高中工程學/二十世紀早期
在二十世紀早期,工程成就開始越來越多的影響中產階級美國人的生活。汽車為數百萬人提供了更高的流動性。商業無線電廣播的發展開始了大眾文化和美國大眾身份的形成。
亨利·福特(1863-1947)16歲離開家,在密歇根州底特律做學徒機械師。後來被西屋公司僱用修理蒸汽機,並於1893年成為愛迪生照明公司的首席工程師。這個職位為他提供了時間和金錢來開始實驗由汽油內燃機驅動的車輛。在1903年之前,他建立了幾家公司來生產和銷售汽油動力汽車,但它們在經濟上並不成功。
1903年,亨利·福特建立了福特汽車公司。他的目標是生產一輛價格實惠、可靠的汽車,可以被普通美國農民或工人購買。經過幾年的實驗和設計,福特公司於1908年推出了T型車;圖23顯示了一輛T型車。在許多方面,T型車與今天的汽車非常相似:它在左側有一個方向盤,它的發動機被封閉在一個引擎蓋中,它有一個擋風玻璃和後輪驅動。請注意,亨利·福特並沒有親自開發T型車的詳細設計。這是由一個擁有專案所需各種技能和專業知識的工程師團隊完成的。

使T型車成為可能的的技術進步之一是使用了一種釩鋼合金,其強度遠高於普通鋼。然而,從工程學的角度來看,與T型車相關的最重大創新是生產系統,它使T型車能夠以非常經濟的方式生產和銷售。在1909年到1913年之間,福特公司採用了所有必要技術,使用流水線進行規模化生產。這些技術包括
- 使用標準化部件。
- 專業化勞動力 - 每位工人都在T型車的組裝過程中執行一項非常具體的作業。
- 移動裝配線 - 部分組裝的車輛被自動地沿線移動,經過工人新增部件的工作站。
圖24顯示了使用裝配線將車身連線到汽車框架的過程。這些裝配線技術極大地降低了T型車的組裝成本,汽車的售價也一再降低。1909年,它第一年的全年產量為18,000輛;到1915年,銷量達到50萬輛,到1920年,年產量超過100萬輛。

為了留住工人在艱難的裝配線環境中工作,福特每天支付他的工人5美元,這對那個時代來說是一筆非常高的工資。這加上T型車的低價格,意味著福特工人實際上可以買得起他們工作的汽車。這樣的購買力和負擔能力是前所未有的。到20世紀20年代末,五個人中就有一人擁有汽車,這極大地影響了美國社會的結構。
無線電的出現,它同時向數百萬聽眾提供現場廣播,是形成美國民族身份的重要因素。
在19世紀的最後幾十年,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(1831-1879)和海因裡希·赫茲(1857-1894)等物理學家對電磁波的傳播進行了理論上的理解。他們還實驗了產生電磁波的方法。這項工作主要是出於科學目的;他們沒有預料到這項工作的實際應用。
從1894年開始,義大利發明家古列爾莫·馬可尼(1874-1937)開始實驗無線電發射機和接收機,其目標是建立一個“無線電報”系統——一個像電報一樣能夠傳輸資訊的系統,但不需要電線連線發射機和接收機。與他之前許多工程師一樣,他改進了現有的技術並將它們組合在一起,形成了一個可以用於在陸地和船舶之間進行通訊的系統。該系統允許傳輸摩爾斯電碼,類似於有線電報。到1903年,他已經成功地展示了訊號跨越了大西洋。根據他的技術,他於1900年創立了馬可尼無線電報公司。他關於無線電技術的許多專利受到尼古拉·特斯拉(1856-1943)和美國及其他國家其他人的挑戰;這些案件的判決因案件和司法管轄區而異。
馬可尼的系統只允許傳輸摩爾斯電碼。在本世紀之交,一些研究人員認為透過無線電傳輸聲音和其他聲音是可能的。為此,開發了幾項技術,為這個概念提供了早期的演示,但最終沒有獲得商業上的成功。大量的時間和金錢被花費在使它們變得實用上,包括通用電氣做出的重大努力,但這些努力都失敗了。
最終在無線電上成功傳輸和接收聲音的技術是真空管。這項技術最終使包括雷達、計算機和電視在內的許多電子裝置得以發展。三極體真空管於1906年由李·德福雷斯特(1873-1961)獲得專利。在整個20世紀10年代,包括通用電氣和AT&T貝爾系統在內的幾家公司研究實驗室致力於改進三極體,它很快成為無線電發射機和接收機的基礎。圖25顯示了一款使用真空管實現的早期無線電接收機。

1910年,德福雷斯特使用用三極體製造的發射機和接收機來廣播兩部歌劇的演出;這被認為是第一次公共廣播。該節目被紐約港的無線電接收機和紐約周圍酒店的幾艘船接收;音質非常差。
1919年,美國無線電公司(RCA)成立。RCA最初的目的是開發用於點對點通訊的無線電,但大衛·薩諾夫(1891-1971)在RCA內部非常有影響力,最終成為其總裁,他和其他人都很快意識到無線電作為廣播媒介在無線電接收機銷售方面具有重大的經濟潛力。但是,需要廣播節目才能銷售無線電接收機。西屋公司於1920年開通了KDKA電臺。到1922年,有超過600家電臺在廣播。與此同時,通用電氣和西屋公司開始生產家用無線電接收機。
1926年,RCA建立了第一個共享節目的無線電臺網路,建立了全國廣播公司(NBC)。NBC之後是哥倫比亞廣播公司(CBS)和美國廣播公司(ABC)。十年內,這些網路開發了廣告支援的節目格式,這種格式至今仍在廣播和電視中使用。廣播的“黃金時代”包括各種型別的節目,從音樂到情景喜劇到冒險,都由汽車、家用電器、香菸和其他消費品的廣告支援。到20世紀30年代末,五分之四的美國家庭擁有無線電。
與之前許多工程發展不同,無線電的發展反映了從單一發明家到工程師在現有公司工作的持續轉變。在無線電領域,許多最初的技術發展是由單個發明家或小型公司完成的。但是,一旦這些概念確立,大型公司就開始參與並主導了市場和技術的增長。
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