和人类最亲密的发明
每个人心中都有一位创造大师，不过，这位大师特别爱睡觉，当他醒来的时候，我们就成了发明家。
牧童牵牛
唐诗有云：“借问酒家何处有，牧童遥指杏花村。”这表明早在一千年以前，中国的儿童已经担当了放牛的重任了。力大无比、脾气倔犟的牛怎么会轻易服从幼童的号令呢？妙在一条牵牛的绳子和系绳子的地方。绳子系在牛鼻子上，那里肌肤细嫩，神经密集，稍有刺激就会引起牛强烈的反应。如果牛不与牧童合作，鼻子的痛苦将无法忍受。所以牧童只要轻轻牵动绳子，无论多么不听话的牛都会惟命是从。这种牵牛的方法不但建立了牛与人良好的合作关系，而且有效地解放了农业劳动的生产力，使牧牛成了悠闲的工作，壮劳力可以干更重要的活。
这是以小搏大的典型，是控制论在生活中最成功的应用。
绳套马脖
从前，马是欧洲农业和交通运输的主要动力。人们用马拉车耕地的时候，想当然地把绳子套在马脖子上，马儿往前走，绳子就勒着气管和颈动脉，跑得越快，勒得越紧，使马全身缺氧，大脑缺血，苦不堪言，干不了几年活就累死了。
很久以后，人们才发现问题出在绳套上：应把它套在马前肢上端胸部隆起的大肌肉上，并且将细绳子改成宽而柔软的带子。这个小小的改动，使马的气管和主动脉获得了自由，能够使出比从前大得多的力量，深翻坚硬的土地，拉动沉重的货物，提高奔跑的速度，还大大延长了马匹的役使寿命。
这次变革不仅使欧洲的农村经济产生了巨大的飞跃，而且促进了交通运输和城市的发展，增进了商业的繁荣。
你看，人们粗心要付出多大的代价！
马镫的奥妙
在发明马镫以前，人在马背上是坐不稳的。因为人是直立行走，以双脚为支点保持平衡的。一旦上了马背，双脚悬空，踩不着东西，只能以臀部为支点，人不习惯以这种支点保持平衡，稍一晃动就会掉下来。
马镫不仅是上马的“台阶”，更是骑手在马背上控制身体姿态的支点。骑手把几十年在地上练就的平衡本领“移植”到马背上，有了马镫，骑术就产生了飞跃。人的灵巧和马的速度完美地结合在一起，在狩猎、战争和邮件传递中发挥了重要作用。
相传欧洲的某个民族学会了使用马镫，他们的骑兵所向无敌。战败的人匍匐在地，恐惧地看着穿草而过、疾如流星的武士和骏马，以为是一种长着人身马腿的天神，于是，就产生了人头马的神话。
弓箭
弓箭的发明是兵器发展史上，也是控制技术史上的里程碑。弓可以把人体肌肉的能量积聚起来，在一瞬间释放出去，推动箭杆高速飞行，远距离杀伤敌人。同时，它可以让射手从容不迫地瞄准目标，在适当的时机精确命中。今天看来，它的动力系统是一个可触发的蓄能机构，它的控制系统是与动力系统分离的定位装置。
以前，人们投掷石块或标枪时，胳膊既要用力，又要掌握方向，难以兼顾，采用弓箭后便可两全了。后来，人们做了大量更大的弓，用很多匹马来拉它，拉开之后弦卡在弩机上，引而不发。需要时，扣动弩机，就把又粗又大的箭弹射出去，在更远的地方，以更大的威力杀伤敌人。
今天的枪炮火箭，从原理上说和弓箭是相通的。只是它们的动力来自爆炸释放的化学能，它们的瞄准系统采用了更先进的光学和电子技术。现代科学里，常常能看到古代智慧的影子。
小蜜蜂与青铜器
中国古代精美的青铜器，大多是在蜜蜂的“慷慨援助”下制造出来的。铸造青铜器先要做一套模子，把熔化的铜锡合金倒进模子里，冷凝之后就铸造完成了。模子什么样，铸出来就是什么样。模子是制造青铜器的关键，如何才能把模子做得精巧细致呢？一只小小的蜜蜂引发了古人的灵感。
蜂蜡是蜜蜂分泌的筑巢“材料”，受热会变软，遇冷就发硬，很容易在上面刻画出各种精细的文字和图案。比如要铸一只青铜虎，先用泥塑成一个坯，样子大体和虎差不多，然后在泥坯的表面敷上一层蜂蜡，刻上虎的眼睛和鼻子。等刻画完毕后，再用火烤一下，使蜡层的表面熔化，冷却之后，蜡虎光洁无比，然后用泥敷在蜡虎上面做成外模，在泥坯和外模之间的夹层里灌注熔化的青铜。于是，青铜取代了蜂蜡，就铸成了一只惟妙惟肖的空壳老虎。
淘金
黄金是一种奇妙的金属，人人喜爱。从古至今，人们大多用同一种方法从自然界获得它。这种办法就是“淘”。用水“淘”出来，而不是用火“炼”出来。发明这种方法的年代已不可考证，最早的发明人也不知是谁了。
在自然界中，黄金总是以元素状态存在，呈微小的颗粒状隐藏在沙石里，无法用手拣出来。人们在容器里装上含有金粒的泥沙，加进大量的水，反复摆晃，再让它们沉降。由于黄金比重大，相同体积的黄金和水相比，金比水重将近20倍。晃动过程中金粒逐渐沉积在容器底部，连续不断地用水把上面的泥沙冲走，再不断加进新的含金泥沙，周而复始，幸运的淘金者一天能从几吨泥沙里淘出一克黄金，而更多的人常常一无所获。
自然界的黄金越来越少，淘金越来越困难。年复一年，人们靠运气和劳苦重复祖先的劳作方式，却很少想运用智慧创造寻找黄金的新办法。
毛笔
在欧洲参观一个博物馆时，我看到了莎士比亚时代用的笔，那是在鹅毛上削一斜刀制成的“鹅管笔”，不禁由衷赞叹我们祖先发明的毛笔。
蓬松细密的毛做成笔头，构成了一个毛细管水库。许许多多平行排列的毛细管能迅速地把黑汁吸进去，并能克服重力作用使它们稳稳当当呆在笔头里，在写字的时候不会滴下来。笔和纸接触时，由于表面张力的作用，笔头中的墨汁又会顺顺当当顺着笔尖流下来，作成清秀飘逸的书画。
由于笔头是圆锥形的，笔和纸的接触面积可以连续改变，可写蝇头小楷，也可写出雄浑苍劲的大字。笔头有弹性，着笔力量大小不同，可以连续控制笔尖和纸的接触面，平滑地改变笔道的粗细，使中国书画具有变幻无穷的魅力。
我们的祖先把动物身上的毛拔下来插在竹管里，就变成了不可思议的毛笔。
墨的魅力
中国的毛笔和墨是一对“孪生兄弟”。墨是使用毛笔最理想的书写颜料。许许多多跨越历史长河的典籍文献、艺术珍品，都是用墨书写出来的，这是记录历史和智慧的载体。
墨比任何颜料都黑，书写时具有最大的反差。清晰，准确，不会有似是而非的印迹。常温下，墨在空气中不会氧化，遇水不会发生化学反应，也不会被酸碱腐蚀，所以人们形容某事证据确凿，就说是“白纸黑字”。
祖先们发明了巧妙的方法，利用油脂或木材不完全燃烧制出微细的炭粒，它们可以与黏合剂混合压制成墨，做成人们喜爱的各种样式，又容易在研磨时均匀地悬浮在水中形成胶体，成为流动性很好的墨汁，不会堵塞毛笔笔头中的毛细孔，也能迅速渗入纸的纤维孔隙之中，构成具有厚度的笔迹。
在近代化学工业出现以前，墨是最好的书写颜料。
无线通信的诞生
100年前，意大利人马可尼发明了无线电技术，实现了横跨英吉利海峡的无线通信。他想让电波越过大西洋，把信息从欧洲带到美国。年轻的马可尼来到在研究电磁波方面最具权威的德国，请教那里的专家。
权威们告诉他这是做梦。要让电磁波从欧洲到达美国，必须先在大西洋上空放一面大镜子，让电波先到达镜子，再把它反射到美国去，只有这样，才能让直线传播的电磁波绕过地球的障碍。先回去做镜子吧！
马可尼没有做梦，也没有做镜子，他不断改进天线和收发报机，终于实现了越过大西洋的无线通信。因为天上确有一面极大的“镜子”可以反射电磁波，这就是电离层，只是当时谁也不知道。
在科学领域，寻找真理的人们值得相信，倒是那些自以为掌握了真理的人们值得怀疑。
永动机和温度计
400年前，永动机曾是欧洲的热门话题，不断有人向皇宫送上自己设计的方案和样机。有一天，意大利物理学家伽利略奉命入宫审查样品。
这是一件全封闭的玻璃容器与管道构成的系统，不需加热，不用外力推动，容器中的水可周而复始、上上下下地循环流动。伽利略认真考察了几个昼夜，发现水流动的原因是由昼夜温差引起气体胀缩造成的，它不是永动机。
正巧，伽利略的一位行医的朋友曾请他设计一个可以测量病人是否发烧的仪器，他一直没有想出好办法。眼前这件所谓永动机给了他启发：何不用气体胀缩来测量病人的热度？他请了玻璃工匠做了一个精巧的带细管的小瓶，把小瓶倒插在水中，让病人的手握着小瓶，小管中的液面位置就可以反映病人的温度。这就是世界上第一支科学的温度计。
具有良好科学素质的人总是善于从各种事物中捕捉发明创造的灵感，甚至能从最荒谬的事物中发掘出它合理的成分。
针头和天花疫苗
天花疫苗问世之后，接种成了当时的难题。由于每次接种的疫苗很少，无法用注射器。于是，有的人就用刀尖在皮肤上划个小口，让疫苗从刀口里渗进去，但深浅宽窄难以掌握；有的人用针尖蘸上疫苗在皮肤上扎，但有弹性的表皮常常把疫苗阻挡在外面。由于接种方法不合理，妨碍了天花疫苗的广泛应用。
有位医生无意中捡到一枚穿线孔断了一半的缝衣针，出于职业习惯，用放大镜仔细查看它，发现那简直就是一支锋利的钢叉——能不能用它作接种疫苗的工具呢？实践证明，“钢叉”形状的针头很容易刺入皮肤；针头底部的半圆形弧线可以准确限定刺入的深度；又由于液体表面张力的作用，疫苗液滴自然附着在针头的弯月面上，保证每次送入皮下的疫苗一样多；而且接种时创口很小，不易感染。有了这种科学的工具，天花疫苗迅速普及到世界的许多地方，帮助人们制服了曾经肆虐一时的天花。
人类需要永不止息的创造，任何一位正在思考和劳作的人，都有可能成为开拓者和发明家。
轮胎秋千
西方的孩子们也喜欢秋千。与中国不同的是，他们玩秋千时不用担惊受怕，因为秋千不是用有棱角的木板、铁板做成的，而是巧妙地利用了废旧汽车轮胎。
旧轮胎做秋千有许多优点：安全、舒适、造价低廉。最主要的是解决了废旧汽车轮胎的处理问题。在西方，废旧轮胎是一种主要的垃圾公害，焚烧时会造成严重的环境污染。这种“变废为宝”的秋千使公害变成了儿童的天使。
人们有许多事情没有做好，当我们以新的目光审视这个世界的时候，就能创造出很多快乐和美。
数的发明
扳着指头数
古时候的人，数东西、数数都是扳着手指头数，一个人有10个指头，从1数到10，10个指头扳过一遍，记个整数，再从头数起，很自然形成了“逢十进一”。
可是，原始民族互相不往来，在记数的时候，各有特点，逢几进一也就是五花八门了。
有的民族，数数的时候，习惯使用一只手，数来数去只有5个指头，于是，记数就成了“逢五进一”。这叫五进制。
美洲的玛雅人，数数的时候，喜欢手脚并用，数完手指再数足趾。手和脚的指头共有20个，就来了个“逢二十进一”，它是二十进制。奇怪的是，在丹麦语中，至今仍然留有二十进制的痕迹。在丹麦语中，60是用3×20来表达的，90这个字的意思是“5个20上的一半”。意思是说，先数4个20，到了第5个20取它的一半，也就是4×20+10.
古巴比伦人却采用六十进制。表达243这个数，就应该是4个60加3，也就是4×60+3.六十进制有它的优点，60的质因数是2、3、5，约数很多，有2，3，4，5，6，10，12，15，20，30.做除法的时候，60可以被许多数整除，出现小数的机会少。
今天，计算角度和时间，仍然部分采用六十进制，比如1小时等于60分钟。
此外，还有二进制、八进制等等。
不过，作为记数，目前全世界都统一用十进制了。
给数字定位
今天，给你两个数字8和1，可以毫不费力地组成18和81两个数。你心里很清楚，8在个位上是8，在十位上就是80.
可是在古埃及，81这个数，必须写为8个10，再写一个1，才能组成81.所以，在读出81以前，必须做一个加法10+10+10+10+10+10+10+10+1=81.
玛雅人使用的是二十进制，81必须写作2.，上面的每一个点表示20，下面那个点是1，这就是20+20+20+20+1=81.
欧洲人使用罗马数字，数字很多，L代表50，X代表10，I代表1，那么，必须写作LXXXI，就是50+10+10+10+1=81.
刚才说到的三种记数法，还带有刻木记事和结绳记事的痕迹。一条长绳上有许多结，大结是10，小结是1，总数是多少，你去边算边数呗！如果记的是一个上万的大数，恐怕就很难数了。
难就难在没有采用位值制。位值制，在我国公元前4世纪的《墨经》上就说得很清楚：一少于二而多于五，说在建位。1这个数，在个位上就比2少，换到十位上就比5多。每个数字的大小，除了本身的数值，还要看它在整个数中所处的位置。采取这个办法，记数只需要几个数字就够了。
我国是最早采用十进位加位值制的国家。
十进位值制是一大发明，对数学的发展有划时代的意义。
“0”从哪儿来
今天我们使用的数字一共是10个：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9.从1到9，几乎是同时出现的，惟独0是一个特别的数字，出现得很晚。
只有了解零，才会发明出“0”这个数字。可是，最初的人认为零只代表“没有”，既然是“没有”，摸不着看不见，也就不需要用数字来表示了。在我国古代，遇到10、100、1000……这些带有0的数，就另外采用十、百、千、万的符号来表示。在埃及，也是另有符号的。
我国古代采用十进制，又同时使用位值制，很快就发现了零的用处不小。比如，要记下203这个数，就少不了中间那个零，于是在表示时，只好在2和3之间留一个空位，记作二三。
零是个空位，很容易被忽视，天长日久，就改用看得见的正方形来表示空位，203就记作二三。到了写在纸上的时候，画个圆圈比画个正方形方便一些，203又记作二〇三，这就有点像0了。我国的数学书中，最早出现0的时间是1247年。
今天通行世界的阿拉伯数字是印度发明的。印度的数字中，最早也没有0，需要0的时候，用来代替，203的最初写法是23.
令人不解的是，0传到欧洲以后，罗马教皇曾经下令禁止使用，甚至对带头使用0的人施加刑罚。
十个数码的来历
0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，这十个数字，有人叫做数码，我们习惯上把它称作“阿拉伯数字”。“阿拉伯数字”，这是欧洲人的叫法，他们是从阿拉伯人那儿见到这些数字，才逐渐接受了的，所以印象深刻。
查一查历史，这十个数字的老家，其实并不是阿拉伯，而是印度。
印度早在公元前2500年，就出现了数字，那时的数字很简单，1就是一竖，2就是两竖……7就是七竖。过了2000多年，通行两种数码。这两种数码仍然没有定型，还在演变，变到8世纪，才出现德温那格利数码，形成今天的“阿拉伯数字”的雏形。
这时，印度的一位数学家来到了阿拉伯的巴格达，带来了这十个数码。埃及也是文明古国，本来有自己的数码，曾有一种非常好看的象形数码，可惜使用不方便。于是，印度数码就代替了阿拉伯数码，并且流传开来。
这一套数码，不但书写方便，而且适合十进位值制，只用十个数码就能组成所有的数。这就容易流传开来，并且引起欧洲人的注意。意大利数学家斐波那契曾到阿拉伯周游，看到这套数码使用很方便，1200年回国以后，写了一本《算盘书》，把这十个数码介绍到了欧洲。
13世纪的欧洲，仍然是一个保守的欧洲，对这套数码曾加以反对，意大利的佛罗伦萨城曾用法律禁止使用新数码！
然而，欧洲人还是接受了它，此后，印度-阿拉伯数字就走向了全世界。
的来历
说来也怪，古代数学曾经有过辉煌的成就，会列方程，能计算精确的圆周率，却没有使用过、、、这些最简单的符号。
你不妨设想一下，不使用、、、这些简明的数学符号，怎么表示十位数的除法？怎么去解一个方程？你可能想得出办法，但那是一件困难而复杂的事，也可能写出别人看不懂的算式。
数学的发展在呼唤人们发明简单明了的数学符号。
1489年，德国人魏德迈首先使用了号和号。魏德迈是一个精于计算的人，他在财会业务中，用来表示过多和盈余，用来表示不足和亏欠，并且写进了商业算术书中。
后来，有人说，魏德迈在计算中，曾自言自语：“在横线上加一竖就表示增加，就叫加号吧。从加号中拿掉一竖就是减少，就叫减号吧。”这只能是后人的一种猜测。
第一次把和当做数学符号使用的人，是德国数学家史蒂夫。他于1544年在自己的代数专著中，首先使用了和。
号出现在1557年，是英国牛津大学雷克德创造的。他认为两条平行线是最相同的了，就用来表示相等。
号出现的年代是1631年，比号晚了150多年。最早使用号的是英国的奥特莱特。而号出现的年代更晚，到了17世纪末期，瑞士人哈纳认为，用一条横线把两个圆点分开好比把一个整数分成几份。这就是除号。
纸和书
在古代，各种材料的书，这个兴起，那个淘汰，经过了好几千年，最后，终于出现了纸。从此，写字、印书就有了专门的材料。
于是，原来的竹简、帛书也就完成了它的历史任务；纸草书、皮书等等，也退出了历史舞台，开始出现了新的书籍。
纸的产生
纸是我国四大发明之一。
说到纸的发明，大家就会想起造纸技术的革新家蔡伦。蔡伦是湖南桂阳——现在的耒阳人。他是汉朝的一个官。开始当太监，后来担任尚方令，管理宫廷里的各种日常用品的制造和供应工作。那么，他是怎样想起要造纸的呢？
这里面有个“赫蹄”的小故事。
西汉末年有个女子叫赵飞燕，长得很漂亮，就被召到宫里，汉成帝看了，非常喜爱，于是当了昭仪。当时，宫中有个女官叫曹伟能，和汉成帝生了个孩子，赵昭仪知道了，非常妒忌，就派人把孩子扔了，又把曹伟能关了起来，给她一只绿色的小盒子，里面是用“赫蹄”包着的两颗毒药。上面写着“告伟能，努力饮此药……”就这样，曹伟能被逼服毒死了。
那么，这“赫蹄”是什么呢？
原来，它就是缫蚕丝时，在竹帘上余留下来的丝绵制成的丝绵纸。
还有一件事：
那是1957年5月。有一天，陕西省西安市郊灞桥瓦厂的工人，在挖土的时候挖到了一座汉朝时候的坟墓，里面藏着许多古代文物，其中发现了一些米黄色的古纸。后来经过几次化验，专家研究，确定原来这种纸是用麻制成的。因为发现在灞桥，所以就叫它为灞桥纸。
大家知道，我国古代是用丝绸和麻布做衣服的，因此，不可能用大量的丝绵和麻来造纸。同时丝绵造的纸价钱太贵，麻制的纸又厚又粗糙，都不适合写字，所以这两种纸一直没有发展起来。
蔡伦是一个既能写诗、又会做文章的人。所以，他非常了解用竹木、丝绸写字的困难。于是，他总结了前人造纸的经验，带领工匠们用树皮、麻头、破布和破鱼网等作原料造纸。经过反复实验，最后成功地把纸造出来了。从此，蔡伦造纸的方法，很快就在全国推广了。
因为纸比竹木轻巧，比丝绸便宜，又适合写字，所以，当纸一出现，就受到了大家的欢迎。它很快代替了竹木和丝绸，成为专门用来写字、印书的材料了。
卷轴式的书
纸的产生，是书籍材料上的一个大革命。它为书籍的发展，科学文化的繁荣，都创造了非常好的条件。那么，纸产生后的第一种书是什么样的呢？
在我们中国，第一种纸书，还是和丝绸写的帛书一样，也是卷子的。纸一般有一尺（约33厘米）左右宽，长就不一样了，可长可短，主要看文章的长短来决定。一般长一两丈，最长的有三四丈。卷头上接有一段纸，是彩色的，这叫缥。写字的部分也画着蓝色或红色的竖格。所以，这种卷轴式的纸书，看起来是很漂亮的。帛书的缥头上系有一条布带子，卷轴式的纸书上也有，这是用来捆扎书卷的。缥头的外面写有书名，这样，你要哪卷书，一看就知道了。不过，这样几卷书在一起还可以，要是书卷多了，查找的时候，一卷一卷地翻腾，还是很不方便的。因此，在卷轴的一头还拴有一个小纸牌，上面写着书名，叫做书签。这样，你要看哪卷书的时候，只要查看书签就能找到了。
这是卷轴式纸书的一般情况，也是一般人阅读的书。如果是皇帝贵族阅读的书，一些比较珍贵的书，那就要比这个讲究了。如卷头上的缥是用丝织的绫、罗、锦、缎做的；带子用丝织的彩带；书签是象牙的；书轴也不是木头油漆的，而是用象牙、珊瑚、金、玉等贵重材料做的了。
今天，我们的书是从上到下横写的，前面是文章的标题，然后，写正文。卷轴式的书是从右到左竖写的。每卷开头写文章的篇名，然后写正文，最后写抄书人的姓名和年、月、日。
经折装的书
卷轴式纸书的出现，是我国书籍发展史上的一大进步。它比起简牍和帛书有很多优点，比如比简牍轻、比帛书便宜，等等。但是，它和帛书一样，卷子太长，三四丈长的卷子，阅读的时候，展开，卷起，都非常不方便。如果要在书中间或末尾找一个字，或者找一句话，就得把卷子全部打开，找到后，再重新卷起来，这就更麻烦了。再说纸卷来卷去，很容易扯坏的。因此，后来就有人想出一种新形式，这就是经折装。经折装的书，就像我们今天有些字帖一样。它是将一幅长的纸，向左右反复折叠成几寸宽的一个长方形的折子，然后，再在折子的前后粘上两块硬纸板。讲究的，在硬纸板上贴一层有色纸、布或者绢，作为封面。
旋风装的书
经折装的书和卷轴比较起来，阅读时，要方便得多。你想看哪一段，要查哪句话，可以直接翻到所需要的地方。所以经折装在书籍形式上是一大进步。
但是，经折装的书用的时间长了，折子的折缝容易磨坏断裂，折子散开，因此，后来有人就把经折装改成了旋风装。旋风装是经折装的变形。它是用一张大纸对折起来，一半粘在书的最前一页，另一半从书的右边包到背面，粘在书的末页，这样，拿的时候，书页就不容易散开了。阅读时，从第一页翻到最后一页后，仍旧可以再翻回到第一页，翻来翻去，不会间断，就像旋风一样，所以叫做旋风装。
轮子的妙用
由轮变车
早期的轮子是光滑的圆木，人们借助于这些圆木在地面上移动物体。这种原始的方法，今天我们偶尔还可以看到。
可以想象，古时候，人们将一根根树木砍倒在地时，那些枝枝杈杈较少的圆木就会在平坦的地面上滚动起来，这种司空见惯的现象触发了人们的灵感：“唉，它会自动地滚动起来，这真可以省不少力呢！”有人由此萌生了“偷懒”的念头。
于是，对于那些粗大的圆木，人们不再吃力地去搬动它们，而是砍掉一些枝杈，在地上推滚起来……渐渐地，使用这种方法的人越来越多了。
熟能生巧。人们发现，当两根圆木一前一后滚动时，上面再搁一根也能一起前进。就这样，加在圆木上的东西越来越多，最终，有人将一块粗糙的木板放在两根圆木上面，再在上面放重物，这样既稳当又安全。
这就是今天所有车子的最早雏形！
考古学家们发现，大约在公元前2000年的古埃及文物中，就有了轮子；我国古代也早已有了发明和使用轮子的记载。
随着时间的推移，作为陆上交通工具关键部分的轮子也从原始形态逐渐变得更轻便更实用，开始出现了用几块板拼合成的圆形车轮；把两个圆形车轮用横木固定在木板车的两端，就可以轻便地载物运货了。在公元前3200年左右的美索不达米亚的乌尔国王巴尔基的坟墓中，就绘有苏美尔战车的镶嵌画，画上就有这种圆形车轮的马车。
木制的圆形车轮毕竟太笨重了，能不能发明一种比较轻的车轮呢？有人想了一个办法，创造了一种带辐条的车轮，就是用几根木棍将车轮和车毂连接在一起。这种车轮便是今天自行车轮、摩托车轮的前身了。
公元前2000年左右，美索不达米亚人就开始使用这种带辐条、装车轴的车轮子。这种车轮很快就被用于战车上，战马拉着战车所向披靡，勇往直前。
我国在公元前1300年左右，也出现了装车轴的车轮，并将它装在马车上。参观过秦始皇兵马俑遗址的人们一定会发现，大多数战车都装着这种车轮。秦始皇统一六国，“车轮”也帮了不少忙呢！
有了轮子，整个世界才真正地“转动”了起来。
踩着踏板奔驰
自行车是一种方便而廉价的交通工具。目前，全世界已有数亿辆自行车，其中以我国为最多，被称为“自行车王国”。
自行车结构虽然简单，但从开始发明直到完善定型，也有100多年的漫长岁月。说起来，自行车也有着一段不寻常的身世。
1813年，德国的杜雷士男爵发明了最早的自行车，当时他年仅28岁，喜欢钻研和摆弄机械。他想，人们在行走时，很多力气是花在两脚交替时对体重的负担上。他认为需要有一种辅助机械来减轻这种负担。为此他做了一个简单的支架，中间装上鞍座，前后各装一个轮子。使用时，人骑在鞍座上，两手紧握前面的支架，然后两脚交替地踩着前进。这样使轮子承受了身体的重量，两脚和地面间的摩擦大大减少了，所以骑着它跑得很快。杜雷士把它称做“奔跑机”。当杜雷士第一次骑着奔跑机在德国的曼轩城内行驶时，引起了人们的好奇，吸引了许多人。但在当时的豪门贵族眼里，搞机械是没有出息的，他们向杜雷士投以讥笑和讽刺。杜雷士弃此而不顾，他坚定地继续进行钻研。果然，几年以后，英国、法国、美国等都对奔跑机产生了兴趣，大家把它称做“玩儿马”、“漂亮马”。奔跑机成了当时一种时髦的新玩具。没有想到的是，由于奔跑机的发明，杜雷士后来竟丧失了领取退休金的权利。
1839年，苏格兰的青年铁匠麦克米伦，对奔跑机做了重大改进。他在奔跑机的后轮轴上安了两个曲柄，骑车人只要用两脚踩动两根长曲柄，车子就向前跑去。这一下，使骑车人的脚真正离开了地面，把双脚的交替运动变为轮子的滚动，大大提高了行驶的速度。麦克米伦把这种自行车取名为“后动自行车”。1842年，他骑着这种自行车，一天跑了20千米，由于车速太快，撞倒了一个小女孩，结果被罚了5个先令。
就在英国人麦克米伦对奔跑机做了重大改进的同时，法国巴黎的米苏父子也造出了一辆别出心裁的自行车。它前轮大后轮小，在前轮上安装了脚蹬曲柄。这种车无论在平坦的路面上还是下坡时，骑车人都比较舒适，而且速度也比奔跑机快多了。1861年巴黎成批生产了这种自行车。德国慕尼黑的一个展览馆至今还保存着一辆“米苏”式自行车。
从奔跑机发展到近代化的自行车，许多人在这一进程中展现了智慧和才干。如英国人劳森，最早把脚踏板改放在前后轮中间的就是他；瑞士人汉士雷诺特采用了链条传动等等。车架的结构也有不少变动。其中对自行车做出特殊贡献的要数英国人邓洛普了。他是第一个使用充气轮胎的人。原来自行车的轮子都是木制的，后来又改用实心胶带，这种轮子在平地上行驶问题还不大，如果在坎坷不平的小道上行驶，那可把骑车人震动得够呛，人们甚至给自行车起了绰号，称它为“震骨器”。看来改进车轮已成为迫切的需要。1888年，邓洛普所在的学校举行自行车比赛，邓洛普为了获胜，他把家中的一条旧橡胶管粘成圆环，打足了气，把它装在车上。出乎意外的是这样不仅增加了自行车的弹性，而且提高了车速，使邓洛普在比赛中名列前茅。偶然的比赛使邓洛普发明了充气轮胎，这是自行车发展史上的一大飞跃，影响很大。后来邓洛普干脆就干起生产充气轮胎的工作来了。
经过几十年的改进，自行车的结构日趋完善。19世纪90年代，已经有了大规模生产自行车的工厂。
近年来，为了节约能源，减少环境污染，锻炼人们的身体，许多国家都提倡使用自行车，骑自行车的人越来越多。在现代化的交通工具中，自行车仍占有特殊的地位。
奔驰在轨道上
火车的正规名称应为“列车”，由于在铁路上最初使用的是蒸汽机车，是以火力产生牵引动力的，因此，我们中国人便俗称它为“火车”，并且把凡与铁路有关的东西也都带上了“火车”二字，如火车头、火车厢、火车道、火车站、火车票……
那么，火车是在什么时候、由什么人发明的呢？
铁路很早就有了，当然不像现在的这么先进，它也像其他一切事物一样，是慢慢发展起来的。
16世纪时，在德国、法国交界处的矿山，工人们为了把采的矿石从矿山里运出来，就铺了两根木头轨道，从矿山深深的巷道里一直延伸出来，矿车就沿着木轨滑行，把矿石运出来。这时的木轨可以说是早期的“铁路”了。
1784年，英国的瓦特发明了通用蒸汽机并申请了发明专利，兴起了工业革命，工业生产迅速发展起来。在工业生产中经常要用蒸汽机来帮忙，而造蒸汽机要用大量的铁，蒸汽机工作起来又需要很多煤，所以就要大量开采煤矿和铁矿。矿石开采出来后，要将它们运出来，于是，人们修了许多路，特别是在矿山里铺设了一种把铁皮包在木轨上的路轨，一直延伸到外面，煤呀铁呀就沿着它运出来，这种铁路比早期的木轨要好多了。在这种铁路上行驶的主要是马车。
不过，单单两根铁轨，时间久了，容易被压坏，而车子也容易打滑；再说经常日晒雨淋的，木头也容易干裂腐烂。于是，后来人们把它们都改成了铁轨，真正用铸铁做的，还在轨道之间横向铺设了一根根枕木，使轨道更加牢固，不容易压坏，这样就形成了最早的名副其实的铁路。
特里维西克是英国矿山里的一名技师。当时矿山里用来运输矿石的马拉有轨货车，速度比较慢，一天下来，只能运出去一部分矿石，已经远远不能适应矿山的运输需要。特里维西克看到这个情况，设想用蒸汽机来代替马力，开发出新的运输工具，造出蒸汽机车。从1781年开始，他就开始用心研究。几年过去了，特里维西克一直在努力研究，解决了一个又一个难题，像怎样使得蒸汽机变小适合装在机车上、机车行驶时锅炉怎样通风、汽缸如何排气等问题，终于在1804年造出了世界上第一台蒸汽机车。
这是一台只有一个汽缸的蒸汽机车，能牵引5节车厢，每小时可行驶5千米到6千米。
有意思的是，特里维西克的这台机车没有设计制造驾驶室，那驾驶员怎么开车呢？他就在机车行驶时跟在车旁边走边驾驶，可以想象，早期的火车一定不快，否则开起来后，驾驶员怎么跟得上呢？
特里维西克在机车造好后，曾经在英国伦敦的尤斯顿广场遗址上进行过试车。那里有一个围场，他在这圆形的围场里铺了一圈轨道，一辆拉着客车的特里维西克火车在上面行驶，向人们表现了它的雄姿，有的市民还乘坐在后面车厢里，兜了几圈呢！这景况使得围观的人心里也痒痒的，都想坐上去风光风光。
可是好景不长，这辆机车试了几次后不久，就经常发生零件损坏、翻出轨道、铁路断轨等事故。特里维西克做了几次修理、几次改革，但还是不能避免事故的发生。连特里维西克自己也失去了信心，他不愿意再多作研究了，把注意力转向了其他方面，放弃了对火车的探索。总的来说，特里维西克的尝试失败了。
不久，许多工程师弄清了特里维西克蒸汽机车发生事故的原因，是由于铁轨打滑造成的。于是，先后有好些人对它进行改进。先是在1812年，有两名英国人先在两条铁轨中间加一条带齿的轨，又在机车腹部安装一个转动的齿轮，希望齿轮和带齿的轨道吻合，结果失败了。后来在1813年，又有一名英国人为了解决铁轨打滑问题，想在机车后面装上两只脚，让它们像人脚一样交替行走来推车前进，但也失败了。
就在这时，斯蒂芬森开始了对蒸汽机车的探索。
1781年，斯蒂芬森出生在英国一个煤矿工人家庭，家境清寒，仅仅靠父亲微薄的薪水来养活一家8口人。为了生活，斯蒂芬森8岁就去给人家放牛，14岁就跟着父亲到煤矿做工了。工头看他年纪还小，就让他干些擦机器和保管蒸汽机零件的杂活。天天和蒸汽机打交道，使他对蒸汽机非常熟悉。
煤矿里的运输跟不上，工人们只好自己推着车，甚至自己背着重重的煤，从矿井下运上来。工人们弯着腰，累得直喘气，汗水从满是煤粉的脸上淌下来。看到父亲和工人们这么劳累、这么辛苦，而煤矿里的运输能力又是那样低，斯蒂芬森立下宏志，一定要改变煤矿运输的现状，解除工人们的劳苦，发明出比特里维西克机车更好更实用的运输工具。
可是，斯蒂芬森没文化，17岁了还识不了几个字，于是，他加入了矿上那所专门招收七八岁儿童的矿工子弟夜校，认真地学习起文化科技知识。
除了如饥似渴地学习科学文化知识，斯蒂芬森特别注意到实践中去学习知识。他一有空就去观察当时人们已制成的各种车，它们的优缺点在他心里清清楚楚。为了更好更完全地掌握蒸汽机的性能，他曾经不远千里，专门到瓦特的故乡苏格兰做工学习了一年多。在这一年里，他深入研究了瓦特蒸汽机的构造原理，了解到很多试制蒸汽机车的经验。
这时机会已悄悄地来到斯蒂芬森身边。有一天，矿上的蒸汽机坏了，技师修了老半天也没修好，老板、工人们都急得团团转，蒸汽机不动，就不能开工干活。斯蒂芬森走了过来，充满信心地说：“让我试试！”老板回头一看，原来是擦机器的杂工，疑惑地看看他，由于时间已来不及了，只好似信非信地点点头：“好吧！”斯蒂芬森在一双双眼睛的注视下，沉着冷静，很快就把蒸汽机修好了。大家都惊呆了，老板高兴地拍拍斯蒂芬森的肩，说道：“小伙子，好样的！从今天起，提升你为工程师。”斯蒂芬森笑了，他以自己的真本事，赢得了人们的信任，终于脱颖而出，从一个机器房的小杂工升到了机械工程师。
初试成功以后，斯蒂芬森发明创造的劲头更足了。1814年，33岁的他终于设计制造出了第一台新型蒸汽机车。这台机车能拉30吨货物，每小时可行驶7千米。的确，斯蒂芬森的机车比以前的机车快多了，但还有许多地方不太完善。就是这列火车在试车时，车上的一个螺丝帽被震松了，车子翻了，车厢里的英国国会议员和英国交通公司的董事长也被摔伤了。
这下可闯祸了。本来就反对火车的人，更是抓住这事不放，纷纷指责，硬是说火车没有马车安全，而且还说蒸汽机喷汽时产生的响声，把铁路附近的牛马都惊跑了。他们断定，用火车做交通工具是不可能的。在反对派强大的声势下，煤矿老板也退缩了，斯蒂芬森的第一台机车就像特里维西克的火车一样，默默无闻地被搁置一边。
但是，斯蒂芬森并没有退却，他开始了改进火车的工作。他想了许多办法，减小机车的噪音；用小管子把汽筒里的废蒸汽引到烟筒里去，这种蒸汽向上的冲力大，烟也出得更快，炉中空气循环加快，煤烧得也更旺，机车的牵引力就增加了好几倍；同时，他对铁路也做了改进，在枕木底下铺了许多小石子，防止铁轨因为火车的震动而断裂，现代铁路从此初具雏形。
就在这时，一个好机会又降临到他身上。1823年，英国政府聘请斯蒂芬森任修建铁路的总工程师，在拉兹河畔的海港城市斯托克顿和以盛产煤炭著称的达林顿之间，修筑世界上第一条40千米长的铁路。这条铁路主要用于运输。只是，这条铁路不是为行驶火车铺设的，而是为马车运输铺设的，所以，铁路铺成后，只准马车行驶。作为总工程师的斯蒂芬森，抓住这个机会，努力去说服一个又一个政府官员，终于使英国政府同意让火车在上面行驶。
1825年9月27日，火车通车典礼在斯托克顿城正式举行。“旅行号”蒸汽火车拖挂着33节车厢，载着450名乘客，像一条铁龙卧在铁轨上，等待出发。它的主要部分，是一个铁木合制的卧式圆桶锅炉，锅炉上面有两个垂直汽缸，通过机轴来带动锅炉底下的4个车轮转动；机车上也没有驾驶室，司机就站在车上操作；机车旁边还挂着一个装满煤炭的铁篮子，夜间行驶时，点燃篮子里的煤，便是一盏照亮火车前进的明灯了。
看，斯蒂芬森正要亲自驾驶他亲手造的火车。“开车！”只见“旅行号”缓缓启动，越来越快，越来越快，火车以每小时24千米的速度向达林顿城驶去。
顿时，铁路两旁观看的人群欢呼起来，有些人兴奋地跟着火车奔跑，有些人骑着马随着火车飞奔。且不说人，马也跑不过火车，他们早已被火车远远地甩在后头了。
成功了！成功了！斯蒂芬森驾驶着“旅行号”胜利到达终点，掌握、欢呼声响成一片，乘客们一个个激动地走下车，和欢迎的人们一起，把斯蒂芬森团团围住，热烈祝贺他的成功。
火车，从此真正被世人承认，并登上了交通运输的历史舞台。
斯蒂芬森当之无愧地被世界公认为火车的发明人。
疯狗脑髓的功用
春天来到了北方。葛洪（284～364，东晋医学家）查清两种怪病后才离开病区，趁着和煦的春光，继续往洛阳行进。
有一天中午时分，他路经一座村落旁边，只见四周田野上一片片金黄耀眼的菜花，蜜蜂争着在花丛中飞舞采蜜，村里炊烟缭绕，鸡声喔喔，显得非常宁静。突然间从村边传来一声惊叫，接着拥出一群人，有的举着锄头，有的拿着扁担，围着个什么东西在打，一边猛打还一边高喊：“打死它！打死它！”
葛洪赶过去一看，原来是人们在围打一只疯狗，那疯狗已被打倒在地闭了气，可仍然瞪着红通通的发直的眼睛，伸出的长长的舌头上流着口涎。被咬的是个小伙子，他出门担水，不提防冲来这只疯狗咬了他。小伙子此时抱着受伤的腿坐在地上，吓得两眼发直，脸色煞白，冷汗一滴滴地顺着鼻尖往下滴。
葛洪深深知道被疯狗咬伤后的严重恶果：人被疯狗咬了，会得一种“犬病”（即狂犬病、疯狗病）。病人兴奋若狂，受不得一点刺激，吹一点风，听一点声音，就会引起抽搐痉挛；看见水，甚至听到水的响声就要抽风，所以又叫做“恐水病”。得这种病的人最后往往全身麻痹瘫痪而死。当时的医生们对这种病都无能为力。葛洪早在家乡的时候，就看到过患疯狗病死去的人；来到北方游学，又遇到过几个这样的病人。为了找出医治这种病的办法，他曾经下过一番功夫。经过多次的访问、观察，他发现凡是被疯狗咬伤的人，一般每过7天都要发病一次；如果连续21天不发病，那么就可能脱离危险；但一直要过100天不发病，才算摆脱了这种恐怖的病症。得过这种病的人，还切忌吃狗肉和蚕蛹，如果吃了这两种东西，即使痊愈了的病人也会复发，而一旦复发就少有活命的希望了。
葛洪曾深入民间，摸索总结了治疯狗病的种种简易方法。例如，可先吸去病人伤口中的毒血，然后用艾绒灸10次，第二天起再每天灸一次，连灸百日，病人就可脱离险期；又可用薤白或地黄捣成汁敷在病人伤口上，同时让病人口服这种汁水，连敷连服下去，就可以逐渐好转；还可用矾石研成细末撒在伤口上，然后包扎起来，防止伤口恶化；另外，用干姜研成细末让病人连服带敷，也有一定效果。
但葛洪并不满足于这些治疗方法，因为这些方法虽有一定效果，可是把握性不很大，更不能保证以后不复发。他一直想寻求另外的治疗途径。
此时此刻，他目睹受伤小伙子的惨状，又看到旁边那只死疯狗的狰狞样子，一下触动了灵机。他想到：疯狗咬人，一定是将嘴里的毒传进人体，才使人中毒得病的。《黄帝内经》这本医书上有以毒攻毒之法，那么，治疗疯狗病，可不可以取疯狗身上的毒物来试一试呢？
他立即向村上的人说明了自己的主意。人们听说他是个医生，又见他热情和蔼，老成持重，就都愿意了。那个被疯狗咬伤的小伙子是位贫家子弟，家长和本人都无其他法子可想，听葛洪说得有理，顿时产生了希望，苦苦恳求葛洪当场医治。于是，葛洪用刀砍开疯狗的脑壳，取出白生生的脑髓，敷在小伙子的伤口上。为了观察效果，他暂时留在这座小村庄里。过了7天，那小伙子果然没有发病；又过了14天，小伙子仍旧安然无恙。
试验初步成功，葛洪高兴极了。从此以后，凡是碰到被疯狗咬了的人，只要可能，他都叫人立即把疯狗打死，依照这种办法治疗。经多次证明，这法子都灵验，被疯狗咬过的人，只要是在7天内敷了疯狗脑髓的，一般都不会发病；偶尔有发病的，也比通常的病人轻得多。
葛洪当时创造的这种治疗疯狗病的方法，用今天的科学观点来说，实际上就是免疫法。现代医学知识认为：细菌或病毒侵入人体，人体本身就有排斥、消灭它们的能力，所以不一定就发病；只有在身体抵抗力差的时候，细菌和病毒才能使人发病。免疫的方法，就是先让人体进行抗毒训练来提高抗病能力，然后使人免于得病。在欧洲，免疫法最初是从19世纪法国的巴斯德开始的，他用人工的方法使兔子得疯狗病，然后又把病兔的脑髓取出来制成针剂，用来预防和治疗疯狗病。至于免疫法的普遍使用，则是近代医学的成果。葛洪却在比巴斯德早1500年的时候就运用了类似的原理，有了免疫思想的萌芽。因此，他实在是世界上免疫法的先驱。
寻找魔弹
在19世纪，细菌学和免疫学进步很快。医学家在实验中已经发现，当细菌侵袭人体时，人体内部能产生一些物质，抵消细菌和细菌产生的毒素的作用。这些物质具有一定的针对性，既能准确地与所攻击对象发生作用，又不会给周围组织造成很大危险。然而，这些物质的作用是有限的，还有大量的疾病，人体产生的那种抵抗物质对它们却无能为力。
那么，能不能制造出这样一种物质呢？让它们进入人体后，只发挥消灭“细菌”敌人的作用，而不破坏人体组织的健康。如果能的话，那该多么好啊！它就像是神话中的“魔弹”一般，能够识别敌人，消灭敌人。
“能制造出这样一种‘魔弹’来吗？”保罗艾利希反复地思考着这样一个问题。
艾利希于1854年3月14日出生在德国一个小城镇里，从小就爱好化学，因此，当他进入医科大学后，就开始研究某些化学物质对动物组织的作用。当时，还很少有人将化学与医学结合起来研究。艾利希的研究得到了老师的支持，老师还鼓励这位有头脑的青年，在科学研究上开辟自己的道路。
当时，德国的化学染料工业十分发达。在染料研究中，人们发现有些染料可以使动物组织着色；有些染料还可使某些特定的细胞而不是所有的细胞着色；还有些染料只能使某种细胞的某一部分着色。这项研究是由德国医生科赫开始的，但还存在着进一步完善和加以发挥的余地。艾利希被这些事实深深地吸引住了。他的博士论文就是探讨用染料进行动物组织染色的理论和技术问题的。此后，他还用染色技术提出了白细胞的分类方法。
思想活跃的艾利希在进行这一课题的研究时，很自然地想到，既然用适当的染色方法可以辨别出特定的细胞，那么，它也有可能辨认出特定的细菌。不久，他果然找到了一种可以使结核杆菌染色的办法，改进了科赫所用的方法。不幸的是，在研究结核杆菌染色中，艾利希感染上了轻度结核病，所以，他不得不暂时停下自己的工作，去进行疗养。
疗养中的艾利希依然思考着他在试验中遇到的一系列问题。此时，德国医学家贝林正进行消除细菌在人体内作用的研究，试图找到一种“体内消毒剂”，以便使侵入人体内的细菌无害化。他将白喉杆菌的肉汤培养物灭活以后，给试验动物注射几次，发现试验动物的血液里出现了能中和这些杆菌所产生的毒素的抗毒素。这种抗毒素能使另外的动物获得免疫，可以用它去治疗已经出现白喉症状的患者。现在我们把这种经过上述方法，从试验动物的血液里提取出来的抗毒素叫做抗毒素血清。
1889年，艾利希疗养归来后听说了贝林的发现。他与贝林共同研究，于1892年研制成功白喉抗毒血清。以后，用白喉抗毒血清治疗白喉的方法，很快得到推广，使白喉的病死率大幅度降低。
艾利希总结了他的观察和研究，他推断，各种不同的细胞、组织之间，必定存在着某些差异，所以一种物质对于某一特殊物质有一种“化学亲和力”，它类似于锁和钥匙的关系。在此基础上，艾利希提出了有机体和周围化学物质，如食物、药物等相结合的学说——侧链学说。“侧链学说”认为，细胞是装备有侧链（后来他又将侧链改名为受体）的巨大分子，这种侧链可与食物、药物等结合，还可与毒素结合。当细胞受到毒素作用后，可产生大量侧链，并从细胞上脱落下来，到血液中去中和毒素，所以称它为抗毒素。如果所产生抗毒素量不多，不足以中和所有的毒素，毒素便会与细胞结合，于是，细胞受到损害。
艾利希的这一学说，是第一个有广泛和深远影响的体液免疫理论，为此，他与梅契尼柯夫共获1908年诺贝尔生理学和医学奖。
艾利希在医学理论上做出了巨大贡献后，并没有停止他的研究，而是把自己的精力投入到新的研究中，以实现他多年来的梦想——寻找能杀灭人体内病菌，而不影响人体正常组织和细胞的“魔弹”。
染料能有选择地使细菌和原生动物染色的事实，一直萦回在他的脑海。他希望能找一种化学药品来帮助人体与疾病作斗争。艾利希首先选用锥虫作为寻找“魔弹”的射击对象，因为锥虫比细菌大，注射到小白鼠血管里，它可以快速繁殖，直至将小白鼠杀死为止，这对于研究十分有利。他用各种染料做试验，终于发现一种叫锥虫红的染料可以杀死引起睡眠病的锥虫。可是他随后又发现锥虫红虽然能杀死锥虫，可有时也能把小白鼠杀死，这就是非不清了。不久，他把注意力从染料转移到一种对睡眠病有效的阿托克西尔药品上。阿托克西尔是一种含砷的化合物。他知道化合物都是有毒的。他跳出了以往科学家的老路子，只在现成的化合物中去寻找药物。他决定以阿托克西尔为基础，改变它的结构，寻找毒性小、疗效高的药物。
艾利希立即着手试验，合成了数千种砷化合物，然后对这些化合物逐一筛选，观察动物对这些药物能承受的剂量，研究动物能承受的最大剂量能否有效地杀死细菌和原生生物。
他以锲而不舍的精神追寻着梦想的“魔弹”，每次试验他都亲临观察。试验过的药品数目在不断增加，1、2、3……101、102、103……301……401……他坚持毫不灰心地一直试验着，认真仔细地观察各种试验结果。
当试验到418号药品“偶砷苯基甘氨酸”时，终于显示出对锥虫有很高的杀灭效果，但受试的小鼠出现狂跳症状而死亡。艾利希和他的助手秦佐八郎仍继续着他们的试验，经常一连几天不停。累了，用几本书叠起来放在实验室的长椅子上当枕头睡上一会儿。
漫长而艰苦的工作，反复出现的不理想的结果，都没能动摇过艾利希的信心。他坚信，“魔弹”一定能够制造出来。
1909年，当他们试验到第606号化合物时，奇迹出现了。艾利希发现了一种既能杀死老鼠和马体内的锥虫，而又不引起眼盲或跳跃病的化合物。艾利希将这一化合物命名为“洒尔沸散”（意思是安全的砷剂）。在实验室工作的人们为这一伟大的发现而欢呼！这里面包含了他们多少繁重的劳动和多么顽强的意志啊！
“606”是艾利希梦想的“魔弹”，它终于制造出来了。“606”的发明，把非洲人从睡眠病的威胁中解救出来。
当时在世界范围内还流行着一种叫做梅毒的疾病，无论男人或女人，甚至刚出生的婴儿，都有可能染上这种可怕的疾病。成千上万的梅毒患者多么希望能有一种良药，使他们能摆脱这种疾病的痛苦啊！
当时医学家们已经查出，梅毒是由一种叫做“梅毒螺旋体”的微生物传染的。艾利希想，“606”能杀死微生物的锥虫，它能不能杀灭梅毒螺旋体呢？1909年整个炎热的夏天，艾利希及助手们都在紧张地研究着，经过反复的动物试验，他们证明只要注射一针“606”，就能消灭兔子体内的梅毒螺旋体。接着他们又进行了人体试验，结果顺利。艾利希又将“606”送到医院试用。1910年4月，第一批报告寄回来了，证明“606”治疗梅毒有显著疗效。
艾利希的梦想实现了！他找到了能治疗昏睡病和梅毒的“魔弹”606！这一重要的发现，使世界为之震动！人们为这一重大发现而欢欣鼓舞，因为最使人痛苦的疾病终于要被征服了。
艾利希的辛勤劳动开辟了化学治疗传染病的道路。艾利希的成功鼓舞了更多的科学家用化学合成的方法去探寻各种新的药物。
几千个“NO”
在伦敦博物馆里珍藏着的法拉第的科学日记表明，从1820年～1862年，法拉第从未间断过记日记。英国皇家学会在1932年出版的法拉第日记有7大厚本。当你翻开这厚厚的一摞日记本的时候，会在1821年～1831年这部分的每一页上，都看到一个醒目的“NO”字。“NO”，在英语里代表否定。为什么法拉第在每一页上都否定自己呢？
原来，这里记录了法拉第10年以来探索磁生电的艰苦历程。
1821年法拉第在自己的日记里写下了一个闪光的设想：“从磁产生电！”他确信电和磁好比是一枚硬币的图案和字样，是同一事物的两面。这虽然只是法拉第的一种直觉，但反映了他对自然规律的一种信念。
当时，世界上探索这件事的科学家不止法拉第一个人。德高望重的电学家安培，也在思考这个问题。安培想到静电感应现象，当用一根带正电的玻璃棒，靠近一个和地面绝缘的导体时，在导体上靠近玻璃棒的地方会聚集着负电荷，而远端则聚集着正电荷。这就是静电感应。静电感应可以使少量的电荷源源不断地感应出大量电荷，现在中学里使用的静电起电机就是用这个原理制成的。安培在想，能不能用电流感应出电流来，如果人们可以感应出源源不断的电流，就可以完全抛开伏打电池了。
安培为了这个伟大的理想不断地工作着。开始他用一根不通电的导线去靠近一根通电的导线，希望在那根电线里感应出电流来，但是没有成功。后来，又改用磁铁，等待他的又是失败。安培总结经验后，认为自己使用的磁铁太小，就到瑞士去订购了一个大的，因为法国还不会造那么大的磁铁。在归来的途中马车翻了，安培被摔伤，更严重的是磁铁也摔坏了。
这个不大的打击，对于安培来说却有些承受不了。回到法国，伤好之后，安培便终止了自己这项实验而转向电的理论研究。戴维从朋友的来信中知道了安培的遭遇，并把信交给法拉第。安培的失败没有使法拉第动摇，反而觉得自己的责任更加重大，于是写信向安培请教。他对安培的智慧一直怀有敬意，也相信安培的思想中蕴藏着有价值的东西，还没有完全挖掘出来。
安培毫无保留地把自己的研究成果转告给法拉第，并鼓励他继续干下去。这使法拉第深受感动。科学家之间的友谊比金子还要珍贵。实际上，当某一个定律前面冠上一位科学家的名字时，这位科学家只是那些忠于科学、奋斗不息的科学家群体的一个代表。一个科学家如果得不到别人的帮助，是绝对不会有任何成就的，这正如牛顿在晚年说的话：“我只是站在了巨人的肩上……”
1823年，32岁的法拉第，由于他在化学方面的成就，已经由一名助理实验员成为皇家学会的会员了，这几乎是最高的荣誉和学术地位。不少公司和厂家用重金聘请法拉第，他可以得到上千英镑的酬金。这时皇家学院正处于经济拮据的窘境，法拉第的妻子经常为衣食发愁。但是，法拉第毅然放弃发财的路而选择了在荆棘之路上的探索，他为了集中精力进行电磁研究，还辞去了学院的大部分职务。妻子理解他，宁愿过清贫的生活。
法拉第的一位同事，科学家丁铎尔后来感慨地说：“这位铁匠的儿子，订书商的学徒，把他的一生概括起来，一方面可以得到15万英镑的财产，一方面是完全没有报酬的学问，要在这两者之间作出选择。结果他选择了后者，终生过着穷困的日子。然而，这却使英国的科学声誉比各国都高，获得接近40年的光荣。”
起初，法拉第的实验只是仿照安培的做法，安培的磁生电的实验完全是对静电感应的模仿。静电感应时，只要把带电体靠近绝缘导体，在导体的另一端，就能感应出电荷。法拉第把两根导线靠在一起，在一根导线里通上电流，希望在另一根导线上感应出电流来，但是，实验结果是失败。后来，他又用一个强大的磁铁靠近接有电流计的导线，但是，导线里也没有像法拉第想象的那样出现电流。这样的实验许多人都做过，结果都是失败，惟有法拉第没有被失败吓倒。
法拉第认为，失败的主要原因是自己对电和磁的本质知道得太少。他听说有位名叫阿拉果的科学家把铁屑撒在通电导线周围，能形成环形图案。这些图案必定包含着什么秘密。法拉第决定从这神秘的磁力图案开始研究。
法拉第拿来一张白纸，纸下面放一块条形磁铁，把细铁屑撒在白纸上，轻轻地弹动这张纸，铁屑立即排列成从磁极出发的许多条美丽的曲线。这件事600多年前佩雷格里努斯就做过，但是理解它的只有法拉第。
法拉第给这些曲线起了一个名字叫磁力线。法拉第是一个使科学概念精确化的大师，我们现在使用的许多科学名词都是由法拉第命名的。法拉第每天都摆弄这些磁铁和铁屑，研究磁力线的性质，他画出了条形磁铁、马蹄形磁铁，甚至形状像地球的球形磁铁的磁力线。他发现了磁力线的许多性质。例如，磁力线从磁铁一个磁极出发到另一个磁极终止；磁力线之间有排斥的倾向，在空间总有散开的趋势。当一个线圈通上电流时，磁力线便引发出去；切断电流时，磁力线就收回消失；而电流接通后，磁力线就不再运动。法拉第对这些磁力线的研究，实际上已经揭示了磁场的本质，但是不被当时的科学界所接受。因为这里没有数学，在法拉第所在的19世纪初期，数学已经高度发展，大大超过现在非数学专业大学毕业生的数学水平。数学是研究物理的重要工具，但是它永远不能代替物理。从纷繁复杂的物理现象中找出实质，需要的是思想，有时并不需要有高深的数学知识。
著名的科学家汤姆逊在几十年后曾经评论说：“在法拉第的许多伟大贡献当中，最伟大的一个就是磁力线概念了。电场磁场的许多性质，依靠它就可以简明而形象地表示出来。”
法拉第发现，磁力线像一些链条一样把电流和电流、磁铁和电流之间联系在一起。如果能从这些拉拉扯扯的线团里理出一些头绪来，磁生电的愿望就会实现。
法拉第发现，磁力线在通过通电螺旋管时，非常顺从，就像梳理好的一束秀发。于是法拉第把两个螺旋管绕在一个铁环上，像左图中那样，一个是右侧的A线圈，另一个是左侧的B线圈，此时他想，如果给其中的一个线圈通电，磁力线一定会穿过一个螺旋管后，再穿过另一个螺旋管，从而把两个线圈联系在一起。
法拉第把线圈A和有10个电流的电池组相接，B线圈和电流计连接，当他合上电键时，他看到电流计的指针振动了一下，又回到零的位置，当切断电源时，电流指针又受到扰动。
法拉第非常高兴，但没有立即领地到这种现象的全部意义，他在1831年9月23日的一封写中写道：“我现在又忙于电磁的研究，并且认为抓到了一点好东西，但是还不能说明白。它可能是杂草而不是鱼。竭尽全力，我终究可以把它拉出来。”
法拉第利用磁力线进行分析，他断定，当A线圈通电的时候，一束磁力线立即从它发出穿过B线圈；而切断电源时，磁力线便缩回到A线圈中消失掉。恰是在磁力线伸缩时，产生瞬间电流。
法拉第开始领悟到安培实验失败的原因了。原来是静电感应现象的类比使自己走入歧途。在静电感应中，一切都是不动的，而这里运动则是关键。法拉第把这种运动形象地叫做线圈切割磁力线，只有此时才会有瞬时电流产生。
这些思考大约花去了法拉第3个月的时间，法拉第当时还担任着皇家学院的讲座工作。据说和奥斯特类似，法拉第也是在讲座课堂上获得了磁生电的重大发现。
说起法拉第演讲还有一个故事。皇家学院的科学讲座一直没有停止，因为，这样可以解决学院的部分财政问题。年轻的法拉第一开始是没有资格来举行讲座的。有一次，法拉第为电学家惠斯顿准备好了实验仪器，等待他来演讲，但是惠斯顿突然有事情不能来，可是大厅里已经坐满了前来听讲的听众，此时只好由法拉第代为演讲。毫无准备的法拉第进行了即兴演讲，做了许多有趣的实验，博得了听众的好评，从此以后，法拉第代替他的师傅戴维，成为主要的演讲人。
在一次演讲中，法拉第向人们讲述什么是磁力线。他把一个条形磁铁插入与电流计相连的线圈之中，就在这个时候，法拉第看到电流计指针的摆动；当把磁铁从线圈里抽出来的时候，指针向相反方向摆动。法拉第让磁铁不动，把线圈突然套在磁铁上，电流计的指针也在摆动；把线圈从磁铁上抽出来，指针又向相反方向摆动。这现象表示磁铁在线圈中抽动时产生了电流。但如果磁铁和线圈全不动，则不管磁铁是不是在线圈里，均不产生电流。
法拉第在演示磁力线的瞬间，自己切实地看到了，只有当线圈切割磁铁周围的磁力线时，才能有感应电流产生。这正是他10年来所追求的结果：只要线圈不断地切割磁力线，感应电流就会不断地产生出来。
这是他经过10年奋斗得到的结果。磁生电的理想终于实现了！这不仅是对法拉第，对整个人类来说也是一个莫大的喜讯！
讲座结束以后，法拉第回到家里，立即做了一个更精确的实验，实验过程都记录在1831年10月17日的日记上。
也许有人认为，法拉第的这项发现是出于偶然，法拉第偶然地把磁铁插入线圈中，又偶然地瞥了一眼桌上的电流计。其实这种看法并不是完全正确的。在10年前，安培和法拉第都曾观察到电流计出现的瞬时摆动，但是并不理解它，因此，也就不知道如何进一步去挖掘它。10年的研究使法拉第对电磁场有了深入的了解，尤其是他建立的磁力线学说，实际上几乎包含了电磁理论的全部内容，这是导致他发现电磁感应定律的内在原因。
法拉第并没有就此停步，他对于把磁铁从线圈里不停地拉出来又放进去这种产生电流的方法还不满意。他想，必须使磁铁在转动中就可以产生电流才有意义，因为当时的水轮机、蒸汽机，都是以转动的方式输出动力的。
法拉第找来一块大的马蹄形磁铁，把一个中心有轴的圆形铜盘固定在支架上，铜盘的一部分伸到马蹄形磁铁两极间。在铜盘的轴线处引出一根导线，铜盘在边缘通过一个电刷和另一根导线连接，两根导线连在同一个电流计上。当摇动这个铜盘时，电流计就指示出电流的读数。
在圣诞节举行的盛大演讲会上，法拉第非常兴奋地向听众展示了这个新奇玩意儿。法拉第有卓越的演讲技巧，演讲中充满了热情，就连擅长演讲的小说家狄更斯都很钦佩他，维多利亚女王的丈夫艾伯特亲王和儿子爱德华王子也是他的听众。
他详细地介绍了磁生电的原理，并开始摇动那个铜盘，电流计指针偏离了零点，随着摇动的加快，电流的读数越来越大。
听众中传来欢呼声，法拉第的额头也沁出汗珠。当他轻轻地拭去脸上的汗水时，却听到一位贵妇人不以为然的问话：“请问，先生，您发明的这小玩意儿有什么用呢？”
法拉第不失风度地向这位夫人微微一欠身，从容地回答道：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？”
多么恰当的比喻，法拉第的铜盘发电机确实只发出了微小的电流。然而，它又是真正的、实用的发电机的原始形态。历史已经表明，由此导致的发电机的诞生，为人类揭开了电气时代的第一页，到现在，任何人也不会否认，这个“婴儿”已成长为“巨人”。
电影之父的贡献
人类进入19世纪，科学技术的飞速发展为电影艺术的成长奠定下坚实的基础。
这里，首先要提到的是1839年摄影技术的产生和它的广泛应用。它构成了电影拍摄的重要组成部分。
说起来有点可笑，电影摄影机的发明，竟是由于一次打赌的意外收获。
1872年，一位美国富翁和朋友打赌。他说，马在奔跑时，在跃起的瞬间是四蹄离开地面的。那位朋友反对说，不管在什么时候，奔跑的马总是两蹄离地、两蹄着地的。于是富翁请了英国摄影师爱德华麦布里奇来做试验。麦布里奇把24架照相机的快门上各牵上一根线，当马匹飞奔经过时，连续踩断了24根线，在极短的时间里，使照相机依次拍下24张照片，再将这些照片一张一张地按次序看下去，以便观察马儿是怎样跃起，又是怎样着地的。为了这一试验，麦布里奇和助手们吃尽了苦头，付出了大量的劳动，历时6年，终于拍摄出一套宝贵的“马跑小道”的珍贵资料，同时也证实了美国富翁的预言是正确的。然而，麦布里奇的成功又向人们提出了一个新问题：如果解决连续摄影的问题？因为他用24架照相机仅仅只能拍摄奔马的一段动作，如果马奔跑1000米的长距离，就得用上成千上万架照相机，胶卷的长度将会绕地球转一圈了。所以，如何运用一架单镜头的摄影机来代替多镜头的摄影机或者一组摄影机，就成了解决连续摄影的关键问题。
1882年，当麦布里奇带上自己拍摄的连续照片到欧洲旅行时，他们的成果使法国学者马莱受到了极大的鼓舞。经过几年的不懈努力，马莱运用左轮枪的原理，创造出一种轻便的“摄影枪”，这是第一架能从一个镜头里，一秒钟内获取若干底片的摄影机，它真正解决了连续摄影的问题，说明现代的摄影机和摄影术已经诞生。
到了1888年，英国发明家格林奈在前人研究的基础上，改进了摄影枪，发明了世界上第一部电影摄影机，同时拍摄了伦敦的街景。当试放他的电影，看见人物在布幕上活动起来时，他跑到街头激动地高呼：“成功了，成功了！”
在这一时期，世界著名的大发明家爱迪生的贡献也是不容抹煞的。
他的第一个贡献，是在1887年和他的助手狄克逊在胶片间发明了凿孔方法，解决了活动照片的放映问题，这便是“爱迪生型”影片的问世。
他的第二个贡献，是在1894年发明了“电影视镜”。它像一只大柜子，上面装有放大镜，里面装有50英尺的凿孔胶片，首尾相衔接，绕在一组小滑轮上，当马达开动后，胶片便渐渐移动，画面循环出现。“电影视镜”面世后，深受人们的欢迎。当它传入中国后，被称为“西洋镜”。
爱迪生的发明使电影技术日臻完善。他运用“电影视镜”拍摄了一些娱乐性的舞台影片，成为世界电影史上摄制戏剧电影的最早纪录，如1893年拍摄的《奥特打喷嚏》就是一个著名的例子。
在实践中，人们发现这种“电影视镜”还有一些缺陷：一是太笨重，使用很不方便；二是没有银幕，只能供一个人观赏，缺少群众性；三是放映速度过快，致使人物动作不太自然、平稳。
改进并完善“电影视镜”的任务就落到法国卢米埃尔兄弟的肩上。
卢米埃尔兄弟原是照相摄影师。这哥儿俩将爱迪生的发明、其他人的成果以及自己的“连续摄影机”进行综合研究后，于1894年研制成了世界上第一架比较完善的电影放映机——活动电影视镜，终于把影像投放到银幕上，使广大的观众能够共同欣赏这一新生的艺术。第二年，他们取得了拍摄和放映电影的专利，成为真正电影的发明者和创始人。
卢米埃尔兄弟的“活动电影视镜”是架手提摄影机，不仅灵活轻便，节约胶片，放映质量好，而且具有一身兼任三职——摄影机、拷贝翻印机和放映机的功能，对电影事业产生了深远的影响，因而后人尊称卢米埃尔兄弟为“电影之父”。
1895年12月28日是人类历史上值得纪念的一天。这一天，在巴黎卡普辛路14号大咖啡馆地下室，卢米埃尔兄弟公开售票放映了自己的影片。
首先放映的是《工厂的大门》。内容是：清晨，工厂的大门被慢慢地推开了。女工们穿着不同花纹的衣裙，软边帽上插着千姿百态的羽毛，三五成群说说笑笑地进入大门。男工们穿着敞怀的茄克衫，推着自行车，漫不经心地也走进厂门。随后来了一辆豪华的马车，工厂主旁若无人地坐在里面，马车驶入工厂后，大门便缓缓地关上了。影片内容虽然简单，但观众看得兴味盎然，放映获得极大成功，引起巨大轰动。这一天被公认为世界电影的诞生纪念日。
卢米埃尔兄弟一共拍摄了50多部短片，都是纪实片。这些短片从内容到表现手法都对后来的电影事业产生了深远的影响。
他们的影片，现实主义地表现了人们的生活。短片几乎没有什么故事情节，缺少矛盾冲突，然而动作性和新闻性较强，拍摄真实，成为写实主义的开路先锋。影片能够开阔人们的视野，开发人们的智慧，促进人类的科学技术发展。当高尔基看了这些影片后，热情地赞颂道：“可以肯定地预示，由于这个发明具有惊人的新颖性，它将获得广泛的发展”，“它一定能够为一般的科学任务服务，为改善人们的生活和发展人们的智慧服务。”
下面简单介绍几部影片对后世的影响。
《工厂的大门》：传说是卢米埃尔在里昂工厂对面一幢楼的窗口拍摄的，这是电影史上第一次用“隐蔽摄影法”拍片。
《水浇园丁》：是根据路易卢米埃尔7岁的小弟弟的调皮举动拍摄的。说的是一名憨厚的花匠拉着一根长长的水龙头在浇花，来了个淘气的男孩，他悄悄地踩住了那根胶皮水龙头。花匠以为水龙头发生了故障，刚打开唧筒进行检查，小孩马上松开了脚，水龙头猛烈喷出的水浇了花匠满脸。花匠生气了，抓住小淘气，猛打他的屁股。这场追打孩子的镜头，形成了引人发笑的场面，取得了一般纪录片达不到的效果。这部短片尽管拍摄技术并不高明，光线灰暗，构图平淡，但可以说是最早带有“悬念”的喜剧片。它已具备简略的剧情，有开端、发展、高潮和结局，这为以后的故事片奠定了基础。
《膝行人》：比上一部的喜剧效果更浓。它叙述一个假装残疾的乞丐，为了逃避警察追捕，突然站起来逃跑，这便成了后来“追逐片”的先声。
《火车到站》：短片从开头出现一个远景车站，一个搬运工手推行李。接着从地平线出现一个黑点，逐渐增大，是一列火车开来，车头占满银幕。下面便是月台上许多旅客上下列车的种种表情。这部纪实片成功地运用了“景深”镜头，使画面产生层次感和纵深感。观众可以清楚地观赏到火车从地平线上出现的远景起，直到火车进站的近景止，了解到电影表现的无限可能性。镜头前实演实拍的人物，在画框内产生一连串的不同形象，和现代蒙太奇所体现的连续效果十分接近。
《机器肉店》：它描写一头又肥又壮的猪，摇头摆尾地从前面走进了一架古怪的机器里，后面出来的竟是一串串美味的香肠……这部引起观众哈哈大笑的滑稽有趣的短片，孕育着科幻片的胚胎，引起了人们无限的遐想。
《救火出动》等四部短片先在不同时间、不同地点拍摄后，卢米埃尔兄弟把它们连接起来放映，构成了一个消防队员救火的惊险小故事。它在电影史上最早运用了蒙太奇的手段。
卢米埃尔兄弟训练和培养了第一批摄影师。他们前往各地，拍摄了许多具有很高史料价值的新闻电影。有的学生如普洛米奥还创造了移动摄影法，使摄影机第一次获得了活动的自由。这种可贵的尝试，对后来的电影艺术的形成起了积极的作用。
能源开发的第一页
舌头上来的电
1800年3月的一天，英国皇家学会收到了一封来信，打开一看，是宣布一项发明的信函，发明人是巴费尔大学的教授伏打，发明项目就是今天的化学电源——伏打电池。
在这之前，要获得电能只有两种方法：一种是从静电机上通过摩擦收集电荷，另一种是从电容器的老祖先——莱顿瓶中收集电荷。
为此，许多科学家都在孜孜不倦地研究新的电源。意大利博洛纳大学的教授伽伐尼，就是热心为此奋斗的一员。经过多年的研究，他发现：当用两片不同的金属片接触到青蛙大腿时，青蛙大腿就会骤然一抽，这是由电流造成的肌肉组织的收缩。于是教授宣布：动物体本身也蓄有电流，只要用金属片将电流引导出来就行。
当时，许多学者都相信这位教授关于“动物电”的理论，可是巴费尔大学的伏打教授就偏偏不相信。他坚信“动物电”是一种误解，它的正确答案应该是：当两种潮湿而不同的金属放在一起，就会产生电流。
他曾做过有趣而简单的实验：把自己的舌头夹在一张锡箔和一块银币中间，当用手指按紧银币和锡箔时，他感到有一种特殊的酸味。他又做了无数次类似的实验，最后确信：当两种不同的金属导体之间放进一个潮湿的导体时，这两种金属导体的端处会产生出电流。他当众做了一个著名的实验：用一块银币和一块与它一般大小的锌板，中间夹着一张潮湿的纸板，做成一组最原始的电池。伏打用20组、30组、60组这样的电池连接在一起，流出来的电流就相当多了。这时如果用手指去触及这一大串电池的两端，就会明显地感到麻酥酥的。如果用一根导线连着一端去触及另一端，就会看到闪闪的电火花。
麻酥酥的触电感觉和瞬间的火花给了伏打极大的鼓舞，他知道，人们要寻找的新电源已经来到了他的实验室里。他又日夜埋头实验，努力使这种新电源得到完善。他发觉潮湿纸板里的水容易被挤出来，影响电流的产生，就改用类似杯子的容器。以后又发现用食盐水代替普通水，会产生更多的电火花。这里的伏打电池已经达到实用的地步了。
当伏打宣布这一发明的一个月后，伏打电池就已被人们用来把水分解为氧气和氢气了。
2000个电池也不行
19世纪初，英国科学家戴维做了一个有趣的实验：他用2000个伏打电池串联起来，正负极分别接在两根炭条上。结果，一个令人吃惊的现象出现了：炭条之间产生了长1厘米的刺眼的电光。
这种电弧光给人们带来了光明。可惜，它不能持久，这2000个电池里的电能很快就消耗完了。因此，人们很希望有一种能产生高电压大电流的新电源。
1831年，法拉第的一个实验把人们引上了这条希望之路。他用一块磁铁移近一个用60多米的铜线缠成的线圈，这线圈的两端就产生了电流，使电流计的指针微微摆动。摆动的指针告诉我们：在磁场中上下移动导体，可以产生电流。随后，法拉第制成世界上第一台铜盘发电机。
1832年，法国的皮克希也设计制造出一台发电机。这是一台手摇发电机，它有两个线圈是固定的，线圈下面有一个马蹄形的永久磁铁，由齿轮带动它旋转。齿轮是靠人摇动的。这正好和今天一般的发电机相反。
使发电机走上今日构造轨道的人，是美国的萨克斯通。他使两个线圈不断旋转，而永久磁铁固定不动。
1840年～1865年，人们已经制造出好几种发电机了，不过它们都是采用永久磁铁，结果效率并不高，发电量不超过1.5千瓦。当然，它和电池相比，已经向前跨出了一大步。
由于实践的需要，人们盼望能从发电机里流出电压更高、电流更强的电流。
1851年，又有人提出一种新方式，那就是在这发电机的永久磁铁外面也缠上线圈，让发电机发出来的电的一部分流入这线圈，发明者认为，这样可以增加发电机的磁场，可以使发电机获得更强的电流。
这个理论给正在寻找强电流的人一种启示，有许多学者努力通过实验，把这个理论变为现实。4年之后，由一个丹麦人制造成功这种发电机。由于它的优点显著，获得了专利权。到1866年，西门子进一步用电磁铁代替了永久磁铁，发电机的效率又向更高水平迈进。
1875年，发电机在迈向今天这种构造的轨道上走完了重要的一步。那就是在圆柱形铁棒身上开凿一条沟，就像纺织厂里的梭子一般，然后在这沟上缠上线圈，让这线圈在周围的马蹄形电磁铁之间旋转，这线圈两端就会产生出强电流。
1882年，世界上第一个商用电光源公司诞生，此时，发电机已经在50多年里，走完了从幻想到理论，从理论到实验，从实验到生产的历程，踏上了为人类服务的征途。直到今天，它们仍然夜以继日地为我们输送强大的电流，并朝着更新更完善的方向进展。
格拉斯哥草坪上的灵感
1765年5月下旬的一天，天气晴朗，白云高高飘浮，微风吹拂着格拉斯哥的大草坪。有一个青年工人低着头聚精会神地走着，好像用脚步丈量草坪似的，走了一遍又一遍。
草坪上有什么东西吸引着他呢？
是一个理想的闪光在这个青年的脑海里掠过：他想起了在草坪前面的格拉斯哥大学，他在那里从事修理纽科门蒸汽机已经好多年了，发现了许多纽科门蒸汽机的毛病。现在想到的是：能不能自己动手改进纽科门蒸汽机，改掉它的毛病呢？这灵感像给多年积蓄的实践与知识的水库打开了闸门，水流朝着前方奔腾咆哮而去。
从此，这个青年工人走上了制造新型蒸汽机的道路。他就是赫赫有名的大发明家詹姆斯瓦特。
一晃几年时间过去了，瓦特总结了过去维修纽科门蒸汽机的经验，找到了纽科门蒸汽机蒸汽消耗量大的根本原因，并做出了改进蒸汽机的设想和方案。他还做了大量的实验，研究了水蒸气的密度、压力和温度的关系，并着手进行改革纽科门蒸汽机的试验。
瓦特第一台改革的蒸汽机是在苏格兰制造的，但是没有成功。幸运的是，在伯明翰有个名叫马修博尔顿的商人资助瓦特。不久，瓦特把家搬到伯明翰，在那儿他进一步改进了蒸汽机，终于获得了成功，造出了一台装有分离冷凝器、活塞用油润滑的单动式蒸汽机。
瓦特研制的蒸汽机的效率要比纽科门蒸汽机高，纽科门蒸汽机的热效率不到1%，每马力要消耗25千克煤，而瓦特蒸汽机热效率提高到3%，每马力只消耗煤4.3千克。
后来，博尔顿和瓦特合办了一个工厂，专门从事制造瓦特蒸汽机。1776年，有人前来订货购买瓦特蒸汽机。到1800年，他们这个工厂已经制造出蒸汽机173台。
瓦特并没有就此停步，他仍然不断地对蒸汽机进行改进。他发觉生产出来的蒸汽机中有93台用于纺织工业，有52台用于采矿业。他希望自己的蒸汽机最好没有什么特殊目的，而能适应一切工业部门的需要。他的老同事博尔顿也鼓励瓦特朝这个目标努力。
于是，瓦特独自又设计了一种新型的齿轮系统——“太阳与行星”，来代替原来的曲柄结构。以后瓦特又在汽缸上下工夫。1784年，瓦特的双功能发动机闻名于世。它运转平稳，动力又增大一倍。
从此，瓦特蒸汽机无敌于天下。这是人类开发和利用能源的具有划时代意义的进步，它拉开了人类生产机械化的序幕。
瓦特发明蒸汽机，并不像传说的那样，是偶然看到水壶盖被水汽顶起来后产生的想法，而是用自己的勤奋，让实践中的灵感开出了智慧之花，让闪光的理想结出了探索之果。
改变世界的发明
硅谷的崛起
提到电子计算机工业的发展，特别是半导体器件、集成电路、微处理器和微型计算机的问世，人们就会很自然地想到美国的“硅谷”，这是微电子工业的发祥地和中心，是近几十年为世人所瞩目的高科技发源地之一。
硅谷在哪里？硅谷位于美国加利福尼亚州，处于旧金山市和圣何塞市之间一块50千米长、16千米宽的狭长地带。在1950年时，那里还只是美国著名的杏梨之乡，以生产罐头和食品加工为主。它后来能成为高科技开发区，是与晶体管发明人之一肖克莱在这里的开发、研究工作密切相关的。
自从第一个晶体管问世以来，半导体工业以飞快的速度朝前发展，采用晶体管为元件的产品，包括计算机在内，层出不穷，而且它的体积越来越小巧，它的价格却由于可以批量生产而日益下降，半导体行业出现一片繁荣景象，而它的竞争也日益激烈。肖克莱作为晶体管的发明人之一，既十分了解晶体管的功能，又预见到它的发展前途未可限量，决定自己建立半导体公司。
1955年，肖克莱在自己的故乡加利福尼亚州的阿尔托建立起“肖克莱半导体公司”，公司聘用了一批精通半导体技术的科技人才，以便不断开发晶体管产品，改进晶体管的性能。当时肖克莱半导体公司在这里还是新出现的第一家半导体公司，可后来，聚集在肖克莱公司里的人才不断脱离肖克莱公司，在它的附近纷纷建立起自己的半导体公司，下面我们将要介绍的集成电路发明者之一的诺伊斯，他也是从肖克莱公司脱离出来后创建了自己的“仙童半导体公司”。
进入70年代以来，这里已集中了数以千计的微电子工业和其他高新技术企业，成为信息社会的先驱和范例。而这些企业的产品几乎都是用硅制作的半导体器件，因此人们把这一地区称为“硅谷”。而“硅谷”也以它发达的电子工业而驰名世界。
鉴于肖克莱在微电子学方面的贡献以及他率先开发硅谷的业绩，人们把他尊称为“硅谷之父”。
硅谷在发展中最有特色的，也是给它带来巨大财富的产品，当然首推集成电路。由于集成电路对微电子工业，特别是对人类信息产业的发展所产生的巨大影响，人们又把它称为改变世界面貌的发明。
相互独立的发明
集成电路的发明，是多项技术不断发展的综合结果。
最早提出制造半导体集成电路思想的，是从事雷达研究的英国科学家达默。他在1952年5月发表的一篇论文中提出：“由于现在晶体管的出现和半导体方面的研究成果，有可能制造单块形状的电子器件而省去连接线。这种器件由多层绝缘材料、通导材料、整流材料和放大材料构成，在各层中去掉某一部分就能使器件具有某种电功能。”
达默的上述设想很有意义，可惜他本人未能使之付诸实施。进入50年代以后，军事工业和宇航工业的迅速发展，迫切需要各种功能更强、能实现更加复杂功能的半导体器件，而且还希望这种器件越小巧越好。
在社会需要的刺激下，那些早期来到硅谷开创电子工业的一批年轻的微电子工程师们，很自然地把研究方向瞄准到上述目标上。他们设想把一些晶体管及一些元件在新的形式下组合成一种更复杂的线路，而不是简单地拼凑在一起，这种线路称为集成电路。从外形来看，它们就是小小的硅片，因此人们也把它们称为芯片。至今，在各种计算机、计算器及各种电器设备中处处都可以看到这种芯片。早在第二次世界大战期间，有人就已设法把油墨状的电阻材料和镀银金属片印在陶瓷基片上，做成电阻和连接线的组合体；而印刷电路工艺的发展和晶体管的发明，都为集成电路的发明做了必要的技术准备。
现在人们认为，世界上最早的集成电路，是1958年由美国物理学家基尔比和诺伊斯两人各自独立地研究发明的，为了认定这项发明的专利权，他们两人所属的公司之间曾为此引发了一场为时不短的争执，因此，回顾一下他们各自的发明过程，是很有意思的。
基尔比于1923年生于美国密苏里州杰斐逊市，1947年毕业于伊利诺大学，1950年在威斯康星大学获硕士学位。
1958年5月，基尔比进入得克萨斯仪器公司还只有3个月，他被安排去进行电子设备微型化的研究。当时电子设备应用了电子管，后来逐步使用晶体管，但体积庞大。
按照国防部的要求，基尔比的任务是研究如何通过采用较小的元件、更细密的接线，使电子设备体积缩小，更加紧凑灵巧。
在这一年夏天，当基尔比的同事都去度假时，他却在宁静的环境中，坐在办公桌前苦苦思索解决微型化问题的办法。他在想出新办法前，屡次碰壁，后来才想到，所需用的全部电路元件包括晶体管、电阻、电容在内，可以用同一种半导体材料制成；这些电路元件必须绝缘，因此能单独起作用，彼此没有干扰；而全部电路元件都焊接在半导体圆片的基片或附近，从而可以利用先进的半导体技术手段使电路相互连接，不必担心元件在连接的地方会出现短路。当时基尔比把这种电路称为固体电路（现在有人称为微型电路）。1958年9月，基尔比的第一个安置在半导体锗片上的电路——“相移振荡器”取得了成功。
诺伊斯于1927年出生于美国衣阿华州的一个小镇。他对现实世界充满了好奇心，在十二三岁时就同二哥先后制造过一架硕大的滑翔机，装配出一辆汽车。他在大学同时学习物理、数学两个专业，对晶体管及其应用也很感兴趣，在晶体管方面奠定了坚实的理论基础。在1949年考取博士研究生后，仍选修一些有助于晶体管基础研究的课程，而在学术活动中，又有机会见到晶体管领域著名的专家肖克莱等人。
诺伊斯在1953年取得博士学位后，宁愿到待遇低的小公司任职。他认为：“越是小地方，就越能得到多方面的锻炼，有利于发挥作用。这样既便于选择合适的课题进行研究，又能成为企业家。”
当1955年肖克莱在硅谷创建“肖克莱半导体公司”时，诺伊斯就是其中被聘请来的优秀科技人才之一。在肖克莱半导体实验室成立的第一年内，诺伊斯和他的同事们竭力鼓动肖克莱把研究重点转向硅晶体管，但肖克莱执意要搞四层二极管的研究。由于认识上的分歧，1957年，诺伊斯和公司的另外7名年轻人一起离开了肖克莱公司，自己成立了“仙童半导体公司”，成为硅谷的第一家专门研制硅晶体管的公司。从这个意义上来说，诺伊斯早年想当企业家的愿望果真实现了。
当时，仙童公司在生产晶体管中首先使用一种“平面工艺”。主持技术工作的是赫尔尼，他是当时硅谷最有才干的科学家之一。他提出的平面工艺法，是通过各种措施把硅表面的氧化层尽量挤压，直到压成一张扁平的薄片为止，使器件的各电极在同一个平面上。因此，只要预先设计出晶体管的电极结构图，通过照相制版的方法，把它精缩成掩模板，就可使立体形状的晶体管制作成平面形状的晶体管。于是，结构无论怎样复杂和精密的晶体管，都可以用这种平面工艺压缩在一片小小的半导体硅片上。
平面工艺法的提出，使仙童公司科学家的思路豁然开朗，他们一下子看到了令人振奋的应用前景，他们意识到，不只是几个晶体管可以放置在一块硅片上，几十个、几百个甚至几百万个晶体管都可以放到一块硅片上。
平面工艺后来很快就应用到集成电路的制造上。仙童公司的科学家发现，运用照相平板印刷技术，可以在硅的表面上，把同样的晶体管按照一定的规律重复地排列，同时又使这些晶体管彼此相连。仙童公司的副经理诺伊斯与他人共同提出了制造集成电路的平面工艺法，并主持制造出世界上第一块用半导体硅制成的集成电路。
得克萨斯仪器公司的基尔比当然也认识到平面工艺法的重大价值。在诺伊斯之前半年就在制造“相移振荡器”时成功地实现了把电子线路安放在锗片上的设想。但诺伊斯制成的硅集成电路比基尔比的锗集成电路更实用，更容易生产。
当后来回忆自己在32岁发明集成电路的情况时，诺伊斯风趣地说：“我发明集成电路，那是因为我是一个‘懒汉’。当时曾考虑，用导线连接电子元件太费事，我希望越简单越好。”
而基尔比在得克萨斯仪器公司发明了后来称为集成电路的“固体电路”后，立即得到该公司负责人的重视，他们意识到这种新电子器件的重要性，并预计它将会得到广泛的应用，因此必须大力推广。
1959年2月，基尔比为他本人的“固体电路”申请了专利。不久之后，得克萨斯仪器公司宣布，他们已生产出一种比火柴头还小的半导体固体电路。而仙童公司的诺伊斯，虽然在此之前已使用平面工艺制造出半导体硅片集成电路，但并没有及时申请专利，直到1959年7月，诺伊斯才想到要去办专利申请手续，但时间已比基尔比晚了半年。
此后上述两家公司为集成电路的发明权长期争执不休，就是因为基尔比比诺伊斯申请专利的时间要早一些。基尔比先取得专利，但他的设计思想未能实现；而诺伊斯的平面工艺技术后来成为微电子革命的基础，但他却是在基尔比之后才申请专利的，更何况这一项技术在仙童公司并不是由他一人独自发现并加以完善的。
最后经法庭裁决，集成电路的发明专利权属于基尔比，而关键的有关集成电路的内部连接技术专利权属于诺伊斯。从1961年起，两人的专利使各自所在的公司都得到很大的经济效益，而他们两人也都因此成为国内外知名的发明家及微电子学的创始人，两人还一起获得美国科技人员最渴望得到的“巴伦坦奖章”。
