《百科故事会》丛书由风靡世界的经典故事集结而成,内容极具代表性和普遍性,故事妙趣横生,文字亲切平易,插图精美珍贵,是一部将科学性与趣味性完美结合的精致课外百科故事全书!
它必将引领你进入一个陌生神秘、异彩纷呈、激动人心的知识世界。它是一套专门为青少年朋友准备的学与用的小百科丛书,易读、易懂而又叫人着迷。阅读这些知识,能够启迪心灵、陶冶情操、培养趣味、开阔眼界、开发智力,同时又适用于成人和家长阅读,极具启智及收藏价值。
本书是从书之一《发明的故事》,从浩如烟海的人类创造发明史中,撷取非常典型、非常有趣、非常感人的部分,带领读者在品味奇妙故事的同时,获得更多发明的知识。
人类创造发明的历史如此悠久,所涉足的领域如此广阔,所取得的成果如此丰硕,其背后的故事也同样美丽动人。
本书从浩如烟海的人类创造发明史中,撷取非常典型、非常有趣、非常感人的部分,带领读者在品味奇妙故事的同时,获得更多发明的知识。
不会疲倦的动力源泉——蒸汽机
提起蒸汽机,人们自然而然地会想到瓦特。其实,最早的蒸汽机并不是瓦特发明的。早在公元前2世纪,亚历山大时代的天才人物海隆就曾经发明过用热空气和蒸汽为动力的机械玩具,不过这种新生事物并不适合当时的生产力发展,不久之后就被人们遗忘了。到了17、18世纪,突飞猛进的社会化生产迫切要求强大的动力资源,于是,人们开始了对蒸汽机的研发。最先取得成功的是英国工程师纽科门,他发明了第一台用蒸汽来推动活塞工作的抽水机,使人工动力有了重大突破。然而,这台抽水机需要耗费大量的煤炭,不仅耗费大量的财力,而且难以应用到远离煤矿的地方,因此无法满足大规模生产的需要。直到瓦特改良型蒸汽机的出现,才彻底解决了这一难题。
詹姆斯·瓦特,1736年出生于英国造船中心格拉斯哥附近的一个小镇,父亲是造船工匠,同时经营一家船舶修理厂。瓦特家族中许多人都是机械工人,受家庭的熏陶,小瓦特从小就熟悉了许多机械原理和制作技术。他一直勤奋好学,勇于探索。一天,他看到烧水时水壶里冒出的水蒸气把壶盖顶起来,就开动了脑筋:这水蒸气的力气好大啊,要是把它们集中起来成为一股强大的力量,运用到工业生产中,一定会节省不少人力。可是,究竟怎么利用它呢?小瓦特冥思苦想,一直得不到答案。但是他发誓,将来一定要发明出能够利用水蒸气作为动力的机器,让它为人类造福!
瓦特为了他的梦想开始发奋学习科学知识了。他13岁就学完了几何学,15岁自学读成了《物理学原理》,17岁开始当学徒工,将所学到的理论知识应用到实践中。1757年,21岁的瓦特来到格拉斯哥大学修理和制造仪器。那里不仅有完善的实验设备和生产车间,而且还有许多著名的专家和学者,这给瓦特的研究提供了更多便利。到1762年的几年间,他作过一些实验,但是始终没有什么头绪。
1764年,瓦特奉命修理一台纽科门蒸汽机,他很快就完成了任务。随后,他开始仔细研究起蒸汽机的工作原理。他发现这种蒸汽机的汽缸下方有三个活门,汽从中间活门进入,推上活塞;工人将气门关死,然后往右边的活门注入冷水,使热气冷缩,活塞下落。这时工人再关上进水活门,打开右边的退水活门……这样蒸汽机才能工作一次,效率很低。瓦特就此萌生了改进这种蒸汽机的想法。
他最先尝试降低蒸汽消耗量,努力了很长时间,但是失败了。之后,他运用多年所学的知识和实际经验发现,纽科门蒸汽机效率低的一个重要原因是它的很多热量都用在了加热汽缸上。发现了这个秘密,瓦特很快就找到了解决的途径:将冷却的过程放在汽缸外的另一个容器进行,这样既有利于降低温度,又有利于保持汽缸温度。经过反复试验,瓦特发明了带有单独冷凝器的蒸汽机,它大大节省了燃料,减少了工业成本。但是瓦特并没有就此满足,他坚持不懈地试验,终于又发明了蒸汽机的分气阀以及能使蒸汽机往复运动变成旋转运动的机械。就这样,蒸汽机的改造正式完成了。
瓦特改进了蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献,具有划时代的意义。它推动了第一次工业技术革命的兴起,极大地促进了社会生产力的发展。从此,人类开始从繁重的劳动中解放出来,进入了“蒸汽”时代。
瓦特逝世于1819年,后人为了纪念他的伟大发明,把发电机和电动机的功率计算单位称为“瓦特”。现代家庭用的电灯、电暖器、电熨斗的功率都称为“瓦”,那是“瓦特”的简称,也是为了纪念他为人类作出的杰出贡献。
P003-005
发明:让梦想变成现实
人与动物最大的区别就在于人具有智能,第一件劳动工具被制造出来时,就标志着人类历史的一次巨大飞跃,从此以后,人的智慧就在发明创造中不断发展完善。人类的历史既是一部奋斗史,也是一部发明史。
从古到今,人类利用自己的聪明才智,进行征服自然、改造自然的活动,发明了无数的工具让自己从繁重的劳动中解放出来,提高劳动效率。也正是这些发明创造,推动了人类社会由愚昧逐渐走向文明,实现了一个又一个美丽的梦想,也书写了光辉灿烂的历史文明画卷。
从古代社会、近代社会到现代社会,人类的发明创造活动延续了几百万年,取得了极其辉煌的成果。在这漫长的岁月里,人类的发明就像夜空中的群星一样数不胜数,每一次创新,每一点改进,都是人类前进的一小步,正是这细微而坚实的每一步,汇成了历史前进的一大布。
凡是人类生活的方方面面,从最基本的衣、食、住、行,到农业、工业、经济、文化、艺术,处处都可以捕捉到发明的踪迹。可以说,人类脚步所至之处,不管是冰雪覆盖的南极北极,神秘莫测的大山海底,还是遥远的月球火星,绚丽的智慧之花总是竞相绽放。
凭着指南针,人类踏遍千山万水也不会迷失方向;借助显微镜,肉眼难以看到的微生物纤毫毕现;乘上飞机,人类实现了翱翔九天的美丽梦想;有了电脑,任何复杂的运算都变得极其简单;电视、电影、收录机,给人类的生活带来了欢声笑语;电话让人们的声音传到千里之外;雨伞让人们在风雨之中悠然前行;电灯让黑夜重现光明;水泥和混凝土搭建起的摩天大楼让人们叹为观上……
日新月异的现代社会,发明的速度也不断加快,技术的更迭日新月异,网络搭建的平台让世界在缩小,让距离在缩短,让信息在激增,让速度在加快,让人类的思维在延伸……
多彩的世界,神奇的发明,人类一代代繁衍更替,发明也代代相传、不断演进更新,积聚为巨大的物质财富,造就了辉煌的文明。
人类创造发明的历史如此悠久,所涉足的领域如此广阔,所取得的成果如此丰硕,其背后的故事也同样美丽动人。
本书从浩如烟海的人类创造发明史中,撷取非常典型、非常有趣、非常感人的部分,带领读者在品味奇妙故事的同时,获得更多发明的知识。
因为有了发明,未来世界才如此令人向往:攻克绝症,邀游星空,地球变成一个最美丽的大花园……了解发明,喜爱发明,所有的梦想都能变成现实。
2006年11月