❶ 因创新而成功的名人

电话是受到电报发明的启示而发明的。但从1837年塞缪尔·莫尔斯发明电报机至1876年发明电话,几乎经历了40多年的时间。

电报发明后,由于它传速快,很快就受到了各国的重视,但是电报需要事先拟稿,有的还要翻电服本译成电码,然后把文字的或数码的电报稿交电报局,由报务员按次序拍发出去。如果等回电,就要在对方收到电报后,按照同样的程序,即先拟好回电稿,有的要译成电码然后再送当地电报局发回电,一次往返需要很长时间。因而人们对电报还不满足,如果能有一种通信工具当时就能交换意见该有多好!

电报发明后,很多人想发明电话。他们想既然电报能用电流的通和断来传送电报的信号,能不能用电流通断的原理来传送人说话的声音呢?这种想法在当时的技术条件下,是不可能实现的,因此许多发明家的试验都失败了。

约在1860年,德国有一位发明家名叫莱斯第一次成功地用电流传送了一段旋律,虽然不是人的说话声,但这已经是一项了不起的发明了,他为他发明的这个装置起了个名字,叫做“telephone”,这个名字就成了后来电话的名字,一直沿用至今。

电话的发明者亚历山大·格雷厄姆·贝尔(1847~1922),1847年3月3日生于苏格兰的爱丁堡。他的父亲和祖父都是从事聋哑人教育工作的,贝尔从小就受到熏陶,对声学和语言学产生了兴趣,长大后在爱丁堡大学和伦敦大学学习,对人类说话的生理学颇有研究。1873年成为波士顿大学的声音生理学教授。但是他开始研究的项目并不是电话,而是多路电报机。

1873年6月2日下午,贝尔和他的助手托马斯·华生两人分别在两个房间里联合试验他们的电报机。华生房间里的电报机上一个簧片被粘在磁铁上了,当华生拉开这块簧片时,贝尔发现他这边房间里电报机上的簧片自己颤了起来,并发出了声音。这一发现使这位善于思索的学者发生了兴趣,产生了新的构想。他想,人说话的声音是一种空气振动,如果对着一块薄铁膜片说话,会使膜片颤动,如果在膜片的后面放一块电磁铁,膜片振动会改变与电磁铁的距离,使电磁铁的磁力线发生变化,电磁铁线圈中就会感应出相应的变化电流。这电流顺着电线传送到对方同样装置的电磁铁线圈中,就会使电磁铁的磁力线发生变化,吸动它前面膜片,从而发出声音。他把这个想法告诉了华生。华生,这位电气工程师很同意他的看法,于是开始研制。1875年6月3日终于制成了“电话机”,这种电话只能传递单音,还不能传送人的完整的话。但他们已经对获得的初步成果感到十分高兴。之后,他们又经过反复试验和改进,终于取得突破性进展,他们遂于1876年2月 14日向美国专利局提出专利申请。 1876年3月7日,专利局批准了贝尔的专利权,确定了他们的发明。1876年3月10日,贝尔和华生分别在两个房间里联合试验他们的电话机时,华生第一次听到了贝尔发送的一句完整的话:“华生,请到这儿来,我需要你!”这是人类有史以来用电话传送的第一句完整的话。

最初发明的电话机十分简单,这种电话机只能向一个方向传话。后来经历了许多人的研究和改进,才逐渐完善起来。

四大发明——指南针

指南针是中国史上的伟大发明之一,也是中国对世界文明发展的一项重大页献。指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器。左图是恋挂型指车针复原模型。磁石的这种特性,被古人利用来制成指南工具。最早出现的指南工叫司南,戢国时已普遍使用。它是利用天然磁石琢磨而成,样子像一只勺,重心位于底部正中,底盘光滑,四周刻二十四向,使用时把长勺放在底盘上,用手轻拨,使它转动,停下后长柄就指向南方。 东汉王充(论衡?是应篇)记载了它的形状和用法。(鬼谷子?谋篇)里还谈到郑国人到远处去采玉,就带了司南,以免迷失方向。另外,指南车的发明亦谁一步把这种仪器提升至更高的境界。右图为指南车模型,下图分别为指南鱼想象图及司南模型。

但是,用天然磁石琢磨而成的司南,成品较低,磁性较弱。到了宋代,人们发明了人工磁化方法,制造了指南鱼和指南针,而指南针更为简便,更具实用价值。它是以天然磁石摩擦钢针制成,在地磁作用下保持指南性能;以后把它装置在方位盘上,就称为罗盘。这是指南针发展史上的一大飞跃。

抌括对指南针放置方法也作过详细研究,总结出四种不同的方法,并作了比较:一,水浮法。把指南针浮在水面以指示方向,至于具体方法,沉括没有说明。到北宋晚期,药物学家寇宗奭的(本草衍义?磁石条)才有介绍,原来是在指南针上穿上灯心草,就可以把针浮起。水浮法的缺点是磁针会随水摇荡不定。二,指甲旋定法。把磁针放在指甲上,可以灵活运转,但缺点是容易滑落。三,碗唇旋定法。把磁针放在碗口边绿上,也可以旋转自如,但同样易掉落。四,悬丝法。取一根新棉丝,用一点蜡黏在磁针中央,悬挂在没有风的地方磁针即可指示方向。比较之下,沉括认为这个方法最为理想。右图为沉括指南针的四种试验复原设计。

指南针在公元十一世纪时已是常用的定向仪器。指南针的最大页献,是大大地促进了航海事业的发展。据考证,公元十一世纪末,指南针就开始用于航海了。大约在十二世纪末到十三世纪初,指南针由海路传入阿拉伯,然后由阿拉伯传入欧洲。

四大发明——造纸术

造纸是一项重要的化学工艺,纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上,所做出的一项十分宝贵的贡献,是中国化学史上的一项重大的成就。

在纸还未发明之前,甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但由于西汉的经济、文化迅速发展,甲骨和竹简不能满足发展的需求,从而促使了书写工具的改进。

当时人们已开始应用小块的丝绵制成的纸,因为考古学家于1933年在新强罗布淖尔发现了一张古纸,它是”麻物、白色,作方块薄片,四周不完整,长约40厘米,宽约100厘米,质甚粗糙,不匀净,纸 面尚有麻筋,盖初做纸时所做,故不精细也〃由于古汉时的纸张是由麻缕和丝绵,加上制法粗糙,所以纸张的质量不太好。而麻缕和丝绵都有其本身的作用,如要把它们用作造纸的原料,就必然会受到很大的限制,而难以得到迅速的发展,来满足文化生活上对纸张的要求。
在新的客观形势要求下,蔡伦的出现便为造纸术带来新突破,在《东汉观记》卷二上记载:”蔡伦·有才学,尽忠重慎,每次休沐,闭门以绝宾客,曝体田野。典作尚方,造意用树皮及敝布、鱼网作纸。元兴元年奏上,帝善其能,自是莫不用,天下咸称蔡侯纸〃。从以上看来,蔡伦是用树皮、破布、鱼网造纸的。

虽然在蔡伦之前也有纸的存在,但是原料左身就有很大的局限,而蔡伦对新原料的发现,解决了这个问题。因为破布、破鱼网早已结束了它们本身的任务,成了废物而又用作做原料,对造纸工业起了极大的推动作用。

新原料的使用必然提出新技术的要求,但是由于典籍流失,实际的操作如何,已缺乏记载,无从考知,但大概是先张布或网撕破或剪断,然后放在水里浸渍相当长的时间并且需要加以舂捣,才能做成纸浆。用树皮做纸张,困难更大一些.除初步切短和后部舂捣外,中间还需要烹煮和加入石灰浆之类的促烂剂。下图是中国古代造纸工程之(抵压帘覆)及(干焙火烘)。

四大发明——火药

火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义就是(着火的药)。它的起源与炼丹术有着密切的关系,是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来。左图为元代铜火铳。
它是硫黄,硝石,炭的混合物,而前两项在汉代成书的中国第一部药物学典籍(神农本草经)里都被列为重要的药材。就是火药本身也被归入药类,明代李时珍的(本草纲目)中说,火药能治疮癣,杀虫,辟湿气和瘟疫。火药的发明是人们长期炼丹,制药实践结果,至今已有一千多年历史。

唐朝末年,火药已被用于军事。唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑璠(以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士突火先登入城,焦灼被体)<九国志?郑璠传>。这里所说的(飞火),就是(火炮),(火箭)之类。(火炮)是把火药制成环状,把吊线点燃后用抛石机抛掷出去;(火箭)则是把火药球缚于箭镞之下,将吊线点燃后用弓射出。到了宋代,戢争接连不断,促进火药武器的加速发展。北未政府建立了火药作坊,先后制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器和(霹雳炮),(震天雷)等爆炸性较强的武器。南未在1259年造出了以巨竹为筒,内装火药的(突火枪)。到了元代又出现铜铸火统,称为(铜将军)。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器,在戢争中颢示了前所未有威力。右图为南未突火枪。

在12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用。美法各国直到十四世纪中叶,才有应用火药和火器的记载。左图为北未火药箭。

四大发明—印刷术

印章、拓印、印染与雕版印刷

印章在先秦时就有,一般只有几个字,表示姓名,官职或机构。印文均刻成反体,有阴文、阳文之别。在纸没有出现之前,公文或书信都写在简牍上,写好之后,用绳扎好,在结扎处放粘性泥封结,将印章盖在泥上,称为泥封,泥封就是在泥上印刷,这是当时保密的一种手段。纸张出现之后,泥封演变为纸封,在几张公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处盖印。据记载在北齐时(公元550~577年)有人把用于公文纸盖印的印章作得很大,很像一块小小的雕刻版了。
战国(公元前475-前221年)时期的铜印。

晋代著名炼丹家葛洪(公元284~363年)在他著的《抱朴子》中提到道家那时已用了四寸见方(13.5×13.5)有120个字的大木印了。这已经是一块小型的雕版了。

佛教徒为了使佛经更加生动,常把佛像印在佛经的卷首,这种手工木印比手绘省事得多。

碑石拓印技术对雕版印刷技术的发明很有启发作用。刻石的发明,历史很早。初唐在今陕西凤翔发现了十个石鼓,它是公元前8世纪春秋时秦国的石刻。秦始皇出巡,在重要的地方刻石7次。东汉以后,石碑盛行。汉灵帝四年(公元175年)蔡邕建议朝廷,在太学门前树立《诗经》、《尚书》、《周易》、《礼记》、《春秋》、《公羊传》、《论语》等七部儒家经典的石碑,共20.9万字,分刻于46块石碑上每碑高175、宽90、厚20厘米,容字5000,碑的正反面皆刻字。历时8年,全部刻成。成为当时读书人的经典。很多人争相抄写。后来特别是魏晋六朝时,有人趁看管不严或无人看管时,用纸将经文拓印下来,自用或出售。结果使其广为流传。

古人发现在石碑上盖一张微微湿润的纸,用软槌轻打,使纸陷入碑面文字凹下处,待纸干后再用布包上棉花,蘸上墨汁,在纸上轻轻拍打,纸面上就会留下黑地白字跟石碑一模一样的字迹。这样的方法比手抄简便、可靠。于是拓印就出现了。

拓片是印刷技术产生的重要条件之一。

印染技术对雕版印刷也有很大的启示作用,印染是在木板上刻出花纹图案,用染料印在布上。中国的印花板有凸纹板和镂空板两种。1972年湖南长沙马王堆一号汉墓(公元前165年左右)出土的两件印花纱就是用凸纹板印的。这种技术可能早于秦汉,而上溯至战国。纸发明后,这种技术就可能用于印刷方面,只要把布改成纸,把染料改成墨,印出来的东西,就成为雕版印刷品了。在敦煌石室中就有唐代凸板和镂空板纸印的佛像。

印章、拓印、印染技术三者相互启发,相互融合,再加上我国人民的经验和智慧,雕版印刷技术就应运而生了。

华佗的“五禽戏”
华佗是我国东汉末年的大医学家和药物学家,为充实和丰富我国古代医学宝库,做出了重大贡献。
华佗不仅精通医术,而且非常重视体育锻炼对人的健康作用。有一次,华佗正在书房里读书,见一小孩把住门闩来回晃荡,他立即想到古书上“户枢不蠹,流水不腐”的话,人为什么不也这样天天运动,让气血流通呢?后来,华伦参考了“导引术”(全面锻炼身体的方法),编出了一套锻炼身体的拳法,名叫“五禽戏”。这种体育运动就是摹仿虎、鹿、熊、猿、鸟五种禽兽运动姿态的体操,可以使周身关节、脊背、腰部、四肢都得到舒展。
华佗的弟子吴普,由于几十年坚持做“五禽戏”,活到九十多岁,仍然步履轻捷,耳聪目明,牙齿坚固。可知“五禽戏”是行之有效的健身体操。

得助于孩子的启发
1608年,荷兰米德尔堡一位不出名的眼镜师汉斯•李波尔赛造出了世界上第一架望远镜。它是怎样发明的呢?
有一天,两个小孩正在李波尔赛的商店门口玩弄几片透镜,他们通过前后两块透镜看远处教堂上的风标,突然,好像发现什么似的,兴高采烈。李波尔赛赶忙跑了过去,他也拿起两片透镜一看,远处的风标放大了许多。
李波尔赛高兴地跑回店中,把两片透镜装在一个筒子里。试制成功了世界上第一台望远镜。后来,伽利略仿效制造了放大32倍的望远镜,直接导致了“日心说”的伟大发现。

“小人国”的发现者
列文虎克(1632~1723)是显微镜的发明者。显微镜的发明使人类真正开始了对微生物的观察和研究。
列文虎克只是个荷兰德尔夫市政府的看门人。他利用看门之余,磨制了许多镜片。有一次,他透过两片透镜看东西,发觉能把极为微小的东西放大许多倍。这下子,引起他莫大的兴趣。他用这种镜片观看自己的牙垢,发现了许多奇形怪状的“小人国”居民。他惊讶地写道:“在一个人口腔的牙垢里生活的“小人国”的居民
小生物,比整个荷兰王国的居民还多!”一个看门老头儿发明了显微镜,成了微生物学的开门鼻祖。
有人对他十分羡慕,追问着他成功的“秘诀”。列文虎克什么话也没说,仅向问话者伸出他的双手
一双因长期磨镜片而满是老茧和裂纹的手。

碰倒纺车的启示
“珍妮纺织机”的发明者詹姆斯•哈格里沃斯(英国发明家)是一个普通工人。他既能织布,又会做木工。妻子珍妮是一个善良勤勉的纺织能手,她起早贪黑,一天忙到晚,可纺纱总是不多。哈格里沃斯每次看到妻子既紧张又劳累的样子,总想把这老掉牙的纺车改进一下。
一天,他无意中把家里的纺车碰翻了,他看到原来水平放置的放车锤变成了垂直竖立,仍在不停地转动。这一偶然事件,使他得到启示:既然纺锤竖立时仍能转动,要是并排使用几个竖立的纺锤,不就可以同时纺出好几根纱了吗?他说干就干,终于试制成装有8个纺锤的新式纺织机,并给它命名为“珍妮纺织机”。这项发明比旧纺织机提高效率几十倍,被恩格斯作为“使英国工人的状况发生根本变化的第一个发明”。

❷ 有哪些名人的发明创造

瓦特与壶盖
瓦特是二百多年前英国的科学家。
他小的时候,有一天看祖母做饭。火炉上,一壶水开了。开水在壶里翻滚,壶盖不住地上下跳动,发出啪啪的声音。
瓦特很奇怪,就问祖母:“奶奶,壶盖为什么会跳动呢?”
祖母说:“水开了,壶盖就跳动了。”
瓦特又问:“为什么水开了,壶盖就会跳动呢?”
祖母回答不上来。
从此,瓦特就常常坐在炉子旁边仔细地观察。他看见水开了,壶里的水汽直往上冒,冲起了壶盖。他想:壶盖是被水汽推动的,一壶开水产生的水汽,能够推动一个壶盖,更多的开水会产生更多的水汽,不是可以推动更重的东西吗?
瓦特长大以后,还是不断研究这个问题。他吸取了前人的经验,经过很多试验,终于发明了蒸汽机。

爱迪生的故事:

爱迪生天真好奇孵小鸡
有一次,到了吃饭的时候,仍不见爱迪生回来,父母很焦急并四下寻找,直到傍晚才在场院边的草棚里发现了他。父亲见他一动不动地趴在放了好些鸡蛋的草堆里,问爱迪生在干什么,小爱迪生回答说在孵小鸡呀,原来,他看到母鸡会孵小鸡,觉得很奇怪,总想自己也试一试。当时,父亲又气又笑地将他拉起来,告诉他人是孵不出小鸡来的。在回家的路上,他还迷惑不解地问:“为什么母鸡能孵小鸡,我就不能呢?”

爱迪生初尝试验
在爱迪生小的时候,他经常到邻居缪尔·温切斯特的家的碾坊玩。一天,他在温切斯特家的碾坊看见温切斯特正在用一个气球做一种飞行装置试验,这个试验使爱迪生入了迷,他想,要是人的肚子里充满了气,一定会升上天。几天后,爱迪生把几种化学原料配在一起,拿给父亲的帮工迈克尔·奥茨吃,爱迪生告诉迈克尔·奥茨吃了这种东西人就会飞起来,结果奥茨吃了爱迪生配制的“飞行剂”后几乎昏厥过去。爱迪生因此受到了父亲的鞭打和小朋友父母们的警惕,劝告自己的孩子不要与爱迪生玩并远离他。

爱迪生与无影灯
一个大雪天的夜晚,爱迪生的妈妈突然生病了,爸爸急忙找来医生。医生说:“你妈妈得了急性阑尾炎,需要开刀做手术”。那时候只有油灯没有电灯,油灯的光线很暗,一不小心就会开错刀。爱迪生突然想起一个好办法,他把家里所有的油灯全都端了出来,再把一面镜子放在油灯的后面,让医生顺利的做完了手术。医生说:“孩子你是用你的智慧和聪明救了你的妈妈。”爱迪生拉着妈妈的手说:“妈妈我要制造一个晚上的太阳。”

爱迪生发明电灯的故事

在很久以前没有发明灯泡的时候,很多人晚上的照明一般是使用蜡烛灯、煤油灯等,那时候的爱迪生内心十分的苦恼,他决心要发明一种能够耐用的光线明亮的灯泡。爱迪生失败了一次又一次。
几年之后爱迪生失败的经历被许多的人嘲笑,认为他是做白日梦,尤其是认为爱迪生做了很多失败的实验。面对别人的质疑和不信任,爱迪生却并没有放弃灯丝实验计划,反而以此为动力继续展开自己的科学实验,于是又试验了一种碳化棉签作为灯丝材料,把灯泡中抽成真空,这种材料还是坚持很久,可是在四十五小时不久就烧断了,但是爱迪生已经兴奋不已了,他已经尝试了超过六千多次的实验了,而这一次无疑是找到突破点。
爱迪生又开始进行了灯丝实验,功不负有心人,他发现了钨丝可以作为电灯材料,为此他欣喜若狂,这种材料是灯泡的绝佳材料,发出的光线十分的明亮,又不易烧断适合长期使用。如此灯泡便慢慢的进入了寻常百姓家,成为我们夜晚中必备的照明工具。

彭奈迪脱斯与“安全玻璃”彭奈迪脱斯是法国著名的化学家,一次偶然的机会触发了他的灵感,使他研究制成了“安全玻璃”。那是1907年的事,一天,彭奈迪脱斯正在实验室里整理仪器,不小心将一只玻璃瓶子打翻在地。这下可完了!然而,出乎意外的是,瓶子并没有裂成碎片,只是出现了一些裂痕,他随手又拿出一只洗净的瓶子,轻轻地向地上摔去。这次,玻璃瓶子却被摔得粉碎。两只瓶子的情况为何如此不同呢?彭奈迪脱斯一时难以找到答案。
时隔数天,报上注销了一起车祸,横飞的玻璃碎片击伤了乘客,使彭奈迪脱斯深感痛心。他不由得联想起那只破而不碎的瓶子,决心搞个水落石出。他重新找到那只瓶子,仔细观察,原来那是一只盛过某种药水的瓶子,药水蒸发后在瓶的内表面结下了一层坚韧透明的薄膜,看来,正是这层薄膜对瓶子起着保护作用。经过多次试验,他终于找到了一种附着力强、透明度好的合适涂料。后来,他又用涂料将两层玻璃粘合在一起,发现其防止破碎的性能更好。这样,“安全玻璃”终于诞生了。圆珠笔的发明者


匈牙利记者比罗某次写稿的时候,一不小心把稿纸划破了。他想,要是把笔尖换成圆珠就好了。于是,比罗去请教化学家奥基。奥基说:“笔尖换成圆珠没问题,可是圆珠的周围能漏出墨水才可以写字呀!”比罗想,如果让圆珠转动的时候控制墨水的流量不就行了吗?他开始反复地试验。终于发明了依靠圆珠的转动送出墨水的新笔--圆珠笔。圆珠笔用起来非常方便,价格又很便宜,所以很快就在全世界流行起来。

弗莱明与青霉素


英国细菌学家弗莱明正致力于葡萄球菌的研究,那是一种会让人致病的细菌。为了考察这种病菌的生活习性和致病机理,需要对它们进行培养观察。当时的设备比较简陋,工作是在一间闷热、潮湿的旧房子中进行的,实验过程中又需要多次开启培养皿,皿中的培养物很容易受污染。有一次,弗莱明打开培养皿观察细菌,偶然发现在培养皿口上长出了蓝绿色的霉菌,而就在霉菌旁边,葡萄球菌被溶化了,出现了清澈的水滴。蓝绿色的霉菌为什么能抑制细菌的生长,并将细菌消灭呢?弗莱明紧紧抓住这次“偶然”的发现不放,全力以赴地对这种蓝绿色霉菌进行研究,终于找到了葡萄球菌的克星——青霉素,并进一步发现它对其它一些病菌同样有杀灭作用。1945年,发现青霉素的弗莱明与研制出青霉素化学制剂的英国病理学家弗罗里、德国化学家钱恩一起获得了诺贝尔生理学和医学奖。

煮石头——煤气

梅尔道克从小就特别喜欢琢磨事儿,他还常常挖空心思做一些别人没做过的事情,尤其是那些能让大人们吃惊的小把戏。有一天,小梅尔道克在山坡上挖到一些页岩。当地人都知道,这种石头可以用火点着,然而,小梅尔道克却突发奇想:“如果把它煮一煮,会怎么样呢?”他决定试验一下。于是,他把那块石头带回家,放进一把空的烧水壶里,然后给水壶加热。“把它加热后,它还能被点着吗?”小梅尔道克一边观察一边琢磨着。过了一会儿,壶嘴里开始向外冒出气体。小梅尔道克打开壶盖,然后划了一根火柴,他想看看页岩还能不能点着。没想到的是,燃烧的火柴刚一伸到水壶上面,火焰就猛地往上蹿了起来!把煤加热后,它能够变成气体——小梅尔道克称它为煤气。
时光荏苒,梅尔道克长大了,他走上了化学研究的道路。1792年的一天,梅尔道克在研究煤矿物质时,忽然想起了童年时代玩页岩的游戏。他想:“能使火焰突然蹿高,说明那页岩释放的气体被烧着了。这种气体也许有些利用价值呢!”经过反复试验,梅尔道克证明了自己的想法。把煤转化成煤气,再作为能源加以利用,是人类用煤方式的重大进步,它给人们带来了极大的便利。

玩镜片——望远镜

1607年.在荷兰的密特尔堡小镇上,住着一位眼镜制造工匠利比赫斯,他靠着开眼镜铺维持生活,日子过得并不富裕。利比赫斯有三个孩子,他们经常拿家中的镜片当玩具。有一天,三个孩子拿着几只镜片正玩耍着,其中一个孩子两只手各拿着只眼镜片站在窗台上,两只手一前一后,使两只镜片重叠起来,然后闭上一只眼睛,好奇地通过两只镜片望着远方。猛然间,他发现远处的景物被拉到了眼前,看得十分清楚。他兴奋地把这一发现告诉了爸爸。利比赫斯听了之后, 学着孩子的样子去做,果然看清了远处教堂的尖塔。这引起了利比赫斯极大的兴趣。他反复地查看这两只镜片,其中一只是老花镜片,另一只是近视镜片。他发现如果老花镜片摆在前,近视镜片放在后,只要适当调整两只镜片之间的距离,就可以看清远处的物体。根据这一原理,利比赫斯经过一番研究,制成了一架简单的望远镜。这架望远镜只有一个30多厘米长的镜筒,里边装着一只老花镜和一只近视镜片,但它却成为了世界上第一架望远镜。虽说这台望远镜还很简陋,但它宣告人类拥有了“千里眼”。

敲木头——听诊器

这是1816年的事情了。在法国巴黎的市郊,有一群孩子正围着一堆木头在玩耍。其中一个孩子用大铁钉在木头的一端不停地敲打,其他孩子在另一端用耳朵贴着木头听。这时,一位刚给心脏病患者看病回来的医生恰好路过这里,好奇地看着这群孩子,忍不住也凑上前去倾听。立刻,一阵阵真切清脆的敲击声传入耳朵,耳朵离开木头,声音就变得微弱、遥远了。医生马上联系到刚才的出诊,由于那个女病人过于肥胖,传统的叩诊已无法准确听得她的脉搏,又不便直接用耳朵贴在她的胸部听诊,刚才医生感到十分为难。圆木的敲击声启发了医生,他做了一个木管子给病人听诊,后来用改进成喇叭形的象牙管,上面安了两根柔软的管子,这就是世界上第一个听诊器。

❸ 有关于科技创新的名人事迹

一项发明用了78年,你信吗?
1801年,英国一名化学家Humphry Davy 将铂丝通电发光,从此全世界都在期盼回电灯的早答日到来。然而,这一期盼就是78年,
1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们向玻璃泡充氦气,用通电的碳杆发光。但是他们没有财力开发这项发明,于是在1875年把专利卖给爱迪生。
爱迪生买下专利后,尝试用各种材料改良灯丝,以提高灯泡的使用寿命。
1879年他以碳丝取代碳杆,灯泡的使用寿命达到了13个小时。这才使电灯得以普及。
爱迪生的最大发现是使用钨丝代替碳丝。然而这是他用1600多种耐热发光材料逐一试验而得到的结果。
每一次失败对爱迪生来说都是向成功又迈进了一步,爱迪生把1674次失败看作是排除了1674种不适合做灯丝的材料。

❹ 名人发明创造的事例(长短不限,在线等.....最好俩)

达·芬奇研究设计的机械装置非常多,如:飞机、降落伞、战车、各种火炮、潜水服、土木用机械、汽车、自行车等等。
莱昂纳多·达芬奇的科学发明正在维也纳展出。在展览上,人们可以看到62件与达芬奇发明原物同样大小的模型和微缩模型,此次展览是世界上同类展览中规模最大的。

此次展览在维也纳艺术中心举行,名为“莱昂纳多·达芬奇,男人、发明家和天才”,一直会持续到5月29日。这位文艺复兴时期最有才华的天才的设计包括自行车的“祖先”、潜水者的呼吸器械、悬挂式滑翔机、升降机、降落伞、嵌齿轮、传动装置、军用坦克和其它军舰或飞机,另外还有一个用于攻击敌人城墙的云梯,看上去与现代消防队员使用的梯子十分相似。

意大利橱柜制造者、技工尼科莱·加布里埃尔说:“计算机制图技术已能发现隐含在达芬奇大量技术制图中的信息,这使得我们可能通过计算机模拟使它们工作。”这些模型既有木制的,金属制的,也有用布做的,全部是由加布里埃尔和同事在对达芬奇的设计草图研究后做出来的。达芬奇的设计草图配有数千页手写说明,用于解释这些发明的工作原理。

这种遗产至少从数量上远远超过这位意大利艺术家留下的现存17件设计。达芬奇最著名的作品是《蒙娜丽莎》。加布里埃尔和同事保罗·达奇亚尼设计了多件达芬奇发明的工作模型,并称他们已得到学者卡洛·佩德莱迪的同意。佩德莱迪是世界上研究达芬奇的著名专家之一。

据组织者称,此次展览是同类展览中最全的,展出的模型数量超过意大利任何一家博物馆。达芬奇的一些发明已在他有生之年付诸于实践,比如清理米兰附近运河淤泥的挖泥船和装有轮子的移动河桥。其它一些发明后来付诸实施,例如拿破仑以达芬奇设计为模型制造出的炸弹。

但达芬奇的大部分发明都是在制图板上“虚度光阴”,具有密封隔间防止船沉没的船体就是典型事例之一,加布里埃尔称这种船体也许是达芬奇最重要的发明。双层船体如今已成为制造油轮的标准。达芬奇的自行车令人感到非常的好奇,它可能是达芬奇提出设想后由他的学生设计的。这部自行车当时已有在脚踏板和后轮之间移动的传动链,而19世纪晚期出现的早期自行车则没有这种设计。

达芬奇著名的飞机是他在对鸟翼工作原理长期研究的基础上设计的。这位天才的发明有时潜藏着巨大的危险。在一次实验中,飞行机坠毁,差一点要了达芬奇一名仆人的性命。但在现代,已有人驾驶飞行机成功在天空中飞翔,例如已在加拿大实验成功的巨型金字塔形降落伞。达芬奇还设计出飞行时使用的工具,例如风速计和陀螺仪。

在谈到丹·布朗的全球畅销书《达芬奇密码》时,加布里埃尔在各种秘密之间做了比较。《达芬奇密码》一书称达芬奇喜欢将秘密隐藏在《最后的晚餐》之类的画中以及其技术草图的一些细节中。不言而喻,这些细节旨在防止达芬奇的发现在专利和版权概念诞生前几个世纪被不适当的使用。

❺ 求发明家中的名人

詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日 — 1819年8月19日)是英国著名的发明家,是工业革命时的重要人物。

瓦特在1736年1月19日生于苏格兰格拉斯哥附近,克莱德河湾(Firth of Clyde)上的港口小镇格林诺克(Greenock)。瓦特的父亲是熟练的造船工人并拥有自己的船只与造船作坊。瓦特的母亲Agnes Muirhead出身于一个贵族家庭并受过良好的教育。他们都属于基督教长老会并且是坚定的誓约派。

瓦特小时候因为身体较弱去学校的时间不多,主要的教育都是由母亲在家里进行。瓦特从小就表现出了精巧的动手能力以及数学上的天分,并且接受了很多苏格兰民间传说与故事。

瓦特17岁的时候,母亲去世了,而父亲的生意开始走下坡路。瓦特到伦敦的一家仪表修理厂作了一年的徒工,然后回到苏格兰格拉斯哥打算开一家自己的修理店。尽管当时苏格兰还没有类似的修理店,但是由于他没有做够要求的7年徒工,他的开店申请还是被格拉斯哥的锤业者行会(管理所有使用锤子的工匠)拒绝了。

1757年,格拉斯哥大学的教授提供给瓦特一个机会,让他在大学里开设了一间小修理店,这帮助瓦特走出了困境。其中的一位教授,物理学家与化学家约瑟夫·布莱克(Joseph Black)更是成了瓦特的朋友与导师。

1767年,瓦特与表妹玛格丽特·米勒(Margaret Miller)结婚,此后他们共养育了6个孩子。

瓦特的小店开业4年后,在朋友罗宾逊教授的引导下,瓦特开始了对蒸汽机的实验。直到此时,瓦特也还从未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机,但是他开始建造自己的蒸汽机模型。初步的实验失败了,但是他坚持继续实验并且阅读了所有他能找到的有关蒸汽机的材料,独立地发现了潜热的重要性(尽管这在好几年前就被布莱克教授发现了,但瓦特当时并不知情)。1763年,瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机(Newcomen steam engine),但是正在伦敦修理,他请求学校取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理。修理后这台蒸汽机勉强可以工作,但是效率很低。经过大量实验,瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次,气缸里的蒸汽都要先冷凝,然后再加热进行下一次推动,从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。1765年,瓦特取得了关键性的进展,他想到将冷凝器与气缸分离开来,使得气缸温度可以持续维持在注入的蒸汽的温度,并在此基础上很快建造了一个可以运转的模型。

伦敦科学博物馆内的詹姆斯·瓦特的工作室 但是要想建造一台实际的蒸汽机还有很长的路要走。首先是资金,布莱克教授提供了一些帮助,但更多的资助来自于约翰·罗巴克(John Roebuck)。罗巴克是一位成功的企业家,著名的卡伦钢铁厂的拥有者,在罗巴克的赞助下,瓦特开始了新式蒸汽机的试制,并成为新公司的合伙人。试制中的主要困难还在于活塞与气缸的加工制造工艺上。当时的工艺水平下钢铁工人更像是铁匠而不是机械师,所以制造的结果很不满意。此外由于当时的相关专利申请需要国会的认可,大部分的资金都花费在相关程序上。由于资金的短缺,瓦特不得不另找了一份运河测量员的工作,并一干就是8年。这之后,罗巴克破产,相关专利都由伯明翰一间铸造厂老板马修·博尔顿接手。瓦特与博尔顿从此开始了他们之间长达25年的成功合作。

与博尔顿的合作,使得瓦特得到了更好的设备资金以及技术上的支持,特别是在加工制造工艺方面。新型蒸汽机制造的一个主要困难在于活塞与大型气缸的密合,这个问题最终被约翰·威尔金森(John Wilkinson)解决,他在改进加农炮的制造时提出了一种新的精密镗孔加工技术,可以用于蒸汽机的制造。终于在1776年,第一批新型蒸汽机制造成功并应用于实际生产。这批蒸汽机由于还只能提供往复直线运动而主要应用于抽水泵上。在之后的5年中,瓦特赢得了大量的订单并忙于奔波于各个矿场之间安装由这种新型蒸汽机带动的水泵。

在博尔顿的要求下,瓦特开始继续研究如何将蒸汽机的直线往复运动转化为圆周运动,以便使得蒸汽机能为绝大多数机器提供动力。一个显而易见的解决办法是通过曲柄传动,但是该项专利所有人,约翰·斯蒂德(John Steed)要求同时分享瓦特此前的分离冷凝器的专利,这一要求被瓦特坚决地拒绝了。1781年,瓦特公司的雇员威廉·默多克(William Murdoch)发明了一种称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统,并以瓦特的名义成功申请了专利。这一发明绕开了曲柄专利的限制,极大地扩展了蒸汽机的应用。

之后的6年里,瓦特又对蒸汽机作了一系列改进并取得了一系列专利:发明了双向气缸,使得蒸汽能够从两端进出从而可以推动活塞双向运动,而不是以前那样只能单向推动;使用节气阀门与离心节速器来控制气压与蒸汽机的运转;发明了一种气压示工器来指示蒸汽状况;发明了三连杆组保证气缸推杆与气泵的直线运动。由于担心爆炸的危险以及泄露问题,瓦特的早期蒸汽机都是使用低压蒸汽,后来才引进了高压蒸汽。所有这些革新结合到一起,使得瓦特的新型蒸汽机的效率是过去的纽科门蒸汽机的5倍。

1794年,瓦特与博尔顿合伙组建了专门制造蒸汽机的公司。在博尔顿的成功经营下,到1824年就生产了1165台蒸汽机。瓦特与博尔顿都赚到了不少钱。

瓦特心思细腻,做事动作迟缓并且非常容易焦虑。他常常会灰心丧气。他会将工作放到一边,感觉好像要彻底放弃了,但他的想象力丰富,总是能想到新的改进方法,以至于很多时候都来不及一一完成。瓦特的动手能力很强,并可以完成系统的科学的测定,以量化自己的革新效果,帮助自己的理解。

瓦特是一个绅士,为其他工业革命时期的知名人士所尊重。他是伯明翰工业家与科学家组织的“月亮社”的重要成员,总是对新的领域表现出极大的兴趣,被认为是很好的社交伙伴。但他对商业经营却基本一窍不通,特别讨厌与那些有兴趣使用他的蒸汽机的人讨价还价或谈判合同。直到他退休时,他都一直对自己的财物状况感到不安。他的合作者与朋友都是些意气相投的伙伴并能保持长久的友谊。

瓦特在半退休之前也有很多其它发明,比如他发明了一种新的利用望远镜测距的方法,一种新的透印印刷术,对油灯进行了改进,蒸汽碾压机以及延续至今的机械图纸着色法。

1800年瓦特的专利与博尔顿的合作到期,他与同年退休。但他们的合作延续到下一代,马修·博尔顿与小詹姆斯·瓦特继续合作,同时吸收了威廉·默多克为合伙人,保证了了公司的持续成功。

瓦特退休后曾与他的第二任妻子到法国与德国旅行,并且在威尔士购买了一所住宅。

1819年8月25日,83岁的瓦特于英国斯塔福德郡汉兹沃斯(Handsworth, Staffordshire)的家中去世。
二、争议
瓦特制成的世界上第一台蒸汽机 正如其它很多重大发明一样,关于瓦特是否是一些蒸汽机相关的专利的发明者上一直有很多争议。但对于其中最重要的分离式冷凝器,毫无争议是由瓦特最早提出并独自发明的。从1780年左右,瓦特开始采取措施,对一些听说到的别人的主意预先提请专利,以保证蒸汽机的整体发明属于自己并防止其他人介入。瓦特在1784年8月17日给博尔顿的一封信中说道:

“我对于轮盘支架的描述是我在允许的时间与场地条件下能做的最好的情况;但是它本身还有很大缺陷,我这样做的目的只是为了防止其他人获取类似的专利。”

有人认为瓦特不允许其雇员威廉·默多克参与其高压蒸汽机的研制,从而推延了该项发明的产生。瓦特还与博尔顿一起压制其他一些工程师的工作,如乔纳森·霍恩布劳尔(Jonathan Hornblower)在1781年发明了另外一种蒸汽引擎,但是因被诉侵犯了瓦特的专利而失败。

瓦特在1781年申报的“太阳与行星”曲杆齿轮联动装置的专利,在1784年申报的一项蒸汽机专利,都有很强的证据显示是由其手下的工程师威廉·默多克发明。瓦特在1782年1月3日给博尔顿的一封信中提到该项发明的产生时说道:

“我试验了一个圆周运转的引擎模型,它是由威廉·默多克在我原有的计划上重新提出并实现的。”

但威廉·默多克本人从未对这项专利的所有权提出过异议,他一生都工作于博尔顿与瓦特的公司,并在瓦特退休后被吸收为合伙人之一。即便在原来阻碍瓦特发明的曲柄专利于1974年过期后,瓦特的蒸汽机也一直继续采用这项“太阳与行星”传动技术。

据说瓦特还曾阻挠其它一些非自己专利的蒸汽机的发明与推广,并认为用蒸汽机来推动车辆是不可能的事情。

三、影响
瓦特在原有的纽科门蒸汽机基础上发明的新式蒸汽机结构,在这之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的,它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力,改变了人们的工作生产方式,极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方,也不必依赖于水能从而能常年地运转,这进一步促进了规模化经济的发展,大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。蒸汽机为一系列机密加工的革新提供了可能,更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力,引入更高气压的蒸汽,蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。
四、荣誉
1785年瓦特被接受为英国皇家学会会员。1814年成为法国科学院8名外籍会员之一。

五、纪念
伯明翰中心图书馆前的瓦特雕像 瓦特死后安葬于家乡汉兹沃斯的圣玛丽教堂后的公墓。多年后教堂扩建,使得瓦特的墓地实际上处于新教堂的内部。教堂里并建有瓦特、博尔顿与默多克三人的纪念像。同时瓦特参加的‘月亮学社’的纪念碑上也有瓦特与一台蒸汽机雕绘。伯明翰 的一所学校以瓦特的名字命名。瓦特的众多手稿还保存在伯明翰中心图书馆里,图书馆前至今还有瓦特的雕像。博尔顿的旧居现在是一个博物馆,用以纪念他与瓦特在蒸汽机发明上的贡献。

苏格兰有一些学院也以瓦特的名字命名,比如知名的“詹姆斯·瓦特学院”(James Watt College)。爱丁堡附近老牌的“赫瑞-瓦特大学”(Heriot-Watt University),其前身就是建立与1821年的“瓦特艺术学校”(Watt Institution and School of Arts)。

在英国各地,有超过50条道路以瓦特的名字命名。在伦敦的西敏寺也建有瓦特纪念碑。

瓦特被誉为人类历史上最著名的发明家之一。在美国作家查尔斯·穆雷的《人类成就》(Human Accomplishment)一书中,他曾经做过一个调查,在历史上最知名的229位发明家中,瓦特与爱迪生并列第一位。在1978年迈克尔·哈特发表了一篇引发热烈讨论的作品《人类历史最有影响力的100人》中,瓦特因为发明蒸汽机而被列在第22位。

为纪念瓦特的贡献,国际单位制中的功率单位以瓦特命名。
六、故事
如同其它著名的科学家发明家一样,关于瓦特也有一些有趣的故事,虽然多为杜撰但因其妇孺皆知,值得一记。最著名的一条是瓦特与茶壶的故事,据说瓦特小时候有一次看到火炉上烧的水开了,蒸汽把水壶盖顶开,瓦特把壶盖放回去但很快又被顶开了。瓦特就这样不断地把壶盖放来放去想找出为什么,后来瓦特意识到是蒸汽的力量,由此引发了他对蒸汽的兴趣并导致了蒸汽机的发明。事实上瓦特之前就已经有了纽科门蒸汽机,较准确的说法应该是瓦特对蒸汽机进行了重大的改进,使其效率大大提高得以广泛地应用。

1916年11月24日,海勒姆-马克沁爵士,第一支全自动机关枪的发明者,于伦敦家中去世,终年76岁。

1840年马克沁生于美国缅因,14岁时跟一个马车制造商学徒,并在马萨诸塞他叔叔的工厂里开始他的发明事业。1886年马克沁获得烫发熨斗大专利,后来发明了照明用煤气发生器和机车车头灯。1883年马克沁移居英国。

1884,马克沁制造出机关枪。马克沁利用枪管的后座力退出了弹壳;并重新装弹入膛。马克沁机关枪在一次演示中每分钟发射600发子弹,因此英国政府定了一大批货。马克沁在无烟火药的研制中也作出很大贡献,这种火药使马克沁的机关枪更能发挥效力。这种机关枪被战争双方拼命用于作战当中。

❻ 你知道哪些开创新领域的人和事迹

我认为,不管是名人还是普通人,要在一定的领域里获取成功。除了一回些,客观方面的条件外,答还有就是要懂得如何珍惜时间,把有效的时间最大利用化。我知道的名人珍惜时间事迹的有:鲁迅。现在,还依然记得小学课本里,描写鲁迅先生在课桌上刻“早”的情形。可以说,珍惜时间,是鲁迅成功路上最重要的一个秘诀。

❼ 关于知识产权的名人名言

关于知识产权的名人名言:

1、专利制度就是给天才之火浇上利益之油。

——(美国)阿伯拉罕.林肯

2、需要是发明之母,但专利权是发明之父。

——(美国)乔什.比林斯

3、没有专利局和完善的专利法的国家就像一只螃蟹,这只螃蟹不能前进,而只能横行和倒退。

——(美)马克.吐温

4、我们从别人的发明中享受了很大的利益,我们也应该乐于有机会以我们的任何一种发明为别人服务;而这种事我们应该自愿的和慷慨地去做。

——(美国)富兰克林

5、知识产权和香蕉一样,是有保存期限的。

——(美国)比尔.盖茨

6、我关注知识产权,我相信知识产权管理就是怎样增加施乐公司的价值。现在,善于管理知识产权的公司将会成功,而不善于经营知识产权的公司将被淘汰。

——(美国)理查德.托曼

7、专利像魔鬼,总是造成天文数字般地赔偿或和解金额;专利像潜水艇,在你看不见摸不着的地方静静地威胁着周围。

——(中国)顾金焰

8、不掌握自主知识产权,就谈不上真正的自主创新。而核心专利是自主创新的脊梁,一项核心专利可以成就一个企业,形成一个产业。

——(中国)宋柳平

9、人类的聪明才智是一切艺术成果和发明成果的源泉;这些成果是人们美好生活的保证;国家的职责就是要保证坚持不懈地保护艺术和发明。

——(WIPO)阿帕德.鲍格胥

10、知识产权是一种文化。我们知道,建立一种文化不是在短时间内就能完成的。

——(欧盟)英戈.柯贝尔

11、知识本身并没有告诉人们怎样运用它,运用的方法乃在书本之外。

——(英国)弗兰西斯.培根

12、宁愿不要政府也不能不要设计。

——(英国)撒切尔夫人

13、瓦特的伟大天才表现在1784年4月他所取得的专利的说明书中,他没有把自己的蒸汽机说成是一种用于特殊目的的发明,而把它说成是大工业普遍应用的发动机。

——(德国)卡尔.马克思

14、知识的历史犹如一只伟大的复音曲,在这只曲子里依依次响起各民族的声音。

——(德国)歌德

15、发明家全靠一股了不起的信心支持,才有勇气在不可知的天地中前进。

——(法国)巴尔扎克

16、知识,只有当它靠积极的思维得来而不是凭证记得来的时候,才是真正的知识。

——(俄国)托尔斯泰

17、如果学生在学校里学习的结果是使自己什么也不会创造,那他的一生将永远是模仿和抄袭。

——(俄国)托尔斯泰

18、所有权原则上是永恒的,随着物的产生与毁灭而产生与终止。但是,知识产权却有时间限制,一定对象的产权在每一瞬息时间只能属于一个(或一定范围的人—共有财产),使用知识产品的权利则不限人数,因为它可以无限地再生。

——(比利时)皮卡第

(7)专利开名人扩展阅读

知识产权特点:

1、国家赋予创造者对其智力成果在一定时期内享有的专有权或独占权。

2、知识产权从本质上说是一种无形财产权,他的客体是智力成果或是知识产品,是一种无形财产或者一种没有形体的精神财富,是创造性的智力劳动所创造的劳动成果。

3、它与房屋、汽车等有形财产一样,都受到国家法律的保护,都具有价值和使用价值。有些重大专利、驰名商标或作品的价值也远远高于房屋、汽车等有形财产。

4、知识产权是关于人类在社会实践中创造的智力劳动成果的专有权利。随着科技的发展,为了更好保护产权人的利益,知识产权制度应运而生并不断完善。如今侵犯专利权、著作权、商标权等侵犯知识产权的行为越来越多。

❽ 哪些明星演员有发明专利

1988年在摆地摊时被星探选中的吴奇隆身负父亲的重债,在第一次婚姻中他又被冠上了“抠门儿”的罪名,十几年间,他究竟如何精心布局,潜心经营才能到今天挤进中国福布斯名人榜,商业版图涉及影视、游戏、文学、音乐、智能硬件、房地产、消费升级等一系列领域,拥有6家公司、2个工作室、8项专利。他构筑了自己的商业版图,迎娶了当红小花刘诗诗。当真应了那句:升任CEO,赢取白富美,走上人生巅峰。

本发明公开一种发光二极管元件及其制造方法。该发光二极管元件包括一基板、一第一电极、一外延层以及一第二电极。第一电极设置于基板的一表面。外延层设置于基板的另一表面上。第二电极设置于外延层上,其中第二电极为一复合金属层且依序包括一钛层、一钨化钛层、一铂层以及一金层。其中,第二电极及基板分别设置于外延层的两侧。本发明更提供一种发光二极管元件的制造方法。

❾ 名人发明创造的故事

转:指南针

在发明指南针之前人类在茫茫大海中航行,常常会迷失方向,造成不可想象的后果,是中国人发明了指南针,使人类航行有了方向。指南针是用以判别方位的一种简单仪器。中国古代四大发明之一。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识,在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿,即磁石(主要成分是四氧化三铁)。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现:“山上有磁石者,其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现,《吕氏春秋》九卷精通篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子女,不慈的石头就不能吸引了。”
汉以前人们把磁石写做“慈石”,是慈爱石头的意思。
既然磁石能吸引铁,那么是否还可以吸引其他金属呢?我们的先民做了许多尝试,发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属,也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁,而不能吸引其他物品。
当把两块磁铁放在一起相互靠近时,有时候互相吸引,有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极,一个称N极,一个称S极。同性极相互排斥,异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理,但对这个现象还是能够察觉到的。
到了西汉,有一个名叫栾大的方士,他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西,通过调整两个棋子极性的相互位置,有时两个棋子相互吸引,有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝,并当场演示。汉武帝惊奇不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质,制作了新奇的玩意蒙骗了汉武帝。
地球也是一个大磁体,它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体,可以自由转动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的性质指示南北。这个道理古人不够明白,但这类现象他们很清楚。

指南针的始祖——司南

指南针的始祖大约出现在战国时期。它是用天然磁石制成的。样子象一把汤勺,圆底,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方。古人称它为“司南”,当时的著作《韩非子》中就有:“先王立司南以端朝夕。”“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。《鬼谷子》中记载了司南的应用,郑国人采玉时就带了司南以确保不迷失方向。
春秋时代,人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具,因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中,勺置于光滑的地盘之中,地盘外方内圆,四周刻有干支四维,合成二十四向。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象,积累了大量的知识和经验,经过长期的研究才完成的。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用。 但司南也有许多缺陷,天然磁体不易找到,在加工时容易因打击、受热而失磁。所以司南的磁性比较弱,而且它与地盘接触处要非常光滑,否则会因转动摩擦阻力过大,而难于旋转,无法达到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因。
司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘中心圆面上,静止时,勺尾指向为南。

指南针的发明

古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只小船,磁化后浮在水面,就能指南北。当时以此做为一种游戏。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。
北宋时,曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼型,置炭火中烧之,侯通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。用时,置水碗于无风处平放,鱼在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法,它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态,使铁分子顺着地球磁场方向排列,达到磁化的目的。蘸入水中,可把这种排列较快地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。
沈括还在《梦溪笔谈》的补笔谈中谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:
1.水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面,就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘,磁针可以旋转,指示方向。
3.指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑,磁针可以旋转自如,指示方向。
4.缕悬法——在磁针中部涂一些蜡,粘一根蚕丝,挂在没有风的地方,就可以指示方向了。

沈括还对四种方法做了比较,他指出,水浮法的最大缺点,水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,转动很灵活,但容易掉落。沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。
南宋陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块天然磁铁,磁铁的S极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。
指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。
指南龟发明年代不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。

罗盘定位

要确定方向除了指南针之外,还需要有方位盘相配合。最初使用指南针时,可能没有固定的方位盘,随着测方位的需要,出现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和水罗盘、旱罗盘。
方位盘仍是二十四向,但是盘式已经由方形演变成圆形。这样一来只要看一看磁针在方位盘上的位置,就能断定出方位来。南宋时,曾三异在《因话录》中记载了有关这方面的文献:“地螺或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。”这是有关罗经盘最早的文献记载。文献中所说的“地螺”,就是地罗,也就是罗经盘。文献中已经把磁偏角的知识应用到罗盘上。这种罗盘不仅有子午针(确定地磁场南北极方向的磁针),还有子午丙壬间缝针(用日影确定的地理南北极方向)这两个方向之间的夹角,就是磁偏角。
盘面周围刻二十四方位,内中盛水,磁针横穿灯草,浮于水面。
现在人们已经知道,地球的两个磁极和地理的南北极只是接近,并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极,这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差,这个角度就叫磁偏角。又因为地球近似球形,所以磁针指向磁极时必向下倾斜,和水平方向有一个夹角,这个夹角称为磁倾角。不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时,就注意利用了磁倾角。沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南,常微偏东。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。

磁性质的应用

指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上。指南针在航海上的应用有一个逐渐发展过程。成书年代略晚于《梦溪笔谈》的《萍洲可谈》中记有:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。文中指出,当时只在日月星辰见不到的时候才使用指南针,可见指南针刚开始使用时,使用还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有类似的记载:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成海上指航的最重要的仪器了。不论昼夜晴阴都用指南针导航了。而且还编制出使用罗盘导航,在不同航行地点指南针针位的连线图,叫做“针路”。船行到某处,采用何针位方向,一路航线都一一标识明白,作为航行的依据。

指南针的发明是古代先民对磁现象的观察和研究的结果。古代先民对磁现象的观察和研究的过程中,进一步了解了磁的性质,并试图更多地应用这些性质。传说秦始皇修建阿房宫时,有一宫门是用磁铁制造的。如果刺客带剑而过,立刻会被吸住,被卫兵当场捕获。这样的故事还很多,《晋书.马隆传》记载马隆率兵西进甘、陕一带,在敌人必经的狭窄道路两旁,堆放磁石。穿着铁甲的敌兵路过时,被牢牢吸住,不能动弹了。马隆的士兵穿犀甲,磁石对他们没有什么作用,可自由行动。敌人以为神兵,不战而退。东汉的《异物志》记载了在南海诸岛周围有一些暗礁浅滩含有磁石,磁石经常把“以铁叶锢之”的船吸住,使其难以脱身。
魏晋南北朝时,我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法,他指出:优良磁石出产在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。
中国在北宋时期就发明了人工磁化的两种方法:一种是沈括所说的用天然磁石摩擦钢针的方法,另一种是利用地球磁场的作用使钢铁磁化。

人们把经过磁化的钢针,穿过几根灯草,放在一个乘满水的碗里,它就能浮在水上为航船指明方向,这就是世界上最早用来指示方向的仪器--指南针。而许多动物已经在我们之前就学会了利用地球磁场来辨别方向。

火药

火药是我国古代四大发明之一。因为是用硝石、硫黄和木炭这三种物质混和制成的,而当时人们都把这三种东西作为治病的药物,所以取名“火药”,意思是“着火的药”。

自秦汉以后,炼丹家用硫黄、硝石等物炼丹,从偶然发生爆炸的现象中得到启示,再经过多次实践,找到了火药的配方。三国时有个聪明的技师马钧,用纸包火药的方法做出了娱乐用的“爆仗”,开创了火药应用的先河。

唐朝末年,火药开始应用到军事上。人们利用抛射石头的抛石机,把火药包点着以后,抛射出去,烧伤敌人,这是最原始的火炮。后来人们将球状火药包扎在箭杆头附近,点着引线以以后,用弓箭将火药射出去烧伤敌人。还有把火药、毒药,再加上一些沥清、桐油等,捣在一起做成毒球,点着以后,用弓箭射出,杀伤敌人是后来的“万人敌”。到了宋朝,人们将火药装填在竹筒里,火药背后扎有细小的“定向棒”,点燃火管上的火硝,引起筒里的火药迅速燃烧,产生向前的推力,使之飞向敌阵爆炸,这是世界上第一种火药火箭。以后又发明了火枪和枪,这些都是用竹管制成的原始管形火器,是近代代枪炮的老祖宗。

造纸术

造纸技术的发明,是中华民族对世界文明出贡献之一。

大约在3500多年前的商朝,我国就有了刻在龟甲和兽骨上的文字,称为甲骨文。到了春秋时,用竹片和木片替代龟甲和兽骨,称为竹简和木牍。甲骨和简牍都很笨重,战国时思想家惠施外出讲学,带的书简就装了五车,所以有学富五车的典故。西汉时在宫廷贵族中又用缣帛或绵纸写字。缣是细绢、帛是丝织品的总称吏一方缣帛上写字时,便于书写,不但比简牍写得多,而且还可以在上面作画,但是价格昂贵,只能供少数王宫贵族使用。公元前2世纪西汉初期已经有了纸。

发明人

东汉和帝元兴元年(公元105年),蔡伦在总结前人制造丝织晶的经验的基础上,发明了用树皮、破渔网、破布、麻头等作原料,制造成了适合书写的植物纤维纸,才使纸成为普遍使用的书写材料。被称为“蔡侯纸”。

蔡伦只是改进造纸术,而不是纸的发明人。

造纸术在7世纪经朝鲜传到日本。8世纪中叶传到阿拉伯联合酋长国。到12世纪,欧洲才仿效中国的方法开始设厂造纸。

发明地点
洛阳

活字印刷术

印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖。中国的印刷术是人类近代文明的先导,为知识的广泛传播、交流创造了条件。

雕版印刷是用刀在一块块木板上雕刻成凸出来的反写字,然后再上墨,印到纸上。每印一种新书,木板就得从头雕起,速度很慢。如果刻版出了差错,又要重新刻起,劳作之辛苦,可想而知。

北宋刻字工人毕升在公元1004年至1048年间,用质细且带有粘性的胶泥,做成一个个四方形的长柱体,在上面刻上反写的单字,一个字一个印,放在土窑里用火烧硬,形成活字。然后按文章内容,将字依顺序排好,放在一个个铁框上做成印版,再在火上加热压平,就可以印刷了。印刷结束后把活字取下,下次还可再用。这种改进之后的印刷术叫做活板印刷术。

这种印刷方法虽然原始简单,却与现代铅字排印原理相同,使印刷技术进入了一个新时代。

后来,元代著名农学家与机械学家王桢发明了木活字,并创造出比较简捷的适于汉字复杂特点的转盘排字方法,后来又发明了金属活字,使活字印刷得到了改进。唐代的雕刻印本传到日本,8世纪后期日本完成了木板《陀罗尼经》以后又传到朝鲜民主主义人民共和国、阿拉伯联合酋长国一带和东欧。15世纪,德国人学会了用合金铸宇,从此毕升首创的活字印刷在欧洲各地推广开来。

北宋科学家、政治家沈括曾在《梦溪笔谈》中有一篇文章叫《活板》,其中详细介绍了活板印刷术的全过程,通俗易懂,非常详细。

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