
中國(guó)名人發(fā)明創(chuàng)造的故事
指南針是中國(guó)史上的偉大發(fā)明之一,也是中國(guó)對(duì)世界文明發(fā)展的一項(xiàng)重大頁(yè)獻(xiàn)。指南針是利用磁鐵在地球磁場(chǎng)中的南北指極性而制成的一種指向儀器。磁石的這種特性,被古人利用來制成指南工具。最早出現(xiàn)的指南工叫司南,戢國(guó)時(shí)已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,樣子像一只勺,重心位于底部正中,底盤光滑,四周刻二十四向,使用時(shí)把長(zhǎng)勺放在底盤上,用手輕撥,使它轉(zhuǎn)動(dòng),停下后長(zhǎng)柄就指向南方。
東漢王充(論衡,是應(yīng)篇)記載了它的形狀和用法。(鬼谷子,謀篇)里還談到鄭國(guó)人到遠(yuǎn)處去采玉,就帶了司南,以免迷失方向。
另外,指南車的發(fā)明亦誰(shuí)一步把這種儀器提升至更高的境界。但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品較低,磁性較弱。到了宋代,人們發(fā)明了人工磁化方法,制造了指南魚和指南針,而指南針更為簡(jiǎn)便,更具實(shí)用價(jià)值。它是以天然磁石摩擦鋼針制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它裝置在方位盤上,就稱為羅盤。這是指南針發(fā)展史上的一大飛躍。
沈括對(duì)指南針放置方法也作過詳細(xì)研究,總結(jié)出四種不同的方法,并作了比較:一,水浮法。把指南針浮在水面以指示方向,至于具體方法,沉括沒有說明。到北宋晚期,藥物學(xué)家寇宗奭的(本草衍義?磁石條)才有介紹,原來是在指南針上穿上燈心草,就可以把針浮起。水浮法的缺點(diǎn)是磁針會(huì)隨水搖蕩不定。
二,指甲旋定法。
把磁針放在指甲上,可以靈活運(yùn)轉(zhuǎn),但缺點(diǎn)是容易滑落。三,碗唇旋定法。把磁針放在碗口邊綠上,也可以旋轉(zhuǎn)自如,但同樣易掉落。四,懸絲法。取一根新棉絲,用一點(diǎn)蠟黏在磁針中央,懸掛在沒有風(fēng)的地方磁針即可指示方向。比較之下,沉括認(rèn)為這個(gè)方法最為理想。指南針在公元十一世紀(jì)時(shí)已是常用的定向儀器。指南針的最大頁(yè)獻(xiàn),是大大地促進(jìn)了航海事業(yè)的發(fā)展。據(jù)考證,公元十一世紀(jì)末,指南針就開始用于航海了。大約在十二世紀(jì)末到十三世紀(jì)初,指南針由海路傳入阿拉伯,然后由阿拉伯傳入歐洲。
四大發(fā)明——造紙術(shù)造紙是一項(xiàng)重要的化學(xué)工藝,紙的發(fā)明是中國(guó)在人類文化的傳播和發(fā)展上,所做出的一項(xiàng)十分寶貴的貢獻(xiàn),是中國(guó)化學(xué)史上的一項(xiàng)重大的成就。
在紙還未發(fā)明之前,甲骨、竹簡(jiǎn)和絹帛是古代用來供書寫、記載的材料。但由于西漢的經(jīng)濟(jì)、文化迅速發(fā)展,甲骨和竹簡(jiǎn)不能滿足發(fā)展的需求,從而促使了書寫工具的改進(jìn)。
當(dāng)時(shí)人們已開始應(yīng)用小塊的絲綿制成的紙,因?yàn)榭脊艑W(xué)家于1933年在新強(qiáng)羅布淖爾發(fā)現(xiàn)了一張古紙,它是”麻物、白色,作方塊薄片,四周不完整,長(zhǎng)約40厘米,寬約100厘米,質(zhì)甚粗糙,不勻凈,紙面尚有麻筋,蓋初做紙時(shí)所做,故不精細(xì)也〃由于古漢時(shí)的紙張是由麻縷和絲綿,加上制法粗糙,所以紙張的質(zhì)量不太好。而麻縷和絲綿都有其本身的作用,如要把它們用作造紙的原料,就必然會(huì)受到很
大的限制,而難以得到迅速的發(fā)展,來滿足文化生活上對(duì)紙張的要求。
在新的客觀形勢(shì)要求下,蔡倫的出現(xiàn)便為造紙術(shù)帶來新突破,在《東漢觀記》卷二上記載:”蔡倫·有才學(xué),盡忠重慎,每次休沐,閉門以絕賓客,曝體田野。典作尚方,造意用樹皮及敝布、魚網(wǎng)作紙。元興元年奏上,帝善其能,自是莫不用,天下咸稱蔡侯紙〃。從以上看來,蔡倫是用樹皮、破布、魚網(wǎng)造紙的。
雖然在蔡倫之前也有紙的存在,但是原料左身就有很大的局限,而蔡倫對(duì)新原料的發(fā)現(xiàn),解決了這個(gè)問題。因?yàn)槠撇肌⑵启~網(wǎng)早已結(jié)束了它們本身的任務(wù),成了廢物而又用作做原料,對(duì)造紙工業(yè)起了極大的推動(dòng)作用。
新原料的使用必然提出新技術(shù)的要求,但是由于典籍流失,實(shí)際的操作如何,已缺乏記載,無(wú)從考知,但大概是先張布或網(wǎng)撕破或剪斷,然后放在水里浸漬相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間并且需要加以舂搗,才能做成紙漿。用樹皮做紙張,困難更大一些.除初步切短和后部舂搗外,中間還需要烹煮和加入石灰漿之類的促爛劑。下圖是中國(guó)古代造紙工程之(抵壓簾覆)及(干焙火烘)。
四大發(fā)明——火藥火藥是中國(guó)四大發(fā)明之一。火藥,顧名思義就是(著火的藥)。它的起源與煉丹術(shù)有著密切的關(guān)系,是古代煉丹士在煉丹時(shí)無(wú)意中配制出來。它是硫黃,硝石,炭的混合物,而前兩項(xiàng)在漢代成書的中國(guó)第一部藥物學(xué)典籍(神農(nóng)本草經(jīng))里都被列為重要的藥材。就是火藥本身也被歸入藥類,
明代李時(shí)珍的(本草綱目)中說,火藥能治瘡癬,殺蟲,辟濕氣和瘟疫。火藥的發(fā)明是人們長(zhǎng)期煉丹,制藥實(shí)踐結(jié)果,至今已有一千多年歷史。
唐朝末年,火藥已被用于軍事。唐昭宗天佑元年(904年)楊行密的軍隊(duì)圍攻豫章,部將鄭璠(以所部發(fā)機(jī)飛火,燒龍沙門,帶領(lǐng)壯士突火先登入城,焦灼被體)<;九國(guó)志?鄭璠傳>。這里所說的(飛火),就是(火炮),(火箭)之類。(火炮)是把火藥制成環(huán)狀,把吊線點(diǎn)燃后用拋石機(jī)拋擲出去;(火箭)則是把火藥球縛于箭鏃之下,將吊線點(diǎn)2燃后用弓射出。到了宋代,戢爭(zhēng)接連不斷,促進(jìn)火藥武器的加速發(fā)展。北未政府建立了火藥作坊,先后制造了火藥箭,火炮等以燃燒性能為主的武器和(霹靂炮),(震天雷)等爆炸性較強(qiáng)的武器。南未在1259年造出了以巨竹為筒,內(nèi)裝火藥的(突火槍)。到了元代又出現(xiàn)銅鑄火統(tǒng),稱為(銅將軍)。這些都是以火藥的爆炸為推動(dòng)力的武器,在戢爭(zhēng)中顥示了前所未有威力。在12,13世紀(jì),火藥首先傳入阿拉伯國(guó)家,然后傳到希臘和歐洲乃至世界各地。對(duì)人類社會(huì)的文明進(jìn)步,對(duì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化的發(fā)展,起了推動(dòng)作用。美法各國(guó)直到十四世紀(jì)中葉,才有應(yīng)用火藥和火器的記載。
四大發(fā)明—印刷術(shù)印章、拓印、印染與雕版印刷印章在先秦時(shí)就有,一般只有幾個(gè)字,表示姓名,官職或機(jī)構(gòu)。印文均刻成反體,有陰文、陽(yáng)文之別。
在紙沒有出現(xiàn)之前,公文或書信都寫在簡(jiǎn)牘上,寫好之后,用繩扎好,在結(jié)扎處放粘性泥封結(jié),將印章蓋在泥上,稱為泥封,泥封就是在泥上印刷,這是當(dāng)時(shí)保密的一種手段。紙張出現(xiàn)之后,泥封演變
為紙封,在幾張公文紙的接縫處或公文紙袋的封口處蓋印。據(jù)記載在北齊時(shí)(公元550~577年)有人把用于公文紙蓋印的印章作得很大,很像一塊小小的雕刻版了。
戰(zhàn)國(guó)(公元前475-前221年)時(shí)期的銅印。
晉代著名煉丹家葛洪(公元284~363年)在他著的《抱樸子》中提到道家那時(shí)已用了四寸見方(13.5×13.5)有120個(gè)字的大木印了。這已經(jīng)是一塊小型的雕版了。
佛教徒為了使佛經(jīng)更加生動(dòng),常把佛像印在佛經(jīng)的卷首,這種手工木印比手繪省事得多。
碑石拓印技術(shù)對(duì)雕版印刷技術(shù)的發(fā)明很有啟發(fā)作用。刻石的發(fā)明,歷史很早。初唐在今陜西鳳翔發(fā)現(xiàn)了十個(gè)石鼓,它是公元前8世紀(jì)春秋時(shí)秦國(guó)的石刻。秦始皇出巡,在重要的地方刻石7次。東漢以后,石碑盛行。漢靈帝四年(公元175
年)蔡邕建議朝廷,在太學(xué)門前樹立《詩(shī)經(jīng)》、《尚書》、《周易》、《禮記》、《春秋》、《公羊傳》、《論語(yǔ)》等七部儒家經(jīng)典的石碑,共20.9萬(wàn)字,分刻于46塊石碑上每碑高175、寬90、厚20厘米,容字5000,碑的正反面皆刻字。歷時(shí)8年,全部刻成。成為當(dāng)時(shí)讀書人的經(jīng)典。很多人爭(zhēng)相抄寫。后來特別是魏晉六朝時(shí),有人趁看管不嚴(yán)或無(wú)人看管時(shí),用紙將經(jīng)文拓印下來,自用或出售。
結(jié)果使其廣為流傳。
古人發(fā)現(xiàn)在石碑上蓋一張微微濕潤(rùn)的紙,用軟槌輕打,使紙陷入碑面文字凹下處,待紙干后再用布包上棉花,蘸上墨汁,在紙上輕輕拍打,紙面上就會(huì)留下黑地白字跟石碑一模一樣的字跡。這樣的方法比手抄簡(jiǎn)便、可靠。于是拓印就出現(xiàn)了。
拓片是印刷技術(shù)產(chǎn)生的重要條件之一。
印染技術(shù)對(duì)雕版印刷也有很大的啟示作用,印染是在木板上刻出花紋圖案,用染料印在布上。中國(guó)的印花板有凸紋板和鏤空板兩種。1972年湖南長(zhǎng)沙馬王堆一號(hào)漢墓(公元前165年左右)出土的兩件印花紗就是用凸紋板印的。這種技術(shù)可能早于秦漢,而上溯至戰(zhàn)國(guó)。紙發(fā)明后,這種技術(shù)就可能用于印刷方面,只要把布改成紙,把染料改成墨,印出來的東西,就成為雕版印刷品了。在敦煌石室中就有唐代凸板和鏤空板紙印的佛像。
印章、拓印、印染技術(shù)三者相互啟發(fā),相互融合,再加上我國(guó)人民的經(jīng)驗(yàn)和智慧,雕版印刷技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。
3科學(xué)家發(fā)明創(chuàng)造的故事1貝爾,就是發(fā)明電話的人。他1847年生于英國(guó),年輕時(shí)跟父親從事聾啞人的教學(xué)工作,曾想制造一種讓聾啞人用眼睛看到聲音的機(jī)器。
1873年,成為美國(guó)波士頓大學(xué)教授的貝爾,開始研究在同一線路上傳送許多電報(bào)的裝置——多工電報(bào),
并萌發(fā)了利用電流把人的說話聲傳向遠(yuǎn)方的念頭,使遠(yuǎn)隔千山萬(wàn)水的人能如同面對(duì)面的交談。于是,貝爾開始了電話的研究。
那是1875年6月2日,貝爾和他的助手華生分別在兩個(gè)房間里試驗(yàn)多工電報(bào)機(jī),一個(gè)偶然發(fā)生的事故啟發(fā)了貝爾。華生房間里的電報(bào)機(jī)上有一個(gè)彈簧粘到磁鐵上了,華生拉開彈簧時(shí),彈簧發(fā)生了振動(dòng)。與此同時(shí),貝爾驚奇地發(fā)現(xiàn)自己房間里電報(bào)機(jī)上的彈簧顫動(dòng)起來,還發(fā)出了聲音,是電流把振動(dòng)從一個(gè)房間傳到另一個(gè)房間。貝爾的思路頓時(shí)大開,他由此想到:如果人對(duì)著一塊鐵片說話,聲音將引起鐵片振動(dòng);若在鐵片后面放上一塊電磁鐵的話,鐵片的振動(dòng)勢(shì)必在電磁鐵線圈中產(chǎn)生時(shí)大時(shí)小的電流。這個(gè)波動(dòng)電流沿電線傳向遠(yuǎn)處,遠(yuǎn)處的類似裝置上不就會(huì)發(fā)生同樣的振動(dòng),發(fā)出同樣的聲音嗎?這樣聲音就沿電線傳到遠(yuǎn)方去了。這不就是夢(mèng)寐以求的電話嗎!
貝爾和華生按新的設(shè)想制成了電話機(jī)。在一次實(shí)驗(yàn)中,一滴硫酸濺到貝爾的腿上,疼得他直叫喊:“華生先生,我需要你,請(qǐng)到我這里來!”這句話由電話機(jī)經(jīng)電線傳到華生的耳朵里,電話成功了!1876年3月7日,貝爾成為電話發(fā)明的專利人。
貝爾一生獲得過18種專利,與他人合作獲得12種專利。他設(shè)想將電話線埋入地下,或懸架在空中,用它連接到住宅、鄉(xiāng)村、工廠?6?7?6?7這樣,任何地方都能直接通電話。今天,貝爾的設(shè)想早已成為現(xiàn)實(shí)。
2電燈的發(fā)明燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。19世紀(jì)前,人們用油燈、蠟燭
等來照明,這雖已沖破黑夜,但仍未能把人類從黑夜的限制中徹底解放出來。只有發(fā)電機(jī)的誕生,才使人類能用各色各樣的電燈使世界大放光明,把黑夜變?yōu)榘讜儯瑪U(kuò)大了人類活動(dòng)的范圍,贏得更多時(shí)間為社會(huì)創(chuàng)造財(cái)富。
真正發(fā)明電燈使之大放光明的是美國(guó)發(fā)明家愛迪生。他是鐵路工人的孩子,小學(xué)未讀完就輟學(xué),在火車上賣報(bào)度日。愛迪生是個(gè)異常勤奮的人,喜歡做各種實(shí)驗(yàn),制作出許多巧妙機(jī)械。他對(duì)電器特別感興趣,自從法拉第發(fā)明電機(jī)后,愛迪生就決心制造電燈,為人類帶來光明。
愛迪生在認(rèn)真總結(jié)了前人制造電燈的失敗經(jīng)驗(yàn)后,制定發(fā)詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃,分別在兩方面進(jìn)行試驗(yàn):
一是分類試驗(yàn)1600多種不同耐熱的材料;二是改進(jìn)抽空設(shè)備,使燈泡有高真空度。他還對(duì)新型發(fā)電機(jī)和電路分路系統(tǒng)等進(jìn)行了研究。
愛迪生將1600多種耐熱發(fā)光材料逐一地試驗(yàn)下來,唯獨(dú)白金絲性能量好,但白金價(jià)格貴得驚人,必須找到更合適的材料來代替。1879年,幾經(jīng)實(shí)驗(yàn),愛迪生最后決定用炭絲來作燈絲。他把一截棉絲撒滿炭粉,彎成馬蹄形,裝到坩鍋中加熱,做成燈絲,放到燈泡中,再用抽氣機(jī)抽去燈泡內(nèi)空氣,電燈亮了,竟能連續(xù)使用45個(gè)小時(shí)。就這樣,世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕,愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。
為了研制電燈,愛迪生在實(shí)驗(yàn)室里常常一天工作十幾個(gè)小時(shí),有時(shí)連續(xù)幾天試驗(yàn),發(fā)明炭絲作燈絲后,他又接連試驗(yàn)了6000多種植物纖維,最后又選用竹絲,通過高溫密閉爐燒焦,再加工,得到炭化竹絲,裝到燈泡里,再次提高了燈泡的真空度,電燈竟可連續(xù)點(diǎn)亮1200個(gè)小時(shí)。電燈的發(fā)明,曾使煤氣股票3天內(nèi)猛跌百分之十二。
3蘋果與萬(wàn)有引力——牛頓的故事依撒克·牛頓(1642-1727)英國(guó)科學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律,建立經(jīng)典力學(xué)的基本體系,在光學(xué)、熱學(xué)、天文學(xué)方面都有創(chuàng)造性的貢獻(xiàn),在數(shù)學(xué)方面又是微積分的創(chuàng)始人之一。
三百多年前的一天晚上,一位青年坐在花園里觀賞月亮。他仰望那鑲著點(diǎn)點(diǎn)繁星的蒼穹,思索著為什么月亮?xí)@著地球運(yùn)轉(zhuǎn)而不會(huì)掉落下來。忽然,有個(gè)東西打在了他的頭上,這并不很重的一擊,把他從沉思中驚醒。他低頭一看,原來,是一只熟透的大蘋果從樹上掉落下來。他撿起蘋果,又一次陷入了沉思:
為什么蘋果不落向兩旁,不飛向天空,而是垂直落向地面?這一定是地球有某種引力,把所有的東西都引向地球。青年眼睛一亮:蘋果是這樣,月亮也是如此,月亮一定是在地球引力的吸引下做高速運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)橛幸Γ顾荒苓h(yuǎn)離地球;因?yàn)橛兴俣龋顾粫?huì)像蘋果一樣掉落下來?6?7?6?7夜?jié)u漸地深了,青年手中拿著蘋果,開心地笑了。他就是發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的英國(guó)科學(xué)家牛頓。這一年,他才24歲。
4牛頓,1642年12月25日出生在英國(guó)。他爸爸是個(gè)自耕農(nóng),在他出世前兩個(gè)月就死去了。他兩歲起就跟著年邁的祖母過著貧困孤苦的生活。
牛頓在12歲的時(shí)候進(jìn)入格蘭鎮(zhèn)小學(xué)讀書。他從小就非常熱愛科學(xué),經(jīng)常制造一些靈巧的小機(jī)械。他自己制作了一個(gè)小巧的水鐘,是仿照沙漏的作法制成的。用一個(gè)小水池,使池中的水緩緩流出,水面逐漸降低,水面上的浮標(biāo)就跟著逐漸下降,于是帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng),指示時(shí)刻。
放風(fēng)箏,是孩子們都喜愛的游戲。聰明的小牛頓更玩出了新花樣:一天晚上,他把一只紙燈籠系在了風(fēng)箏上放到天空。許多看見了空中風(fēng)箏的人,都叫起來:“彗星!”當(dāng)人們知道天空中閃亮的是風(fēng)箏上的燈籠,才恍然大悟了。
牛頓是個(gè)意志堅(jiān)強(qiáng)的孩子。在學(xué)校里,當(dāng)他受到大同學(xué)的侮辱時(shí),他總是拼命反抗。他常說:“無(wú)論做什么事情,只要肯努力奮斗,是沒有不成功的。”正是這種頑強(qiáng)的精神,帶領(lǐng)牛頓登上科學(xué)群山那一個(gè)又一個(gè)巔峰。
牛頓在從事科學(xué)研究工作時(shí),常常會(huì)忘記自己和別人的存在,陷入一種“癡迷”的狀態(tài)。有一次,他請(qǐng)朋友到家里做客。當(dāng)他走出房門去拿酒時(shí),忽然想起關(guān)于月球軌道的運(yùn)算,于是就把請(qǐng)客的事忘到了九霄云外,自顧自地忙著計(jì)算起來。朋友知道牛頓的脾氣,只好自己吃掉了盤子里的雞,把骨頭吐在了桌子上。牛頓終于計(jì)算完了,這才想起請(qǐng)客的事。走回桌前一看,雞只剩下了骨頭,他恍然大悟地
說:“我以為我還沒有吃飯呢,原來已經(jīng)吃過了。”盡管牛頓在科學(xué)上取得了巨大的成就,卻仍然十分謙虛。他曾這樣說過:“如果我所見的比笛卡爾(法國(guó)17世紀(jì)著名數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和哲學(xué)家)要遠(yuǎn)一點(diǎn)兒,那是因?yàn)槲沂钦驹诰奕说募缟系木壒省!痹谟?guó)烏爾索普牛頓老家的花園里的那棵蘋果樹,一直被精心地保護(hù)著。1820年,這棵樹死后,被分成好幾段,分別在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)等處保存了起來。這棵與科學(xué)結(jié)緣的蘋果樹,不僅留有牛頓嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)的印記,更流傳著牛頓謙遜的美德。
5發(fā)明創(chuàng)造的故事1、高跟鞋15世紀(jì)的一位威尼斯商人經(jīng)常要出門做生意,又擔(dān)心妻子會(huì)外出風(fēng)流。一個(gè)雨天,他走在街道上,鞋后跟沾了許多泥,因而步履艱難。商人由此受到啟發(fā),因?yàn)橥崴故亲牵侵饕慕煌üぞ撸倘苏J(rèn)為妻子穿上高跟鞋將無(wú)法在跳板上行走,這樣就可以把她困在家里。豈料,他的妻子穿上這雙鞋子,感到十分新奇,就由傭人陪伴,上船下船,到處游玩。高跟鞋使她更加婀娜多姿,追求時(shí)髦的女士爭(zhēng)相效仿,高跟鞋就很快地盤行起來了。
2、雨衣1747年,法國(guó)工程師弗朗索瓦·弗雷諾制造出世界上最早的雨衣。他利用從橡膠木上獲得的膠乳,把布鞋和外套放在這種膠乳溶液中進(jìn)行浸涂處理后,就可以起到防水的作用。18世紀(jì),在蘇格蘭橡膠廠的麥金托什因生活窘迫,無(wú)力購(gòu)買雨具,每逢雨天,只能冒雨上下班。一天,他不小心將橡膠汁沾滿衣褲,怎么也擦不掉,只好穿著這身臟衣服回家。室外陰雨綿綿,麥金托什回到家卻驚喜地發(fā)現(xiàn),穿在里面的衣服一點(diǎn)沒有濕,他索性將橡膠汁涂滿全身衣服。這就是世界上第一件膠布雨衣。
3、剃須刀剃須刀1828年謝菲爾德制成一邊有保護(hù)的刀片,這是安全刀片的前身。
1895年,美國(guó)一位推銷員吉列偶遇發(fā)明家佩因特·佩因特希望賺大錢,想發(fā)明一種從從都需要而且一次性使用的東西。
一天,吉列刮胡子,發(fā)現(xiàn)剃刀的刀片正適合這種構(gòu)想。他設(shè)計(jì)出種安全剃刀夾持柄,但找不到能制成薄刀片的廠家。到1901年,他遇見機(jī)械師卡森,才解決了技術(shù)問題,使鋤形刀架與雙刃可換刀片合成一體,并申請(qǐng)了專利。
早在1900年,電動(dòng)剃須刀已在美國(guó)獲得專利,但第一種適于商業(yè)制造的電動(dòng)剃須刀是由美國(guó)退役陸軍上校希克設(shè)計(jì),并于1928年獲得專利的。