作者：闻明,彭萍萍
出版社：中国环境科学出版社
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知识与能力的凯歌——科技大发明试读：
医疗卫生大发明
温度计
1592年，伽利略利用空气热胀冷缩的性质，制造了一个空气温度计。
他将一根细长的玻璃管，一端拉制成鸡蛋一样大小的空心玻璃球，一端敞口，并且事先在玻璃管内装一些带颜色的水，然后将开口一端倒插入一只装有水的瓶子里。当外界温度升高时，玻璃球内的空气受热膨胀，玻璃管里的水位就会下降；当外界温度降低时，玻璃球内的空气就要收缩，而玻璃管中的水位就会上升。伽利略在玻璃管上标上刻度，就可以利用它测量气温了。
意大利托斯卡纳的大公斐迪南对液体温度计的发展起了很大的推动作用。
为了使温度计不受大气压力的影响，斐迪南用各种不同的液体进行试验，发现酒精在受热以后，体积的变化比较显著。1654年，斐迪南制出了世界上第一支酒精温度计。斐迪南往一端带有空心玻璃球的管里注入适量带颜色的酒精，再把玻璃球加热，用酒精赶跑玻璃管中的空气，然后将螺旋状的玻璃管密封，并在玻璃管上标上刻度。于是，第一个不受大气压力影响的真正的温度计就这样诞生了。
酒精温度计构造简单，制作方便，准确度高，一经问世就得到了广泛应用。今天，我们在家庭中通常用的温度计都是酒精温度计。
华伦海特是德籍荷兰物理学家，他发明了水银温度计，并且是华氏温标的确立者。
由于酒精温度计受酒精沸点的限制而不适于较高温度的测量，1714年，华伦海特用水银代替酒精，从而取得了关键性的进展。他发现了一种纯化水银的方法，解决了以前由于水银中常混有氧化物，使水银容易附着于玻璃管壁上，影响准确读取刻度的难题。于是，第一个真正精确的温度计诞生了。1724年，华伦海特所做的关于温度计的报告，使其得到迅速推广。目前，英国、美国、加拿大、南非等国仍在使用华氏温度计，而我们量体温时用的也是水银温度计。
血压计
人们测量血压最先是在动物身上做试验的，英国医生哈尔斯可以说是研制血压计的第一人。1733年，哈尔斯把自己家里饲养的一匹最心爱的高头大马作为测试血压的对象。他将一根2.7米长的玻璃管与一根铜管的一端相连接，接着，他又将铜管的另一端插入马颈部的动脉血管内，然后使玻璃管竖直，让血顺着玻璃管上升，这样测得马的血压为2.1米高。哈尔斯注意到，随着心脏的跳动，血柱上升和下降5～10厘米。但是很明显，这样测量血压既不安全，也不方便，而且对血管的破坏非常严重，根本不适宜用于人类。
1854年，德国一位生理学家提出了可以通过体外测量阻止血流压力来代替直接从血管内测量血压的观点，并据此设计出了一种带杠杆的测量血压装置，但是这种装置相当笨重，而且使用起来也很不方便。
1896年，意大利物理学家里瓦罗基在哈尔斯测量马血压的试验基础上，又进行了深入的分析与研究，经过大胆的试验，终于改制成了一种不破坏血管的血压计——裹臂式血压计。这种血压计由袖带、压力表和气球三个部分构成。袖带是一条可以环绕在手臂上、且能充气的长方形橡皮袋，它一端是接在打气橡皮球上的，另一端则是接到水银测压器或其他测压器装置上的。
测量血压时，将橡皮袋环绕于上臂，然后将空气徐徐打入橡皮袋，压力升高到一定程度时，动脉血管被压扁，造成血液流动停止。然后，慢慢放气。当袖带压力低于心脏收缩排出血液产生的动脉压时，血液便开始恢复流动，用听诊器可听到脉搏跳动，此时水银柱显示出来的压力即为收缩压；当压力继续测量血压减少，直到不阻碍心脏舒张状态的血液畅通时，测得的数值即为舒张压。
显然，里瓦罗基的血压计要比哈尔斯测量血压的方法科学、安全得多，因此被世界各国的医生们所广泛采用，成为了重要的血压诊断工具。
1905年，俄国人尼古拉·科罗特科夫对裹臂式血压计稍作改进，使其不用听诊，只用触诊法即可准确测定人的血压。
现在，随着医学知识的普及，血压计早已不再是医院的专用器械了，许多家庭也开始选购并使用血压计。其中电子血压计便是一种非常适合家庭使用的新型血压计，它操作简单，为很多疾病的预防和控制提供了很好的帮助。
阿司匹林
早在公元前400多年的古希腊，被尊为“西方医学之父”的希波克拉底就曾提出用柳树皮的浸泡液来缓解产妇的阵痛。1758年，英国神父爱德华·斯通无意间扯了一片白柳树皮咀嚼起来。出乎意料的是他的关节痛和发热都减轻了。他用同样的方法对50名病人进行治疗，发现这种汁液对治疗发烧非常有效。他把实验结果报告给了英国皇家协会，但却没有得到足够的重视。后来经研究发现，这种汁液中的有效成分是水杨酸。
19世纪20年代，一位瑞士科学家从一种植物的叶子内提取出了水杨酸。不过，它虽然有镇痛解热的功效，但对食管和胃部有强烈的腐蚀作用，只有那些疼痛很剧烈的人才服用它。1853年，法国化学家夏尔·弗雷德里克·热拉尔将从另一种植物绣线菊中提炼出来的水杨酸与乙酸和乙酰结合起来，解决了这个问题，但他还没有来得及对这种合成药物进行进一步的验证，就去世了。
德国拜耳制药公司的化学家霍夫曼，在前人探索开拓的基础上，1895年他研制出了一种经过结构转换的水杨酸的类似物，该物品与其他水杨酸药品相比，副作用要小得多。霍夫曼和同事海因里希·德雷泽一起对这种药进行了大量试验。在对这种物品命名的过程中，他们认为应该在药名中反映它与绣线菊的关系——于是，阿司匹林（Aspirin）就诞生了：A代表了乙酰，spir是绣线菊（spiraea）的前四个字母，in则是拜耳公司特有的、在每一种药名上加的后缀。大写A字当头的阿司匹林成了拜耳公司100多年历史上最大的骄傲和对世界最大的贡献。
1899年3月6日，霍夫曼所在的拜耳公司向柏林皇家机构申报了这一专利。3年之后，这种新药的第一粒片剂诞生了，1903年4月，拜耳公司进入美国市场，并最终在美国扎下了根。
阿司匹林一问世，就立即成为治疗感冒、头痛、发烧、风湿病和缓解、治疗关节及其他部位疼痛的最畅销的止痛药，而且1969年7月，阿司匹林还随宇航员阿姆斯特朗登上月球，以治疗宇航员们的头痛和肌肉痛。20世纪30年代，拜耳公司的阿司匹林进入中国市场的广告。
霍夫曼和当时的拜耳公司肯定没有料想到：100多年来，无数新药在风靡一时后又消失得无影无踪，而这种价格低廉、毫不起眼的白色小药片却能够久盛不衰。据有关资料统计，目前全世界每年消耗的阿司匹林达5万吨，约600亿片。仅美国和英国，一年就消耗1.1万吨。
青霉素
19世纪下半叶，法国人帕斯特发现有些细菌虽然能置人或动物于死地，却很容易被其他的细菌所抑制或消灭，这种现象就是生物学和医学上通常说的“抵抗作用”。据此人们自然想到，如果能将对人体无害而对病源菌有抵抗作用的细菌引入体内，不就可以防治病菌感染了吗？
20世纪30年代，德国研究人员发现了一种重要的杀菌药物——磺胺类药物。但人们逐渐发现，磺胺类药物只对少数几种疾病有较好的效果。而且，对于许多病人还会产生严重的副作用。于是人们愈来愈强烈期盼着一种有效而无害的杀菌剂的问世。
1928年，英国细菌学家亚历山大·弗莱明从青霉菌的原液里发现了青霉素。
弗莱明发现青霉素，一半靠的是机遇，而另一半则靠他聪明的头脑和严谨的科学作风。一次，弗莱明在实验室里研究葡萄球菌后，忘了盖好盖子，一个星期后，他突然发现培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌，原来，这是从楼上一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。令他惊讶的是，凡是培养物与青霉菌接触的地方，黄色的葡萄球菌正在变得透明，最后完全裂解了，培养皿中显示出干干净净的一圈。毫无疑问，青霉菌消灭了它接触到的葡萄球菌。随后，他把剩下的青霉菌放在一个装满培养菌的罐子里继续观察，几天后，这种特异青霉菌长成了菌落，培养汤呈淡黄色。他又惊讶地发现，不仅青霉菌具有强烈的杀菌作用，而且就连黄色培养汤也有较好的杀菌能力。于是他推论，真正的杀菌物质一定是青霉菌生长过程的代谢物，他称之为青霉素。而在当时的技术条件下，提取的青霉素杂质较多，疗效不太显著，人们没有给青霉素以足够的重视。但弗莱明坚信总有一天人们将用它的力量去拯救生命。因此，他没有轻易丢掉所培养的青霉菌，反而更耐心地培养它。
20世纪30年代，澳大利亚病理学教授霍华德·弗洛里组织了一大批专家专门研究溶菌酶的效能。1935年，29岁的生物化学家厄恩斯特·钱恩的加盟使这个小组的科研力量立刻强大了起来。1939年钱恩等人在一本积满灰尘的医学杂志上意外发现了弗莱明10年前关于青霉素的文章。弗莱明关于青霉素具有良好的抗电子显微镜下的青霉素菌作用的阐述极大地鼓舞了弗洛里和钱恩。不知经过了多少个不眠之夜，到了年底，钱恩终于成功地分离出像玉米淀粉似的黄色青霉素粉末，并把它提纯为药剂。在军方的大力支持下，青霉素开始走上了工业化生产的道路。
CT扫描仪
CT扫描仪的直接发明者是豪斯菲尔德，但是它的发明过程却凝聚着多位科学家艰辛的探索和不懈的努力。
在医学上，人们弄清了为什么用X射线透过人体，荧屏上会显出骨头的黑影。因此，通过X光片，医生可以了解到病人骨头的情况以及体内的一些硬质异物。X射线诞生3个月后，就被维也纳医院首次用于为人体拍片。在这之后，世界各地的医院都开始了X射线的应用。
1955年，美国物理学家科马克受聘到南非开普敦市一家医院的放射科工作。在医院中，科马克很快便对癌症的放射治疗和诊断产生了兴趣。当他发现当时的医生们计算放射剂量时是把非均质的人体当作均质看待时，“如何确定适当的放射剂量”就成了科马克决心攻克的难题。最后，科马克认为要改进放射治疗的程序设计，必须把人体构造和组成特征用一系列切面图表现出来。他运用了多种材料、多种形状的物体直至人体模型做实验，同时进行理论计算。经过近10年的努力，科马克终于解决了计算机断层扫描技术的理论问题。1963年，科马克首次建议使用X射线扫描进行图像重建，并提出了精确的数字推算方法。他为CT扫描仪的诞生奠定了基础。
与科马克不同，英国科学家豪斯菲尔德一直从事工程技术的研究工作。他于1951年应聘到电器乐器工业有限公司从事研究工作，尝试将雷达技术应用于工业生产、气象观察等方面。不久，他又转向电子计算机的设计工作。
当时，他任职的电器乐器工业有限公司除计算机外，还生产探测器、扫描仪等电子仪器。豪斯菲尔德的目标是要综合运用这些技术，生产出具有更大实用价值的新仪器。科马克的研究成果给了他很大的启迪和信心。在科马克等人病人在用CT机接受检查研究的基础上，豪斯菲尔德选择了CT机作为研究的课题。好在他对计算机技术的原理和运用驾轻就熟，CT图像重建的数学处理方法可以恰当地与他熟悉的计算机技术结合起来，所以研制中的一个个难题很快便迎刃而解了。
1969年，豪斯菲尔德终于设计成功了一种可用于临床的断层摄影装置，并于1971年9月正式安装在伦敦的一家医院。10月4日，他与神经放射学家阿姆勃劳斯合作，首次成功地为一名英国妇女诊断出脑部的肿瘤，获得了第一例脑肿瘤的照片。同年，他们在英国放射学会上发表了论文。1973年，英国放射学杂志对此作了正式报道，这篇论文受到了医学界的高度重视，被誉为“放射诊断史上又一个里程碑”。从此，放射诊断学进入了CT时代。
试管婴儿
早在19世纪70年代，就有科学家提出了人工授精的建议。
1878年，一些生物学家曾对家兔和豚鼠进行体外受精的试验，但是直到1951年以前，所有在哺乳动物身上进行的体外受精试验均以失败告终。1951年，一位名叫奥斯蒂恩的生物学家推测，精子似乎需要在雌性生殖管道中停留一段时间，才能穿过卵子的透明带。通过长达一年的实验，奥斯蒂恩又进一步明确地提出：精子在具备穿入卵子的能力之前，必定要经过形式的变化，这一变化可能是形态上的，也可能是生理上的。
在奥斯蒂恩的基础上，美国人洛克和门金从1944年开始进行人卵的体外受精实验。他们先从卵巢中取出卵子，经过24小时的培养后，将精液加入其中，又经过45小时的培养后，洛克和门金发现133个卵子中出现了4个受精卵，每个受精卵又继续卵裂到2～4个分裂球时期。虽然他们只得到了极少数的受精卵，但是却为试管婴儿的诞生点燃了希望之火。
20世纪60年代初期，英国的两位妇产科专家帕特里克·斯蒂托和罗伯特·爱德华兹开始密切合作，他们共同向千百万年来亘古不变的人类生育史发起了挑战。世界上的第一例试管婴儿
1965年，他们提出了人卵在玻璃管内可能受孕的证据，特别明确地描述了雄性配子与雌性配子的成熟过程。此后十余年，俩人都致力于试管内受孕的实验。实验包括两个主要部分，即体外受精和胚胎移植。前者在试管内进行，后者将胚胎移植到母亲的子宫中发育长大，其经过有以下几个过程：首先，用一些促使妇女卵巢排卵的药物，使妇女的卵巢按要求的时间排出卵子，然后再用特殊的器械插入妇女腹腔中将卵子取出，放入培养液中孵育，等到完全成熟后，再加入经过处理的精子，让精子和卵子在器皿中形成受精卵。浸在培养液中的受精卵逐渐开始产生细胞分裂，一个受精卵分裂成两个、两个变四个、四个变八个……渐渐发育成幼小的胚胎。这时，它就可以被移入母亲的子宫腔中，慢慢长大，直至变成婴儿。
1978年，斯蒂托和爱德华兹的智慧终于结出了硕果。7月25日这天，全世界的新闻媒体都将镜头对准了英国奥尔德姆市医院，23时47分，人类历史上第一例试管婴儿路易斯·布朗健康地来到了人间，与所有正常婴儿一样，她既可爱、又美丽。长大后的路易斯·布朗
自此，试管婴儿技术成了不育症患者的最佳选择。目前，第二代、第三代试管婴儿的研究正在不断地进展当中。
人造心脏
自从1967年11月南非医生克里斯蒂安·尼斯林·巴纳德博士开创了心脏移植手术以来，心脏移植手术所遇到的难题就是：可供移植的人的心脏得之不易，而需要做心脏移植手术的病人却越来越多。因此，心脏移植手术必须另找出路，而人造心脏则成为一个良好的选择。
1982年12月2日，美国犹他大学的杜布利兹医师为患有心肌病的巴尼·克拉克装上人造心脏，这位美国西雅图62岁的退休牙科医生有幸成为了世界上第1个接受人造心脏移植手术的人，这颗塑料心脏在他的胸腔里跳动了将近1300万次，维持了112天的生命。他的去世是由于多种器官功能衰竭造成的，与人造心脏无关。
这颗心脏是第一代人造心脏，它是由犹他医疗小组成员罗伯特·贾维克设计的。它通过两条2米长的软管连到体外的一部机器上，压缩空气维持着人工心脏的跳动，但缺点是需要由体外装置提供动力能源。
后来又陆续给另外4名病人移植了JARVIK－7型人造心脏，结果都没有活得太久，其中活得最长的一个是620天。从此，人造心脏移植处于停滞阶段，医学界认为，这种技术还不成熟和完善，暂时不能用于人体。但是，人造心脏的研究工作并没有停止，而是继续摸索前进。
1993年，巴黎东南郊克雷泰伊市亨利·蒙道尔医院的医生在世界上首次成功地将一个轻便的电动心脏，植入一位44岁的病人体内。这种被叫作诺瓦科尔的电动心脏是第二代人造心脏，它是由金属材料、塑料合成品和牛心包组织制成的，由于胸部无法安装人造心脏，故将此心脏植入病人腹部肌内槽。它有一只贾维克和他的JARVIK—7型人造气泵和一个驱动装置，蓄电池和控制器心脏装在病人体外的包内，由一根导线与腹内相连。它只有左心房的功能，因此只是一个人造的“半心脏”，通过气泵将血液输送到全身。
这种电动心脏价格约10万美元，一般病人可望而不可及，而且它的缺点是气泵噪声较大，通过该心脏循环的血液容易造成凝结，从而导致供血不足及心肌梗塞，因此病人必须长期服用抗凝血药物。
1995年10月，英国牛津史蒂夫·韦斯塔比医生给患有严重心脏病的古德曼实施了永久性心脏移植手术。
这颗植入的永久性电动人造心脏是由美国得克萨斯心脏研究所设计、美国热动力心脏系统公司制造的。这颗价值8万英镑的电动人造心脏大小如同拳头，两侧安装有两条导管。其中一条与古德曼的右心房相连，另一条与左心室相连。血液从左心室流出，经电动人造心脏加压后流入右心房，这样就帮助心脏完成了血液循环的任务。
古德曼接受手术后情况良好，在他手术初步成功的鼓舞下，当时英国很多心脏病患者都开始跃跃欲试了。
数理化工大发明
压力锅
17世纪末，法国国王亨利四世疯狂迫害新教徒。为了逃离厄运，年轻的帕平跑到瑞士避难。他沿着阿尔卑斯山艰难跋涉，一路上风餐露宿，渴了找点儿山泉喝，饿了煮点儿土豆吃。
有一天，帕平走到一座山峰附近，他觉得饿了，于是找了一些干树枝，架起篝火，煮起土豆来。水一直滚滚开着，土豆在里面煮了很久却依然煮不熟。为了填饱肚子，他无可奈何地把没煮熟的土豆硬吃了下去。这个偶然的事件留给他深刻的印象。
在国内时，帕平曾进行过蒸汽发动机、蒸汽锅炉方面的研究，在异国他乡的大环境中，他仍然没有放弃自己的研究，正因为如此，才引发了他对压力锅的发明。
几年后，帕平的生活有了转机，他来到英国一家科研单位工作。阿尔卑斯山上的往事令他记忆犹新，他决心寻找到其中的秘密。帕平找来许多参考书，测算了山的高度。一连串的问题在他脑子里翻滚：物理学上的什么定律能够解释这个现象？大气压与水的沸点有什么关系？经过深入的研究，帕平终于有了合理的解释：大气压与水的沸点之间为正比例关系，大气压高时，水的沸点也高；大气压低时，水的沸点也低。高山上的大气稀薄，气压低，水的沸点也低，虽然水开了，但热力不足，所以土豆很长时间也煮不熟。
在此基础上，他进一步联想到：如果用人工的办法让气压加大，水的沸点就不会像在平地上只是摄氏100度，而是会更高些，煮东西所花的时间或许会更少。为了提高气压，缩短烹煮时间，帕平自己动手做了一个密闭容器，里面装了一些水，他想用外面不断加热的方法，让容器内的水蒸气不断增加，又不会散失，以达到使容器内的气压增大、水的沸点增高的目的。可是，当他睁大眼睛盯着加热容器的时候，容器内发出咚咚的声响。帕平吓坏了，只好暂时停止试验。
两年后，帕平按自己的新想法绘制了一张密闭锅图纸，请技师帮着制作。另外，帕平又在锅体和锅盖之间加了一个橡皮垫，锅盖上方钻了个孔，通过改造，锅边漏气和锅内发声的问题就得到了彻底的解决。帕平把土豆放入锅内，点火，冒气，10多分钟之后，土豆就煮烂了。
然而，他并不满足，又先后煮鸡、煮排骨等肉质食品，在这些成功的试验的基础上，1681年，帕平造出了世界上第一只压力锅——当时叫作“帕平锅”。他邀请英国皇家学会的会员们前来参加午餐会，实际上是对压力锅进行鉴定。厨师当着众多科学家的面，把9只活蹦乱跳的鸡宰了，塞进压力锅里，然后架到火炉上。那些高傲、挑剔的专家们一杯茶还没有喝完，一盘盘热气腾腾、香味扑鼻的清蒸鸡上桌了。不仅鸡肉全烂熟了，而且连鸡骨头也软了。事实折服了在场的所有人。从此，帕平的压力锅就名扬四方了。
化肥
自幼酷爱化学的李比希在15岁时便离开了学校。18岁那年，他终于认识到，要想成为一名化学家，就必须有扎实的知识基础，这才进入了大学学习化学。
在埃尔兰根大学获得博士学位后，李比希回到家乡，并在一压力锅结构示意图所大学教书。在那里，他开创性地建立了学生普通实验室，并以极大的热情投入到了有机化学这个新领域中。
李比希任教的学校紧挨着的一大片农田逐年减产，农民们便找到李比希，希望他能研制出一种东西，可以给土地增加营养。在翻阅了大量的资料后，李比希发现东方古老的中国、印度等地的农民为了使庄稼丰收，不断地给土地施用人畜粪便。李比希猜想，粪便中可能含有使土壤肥沃的成分，使庄稼吸收到生长所需的物质。有没有一种东西具有粪便的功能，使庄稼增产呢？“耕地到底缺乏什么？”李比希为了找到答案，开始在自己的实验室中工作。他发现氮、氢、氧这3种元素是植物生长不可缺少的物质，而且钾、石灰、磷等物质对植物的生长发育有一定的促进作用。在做了大量的实验后，李比希开始把研制出含有无机盐和矿物质的人工合成肥料作为自己的目标。
1840年的一天，李比希研制出了世界上第一批钾肥和磷肥。他小心地将这洁白的无机化肥施在试验田里，可是，一场大雨却将化肥晶体渗入到土壤深层，而庄稼的根部却大多分布在土壤浅层。收获季节到了，庄稼没有丝毫增产的迹象。试验田左边是没有使用化肥的，右边是使用化肥的，从中我们就可以发现化肥对农作物
下来的工作就是将这些化肥增产的重要作用。晶体变成难溶于水的物质。于是，李比希又开始了新的探索。这一回，李比希把钾、磷酸晶体合成为难溶于水的盐类，并且加入了少量的氨，使这种盐类成为含有氮、磷、钾3种元素的白色晶体。
这一次，他们选择在一块贫瘠的土地上进行试验。过了一段时间，农民们惊奇地发现那块被废弃的“不毛之地”竟长出了绿油油的庄稼。令人惊奇的是，这些施过白色晶体的庄稼竟然比农民们良田里的庄稼更为茁壮。
成功的消息像插上翅膀一样传开了，李比希成为农民们敬仰的人，“李比希化肥”被广泛应用于农业生产中。无论过去、现在、还是可以预见的将来，再也找不到任何一门其他工业比化肥工业更直接关系到国计民生了……
人造染料
1853年，年仅15岁的珀金已经是英国皇家化学学院实验室的助手。当时疟疾流行，而治疗疟疾的特效药奎宁是从金鸡纳树中提取出来的，相当珍贵。珀金在老师霍夫曼的指导下，试图从煤焦油中提取奎宁。可是实验结果不尽如人意，并没有珀金所期望的奎宁产生，只是得到了一种棕红色的沉淀物。珀金并没有因此气馁，于是他决定改用另一种新的物质。出乎意料的是，改换物质的结果竟然得到了一种更为意外的黑色沉淀物。
为了弄清原因，他就用酒精来洗这种黑糊糊的东西，没想到，那些黑色物质竟溶解到酒精里，变成鲜艳夺目的紫色，珀金为这样的发现又惊又喜，他立刻意识到，自己或许发现了一种可用作染色的物质。于是，他用这种溶液将一条素白色的围巾染成了紫色，晾干后又放在热水里用肥皂搓洗，竟然没有褪色。
欣喜若狂的珀金立刻给一家纺织工厂寄去了一些样品，结果是紫色化合物的性能良好。珀金立刻于1856年8月申请了此项技术的专利。1857年，他又在哈罗附近建立了生产苯胺紫染料的工厂，成为合成染料工业的开拓者。
珀金发明的这种紫色的碱性染料不仅适于染毛织品，而且还可与鞣酸合用染棉织品；这种带有华贵色彩的染料不仅令太太女士们着迷，尤为重要的是，它还受到了维多利亚女王的青睐；另外，苯胺紫染料还被用在邮票的印刷上。
珀金发明的苯胺紫染料使很多有志于研制合成染料的科学家们充满了信心。在珀金这一惊人成就的鼓舞下，许多化学家都纷纷转移到合成染料的开发上来，以后人们有意识地去探求各种染料的分子结构，有意识地进行人工合成实验，人造染料纷纷问世。各种各样的人造染料为我们的生活增色不少
染料工业发展到今天，不仅有给纺织品染色的染料，还有专门用于生物学和医学研究用的染料，有液晶染料、激光染料、变色染料、感光染料、半导体染料等，在尖端科学和工业、农业生产中都有广泛的应用。现在，我们这个五彩缤纷的世界几乎是由人工合成的染料一统天下，天然染料则早已退出了历史舞台。
塑料
最初塑料的产生是英国伯明翰的化学家亚历山大·帕克斯在暗房里实验的结果。帕克斯不仅是一位化学家，同时也是一名摄影爱好者。在照片后期制作中，常常会用到一种叫“胶棉”的溶液。1862年的一天，他在试验处理胶棉的几种方法时，试着把胶棉与樟脑混合，结果竟产生了一种可以弯曲的硬材料，帕克斯将其取名为“帕克辛”，并在这一年将它带到伦敦国际博览会中去展出。后来，帕克斯用“帕克辛”制成梳子、笔、纽扣等，并设立公司生产塑料。最终因他缺少商业意识而破产，但其成果被后人借鉴，制成了最早的塑料——“赛璐珞”。“赛璐珞”的发明最初是为了娱乐而不是为了工业生产的需求，这一点似乎颇具戏剧色彩。1868年，一家制造台球的公司抱怨象牙短缺，出资1万美元征求象牙的最好替代品。这种替代品必须满足台球有关硬度、弹性、抗热、防潮和没有纹理等方面的要求。来自美国纽约市奥尔班尼的印刷工约翰·韦斯利·海亚特看准了这个机会。他改进了帕克斯的制造工艺，于1869年用一种他称之为“赛璐珞”（意为假象牙）的物质造出了廉价的台球。“赛璐珞”是第一种用化学方法制成的塑料。海亚特从台球制造商那里得到了一个现成的市场，后来，他又用“赛璐珞”制成各种日用产品：假牙、刀柄、镜框等。也正是用“赛璐珞”，人们造出了第一种实用的照相底片，后来“赛璐珞”塑料几乎成为电影工业的同义词。
但是早期的塑料容易着火，这大大限制了用它制造产品的范围。而第一个真正意义上的塑料——全合成塑料是在1909年由利奥·贝克兰用苯酚和甲醛制成的酚醛塑料，这是一种性能良好的耐高温的塑料。
1904年，美国的化学家利奥·贝克兰开始研制能代替天然树脂的绝缘漆。通过对苯酚与甲醛之间反应的深入研究，贝克兰终于在1907年的夏天有了新的发现——在一定的条件下，这种反应会生成一种不溶不熔的树脂，在其中加入木粉后，继续在高压下加热，变得柔软可塑，而且在变硬后，模塑的形状就被永利奥·贝克兰（1863～1944）远地保留下来了；而当树脂变硬后将其研制成粉末，装入模子后，再通过加热加压就可以使之重新合为一体。此外，这种树脂还有一个特点，就是一般不受周围环境影响。1909年，贝克兰对这种热固性材料——酚醛树脂申请了专利。
酚醛树脂问世后，人们发现它不但可以制造多种电绝缘品，还能制造日用品，爱迪生用它来制造唱片，并在广告中宣称：已经用Bakelite制出上千种产品。于是，一时间人们把贝克兰的发明誉为20世纪的“炼金术”。他也因这项意义深远的发明被称为“现代塑料工业的奠基人”。
真空三极管
德弗雷斯特读大学时参观了在芝加哥举行的世界博览会，博览会上那绚烂的灯光让他着迷，德弗雷斯特由此发现了电学的魅力，他决心把电学作为自己的终生奋斗目标。从此，德弗雷斯特如饥似渴地学习电学知识。
有一次，他在一本杂志上读到介绍无线电收发报机发明人——马可尼的文章。德弗雷斯特很佩服马可尼，梦想着拜马可尼为师。机会很快就来了，1899年，马可尼来到美国，他要用自己的无线电装置报道国际快艇比赛的实况。马可尼在成功地报道比赛盛况之后，在美国的一艘军舰上做了无线电通讯表演。
表演结束后，德弗雷斯特抓住机会向马可尼作了自我介绍。马可尼从谈话中知道德弗雷斯特的电学基础不错，并且很有创造思想，便指着发报机里的小玻璃管对他说：“要进一步增大通讯距离，必须改进金属检波器。我现在还没有想出好办法，希望你能在这方面作出贡献！”
马可尼的话对德弗雷斯特的启发很大，他为自己确定了一个研究方向。为了一心一意地做好这个课题，他辞去了原来的工作，从旧货摊上买来电瓶、电键、线圈等装置和元件，开始做实验。由于德弗雷斯特原本家境就不富裕，再加上辞去工作，因此，生活变得十分贫寒。为了维持生活，他给富家子弟补习功课，到餐厅去洗盘子……尽管艰苦，但这些都没能动摇德弗雷斯特的信心和决心。
1904年的一天，德弗雷斯特正在实验室里做真空管检波试验。忽然，一位朋友气喘吁吁地跑来，告诉德弗雷斯特英国的弗莱明博士发明了真空二极管的消息。对德弗雷斯特来说，这仿佛是一个晴天霹雳，经过短暂的犹豫和思想斗争，德弗雷斯特果断而坚定地选择了继续。
于是，德弗雷斯特又一头扎进了研德弗雷斯特（1873～1961）究工作中。他请一位技师制作了几个真空管，接着，对真空管的性能进行检测，以寻找进一步提高的方法。
幸运总会垂青有毅力的人。一天，德弗雷斯特为了试试屏极距阴极远近对检波的影响。在真空二极管的灯丝和屏极之间封进了第三个电极，即一片不大的锡箔。他惊奇地发现：在第三极上施加一个不大的电信号，就会使屏极电流产生相应变化。第三极对屏极电流具有控制作用！这也正是德弗雷斯特长久以来梦寐以求的信号放大作用！
这一发现让德弗雷斯特备受鼓舞，但他很快从兴奋中冷静下来。为了验证准确，他又重复做了几遍实验，结果证实这种物理效果确实存在。德弗雷斯特还发现，用金属丝代替小锡箔，效果更好。于是，他把一根白金丝制成网状，封装在灯丝和屏极之间。就这样，世界上的第一个真空三极管诞生了！
1906年6月26日，德弗雷斯特发明的真空三极管获得美国专利。后来，人们把这一天当作真空三极管的诞生日。
侯氏制碱法
随着工业的发展，天然纯碱越来越不够用，于是出现了工业制碱。后来，英国卜内门公司建立了大规模生产纯碱的工厂，其生产方法采用的是比利时人索尔维创制的“索尔维制碱法”。除技术保密外，在销售上也有限制，他们采取分区售货的方法，例如中国市场就由英国卜内门公司独占。多少年来，许多国家的厂商想要探索此法的奥秘，无不以失败而告终。
然而，中国的化学家侯德榜深信，制碱技术绝不是洋人的私有财产，凭借中国人的聪明才智，一定能打破外国的技术垄断。为此，他还写下了座右铭：“勤能补拙，勤俭立业。”
1921年10月，侯德榜留学回国后，出任范旭东创办的永利碱业公司的总工程师。他精通业务、知识广博，在他的带领下，技师、工人们团结一心，为建成中国自己的碱厂而奋战。经过近10年的努力，侯德榜终于摸索出了索尔维制碱法的奥秘。为了支持我国的化学事业，范旭东支持侯德榜把其中的奥秘无偿地公之于世，使工业落后的国家不再仰仗技术大国的鼻息，不再听从大国的摆布。
侯德榜撰写的《纯碱制造》一书于1933年出版，该书刚一问世就轰动了整个科学界，被誉为“首创的制碱名著”，它使很多不发达的国家掌握了制碱技术。后来，侯德榜还亲自到印度和巴西，帮助建设碱厂。这不但是中国科学家对人类的一大贡献，也反映了侯德榜不求名利，一心为人民服务的高尚品德。
经过进一步的研究调查，侯德榜决定改进索尔维法，开创制碱的新路。他仔细揣摩了索尔维法的制造过程，认为这种方法的主要缺点在于：两种原料反应时只利用了一半，即食盐中的钠离子和石灰中的碳酸根结合成纯碱，食盐中的氯和石灰中的钙结合成了氯化钙，却没有实际用途。
针对以上生产中不可克服的种种缺陷，侯德榜创造性地设计了联合制碱新工艺。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产，由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥，食盐溶液则可以循环使用。
1941～1943年抗日战争时期，环境相当艰苦，但为了实现这一设计，侯德榜仍兢兢业业地工作。他在经过500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来。新工艺不仅使食盐利用率从70%提高到96%，而且使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。侯德榜制碱新方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为侯氏联合制碱法。
人工降雨
20世纪40年代，人们发现在高空飞行的飞机机翼上会结冰，这对飞行是很危险的。由于战争，飞机被用到了战场上，这个问题也受到了很大的重视。为此，当时的美国纽约州通用电气公司聘请著名科学家朗缪尔博士研究解决这个问题。
年轻的文森特·谢弗作为助手，随同朗缪尔博士来到大雪纷飞的新罕布什尔山区做试验。在这里，他们惊奇地发现，周围云层的温度虽然经常低于冰点，但云中的水分却不结冰，也未形成雨或雪。谢弗是一个喜爱雪的滑雪爱好者，这个现象引起了他的浓厚兴趣。
当时，人们对雨雪形成的根本原因并不清楚。比较流行的观点有一种，认为水滴是凝聚在灰尘或其他物质的细小颗粒周围的，没有这细小的内核，水滴就无法形成。有人据此做了试验，但并没有得出确切的结论。
二战结束后，谢弗决心把雨雪形成的原因弄清楚。他用一部能够制造类似云中冷湿气体的机器进行了试验，并且往里面投入各种诸如粉尘、泥土、盐、糖之类的物质，期望能看见水滴的形成。然而，凡是能想到的材料都试过了，而试验的结果总让人失望。
一个炎热的夏日，谢弗冒着酷暑继续在制冷器中做试验。午饭时间到了，谢弗和平时一样，敞着制冷器的盖子就离开了。午饭过后，谢弗又回到制冷器前。他意外地发现冷冻箱的温度上升了。略一沉思，谢弗恍然大悟：原来，制冷器的盖子没有盖上，因而受周围热空气的影响，冷冻箱的温度也上升了。
为了继续进行试验，必须迅速降低温度。于是，他向制冷器内投入了一些干冰。在投入干冰的同时，谢弗正好向制冷器内哈了一口气。就在这时，奇异的现象出现了：在他的哈气时，谢弗看见制冷器内一些细小的碎片在闪烁发亮。他立刻明白了：这正是他望眼欲穿的冰的晶体！他不停地向制冷器内哈气，并且投入大量的干冰，但见冰的晶体变成了小小的雪花飘荡起来。
人造雪花就在这样的意外中产生了。谢弗和朗缪尔决定到空中去试验一番。他们热切地期盼着冬季的到来，因为只有在寒冷的冬天，大气的温度才足够冷。
11月的一天，户外天气很冷。谢弗驾着一架飞机，在云层上方撒下大量的干冰。留在地面观察的朗缪尔抬头密切地注视着天空。忽然，他看见无数的雪花飘飘洒洒地从天而降。这些雪花落在他的脸上化成了水滴。
就这样，谢弗用干冰实现了人工降雨，将呼风唤雨从一个古老的神话变成了活生生的现实！
晶体管
在晶体管发明之前，电子管器件历时40余年，一直在电子技术领域占统治地位。但不可否认的是，电子管十分笨重，存在耗能大、寿命短、噪声大、制造工艺复杂等缺点。因此，人们一直在努力寻找新的电子器件来替代它。
19世纪末，人们发现了一种新材料——半导体，但直到第二次世界大战爆发后，半导体器件微波矿石检波器在军事上发挥了重要作用，半导体这才引起了人们的关注。许多科学家纷纷投入到半导体的深入研究中。经过紧张的研究工作，三位美国物理学家肖克利、巴丁、布拉顿捷足先登，合作发明了晶体管——一种三个支点的半导体固体元件。它的发明开创了固体电子技术时代。他们三人也因而共同获得了1956年的诺贝尔物理学奖。
最初，他们采用肖克利提出的场效应概念来研究晶体管。他们仿照真空三极管的原理，试图用外电场控制半导体内的电子运动。但实验屡屡失败。经过无数个不眠夜的苦苦思索，巴丁又提出了表面态理论。这一理论认为表面现象可以引起信号放大效应。表面态概念的引入，使人们对半导体的结构和性质的认识前进了一大步。布拉顿等人在实验中发现，当把样品和参考电极放在电解液里时，半导体表面内部的电荷层和电势发生了改变，这正是肖克利预言过的场效应。
这个发现使大家十分振奋，他们加快研究步伐。谁知，继续实验时却发生了与以前截然不同的效应。新情况把他们的思路打断了，渐趋明朗的形势又变得扑朔迷离。
然而，肖克利小组并没有畏缩、泄气，他们团结一致，紧紧循着茫茫迷雾中的一丝光亮。经过多次分析、计算和实验，1947年12月23日，他们终于得到了盼望已久的“宝贝”。这一天，巴丁和布拉顿把两根触丝放在锗半导体晶片表面上，当两根触丝十分靠近时，放大作用发生了。世界上第一只固体放大器——晶体管也随之而诞生。
尽管最初的晶体管原始且笨拙，但它在当时却是一个举世震惊的突破。晶体管的发明，终于使体积大、耗能多、易碎的真空管有了替代物。同真空管相同的是，晶体管能放大微弱的电子信号；不同的是它廉价、耐久、耗能少，而且在科技高速发展的今天它几乎能够被制成无限小。
1999年9月，法国原子能委员会的科学家研制出当今世界上最小的晶体管，这种晶体管直径仅为20纳米。如果将这种晶体管放进一片普通集成电路中，就好像一根头发丝被放在足球场的中央一样。
如今，小小的晶体管正在我们生活中的各个领域发挥着它不可忽视的作用。
特氟隆
1938年，美国杜邦公司的化学家罗伊·普伦基特博士正在开发一种新型制冷剂——四氟乙烯，这是一种无毒、不会燃烧的气体。平时，普伦基特总是在试验结束时将气瓶放入冰箱，可是，有一次他遗忘了一只气瓶，这只气瓶就这么在实验室的桌上放了几天。后来，气瓶里的气体聚合成固态，经研究这是一种被称为塑料王的碳氟树脂——聚四氟乙烯，也就是人们常说的特氟隆。
特氟隆的化学性能十分稳定，与大多数高分子材料一样具有耐酸性、耐腐蚀性等特点，另外，它还有耐热性、防水性等独特的性质，特氟隆的这些性能决定了它一旦形成表面膜之后，表面光滑、摩擦力小。起先，人们用它涂在枪筒内作为减少子弹摩擦用的“固体润滑剂”。而特氟隆能够与锅联系起来要归功于法国的格雷瓜尔夫妇。
1955年，法国工程师马克·格雷瓜尔将特氟隆用在他的钓鱼线上，这样，钓鱼线特别滑溜，不粘水草，也不会绕成一团分不开。一次，当格雷瓜尔向正在煎鸡蛋的夫人炫耀他那特别的钓鱼线时，正为鸡蛋粘锅而不耐烦的妻子发火了：“我天天用平底锅煎鸡蛋，老是粘锅，你有本事解决吗？”
妻子的埋怨触动了格雷瓜尔。于是，格雷瓜尔把自己的想法告诉了另外一名工程师，接着俩人开始了研究。起初试验很不理想，特氟隆真是名副其实的“不粘”，它在－260～330℃之间，不受化学品、水分、阳光或热力的影响，完全没有粘性，甚至连口香糖也粘不上。但是，格雷瓜尔并不气馁，经过几年的潜心研究，做了成千上万次的试验后，他终于掌握了最佳的配方、温度和操作工艺，成功地将特氟隆材料涂在锅特氟隆喷雾剂底上，制造出了家庭用的平底不粘锅。
涂上特氟隆的不粘锅不仅美观，而且传热均匀，更主要的是，它耐酸碱，烧好的菜长期放在锅中都不会对它产生丝毫腐蚀。格雷瓜尔在制成不粘锅后不久就成立了名为“泰法尔”的特氟隆食品公司。
特氟隆不仅促成了不粘锅的发明，而且还开启了人们的发明思路，使特氟隆找到了其他许多用武之地。比如，人们将它涂在压面机的碾棍上，涂在做糕饼的模子里，那些碾棍、模子连一点面粉、糖浆都粘不上；有人还将它涂在钢笔尖上，吸好墨水的笔尖根本不需要拿纸去擦净，因为那上面滴水不粘。
造纸术
我们的祖先最初把文字刻在龟甲或兽骨上，称为甲骨文。商周时代，又把需要保存的文字铸在青铜器上或刻在石头上，称为钟鼎文、石鼓文。春秋时期，人们开始把文字写在竹片或木片上，称为简牍。另外，也有用绢帛写字的，但材料十分昂贵。在这种情况下，蔡伦发明了纸。
蔡伦总结了前人造纸的经验，带领工匠用树皮、麻头、破布和破鱼网等来造纸。他们先把树皮、麻头、破布和破鱼网等东西剪碎或切断，放在水里浸渍相当长时间之后，再捣烂成浆状物，经过蒸煮，然后在席子上摊成薄片，放在太阳底下晒干，这样纸就制成了。
用这种方法造出来的纸，体轻质薄，很适合写字。公元105年，蔡伦把这个重大的成就上报了朝廷，受到了称赞。从此，全国各地都开始用这样的方法造纸。
纸很快取代了简、帛，广泛应用于书写或印刷。东汉安帝建光元年（公元121年），蔡伦的弟子孔丹在皖南造纸，他很想造出一种世上最好的纸为老师画像，以表缅怀之情。
一个偶然的机会，孔丹来到峡谷溪边，看见一棵古老的青檀树横卧溪上。由于流水终年冲洗，树皮腐烂变白，露出一缕缕修长而洁白的纤维。孔丹灵机一动，认为这种纤维是造纸的绝佳材料。事实果然如孔丹所料，经过反复试验，终于大功告成。用这种纤维造出来的纸就是历史上有名的“宣纸”。由于宣纸产于安徽泾县，古属宣州，所以就称宣纸。古代造纸的情景
到南唐时，宣纸的发展又进入了一个新的阶段。后主李煜在政治上是不成功的，但却热衷于文化事业。作为朝廷贡纸的宣纸在李煜的监制下显得更为名贵，澄心堂纸就是这个时期的产物。澄心堂原本是南唐列祖李弁的宫室之名，可见，这种纸是专为南唐宫廷制造的。据说，这种纸要用腊月敲冰所取的水制造，滑如春水，细密如蚕茧，坚韧胜蜀笔，明快比剡楮，长者可16.6米为一幅，自首至尾匀薄如一。
宋代继承了唐和五代的造纸传统，出现了很多质地不同的纸张，纸质一般轻软、薄韧，上等纸全是江南制造，也称江东纸。欧阳修曾用这种纸起草《新唐书》和《新五代史》，并送了若干张给大诗人梅尧臣，梅尧臣收到这种“滑如春水密如茧”的宣纸竟高兴得“把玩惊喜心徘徊”，澄心堂纸在唐宋时期名贵难求的程度，由此可略见一斑。
元代的造纸业开始凋零，只有在江南还勉强保持着昔日的景象。到了明代，造纸业又兴旺发达起来，主要名品是竹纸、宣德纸、松江潭笺等。清代宣纸制造工艺进一步改进，成为家喻户晓的名纸。各地造纸大都就地取材，使用各种原料，制造的纸张名目繁多，在纸的加工技术方面，如加矾、染色、洒金和印花等工艺上，都有了进一步的发展和创新。
印刷术
印刷术诞生之前，人们出版一本著作完全要靠手工抄写，质量无法保证。随着墨和纸的问世，雕版印刷术诞生了。它的操作方法是：将一篇文章用反手刻在木板上。印刷时，在版上刷墨，然后将纸盖在版上用干净的刷子轻轻刷实，纸上就会出现黑色的字迹。
20世纪初，考古学家们在甘肃敦煌千佛洞中发现了唐咸通九年雕印的《金刚经》，它成为目前世界上标有确切雕印日期的最早的印刷品实物。
雕版印刷由兴到衰，历经了1000多年的风风雨雨。经过长期的摸索，活字印刷术诞生了。它的问世不但记录和传播了中国传统文化和文明，更带动了世界范围内文化艺术和科学的发展，而所有这一切，都要归功于现代印刷业的鼻祖——毕昇。
活字印刷术首先是制活字。毕昇所用的材料是胶泥，刻好字后用火焙烧，使之坚硬如瓷。其次是排版，在铁板上放松香、蜡以及纸灰的混合物和一个铁框，将拣出来的字排满一框后即对铁板进行加热，使松脂熔化，将泥活字压平，冷却固定之后，版即制好。最后，就是印刷，方法与雕版印刷一样。印刷完后，将铁板再度加热，使松香和蜡熔化，将泥活字取下放好，以备下次使用。不难看出，毕昇在近千年以前发明的活字印刷术，已经大体上具备了近代活字印刷术所具备的基本原理和操作程序。毕昇在11世纪中期发明了活字印刷术，但却并未得到广泛应用。400多年后，谷登堡在东方文明的启迪下，也发明了同一原理的活字印刷术。不同的社会制度造就了截然不同的结果——谷登堡的活字印刷术开辟了印刷行业机械化生产的道路，并引领着西方文明大踏步地向前迈进。活字印刷的发明者毕昇1398年，谷登堡出生在德国黑森的美因茨。他对欧洲古老的印刷术做出了彻底改良。在制造活字方面，他找到了铅合金。谷登堡先为每个印刷符号刻制一个凸出的字模冲头，然后进行修正直至完美。之后，用它在铜块上冲出一个凹进的印模。再在其中浇入铅水，冷却后就成了活字。使用时，工人们从字盘中拣出所需字模，把它们放入一个叫“手盘”的容器里，每两个单词之间放入铅空，然后把手盘中的活字移入长方形活字盘，并在行与行之间插入铅条。整个版面排好后，再把它放进一个钢制或铁制的排字架中，最后在架子的缝隙中敲入许多楔子，使活字牢牢地固定在各自的位置上，然后就可以付梓印刷了。
解决了活字问题之后，谷登堡又将精力投入到了印刷机的发明上。最后，他根据木制螺旋压榨机的压印原理制成了代替手工印刷的木制印刷机。与此同时，他还发明了一种可以均匀地粘着在每个金属活字上的油墨，而这些在当时东方的印刷术中都是不具备的。1454年，谷登堡印刷的第一部书籍《圣经》问世了。很快，谷登堡发明的印刷术风靡整个欧洲，到了19世纪，西方的印刷业已经有了长足的进步。如今，伴随着电子计算机和激光技术的发展，铅字正逐渐退出印刷舞台，激光照排技术的问世使印刷业又迎来了一场新的变革。
编织机
威靡·李生活的年代，当时手工纺织十分盛行。威廉结束了剑桥大学的学业后，回到了故乡卡尔文顿，开始了他的牧师生涯，也开始了与那些几乎终日不停编织着的姑娘们为伍的生活。他是一个不适应环境的人，当他听到编织发出来的粗糙声音就感到不舒服。当他瞧着妻子的双手拿着两根针迅速地编织时，突然，他脑中冒出了一个念头：为什么不能用数百根小针代替一根大针，用许多钩子把编织的环状物提起来置于毛线之上，一次就打一排，为什么不能采用一种自动的编织机呢？
其实，威廉的想法并不新鲜。北非的牧民早在公元前若干个世纪就已经开始使用编织机和钩子了；织地毯的工匠使用的一种框架技术跟威廉设想的也相差无几。新鲜的只是编织机的概念和用一排钩子把编织环状物提起来置于毛线之上的简单编织动作。经过3年的努力，1589年，威廉的第一台手动脚踏编织机诞生了。
威廉以为自己找到了一条扬名发财的道路，他带着机器去宫廷谒见伊丽莎白女王，希望得到编织机的发明权和专利权。可是女王对他的发明不感兴趣。威廉的第一台编织机是用粗羊毛来编织的织袜机，女王认为使用这种机械会威胁大英帝国的棉花业，她还认为用羊毛编织的袜子太土气。为了能编织丝袜，威廉又花费了8年的时间改造编织机，可是，这回女王依然拒绝认可他的专利。于是，威廉又和弟弟将机器带到欧洲大陆，这一发明终于得到了法国国王亨利四世的支持，咸廉就在法国里昂用编织机生产长袜。在他的专利即将被批准时，亨利四世却被暗杀了。之后，威廉又和弟弟四处奔走，竭力说服金融家们兴办机械编织工厂，但终究一无所获……1610年，这位编织机的发明者在四处碰壁的绝望中死去了。
直到威廉·李死后，编织机才时来运转，碰到了知音。威廉的弟弟带着机器回到英国，碰到了一个从诺丁汉来的商人，这个商人对机器很感兴趣。于是他们在英格兰中部地区的北部合伙开办了第一个机械化的针织厂。这个冒险十分成功，致使在一个世纪之后，莱斯特的手工编织工人向市政官员请愿，要求保护他们的利益，不在这个县再增加编织机器。
威廉·李的手动脚踏编织机最开始用威廉·李发明的手动脚踏编织机来织袜，以后逐渐延伸到织衣裤、帽子、围巾等物件，一直沿用了200多年。19世纪初，英国的达乌森德对这种编织机进行了改进，发明了不使用沉降片的舌针，在舌针头部有一个像鳄鱼嘴形的能张合的部件，它能够出色地完成模仿人手指的编织动作，进一步提高了工作效率。
威廉·李虽然抱憾死去，但编织机最终还是因它比人工编织优越的性能而迎来了自身的春天。
电梯
18世纪末至19世纪末，欧洲和美国的工业革命带来了生产力的飞速发展和经济繁荣。这个时期，城市化进程加快，城市人口高速增长。为了在较小的土地范围内建造更多的使用面积，建筑物不得不向高空发展。电梯的出现，使建筑物突破了5层的高度限制。
美国发明家奥蒂斯是一个很细心的科学家，高层建筑的大量出现引发了他改造升降机的念头。1852年，成为奥蒂斯发明生涯中的一个转折点。纽约贝德斯泰德制造公司的老板要求他制造一台货运升降梯来装运产品。作为一名熟练的工长，奥蒂斯并没有被这项任务所难倒，他认为如果将升降梯改造得更好，建筑物就可以突破高度的限制，这是一个多么令人心动的想法啊！
奥蒂斯分析了各种类型的升降机，它们都具有一个致命的缺陷：只要吊绳突然断裂，吊篮就会呈自由落体运动急速下降。在升降梯的设计过程中，奥蒂斯就把难点放在了吊篮的控制上。他设计了这样一种制动器：在升降梯的平台顶部安装一个货车用的弹簧及一个制动杆，与升降梯井道两侧的导轨相连结，起吊绳与货车弹簧联结，这样仅起重平台的重量就足以拉开弹簧，避免与制动杆接触。如果绳子断裂，货车弹簧就会恢复原状，两端立刻与制动杆咬合，即可将平台牢固地固定在原位，以免继续下坠。
这种新设备叫安全升降梯，这项成功的发明使奥蒂斯成为众人注目的焦点。不久，他就收到了订制两台升降梯的订单。这份订单使奥蒂斯对自己的发明进行了认真思索，他坚信这个蒸蒸日上的国家将会需要更多的升降梯。
像任何企业家一样，奥蒂斯也要宣传自己的产品。1854年，在纽约的水晶宫展览会上，奥蒂斯亲自演示了安全升降梯。他爬上电梯的平台，将平台升到奥蒂斯以及他创办的奥蒂斯电梯公司大家都能看到的高度。然后，命令助手切断缆绳，在一片惊呼声中，电梯并没有掉下来。当暴风雨般的掌声响起时，站在平台上的奥蒂斯挥动着手里的帽子向人们致意！
安全与这次表演联系起来，这个词使升降梯获得了普遍承认，纽约普通公众和小实业家们很快就想到在商店利用这种升降梯来为顾客服务。
但开始时顾主们却并没有因需要购买奥蒂斯公司的升降梯而踢破门坎。1854年只销售几台；1855年也只有15台；1856年，奥蒂斯公司的记载说明，像我们今天所称作的安全升降梯共售出27台，而且全部是货运升降梯。
到1857年3月，在纽约百老汇与布罗姆大街的豪沃特公司，专营法国瓷器和玻璃器皿的商店里安装了世界上第一台安全客运升降梯。该商店共五层，当时就算是相当高的建筑物了。升降梯的动力是由建筑物内的蒸汽动力站利用一系列轴及皮带驱动的。该梯可载重450千克，速度为每分钟12米，升降梯的初级市场终于起步了。
在随后的几年中，升降机总的营业情况不算很好，但也足够使奥蒂斯继续他的研究与发明工作，以便增加升降梯的需求量。令人遗憾的是，1861年4月8日，奥蒂斯在他刚刚度过50岁生日后便去世了。在这短短的岁月里，他与升降梯工业结下了不解之缘，并为它的研制与发展做出了巨大的贡献。
打字机
打字机的发明者叫克里斯托弗·肖尔斯，但他跟打字机没有一点关系，他只是美国一家烟厂的工人。由于一连串的奇遇和巧合，他成了这项专利的持有人。
肖尔斯的妻子在一家公司当秘书。最初，由于妻子工作忙，经常将做不完的工作带回家，连夜赶写材料，非常辛苦。肖尔斯心疼妻子，只好帮忙抄写，有时写到深夜，两人往往都手酸臂疼。于是，肖尔斯开始有了发明写字机器的想法。经过6年苦心研究，他造出了一台像缝衣机那样的打字机。
机器静静地摆放在桌上，袖珍的齿轮、杠杆、螺钉、拨叉、滚筒……一排排的圆形按键，均匀地分布在机器的正面；稍有机械常识的人，都可以循着每一按键向内部观察——按键通过传动装置，连接着金属杆，而每根杆的末端，都刻写着一个美观的字母，一个可由按键控制向前“击打”的“字母笔”。所有构思巧妙之极，现代打字机就要呱呱坠地了。肖尔斯紧张地分开十指，快速地压下一个个按键。“咔嚓，咔嚓”，听上去还是那么刺耳。
肖尔斯紧锁着眉头，按一下，停一下，纸上却印出了端正的字迹。“难道我的打字机只能一字一顿地断续打？”肖尔斯自言自语道：“那简直太可笑了。”原来，问题就出在键盘上。按照常规，肖尔斯把26个英文字母，按顺序排列在键盘上，A、B、C、D、E、F……为了使打出的字一个挨着一个，这些按键不能相距太远。打字时，只要手指动作稍快，金属杆就会相互发生干涉现象。他找来一本字典，粗略地统计了英语中哪些是最常用的字母，然后重新安排了按键的位置。他把所有常用字母之间的距离，都排地尽可能远一些，让手指移动的过程尽量延长。反常的思维方法竟然取得了成功。手指、按键、金属杆，有条不紊地连续运动。“哒哒哒……”肖尔斯激动地打出了一行字母，如同印刷字一样精美：“第一个祝福，献给所有的男士，特别地，献给所有的女士！”
虽然有人早就设计出更科学的键位排列，却始终不成气候。肖尔斯发明的这种键盘，从1860年一直沿用至今，由于该键盘第一行从左至右排列着WE正RTY6个字母，所以我们把它称作“QWERTY”键盘。
与此同时，曾经是肖尔斯合作者的约斯特也在一家公司的资助下研究打字机。他通过一根控制杆使同一个键能分别打出大、小写字母，这使键盘上原有的78个键减少到52个。约斯特还作了进一步改进，使操作者能随时看到所打出著名的“雷明顿”牌打字机的字。
1868年6月23日，美国专利局正式接受了肖尔斯打字机的发明专利。由于资金困难，他把专利卖给了雷明顿军械公司。不久，市场上隆重推出著名的“雷明顿”牌打字机。
电冰箱
哲学家笛卡儿曾说：“我思故我在。”而冰箱的发明过程恰恰证明了这句话的深刻哲理：一个偶然的发现和一个简单的创意，经过许多思考的大脑后，结出了人类智慧之花。在享受冰箱带给我们方便的同时，推动它发展进程的科学家也让我们永远铭记。
哈里森是澳大利亚《基朗广告报》的老板，在一次用醚清洗铅字时，他发现醚涂在金属上有强烈的冷却作用。醚是一种沸点很低的液体，它很容易发生挥发吸热现象。哈里森经过研究，使用了醚和压力泵，于1851年研制出了第一台人工制冷压缩机，并把它使用在一家肉类冷冻加工厂和澳大利亚维多利亚的一家酿酒厂。从此，这种制冷机具有了工业价值。
1873年，德国工程师、化学家卡尔·冯·林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。林德采用一个小蒸汽机为动力来源，它驱动压缩泵，使氨受到反复的压缩和蒸发，产生制冷作用。林德首先将他的发明用于威斯巴登市塞杜马尔酿酒厂，设计制造了一台工业用冰箱。后来，他将工业用冰箱加以改造，使之小型化，于1877年制造出了世界上第一台人工制冷的家用冰箱。到1891年时，林德已在德国和美国售出12000台冰箱。
1923年，瑞典工程师布莱顿和孟德斯发明了世界上第一台用电动机带动压缩机工作的冰箱，也就是人类的第一台电冰箱。后来，他们把专利权卖给了芝加哥的家荣华公司，该公司于1925年生产出了第一批家用电冰箱。最初的电冰箱其电动压缩机和食物箱是分离的，后者是放在家庭的地窖或贮藏室内，然后，通过管道与电动压缩机连接，才合二为一。
应当看到，电冰箱的大发展，其实是从人类开始利用氟利昂作为制冷剂而转折的。
1930年，美国工程师米德莱试制成功了氟利昂。在氟利昂发现以前，冷冻机中常用的制冷剂主要是二氧化硫和氨。这两种物质都具有臭味，对人体有强烈的刺激性，会影响人的健康。于是米德莱根据元素的周期律，寻找更适合做制冷剂的化合物。最终，他发现氟的化合物毒性小，又不易燃烧，挥发性比较大，可作为一种理想的制冷剂。他选择了一组氟氯化物作为研究对象，并成功地发现了理想的高效制冷剂——氟利第一批家用电冰箱出现于20世纪20年代昂。很快它逐渐取代了二氧化硫和氨，一直沿用了50多年。
氟利昂的使用，使电冰箱迎来了一个春天，这也导致了对地球臭氧层的破坏。面对新世纪，科学家们研制出了氟利昂的替代品来作为制冷剂，全面采用了无氟环保技术。现在的冰箱，容量大，耗能少，噪音小，外观漂亮，功能也越来越多。可以想象，在未来世界中，电冰箱会使我们的生活更加美好、更加丰富。
变压器
在爱迪生发明电灯时，输电距离仅在30千米以内，否则电压太低，电灯就不能亮。解决这一输电难题的办法，只能是在使用者附近建立发电站，而且每隔30千米的距离就要备有冒着痕烟、轰轰作响的发电机。
而有了特斯拉的这种变压器，就可以使发电厂建在离城市很远的郊区，用高电压输送电流，以减少电在输电线路上的损耗。等电输送到城市里以后，再用变压器降低到一定的电压后，供给工厂和家庭使用。这样就可以省去建设许多发电厂的麻烦以及减少其产生的污染。
特斯拉是一位出生在南斯拉夫的美籍发明家，自小表现出的机械学方面的天赋为他走上成功之路奠定了基础。
1884年，不甘平凡的特斯拉决定去美国闯一闯。很快，他成为爱迪生的助手，在此期间，善于发现和思考的他注意到1831年法拉第在研究电磁感应定律时，曾经做过的一个实验：法拉第把两组线圈绕在同一个软铁环上，在原线圈内通电的瞬间，会在另一个副线圈上感应出电流来。断电时也会感应出电流，但是等电流稳定流动时，副线圈中则没有电流。特斯拉由此想到，如果不断地使原线圈通电断电，副线圈中不就可以不断地感应出电流来吗？由于电流瞬间的通断，人们不会轻易看出电灯的明灭闪烁，这种大小和方向不断变化的电流，就是交流电。特斯拉发现了这种装置可以提高或者是降低电压，副线圈的匝数越多，感应出的电压越高，原、副线圈的匝数比就是它们的电压比，这就是变压器的基本原理。为了使用变压器，特斯拉还发明了交流发电机和交流电动机。在1885年，匹茨堡的威斯汀豪斯电气公司购买了他的多相交流电动机、变压器的专利权，这笔交易触发了爱迪生的直流电体系和特斯拉—威斯汀豪斯的交流电体系之间的竞争。因为英特斯拉的变压器实验示意图国的威廉·汤姆逊、美国的爱迪生等都反对研制和发展交流发电机，而特斯拉则肯定交流电才是未来发展的趋势。事实证明，由于变压器的发明使交流电的应用迅速进入实际生活领域，由于它所具有的输送优势，终于淘汰了爱迪生等人所坚持的直流电体系。
1887年，特斯拉成立了自己的电气公司，并为交流电申请了专利，随后，他在尼亚加拉大瀑布建立了第一个水力发电厂，彻底结束了爱迪生的直流电时代。
电影
早在19世纪初，人们就开始了对电影发明的探索与研究。1872年，英国摄影师迈布里奇发明了一种叫“动物实验镜”的放映机。这种放映机通过一块旋转的圆形玻璃将形象投射出去，这样就使这些形象显得像在自然运动。
录有奔马影像的照片带使法国生物学家马雷博士深受启发。为了
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