科学史上的伟大发明

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,科学史上的伟大发明,中国古代的发明,中国有闻名于世的四大发明，即指南针、火药、造纸术和活字印刷术。,司南是中国早期的指南针，在战国时期已经普遍使用。它是由一个用磁铁做成的,勺，和一个拭所组成。,其它指南工具,司南,指南魚,指南龜,指南車,指南针的发明与西传,指南针的制造技术在沈括(10311095)的梦溪笔谈中最早得到系统阐述。指南针发明之后即开始在宋代的航海业中发挥作用。成书于1119年的萍洲可谈中记录了中国海船上使用指南针的情况。,宋元时期，中国的对外贸易和海上交通十分发达。中国的船只远达大西洋沿岸，指南针正是这些远航水手传给阿拉伯和波斯的。13世纪初，欧洲开始有在航海中使用指南针的记载。,纸是由纤维加辅料与水分共同组成的。,蔡倫造紙,古时有一些炼丹家及医药世家为了求得古代帝王所需求的长生不老药,制作过程中偶然发现，将硫磺、硝石和木炭细末，一起放入丹炉提炼时会引起大火，因此人们把这种容易着火的药叫火药。,中国火药配制技术的西传,中国的硝石、硫磺和火药配制技术大约于公元8世纪首先传到了阿拉伯和波斯。阿拉伯人称硝为“中国雪”、而波斯人则称其为“中国盐”。再后来，也许是在双方的交战中，阿拉伯人掌握了火药武器的使用和制造。14世纪初，阿拉伯人又将火药技术传给了欧洲，使欧洲历史发生了重大的改变。,现代印刷术,激光打印机,喷墨打印机,北宋毕升发明,排版时用两块带框的铁板，板上铺一层松脂、蜡、纸灰的混合物。先将泥活字依据需要排在一块板上，用火烤板底，混合物遇热熔化，再取另一铁板将字压平，待混合剂凝固，就可印刷了,元代发明的活字检字盘,目前我们常使用的度量单位如：公尺、公斤、公升是以国际通用的“万国公制”为标准。,度量衡,度量术,纺纱乃是取动植物性纤维运用加热的方式使其抱合成为一连续性的无限延伸的纱线，以便用于织造的一种行为。纱线纺好后，就可以用老织成布匹衣物。,常用的织布原料,纺织包括两个程序：纺纱与织造,纺纱机,麻,棉,石磨盘和石磨棒，既是舂米的主要工具,。,其它提水工具,水转连磨,六合仪、三辰仪和四游仪，此外并有窥管和座架。,张衡发明浑天仪,浑天仪,地动仪,基本上是由两部分组成：一部分是表连贯性运动的柱（都柱），另一部分是设在都柱的周围与仪体相接接的八个方向的八组杠杆机械，两者都装置在一座密闭的铜仪中。,张衡发明地动仪,地动仪,中国还有应该称得上是人类最伟大的另外四大发明，这就是语言、制度、商贸和医疗。,中世纪中国从人尿中提制性激素，是一项最大的生物化学成就。西方认为尿为污秽之物，直到1927年阿什海姆（S.Aschheim）和宗德克（B.Zondek）才从尿中获得性激素。在中国，叶梦得（1077-1148）在云水录中已描述了从尿液中提制性激素的方法。,近代医学科学中最伟大、最有益于人类的一个学科免疫学，产生于人类为预防天花而进行的种痘实践中。葛洪于300年最早记载了这种疾病，在1000年中国已经发明天花预防接种，1500年中医已公开著书介绍这种疗法。,这时欧洲人对此一无所知，许多患者因此失去生命。中国种痘法西传后，1700年经土耳其传到英国。十九世纪初，爱德华真纳发现了牛痘苗可安全预防天花。,明末四大科技名著,李时珍（15181593）的本草纲目,徐光启（15621633）的农政全书,徐霞客（15861641）的徐霞客游记,宋应星（1587?）的天工开物,徐光启和农政全书,明末杰出的科学家徐光启(15631633）编写的农政全书，是集我国古代农业科学之大成的一部巨著。全书共60卷，五十多万字，分农本、田制、农事、水利、农器、树艺、蚕桑、蚕桑广类、种植、牧养、制造和荒政等12项。本书大多数内容是对古代和当时农书的转录和摘编。约有六万多字是他自己的研究成果。,徐光启出生于上海的一个小地主家庭，从小从事农业生产劳动，对农业技术问题很感兴趣。他广泛阅览了大量的农书，并且留心收集、总结各种农作物的种植经验。1579年，徐光启在北京考中举人，之后又考个近士。后因与外国传教土交往甚密受到政敌攻击，他来到天津，在海河边组织农民做种植水稻试验。晚年，他辞官回家，潜心编写农政全书，至死方初步编就。,李时珍与本草纲目,李时珍(15181593)，生于湖北新州一个医生世家。自14岁考中秀才后始终未能中举，遂放弃科举之选潜心学医。在学医的过程中，李时珍见前人的本草错误很多，便立志重新编撰一部新的本草。,在历时二十多年、实地考察了许多地方后，他终于写成52卷、190万字的巨著本草纲目。全书分16部(水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人)、62类，共收药物1892种，附方ll096个，此外还配有插图1160幅。所收药物有近四分之一为新增。,本草纲目所列部类还反映了我国古代对自然界万物的分类思想，具有极高的思想史价值。正如李时珍的儿子李建元所说，该书“虽名医书，实该物理”。它不仅是一部伟大的药物学著作，也是一部伟大的博物学、生物学和化学著作。,本草纲目于1596年在南京出版时，李时珍已经去世，但他留下的这部巨著对中国和世界的科学事业都产生了重要的影响。明万历年间传至日本，以后逐步传向欧洲，被译成德文、法文、英文、拉丁文、俄文等。达尔文的物种起源就引用过本草纲目以说明动物的人工选择问题。,宋应星和天工开物,宋应星生活于明清交会之际，江西奉新县人对生产技术尤感兴趣。47岁时开始编写天工开物，三年乃成。全书分上中下三部分共18卷，内容包括农作物栽培、农产品加工、制盐、制糖、陶瓷、冶炼、养蚕、纺织、染色、造纸等诸多部门，是一部关于手工业生产技术的百科全书。中国是一个以农为本的国家，故而农书很多，但关于手工业的书很少，自春秋时期的考工记以来几乎没有这方面的书籍出现，这正是天工开物的特殊价值所在。,科学史上的五项重大发明纯属偶然,微波炉、万能胶、青霉素、橡胶、安全玻璃，这些我们日常生活中已经离不开的东西都是偶然发明的。如今，这些发明已经改变了我们的生活方式。,微波炉,微波炉最早的名称是“爆米花和热团加热器”，它的发明纯属偶然，源自一个武器研发项目。微波炉的发明者是美国自学成才的工程师珀西勒巴朗斯宾塞(Percy LeBaron Spencer)，二战爆发后，他在一家公司从事雷达技术开发。这项技术在当时听起来很像具有科幻色彩，其实只是一种具有探测功能的磁电管，可以发射高强度辐射光束。斯宾塞喜欢吃甜食，一天，他在实验室做实验时，一块巧克力棒粘在了衣裤上。斯宾塞注意到，当他运行磁控管时，裤子上的巧克力棒融化了。一般人可能认为，是他身上的体温降巧克力融化，斯宾塞没有按照这种逻辑思维去判断这件事，相反，思维敏捷的他给出了一个更为科学的解释：肉眼看不见的辐射光线“将其煮熟了”。事实上，在场大多数军事专家可能就梦想将这些射线应用到战场上。但是，同科学史上每一位发明家一样，斯宾塞对他的发现充满了好奇，将其作为一种新奇事物看待。他利用这种装置让鸡蛋爆裂，还去烤爆米花。斯宾塞继续实验磁电管，最后，他用箱子将其包装起来，作为一种烹饪美食的新工具推向市场。最早上市的微波炉大约有6英尺(约合1.8米)高，重达750磅(约合340公斤)，做必须用冷水冷却。在之后的岁月里，技术人员不断缩小微波炉的尺寸，今天，微波炉已成为我们日常生活中的一部分。,万能胶(Krazy Glue),万能胶的发明还要追溯到1942年。发明者哈里库弗(Harry Coover)博士当时供职于伊斯曼柯达公司，这是一家享誉全球的照相机及相关产品的知名企业。库弗博士的工作是隔离一种透明塑料，使武器瞄准器的精度更高。在二战期间，这种材料的用途很大。有一段时间，库弗非常沮丧，因为这种称为氰基丙烯酸酯的材料粘性太强了。有一次，库弗一气之下将氰基丙烯酸酯扔到了窗外，接着继续挥汗如雨进行实验。此时，库弗完全没有意识到他已发明了有史以来粘性最强的万能粘合剂之一。具有讽刺意味的是，库弗用在瞄准镜上的功夫其实白费，因为美国两颗原子弹结束了这场战争，原子弹的爆炸辐射范围如此之广，根本不需要瞄准。几年以后，库弗重新获得了本属于他的发明，体会到失而复得的狂喜。有人认为或许是库弗注意到过去盛放氰基丙烯酸酯的容器仍旧粘在垃圾桶底部，他想尽一切办法也不能将其取下来，这样，才发现了这种材料的神奇之处。1958年，库弗终于说服老板相信氰基丙烯酸酯蕴含的市场潜力，不久后柯达公司推出了一种名为“伊斯曼910”(Eastman 910)的胶水。柯达绞尽脑汁去宣传这款产品，公司有人出了一个主意：用吊车将一辆轿车吊在街道上空，让人们误以为是使用“伊斯曼910”的结果。这一招果然收到奇效，人们将这种胶水称为“Krazy Glue”。“Krazy”其实是借用英文“疯狂”(crazy)的意思。“伊斯曼910”早期的广告宣传语是，“记住，在它完全在管子上凝固前，你只能用一次！”时至今日，万能胶仍是畅销产品。,硫化橡胶(Vulcanized Rubber),开发出一种坚实耐用足以承受街头飙车的橡胶，可不像现在那般轻而易举，制造轮胎的橡胶是查尔斯古德伊尔(Charles Goodyear)发明的，在汽车刚发明出来的那个年月，开发出一种坚实耐用足以承受街头飙车的橡胶，可不像现在一些人想象的那般轻而易举。事实上，如果说有谁本应该放弃他一生的梦想，那么这个人就是古德伊尔。古德伊尔曾在监狱度过了一段时间，身边朋友一个个离去而去，他的几个孩子也都过着饥肠辘辘的日子。尽管如此，他仍在不知疲倦地追寻着自己的梦想。那是19世纪30年代，一个饥寒交迫的动荡年代。最初，古德伊尔对原始橡胶经过两年的研究，仍毫无成果，迫于生活压力，只好领着一家老小搬到一个废弃的工厂居住。正是在这个工厂，古德伊尔获得了重大突破：他采用酸性物质消除橡胶的粗糙表面，令其变得坚实耐用。然而，在政府购买了150个由这种橡胶制作的邮袋后，这种袋子就没有再卖出去。它们都不同程度存在缺陷。古德伊尔再次陷入到孤立无援的绝境。终于，在1839年，好运降临到古德伊尔的头上。那一年的某一天，失落的古德伊尔独自一人走进一个杂货店。见到这位不修边幅的倒霉蛋，人们像遇见新奇的动物一样驻足观看，并对古德伊尔大加嘲笑。一怒之下，古德伊尔挥舞起拳头，他身上带着的一块橡胶此时恰好掉到滚烫的炉子里。古德伊尔在查看了烤焦的橡胶残骸后，他意识到自己终于发现了制造耐用、不受气候影响的橡胶的方法。古德伊尔的“轮胎帝国”由此诞生了。,安全玻璃,安全玻璃的发明者、法国人爱德华贝尼迪库斯(Edward Benedictus)是个样样皆通，样样稀松的人，安全玻璃是用于汽车和建筑物上的一种玻璃，具有良好的保障人身安全性能，几乎随处可见。按照常识，安全玻璃破碎时不会形成有尖锐棱角的颗粒，碎片也不飞溅，从而不会对人员造成伤害。在幸运地发明安全玻璃前，贝尼迪库斯已是个有着四重身份的名人画家、作曲家、作家和化学家。一天，贝尼迪库斯像克劳西欧探长一样，不小心将一个实验用的烧瓶从架子上碰落，听到它发出一声清脆的响声(我们可以想象他在听到破碎声时发出的惊讶)。贝尼迪库斯顺着梯子爬到下面，发现烧瓶虽已破碎，但并没有四分五散。在向助手谈起此事后，贝尼迪库斯才知道烧瓶里最近放过硝酸纤维素。硝酸纤维素是一种黏合剂，用于将破碎的玻璃粘在一起。尽管贝尼迪库斯意识到他发现了什么，但他绝没想到这项发现会有这么重要。在对一连串可怕的车祸展开研究后，贝尼迪库斯获得了灵感，他发现这些车祸的受伤者一般都是被挡风玻璃碎片划伤的。之后，他开始潜心研究，最终在一天后发明了Triplex。第一次世界大战期间，防毒面具就取材于贝尼迪库斯的新发明。在发现这种材料经久耐用后，汽车产业开始制造Triplex挡风玻璃。,青霉素(盘尼西林),以健忘闻名的生物学家亚历山大弗莱明(Alexander Fleming)爵士虽是历史上最伟大的发明家之一，却是个出了名的大懒汉。在因发明青霉素出名前，弗莱明偶尔实施了一项实验，这次实验的“素材”竟然是他不小心掉进玻璃培养皿的鼻涕。六年后，弗莱明再次用一个到处充