作者：柳晶
出版社：敦煌文艺出版社
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哪里是科学的起点试读：
前言
党的十八大报告明确提出，要开展全民阅读活动。中央政府工作报告也指出，要提供更多优秀文艺作品，倡导全民阅读，建设书香社会。
李克强总理在答记者问时说：“我们国家全民的阅读量能够逐年增加，这也是我们社会进步、文明程度提高的十分重要的标志。而且把阅读作为一种生活方式，把它与工作方式相结合，不仅会增加发展的创新力量，而且会增强社会的道德力量。人们不仅在追求物质财富的增加，而且希望有更丰富的精神生活。”
因此，党和政府十分重视全民阅读问题。既然是全民阅读，就要满足全民阅读兴趣，要是阅读盛宴，是让广大人民群众都能充分享用的大餐。那么选择阅读大众化故事，就是全民盛宴最好美味。
故事是文学体裁的一种，比较侧重于事件过程的描述，强调情节的生动性和连贯性，较适于讲述，十分具有阅读性和娱乐性，更具有深入浅出的启发性，是广大人民群众喜闻乐见的最佳读物。
故事其实就是我们对自身历史的一种记忆行为，人们通过多种故事形式，记忆和传播着一定社会文化传统和价值观念，饱含丰富寓意，潜移默化地引导着社会道德和性格的形成，具有特殊的作用。
我们中华民族有着悠久的文明历史，也有灿烂的文化艺术，更有智慧非凡的人民群众。自古以来，就留下了许多脍炙人口的美好故事，承载了丰富的文化内涵，彰显着中华民族的民族精神和传统美德，浓缩了中国大众做人做事的智慧。这些美好故事，是我们民族的基因，曾经哺育着我们一代代中华儿女茁壮成长，使我们五千年文明绵延不绝，使我们自立于世界民族之林。
如今，我们国家正处在改革开放和经济发展的升级转型时期，面对世界各国形形色色的文化现象，如何加强思考，吸取精华，创造具有中国特色的民族文化和美好故事呢？
特别是随着世界多极化、经济全球化的深入发展，以及文化多样化、社会信息化的持续推进，我们广大人民群众在与世界各国跨文化交流中如何塑造形象、传递信息、表达价值，寻求共识与自我意识、语言学习与文化自信等，用世界各国人民能够理解的方式说出我们中国人的特征，那么，中国故事就是最佳的表达方式。
因此，在《人民日报》海外版创刊30周年时，习近平总书记曾作出重要批示，强调要用海外读者乐于接受的方式、易于理解的语言，讲述好中国故事，传播好中国声音。
同时，我们要展望世界，理解世界，与各国人民增进交往，通过阅读各国故事，博采众长，为我所用，也是最佳的理解交流方式。为此，我们收集整理了大量古今中外的经典故事，特别编撰了本套丛书。每册故事内容相辅相成，优化配套组合，自成体系，又相互补充，组成了中国好故事的完美体系，具有很强的系统性、可读性和启迪性。
这些中外最具有智慧性的美好故事，短小精悍，意蕴隽永，充满了睿智的哲理，最容易使广大读者阅读，也最能打动心灵。一粒沙子蕴含一个世界，一滴露珠足以反映太阳光辉，一则小故事饱含世间大道理，这就是每一篇故事的魅力。从这些最感动心灵的小故事里，广大读者可以吸取心灵智慧之光，并碰出生命的火花，化渺小为伟大，化平凡为神奇，从而获得伟大的精神感召，融入进永不停止的人生追求。
鞋和帽子的传说
传说黄帝带领他的子民，在长期劳动中获得了不少经验，有过很多发明创造，解决了人们日常生活中的一系列难题，其中帽子和鞋的发明就是重要的事例。
有一年冬天，黄帝打算举行一次庆功大会，事前派胡巢和于则两人进山打猎。胡巢和于则准备好工具，挑选好人员，便兵分两路进山了。这年冬天，气候特别严寒，但这些狩猎的人个个腰缠兽皮，坚持每天在山林里和野兽搏斗，获得了大量猎物。
当他们准备返回的时候，气候突然变得更加寒冷起来，尽管他们燃起熊熊篝火，但仍然抵挡不住严寒袭击。胡巢带领的50多名猎人，一夜之间，就有20多人把耳朵冻掉了。于则带领的30多人，有一半人把双脚冻烂了，以致无法行动。在一望无际的深山野林里，怎样才能避免更多人被冻伤呢？胡巢正为此着急时，发现眼前的一片树林里，很多树杈上都架着不少鸟窝，冬天来临后，那些鸟们都飞到温暖的地方去了，现在树杈上的鸟窝都是空的。
胡巢随手拾起一块石头，看准树上的一个鸟窝用力砸去，一下子就把鸟窝打下来了。他拾起来仔细地看了看，又用手在鸟窝里外摸了摸，发现鸟窝虽然是用柴草垒成的，但却又绵又暖。他随手就给身边一个冻掉耳朵的人戴在头上。周围其他人看到后也纷纷上树去摘鸟窝，不大工夫，人人头上都戴上了这样的鸟窝，再也不怕冻掉耳朵了。于则带领的另一路打猎队伍，遇到了大风雪。他们光着脚板站在深雪里，双腿已经冻得麻木，不能继续前进。于则坐在一棵大树下，心急如焚，他自己两只脚也冻得快要失去了知觉。
为了活动取暖，于则的两只脚不停地向一棵大树上蹬进，蹬呀蹬呀，不知蹬了多长时间，他感到自己的脚似乎已经蹬进了树身里。开始，他还不相信，人的脚怎么能蹬进树身里呢？
但他仔细一看，用手摸了摸 ，原来这棵树的木质是软性的。于则灵机一动，马上动员大家一齐手，把这种软木树砍倒，截成两尺长的短节，每人根据自己脚的大小，用刀将木节掏空，再往里边塞些干草，穿在脚上，既松软又暖和。
这样走起路来虽然有些不便，但毕竟比光着脚在雪地里行走要好多了。不到半天时间，30多名猎人的脚上都穿上了这种用软木做的木屐，他们再也不怕在冰天雪地里冻坏双脚了。
当胡巢和于则带领的两支打猎队伍，抬着大批猎物胜利返回时，黄帝亲自带领臣民远道来迎接。人们发现这些打猎回来的人，有的头戴鸟窝，有的脚穿木屐时，连黄帝也觉得很奇怪。胡巢和于则便把他们的经历一一向黄帝作了汇报。
黄帝听后，大加赞扬，立即把嫘祖、嫫母、 风后、仓颉和常先等招来，决定给胡巢和于则各记一功，又叫仓颉刻字留名。从此以后，人们就把头上戴的像鸟窝一样的东西叫帽子，把穿在脚上像木屐一样能取暖的东西叫鞋。
黄帝对嫘祖说：“我希望臣民在大庆日子里，人人头上都有帽子戴，个个脚上都有鞋穿。”从此，人类穿鞋戴帽的传统也就从这时开始流传下来了。
蔡伦造纸的故事
蔡伦造纸的故事，在我国民间流传了一千多年。确切点说，蔡伦是在劳动人民发明的造纸技术的基础上，进一步改进了造纸工艺。蔡伦是我国古代造纸技术的革新者和推广者，他对我国造纸技术的完善和提高做出了杰出的贡献。
近年来的考古实践证实，我国早在西汉武帝时，就已经开始使用植物纤维纸。这种纸是用大麻和苎麻等原料制成的，它的质地比较粗糙，纸的表面有较多没有打散的麻筋，纤维组织比较松散，分布也不均匀，很不便于书写。
可以说，这种纸是我国造纸技术萌发阶段生产的最原始的纸，由于它质量差产量低，因此无法满足社会的需要。
从东汉的蔡伦开始，我国才真正进入了纸张生产的新时期。蔡伦是东汉人，他很有才华。蔡伦从小就入宫做了太监。和帝即位后，他升任中常侍，后兼任尚方令，掌管宫廷御用手工作坊。
安帝元初元年封龙亭侯。蔡伦在主管各种宫廷御用器具的制造以后，由于职务上的关系，他有了接触造纸工艺的条件，决心要研制一种物美价廉的纸。
蔡伦在担任尚方令官期间，常常走出宫廷，来到民间，广泛收集民间的造纸经验。经过长期的观察和研究，在总结前人造纸经验的基础上，他总结出一套制造植物纤维纸的方法。
蔡伦创造性地使用树皮、麻头、旧布和旧渔网等植物纤维做造纸的原料，并改进了造纸技术。首先，他把树皮、麻头等废物用水浸泡，泡透后再用火煮，煮烂后再捣碎做成糨糊状，这就是原始的纸浆。然后把纸浆倒在细帘子上，铺平，漏去水分，晾干。等干了以后，留在帘子上的一层薄薄的纤维片就成了纸张。
105年，蔡伦把他制造的第一批优质的纸奏报朝廷并献给了和帝，因此受到了和帝的称赞。
造纸术经过蔡伦的改良，取得了很大成效。首先是解决了造纸原料不足的问题。他利用各种废弃物做原料，降低了造纸成本，产量也开始增加。
其次在工艺上，其原理和基本生产工序包括制浆、打浆和烘干等工序都已经初具现代造纸技术的雏形，时隔1800年，现代造纸工业的工艺和基本工序，也没有超出蔡伦当年的发明创造。
蔡伦改良造纸术是我国造纸业发展史上的重大转折点，从此，纸张的生产出现了新时期。蔡伦的造纸方法被推广到全国，由于他曾被封侯，因此人们便把这种纸叫做“蔡侯纸”，蔡伦则被后世公认为是造纸术的发明人。
我国古代在造纸术发明以前，各种书籍主要是抄写在竹、木简或丝帛上，竹和木简太笨重，丝帛又非常昂贵，因此抄写、保存和传播都十分不方便，蔡伦造纸术的成功，使人类终于找到了理想的书写材料，逐渐取代了竹、木简和丝帛，成了人们的主要书写工具。这种纸既轻便又便宜，还便于书写、携带、装订成册。造纸术的发明对于我国古代文化的保存、交流和发展作出了巨大贡献。
在我国古代人民已经普遍使用纸的时候，欧洲的国家还在使用昂贵的羊皮做书写材料，埃及在用“纸草”写字，印度用白桦树皮和棕榈叶写字，朝鲜和日本也用简和帛写字。可见当时除我国以外，世界上其他地方都还没有纸，在造纸工艺上，他们都还处在非常落后的状态。
到了7世纪，我国蔡伦发明的造纸术传到了朝鲜，又由朝鲜传入了日本；8世纪时传入阿拉伯，后来又经过阿拉伯传入了非洲，又从非洲传入欧洲，最后传到了美洲。我国的造纸术传遍了全世界，大大地推动了世界文化的发展和知识的传播。
造纸术是我国古代的科学技术四大发明之一，也是我国科学技术发展史上光辉的一页。造纸术的发明对于全人类文明的发展、社会的进步和科学文化的交流起了不可估量的作用。我国的蔡伦在造纸技术上的贡献是杰出的、不朽的。
高跟鞋和雨衣的发明
一、高跟鞋的发明故事
高跟鞋对于现在的人来说是再熟悉不过的了，特别是对爱美的女人来说，更是不可或缺的。那么，它又是怎么发明的呢？
15世纪一位威尼斯的商人要经常出门做生意，他担心妻子会红杏出墙。有一个雨天，他走在街道上，鞋后跟沾了许多泥，因而步履艰难。
商人由此受到启发，商人认为妻子穿上高跟鞋将无法在跳板上行走，这样就可以把她“困”在家里。因为威尼斯是座水城，船是主要的交通工具，人们天天在跳板上行走。他就给他的妻子做了一双高跟鞋。
岂料，他的妻子穿上这双鞋子之后感到十分新奇，就由佣人陪伴，上船下船，到处游玩。高跟鞋使她变得更加婀娜多姿了，这样，讲求时髦的女士争相效仿，高跟鞋便很快地盛行起来了。
二、第一件胶布雨衣
1747年，法国工程师弗朗索瓦·弗雷诺制造出世界上最早的雨衣。
他利用从橡胶木上获得的胶乳，把布鞋和外套放在这种胶乳溶液中进行浸涂处理后，就可以起到防水的作用。
在苏格兰橡胶厂的麦金托什因生活窘迫，无力购买雨具，每逢雨天，只能冒雨上下班。有一天，他不小心将橡胶汁沾满衣裤，怎么也擦不掉，只好穿着这身脏衣服回家。
室外阴雨绵绵，麦金托什回到家却惊喜地发现，穿在里面的衣服一点没有湿，他索性将橡胶汁涂满全身衣服。这就是世界上第一件胶布雨衣。
工匠发明了显微镜
1680年，一个在荷兰德夫特的市政厅门房干了几十年门卫工作的半老头子，却被当时欧洲乃至世界科技界颇具权威的英国皇家学会吸收为正式会员；接着，英国女王亲笔给他写来了贺信。一时，他从一个最普通、最平凡的人霎时间变成了震惊世界的名人。
他的主要业绩，就是经过自己几十年坚韧不拔的努力和探索，发明了世界医学史上第一架帮助人类认识自然、驾驭自然、打开微观世界大门的显微镜，从此，他的这一业绩时时深刻地影响着人类的生命和生活。这个令世界震惊的小人物就是1632年出生于荷兰德夫特一个普通工匠家庭，而后成为荷兰著名微生物学家的列文虎克。
早年的列文虎克由于父亲早逝，妈妈无力供他上学，16岁时，就来到首都阿姆斯特丹的一个杂货铺里当了学徒。虽然天天早起晚睡，干着脏活累活，然而，他却并没有多少怨言，来到这里虽然时间不长，他却有幸结识了杂货铺对面一位和善的老大爷。
老人家中藏书丰富，博学多识，他给年轻的列文虎克讲了许多充满神奇色彩而又有趣的故事，这使列文虎克懂得了想要知道的关于大自然奥秘的许多东西。
于是，他一有空暇就向老人求教，在老人那里借阅图书，老人也非常喜欢这个爱读书爱提问的好孩子。后来，在一天深夜，他正在伏案读书时，被隔壁眼镜店作坊的工匠磨制镜片沙沙作响的声音吸引住了。他放下手中的书本，悄悄来到眼镜作坊里。
他望着工匠磨出的一块块镜片，脑际突然浮现出一个奇怪的念头：如果能磨出一块特殊的镜片，让我们能看清许多用肉眼看不清看不到的东西该多好哇！就是这样一个灵感似的奇想，竟从此使他下定了磨制一块“魔镜”的决心。
从此以后，列文虎克就拜一位老工匠为师。有一天，这位老师傅给列文虎克讲了这样一件事：老师傅的孙子有一天偶尔将两块磨制好的透镜叠在一起放在一张废纸上看上面的字，只见这些字比原来的大好多倍，老师傅马上拿过这两块镜片放在孙子头上看头发，突然发现头发像铁丝一样粗。老师傅讲的这件事引起列文虎克的极大兴趣，他发誓一定要磨制出比眼镜镜片更精制、用途更广泛的镜片。为了达到目的，他把手都磨破了，腿都跪麻了。
有一次，他手指上的鲜血顺着磨破的伤口流淌，浸湿了镜片，他也毫无感觉。有时，他磨至深夜也毫无倦意，实在累了，就蜷缩在屋角和衣而卧。功夫不负有心人，他辛勤的劳动结出了丰硕的果实，他终于磨成了两块光亮精巧的透镜。他将镜片叠起来看鸡毛，只见一根鸡毛上被放大了的绒毛像树枝一样排列着。
那么，怎样将这两块镜片各自固定起来，同时又能自由地上下调节距离呢？一个新的难题又摆在了他的面前。为了解决新的难题，列文虎克一连几天苦苦地思索着。一天，他在干完杂货铺的工作后来到大街上，边走边思索。
忽然间，他被一阵叮叮当当的响声所吸引，猛然抬头一看，是一家铁铺在打铁。于是他来到铁铺里，看到了铁匠们打制出的一件件铁器。这时，他忽而又想到：如果能让铁匠打制一个铁架和一个铁筒，将镜片固定在镜筒的两头，然后再固定在铁架上，这样观察不是既省力又方便吗？想法既出，马上他就找了铁匠师傅，将自己的想法告诉他们。没过几天功夫，列文虎克按照自己的设想所发明的第一架显微镜终于诞生了。
正当他带着胜利的喜悦准备磨制更精密的显微镜的时候，他却被杂货铺的老板以不务正业为名开除了。为了谋生，他只好回到了故乡德夫特，好不容易经人介绍在市政厅的门房找到了一个当门卫的差事。他一面看门，一面继续着他对显微镜的研制和改造工作。
几年之后，他终于又研制出多台更精制、完美的显微镜。同时，他运用自制的显微镜，第一次看到了神奇多彩的微生物世界。于是，他将自己研制的显微镜和所发现的关于血液细胞和微生物的观察实验记录寄给了英国皇家学会。不久，他的成果终于被世界承认了。从此，这一关系着人类生命与生活的重要学问——微生物学的研究开始步入了突飞猛进的发展的新世纪。
几个“意外”的发明
一、“失手”发明干洗法
1825年的一天，法国人让·巴蒂斯特·佐利失手将一盏油灯打翻，把松节油洒在了桌布上。他担心妻子发现后不高兴，于是设法去擦掉桌布上的油污。令人惊奇的是，桌布竟然越擦越干净，他意识到，这相当于在对桌布进行清洗。于是1849年佐利开始在自己的工厂推广这种神奇的清洁方法，并将其称之为“干洗法”。
那时候，佐利用松节油作为干洗溶剂。这种做法不仅危险而且气味难闻。后来，人们用其他溶剂代替松节油，对佐利的“干洗法”进行了改进。
二、“不慎”制造冰红茶
1904年的圣路易世界博览会上，英国人布莱·钦登向与会者推销用热水冲泡的红茶。然而由于天气炎热，使得一向畅销的红茶变得生意冷落。更糟糕的是，他不小心让一堆冰块掉进了红茶桶。布莱·钦登心想，这些红茶只好留给自己慢慢“享用”了。
为了解闷，布莱·钦登斟了一杯红茶，慢慢喝着，没有料到这些红茶的味道竟非常好。这位商人灵机一动，干脆改卖冰红茶，结果供不应求。从此，布莱·钦登发明的冰红茶成为英国人十分喜爱的饮料之一。
三、减弱病原体免疫法原理
在潜心研究如何预防霍乱时，法国化学家巴斯德先培养出霍乱病菌，然后将其注射到鸡身上，通常鸡会很快死去。但是有一次例外，注射了病菌的鸡安然无恙。巴斯德立即检查，原来他在给鸡注射时误用了一瓶失效的病菌培养液。
后来，这位科学家又经过进一步试验，注意到病菌培养液过了一段时间后，不但病菌的生命力会减弱，而且还会产生另一种抗菌效应。就这样，巴斯德研究出“减弱病原体免疫法原理”。
趣说照相机的发明
19世纪30年代，路易斯·达盖尔成功地发明了一种有实用价值的技术即照相术。关于它的发明，还有一段曲折的经历呢。
达盖尔1787年生于法国北部的康布雷城，青年时代他是个艺术家。在30多岁时，他设计了“西洋镜”，这是用特殊的灯光效果展示的全景图画。当他从事这项工作时，开始产生兴趣想发明一种不用刷子和油漆就能自动重现世界景象的机器。从此，他开始了研制照相机的尝试。
最初，他想设计一架有实用价值的照相机，但没有取得成功。1827年时他遇见了尼埃普斯，有可能那时尼埃普斯也在努力发明一架照相机。两年后他们变成了合作伙伴。1833年尼埃普斯去世，达盖尔独自坚持着。到1837年时，他成功地发明出一种实用的照相系统，这被称为“达盖尔照相术”。
1839年，达盖尔将他的照相过程向公众公布，但没有申请专利。作为回报，法国政府授予尼埃普斯的儿子和达盖尔终身年金。达盖尔发明在公众中引起了巨大的轰动，他成了当时的英雄人物，并接受了众多的荣誉。与此同时，达盖尔照相术也迅速得到普遍的应用。达盖尔很快就退休了，于1851年在距巴黎不远的乡村住宅中去世。
没有什么发明是完全归功于一个人的工作的。确实，在达盖尔之前，许多其他的工作为达盖尔的成功做了准备。一种类似于小孔成像相机的没有底片的装置暗箱，至少比达盖尔早800年就发明出来了。16世纪时，卡尔达诺在如何将透镜安装在暗箱的孔上迈出了重要的一步，这拉开了现代照相机的激动人心的序幕。但是由于它产生的图像根本不能保存，几乎不能认为它就是照相机。另一项重要的准备性发现是1727年由舒尔茨完成的，他发现银盐对光敏感。但舒尔茨没有真正对这一现象深入研究。
最接近于达盖尔成就的先行者是尼埃普斯，他后来成了达盖尔的合伙人。大约在1820年时，尼埃普斯发现产于朱迪亚就是古巴勒斯坦南部地区的沥青对光敏感。通过这种光敏材料与暗箱结合，尼埃普斯成功地制造出世界上第一架照相机。正是由于这一原因，一些人认为尼埃普斯才是照相机的发明者，但是尼埃普斯的照相方法完全不实用，它要求有八个小时的曝光时间，即使是这样，得到的仍然是一幅相当模糊的图像。
用达盖尔的方法，图像被记录在一张涂有碘化银的平板上，15至20分钟的曝光时间就足够了。这样一来，这一方法尽管还很麻烦，但却可供实用了。在达盖尔将他的方法公之于众后的两年时间内，其他人对这一方法提出了一些小改进：在用做光敏材料的碘化银中加入溴化银。这一微小的变化对于大大减少必需的曝光时间起了很重要的作用，因而使得用照相术产生图像变得实用。
1839年，在达盖尔公布他的发明之后不久，英国科学家塔尔博特宣布他发现了一种与众不同的照相方法。像我们使用的方法一样，它使用负片。一个令人感兴趣的记录表明，塔尔博特实际上在1835年就已经制作出了他的第一张照片，这比达盖尔照相术提前了两年。塔尔博特由于同时还在从事其他几项研究工作，没能迅速将他的照相实验进行到底。
达盖尔去世了，他非常大众化的发明对以后历史的发展起了巨大的促进作用。人们对照相机的研究工作并没有因此而停止。英国人塔尔博特在银板照相机发明的同时，创造了“塔尔博特摄影法”，使一张底片可以得到多张照片。又是几十年过去了，美国人也赶了上来。美国的乔治·伊斯曼发明了卷式软片，为降低照相成本、走进千家万户做了准备。1891年，照相机的价格让不少人能够承受，成了家庭中简单而普及的娱乐工具。
后来，人们开始对原来的黑白照片不再感到满足，他们需要更高水平的摄影技术，希望照片这种东西能全面地展现生活的全部色彩。彩色摄影技术就这样应运而生了。除了用于家庭娱乐，它还逐步被推广到科学研究的各个领域和工业、军事、医学和商业等诸多方面，从而推动了这些行业的发展。
什么是微缩胶片
拿破仑三世被俘虏了，法国陷入一片混乱之中。入侵的普鲁士军队包围了巴黎。就在1870年围城的高潮中，人们第一次认识到微型照片的实用价值。
陷入重围之中的巴黎驻军，急需接收驻扎在首都之外的法军总司令的指令，但要携带许多密件越过敌人的防线是很困难的。这时，一位名叫普鲁登·达格罗恩的发明家，想起了英国企业家约翰·丹瑟的一项成果。1853年，丹瑟曾把《泰晤士报》的一片版面缩成1／6厘米直径的一个点。
达格罗恩建议把至关重要的指示先印出来，拍成照片，而后缩小。用什么来携带胶片呢？达格罗恩的回答一点也没有技术性的味道。他说：“用鸽子。”法军这样做了，然而巴黎最终还是被攻陷了。
达格罗恩使用的还是丹瑟使用过的棉胶湿法。这种方法是：在玻璃板上涂着含有碘的棉胶作为负片，在它干燥之前即装入照相机内曝光，然后用连苯三酚或硫酸亚铁显影，用氰化物或硫代硫酸钠定影。
密件拍好后缩印到感光板上。处理过的感光乳剂层被剥下来卷塞进一根细小的管子里，然后把管子系在鸽子的尾巴上。一块感光板可以记下3000条词句，而一只鸽子能携带18张乳胶片。当鸽子回到巴黎的笼中之后，底片可以用幻灯机播放。
战争和战争的威胁带来了50年代的另一个进步。在研究如何防止兵的眼睛受氢弹爆炸的光带来伤害时，科学家们发现了一些在辐射下会改变颜色的化合物。这些被称为光敏材料的化合物构成了试验中的微缩胶片系统的基础。乳剂中掺入光敏有机染料分子的胶片无须冲洗，成像之后，底片只要见光就会显影。
使用这种系统，银行职员只要按一下按钮，屏幕上就可以显出16万个签名。这种系统能把文件缩小到1／40000，也就是说，一本300页的书可以缩拍到一张邮票大小的胶片上。
电的发明和应用
今日的世界已是电的世界，我们几乎没有一天可以离得开电。早上的时候，我们被用电池驱动的闹钟吵醒，掀开暖和的电毯被，拉开电灯，打一个呵欠，就开始了忙碌的一天。
而这一天如果没有电，你就会觉得无所事事，因为大部分工作都得停止。没有电，洗衣机不能用，电视不能看，电脑不能打，十字路口的红绿灯也不亮。没有电，这个世界真是寸步难行。
电的发明和应用是伴随着第二次工业革命开始的。
在电力的使用中，发电机和电动机是相互关联的两个重要组成部分。发电机是将机械能转化为电能；电动机则是将电能转化成机械能。早在1819年，丹麦科学家奥斯特就发现了电流的磁效应现象。
1820年，法国科学家安培根据奥斯特的报告，对磁场与电流之间的关系作了进一步的整理与研究。他认为，两条电线平行放置的时候，如果电流流动的方向相同，就会相互排斥；相反，则会相互吸引。如果将电线绕成线圈，通电后，线圈就会像自然界的磁石一样，具有吸引力。
现在，安培的名字已经家喻户晓，成为电流强度单位的名称。大约在同一时期，德国人欧姆发现了电阻定律：导体上存在着一种阻力，随着它长度的增加而增加，但随着截面面积的增加而减小。电阻的存在使电流随着电线长度的增加而逐渐减弱。
1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，提出了发电机的理论基础。法拉第是近代电磁学的奠基人，他的发现为电的应用开辟了广阔的前景。
从19世纪60年代起，一系列的电气发明开始出现了。1866年，德国工程师西门子制成了发电机，但是，这种直流发电机还不够完善。
1870年，比利时人格拉姆发明了电动机，电力开始被用来带动机器，成为补充和取代蒸气动力的新能源。随后，电灯、电话、电焊、电钻、电车、电报等如雨后春笋般涌现了出来。同时各种电动生产工具和生活用具的出现，导致了对电的大量需求。如果把电力应用于生产，还必须解决远距离输送问题。
1882年，法国学者德普勒发现了远距离送电的方法。同年，美国著名发明家爱迪生在纽约创建了美国第一个火力发电站，他把输电线路连接成网络。随着电能需求的显著增加和用电区域的扩大，直流电机暴露出成本高和易出事故等缺点。
从19世纪80年代起，人们又投入了对交流电的研究。交流电具有通过变压器任意变化电压的长处。1885年，意大利科学家法拉利提出的旋转磁场原理，对交流电机的研究起到了重要作用。
19世纪80年代末90年代初，人们研制出三相异步发电机，这种比较经济可靠的三相交流电迅速得到推广，电力工业的发展从此进入新的阶段。电力照亮了城市和农村，为工厂和矿山提供了强大动力，成为生产、交通运输和通讯等产业全面转向工业化的决定因素。
电力作为一种新能源，不仅为工业提供了方便廉价的新动力，而且有力地推动了一系列新兴工业的诞生。以发电、输电、配电为主要内容的电力工业和制造发电机、电动机、变压器和电线电缆等的电气设备工业迅速发展起来。
列宁指出：“电力工业是最能代表新技术成就，代表19世纪末20世纪初的资本主义的一个工业部门。”随着电力的广泛应用，人类社会便由蒸气时代就进入了电气时代。
贝尔发明电话的故事
电话的发明者是亚历山大·贝尔，1847年3月3日他出生于苏格兰的爱丁堡。
1862年，贝尔进入著名的爱丁堡大学学习，毕业后又进入伦敦大学攻读语言学。此时的美国正在进行工业革命，于是，贝尔开始向电话方面的研究进军。但由于电话要传递连续的信号，这在当时难度很大。
贝尔曾试图用连续振动的曲线来使聋哑人看出“话”来，没有成功，但在实验中他却发现了一个有趣现象：一块铁片在磁铁前振动会发出微弱的声音，而且他还发现这种声音能通过导线传向远方。这给贝尔以很大的启发。
他想，如果对着铁片讲话，不也可以引起铁片的振动吗？假如在铁片后面放有绕着导线的磁铁，导线中的电流也会随之时大时小地变化；电流传到对方后又可以推动磁铁前的铁片做同样的震动。贝尔由此获得了关于电话机的最初构想。
1875年6月2日傍晚，贝尔和电气工程师沃特森利用电磁感应原理，试制出世界上第一部传递声音的机器就是磁电电话机。
磁电电话机的原理正是贝尔最初对电话机设想的应用：对着话筒说话，使话筒底部的金属膜片随声音而振动，膜片的振动带动一根磁性簧片随之振动，在电磁线圈中便产生了感应电流，电流经导线传至受话一方，使受话器上的膜片相应地振动，就将话音还原出来。
1876年3月10日，贝尔正在做实验，不小心把硫酸溅到脚上，他不禁对着话筒对正在另一房间里的沃特森大叫：“沃特森，快来帮帮我！”
不料，沃特森从听筒里清晰地听到了贝尔的声音。沃特森对着送话器，大声说：“贝尔！我听见了！听见了！”世界上第一部电话机传送出了第一个声音。
1877年，在波士顿架设的第一条电话线路开通了，它沟通了查尔斯·威廉斯先生的各工厂和他在萨默维尔私人住宅之间的联系。
1878年，贝尔在波士顿和沃特森在相距300多千米的纽约之间首次进行了长途电话实验。这次实验也取得了成功。
在贝尔研制电话机的同时，另一位发明家格雷也研制出了一台相同原理的液体电话机。而且十分巧合，在贝尔提出专利申请的同一天，格雷也向纽约专利局提出专利申请，并将专利发明权转卖给美国最大的威斯汀电信公司。
于是，一场旷日持久的争夺电话发明权的诉讼案一直持续了10多年。后来经详细调查，人们发现贝尔申请专利的时间比格雷大约早两小时，法院据此裁决，电话发明专利当属亚历山大·贝尔。
征服黑夜的爱迪生
灯是人类征服黑夜的一大发明。在19世纪以前，人们用油灯、蜡烛等来照明，这虽已冲破黑夜，但仍未能把人类从黑夜的限制中彻底解放出来。只有发电机的诞生，才使人类能用各样的电灯使世界大放光明，把黑夜变为白昼，赢得更多时间为社会创造财富。
真正发明电灯并使之大放光明的是美国发明家爱迪生。他是铁路工人的孩子，小学未读完就辍学了，靠在火车上卖报度日。爱迪生是一个异常勤奋的人，他喜欢做各种实验。他对电器特别感兴趣，自从法拉第发明电机后，爱迪生就决心发明电灯，为人类带来光明。
爱迪生在认真总结前人制造电灯的失败经验后，制定出详细的试验计划：一是分类试验1600多种不同耐热的材料；二是改进抽空设备，使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
爱迪生将1600多种耐热发光材料逐一地试验下来，唯独白金丝性能最好，但白金价格贵得惊人，必须找到更合适的材料来代替它。1879年，几经实验，爱迪生最后决定用炭丝来作灯丝。他把一截棉丝撒满炭粉，弯成马蹄形，做成灯丝，再用抽气机抽去灯泡内空气，电灯亮了，竟能连续使用45个小时。就这样，世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。1879年除夕，爱迪生电灯公司所在地洛帕克街灯火通明。
为了研制电灯，爱迪生在实验室里常常一天工作十几个小时，有时连续几天不合眼。在发明炭丝作灯丝后，他又接连试验了6000多种植物纤维，最后又选用竹丝，通过高温密闭炉烧焦，得到炭化竹丝，装到灯泡里，再次提高了灯泡的真空度，电灯竟可连续点亮1200个小时。电灯的发明，曾使煤气股票三天内猛跌百分之十二。
继爱迪生之后，1909年，美国柯进而奇发明了用钨丝代替炭丝的方法，使电灯效率猛增。从此，电灯跃上新台阶，日光灯、碘钨灯等形形色色的灯如雨后春笋般登上舞台。
电影是怎样诞生的
1872年的一天，在美国加利福尼亚州的一个酒店里，斯坦福与科恩发生了激烈的争执：马奔跑时蹄子是否都着地？斯坦福认为奔跑的马在跃起的瞬间它的四蹄是腾空而起的；科恩却认为，马奔跑时始终有一蹄着地。争执的结果谁也说服不了谁，于是就采取了美国人惯用的方式即打赌来解决。他们请来一位驯马好手来裁决，然而，这位裁判员也难以断定谁是谁非。这很正常，因为单凭人的肉眼确实难以看清快速奔跑的马蹄是如何运动的。
裁判的好友英国摄影师麦布里奇知道了这件事后，表示可由他来试一试。他在跑道的一边安置了24架照相机，这些照相机排成一行，它们的镜头都对准跑道。在跑道的另一边，他打了24个木桩，每根木桩上都系上一根细绳，这些细绳横穿跑道，分别系到对面每架照相机的快门上。
一切准备就绪后，麦布里奇就牵来一匹漂亮的骏马，让它从跑道一端飞奔到另一端。当奔跑着的马经过这一区域时，它依次把24根引线绊断，24架照相机的快门也就依次被拉动而拍下了24张照片。麦布里奇把这些照片按先后顺序剪接起来。每相邻的两张照片动作差别很小，它们组成了一条连贯的照片带。裁判根据这组照片，终于看出马在奔跑时总有一蹄着地，从而判定科恩赢了。
按理说，故事到此就应结束了，但这场打赌及其判定的奇特方法却引起了人们很大的兴趣。麦布里奇一次又一次地向人们出示那条录有奔马形象的照片带。一次，有人无意识地快速牵动那条照片带，结果眼前出现了一幕奇异的景象：各张照片中那些马的图像叠成一匹“运动”的马，它竟然“活”了起来！
人们从这里得到了启迪，从此以后，许多发明家将眼光投向了电影摄影机的研制上。1895年12月28日，法国人卢米埃尔兄弟在巴黎的“大咖啡馆”第一次用自己发明的放映摄影兼用机放映了《火车到站》影片，这标志电影的正式诞生。
火车是怎样发明的
火车是我们现在司空见惯的交通工具，那么，它又是怎么发明的呢？
欧洲的工业革命以机器大工业代替了工场手工业。机器大工业需要大量的燃料、原料，也要把生产出的产品送往各地。而在19世纪以前，运输主要依靠水上的船舶和陆地上的马车，这远远不能满足大工业生产的需要。机器大工业呼唤着现代运输工具的诞生。
1814年，放牛娃出身的英国工程师斯蒂芬森造出了在铁轨上行走的蒸汽机车，人类社会进入了火车时代。
斯蒂芬森出生于1781年，父亲是煤矿上的蒸汽机司炉工，母亲没有工作。一家八口全靠父亲的工资收入生活，日子过得很艰难。14岁那年，斯蒂芬森也来到煤矿，当上了一名见习司炉工。他很喜欢这个工作，别人下班后，他还认真地擦洗机器，清洁零部件。多次的拆拆装装，使他掌握了机器的结构。
为了掌握更多的知识，斯蒂芬森在辛勤工作之余，还去夜校上课。他从没上过学，开始学习时困难重重，但靠着勤奋钻研，很快掌握了机械、制图等方面的知识。
一次，他用书本上学到的知识，结合工作的实际，设计了一台机器。煤矿上的总工程师看到他设计的机器草图，非常赞赏，这给了斯蒂芬森很大的鼓励。他学习和工作更加努力了，不久他便成了一名熟练的机械修理工。
斯蒂芬森总结了前辈失败的教训，开始研制蒸汽机车。他改进了产生蒸气的锅炉，把立式锅炉改成卧式锅炉，并作出了一个极有远见的重大决断，就是决定把蒸汽机车放在轨道上行驶。他在车轮的边上加了轮缘，以防止火车出轨，又在承重的两条路轨间加装了一条有齿的轨枕。因为当时考虑蒸汽机车在轨道上行驶，虽可避免在一般道路上因自身太重而难以行走的缺点，可在轨道上也会产生车轮打滑的问题，所以，他在机车上装上棘轮，让它在有齿的第三轨上滚动而带动机车向前行驶。
1814年，斯蒂芬森的蒸汽机车火车头问世了。他发明的这个铁家伙约有5吨重，车头上有一个巨大的飞轮。这个飞轮可以利用惯性帮助机车运动，斯蒂芬森为他的发明取了个名字叫“布鲁克”。这个布鲁克可以带动总重约30吨的8个车厢。在以后的10年中，他又造了11个与布鲁克相似的火车头。
斯蒂芬森的新发明也有很多缺点，首先是震动太大，有一次甚至震翻了车；其次是速度不快。因此他并不以此为满足，继续研究提高机车功率的方法，他采用了蒸气鼓风法，把废气导引向上喷出烟囱，带动后面的空气，从而加强了通风。这个新设计使蒸汽机车进入实用阶段。这时人们给它取了一个名字叫“火车”。
1825年9月27日，英国的斯托克顿附近挤满了4万余名观众，铜管乐队也整齐地站在了铁轨旁边，人们翘首以待，共同见证那激动人心的一刻。这时人们忽然听到一声响亮的汽笛声，斯蒂芬森亲自驾驶世界上第一列火车喷云吐雾般疾驶而来。火车头后面拖着12节煤车，另外还有20节车厢，乘着约450名旅客。火车渐渐驶近了，人们感觉到大地在微微颤动。
火车缓缓地停稳，人群中爆发出一阵雷鸣般的欢呼声。铜管乐队奏出了激昂的乐曲，七门礼炮同时发放。这列火车以每小时24千米的速度，从达灵顿驶到了斯托克顿，铁路运输事业从此开始。
1828年2月，塞甘从英国引进了两台斯蒂芬森机车，在里昂到圣艾蒂安路段上使用。但他对这种机车并不十分满意。1829年，他着手制造自己发明的管式锅炉机车。这种机车的牵引力大大超过了斯蒂芬森机车，但时速也只有10千米。因此，在制造十来台以后，便停止了生产。但后来，斯蒂芬森自己又采用了塞甘锅炉作为他新改进火车的原动力。
1829年曾举行了一次机车比赛，斯蒂芬森的新机车“火箭”号，以每小时58千米的速度获胜。以后，铁路建设在英国、欧洲和北美洲迅速展开，斯蒂芬森成为这种革命性的运输工具的主要发明者，从此陆路运输的难题便得以解决。
谁是滑翔机之父
李林塔尔为德国工程师和滑翔飞行家，他是世界航空先驱者之一。他最早设计和制造出实用的滑翔机，人们称他为“滑翔机之父”。
李林塔尔于1848年5月23日出生于德国的安克拉姆。他从小酷爱飞行，青少年时曾搞过“飞人”实验，成年之后，他在业余时间认真观察飞鸟。1889年，李林塔尔写成了著名的《鸟类飞行──航空的基础》一书，论述了鸟类飞行的特点。
李林塔尔善于创制仪器，并用它进行航空实验来验证结果。他发明的测试片状物体的升力和阻力的仪器以及试验扑翼机升力的仪器都是19世纪末有代表性的航空研究仪器。
李林塔尔还注意积累数据，总结经验，他纠正了前人“多层叠置窄条翼”的片面做法，第一次提出了“曲面机翼比平面机翼升力大”的观点，为后来飞机的研制成功做出了决定性的贡献。
李林塔尔最主要的贡献还是他成功地进行了滑行飞行。1891年，他制成一架蝙蝠状的弓形翼滑翔机，并成功地进行了滑翔飞行，从而肯定了曲面翼的合理性。
在1893至1896年的3年内，李林塔尔进行了2000次以上的滑翔飞行试验，三次改进总体布局，滑翔中又拍了许多照片，还积累了大量数据，并以此编制了《空气压力数据表》，给美、英、法等国的飞机制造者们提供了宝贵的资料。
1894年，李林塔尔从柏林附近的悬崖上起飞，成功地滑翔了350米远，这在当时是一个惊人的成绩。他仔细地将自己的成就记录下来，使之成为航空史上最早的飞机性能记录之一。
但是李林塔尔过于重视升力，而忽视了对飞机的操纵。1896年，李林塔尔在飞行中突然遇到迎面大风，他还未来得及将重心前移以使滑翔机低头，便和飞机一同坠落到了地面上。
李林塔尔于失事的当天去世。德国人为了纪念他的功绩，为李林塔尔树立了一座纪念碑，上面写着“最伟大的老师——李林塔尔”。
终身未娶的莱特兄弟
威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟俩是美国俄亥俄州一名牧师的儿子，他们从少年时代起就对飞行十分感兴趣。
1895年他们开了一间自行车修理和制造的作坊，并开始研究和制造飞机。莱特兄弟没有受过高等教育，但他们虚心好学，十分重视理论和实践，阅读了大量空气动力学方面的文献，为了读李林塔尔的著作，自学了德文。
1899年，哥哥威尔伯·莱特向史密森学会索取了大量的有关航空的书籍和文章，并进行了系统的研究。兄弟俩在总结前人经验和教训的基础上，开始了他们的滑翔飞行试验。
从1900年至1902年，莱特兄弟先后制造了三架滑翔机，进行了上千次的飞行试验，每次都详细地记录了不同情况下的升力、阻力和速度等数据，并对操纵进行了反复的改进。
1901年9月，莱特兄弟自己设计了一个小型风洞，用来精确测量气流吹到薄板上所产生的升力，并自己设计制造出了测量升力和阻力的仪器。
莱特兄弟于1902年设计出了他们的第一架飞机，但在当时还没有哪一个公司愿意冒险制造航空发动机和螺旋桨，于是莱特兄弟又只有自己动手了。他们首先设计出图纸，然后在自行车技师泰勒的帮助下，花了6个星期的时间制造出了一台12马力的活塞式发动机。这台发动机有4个汽缸，采用水冷方式，其总重约为91千克。
至于螺旋桨，当时根本没有什么数据资料或是计算公式可以供莱特兄弟参考，他们只得从头开始，研究理论。经过艰苦的努力，终于制造出了一种效率比较高的螺旋桨。经过几年的努力，莱特兄弟的第一架飞机“飞鸟”一号终于出现在人们的面前。
1903年12月17日，在北卡罗来纳州的基蒂霍克海滩上，“飞鸟”一号像一只白色的巨鸟昂然挺立，显得十分轻盈。它的机身骨架和机翼都是用又轻又牢的枞木和桉木制成的，螺旋桨也是枞木的，弯曲的机翼上蒙着薄薄的但十分结实的棉布。飞机的长度为6.5米，翼展12.3米，整架飞机的重量为280千克，飞机完全靠螺旋桨的推动力起飞。
这天“飞鸟”一号总共进行了4次飞行，第一次试飞是由弟弟奥维尔·莱特驾驶的，飞机摇摇晃晃在空中飞行了12秒钟，在36米远的地方降落下来。
而后来得到世界公认的第一次自由飞行则是由哥哥威尔伯·莱特驾驶的第四次飞行，飞机在空中用59秒的时间飞行了260米。
莱特兄弟在第一架飞机成功试飞以后，迎接他们的不是鲜花和掌声，而是怀疑与挑剔。保守的学究们不相信“自行车工人”能造出飞机，在很长时间里，“第一架飞机的制造者”的荣誉被不公平的安在斯密森学会的主席兰利的头上。
然而莱特兄弟仍然不断地探索，并多次到世界各地作飞行表演，散播航空的种子，他们将自己的一生都献给了航空事业，终身没有结婚，后来被人们誉为航空奠基者。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]