书城童书不可不知的万事由来
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第16章 科技发明(1)

华佗与麻醉药

华佗是我国东汉时期相当著名的医学家,擅长针灸以及外科手术。他所发明的全身麻醉剂是整个世界医学史上的伟大创举,比西方要早一干六百多年。

华佗为了能减轻病人手术时的疼痛,于是利用中草药配制了一种可使全身麻醉的药剂,叫“麻沸散”。他用自制的麻沸散成功地进行了腹腔肿物摘除和胃肠吻合等大型手术,在进行手术之前,他先让病人用酒冲服麻沸散,等到病人失去知觉以后,就用刀剖开病人的肚子,然后把肿瘤割掉;如果是肠胃有病,就要把胃切开,除去病疾以后,再缝合,然后在切口处敷药膏。大约一个月,病人就可以痊愈。

指南针是如何发明的

轮船在大海上航行,飞机在高空中翱翔,都一定要用罗盘去指明方向。考察罗盘的历史:罗盘都是根据指南针发展而来的。指南针‘是如何发明的呢?

指南针是中国发明的。早在战国时期,我们的祖先就已经知道把磁石加工后用来指南;此后又制成磁化的鱼形小钢片,用来放在水面上指南。这些全是早期的指南针,使用起来相当不方便而且,不准确。一直到南宋时期,人们把指南针用线挂起来,然后在下面放着标有方位的圆盘,此后又组装成罗艋,一直到13世纪,指南针才开始传入欧洲,于是欧洲人也用指南针来导航了。

造纸术是如何发明的

在没有纸的年代中,人们在竹简以及木简上“写”字。字数少的一本=朽“写”在竹简上,就要车拉马驮了。

公元前2世纪有了丝棉纸,可是价格相当昂贵,不可以大量生产。以后有人用大麻的纤维作原料造纸,可是纸的质量太差。

直到东汉时期,蔡伦在学习及总结前人的造纸经验的基础上,改进了造纸技术。最终带领工匠们用树皮、麻头以及破布等作原料,从而造出了“蔡侯纸”。这种纸能称得上“物美价廉”,因此被人们广泛使用。隋唐时,造纸技术已经非常发达。此后,我国的造纸术,经朝鲜、日本传到欧洲。纸的发明,对世界文化的发展起到了相当大的作用。

活字印刷是如何发明的

在宋朝时,盛行雕版印刷即把字刻在整块硬质木板上,然后用它来印书。这种方法不但费工费料,而且一笔刻错就要整版丢弃重来,它们耗尽了刻工们的心血。毕异看在眼里,痛在心头,他下定决心改变这种落后的印刷术。于是他总结了前人的经验,又经过反复多次试验,最终发明了活字印刷术。这就是在一个个胶泥作成的规格相同的小方块七,刻凸出来的反手单字,然后用火烧硬就成了单个胶泥活字,再进行排版印刷。这些活字印刷能够反复使用,从而很大程度上提高了印刷速度及质量。这种方法迅速传遍世界,从而使印刷技术发生了伟大变革。毕昇不愧为活字印刷术之父。

火药是如何发明的

火药属于我国古代四大发明之一。最早的火药是出自炼丹家之手。“丹”是人们认为可以使人长生不老的药。封建帝王们都希望自己可以长生不老,于是就出现了很多炼丹家。到秦汉以后。炼丹家就用硫磺、硝石等物炼丹。在炼丹中时也会发生爆炸,从这种现象中人们得到启示。又经过反复实践,最终找到了火药的配方。因为炼制的药物可以着火爆炸,因此,人们就把它叫做“火药”。

唐朝时,火药就开始被应用到军事上,打仗时,把火药包点着以后抛出烧伤敌人。宋代同金人作战时曾使用过的火药器,这就是人类第一次使用火药而制成的武器。到了13世纪末,我国的火药制造技术就传入了欧洲。

风车的由来

人类使用风车已有三千多年的历史。世界上最早发明并使用风车的国家要数古希腊人了。现存最早的风车,是非洲尼罗河西北部亚历山大利亚的石塔风车,塔的顶部曾建有一架带有六片羽翼的风车。据文字记载,公元前650年,古希腊有一位叫阿布·罗拉的奴隶,曾对他的主人说,他可以借用风的力量,把水从井下提上来。主人听了十分高兴,立即决定让罗拉来进行这项试验。不久,罗拉创造的风车诞生了。用砖砌成的如高塔一般的建筑物,前后各开一个通风口,中间有一根巨大的转轴,轴上装有用芦苇编织成的风叶。当风从前面吹进来以后,叶片便被带动了起来,随后,风又从后面的通口出去。

罗拉的风车发明以后,几乎轰动了整个古希腊,人们纷纷仿效,在不长的时间里,希腊国土上便耸立起了许多类似的风车。直到今天,希腊的不少地方仍然可以看到许多古色古香,奇形怪状的古老风车。到18世纪,风车在世界各地的利用,达到了极盛的时期。当时,风车广泛应用于灌溉排水、磨面制粉,截锯木材等等。

我国风车的使用开始于汉朝,至今已有两千多年的历史了。

电灯是如何发明的

电灯是人们生活中必不可少的照明工具,它是由美国著名科学家爱迪生发明的。爱迪生从小就十分喜爱科学,喜欢钻研,从而发明了很多东西,对人类做出了相当大的贡献。

19世纪中期,世界上仍然没有电灯。夜晚,人们只可以在烛光或者黑暗中摸索着生活。有一次,爱迪生在一本杂志上看到:有,人发明了碳丝电灯。他就觉得这种电灯寿命太短,很不实用,于是就下决心自己研制。他开始查资料、写笔记、做试验,并付出了许多的心血。他与助手们试验了七千多种耐热材料,花费了大约十三年的时间,最终做成了实用的白炽电灯。

从而使电灯真正进入了千家万户,给人们带来了光明。

炸药是如何发明的

诺贝尔奖,是现在世界科学界的最高奖项。这是由瑞典化学家及炸药的发明者诺贝尔设立的,它大大促进了人类文明的进步及发展。

诺贝尔从小与父亲研制炸药,在外面考察时,他曾经亲眼目睹过矿山工人劳动的艰辛,因此产生了利用爆破来减轻工人劳动强度的各种想法。他全神贯注地投入到炸药的研制中,经历过许多次的失败。在试验中,他父亲受伤以及弟弟丧生。遭到政府的阻挠,他就乘船在水上进行试验,经历几年的艰苦努力,最终制出了烈性炸药。这种炸药迅速被应用到开矿及筑路上,因此他也被誉为“炸药大王”。诺贝尔终生未婚,他把整个生命都献给了科学事业。

电话机是如何发明的

电话是现今社会最普及也最实用的一种通讯工具。发明电话的人是英国的贝尔,那时他不到30岁。

贝尔从小喜欢动脑,28岁时就开始担任大学教授。他边教学边做一些研究试验。在一次试验中,他大胆提出设想:能通过电流传送语言吗?于是贝尔辞去了他大学教授职务,从而专心致力于电话试验。经历很多次失败,最终获得成功。

那是在1876年6月2日的晚上,贝尔及他的助手连接好装置后,就各自关在相隔一定距离的两间屋子里,忽然助手昕到有人向他求救,其实是贝尔不小心把硫酸溅到了脚上,情急之中就对着话筒喊起来,这居然成了人类使用电话机传送的第一句话。

电视机是如何发明的

发明电视的人叫做贝尔德。他出生于英国,并且从小体弱多病,因此他无法正常学习及工作;可是这却磨练了他克服种种困难的勇气及毅力。

在他的一次辞职养病期间,他一位朋友的话启发了贝尔德,于是他决心研制用电来传播图像。他并不考虑病痛的折磨,卖掉了仅剩的一点财产购买设备。他的小屋不但是卧室而且是实验室。当他没有钱买试验器材时,他就用旧电扇马达以及旧茶叶箱、旧帽子盒盖等代替。在经历长达5年的研究实验中,他遭受了许多的失败,最终在1928年贝尔德用短波从伦敦成功地向纽约传送了图像。自此以后,电视事业快速发展起来。

天文望远镜是如何发明的

在关于世界上的第一台天文望远镜是谁发明的问题上,科技史上面早有定论,他便是意大利的科学家伽利略。可伽利略却否认了这一点,他说是荷兰人首先发明的,这到底是怎么回事呢?

事情还要从头讲起。1608年,荷兰有一个眼镜制造商名叫汉斯·李波儿赛,他的两个孩子十分调皮,同样很聪明。有一天,偶然一个机会,两个孩子自店铺里拿来了两片透镜,一前一后地摆弄着,还用眼睛张望着。孩子们全惊讶了,他们发现了远处教堂上的风标既大又近。

李波儿赛知道此事后同样很高兴,他便用一个很简易的筒,将两块透镜装好。这便是世界上的第一台望远望。

1609年,发明望远镜的消息传到了意大利,伽利略知道了后,便按这个方法制作了一个放大3倍的望远镜。后来又经过了改进,让望远镜一下子放大了20倍。他用这个望远镜观察星星,竟然能观察到木星的圆面,而且看到了月球上面高低不平的环形山。1610年,他又用放大的30倍的天文望远镜观察到木星的4颗卫星,也看到金星的圆缺变化。正由于是伽利略改进了望远镜的性能,并用来观察星星、月球、金星和太阳等天体,还首次发表观察结果,所以确切地说,正是他发明了天文望远镜。而那个汉斯·李波儿赛只是望远镜的发明人。

克隆技术能否拯救濒危动物

世界上生存着数量非常少的濒危动物,中国就有大熊猫、白鳍豚等等。克隆技术能否应用在它们的身上呢?

有关对于大熊猫进行克隆的问题,已引起了有关科学家的重视,那克隆其他濒危动物存在着什么困难呢?这些困难能否克服呢?

困难之一就是野生濒危动物和普通动物相比,存在世上的数量非常少,可以提供做克隆实验的个体非常少。比如,白鳍豚现存数量还不足百头,在武汉白鳍豚馆里人工饲养的“淇淇”,是可以供科学家们进行克隆实验的少数个体之一。可是淇淇是雄性的,就算克隆成功,最后的克隆幼子也不可以由它来作为“代理母亲”。

在多利的诞生过程中,科学家们总共动用了3位“假妈妈”,才获得了最终的成功。

困难之二就是到目前为止,有很多濒危野生动物的生长过程、生活习性等人类还没有掌握。现在人类已经成功地克隆了羊、兔、猪和猴等动物,那是因为人们对它们的生活习性非常熟悉,克隆这些动物无疑比克隆野生动物容易许多。

困难之三就是一些濒危动物的特殊生活环境,使得科学家在克隆它们的过程中遇到了很多意想不到的事情。比如,因为白鳍豚是生存在水里的哺乳动物,在进行克隆实验的时候,技术操作的难度非常大。

因为存在着以上困难,从理论上讲,尽管克隆濒危野生动物是可行的,可是,依赖克隆技术来拯救濒危动物的可能性仍是很小。

随着克隆技术的不断发展,但愿科学家们能渐渐克服这些困难,使得克隆濒危野生动物的理想得到实现,让珍贵的动物变成人类的朋友,让珍贵的动物成为这个世界的一部分。

克隆动物为什么是未来的制药厂

生物工程技术向人们展示了一幅美妙的前景——动物变成了人类的制药厂。

坐落于爱丁堡的药物蛋白质有限公司是家小型生物技术公司,但是它却拥有罗斯林研究所里一项改变哺乳动物基因技术产品的开发权利。其中已经改变基因的哺乳动物可以从其乳汁里面获得具有治疗作用的蛋白质。

药物蛋白质有限公司认为,这种新方法比从基因上改变酵母、细菌或者其他哺乳动物的细胞的办法更加有效。

药物蛋白质有限公司与美国的Genzyme转基因公司全都开始利用基因重组的动物或转基因动物生产药物了。他们想尽办法促使产生蛋白质的基因移植到早期发育阶段的细胞内。但是这种方法只可以让少数细胞获得这种基因。

生物技术分析家们指出,以现今所拥有的方法来获取一种转基因动物,只能试验、试验、再试验,科学家们就如同在玩概率游戏;不过,一旦成功了,只需要成批制造就可以了。

无性繁殖技术可以应用于猪、山羊、兔子还有任何其他的哺乳动物。药物蛋白质有限公司在2000年前生产出了转基因的克隆动物,这些动物可以在其乳汁里生出具有药物功能的蛋白质,这些蛋白质比现在由转基因动物所生产的蛋白质还要稳定。

利用转基因技术所提取的蛋白质比在血液里提取的产品更加安全,这能够避免诸如艾滋病以及肝炎病毒传染等。并且,这种药物的成本比由发酵技术所生产的生物工程药物更便宜,一只大型的哺乳动物在它的乳汁里能够生产出大量的蛋白质来。生物工程工业分析家们指出,药物蛋白质的市场年销额,现在约为76亿美元,在不久的将来能够达到185亿美元。

核电池的“生命力”

在20世纪70年代,美国发射了“旅行者1号”与“旅行者2号”星际探测器,现在已经在茫茫宇宙里飞行了150多亿千米。它们可以在宇宙里保存并且工作10亿年!根据计算得知,公元4000年的时候,“旅行者1号”会从鹿豹座一颗恒星旁飞过;再经过35.6万年以后,“旅行者2号”会接近至距天狼星仅仅0.8亿光年的地方。

到底是什么能源令这两颗星际探测器一直工作呢?它就是“生命力”十分强大的核电池。

核电池通常是以放射性元素钚、钋、钴等作为热源的,它们在衰变的过程中能够不断地释放出具有热能的射线,人们利用半导体换能器把这些射线的热能转化成电能,就制成了核电池。

核电池在外形上大多是圆柱形,和普通干电池差不多。在核电池的中心密封着放射性同位素源,它的外面为热离子转换器。转换器的外层是防辐射的屏蔽层,最外层为金属筒外壳。

核电池具有很多独特的优点。第一,这些放射性元素衰变的时候所释放出来的能量以及速度不会受环境因素,如温度、电磁场、压力等的影响。所以,核电池具有十分强的抗干扰性、工作精确。第二,放射性同位素在衰变时可以放出比普通物质大得多的能量,并且衰变时间漫长。比如1克镭在衰变时所放出的能量要比1克木柴在燃烧时所放出的能量大60多万倍,衰变的时间长达1万年。这即为核电池体积小,而“生命力”十分强大的秘密所在。

正是因为核电池具有以上特点,它不但在航天领域大展才华,在医疗器械、潜海等各个领域里也得到广泛的应用。

从1970年的4月起,全世界已经有许多个配备了核电池的心脏起搏器以及人工心脏植入人体了。核电池的质量为160克,能在人体里可靠地工作10年以上。

在海洋的深处,同样是核电池的用武之地。比如,现在已将核电池作为水下监听器的电源,来监听敌潜艇的活动。此种核电池的工作时间为十几年,甚至能够长期不用人去看管与维修。以核电池作海底电缆中继站的电源,五六千米深海的巨大压力也不能把它怎样,十分安全可靠而且又经济。

次声波的威力

人耳能听见的声音事实上是一种声波,这种声波具有一定的频率范围:20赫兹~20000赫兹。频率为20赫兹以下的声波为次声波。这种声波人耳是不能听到的。