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发布时间:2020-05-23 12:10:42

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作者:《天天向上丛书》编委会

出版社:吉林出版集团有限责任公司

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世界 伟大的100发明发现

世界 伟大的100发明发现试读:

前言

从第一把简陋的石斧,到如今的纳米技术、机器人、电子游戏等,人类正是在不断的发明发现中一步步成长、进步的。在现代化程度已经很高的今天,方方面面的发明都极大地方便着我们的生活,大到建造高楼大厦、宇宙探测,小到一支铅笔、一页纸。

但千万不要认为一支铅笔很简单,也不要认为镜子从来就有。不管原理有多简单,每一项发明都是人类智慧的结晶,都是发明家不断探索的结果,每一项发明的背后也都有一个让人感动的故事。

了解一些科学知识、原理,对人的成长固然重要,但编者以为,更重要的是拥有一种爱思考的习惯、创造性的思维方式以及勇于探索的精神。为此,我们在人类光彩夺目的发明宝库里精心挑选了一些代表性成果,编成这本《世界最伟大的100发明发现》,用讲故事的方式将它们介绍给小读者,以使小读者在了解科学知识、原理的同时,也了解发明家艰辛的发明过程。

如果说知识性的书在于给读者知识,创造性的书在于给读者启发,那么这本书就是编者将这两种书集于一身的努力成果。不管你收获的是知识还是启发,这本书都将因你的收获而显得更有价值。

第1章 打开方便之门

电灯——寻求光明的第二个里程碑

我们每每打开电灯时,就会想到一位伟大的发明家——爱迪生。是他,给人们的生活带来了无穷的光明。这项伟大的发明,也是发明火之后,人类寻求光明的第二个里程碑。过去人们使用的煤气灯。

电灯发明以前

很久以前,古人发现了火,第一次为人类带来温暖和光明。随着社会的进步,人们又发明了煤油灯和煤气灯,用来照明。但这种灯会发出浓烈的黑烟和刺鼻的臭味,还必须经常添加燃料,擦洗灯罩,很不方便。多少年来,很多科学家都想发明一种既安全又方便的灯。

19世纪初,一位英国化学家用2000节电池和2根炭棒,制成了第一盏弧光灯。但这种弧光灯光线太强,只能用在街道或广场上,普通家庭无法使用。

爱迪生进攻照明堡垒

1878年9月,在发明领域已有很大成就的爱迪生,决定向电力照明这个众多科学家久攻不下的堡垒发起进攻。他参考了大量有关电力照明的资料,决心制造一种价钱便宜、经久耐用又安全的电灯。

爱迪生想,要是把一小截耐热的东西装在玻璃泡里,当电流把它烧到白热化的程度时,它便开始发光。他首先想到炭,于是就把一小截炭丝装进玻璃泡里,但刚一通电,炭丝就断了。1809年,英国化学家戴维用2000节电池和2根炭棒,制成了世界上第一盏弧光灯。“这是什么原因呢?”爱迪生拿起断成两段的炭丝,看了许久,才忽然说:“噢,也许因为这里面有空气,空气中的氧能帮助炭丝燃烧,使它马上断掉!”于是他尽可能地把玻璃泡里的空气抽掉,通电后,炭丝果然没有马上熄灭,但8分钟后,还是熄灭了。电灯的发明取得了成功,但这却是爱迪生经历了1600多次失败之后的收获。

可不管怎么说,爱迪生发现:真空状态时白热的灯丝就会发光,关键是灯丝。那么选择什么样的耐热材料好呢?

1600多次失败之后的成功

爱迪生对以前的试验作了一个总结,把能想到的各种耐热材料全部写下来,共有1600种。接下来,他与助手们将这1600种耐热材料分门别类,开始一一试验,他发现白金最合适。在玻璃泡内的真空状态下,灯的寿命可以延长到2小时。但这种灯价格太昂贵了,谁愿意花这么多钱去买一个只能用2小时的电灯呢?

后来,爱迪生又选择了竹丝,把炭化后的竹丝装进玻璃泡,通上电,竟能连续亮1200个小时!竹丝灯用了好多年,直到1906年,爱迪生又改用钨丝来做灯丝,使灯泡的质量又得到提高。到今天,我们可以看到各种各样的灯具,但没有一个不是从对电灯的改进开始的。

电灯的发明,是人类寻求光明的第二个伟大的里程碑。

Tips 【“重力电灯”】

2008年,美国弗吉尼亚科技大学的硕士研究生克雷· 毛尔顿发明了一种依靠重力就可发光的电灯。需要照明时,使用者只需将灯上的重物从底端移到顶部,将其放进顶部的凹槽里,让重物缓缓下降,只需几秒钟,灯就会发光。“重力电灯”依靠重力产生电力,亮度相当于一个12瓦的日光灯,使用寿命也较长。

电冰箱——食物保鲜的有力助手

电冰箱以它独特的功能,为食物延长了保鲜的时间。正是有了它的保护,我们买多了的蔬菜才可以放到第二天甚至第三天,没吃完的饭菜也可以留到下一顿再吃。古时候,人们挖了地窖来贮存食物。

用冰块来帮忙

人类早在3000多年前,就已经开始探索食物保鲜的办法了。最初,人们发现冬天里的冰块可以防止食物变质,于是就将大量的食物和冰块放在一起。有的人甚至还在家里挖了个地窖,专门用来贮存食物。

冰块对食物保鲜的确有帮助,可是这种方法只能在寒冷的冬天使用。到了炎热的夏天,冰块遇到强烈的太阳光,很快就融化了。这成了一个令人头疼的问题。到了20世纪初期,两位瑞典工程师在多次试验之后,终于发明了人类历史上的第一台电冰箱。

必须人工造冰

人们意识到只利用冬天的自然冰是无法长久保存食物的,要是能人工造冰就好了,这样就可以一年四季都对食物进行保鲜和储藏。从18世纪开始,科学家就积极投入到人工造冰的研究工作中去。

很快,科学家就发现,利用乙醚可以实现人工造冰的梦想。在这个基础上,世界上的第一台冰箱终于问世了。它的内部有一个专门贮存人造冰的器皿,在乙醚的帮助下,可以给器皿里源源不断地提供人造冰。这样,它就可以和自然冰一样,随时对食物进行保鲜。

第一台电冰箱

到了20世纪初期,两位瑞典工程师在多次试验之后,终于发明了人类历史上的第一台电冰箱。这台电冰箱已经不需要乙醚的帮助了,它主要利用电动机来进行制冷工作。听起来似乎很复杂,其实它的工作原理很简单:首先利用内部的压缩机产生许多压力,在压力的推动下,管道里的液体就会开始流动。

然后,冷凝器就会发挥作用,让这些流动的液体变成寒冷的气体,这样就可以降低电冰箱内部的温度了。电冰箱本身的温度下降了,放在里面的食物自然也就得到了低温的保护。冰箱的设计,可以方便人们“分门别类”地储存不同食物。

维护人体健康,保护大自然

这台电冰箱是我们现在使用的电冰箱的老祖先,现代的电冰箱就是在它的基础上进一步改良、完善而成的。电冰箱最开始使用的液体是氨水,这种液体非常危险,不光有一股难闻的臭味,还对人体的健康有影响。

后来,美国的工程师米德莱研制出一种叫做“氟利昂”的气体,这种新物质很快就代替了氨水,成为电冰箱里的唯一制冷剂。然而,人们很快发现氟利昂虽然对人体没有副作用,但它却是破坏自然环境的“杀手”,对地球的臭氧层破坏很大。现在,科学家又发明了无氟的制冷剂,彻底解决了电冰箱的危害性,让它更安全地和我们生活在一起。

电冰箱里的食物会变质吗

许多人认为家里有了电冰箱,就像买了一个安全可靠的食物保险箱。他们将大量的食物堆放在电冰箱里,很长时间之后,才会从电冰箱里取出来。这时,有人就会发现电冰箱里贮存的食物有的已经变质了。为什么会出现这种情况呢?其实电冰箱并不是一个消毒箱,虽然它能控制食物中微生物的繁殖速度,延长食物的贮存时间,但它不能杀死食物中的微生物,时间长了食物依旧会变质。

微波炉——方便、快捷的烹饪工具

1945年,美国的斯宾赛在进行雷达试验时,发现兜里的巧克力融化了,而使巧克力融化的正是微波。

微波炉的出现,可以说给全世界的厨房带来了一次颠覆性的革命。它方便、快捷和清洁的特点,不仅改变了人类几千年来烟熏火燎的烹饪模式,更重要的是,它赋予了人类一个崭新的烹调理念。

奇怪的血迹

我们先将目光转移到1945年的美国。当时,有一位名叫斯宾赛的工程师,正在和同事们一起进行有关雷达的试验工作。有一天,突然有一位同事紧张地问斯宾赛:“你的胸口是不是受伤了?”斯宾赛大吃一惊,他连忙低头查看自己的胸口,只见在上衣口袋的位置上,好像渗出了一些暗黑色的“血迹”。斯宾赛伸手一摸,咦,摸起来还有点黏糊糊的,这究竟是什么东西呢?

斯宾赛暂时停下手中的工作,仔细辨别这些血迹。哦,原来是自己口袋里的巧克力融化了!斯宾赛以工程师的敏感,意识到这块巧克力的融化并不是偶然的,那么,究竟是什么原因导致它悄悄融化呢?

微波炉诞生

斯宾赛一心想要揭开巧克力突然融化的秘密,他仔细对当时的工作环境一一作了分析,突然,一个大胆而神奇的念头进入了他的脑海中,难道是雷达发射出的微波偷偷地融化了他口袋里的巧克力吗?这个奇特的想法并不是毫无道理的,从雷达试验中可以发现微波的确可以让周围的物体发热,如果能够将它的热量集中起来,或许就能代替普通的炉火来烹饪食物。

聪明的斯宾赛很快就开始了对微波的研究,经过多次试验之后,他终于利用自己所掌握的知识制作出了一台简易的“微波炉”。这台特殊的炉子并不需要燃烧的火,而是只利用微波的高温就可以烹饪食物,非常干净卫生,而且烹饪速度也要比普通的炉子快得多。唯一美中不足的是,这台微波炉的制作成本太高了,因此只能在大饭店里使用。

Tips 【微波炉是怎样煮熟食物的?】

微波炉的内部装有许多磁控管,当微波炉接上电源之后,磁控管里就会产生大量的微波。这些微波可以穿透放在微波炉里的食物,利用高温将食物煮熟。但是,金属容器是不能放进微波炉里的,因为金属会对微波进行反射,阻挡微波对食物的烹饪作用。

走进千家万户

后来,有朋友发现了微波炉的优越性,他鼓励斯宾赛对微波炉进行改良,让它成为普通家庭的烹饪用具。斯宾赛觉得朋友的话很有道理,他又多次对微波炉进行了改良,并想方设法降低制作成本,最终和朋友一起设计出了一种更为实用的微波炉。这种专门为家庭设计的微波炉,价格非常低廉,当它在市场上出现之后,很快就受到了家庭妇女的喜爱,并因此走进了千家万户。

现在,微波炉已经成为我们厨房中的必备用品了,它能够迅速加热食物,还可以对食物进行消毒,减少食物中营养素的流失,并能够烹饪出一些别有风味的可口菜肴。微波炉的发明将我们的双手从厨房的油烟中解放出来,让我们能够在洁净的厨房环境中,尽情享受烹饪的乐趣,因此它风靡全球。微波炉对食物的烹饪时间短,而且不用加水。所以,微波炉基本上可以保持食物自身的蛋白质、脂肪和维生素等营养成分,还能对食物杀毒消菌。

洗衣机——将双手解放出来

在过去的岁月里,妇女的双手总是被繁重的衣物所“霸占”着。自从洗衣机诞生之后,妇女们总算从枯燥的洗衣工作中解脱了出来,她们纤细的双手终于被解放了。

手动洗衣机

以前的人们洗衣服完全是利用两只手,无穷无尽的衣物让许多人,特别是妇女们腰酸背痛,苦不堪言。为了改变手洗衣服的局面,有人发明了一种手动的“洗衣机”。这是一个带有木柄的大木桶,里面装有6块叶片。人们将脏衣物放进木桶之后,装满水,只要轻轻地摇动木柄,就可以利用水流和叶片的摩擦、冲刷,将衣物洗干净。虽然这种洗衣机仍然需要用手来操作,但它和用手搓洗衣服比起来,还是轻松了不少。这是一个带有木柄的大木桶,里面装有6块叶片。人们将脏衣物放进木桶之后,装满水,只要轻轻地摇动木柄,就可以利用水流和叶片的摩擦、冲刷,将衣物洗干净。用这种洗衣机洗衣后,还需用手搓洗没有洗干净的地方。

电动洗衣机

电动机的发明真是功劳不小,它不光促进了电冰箱的诞生,也引导了电动洗衣机的出现。世界上第一台洗衣机是美国人费希尔发明的,他参照了手动洗衣机的原理,将大木桶改成了大铁桶,将叶片改成了一根带有刷子的主轴。当电动机运行起来之后,就会带动这把刷子在桶内不停地搅拌,同时使得水流和衣物自动进行旋转,最后将衣服洗干净。

费希尔在1906年发明的洗衣机,可以说是迈出了洗衣机历史上最伟大的一步,它彻底将人们的双手解放了出来,将洗衣机的发明创造带进了一个全新的世界。

搅拌式洗衣机

到了1922年,搅拌式洗衣机在美国玛依塔格公司诞生。这种新式的洗衣机里装有一个大立轴,上面安有几片搅动叶片。在电动机的带动下,搅动叶片会有规律地分别向顺时针、逆时针两个方向转动,这种正反方向的旋转可以增强衣物和水流的摩擦,不停地进行翻滚,把衣物清洗得更加干净。

搅拌式洗衣机由于结构科学合理,方便实用,受到了人们的广泛欢迎。即使在现代社会里,许多人仍然会选择搅拌式洗衣机,让它为我们的家庭提供最满意的服务。搅拌式洗衣机清洗衣服的洁净度较高,但对衣服的破坏性较大,而且噪音大。

Tips 【现代洗衣机都有哪些种类?】

现在市场上的洗衣机可称得上是多种多样,如果按照洗涤的方式来分类,洗衣机可以分为搅拌式、滚筒式和波轮式洗衣机三大类;如果按照洗衣机的结构类型来分类,洗衣机又可以分为单桶洗衣机、双桶洗衣机和套桶洗衣机。

自动脱水

能够自动脱水的洗衣机是一位美国工程师发明的。有一天,这位工程师无意中去拜访一家奶油加工厂,他看见奶油厂的工人们给牛奶中加入了一个牛奶分离器,当分离器开动的时候,牛奶就会高速地旋转起来,转啊转啊,奶油就和牛奶分离开来了。工程师灵机一动,如果在洗衣机里加入一个这样的机器,就可以将衣服里的水甩出来,把衣服甩干。随后,工程师发明了一个甩干篮,只要通上电,它就会迅速地连续旋转,这是最早的洗衣机甩干工具。现在的全自动洗衣机全都具备甩干脱水的功能,只要将脏衣服放入洗衣机里,清洗结束之后,取出来的就是洗干净、甩干的衣物。这对于现代社会工作繁忙的人们来说非常方便。

空调——自动调节温度的行家

能够永远生活在四季如春的环境里,是许多人毕生的梦想。空调将人们的梦想变成了现实,只需轻轻一按按钮,即可冬暖夏凉。由于纽约空气中的湿度变化比较大,作坊中的印刷机受到了湿气的影响,印出来的文字和图片都非常模糊,严重影响了印刷品的销量。

想方设法救总统

你知道吗?促进空调发明的人其实是美国第20任总统加菲尔德。1881年7月,刚刚上任4个月的加菲尔德总统不幸在华盛顿车站遭到了枪击,子弹击中了总统的脊椎骨,必须立即开刀取出子弹。这一年的夏天出现了罕见的高温,医院里十分闷热。为了抢救总统的生命,医生提出要想办法降低病房的温度。

美国政府将这个艰巨的发明任务交给了工程师谢多。谢多认为空气在经过压缩就可以向外释放出热量来,那么,如果将压缩之后的空气想办法恢复原状,是不是就可以重新吸收室内的热量,降低室内的温度呢?没想到,谢多的试验很快就成功了,他的发明迅速降低了病房的温度,但病房的降温并没能挽救总统的性命。如今,空调成了一般家庭必不可少的用具。

进军不同行业

谢多的杰出贡献,使他成为世界上第一台空调机的发明者。21年之后,在谢多的发明基础上,美国工程师及发明家威利斯·卡里尔又研制出了世界上第一个空调系统,他将空调的功能拓展开来,进军到许多行业当中去。

1902年,纽约有一个印刷作坊,由于纽约空气中的湿度变化比较大,作坊中的印刷机受到了湿气的影响,印出来的文字和图片都非常模糊,严重影响了印刷品的销量。卡里尔知道了印刷老板的苦恼之后,主动上门推销自己的空调系统,利用空调控制了作坊内的温度和湿度,帮助印刷机重新恢复了清晰的印刷质量。从此,卡里尔的空调系统成了各个厂家必备的用品。

Tips 【空调温度太低好不好?】

每逢酷暑季节,很多人都喜欢将空调的温度调得很低。其实这种做法并不科学,如果将空调的温度调得过低,会额外浪费大量的电力;同时,过低的温度使得室内外的温差较大,很容易引起人体感冒。

巧妙的宣传方式

在空调发明之后的20年里,空调一直是印刷厂、纺织厂等工厂里的必备品,享受空调的对象一直是机器,而不是人。在20世纪20年代的时候,卡里尔的公司终于研制出了专门供家庭使用的空调系统。可是,如何让当时的人们接受这种新鲜玩意儿,却成了一个比发明空调还要艰难的问题。

卡里尔经过一番市场调查,发现炎热的夏天是娱乐业的低潮期,因为所有的剧院都非常闷热,没有人愿意花钱跑到剧院里去受罪。这可是个宣传家用空调的好机会,卡里尔立即开始和剧院沟通。1925年夏天,卡里尔和纽约的一家大剧院联手合作,在剧院内第一次安装上了家用空调系统。在密集的空调广告的煽动下,许多人带着试试看的想法,自己拿着纸扇进入了剧院。人们没有想到的是,当他们踏进剧院的大门之后,一阵从未感受过的凉爽空气扑面而来,一下子就征服了所有的观众。从此,清凉降温的家用空调得到了人们的认可,成了普通家庭的必备日用品。

随着家用空调的普及,我们现在已经很难适应没有空调的日子了。除了在夏天用空调吹凉风降低室内温度以外;在寒冷的冬季,我们还可以使用空调的热风来提高室内的温度,过滤室内不洁净的空气,让我们的生活更加美好。这一年的夏天出现了罕见的高温,医院里十分闷热。为了抢救总统的生命,医生提出要想办法降低病房的温度。美国政府将这个艰巨的发明任务交给了工程师谢多。

吸尘器——家庭清洁好帮手

家庭大扫除是一件非常让人头疼的事情,无穷无尽的灰尘似乎总也清理不干净。幸好人类发明了吸尘器,在它的大力帮助下,房间里的灰尘再也无处可逃。

可恶的灰尘

发明吸尘器的人叫布斯,他的发明可完全是个偶然的想法。1901年的某一天,工程师布斯前往伦敦的一家小餐馆吃午饭,他看见椅背上积满了灰尘,就用嘴吹了一口气,想把灰尘吹走。没想到,灰尘突然一下子飞了起来,呛得他满脸都是。

这一口气激发了布斯的发明欲望,他准备研制出一种能够自动吸收灰尘的工具,而且只能将灰尘吸进去,绝对不允许喷出来!

吸尘器诞生

有一天,布斯用一块干净的手帕蒙住自己的嘴巴,趴在地板上使劲地吸气。当他取下手帕之后,看见靠近地板的那块手帕上,竟然沾满了一层乌黑的灰尘!

在这个小试验的启发下,布斯很快就完成了自己的发明——“吸尘器”。这台世界上最早的吸尘器可真是一个庞然大物,它由一个鼓风机、一个大铁罐和一张细密的布组成,这些东西都被装在马车上,慢慢拉着走。使用的时候,在鼓风机的作用下,吸尘器的吸嘴就会将灰尘吸到布上,再通过布的过滤掉进大铁罐里。

布斯发明的吸尘器很快就受到了伦敦人民的喜爱,甚至惊动了英国皇室。当爱德华七世即将在威斯敏斯特教堂举行自己的加冕典礼时,他专门请布斯带着自己的大吸尘器,将教堂里的所有地毯里里外外地吸了一遍。布斯发明的吸尘器

走进千家万户

虽然布斯的吸尘器清洁效果很不错,但它的体积实在是太巨大了,不适合普通家庭使用。有一个美国人詹姆斯·斯班格勒决定对布斯的大吸尘器进行改良,他发现只要在抽气机的吸气口处,安装一把刷子,利用马达来带动抽气机转动,刷子就可以将灰尘刷进抽气机里。这项发明比布斯的吸尘器要实用得多,而且体积很小,很适合家庭使用。

斯班格勒的新式吸尘器发明被企业家胡佛看中了,胡佛花了一大笔钱买下了这项发明,从此开始大量生产。胡佛的眼光真是很锐利,这款小型的吸尘器很快就成了市场上的抢手货。

吸尘器发展到今天,无论是在外形上还是功能上都出现了许多新的变化。现在的吸尘器外形有像小狗的,有像汽车的,几乎就是家庭中的装饰品。除了吸收灰尘之外,有的吸尘器可以吸水,有的可以吸取家中宠物的毛发,有的还可以疏通下水道,本领越来越强大了!1901年的某一天,工程师布斯前往伦敦的一家小餐馆吃午饭,他看见椅背上积满了灰尘,就用嘴吹了一口气,想把灰尘吹走。没想到,灰尘突然一下子飞了起来,呛得他满脸都是。

Tips 【吸尘器的用途多吗?】

吸尘器最常用的功能就是清除灰尘了,其实,它还有许多其他的作用呢。如果我们不小心将缝衣针、纽扣、图钉等小物品掉到某个角落里,利用吸尘器就可以很快找到它们。不过,在用吸尘器寻找细小物品之前,要先给吸尘器的吸管口上包上一层薄纱布,这样,找到的小物品就会被吸到纱布上了。

像我们家里的电视机、空调、音响等电器用得时间长了,上面都会积上一层灰尘,用吸尘器就可以进行清除。甚至连电器内部的灰尘,也可以在说明书的指导下,打开电器的外壳,再选用合适的吸管伸进电器内部,仔细地清理。

抽水马桶——卫生水准的量尺

虽然有关抽水马桶的话题似乎很难登上大雅之堂。然而,我们不能否认抽水马桶的发明极大地改变了人们的生活。它的发展历史,其实代表了人类文明循序渐进的过程。马桶上的“U”形排水管,可以防止臭气散发。

用水冲的马桶

在抽水马桶发明之前,人们的排泄物一般都用木桶装起来,然后倒到街道旁或者河流里。由于木桶里会残留下排泄物的气味,有时整个房间里都弥漫着难闻的怪味儿,就连英国女王伊丽莎白的宫殿里也不例外。1597年,英国贵族约翰·哈灵顿发明了一种可以直接用水冲掉排泄物的马桶,他将这个马桶最先安装在了女王的宫殿里,结果获得了伊丽莎白女王的赞赏。

小改进,大作用

哈灵顿的发明一下子在英国贵族的家庭里推广开来,随着这种马桶的大受欢迎,许多发明家又根据马桶的使用情况,陆续对这种新型的马桶进行了改进。改进马桶储水器的是伦敦的一位钟表匠,他给储水器里增加了一个小阀门,每次用完水之后,储水器就可以自动灌满水,而阀门可以控制水位的高低。

英国发明家约瑟夫·布拉梅随后又发明了“U”形管,只要把这根形状弯曲的管子接到马桶的出口处,污水管里散发出的难闻气味,就不会通过管道飘上来,大大地改善了厕所的空气质量。马桶

配套设施要做好

到19世纪的时候,马桶在英国已经比较普及了,可是人们却忽略了一个很重要的问题。马桶在使用的时候虽然又干净又卫生,但是当时的城市下水道系统还不够健全,从马桶管道里排放出的排泄物,基本上都直接排到了河流里,对环境造成了极大的污染。到了1858年,英国泰晤士河由于长期积满了各种排泄物、垃圾等脏东西,臭不可闻,甚至引发了许多传染病。这些污染事件使得人们开始考虑城市下水道的建设问题。1597年,英国贵族约翰·哈灵顿发明了一种可以直接用水冲掉排泄物的马桶,他将这个马桶最先安装在了女王的宫殿里,结果获得了伊丽莎白女王的赞赏。

大概到了19世纪后期的时候,欧洲各个城市的下水道系统都已安置完好。而马桶也经过了多次改良,由原来的金属马桶改成了价格低廉的陶瓷马桶,同时增加了“S”形排水管、浮球阀等配件,真正变成了“抽水马桶”,也真正开始普及起来。

现在我们所使用的抽水马桶基本上保留了原来的结构。为了节约用水,人们又将抽水马桶的水箱分成了3升、6升两段式冲水,可以根据大小便来选择不同的冲水量。方便实用、干净卫生的抽水马桶,的确给我们的生活带来了极大的方便。

未来的马桶

当人们在享受抽水马桶方便、洁净的优点的同时,人们也在想方设法对它进行更多的改进,让它具备更优越的性能。日本科学家目前已经发明了一种“智能马桶”,人们只要坐到这种马桶上面,就会在轻柔的音乐声的陪伴下,一边上厕所一边进行身体健康检查。这种新式的抽水马桶上安装有血压计、尿液分析等医疗仪器,随时都可以检查人们的身体状况,并且十分节约时间。由此可见,未来的抽水马桶将不仅仅是人们用来排泄的工具,它将和医疗卫生紧密地联系到一起,为人类带来更多的方便,真正满足普通大众的需要。

锁——家园的安全卫士

我们都知道“一夫当关,万夫莫开”的俗语,这句话用在锁上还真是再恰当不过了。一把小小的锁,就好像是家门口的安全卫士,守卫着我们的家园。古代的锁也是一种艺术。

最早的钥匙

世界上最早的钥匙是古埃及人发明的。他们的钥匙是用木头制成的,只要插进木制门闩的孔里,就可以将门闩打开。但是这种钥匙只能在装有门闩的那一面使用,由于它非常笨重,无论是开门闩还是关门闩都很费劲。后来,希腊人仔细研究了古埃及人的钥匙,他们也发明了一种木制钥匙。希腊人的钥匙大多是一根小木棒,看起来就像一把小镰刀,可以挂在身上带着走。不过,有的希腊人特别喜欢大型的钥匙,他们家里的钥匙甚至有1米长,外出时只能扛在肩上。指纹锁

古代中国的锁

在4000多年之前,世界上的不同地区就已经出现了锁。聪明智慧的古代中国人发明了一种简单的锁,这种锁其实是一个空壳子,它里面根本没有任何机关,只是式样被巧手工匠做成了虎头、豹头等样子,看起来很是吓人。后来,中国人的锁逐渐有了实用价值,里面装上了简单的机关,必须用一把镰刀形状的钥匙才能打开。在古代,这种锁的原理虽然都一样,却被工匠做成了不同的外形,有虎头形的,有豹头形的,很美观。

锁的发展

大概就在同一时期,外国也出现了各种各样的锁。古代埃及人最先发明了锁,他们的锁比中国古代的锁要复杂一些,用于开锁的钥匙也比较精细,上面有许多凸点,这些凸点的作用和现代钥匙的齿纹是一样的。在埃及锁的基础上,古罗马人也发明了自己的锁。他们的锁更加先进了,用弹簧作为机关,这种弹簧锁在后来流行了很长的时间。

我们现代所使用的锁,式样更为多样化,有弹簧锁、弹子锁、指纹锁、遥控锁等等。不仅锁的品种大大增加了,而且开锁的难度也提高了许多,使我们处在一个更加安全的环境中。

拉链——可以迅速合拢的扣子

自从拉链诞生以来,它迅速地取代了扣子的地位,成为人们新的宠儿。正因为拉链在人们的生活中具有不可替代的重要性,人们最终决定赋予它“最实用的发明之一”的荣誉称号。

会滑动的“扣子”

拉链发明以前,人们的服装以及箱包上面都安装了大量的扣子,每次扣扣子和解扣子都是一项非常让人厌烦的事情。1893年,一位美国工程师贾德森为了减轻妻子给衣服钉纽扣的繁重工作,设计出了一种可以自动滑动的装置—拉链。这种装置是在两条细细的布条边上,密密地安上一个个交错的金属齿,然后利用一个可以上下滑动的零件,把这两排金属齿合并到一起,这样就不用一个个地扣扣子、解扣子了。拉链发明以前的箱包上都钉有许多扣子,扣扣子和解扣子的工作非常麻烦。

用处真广泛

贾德森设计的拉链虽然方便,但是比较粗糙,很容易自动裂开。到了1913年,瑞典工程师桑巴克对贾德森的拉链进行了改进,他设计的拉链由一排凹齿和一排凸齿组成,可以紧密地咬合在一起,比原来的拉链牢固了很多。

随后,桑巴克的拉链逐渐被推广开来,无论在人们的服装、皮靴、箱包,还是沙发靠垫上,都可以看到拉链的身影。这种拉链一直沿用到今天。

Tips 【吉田拉链】

吉田拉链(YKK拉链)的价格是其他牌子拉链的10倍左右,被称为“拉链之王”。吉田拉链的创办人是日本的吉田忠雄,他的公司是世界上最大的拉链制造公司,每年可以生产84亿条吉田拉链。吉田拉链的用途特别广泛,除了衣裤鞋帽,在箱包、渔网、潜水服上,都可以发现标有“YKK”字样的吉田拉链。由于吉田忠雄在拉链行业里作出了杰出的贡献,因此,人们赋予了他“世界拉链大王”的荣誉称号。

钟表——度量时间的标尺

对于人类来说,钟表就好像一把精确度量时间的标尺。无论是过去还是未来,钟表总是能严谨而清晰地将时间展现在我们眼前,让我们感叹时间的流逝,督促我们把握生命中的每分每秒。古代人计时用的沙漏

古老的计时器

在钟表发明之前,古代的人们只能利用太阳的位置移动来了解时间。其中,中国人发明的日晷可以说是世界上最古老的计时工具。日晷是一种用石制的圆盘和铜制的指针组成的计时仪器,在石面上刻有12个格子,每个格子就代表1个时辰(即2小时)。当太阳光照射到日晷上的时候,它的影子就会出现在石面上,人们根据影子的位置就可以确定当时的时间。

除了日晷以外,古人还发明了沙漏和水钟用来计时。到了东汉时期,科学家张衡发明了浑天仪,他还将浑天仪和计量时间的水钟组合到一起,使得浑天仪每天匀速转动一周,就像现代的机械钟一样,可以报告时刻。日晷1657年,荷兰物理学家惠更斯利用重力,制造出了世界上第一台摆钟。

机械钟出现

到了13世纪,在欧洲的修道院里出现了最古老的机械钟。这种老式的钟表根本不能显示时间,而是需要敲钟人定时敲钟来报时。1510年,小型的机械钟诞生了。

这种钟表的表面上只有表示小时的刻度,而且只有一个指针。后来,人们对钟表的要求逐渐提高。机械钟的钟面上又装上了分针和秒针,指示时间更加精确。早期的小型机械钟

钟表的发展史

最早的机械钟是利用发条来带动指针的。1657年,荷兰物理学家惠更斯利用重力,制造出了世界上第一台摆钟。在17世纪的时候,游丝发明了。这种非常精细的弹簧,一下子为人类创造更加精密的机械钟提供了充足的技术支持。

到了20世纪,电子工业迅速发展壮大起来,精致小巧的电子表开始和老式的机械钟抢夺地盘。20世纪中叶的时候,英国工程师霍顿和同伴马力森一起,研制出一种高质量的石英钟。

石英钟的误差特别小,平均每天只可能误差0.1毫秒,因此很快就受到了人们的欢迎。

随着科学技术的发展,原子钟随后也诞生了。这类利用原子振动来控制的钟是高科技的产品,它的性能远远超过了精确的石英钟,即使人们连续使用100万年,原子钟最多才能误差1秒钟。看来,“世界上最精确的钟”

的美名只能非原子钟莫属了。后来,机械钟的钟面上又装上了分针和秒针。

Tips 【游丝对钟表有什么作用?】

游丝是钟表的重要组成部分,它的宽度、厚度、圈数等,都是决定钟表计时是否准确的重要因素。只要对游丝稍微进行调整,钟表的走时快慢就会发生变化,从而影响到计时的准确性。

眼镜——让世界更清晰

我们的人体总是有一些缺憾的,视力的变化极大地影响了人类的生活。眼镜就是帮助人们提高视力的助手,在它的全力帮助下,世界在人们的眼中才变得更加清晰、生动。

暴君的镜片

世界上最早的眼镜应该是残暴的古罗马帝国皇帝——尼禄发明的,这位生活在公元前1世纪的暴君,是一个近视眼皇帝,但是他又偏偏很喜欢观看奴隶的角斗表演。为了让自己看得更加清楚,尼禄找来了一块绿色的翡翠镜片,这片类似于凹透镜的小玩意儿,一下子就改善了尼禄的视力,使他能清晰地观看角斗场上的表演。古罗马帝国皇帝尼禄透过一块绿色的翡翠来观看奴隶的角斗。他所用的翡翠就是眼镜的雏形。

眼镜出现

尼禄皇帝的翡翠镜片虽然效果不错,但它毕竟还不是真正的眼镜。人类历史上的第一副眼镜出现在13世纪。佛罗伦萨的科学家阿马迪突发奇想,用坚固的水晶打磨出一副凸透镜,这副眼镜可以帮助那些患有远视的人,重新看清眼前的物品。

用于矫正近视眼的凹透镜,直到16世纪才被发现。那时候的眼镜都是使用昂贵的绿宝石制成的,只有上流社会的富有人士才买得起,所以,眼镜也成了身份的象征。罗马教皇甚至在请人为自己画肖像的时候,也要特意戴上一副眼镜。

16世纪后期的时候,玻璃工匠们开始尝试着用玻璃来制作眼镜的镜片,结果大获成功。玻璃镜片价格低廉,很快就普及到了普通人当中,成为一种常见的用品。

夹鼻眼镜

最早的眼镜还是单一的镜片,人们必须用手把它举在眼前,才能用它来看东西,就像现在我们使用的放大镜一样,十分不方便。后来,有人发明了一种夹子式的夹鼻眼镜,将双手暂时解放了出来。

夹鼻眼镜是用铜或者铁制成的,它没有两条架在耳朵上的眼镜腿,直接用夹子夹住鼻梁就可以使用。虽然夹鼻眼镜比原来的单镜片眼镜先进了许多,但是这种眼镜将重心全都挤压在鼻梁上,短时间佩戴还可以,时间长了鼻梁就会被夹得很难受。

固定眼镜结构

那么,究竟有什么办法可以把鼻梁也解放出来呢?人类的智慧是无穷无尽的,当夹鼻眼镜将使用眼镜的痛苦,从双手转移到鼻梁上之后,拯救鼻梁的方法很快就找到了。有人突然发现眼镜两侧的耳朵是空荡荡的,白白浪费在那里,为什么不能让耳朵来悬挂眼镜呢?

在16世纪末期,带镜脚的眼镜终于发明了。它在眼镜的左右两侧各设计了一条弯曲的眼镜腿,人们可以把眼镜腿挂在耳朵上,这样既可以腾出双手,又不会折磨鼻梁。从此,眼镜的基本形状就固定了下来。虽然后来的眼镜出现了许多新花样,但是,它的结构再也没有发生变化。

隐形眼镜

如今的年轻人佩戴框架眼镜的越来越少了,他们宠爱的对象叫做“隐形眼镜”。隐形眼镜是一种没有镜框的眼镜,它的镜片非常轻薄、透明,能够直接佩戴在眼睛的眼角膜上面,像框架眼镜一样起到矫正视力的作用。由于隐形眼镜没有重量,不会影响佩戴人的容貌,也减少了框架眼镜片破碎的危险,所以一直受到年轻人的喜爱。但是,隐形眼镜的保养和清洁都需要大量的时间,如果镜片和双手没有清洗干净,或者佩戴隐形眼镜的时间太长,都有可能出现角膜发炎、角膜血管增生等多种病症,所以一定要及时对隐形眼镜进行清洁,并尽量减少佩戴的时间。

镜子——展现你的容颜

镜子是个奇妙的物品,它可以真真切切地映照出每个人的样貌,让我们整理衣帽,更清楚地了解自己的优缺点,认识自己。透明玻璃生产出来之后,意大利的达尔卡罗兄弟想出了一个好办法,他们把锡箔紧密地贴在玻璃的一面上,然后给玻璃的一面倒上水银,另一面可以照出人影的水银镜子就完工了。早期的青铜镜制

发现透明玻璃

古埃及人是发明镜子的鼻祖,他们首先发现和掌握了生产青铜的技术。也不知道是哪个喜欢“臭美”的古埃及人,第一个发现只要将一块平整的青铜表面打磨光滑,就可以在上面看到自己的影子。就这样,“青铜镜”很快出现在世界上,它是镜子的最初形态。

我们再来看看意大利,意大利的玻璃工业一直非常发达。1317年,意大利的玻璃工匠想尝试着研制出一种彩色玻璃,他们就给制作玻璃的液体里加入各式各样的元素,看它们能发生什么样的变化。当工匠给液体里放入二氧化锰之后,奇怪的现象发生了,用它制造出来的玻璃不再是模糊一团,而变得非常透明。

造镀银镜子

透明玻璃生产出来之后,意大利的达尔卡罗兄弟想出了一个好办法,他们把锡箔紧密地贴在玻璃的一面上,然后给玻璃的一面倒上水银,另一面可以照出人影的水银镜子就完工了。不过,这样制造镜子特别慢,而且镜面还比较模糊,不能清晰地照出人像来。

到了1843年,德国人发明了一种背面镀有银层的镜子。这种镀银镜子的制作工艺特别简单,非常耐用,镜面也比水银镜子清晰得多。现在,我们在日常生活中所使用的镜子,大部分还都是这种镀银镜子。

信用卡——轻轻一刷,即可付款

使用信用卡消费已经在我们的生活中逐渐普及了,信用卡携带方便,使用更为方便。如果在商场选中了心爱的物品,只需要轻轻一刷,就可以完成付款的过程,你不想试一试吗?信用卡刷卡机

最早的信用卡

信用卡最早是在美国纽约出现的,纽约的一位大富豪拉尔夫·施内德尔,和几位朋友一起开了一家“就餐者俱乐部”。他们的俱乐部有一点与众不同的地方,凡是参加俱乐部的成员都会获得一张“就餐者俱乐部”卡,有了这张卡,成员们在纽约的27家指定餐馆用餐的时候,都可以先消费,以后再付账。这张特别的卡片,其实就是信用卡的雏形。

实用性增强

当计算机的应用逐渐普及之后,信用卡也开始飞速发展。在计算机的帮助下,在任何地方都可以使用的通用性信用卡终于诞生了。顾客只需要办理一张信用卡,就可以随意使用;而且顾客的个人信息、账目信息等资料,都能够通过计算机进行有效地查询和贮存。同时,随着使用信用卡的网络迅速扩大,信用卡的安全性也增强了。当人们发现只需要携带一张薄薄的卡片,就可以自如地购物、消费时,谁又能抵挡信用卡的诱惑呢?

不可小觑

现在许多人的钱包里,信用卡已经代替了钞票的地位,即使在超市买一瓶矿泉水,也会掏出薄薄的卡片来刷一下。现在人们可以申请使用的信用卡很多,像中国银行的长城卡、中国交通银行的太平洋卡、中国工商银行的牡丹卡、中国农业银行的金穗卡等等,都是比较常见的信用卡。随着时代的发展,更多的年轻人加入了刷卡一族的行列。据统计,到2008年6月底的时候,我国的信用卡总量为1.3亿张,这个数字已经相当庞大了。由此看来,信用卡已经成了我们生活当中不可忽视的重要角色。

肥皂——最古老的洗涤用品

肥皂的神奇功能我们早已有目共睹,一块小小的肥皂,就可以将衣服上的污渍清洗得干干净净,那么是谁首先发现了肥皂这神奇功能的呢?

想办法去油污

人们还没有发明肥皂的时候,如果衣服穿脏了,沾上了污垢,散发出了酸臭的气味,他们就会把脏衣服拿到河边去,将衣服放在河边的大石板上面,用一根大木棒反复地捶打衣服,然后再把衣服放到河水里清洗。这样的洗衣方式不仅特别费劲,而且衣服上的油污根本洗不掉。后来,有人偶然发现如果将皂荚树上的皂荚果泡在水里,再用这种水去洗衣服,就可以洗掉衣服上的脏东西,而且对油污特别有效果。从此,皂荚果就成了古代人清洗衣服的主要用品,它的作用就和现在我们使用的肥皂差不多。

炭灰块作用

大肥皂是一种历史悠久的物品,它的来历要从古埃及时代讲起。古代埃及的国王有一天大摆宴席,请客人吃饭。由于来的客人特别多,厨师们忙得团团转,就在这忙乱的时候,有人竟然还打翻了油瓶!油瓶里的油全都洒了出来,掉到地上的炭灰里。厨师害怕受到国王的训斥,连忙用手捧起地上的油灰,扔到外面去。但厨师洗手的时候,奇怪的事情发生了,本来沾满了油腻物的双手,突然间变得很容易清洗,只轻轻搓了几下就洗得干干净净,也不再油腻了。

厨师将这种奇怪的现象告诉了国王,国王立即意识到这是油灰的作用。国王命令手下人做出一种含有油脂的炭灰块,要求大家都用这种炭灰块来洗手,果然洗得非常干净。这种特别制作的炭灰块就是最早的肥皂。厨师洗手的时候,奇怪的事情发生了,本来沾满了油腻物的双手,突然间变得很容易清洗,只轻轻搓了几下就洗得干干净净,也不再油腻了。

块状肥皂罗马造

古埃及国王用油脂和炭灰来制作肥皂,而古罗马人却选择了羊油脂和草木灰。他们把这两种物质混合在一起,用它们来洗手、洗衣服,有时候还用来洗油腻的头发。在公元70年的时候,古罗马的一位著名学者用羊油脂和草木灰做出了块状的肥皂!他的这一发明轰动了整个罗马,从此罗马开始大量地生产肥皂,就连后来欧洲制造肥皂的技术,也是从古罗马流传过去的。块状肥皂

新型肥皂

欧洲国家的人民开始使用肥皂的时候,已经到公元8世纪了。这时的肥皂虽然已经很普及,但是它的价格却非常昂贵,还属于日常用品中的奢侈品。到了1791年,法国化学家路布兰从我们食用的食盐中,提取出一种叫做“碱”的物质。他将这种碱和植物油混合在一起,制造出了一种新型的肥皂。新型肥皂比原来的肥皂更好用,而且由于成本降低,它的价格也降了下来,成为普通家庭可以随意购买、使用的日常用品。直到今天,我们在清洗衣服的时候,依然需要借助肥皂的帮助。人类发明了肥皂,肥皂改变了我们的生活。

味精——让食物鲜美可口

如何烹饪出味道鲜美的食物,是每一个热爱厨房的人内心的渴望。其实味精就是厨房里最好的调味剂,它具有点石成金般的魔力。

最鲜美的汤

味精的发明历史比较短,它至今才有100年而已。在1908年的某一天中午,日本的化学教授池田菊苗像平常一样赶回家吃午饭,他的妻子早就做好了精美的食物,在家里等待他的归来。餐桌上的食物都是池田教授最爱吃的,中间还放着一盆海带黄瓜汤。这一天天气很热,这盆汤吸引了池田教授的目光,他舀起一勺汤放进嘴里。咦,今天的汤似乎特别好喝,里面有一种很鲜美的味道。

池田教授用作化学试验的敏锐目光研究起这盆汤来,他用汤勺在汤里面舀了几下,奇怪,里面只有普通的海带和黄瓜,而且妻子也没有在汤里面额外添加其他的作料,为什么这盆汤的味道却会如此鲜美可口呢?中国“味精大王”吴蕴初

新商品上市

池田教授敏感地觉得这盆汤并不寻常,他匆匆忙忙地吃完午饭,带着剩下的汤来到了实验室,对汤里面的海带和黄瓜进行了仔细的研究。没想到这项研究竟然花费了他半年的时间,功夫不负有心人,最后池田教授终于发现在海带中含有一种叫做谷氨酸钠的化学物质,只要将这种物质放到食物里,就能够迅速增加食物的鲜味。

日本商人铃木三朗助偶然间听到了池田教授的研究成果,他敏锐地意识到这项成果的经济价值,如果能够将谷氨酸钠作为商品出售,那一定会挣到大笔大笔的财富。于是,铃木三朗助找到了池田教授,愿意为他提供经济支持,两人联手合作,共同提取谷氨酸钠。商人和教授的合作非常愉快,他们在研究中发现海带中的谷氨酸钠含量太低,因此改变了原材料,开始从廉价的大豆和小麦的蛋白质中提取大量的谷氨酸钠,并给这种物质取名为“味之素”,将它作为商品出售。

中国的“味之素”“味之素”在日本卖得很火爆,很快,它就漂洋过海来到了中国。中国化学工程师吴蕴初对这瓶白色的粉末状物质很感兴趣,他利用自己的化学知识很快就弄清楚了“味之素”的成分。随后,吴蕴初利用中国的小麦麸皮,通过水解的方法也可以提取谷氨酸钠。

对谷氨酸钠的提取获得成功之后,吴蕴初创立了一个工厂,专门为中国人制作鲜美可口的“味之素”。这种中国原产的“味之素”就叫做“味精”,吴蕴初也因此而获得了“味精大王”的称号。

味精从此成了中国家庭中必备的调味品,在肉、菜、汤中加入适量的味精,食物的味道顿时就会变得鲜美起来。但是,味精不能长时间的烧煮,所以必须要等到菜肴出锅之前,才能加入味精。池田教授敏感地觉得这盆汤并不寻常,他匆匆忙忙地吃完午饭,带着剩下的汤来到了实验室,对汤里面的海带和黄瓜进行了仔细的研究。

Tips 【味精和鸡精有什么区别?】

味精是一种食物增鲜剂,它的主要成分就是从玉米、大米等粮食作物中提取的谷氨酸钠,鲜味比较单纯。而鸡精是一种复合型的调味料,它是用新鲜的鸡肉、鸡骨等为原料,经过复杂的提炼之后,再加入盐、香料、糖等多种调味品组合而成的调料,味道比较综合。我们可以根据自己喜好的口味,来选择使用味精或者鸡精作为调味品。

巧克力——传递感情的使者

巧克力因为独特的口感一直受到世界各国人民的喜爱,它就如同一个美丽的精灵,为人们传递着幸福和快乐。

独特的液体

我们都知道巧克力是由可可豆做成的,而可可豆生长在遥远的南美洲。在16世纪的时候,一支西班牙探险队前往墨西哥探险,由于经过了长途跋涉,队员们个个都筋疲力尽。这时,正好有几位印第安人路过此地,他们看到了探险队员狼狈的样子,就取出几颗可可豆来,将豆子磨碎加水煮成一种液体。探险队员喝了这种液体之后,顿时觉得精神大振。

他们向印第安人讨教了制作这种液体的方法,将可可豆带回了西班牙。

液体变固体

当可可豆制成的饮料成为西班牙的畅销饮品之后,商人拉思科嫌每次磨碎、煮熟的过程太麻烦,于是他利用烘干、浓缩等方法,将液体状的可可饮料变成了一种固体,这就是世界上最早出现的巧克力。后来,英国人想方设法弄到了巧克力的配方,他们又在巧克力中加入了自己喜爱的牛奶,牛奶巧克力就此诞生。

现在我们食用的巧克力都是经过科学脱脂处理后制作出来的,口感爽滑、细腻,而且花样繁多。除了黑巧克力、白巧克力、牛奶巧克力之外,还有果仁巧克力、榛子巧克力、夹心巧克力、杏仁巧克力等等,保准让你眼花缭乱。他们看到了探险队员狼狈的样子,就取出几颗可可豆来,将豆子磨碎加水煮成一种液体。探险队员喝了这种液体之后,顿时觉得精神大振。

馒头——诸葛亮的发明

馒头是一种非常大众化的食物,特别对于生活在我国北方地区的人们来说,恐怕再也没有比馒头更常见、更亲切的食物了。

馒头的诞生

说起馒头的发明,那可和三国时期的诸葛亮分不开呢。相传诸葛亮打完孟获之后,有人对诸葛亮建议说:“这片区域常有邪气,我们又杀死了这么多人,身上都沾满了杀气,需要用人头来敬奉神灵,才能保证我们以后的出行顺利。”

诸葛亮听了此人的话,感觉有些道理,可是到哪里去找人头呢?诸葛亮灵机一动,就让手下用白面做成人头的样子,用来祭奠神灵以及那些在战争中死去的人。后来,这种用白面做成的面食就成了祭奠时常用的食物,并逐渐变成了人们日常食用的点心,这就是馒头。

北方的主食

最初祭祀用的馒头真的有人头那么大,到了唐朝之后,人们开始食用馒头,它的个头也逐渐变小了。后来,有的馒头中增加了各种馅料,这就是包子的雏形;而无馅的馒头仍然占据了大部分地盘。我国北方地区的人们至今都喜欢食用馒头,馒头松软可口,制作方便,便于携带,是许多北方人每餐必备的主要食物。

Tips 【馒头和包子】

古时候的人们把有馅的和无馅的馒头都统称为“馒头”,在吃饭的时候经常可以听到“来两个有肉的馒头”、“要无馅的馒头”的说法。到了清代,人们渐渐将有馅的馒头称为“包子”,它分为肉包子、菜包子、糖包子等不同的种类,完全和馒头区分开来;而无馅的馒头依然保留了“馒头”的称号。这两种名称清晰地区分了两种不同的食物,所以一直到今天还在使用。不过,如今在上海等地方的方言中,依然有人喜欢将馒头和包子统称为“ 馒头” , 听起来非常有意思。

方便面——一泡就熟的面条

随着社会的快速发展,人们的生活节奏也越来越快了。方便面正是在这种高效率的生活环境中产生的,并且,它本身就是高速度的代表。自己做汤煮方便面也是一种不错的吃法。

无奈的选择

方便面的发明者是日本人安藤百福。安藤百福原来自己经营着一家小食品作坊,对于一个生意人来说,如何将买卖扩大、多挣点钱是每天都需要思考的问题。1956年的一天,安藤百福去一家面馆吃面,结果发现面馆前面排着长长的队伍,每个等待吃面的顾客都很无奈地等待着。

突然,安藤百福灵机一动,等待吃面的顾客都是没有办法的选择,如果能发明一种不需要用锅煮熟,只要用开水冲泡就可以食用的面条,那不是可以从这些被动等待的人群中拉来一大批客户吗?安藤百福又将精心选择的调味料烘干、焙制成粉末状,分装在小包装里,和面条一起出售,他还给这种新式面条取名为“方便面”。面馆前长长的队伍里,每个人都焦急地等待着。

方便面面世

安藤百福确定了自己的发明思路之后,就马上投入到这种方便面的试验当中去。为了实现面条的方便性和快捷性,他决定先将面条油炸一遍。油炸过的面条其实已经熟透了,上面还出现了许多密密麻麻的小孔,只要再给它浇上足够的开水,面条通过小孔就可以充分吸饱水分,变得柔软起来,就像是刚从锅里捞出来的新鲜煮面条一样。

便于食用的面条发明了,但没有调味料的面条怎么能让顾客吃得下呢?为了给自己最新研制的面条增加各种口味,安藤百福又将精心选择的调味料烘干、焙制成粉末状,分装在小包装里,和面条一起出售,他还给这种新式面条取名为“方便面”。

不停的变化

果然不出安藤百福所料,方便面一诞生就引起了轰动,方便快捷的食用方式使它迅速拥有了一大批固定的消费者。

在方便面的成功光环下,安藤百福将自己的食品作坊扩大为日清食品公司,专门进行方便面的研制和销售。

为了争取外出旅行人员的客户群,日清食品公司又研制出了碗装的方便面,将方便面的面块、调味料和一把塑料小叉子一起装在纸制的碗里,密封出售。这一改良措施解决了外出人员找不到干净的饭碗,无法泡制方便面的问题。虽然碗装方便面的价钱是普通袋装方便面的3倍多,但还是供不应求。

如今的方便面已经遍布全世界,成为人们生活中不可缺少的食品。方便面也在不断创新,它的变化除了从袋装向碗装、杯装发展外,更多地体现在调味料上。原来单一的方便面调味粉包已经被油包、酱包、脱水蔬菜包等调料包所替代,甚至还出现了一些具有地方风味的调味料,给人们更多、更新鲜的选择。

Tips 【“伊面”的来历】

其实早在方便面发明之前,我国广东惠州地区就已经出现了一种叫做“伊面”的面食,它可以说是方便面的老祖先。伊面最早出现在我国清代,据说当时惠州府的大书法家伊秉绶在家里宴请宾客,手忙脚乱的厨师一不小心,把面条放进沸腾的油里炸熟了。由于宾客都等着吃面,厨师只好将错就错,把炸熟的面条重新煮了一下,然后浇上鲜美的鸡汤,端给客人吃。这道面条口感鲜美、筋道,一下子获得了客人的称赞,大家还给它取名为“伊面”。从此,这种先炸后煮的面条就流传了下来,现在依然是我国广东地区常见的面食。

可口可乐——最好喝的药水

可口可乐是一种风味独特的碳酸饮料,它的销量在全球名列第一。虽然现在和它竞争的对手在逐渐强大和增多,但谁也无法撼动可口可乐世界最畅销饮料的地位。

会冒泡的液体

可口可乐的出生地在美国佐治亚州的一家药店里。1886年5月的一天,药店的主人约翰·潘柏顿医生在自己的实验室里研制了一种新药物。他曾经在医学杂志上看到过一条报道,说是古柯树的叶子具有止痛的效果。潘柏顿医生正想配制一种可以治疗头痛的药水,于是他将古柯树叶和柯拉树的果实混合在一起,制作出一种深棕色的液体。

这种深色液体的味道很奇怪,潘柏顿医生担心病人不喜欢服用,就给里面又加入了一些苏打水。没想到,苏打水一放入,液体中就冒起了阵阵气泡。潘柏顿医生好奇地尝了尝,味道好极了!不同包装的可口可乐

取个好名字

加入了苏打水的止痛药水从此开始在药店出售了,凡是购买了这种药水的病人都对它独特的味道赞不绝口,称赞它是世界上最好喝的药水。潘柏顿医生干脆大量生产这种药水,并将它放到饮料店里销售。

既然已经正式销售了,总要给自己独创的药水起一个特别的名字吧。潘柏顿医生的合伙人罗宾逊突然想出了一个响亮的名字——Coca Kola。Coca的意思是古柯树的叶子,Kola的意思是柯拉树的果实,正好将药水里两种主要成分的名字都包括了进去,而且好听又好看。为了让Coca Kola写出来显得更加美观,罗宾逊又将Kola的K改成了C,于是Coca Cola就正式成为了新药水的大名,我们用中文翻译过来就是“可口可乐”。

Tips 【畅销世界的可口可乐】

可口可乐是全世界最为畅销的饮料,这可不是徒有虚名,如果我们把所有已经出厂的可口可乐分送给全世界的人,那么,世界上的每一个人都会得到600多瓶可口可乐。如果我们把所有生产出来的可口可乐倒进一个大游泳池里,那么,就必须先挖好一个长35千米、宽12千米的大游泳池。

如果这个大游泳池对外开放的话,那么,可以让5亿人在里面玩耍。如果我们把所有生产过的可口可乐瓶子头尾相连地排列起来,那么,它们就能将地球、水星、金星、火星、木星等几大星体连接起来。瞧瞧看,可口可乐不愧是最畅销的饮料吧。

不能长期饮用

最初深棕色的可口可乐在饮料店里并不怎么受欢迎,很多顾客甚至都没有注意到它的存在。有一天,大富豪阿萨·坎德勒的头痛病又犯了,仆人赶快给他拿来一杯加热的可口可乐。凯德勒喝下可口可乐之后,顿时感到精神振奋,头痛也消失了。

大富豪对这种神奇的药水产生了兴趣,他花巨资买下了可口可乐所有的股权,并尽力将可口可乐推广到市场上去。从此,可口可乐的身价一升再升,从小药店的治头痛药水一跃成了世界知名的畅销饮料。据说全世界现在每一秒钟,就有至少一万人正在享用可口可乐公司所出品的饮料,由此可见可口可乐的受欢迎程度。但是,可口可乐的配方中含有咖啡因、磷酸等物质,很容易让人上瘾,同时还容易引起人体钙的流失,对牙齿也有很大的损害。所以,为了身体健康,最好不要长期大量饮用可口可乐。潘柏顿医生担心病人不喜欢服用,就给里面又加入了一些苏打水。没想到,苏打水一放入,液体中就冒起了阵阵气泡。潘柏顿医生好奇地尝了尝,味道好极了。

第2章 速度的进步

蒸汽机——工业革命的先锋

蒸汽机的发明和完善,使人类真正告别了手工作坊,走进了机械文明的大门。在机器轰隆隆的响声伴奏下,人类的生活方式也发生了翻天覆地的变化。瓦特改良的蒸汽机

不成熟的机器

蒸汽机的发明经历了一个漫长而曲折的过程。17世纪的时候,英国工程师萨弗里发明了利用蒸汽压力提水的机器。他的发明是依靠两个蛋形容器交替工作,将矿井底部的水在大气压力的推动下,吸入提水机的容器中;再利用压力控制排水阀,将水排出。

1705年,英国工程师纽科门又发明了大气式蒸汽机。但是,他的这项发明没有将汽缸和冷凝器分开,白白损失了大量的热量,工作效率太低,因此没有被人们进一步推广,只是在一些比较偏远的地方使用。蒸汽机的出现加快了社会的发展速度,我们的生活也随之发生着翻天覆地的变化。

改良不够彻底

1764年,英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特有一次在修理纽科门蒸汽机的时候,仔细研究了这台蒸汽机的结构,并开始思考如何改良蒸汽机浪费热量的缺点。瓦特平时勤奋好学,善于探索,他只用了一年的时间就发明了可以将汽缸和冷凝器分开的蒸汽机。他的这项发明很快就获得了英国的专利权。

获得专利之后,瓦特对蒸汽机的改良并没有停止。因为他发明的带有冷凝器的蒸汽机虽然比纽科门蒸汽机进步了许多,提高了机器的热效率,但是在其他方面并没有实质性的区别,还不具备一台可以带动其他机器的动力机的条件。

Tips 【瓦特和功率单位】

在蒸汽机的发展历史上,瓦特的贡献非常卓越。为了纪念伟大的发明家瓦特, 人们后来将功率的单位定为“ 瓦特”,以此来表达我们对瓦特的敬意。

瓦特蒸汽机

1781年,瓦特受到了天文现象行星绕日的启发,他将蒸汽机活塞的直线运动通过一套齿轮装置,调整为旋转运动,并在轮轴上增加了一个火飞轮。瓦特这套带有齿轮和拉杆的装置为他赢得了第二项专利。

为了进一步提高蒸汽机的工作效率,瓦特又对蒸汽机的汽缸进行了改良。他研制出一种既能推动活塞向上运动,又能推动活塞向下运动的双向型汽缸。为了实现这种汽缸的实际运用,原来蒸汽机汽缸中使用的低压蒸汽也被瓦特用高压蒸汽取代了。在瓦特的努力下,双向汽缸也获得了专利。早期的蒸汽机车

万能动力机

瓦特的这两次改良运动花费了他二十多年的时间,他改进之后的蒸汽机明显提高了汽缸的精密度,连阀门和活塞等小部件也变得严密起来,这些细节上的变化都使得蒸汽机的热效率和可靠性得到了大大提高。最重要的是,瓦特将蒸汽机以往的直线运动变成了圆周运动,蒸汽机可以通过传动装置连续而均匀地运转,如果将它安装在不同的机器里,就可以产生强大的动力,带动机器运行。从此,瓦特的蒸汽机彻底改变了纽科门蒸汽机的核心部分。瓦特将纽科门蒸汽机完全演变成了瓦特蒸汽机,使得蒸汽机成了真正的动力机器。瓦特蒸汽机得到了更为广泛的运用,成为工业、交通运输业等各个行业中都在使用的“万能动力机”。他研制出一种既能推动活塞向上运动,又能推动活塞向下运动的双向型汽缸。为了实现这种汽缸的实际运用,原来蒸汽机汽缸中使用的低压蒸汽也被瓦特用高压蒸汽取代了。

轮胎——让轮子更轻便

轮子的发明改变了人类在陆地上行走的方式,而轮胎的出现则更深入地挖掘出了轮子的潜力,使它更轻便,并将这一改变改造得更加彻底。

容易颠簸的轮子

最早出现的轮子大多是用木头制成的。木轮子很容易磨损,在行进过程中还会发出嘎吱嘎吱的噪音。最让人烦恼的是,如果道路坎坷不平,轮子和路上的障碍物发生意外碰撞的时候,就会颠簸车身,装在车上的货物或坐在车上的人,很有可能会被猛烈的撞击颠得跳起来。

虽然随着社会的发展,人们后来将木轮子改成了金属轮子,车辆行走的道路也逐渐被修整,铲除了路上的许多障碍。但是,这些改变都不能从根本上解决轮子会发生颠簸的问题,只是稍微有了一些改善而已。一次自行车比赛中,邓洛普的儿子骑着父亲改造过的自行车获得了比赛的冠军。从此,这种新式的轮胎受到了人们的关注,并获得了国家专利。

给车轮换个模样

1888年,爱尔兰的兽医约翰·伯德·邓洛普,实在忍受不了儿子自行车上的铁质车轮发出的“哐当”声,他想给车轮裹上一层柔软的东西,让它不再哐当乱响。

邓洛普找来一根橡胶管,将管子用绳子缠绕在铁车轮上。虽然橡胶避免了车轮的响声,但是车轮变得鼓鼓囊囊的,却给骑车的人带来了麻烦。

邓洛普决定自己发明一种可以充气的轮胎,用它来取代现在的铁质车轮。他利用给足球、篮球充气的原理,给橡胶管里充满气体,安装在车轮上。可是这种轮胎不实用,充满空气之后,捏起来很坚硬,但被车轮轻轻一压,立刻就发出“嘭”的声音,爆炸了。最早的轮子都是木制的。

被人们所接受

在多次试验失败之后,邓洛普终于找到了制造充气轮胎的秘诀。他对橡胶管进行了加厚处理,用结实的帆布和橡胶混合在一起,做成橡胶管轮胎的最外层。这样厚实的外表层既有帆布的柔韧性,又有橡胶的弹性,无论车轮怎么压,轮胎都不会发生爆炸。

邓洛普发明的充气轮胎开始并没有被周围的人所接受,他们甚至还嘲笑这种奇怪的轮子。在不久之后的一次自行车比赛中,邓洛普的儿子骑着父亲改造过的自行车获得了比赛的冠军。从此,这种新式的轮胎受到了人们的关注,并获得了国家专利。后来,邓洛普创办了一家轮胎工厂,专门生产自己发明的橡胶充气轮胎。他的轮胎很快就被应用到自行车和摩托车上,并逐渐扩展到了汽车的领域中。

现在汽车所使用的轮胎依然多采用充气的橡胶轮胎,制造轮胎的橡胶都用尼龙、人造纤维和钢丝严密加固。轮胎的胎面都比较宽、厚度很薄,上面还有复杂的花纹,可以迅速排走轮胎表面的水迹,在冬天的时候还可以防滑。轮胎的发展向前迈进了一大步。

Tips 【米其林轮胎】

米其林轮胎公司是全球轮胎科技的领导者,它创建于1889年的法国克莱蒙费朗。在这100多年的时间里,米其林在轮胎界创造了无数的奇迹:它制造了世界上第一条轿车轮胎、火车轮胎和卡车轮胎;它第一个推出了可以拆卸的轮胎;它首先完成了无内胎轮胎的设计;而著名的轿车子午线轮胎更是将米其林轮胎推上了事业的高峰期。如今,米其林公司生产的轮胎已经享誉全球,它具有材质柔软、噪音小、抓地性好、抗爆性能优越等特点,因此受到了广大有车族的喜爱和追捧。

自行车——最轻便的代步工具

一提起车,我们的脑海里就会浮现出四个轮子的汽车来。然而只有两个轮子的自行车也可以算是“车”的一种,它可是人类最普及、最实用、最轻便的代步工具呢。可以折叠的自行车

自行车鼻祖

自行车的确切发明时间现在已经无法考证了,人们一般都认为德国男爵卡尔·杜莱斯是自行车的发明人。1817年,卡尔·杜莱斯凭借自己的兴趣和热情,制造出了世界上第一辆自行车。这种自行车的车把是用木头制成的,前轮是活动的,骑车的人利用前轮上的方向把手就可以操纵前轮,随意改变自行车的行驶方向。但是,这辆自行车没有脚蹬,要想让它行驶起来,就需要靠人的双脚蹬地前进。

杜莱斯男爵的发明一年以后就获得了德国的专利。不过,这辆自行车的安全性能比较差,它没有控制车速的刹车系统,所以对于骑车人来说,需要一种冒险精神。

自行车大变身

21年之后,也就是1838年,苏格兰发明家麦克米伦给杜莱斯男爵的自行车加上了脚踏板。只要把这两块脚踏板安装在自行车的前轮上,骑车人就可以通过蹬踏脚踏板来推动自行车行驶了,人们的双脚终于离开了地面。

1860年,法国工人米肖给自行车安装上了最重要的安全系统——刹车。1880年,法国人基尔梅发明了链条。链条将自行车的前后轮连接起来,骑车人只需要踩动前轮上的脚踏板就可以同时带动后轮旋转,大大提高了自行车的行驶速度。1888年,英国兽医邓洛普发明了充气车胎,自行车的行驶变得更加快捷、轻松。在这些发明家的辛勤推动下,自行车的发展进入了一个崭新的阶段。双人自行车这种自行车的车把是用木头制成的,前轮是活动的,骑车的人利用前轮上的方向把手就可以操纵前轮,随意改变自行车的行驶方向。但是,这辆自行车没有脚蹬,要想让它行驶起来,就需要靠人的双脚蹬地前进。

走进自行车王国

自行车逐渐成为最普及的交通工具之后,它的结构越来越完善,功能也越来越强大。随着时代的发展,自行车王国也呈现出一片百花齐放的景象:老式的带有大横梁的自行车很快就被轻便小巧的自行车取代了,而各种变速车也曾经风靡一时。后来,又出现了竞赛自行车、多轮自行车、多人骑自行车、越野自行车、电动自行车、折叠自行车、太阳能自行车等新一代自行车,品种繁多、花样新颖,满足了人们的不同需求。

Tips 【电动自行车】

电动自行车是一种利用蓄电池提供行驶动力的新型自行车,它虽然具有普通自行车的外表特征,但是却能实现人力骑行和电动行驶两种功能。电动自行车没有过多的噪音,也不会在行驶中释放出令人讨厌的污染尾气,是当之无愧的“绿色交通工具”。在那些经常发生交通堵塞的大都市里,电动自行车可以灵巧地越过瘫痪的车流,绝尘而去,人们使用电动自行车外出甚至要比汽车更加方便和快捷。现在,越来越多的人都开始选择电动自行车作为短途出行的交通工具。在不久的将来,电动自行车将会走进每一个家庭,成为每家必备的交通工具。

摩托车——可高速行驶的两轮车

摩托车也是我们生活中很常见的两轮交通工具,它既像自行车一样灵活、轻便、用途广泛,又可以在汽油机的驱动下,像汽车那样高速行驶。

完美的摩托车

经济适用的摩托车是许多普通家庭必备的车辆,它主要依靠汽油机来行使,既可以载人又可以拉货,很方便实用。你知道吗?发明摩托车的人其实是一位有名的汽车创始人——戴姆勒。19世纪后期,人类已经发明了汽油发动机和充气轮胎,德国人戴姆勒在这些科技成果的启发下,发明了一种汽油摩托车。戴姆勒摩托车的车架和前后两个轮子都是用橡木做成的,他为了让这辆车能够高速行驶,还研制出了一台以汽油为燃料的内燃机,将内燃机安装在橡木车架上。

虽然戴姆勒摩托车的外形非常粗糙,内燃机、排气管等部件就悬挂在车的一边,暴露在外。但是,这些都不能阻止戴姆勒摩托车的成功。事实也的确如此,这辆世界最早的摩托车除了行驶速度缓慢、噪音比较大之外,也没有其他的缺点了。戴姆勒摩托车的车架和前后两个轮子都是用橡木做成的,他为了让这辆车能够高速行驶,还研制出了一台以汽油为燃料的内燃机,将内燃机安装在橡木车架上。

找准自己的位置

后来,人们在戴姆勒摩托车的基础上将内燃机更换为体积小、重量轻、功率高的发动机,木制车轮也换成了充气橡胶轮胎,这些改变迅速提高了摩托车的行驶速度,使它成了方便实用的大众交通工具。

在第一次世界大战期间,摩托车发挥了它独特的优势。由于它的价钱比汽车便宜许多,而且方便实用,速度也够快,各大军队都选择使用摩托车来侦察军情、传递情报。第二次世界大战之后,摩托车又被投入到各种比赛、运动当中去,并获得了很不错的成绩。

虽然发展迅速的汽车很快就抢走了摩托车的风头,但是人们并没有冷落摩托车,而是将它带进了体育竞赛的圈子里,让它在那里尽情展现自己的风采。

新型摩托车什么样

现代的摩托车与最初的戴姆勒摩托车相比,简直有天上地下的分别。现代摩托车生产厂家都引进了各种先进技术,想方设法提高摩托车的动力性能,这些技术甚至可以和现代汽车的高科技相媲美。比如有的新型摩托车的发动机,都采用了燃油喷射装置、光通信电子控制系统、电子地图导向系统等高新技术,在这些新技术的支持下,现代的摩托车会变得更加完美。

Tips 【戈特利布·戴姆勒】

戈特利布·戴姆勒是德国工程师和发明家,他和好友威尔赫姆·迈巴赫一起发明了带有汽油发动机的摩托车,后来又创造了第一辆戴姆勒汽车。1890年,戴姆勒创建了自己的汽车公司。

1926年6月29日戴姆勒公司和奔驰公司合并,成立了戴姆勒-奔驰汽车公司,这家世界知名的公司在汽车发展史上有着举足轻重的地位。

火车——强悍的“铁马”

在火车发明之前,马车是人类主要的交通工具。自从彪悍的“铁马”诞生之后,它不仅取代了马车的位置,而且一直稳稳地占据着长长的铁轨,始终不肯“放手”。

用铁条做路轨

早在16世纪的时候,一种用木材做成的路轨就已经出现了。后来,由于金属的销路不十分理想,大量的生铁都卖不出去,只好堆积在工厂里。有位老板不忍心看到堆积如山的生铁被白白浪费掉,就让人用这些铁铸成长长的铁条,像路轨一样铺在地上,希望有一天有人看上这些铁条,将它们全都买走。

当工厂的车辆从地面的铁条上通过时,人们惊奇地发现,用铁条铺成的路轨远比用木头铺成的路轨省力得多,而且十分稳当。就这样,铁轨正式出现在人们的生活当中了,它要比火车早出现很多年。铁轨

新发明不容易

铁轨诞生之后,马车成为了行走在铁路上的主要车辆。一辆辆四轮运货车就在马的拉动下,沿着铁轨来回地奔跑着。马车并不是一种理想的交通工具,人们渴望找到一种比马跑得更快、更有力气,也不用休息停顿的车辆。

1783年,英国人默多克研制出了一台利用蒸汽机作为动力的车辆。可是,这台车实在是太笨重了,它在普通的道路上行走都很吃力,所以也没有人愿意在铁轨上使用它。1803年,英国工程师特里维希克制造出了蒸汽火车,它可以在铁轨上奔跑,装载的货物也比马车多许多。但是这台蒸汽火车身上却包含了无数的小毛病,经常会出现一些小故障,走上一段距离就要停下来维修,所以它也没有被大多数人接受。1783年,英国人默多克研制出了一台利用蒸汽机作为动力的车辆。可是,这台车实在是太笨重了,它在普通的道路上行走都很吃力,所以也没有人愿意在铁轨上使用它。

地位很重要

默多克和特里维希克的发明失败之后,英国工程师斯蒂芬孙认真地分析了他们失败的原因,决定发明一种可以在铁轨上自如行走的蒸汽机车。1814年,经过多次试验和改装,斯蒂芬孙的蒸汽机车终于诞生了。这种机车体重较轻,行驶的速度虽然比特里维希克的蒸汽火车要缓慢一些,但是它运行非常稳定,还能一次载运30吨货物,简直就是一辆完美无缺的“铁马”。从此,火车的时代正式拉开了帷幕。

直到今天,方便、快捷、安全、便宜的火车仍然是我们生活当中重要的交通工具。而且,随着科学技术的发展,火车已经由最早的蒸汽机车,摇身一变,变成了电力机车。现在,磁悬浮列车也逐渐走进我们的生活,为人们提供更多的便利。

Tips 【神奇的“子弹头”列车】“子弹头”列车也叫做“动车组”列车,是一种比较先进的列车。它的车身是采用高强度的铝合金材料制成的,可以提高列车的行驶速度,保证列车达到每小时200千米的高速;而完全密封的车身不光可以降低列车行驶时发出的各种噪声,还能够抵抗列车行驶时所遇到的气体压力。从动力系统上看,“子弹头”列车的部分车厢上也安装有动力设备,即使在行驶过程中,有几节车厢发生了故障,整列列车的运行也不会受到影响。最为特别的是,“子弹头”列车可以两头行驶,在返程的时候,列车不需要掉头,只要将车厢内所有坐椅的方向进行旋转就OK啦。

磁悬浮列车——会“飞”的列车

你想尝试风驰电掣的速度吗?只要乘坐磁悬浮列车,就可以保证让你在旅途中,感受到飞一般的感觉。当然,磁悬浮列车不但速度高,而且舒适性也是一般列车不能比的。

怎样提高速度

自从火车发明之后,车轮就和铁轨密切相连了。虽然火车也在一代代的更新当中,但是,无论内燃机车还是电力机车,它们的车轮总是要和铁轨进行剧烈的摩擦之后,才能促使车辆迅速向前运动。人类曾经多次设想过进一步提高火车的运行速度,但是,如果要想将火车的速度提高,首先就要克服车轮和铁轨之间的摩擦力。只有先减少两者之间的摩擦力,才能获得突破性的结果。

坚持到最后

要减少车轮和铁轨之间的摩擦力,可真不是一件容易的事情。1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔首先提出了利用磁铁的吸引力,使列车悬浮在铁轨上的想法。从此,美国、德国、日本、英国等发达国家都相继开始了磁悬浮列车的研究。经过多年的试验之后,只有顽强的德国和日本两个国家坚持了下来,并且都在磁悬浮列车的研究方面取得了显赫的成就。交通工具的速度和舒适性、安全性都不断提高,更好地为人们的生活提供方便。

Tips 【中国有磁悬浮列车吗?】

在中国上海有一条磁悬浮列车专线,它从2003年1月4日开始正式对外开放。这条列车专线是中国和德国联合开发的,西起上海地铁2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,全长29.863千米。

原理挺复杂

目前世界上成功研制出的磁悬浮列车,主要是依靠磁铁的悬浮力来推动列车前进的。由于轨道上充满了强大的磁力,列车就会在磁力的支持下,悬浮在铁轨上方,和铁轨完全不接触,就像是飘浮在空中一样。这样一来,磁悬浮列车在行进当中,就摆脱了和铁轨的摩擦力,只会受到空气的阻力,它的行驶速度自然也就会大大提高。

对于磁悬浮列车的成功,铁轨的作用可是功不可没。磁悬浮列车使用的铁轨有两种,一种是“T”形铁轨,它主要利用车辆下部安装的电磁铁来保持列车悬浮。这种电磁铁其实就是一个金属线圈,当电流从线圈中通过时,就会产生强大的磁场,支持列车悬浮起来。还有一种铁轨是“U”形的,它的车辆下部和轨道中都含有电磁铁,主要利用这两块电磁铁所产生的相互排斥的磁力,将列车从轨道上推离开来,悬浮在空中。

磁悬浮列车的成功研制,无疑是人类交通史上的一次重大进步。磁悬浮列车无污染、速度快、维修简便、运行安全,不仅可以超越现代的高速列车,而且还可以和航空行业相竞争,实在是人类理想的环保交通工具。

汽车——四个轮子到处跑

恐怕连汽车的发明者也没有想到,这种带有四个轮子的车辆对人类产生了多么大的影响。它扩大了人们的生活范围,开阔了人们的视野,极大地方便了人们的生活。安装了内燃机的马车是汽车的最早雏形。

最快的三轮车

汽车的诞生离不开内燃机的发明。内燃机出现之后,许多人尝试着用它来提高车辆的速度。当时自行车和马车都是常见的交通工具,于是,人们经常可以看到悬挂着内燃机的自行车或者马车招摇过市。但是,这些车辆并不能完全表现出内燃机的重要性。

1885年,德国人卡尔·本茨别出心裁地将内燃机安装在一辆三轮车的车架上,制造出一辆三轮汽车。有了内燃机的帮助,三轮汽车的速度迅速提高,最快的时候甚至达到了每小时16千米,这在当时来说,已经是最快的速度了。1885年,德国人卡尔·本茨别出心裁地将内燃机安装在一辆三轮车的车架上,制造出一辆三轮汽车。

获得世人承认

本茨对自己的发明感到十分得意,他甚至还申报了专利。在1886年1月29日,本茨和他的新型三轮汽车一起,获得了世界上第一个“汽车制造专利权”。虽然这辆三轮汽车已经体现出了汽车的雏形,但它毕竟是由三轮车改装而来的,在行驶的时候经常会出现抛锚的情况。本茨很害怕受到外人的嘲笑和讥讽,于是,他开着车只在自己家的院子里转来转去。

就这样,这辆三轮汽车一直都没有机会真正走上街头,在广阔的街道上驰骋。1888年8月,本茨的夫人贝尔塔认为丈夫辛辛苦苦发明的三轮汽车,不应该埋没在自己家的小院子里。于是,她利用带孩子看望祖母的机会,自己驾驶着丈夫发明的三轮汽车,在路人惊讶的目光中,颠簸着行驶了100多千米,平安来到了孩子的祖母家。

夫人大胆的行为终于鼓励了本茨,他带着自己的发明参加了当年的慕尼黑博览会,在会上引起了非常大的轰动,也获得了大量的汽车订单。从此,本茨的汽车事业终于步上了正轨,他开创了德国最大的汽车制造厂,并生产出了世界闻名的奔驰汽车。德国戴姆勒利用汽油发动机,制造出了一辆四轮汽车。

蓬勃发展

除了本茨之外,另一个德国人戈特利布·戴姆勒利用汽油发动机,也制造出了一辆四轮汽车,这辆汽车的行驶速度要比本茨的三轮汽车快得多。后来,本茨和戴姆勒两人强强联手,成立了戴姆勒-奔驰汽车公司,共同创造了伟大的汽车事业。

汽车的发明直接改变了人们的生活,在通用、福特、丰田、本田等汽车巨头的带动下,汽车工业在不断地蓬勃发展。现在的汽车正在向自动化和电子化发展,无线电通讯、卫星导航技术等新兴技术也已经进入了汽车工业,这种大众化的商品,将更大程度地改变人们的生活。如今,奔驰公司是仅次于美国通用、福特和日本丰田的第四大汽车公司。

Tips 【汽车“第一辆”】

第一辆汽油发动机汽车1885年,德国工程师卡尔· 本茨成功地研制出一辆装有内燃机的三轮车;德国另一位工程师戈特利布·戴姆勒也利用汽油发动机,制造出了一辆四轮汽车。

第一辆微型汽车

1959年,“迷你(Mini)”小型轿车的出现引发了世人的争议,直到几十年后的今天,“迷你”轿车依然流行于世,属于家庭用车的明星车型。

方程式赛车——最精彩的汽车比赛

方程式赛车是一项世界级的赛车运动。它不仅是赛车界最重要的赛事,同时也是最昂贵的运动和赛事,拥有最杰出的赛车手和最狂热的粉丝群。方程式赛车不仅是说比赛要遵循相同的规则,还要求参赛车辆也要遵循共同的方程式(即规则、限制)。

不像比赛的比赛

人类历史上的第一次汽车竞赛是在19世纪末举办的。当时的赛车运动可以说是毫无规则可言,任何种类的汽车,只要是带有四个轮子的交通工具,都有资格参加比赛。而且比赛也没有制定任何规则,谁的车开得最快,谁就可以获胜。

严格和随意

这样混乱无序的赛车运动自然不会让人满意,于是,人们开始研究如何举办一场像模像样的汽车比赛。1906年,一场令人耳目一新的赛车比赛开始了。这次的比赛很显然经过了周密的安排,对参赛的汽车也提出了资格要求。

这场比赛一共分为两大类别,每个类别都有不同的要求。第一类是跑道方程式赛车,它对参赛汽车的车身大小、气缸数量和耗油量等,都做了具体的规定,只有全部符合条件的汽车才能获得参加比赛的入场券。第二类是自由赛车,这一类似乎是第一次汽车竞赛的延续,它重在参与,对于参赛汽车没有任何条件限制。关于方程式赛车,我们常会听到这样一个词,F1,或者中文叫一级方程式赛车,它指方程式赛车中等级最高的比赛。

走近赛车运动

方程式赛车运动就这样红红火火地发展起来了。现在的方程式赛车每年都会举办一系列比赛,它们的赛道都是专门建造的,有时也会对普通公路进行改造和封闭,特别提供给比赛使用。参加方程式赛车运动的车队每年大约有10支,每支车队都需要经过16至17站的比赛,根据最后的成绩来竞争当年的总冠军。

Tips 【最昂贵的赛车】

方程式赛车比赛中所使用的赛车个个价格不菲,随便一辆不包括任何备用汽车零件的F1赛车,就需要大约750万元人民币。而每个车队每年都会付出大约1500万美元用于赛车的风洞试验,这还不包括赛车研发与测试的费用。每个车队总共有800名工作者,他们每年所需的费用大约有4亿美元。而这所有的付出都是为了帮助赛车提高0.5~1秒的速度。

方程式赛车赛什么

在方程式赛车比赛中,赛车的速度并不是最重要的,观众想要看到的是赛车手在驾驶技术上的竞争。同时,赛车的比赛规则也在不断地改变,以便于进一步提高赛车比赛的安全性和观赏性。随着汽车工业的迅猛发展,方程式赛车除了比赛之外,也给研制和开发新型汽车提供了极好的机会。一些新的设计和改进经过赛车手的运用之后,都可以添加到普通汽车上,给汽车增添新的性能。

现代最新型的方程式赛车的制造材料都是特制的,质量非常轻,车身也变得更低,几乎贴近了地面;而车体的流线型设计也经过了研究人员的进一步改良,能够减少空气阻力,进一步提高速度。舒马赫是方程式赛车比赛的“车神”。自从舒马赫加入方程式赛车比赛之后,这项比赛的多项历史纪录就不断被他改写。舒马赫是迄今为止国际方程式赛车赛事中,唯一一位获得六连冠的车手,在世界车迷心目中具有崇高的地位,被奉为“车神”。

独木舟——最古老的船

独木舟是现代各类船只的祖先,它的出现扩大了古代人的生活范围,为他们了解自然和改造、利用自然提供了重要的条件。有的独木舟只是一根光秃秃的树干,有的上面却蒙上了一层毛茸茸的兽皮,有的还会用柔韧的茅草紧紧缠绕起来。

形态各异

古时候的人们一遇到水就束手无策了,后来人们发现木头可以漂浮在水面上,不会沉下去,于是人们就把圆圆的树干做成了独木舟。独木舟是一段中间被凿空的木头,人可以坐在被凿空的地方,利用木头的浮力在水面上漂流。

大约在公元前8000年左右,世界各个地区的人们都开始了建造独木舟的工作。这种最古老的船只,形状都差不多,但是它们所使用的材料还是有很大区别的。有的独木舟只是一根光秃秃的树干,有的上面却蒙上了一层毛茸茸的兽皮,有的还会用柔韧的茅草紧紧缠绕起来。

开拓新的天地

毫无疑问,独木舟的出现是人类历史上划时代的大事。独木舟的发明扩大了人类的活动范围,让人类能够跨越水域,向着新的天地迈进。考古学家已经发现,地球上的许多地方都是在独木舟出现之后,才有人前往居住的。在大洋洲和太平洋中部的一些小型岛屿上,居住在那里的第一批居民,都是坐着像独木舟一样的小船漂洋过海,选择这些岛屿安家落户的。而居住在地中海东岸的腓尼基人,也是利用独木舟开始了向非洲的远航之旅,并将足迹留在了英国的海面上。我们可以说,独木舟的出现开阔了人类的眼界,是它让世界紧密地联系在一起。

向帆船靠拢

4000年后的独木舟已经初步有了帆船的雏形,古人学会了利用风的力量来推动独木舟前行。他们给独木舟安装上了两根桅杆,还给桅杆装上了自制的船帆。古埃及人特别聪明,他们用草绳将木头绑在一起,造出一种长长的船只。坐在船上的埃及人除了利用风之外,还会利用两支船桨来划船。独木舟虽然非常简单,但意义却非常重大,它开阔了人类的眼界,延伸了人类的脚步,重建了人类的理想。

帆船——利用风前进的船

帆船的出现是古代人类智慧的结晶。在自然条件如此恶劣的情况下,古人依然顽强地和大自然进行斗争,还利用风力来为人类造福,推动了船只的发展,促进了人类文明的进步。最初的帆船只是在独木舟上加了一面简单的帆。

借助风的力量

独木舟出现之后,人类就掌握了在水面上航行的技术。这时人类也迫切地需要一种行驶更加迅速、力量更大的水面交通工具。后来,人们发现可以给独木舟架上风帆,利用风的推动力来驾驶船只。

大约公元前1500年,人类已经开始航海了,频繁的航海活动进一步促进了帆船的诞生。这时的帆船上挂满了各种形状的船帆,有三角形的,也有四方形的,它们一个挨一个地铺挂在帆船的桅杆上。当船帆被风鼓得满满的时候,航行也就变得容易起来了。

现代帆船比赛

随后的帆船不仅是人类航海的工具,它还曾经作为古罗马帝国的战舰,在海面上称霸一时。到了18世纪,欧洲的英国、法国、瑞典等国家相继成立了帆船俱乐部,还定时举办国与国之间的帆船比赛。而自1896年现代奥运会上帆船第一次被定为正式的竞赛项目开始,它就一直是深受人们欢迎的运动方式。1988年奥运会之后,水上运动帆船比赛又分成了男子和女子两组比赛,更是受到各国运动员的喜爱。如今的帆船已经不再是重要的交通工具了,而成了一项集竞技、娱乐、观赏、探险于一体的体育运动项目的比赛用具。

轮船——带轮子的船

蒸汽机发明之后,利用风作为动力的帆船就被轮船代替了。和帆船相比,轮船要可靠得多,它不用考虑天气的变化,只需要一台蒸汽机就可以自如地在水面上行驶。“伊丽莎白二世女王号”巨型豪华轮船是20世纪轮船的代表,但却“命途多舛”,问题多多。

失败的轮船

法国人乔弗莱是第一个将蒸汽机和船只联系在一起的人。1783年7月,乔弗莱用木头制造了一艘大轮船,给船上安上了蒸汽锅炉,想利用蒸汽机来推动轮船行驶。可惜,就在他驾驶着轮船在索恩河上行驶的时候,不争气的蒸汽锅炉竟然发生了大爆炸,乔弗莱的航行只好以失败告终。

1802年,英国机械工程师薛明敦也制造出了一艘蒸汽轮船。这艘轮船比乔弗莱的轮船要精致得多,也没有发生爆炸事件,试航很顺利就成功了。但由于船身在行驶时会激起巨大的浪花,可能会破坏到岸边的房屋,因此受到了人们的抗议,没有能够进行大批量的生产。

航行很成功

在多次试验和改革之后,终于有一艘成功的轮船面世了。这艘世界上最成功的轮船就是美国人富尔顿制造的“克莱蒙特号”。它长达40米,重约100吨,用于推动船只行驶的蒸汽机就安装在船的中央。1783年7月,乔弗莱用木头制造了一艘大轮船, 给船上安上了蒸汽锅炉,想利用蒸汽机来推动轮船行驶。

1807年8月17日,富尔顿驾驶着自己的“克莱蒙特号”进行了它的第一次航行。“克莱蒙特号”在哈得逊河上稳稳当当地行驶了390千米,成功地为自己奠定了世界上第一艘蒸汽轮船的巩固地位。从此,轮船就正式进入了世界水上交通工具的行列,富尔顿也因为自己成功的发明,被后人尊称为轮船的发明人。豪华客轮上的设备特别齐全,电影院、商店、游戏厅一类的高级消费场所使得它不像一艘船,而像一个高档小区。

发展和分类

蒸汽机是轮船最主要的动力装置,轮船后来又经历了几次动力装置的更新和变革。现代的轮船根据动力装置,可以分为蒸汽动力装置船、内燃机动力装置船、核动力船、电力推进船。如果根据轮船的实用性来分类,还可以将轮船分为客船、货船、渡船和驳船。根据轮船航行的区域还可以分为海船、内河船和港湾船。轮船的发明和发展,都极大地推动了人类水上交通的进步,将天堑变成了通途。薛明敦制造的蒸汽轮船

Tips 【轮船为什么总是逆水靠岸?】

轮船即将靠岸的时候,它总是会沿着岸边绕一个大圈子,然后再逆水行驶,慢慢靠岸。为什么轮船都需要逆水靠岸呢?如果轮船顺水而上,直接靠近码头的话,一旦发生紧急情况,轮船行驶的冲力就很难控制,会比较危险。而当轮船逆水行驶接近码头的时候,逆行的水流会对轮船产生阻力。这样就可以降低轮船的行驶速度,就像是轮船上的刹车一样,能够帮助它安全、稳当地靠岸。

气垫船——水陆两用的船

这一年的7月,这艘气垫船成功地横渡了英吉利海峡,从此声名大振,科克莱尔也因此成了气垫船之父。

我们都知道船和水是紧密相连的,但世界上有一种神奇的船只,它不光可以在水上航行,而且在陆地和沼泽地里也可以稳当地行驶。它,就是气垫船。

萌生新想法

人类在20世纪初期就开始了有关气垫船的研究,但是一直都没能获得成功。后来,英国的船舶设计师科克莱尔成立了一个游艇公司,和妻子一起精心地经营着。为了让自己公司的游艇提高航行的速度,科克莱尔产生了制造一种新的船只的想法。他经过多次试验,最后发现,如果给船只底部加上气垫,通过一根管子向外喷射气流,这样就会将船只托起来,在水面上快速滑行。

行驶的秘密

但要想将这种气垫船正式投入生产,需要大笔的资金援助。科克莱尔带着自己设计的气垫船模型四处寻求赞助人,最后还是英国国家研究发明署看中了他的发明潜力,向他提供了资金支持。这样一来,在1959年5月,世界上第一艘气垫船终于诞生了。这一年的7月,这艘气垫船成功地横渡了英吉利海峡,从此声名大振,科克莱尔也因此成了气垫船之父。

和其他的船只相比,气垫船究竟有什么样的优势呢?原来气垫船主要是通过气流的帮助,才能在水面上高速行驶的。气垫船的船底四周都装有一个喷射口,当船底的气流从喷射口高速喷出之后,会受到水面的阻碍,于是就在气垫船的船底聚集成一团。

这个强大的气流团就像一个气垫一样,可以将气垫船高高托起,离开水面。气垫船的船底和水面不接触,就减少了与水面的摩擦力。所以,它在行驶过程中,只会受到空气的阻力,行驶速度自然就提高了很多。船只的底部加上气垫,通过一根管子向外喷射气流,这样就会将船托起来,在水面快速滑行。

功能很强大

因为气垫船在行驶的时候,并不会和水面接触,所以即使离开水

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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