和他的留声机
玻璃与电子时代
Glassandelectronicage
玻璃是一种对科学而言非常重要的材料。人们用玻璃制成各种容器进行科学测试，并通过望远镜和显微镜观察世界。19世纪末，德国化学家奥托·小特开发的玻璃已成为世界上最受欢迎的科研玻璃，因此德国几乎垄断了当时的国际玻璃市场。20世纪初，康宁玻璃厂找到了一种新的方法具的方法，并通过战争没收了德国专利，完全取代德国成为玻璃制品行业的新垄断寡头。1897年，英国物理学家约瑟夫·汤姆逊制造了一个真空玻璃管，通过研究阴极射线来确定电子的存在。电子发现打开了一扇科学的大门，扩大了我们对物质的认知，从根本上了解了星系、恒星和原子的形成过程，揭示了电路、磁铁、发电机和晶体管的原理，人类进入了电子时代。如今，几乎所有人类享受的现代科技产品都依赖于电子发现。
电话、芯片和重塑人脑
Telephones,chipsandthereshapedbrain
量子力学诞生后，科学家们找到了控制原子和电子运动排列的方法，以半导体硅为材料，生产出速度快、稳定性好的硅晶体管，的基本组成部分。计算机出现后的世界完全不同，互联网正在重塑我们的大脑。许多年前，家人的电话号码是我们重要而珍贵的记忆，现在我们只知道拿起手机搜索号码。当涉及到某个信息时，我们的大脑会优先考虑它在哪里，而不是它是什么。
互联网、智能设备和计算机导致了人类价值的问题。那些对算法非常重要的东西，比如搜索速度，搜索项目的数量，搜索前列项目是什么，不会让人类变得更有价值。算法并不关心我们的睡眠质量、节日、语言、同理心、偏见、科学突破、隐私、思维方式等。计算机的兴起迫使我们深入思考一个问题：是什么让我们成为人类？我们正处于岔路口，必须做出选择要制造更好的机器，还是要成为更好的物种？无论如何，技术和人类应该携手共进，不能以牺牲人类自身为代价。当我们意识到前进的方向有偏差时，我们必须有勇气改变。
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