作者：林之满,萧枫
出版社：辽海出版社
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改变生活的科学发现(下)试读：
编写说明
历史对于整个人类，就像记忆对于我们每个人一样，它说明我们现在做的是什么，为什么我们这样做，以及我们过去是怎样做的。因此谁要想了解世界，就必须知道它的历史。
为了让读者全面深入地了解人类文明的光辉灿烂，感悟世界各民族文化内涵的博大精深，我们组织数十位专家学者经过多年的努力，推出了这一套融故事体的文本阅读、丰富精彩的图片鉴赏于一体的100卷本《话说世界》系列丛书。每一卷都系统而深入地展示人类文化的一个方面，100卷本又在总体上构成一个完整的文化知识体系，把世界历史从单纯的帝王将相、改朝换代的框架中释放出来，结合最新的研究成果，融知识性与趣味性为一体，涵盖历史、政治、军事、文化、艺术、民俗等各个领域，全方位、新视角、多层面地重新演绎世界五千年辉煌历史文化，给读者尽可能丰富的知识看点。《话说世界》丛书是一幅历史长卷，共分50卷100分册，具体内容如下：
第1卷 源远流长的世界古代史（上、下册）；
第2卷 流光溢彩的世界古典史（上、下册）；
第3卷 辉煌灿烂的世界中古史（上、下册）；
第4卷 波澜壮阔的世界近代史（上、下册）；
第5卷 日新月异的世界现代史（上、下册）；
第6卷 震惊中外的历史大事件（上、下册）；
第7卷 尼罗河畔的古埃及文明（上、下册）；
第8卷 浪漫优雅的古巴比伦文明（上、下册）；
第9卷 浑厚深沉的古印度文明（上、下册）；
第10卷 高贵典雅的古希腊文明（上、下册）；
第11卷 包罗万象的古罗马文明（上、下册）；
第12卷 夕阳辉映的拜占庭文明（上、下册）；
第13卷 传宗布教的的阿拉伯文明（上、下册）；
第14卷 血泪交织的希伯莱文明（上、下册）；
第15卷 光耀美洲的的印第安文明（上、下册）；
第16卷 璀璨夺目的世界文学（上、下册）；
第17卷 响彻天籁的世界音乐（上、下册）；
第18卷 鬼斧神工的世界建筑（上、下册）；
第19卷 妙笔生花的世界绘画（上、下册）；
第20卷 凝固不朽的世界雕塑（上、下册）；
第21卷 摇曳多姿的世界舞蹈（上、下册）；
第22卷 低吟浅唱的世界戏剧（上、下册）；
第23卷 精华荟萃的世界教育（上、下册）；
第24卷 卓尔不群的世界思想（上、下册）；
第25卷 改变生活的科学发现（上、下册）；
第26卷 创造生活的科技文明（上、下册）；
第27卷 享誉世界的音乐大师（上、下册）；
第28卷 百花齐放的舞蹈思想（上、下册）；
第29卷 美轮美奂的美术经典（上、下册）；
第30卷 神圣辉煌的著名宫殿（上、下册）；
第31卷 独领风骚的工艺美术（上、下册）；
第32卷 美化生活的装饰艺术（上、下册）；
第33卷 光怪陆离的世界民俗（上、下册）；
第34卷 狂放粗犷的原始艺术（上、下册）；
第35卷 多姿多彩的艺术文化（上、下册）；
第36卷 口耳相传的艺术典故（上、下册）；
第37卷 流传千古的文学名著（上、下册）；
第38卷 彪炳史册的学术名著（上、下册）；
第39卷 划破时代的世界变革（上、下册）；
第40卷 改变时局的世界会议（上、下册）；
第41卷 云诡波谲的世界外交（上、下册）；
第42卷 惊心动魄的世界战争（上、下册）；
第43卷 同遵共守的世界条约（上、下册）；
第44卷 耸人听闻的世界灾害（上、下册）；
第45卷 犀利雄辩的世界演说（上、下册）；
第46卷 风格迥异的亚非奇迹（上、下册）；
第47卷 独具特色的欧美奇迹（上、下册）；
第48卷 轰动全球的影坛佳作（上、下册）；
第49卷 视角独到的世界摄影（上、下册）；
第50卷 扑朔迷离的世界之谜（上、下册）。《话说世界》希望通过一些通俗的语言和故事体裁，对世界历史做一个概述。它只讲其中最重要的事件、人物和对关键阶段的描述，而且选择了一种通俗的简明形式。其原因很简单，鼓励一个人充满兴趣地去阅读一本生动的书，比沉闷枯燥的文字吓跑一个读者，对文化的意义更大。这本书可以作为历史专著的补充读物。你可以用非常休闲的方式去阅读它，读读停停，我们相信在历史人文的浪漫风景中，你不会感到乏味。当然，本书也无意于去取代那些优秀的历史专著。如果你对某一个局部历史细节有特殊的兴趣，还可以参考详尽的其他资料进行深入的研究。《话说世界》不同于现存于世的多种版本的世界通史，其往往“为通而通”，结果常顾此失彼，挂一漏万；主干虽有，枝叶嫌乏。而《话说世界》则运用现代分类科学，在结构设计方面有总有分，有经有纬，条分缕析，纲举目张。《话说世界》重点选取世界历史文化长河中的若干话题，逐一论说。纵横全书，既能看到世界历史的大脉络、大走势，又能细察世界历史的每一个横断面，完整而丰满。《话说世界》用生动的文本和精美的插图，再现了人类文明进程的恢弘画卷堪称一部贯通整个人类社会的世界史简明百科全书，串联起全部人类文化的瑰宝，以其光辉不朽的价值与流传恒久的魅力，成就一部好读又好看的世界历史通俗读物。
由于丛书篇幅宏大，编写时间又较为仓促，书中难免存在各种疏虞之处，敬请广大读者朋友们批评指正。《话说世界》丛书编委会2008年2月
蒸汽机的发明和运用
18世纪40年代的一个寒冷冬天，在苏格兰格林洛克镇的一座房子里，一个小男孩正站在熊熊炉火面前，对着一只沸腾的开水壶出神，他怔怔地看着白色水蒸气从壶嘴和壶盖开缝的地方不断喷出，壶盖被顶起又落下，发出有节奏的“嗒、嗒”声，百思不得其解。这时他的奶奶走了进来，他连忙迎上去问道：“奶奶，水怎么会把壶盖顶起来呢？”“傻孩子，水开了，就有许多气冒出来，是气把盖子顶起来的呀。”“哦，气的力量真大呀！”小男孩若有所思地闪了闪眼睛。这个爱思考问题的小男孩，名叫詹姆士·瓦特，后来成为人类第一台具有实用价值的蒸汽机的发明者，并开创了人类的一个新时代——蒸气时代。
瓦特出生于1736年1月19日。他的父亲是一名造船工匠，并且经营各种海运，有一个修理厂。其母是一位有着丰富知识的家庭妇女。瓦特生来体弱，性格孤僻，经常请假不能正常上学，因此，功课也不是很好。但他的求知欲非常强烈，特别喜欢几何学。由于身体不好，瓦特中学没有毕业，就退学回到家中自学。瓦特后到父亲的工厂里学习技术，操作各种工具。经过几年的磨炼，他先后学会了木工、金属冶炼和加工、机械制造、仪器修理等多种工艺，为后来的发明打下了坚实的基础。
1753年，瓦特的父亲经商失败，接着母亲去世，家中一贫如洗。17岁的瓦特被迫外出谋生，到格拉斯哥一家钟表店当学徒。两年后又到达伦敦，在著名机械师摩尔根门下为徒。1756年，他回到了苏格兰，瓦特本想自己开业制造器械，但是由于他的学徒年限不够，不符合市政当局的要求，只得经朋友介绍，在市政当局管辖的格拉斯哥大学当了一名修理教学仪器的工人。不久，一位商人向格拉斯哥大学捐赠了一大批天文仪器，但很破旧，不能正常运转。瓦特主动承担了修理这些仪器的任务，并很快修复了。一位教授由衷地称赞道：瓦特是一个机械知识丰富，非常机敏和具有过人才能的年轻人。
1763年，又有人给格拉斯哥大学送来了一台损坏了的蒸汽机模型。瓦特被指派为全权负责修理，让这台机器发动起来，供学生做实验用。谁也没有想到这竟成为瓦特在人类历史上留下伟大功绩的开端。
蒸汽机是一种利用水蒸气把热能转变成机械能的动力装置。人类对蒸气的认识和利用，经历了一段较长的历史。英国君主立宪制确立后，英国的工业迅速发展，珍妮纺纱机和水力纺纱机等机器的使用日益广泛，但动力问题却成为扩大机器生产的“瓶颈”。1705年，英国铁匠钮可门制成了可用于矿井抽水的“钮可门蒸汽机”。但因存在着燃料消耗过多，只能往复直线运动，且温度无法控制的缺点，未能在其他生产部门广泛采用。
瓦特主持修理的正是一台“钮可门蒸汽机”，他接受这一任务后很快就把这台钮可门发动机模型修好了。但他对此并不满足，通过这次修理，瓦特对蒸汽机的结构、性能和存在的问题有了更多的了解，并且产生了浓厚的兴趣，像着了迷一样。他观察到钮可门发动机的活塞从根本上说是用机械的力量取代了人的双手，但是一分钟只能往返10次，工作效率极低。他决心改进蒸汽机的设计。
瓦特开始学习蒸汽机的原理，根据发动机的原理来考虑问题。他又研究了蒸气的性质，从蒸气和燃料的消耗等具体问题开始研究，然后扩大到热的移动和发动机的关系等抽象问题上。他进行了多次实验，但仍没有想出一个改良“钮可门蒸汽机”效率的具体办法。
在一个晴朗的星期天下午，瓦特正在郊外散步，但他的脑海里仍然在思考着蒸汽机问题。突然他脑中闪出一个念头：加装一个蒸气冷凝器，就可以弥补蒸气在汽缸里冷却凝聚而过多浪费热量的重大缺陷。他马上辞去了在格拉斯哥大学的工作，全身心地投入了试制样机的工作。在租借的地下室里，瓦特和他的助手经过反复试验，终于在1768年制成有分离冷凝器的单动式蒸汽机，第二年获得专利申请。瓦特的蒸汽机比钮可门的蒸汽机有更显著的优点：它的安全性更可靠，运动更迅速，燃料耗费也减少了75%。大家都夸奖瓦特的发明。“不！它只是单动式的。我还要制造联动式的，让它更圆满地运转！”瓦特并不满足于自己的成就。
1774年，瓦特因妻子去世，从苏格兰迁居伯明翰。在制造商波尔顿的支持下，继续进行蒸汽机的制作和改进工作。1781年，瓦特采用了行星齿轮机构，使蒸汽机从往返运动变为旋转运动。1782年，瓦特制造了更为完善的联动式蒸汽机，功效提高4倍。1784年他又发明了平行连杆机构，使蒸汽机具有更广泛的应用性。一年后，英国出现了第一座采用蒸汽机作为动力的纺纱厂。1788年瓦特发明了离心调速器和节气阀。1790年，制成汽缸示动器，最终完成了对蒸汽机的整个发明过程。从此，性能优越的瓦特蒸汽机完全取代了老式钮可门发动机。
从技术角度而言，瓦特蒸汽机与钮可门发动机有着质的差别，钮可门发动机的活塞运动一部分靠蒸气推动，另一部分靠外界的大气压力推动。而瓦特蒸汽机采用密封气缸，活塞运动完全靠蒸气的推力，所以才堪称世界上第一台蒸汽机。此外，把离心调节器用于蒸汽机，创造了动力单位——马力，也是瓦特的功劳，离心调节器是一种通过过程本身的变化来控制过程的装置。自动化的兴起虽然是20世纪以后的事，但它起始于瓦特。调节器这个词，通过希腊语，为我们提供了一个现代语——控制论。
从研究方法的角度来看，瓦特没有进入当时手工艺人的行列，也未受过高等教育。但他找到了观察认识和研究探索蒸汽机的新道路，就是从科学和实用两个方面去分析发动机是如何工作的。这是现代技术专家所特有的研究方法，因此我们把瓦特称之为第一位现代技术专家一点也不过分。
瓦特的发明，使人类获得了一种把热运动转化为机械运动的机械装置，从而满足了社会对动力能源的需要。工厂开始了大规模的生产，工厂工人取代了手艺工人。1807年，美国人富尔敦把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此轮船通航世界；1814年，英国人史蒂芬逊把瓦特的蒸汽机装在机车上，从此铁路交通遍及五大洲。蒸汽机的广泛使用，最终促成了英国和欧洲的工业革命，引起了社会生产力的惊人发展。它是科学技术史上具有伟大意义的第一次技术大革命。
人们为了纪念瓦特的伟大发明，把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”，简称为“瓦”，并一直沿用至今。
由“火空气”到氧气的发现
18世纪的最大化学家是拉瓦锡。其实在这一名称后面，还有一个令人遗憾的故事。
舍勒是一名卓越的药剂师，他一生秉持“研究化学，造福人类”的信条，作出了许多贡献。但是由于他发表的时间晚于别人，许多工作被同时代的人在他后面做出而先于他发表，因此丧失了优先权。
不过，现在的人们认识到了他的巨大贡献，人们在化学史的发展中也牢记了他的名字。
从古代起，人们就认为空气是一种气体，“气体”一词是赫尔蒙特发明的，因为从他开始，发现自然界中的气体是多种多样的。
1772年，普利斯特列发表了论文“对各种空气的观察”，记载了很多气体。
1774年，普利斯特列发现，空气里加热水银可以得到一种物质，其实就是我们现在所称的“氧化汞”。当时普利斯特列称之为矿灰。
普利斯特列把矿灰放在集气装置中加热，想看看有没有气体生成，结果真的收集到了一种新的气体，这种气体不溶于水，但是可以助燃。后来他偶然吸入这种空气，感到十分舒服。当时，普利斯特列曾经开玩笑地说：“这种气体会不会成为消费品而被人抢购呢？迄今为止，这种能使精神振作、疲劳缓解的气体只有老鼠和我本人吸过。”
普利斯特列发现的就是氧气，不过他仍然信奉燃素说，所以他把这种气体命名为“脱燃素空气”。普利斯特列到死，都不相信拉瓦锡的氧化理论。
舍勒于1742年生于瑞典的波美拉尼亚，现今德国的一部分。
他14岁起，便做了学徒，所幸的是，他是在药房里工作，因此成为了一名药剂师。借这个工作的便利，舍勒一生发现了许多化学物质。
在实验中，舍勒发现空气不是一种气体。他认识到了两种成分，其中的一种不助燃，他称为不吸引燃素。另外一种助燃，他称这种助燃的空气为火空气。
舍勒也是燃素说的忠实信徒。他发现的“火空气”就是氧气。
但他的有关著作在1775年送出印刷时，出版商没有及时付印，结果晚了两年。而这时大家都知道普利斯特列发现了“脱燃素空气”。
舍勒只活了44岁。他研究化学，首先是从兴趣出发，为人类的发展做贡献，造福世界。
在32岁时，他被瑞典皇家科学院招聘为院士。很多科研机构、大学都请他去教学或做顾问，许以高薪和令人羡慕的职位，但是舍勒都婉言谢绝了。
他只愿意继续研究，在平凡的小镇上做一名平凡的药剂师。在药剂试制的过程中，他发现了多种酸。
1782年，他制得了游离状态的氢氰酸，后来又发现了磷酸、钼酸、砷酸、五倍子酸、乳酸、重石酸等等，此外还有大量的脂类品种发现，如醋酸酯、盐酸酯、硝酸酯、苯甲酸酯。
1768年，舍勒发现了对现代人类的生活有很大影响的氯化银的分解。他把硝酸银与盐酸混合，生成白色沉淀氯化银。当氯化银在阳光下的时候，变成黑色。
这一原理就是广泛的摄影所采用的化学方法，可以冲像洗像。
1774年，舍勒发现二氧化锰与盐酸可以反应，结果两者相遇冒出了气味难闻的黄绿色气体，刺激性极其强烈。舍勒发现了这种气体的性质：有漂白作用和腐蚀金属的作用，并微溶于水，而且毒性很大。
这正是一种新元素。可惜舍勒没能正确地揭示出来这一现象，因为他相信燃素说，结果失去了发现新元素的机会。
舍勒做出过许多发现，但是由于他的认识有失误，对许多新事物视而不见，结果失去众多的机会。例如氧气，他虽然发现了，也没能够准确解释出其本质，错误的旧有观念束缚了他的研究，这在科学史上给我们留下了许多警示。
舍勒是为化学事业献身的，他研制出新的药品，总要尝一尝。长期以来，他便因慢性中毒而过早去世了。
他依然是人们所尊敬的探寻者。
“器官相关生长律”的提出
居维叶，法国地质学家、古生物学家、比较解剖学家、动物学家。
1769年，居维叶出生于蒙贝利亚尔的一个胡格诺教徒家庭。小时候的居维叶体质十分虚弱，幸亏母亲的悉心照料才没有夭折。但他十分聪明，天赋极好。母亲经常教他学习各种知识，他一般听一遍就记住了。他最喜欢的是各种风景画和布丰《自然史》中精美的彩色插图。在15岁那年，居维叶有幸进入德国斯图加特的卡罗琳学院学习比较解剖学。1789年法国大革命爆发，居维叶的资助人、蒙贝利亚尔的弗雷德里克公爵被迫退职，居维叶失去了继续接受教育的经济来源，被迫退学到诺曼底一位伯爵家里去做家庭教师。
居维叶在伯爵家一边做家庭教师，一边利用业余时间从事生物学研究。一个偶然的机会，居维叶遇到了农学教授泰希尔。泰希尔在详细了解了居维叶的情况以后，对他极为欣赏。回到巴黎后，泰希尔向巴黎自然博物馆馆长圣提雷尔极力推荐居维叶，自称在“诺曼底的粪土中获得了一颗明珠”，建议圣提雷尔在巴黎自然博物馆里为居维叶安排一个研究职位。圣提雷尔接受了建议，给居维叶写了一封邀请信，欢迎他到巴黎自然博物馆来工作。从此，居维叶的生命历程又掀开了新的一页。
居维叶对于生物学的一大贡献，就是提出了“器官相关生长律”。要对古生物进行研究，只能通过化石。可是在长期的地质变迁中，完整的生物化石很难保存下来，只能找到一些零碎的残片。这给古生物学的研究工作增加了很大的难度。居维叶经过大量的考古研究后认为，每一个有机体都是一个完整的系统，它的每一个部分都必须同整体统一、协调，存在着必然的联系。这样，我们只要对一只爪、一片肩胛骨、一条腿骨、一个肋骨或其他任何部位的骨头进行考察，就可以判断出它属于哪类动物的一部分，也可以据此推断这一动物其他部位的特征。例如，古生物学家只要看到一个偶蹄的印记，就可以得出结论：它是一个反刍动物留下来的。
可是，当居维叶刚提出器官相关生长律时，很多人都对此持怀疑态度。有的甚至对他进行挖苦、嘲讽。为了验证自己观点的正确性，居维叶决定进行一次试验。他叫人从巴黎郊区的古生物化石遗址中任意取来一块化石，进行当众表演。化石只露出了一丁点儿牙齿，其余部分均被岩石覆盖。居维叶仔细观察了一会儿说：“这是负鼠的化石”，并立即在纸上画出了负鼠的草图。当人们仔细剥开整个化石时，果然发现它是负鼠化石。人们无不感到惊奇。这次试验充分证明了居维叶“器官相关生长律”理论的正确性。后来，人们为了表彰居维叶的功绩，将这种负鼠命名为“居维叶负鼠”。
居维叶的学生不相信老师真有这样神奇的本领，决定搞一次恶作剧，对老师进行一次小小的测试。
在一个风雨大作、电闪雷鸣的夜晚，居维叶卧室的窗外出现了一只怪兽。这只怪兽头上长着一对尖锐无比的硬角，脖颈上金黄色的毛一根根地竖起，眼睛里冒着阴森可怕的绿光，张着血盆大口，露出一排锐利的牙齿，似乎饿极了。在闪电的光亮中，居维叶看见它不时地用前蹄敲打着窗户，嘴里似乎发出一阵阵的吼叫。
当居维叶第一眼看见这只怪兽时，心里确实大吃一惊。但当他看到那对尖锐的硬角和不断敲打窗户的前蹄时，顿时就放下心来。他点起了油灯，隔着窗户端详起这只怪兽来。立刻，他就明白了这是一起恶作剧。他冲到门外，一把抓住怪兽，把它拖到了屋里。
恶作剧被识破了，学生们哈哈大笑起来。居维叶望着这些淘气的孩子，不由得也和他们一起大笑起来。
之后，一个学生问他：“居维叶教授，您为什么不怕这只怪兽呢？”“这只怪兽虽然看起来十分可怕，但一看它的一对硬角和前蹄，我就知道它是食草动物，根本不会吃人，相反只会怕人。你们应该学会利用动物器官相关生长律去进行分析问题啊！”接着，居维叶又详细讲解了他识破学生恶作剧的理由。
居维叶一生著作颇多。1800～1805年，他发表了三卷本《比较解剖学讲义》，1812年又发表了四卷本《四足动物骨骼化石研究》，1817年发表了四卷本巨著《动物界》，1825年提出了《地球表面的灾变论》。他在法国科学界享有崇高的地位，被称为“生物学的独裁者”。
1832年5月13日晚9点45分，居维叶因染上霍乱病在巴黎逝世，终年63岁。
天体“黑洞”的发现与探索
天文学上的“黑洞”，并不是指野外的黑洞，而是指一种特殊的天体。一般认为，“黑洞”是恒星演化后期的产物之一。
早在十八世纪时，法国著名科学家拉普拉斯（1749～1827）按照牛顿力学曾经提出，可能有一种质量很大的天体，它的引力大得连光线也无法射出来，因而是看不见的，后来的研究者，根据爱因斯坦的广义相对论推论出质量为M的天体存在一个临界半径R，在R里面引力强大到使光线都不能发射出来。这种天体被人称为“黑洞”。
黑洞的半径R为：
式中M为天体的质量，G为万有引力常数，C为光速。这个R称为黑洞的“引力半径”，或称为史瓦西（德国科学家，1873～1916年）半径。一个天体，如果它的半径缩小到史瓦西半径以下，就成为“黑洞”了。
由引力半径的表达式可以知道，由于分母是光速的平方，光速是每秒钟约30万千米：3X10lo厘米，分母数值高达9X1020。天体要形成黑洞的话，一定是很小的。例如，我们太阳（质量为地球的33万倍）的直径约130万千米，如果压缩成半径3千米的球，它就成为一个“黑洞”。而我们的地球如压成3毫米大小的微粒，也就成为“黑洞”了。
黑洞的巨大引力，会使它周围的一切物体都被吸入，因此，它是一个“无底洞”。而任何物体，无论是人，还是动物，或是火车、汽车，一旦落入黑洞，就被黑洞内部引力场所摧毁。在黑洞内部不存在任何类型的物质结构。黑洞仅有质量、电荷自转的差别，在其他方面无差别。黑洞的这个特性，有时就称为“黑洞无毛发定理”。毛发是比喻性的。从毛发的颜色、长度、类型，可以区别不同的人。因此毛发可作为人的一种特征。黑洞是“光秃秃”的圆球。
黑洞有自转运动，因而有角动量。黑洞可能有电荷，但不清楚是带正电还是带负电。但无论如何，黑洞只要有电荷，它对外界，就有电磁的作用。电磁的同性相斥、异性相吸的特性是普遍存在的。
黑洞还有一个特点，那就是英国著名科学家霍金提出的：两个黑洞可以相碰，合成一个黑洞，其合成的黑洞视界面积（即表面积）一定不小于原先两个黑洞视界面积之和；但是一个黑洞不能分成两个黑洞。这称为“黑洞面积不减定理”。就是说黑洞在变化中，视界面积只能增加，不能减小。
更令人惊奇的是，黑洞还会“蒸发”。这个概念也是霍金于1974年提出的。“蒸发”就是一种量子辐射。计算表明，相当于一个太阳质量的黑洞，“蒸发”掉的时间约1066年。这个数字比已知最古老天体的年龄要大不知多少倍。因此可以认为，恒星级的黑洞（虽然有量子辐射）的大小几乎没有变化。
黑洞不发光，所以用光学望远镜不能观测到它，但是黑洞有强大的引力，可以对它邻近的天体发生作用，而被我们间接发现。
1970年“自由号”卫星及1978年“爱因斯坦X射线天文台”卫星上天以后，发现了许多X射线源是双星。人们认为这些X射线双星很可能包含了黑洞。
最引人注意的有天鹅座X—1，圆规座X—1与天蝎座V861等。
天鹅座X—1是一颗极特殊的X射线双星，主星是一颗蓝色超巨星（编号为HDE226868），视星等为9等，表面温度为25000开，质量约为30个太阳质量。
此双星系统的绕转周期为5.6天，但是伴星则未见到。天鹅X—1的X射线强度不断发生快速变化，变化的时标从1毫秒到几十秒。强度变化十几倍。由此推知射线源的直径必定小于1000千米，那就是一个很小的射线源。
光谱分析发现，从主星有物质流向不可见的伴星区域，而伴星的质量至少为6个太阳质量（另一种估计为10～15个太阳质量），已超过中子星的极限质量，被认为是一个黑洞。
高温的大量物质很快地挤到黑洞周围的薄盘（称为“吸积盘”），猛烈摩擦产生高温而发射出X射线。吸积盘的半径约为160万公里，而X射线是从离黑洞只有3000公里处的吸积盘内边缘发射的。
从观测到理论都确认，天鹅座X—1是一个黑洞。但是持谨慎态度的科学家却认为，还应当进一步研究确定。还有其它一些黑洞的候选者。比较而言，它们是黑洞的可能性都不如天鹅座X一1。
上面介绍的是恒星级的黑洞，那么星系级的，甚至更大的黑洞有没有呢？
早就有人提出，在我们银河系核心有大黑洞，估计这个黑洞的质量约为一亿个太阳质量。它在吸积周围的气体物质时，会辐射强大的无线电波与红外光。对银心方向的观测，的确发现有这些辐射。但是从银心方向来的电波与红外光，也可以用别的因素来解释，所以银河系核心大黑洞仍是个悬案。
在河外星系，特别是在活动星系核中，也可能存在大质量的黑洞。
奇妙的黑洞，仍然是当代天文学上的重大研究题目。
琴纳揭开了牛痘的秘密
1749年5月17日，琴纳出生于英国一个牧师家庭。他曾跟随一位外科医生学习8年。之后又跟随当时最有名的英国医学家约翰·亨特研究医学。亨特为了观察淋病脓菌的病因，在自己身上感染了淋病脓菌。琴纳深受亨特献身科学精神的影响，并与亨特保持了终生的友谊。
获得了医学学士称号之后，勤奋的琴纳回到了自己的故乡，开设了一家医院。当时，每年都要发生好几次天花流行病。眼看着天花病人痛苦地死去，自己却无能为力，琴纳感到很痛苦。所以开业不久，他就开始对防治天花进行研究，决心找到防治这可怕疾病的办法。
中国很早就发明了种痘术这种方法，之后传入俄国、土耳其、朝鲜、日本和欧洲一些地方。像土耳其人，他们把症状较轻的天花患者的疱疹液接种到自己身上，因此而获得免疫力。1718年，英国贵族蒙塔古夫人从土耳其旅行归来后，为她的几个孩子接种了生痘，结果她的几个孩子都未感染天花。这种方法逐渐传播开来，但它毕竟有很大的危险性。
琴纳对蒙塔古夫人的方法也许毫无所闻，但他确实听到家乡广泛流传的一种说法，即牛痘既可以传染给牛，也可以传染给人，谁种过牛痘，谁就不会得天花。他也观察到，只要得过一次天花，皮肤上留下了疤痕的人，再也不会得第二次天花，而且，挤奶姑娘和牧牛姑娘都未得天花。问题就产生了：牛痘和天花到底有什么关系呢？难道牛痘能预防天花吗？
琴纳决心解决这个问题。他开始对家畜进行仔细观察，并对牛痘进行了20多年的研究。最后，他终于发现，水疵病和牛痘，都是天花的一种，而且只要患过一次天花不死，就能获得永久对抗天花的防护能力。天花不仅危害人类，同样也袭击牛群，几乎所有奶牛都出过天花。挤奶姑娘和牧牛姑娘因为总是和牛打交道，感染上了牛痘，就具有了抵抗天花的防疫力。牛痘的秘密终于被揭开了。
接着，琴纳进一步仔细地阅读了有关种痘术的报告，并对牛得天花和人得天花的关系进行了系统的观察和对比，得出了这样的结论：不能给人接种危险的人类天花的痘苗，而只能接种不危险的牛痘疫苗。而且牛痘苗可以由一个人传给一个人。
之后，琴纳决定对人进行牛痘的人工接种，以此预防天花。1796年5月，琴纳亲自主持了这次人体实验。在当时，他从挤牛奶姑娘尼母斯手上取出牛痘疱疹中的浆液，接种到一个8岁小男孩菲普斯身上。两个月后，他再给这个儿童接种真正的人类天花浆液。结果，这个儿童没有感染上天花。为了慎重起见，琴纳还想重复这一实验。为了找到一个明显的天花患者，他不得不等待了两年。重复实验也获得了成功。实验证明，那个男孩确实获得了免疫力。琴纳终于发现了有效而且安全的预防天花的办法。
英国皇家学会对琴纳的发现的反应却是否定的，傲慢的会员们不相信一个乡村医生会作出如此伟大的贡献。琴纳并没有因此而放弃自己的工作。他继续为人种痘，继续从事研究。他还认识到，牛痘苗只有在发展到一定阶段时，才具有免疫性。
在实践面前，一切怀疑、反对都被粉碎。用种牛痘的方法来预防天花，终于获得了应有的地位，而且在欧洲传开，英国皇室的人也终于接受了种痘。为了鼓励种痘，1803年，皇家琴纳协会成立，琴纳任该会会长。天花所引起的死亡在18个月之内就下降了2/3。之后，琴纳把获得的资金投入到进一步的研究工作和种痘法的实际应用中。
1823年1月24日，琴纳去世，终年74岁。
燃烧氧化原理的发现
推翻了流行的“燃烧素”理论，提出了科学的燃烧氧化理论。
1743年8月26日拉瓦锡出生于巴黎一个富有的律师家庭。幼年丧母，由姑母抚养长大，他生来便身体羸弱。由于他的父亲是一位很有名望的律师，与当时的科学界名人来往颇为密切，拉瓦锡在很小的时候就受到了科学的熏陶，并逐渐对科学产生了浓厚兴趣。他父亲为此给他请了一位家庭教师，教他数学、天文学和化学，为他将来的科学研究打下了良好的基础。但这位父亲却希望拉瓦锡子承父业，于是把拉瓦锡送到巴黎的索尔蓬纳学院法律系学习法律。然而年轻的拉瓦锡对科学钟情不改，在大学除了学习法律以外，还经常去听该校著名化学家卢埃尔的化学课，在这里，他了解了波义耳的元素说，也接触到了当时影响深远的燃素说。
拉瓦锡涉猎广泛，好疑深思。1766年，在他23岁时写了一篇关于大城市照明问题的论文，受到法国科学院的注意，并被授予金质奖章，这使他认识到了自己的科学研究能力，便放弃了律师职业而专门从事科学研究活动。次年夏天，他随同著名的地质学家詹·格塔尔作了一次地质考察。这一探险活动对他很有吸引力，因为他既可以锻炼身体，又能满足强烈的好奇心。他于10月底回到巴黎时，不仅身体强壮了，而且成了一个态度严谨的科学家。25岁时，他就被选入巴黎科学院，这对年轻的拉瓦锡来说，不仅是一种荣耀，更是一种鼓舞。从此，他开始信心百倍地投入到各种科学研究活动。
当时西欧的化学界，在燃烧的原因上，“燃烧素”学说占统治地位，拉瓦锡很早就发现了燃素说的矛盾，决心通过自己的实验揭示燃烧的真正原因，并预感到这必然要在化学上引起一场革命。他每天都在自己的实验室做大量的实验，以饱满的热情迎接这场革命的到来。他在实验室里得到的第一个重要结论就是质量守恒定律，他认为，在化学反应前的反应物总量与反应后生成物的总量是相等的，而且化学反应前后化学要素保持不变，只是发生了要素之间的替换而生成新物质。正因为他坚信这一原理，当他进行燃烧实验时，就致力于鉴定燃烧时是什么使得可燃物在燃烧时灰烬发生了变化，最终导致氧化说的诞生。
和其他科学革命一样，氧化理论提出之后，遭到了保守的化学家们的反对，普列斯特列、席勒、卡文迪等许多曾为化学发展作出贡献的化学家都不接受氧化说。但真理终将战胜谬误，氧化学说很快得到了年轻一代科学家的欢迎并传播开来，而燃素说则在历史进程中与思想保守的老一代化学家一同葬入坟墓。
正当拉瓦锡在化学界掀起革命并取得胜利的时候，另一场即1789年的法国大革命爆发了，拉瓦锡却成了被革命的对象。他因为在旧制度下当过包税员而在1793年被捕入狱，并在1794年5月8日被送上了断头台。后来，法国著名数学家拉格朗日感叹道，砍下拉瓦锡的脑袋只需要一瞬间的功夫，但产生这样一个脑袋，恐怕一百年也难得。拉瓦锡的死是科学史上悲惨的一幕，给后人留下了深刻的历史教训。
大胆怀疑，小心求证，是一个科学家成功的必需品质。
科克发现“南方大陆”
不管你是不是一位热衷于航海的探险者，在中学课本的历史书上，你也许早已熟悉了麦哲伦、哥伦布、达·伽马、迪亚士……
你也许曾为达·伽马的发现新航线而激动；你也许曾被麦哲伦环球航行的壮举所振奋；你也许曾对殖民者的残酷暴行而愤慨：你也许曾对殖民地人民的血泪斑斑的悲惨遭遇洒一捧同情的泪水……
但你可能不熟悉航海史上另一位伟大的探险者——科克船长。英国航海家科克船长历尽千辛万苦，几次航海，填补了地图上的许多空白，揭开了“南方大陆”的神秘面纱。他的事迹，成为人类航行海上一朵绚丽的奇葩。神秘的“南方大陆”
在地球的南半球，在浩瀚无垠的太平洋西南面，有一块古老而又孤独的陆地——澳大利亚大陆。它是地球上面积最小的一块大陆，也是世界上最大的一个“岛屿”，所以又有“岛大陆”之称。澳大利亚四面环水，东临太平洋。西濒印度洋，北隔帝汶海和阿拉弗拉海同印度尼西亚遥遥相望。大陆沿岸分布着大大小小、疏密不等的岛屿。澳大利亚大陆的东北部浅海上，蜿蜒着一系列世界上规模最大的珊瑚礁，形成一条天然的防波堤，故名大堡礁。巨大的珊瑚化石里栖息着的海洋动物种类之多，居世界之首。
澳大利亚动物极为奇特。它没有高等哺乳动物，直至今日还保存着比较原始的哺乳动物——有袋类动物和单孔类动物。有袋类动物有袋鼠、袋熊和袋貂等。袋鼠被常用作代表澳大利亚的标志。鸭嘴兽和针鼹是目前世界上仅有的两种单孔类动物。鸭嘴兽是澳大利亚的国宝。澳大利亚的鸟类也有数百种之多，其中琴鸟、鸸鹋和黑天鹅尤为珍奇。
古希腊罗马时期，澳大利亚就闯进了人们的想象领域。人们传说在印度洋南部的天水相接之处，存在着一块南方大陆，它与北半球的大陆地块相对称，以维持地球的平衡。大约2世纪时，希腊天文学家和地理学家托勒密曾经绘制过一幅地图，地图中把想象中的南方大陆用拉丁文表明为“Terra Australis Incognita”（即“未知的南方大陆”）。但是由于当时受经济条件和航海技术的制约，希腊人和罗马人的航海活动主要限制在地中海和黑海，对于“未知的南方大陆”只能望洋兴叹。
15世纪初期，中国明朝正处于国力强盛、经济繁荣时期，9月代皇帝为“耀兵异域，示中国富强”，派三宝太监郑和率领庞大的船队，先后七次下西洋，访向了亚非许多国家，在东南亚地区，郑和到过马来半岛、爪哇和苏门答腊一带。1432年，郑和甚至可能到达澳大利亚的北部海岸，在今达尔文地区登陆过，但是没有确切的文字记载。
15世纪以后，由于西欧各国商品经济发展和资本主义生产关系萌芽，欧洲商人和封建主都狂热追求作为商品交换的手段——货币，渴望获得制造货币的贵金属——黄金，因而遍地掀起了一股疯狂的“黄金热”。特别是13世纪末威尼斯商人马可·波罗在游历中国、印度和东南亚各国之后，著的《马可·波罗游记》一书，对东方世界的“黄金遍地，香料盈野”赞不绝口，这本书当时在欧洲广为流传，风靡一时，激起了欧洲人对于繁荣富庶的东方的强烈的羡慕和向往。
自从15世纪土耳其奥斯曼帝国入侵地中海领域，控制了东西方贸易的传统商道之后，欧洲商人更迫不及待地试图探寻一条绕过地中海东部，直接通往印度和中国的新航路。西欧造船技术的进步，中国指南针的传入，都为开辟新航路奠定了基础。
1429年，意大利人哥伦布横渡大西洋，发现了美洲；1498年，葡萄牙人达·伽马从海上绕过非洲，顺利到达印度；1519～1522年，葡萄牙人麦哲伦统领船队，完成了世界上第一次环绕地球一周的航行。
新航路的开辟，不仅证明了“地圆学说”，也使中世纪时期几乎被淡忘的“未知的南方大陆”的有关传说重新兴盛起来。“未知的南方大陆”被说成是地大物博、遍地黄金白银的神秘之所，被想象成人间的乐园。许多欧洲的地图上都绘有人们脑中想象出的各种形状的“未知的南方大陆”，有的甚至将它同南极洲连在了一起。帝国的新土地
1767年，科克船长带领全船84人，其中包括以大生物学家约瑟夫·班克斯为首的几位科学家，经过半年多航海，到达了风光明媚、景色如画、被称为太平洋王后的塔希提岛。这里海面平展如镜，四周是美丽的珊瑚礁围绕，从海边到山顶，长满各种各样的茂盛的植物，花香果硕，椰林高耸，真象一个人间仙境。这儿是波利尼西亚文化的摇篮，岛上的毛利人能歌善舞，对船员们十分友好。船员们可以拿玻璃球和碎布片换取他们的水果和鱼肉，并在岛上做了地理学、人种学、植物学的考察，最后还带走了两个岛民去作翻译。
科克把人员分成两组，建起观测所。1769年6月3日，科克和天文学家格林分头对金星凌日现象观察了6个多小时，但双方误差很大，要校核对或不核对，却是件难事，因为要等到2012年才能再一次遇上金星凌日的机会。
他们还在塔希提岛附近，绘测了十几个火山岛的海图，为了纪念皇家学会，把他们命名为学会群岛。
遵照海军部命令，科克船长一直向南航行，但直到南纬42度12分的位置，仍然看不到大陆的影子，而南方来的长长的涌浪表明了再向南去也不会有大陆，于是向西航向新西兰。在沿岸绘测过程中，科克发现自己的航迹呈一个大‘8’字，也就是说，新西兰并非大陆，而是由两个大岛组成。为了纪念科克，两岛之间的海峡，被命名为科克海峡。
在世界文明史上，18世纪是人类对地球认识最深刻的一个世纪。在这个世纪里，绝大部分的岛屿和海洋都被人考察过了，起了名，测绘了海图，地理上的许多空白都得到了填补。科克船长就是其中的一位代表人物。他的名字，将以第一个专门从事科学考察的航海家而载入史册。科克船长和其它的欧洲航海家，历尽艰难曲折，终于完成了澳大利亚地理大发现。这是除南极洲外，世界各洲中最晚被发现的一洲。是欧洲资本主义发展、世界航海技术进步和航海经验积累的产物，也是西方殖民主义者推行扩张政策、寻找海外殖民地的结果。从此，孤立落后的澳大利亚大陆开始卷入世界发展的潮流。
电流的磁效应现象的发现
迈克尔·法拉第于1791年出生于英国的纽因顿。他的父亲是个铁匠，家境贫寒，所以法拉第没有受过正规教育。5岁随全家定居伦敦，12岁开始做报童。13岁到订书店当学徒，一直当了8年。这个工作对他的一生产生了很大影响，使他有机会读了很多科学书籍，其中对他影响最深的是《大英百科全书》和《化学漫谈》。他根据自己所学知识，利用节俭来的点滴零用钱购买一些简单的器材，做一些简单的化学实验，开始了他最初的“科学研究”。1812年，在别人的帮助下，他幸运地听了英国皇家学会会长、著名科学家戴维的4次演讲，立即被这些演讲所吸引，并希望“进入科学部门工作”。他大胆地把这个愿望写信告诉了戴维，同时附上精心整理和带有插图的听讲笔记。戴维自己幼年丧父，15岁辍学，当过学徒，也是靠自学走上科学研究道路的，所以对法拉第的身世和热爱科学的精神深表同情。1813年3月推荐法拉第到英国皇家研究院实验室当他的助手，同年10月，法拉第随戴维前往欧洲大陆进行学术考察，从而学到不少科学研究方法，开阔了眼界。1816年发表了第一篇论文。1821年担任皇家研究院实验室主任，开始转向电磁学的研究，并于10年后发现电磁感应定律，奠定了经典电磁学的理论基础。
法拉第永远是一个努力工作不断学习的人，只有工作与学习才会使他快乐，才会使他感到满足。1867年8月25日，他坐在书房中的一把椅子上看书时，平稳地停止了呼吸，安详地死去，终年76岁。
电流的磁效应的发现，揭示了电与磁有着内在的联系。法拉第了解到奥斯特的实验之后，于1821年9月3日重复了奥斯特的实验：他把小磁针放在载流导线周围的不同的地方，发现小磁针有环绕导线作圆周运动的倾向。这使他立即想到：既然电可以产生磁，为什么磁不可以生电呢？电是一种很有价值的东西，伏打电池造价昂贵且电力不足，磁石到处都有，如果用磁来生电，电的造价就会便宜，那么其意义就不仅仅局限于实验室里，而会和人类的日常生活连在一起，具有不可估量的社会效益和经济效益。
从那以后，法拉第进行了大量的实验，他将磁石插进一个铜线圈，再接上电流计，没有电流。他用一根通电的导线去挨近未通电的铁丝，又改用一个大磁石，用电流计去测也没能发现铁丝中有电流产生。是自己的想法错了吗？不会的！法拉第深信自然界各种力是统一的，而且可以相互转化。电和磁也应该统一并可以转化，何况由实验得知电能生出磁来，那么磁也一定会产出电来！正是这种坚定的科学信念，法拉第孜孜不倦地进行了10年实验，一种方法失败了，又换另一种方法，一个实验不成功，再来另一个，在1831年8月29日，他终于成功了。
他用一个2.22厘米厚、外径为15.24厘米的软铁圆环，圆环上绕两个彼此绝缘的线圈A和B保证了电不可能从A到B，也不可能从B到A，B的两端用一条铜导线连接。形成一个闭合回路。A和一组由10只电池组成的电池组及开关K相连，形成闭合回路。法拉第的思想方法是：K闭合，A回路有电，奥斯特已发现电可以产生磁，磁可以沿铁环传递给B，如果磁可以生电，那么由铁环传来的磁会在B闭合回路里产生电流，用电流计或小磁针可以检验到B中的电流。他在闭合回路下放了一个磁针，先闭合开关K，再观察磁针，磁针一动也不动！法拉第有些沉不住气了，两眼怔怔地望着磁针，喃喃地自语：“你怎么不动呢？”他头也不转地去断开开关K，却出乎意料地看到磁针摆动了，“是风吹的吗？”他又合上K、断开K，都发现磁针有摆动，法拉第非常高兴，他确信是开关的闭合和断开使磁针转动，他马上想到这就是他寻找了近10年的磁生电现象！
为了进一步证明磁生电的现象，法拉第于1831年10月17日又进行了较大规模的实验。他把约67米长的铜线绕在一个空的长筒上，铜丝的两端连接一个电流计，然后手拿一根长2.13厘米、直径1.9厘米的长圆形磁石，迅速插进和拔出圆筒，法拉第发现电流计的指针都动了，而且指针偏转的方向相反。这就是说磁可以产生电，而且是通过磁体的机械运动产生电流，形成了我们现在发电机第一个原始的模型。
1831年，法拉第开始撰写他的三卷本巨著《电学实验研究》，并分别于1837年、1844年、1855年相继出版。在这部巨著里汇集了他的精巧实验，形象地描述了对物理学的深刻见解。这部巨著确立了经典电磁学的理论基础，法拉第也因此而被誉为“经典电磁学的奠基人”。
法拉第是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家，经典电磁学的奠基人。同时，法拉第是自学成才的典范，他的刻苦勤奋及不懈追求真理的精神永远激励着后人。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]