你知道吗？第一只白炽灯泡的发明者不是爱迪生，印刷术到底是不是中国人发明的，第一个获得诺贝尔奖的人是谁？牛顿曾经预言世界末日，世界第一部电影是怎样的，谁在几个世纪前就预言了登陆月球，第一台计算机究竟有多大……

一书网罗人类600年科技发明史！世界最大的自然科学与技术博物馆德意志博物馆馆长沃尔夫冈·黑格尔教授专业推荐。

本书精选250多幅插图，涵盖从15世纪至今600年发明史，内容经专家审定。

我们的世界充满了科学发明，它们都来自于人类天才的思想、渊博的知识和求索的欲望。本书用轻松的笔触和庞大的信息量，为我们讲述了这些遗址世纪的发明以及它们的主人。

前言

约翰内斯·古登堡——改变世界的金属字模

伽利略·伽利莱——天体运行的新图景

约翰·开普勒——行星轨道和月之梦

伊萨克·牛顿——一只苹果、两面棱镜、三条世界定律

詹姆斯·瓦特——冒着蒸汽走向世界

安托万·拉瓦锡——化学的新语汇

迈克尔·法拉第——带电的发现

查尔斯·巴贝奇和爱达·洛夫莱斯伯爵夫人——电脑先驱

海因里希·格贝尔和托马斯·爱迪生——是谁发明了白炽灯泡

海因里希·赫兹——用无线连接全世界

卡尔·弗里德里希·本茨——不用马拉的车

威廉·康拉德·伦琴——透视人体内部

马克斯·普朗克——为什么自然界是跳跃的

鲁道夫·狄塞尔——为节油马达而战

玛丽·居里——新元素和放射性，

吕米尔兄弟和斯克拉达诺夫斯基兄弟——发明电影的赛跑

梅莉塔·本兹——让煮咖啡更容易一点

亚历山大·弗莱明——一次事故和盘尼西林的发明

阿尔伯特·爱因斯坦——时空的关系

维尔纳·西门子——电气工程技术的开拓者

奥托·哈恩和莉泽·迈特纳——奥托·哈恩的桌子

康拉德·楚泽——用0和1自动计算

詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克和罗莎琳德·富兰克林——生命的密码

戈登·古尔德——光粒子如何变成了莱塞

恩斯特·鲁斯卡、格尔德·宾尼希和海因里希·罗雷尔——让“虱子”进入原子门

附录：世界重要发明家、发现者及他们的成果

此外，开普勒还推翻了关于行星以固定不变的周期运行的理论。他得出结论说，行星靠近太阳时运行速度快，远离太阳时运行速度慢。这个定律，他发表于《新天文学》一书中(1609年)。书中他还设想有一种来自太阳的力量。但到底是什么力量，他并不知道。牛顿后来给出了答案。

学者们对开普勒的学说几乎没有反应。甚至连伽利略都保持沉默。开普勒虽然孤立无援，但却坚定地把研究工作继续下去。

1618年，政治形势发生了变化，波希米亚的天主教和新教发生激烈争斗——三十年战争拉开了序幕。就在这一年，开普勒完成了他的力作——五卷集的《宇宙和谐论》。书中他把和谐的理论运用于音乐、星象学、几何学和天文学。在这里，他提出了适用于一切围绕中央星球运行的天体第三定律。用他的公式可以精确计算出行星或彗星围绕太阳公转的时间。这个公式至今还被用于卫星和太空站围绕地球运行的计算。

开普勒的努力，使得哥白尼和伽利略日心说的宇宙图像变得无懈可击。他的学说原理也为半个世纪后牛顿提出的万有引力定律打下了基础——牛顿用开普勒的理论描绘出了重心：这种无所不在的引力，解释了星辰、行星及其卫星运动的原理。

没有荣誉也没有陵寝

如果说牛顿在生前就已经是一个传奇，那么开普勒却一生没有获得荣誉和成就。更严重的是：作为新教徒的他不得不逃离天主教掌控的布拉格。162"7年，他来到了比较安全的西里西亚的萨甘大公国，并在那里遇到了新的资助者——皇家陆军统帅华伦斯坦。华伦斯坦希望开普勒做的，是计算出当时的星辰是否有利于他的出征。开普勒不得不以星相家的身份谋生。

开普勒是一个多面的天才。他研究光学，创作诗歌，并开始撰写他80部作品的最后一部：《月球之梦还是月球之天文学》。如何把圆形炮弹垒起来？

欧洲“三十年战争”期间，开普勒研究过一个课题：如何摆放圆形炮弹，才能让它们所占的空间最小。他设想，金字塔形可能是最好的解决方案。但对这个所谓的“开普勒假想”，在数学上直到20世纪也没有得到验证。问题不在于能否把四个或十个圆形炮弹紧密地摞在一起，而在于如何得出适应各种对象的计算方法。人们将这个模型称为无缝填充。直到1998年，美国密西根大学的托马斯·哈勒斯才借助一个复杂的电脑程序得到证明：例如把甜橙堆成一个金字塔，那么甜橙占据的位置比例约为74％，而中间空气占据的位置比例则为26％。

他在作品中描写了几个世纪以后才成为现实的月球登陆。

由于他只是不定期地从华伦斯坦那里得到生活补贴，不能维持生计，所以开普勒去了雷根斯堡，希望从帝国议会那里为自己的《鲁道夫天文表》获得报酬。最终，他从已经去世的鲁道夫二世皇帝那里获得了12694古尔登。但开普勒在雷根斯堡一病不起，高烧不退，于1630年11月15日病逝。死后三天，他被安葬在这座天主教城市城门外的新教墓地中。据说在人葬的那天晚上，天空降下了无数“火球”。不仅在雷根斯堡，在其他地方也可以看到这一现象。人们传说，这些火球是上天为这位数学家和天文学家流下的告别眼泪。

开普勒的陵寝今日已经找不到了，但他的精神却超越了几个世纪。他的学说成了我们现代世界观的基础。

伊萨克·牛顿

一只苹果、两面棱镜、三条世界定律

1666年晚夏温和的一天，一个年轻人静坐在他父母农舍后面的一张长凳上。24岁的伊萨克·牛顿本来应该接管英国中部东海岸伍尔斯托普这座小庄园的，但这个年轻人却不愿意务农。放羊时他就读书，并利用每一点闲暇时间去建造他的娃娃家具、太阳钟、灯笼和微型风车。

后来，牛顿成了理论物理学和精确自然科学的奠基人。此外，他还发现了一条重要的自然规律——重力。

苹果为什么从树上掉下来

牛顿在一位富有的叔辈帮助下，进入一所拉丁学校学习。18岁时考入剑桥大学，攻读数学和哲学。1665年英国爆发鼠疫时，大学停课。牛顿返回家乡休学差不多两年时间，他利用这段不受外界干扰的时间，潜心研究各种问题。这位大学生最喜欢做的就是单独一个人研究物理和化学。另一项工作就是计算世界的末日。他用了50年时间研究这个问题，写出了4500页的笔记，并预言世界的末日将于2060年到来。

他制造的一只望远镜，至今还是所有大型望远镜——从巨型天体望远镜到哈勃太空望远镜的基础理论模型：即牛顿式反射望远镜。他用它观察夜空的行星运动。到底是什么力量使行星保持在椭圆形的轨道上？他找到了答案——就是那个众所周知的传说——当一只苹果从树上掉在他脚边的时候。牛顿问，苹果为什么从树上垂直掉到地上？是什么力量吸引了它？是影响月球围绕地球旋转的同一种力量吗？牛顿进行了复杂的数学运算，发现了重力原理(即万有引力、地心吸引力)。重力是两个物体间相互起作用的力量。牛顿发现，重力吸引所有物体。物体之间的吸引力，取决于它们的质量：质量越大，吸引力也就越大。重力同样受距离的影响：距离越远，吸引力就越小。P20-24

作为世界最大、最知名的自然科学与技术博物馆——慕尼黑德意志博物馆的馆长，我很感激《哈恩的桌子》为我们介绍了从15世纪至今的一些最重要的科学家和发明家。他们中的大多数人都给我们的生活带来了巨大影响，但人们却似乎很少能真正地理解他们及其科研事业。本书就将引导我们重新认识这些科学家和发明家：

他们的动力：追求真理的激情

追求真理，拒绝虚假，我认为这是人类的基本渴求。

因此，他们从事科技研究和追求更好的理论，绝不是简单的消磨时光，而是真正的生存需要。有些研究者和发明者可能并没有意识到这一点，他们只知道自己必须这样去做。因为一旦被激情虏获，他们就会投身于一个复杂的课题不能自拔，数十年如一日，不顾收入低微、健康受损。对于科学家来说，他们最大的幸福，莫过于为一个难题找到了答案。

他们的方法：观察、实验、测量

伽利略、开普勒、牛顿及他们之后的物理学家和天文学家都向我们表明：只要进行仔细观察，就可以接近真理。伽利略是借助实验和系统观察来纠正错误的旧观念并建立新理论的先驱。他显然支持哥白尼的观点，认为我们星系的中心不是地球而是太阳。与很多科学发现一样，他也是通过两种相补的方法得出了这个结论：数学计算和观察。伽利略及后来的天文学家借助望远镜研究着星球的运动、天体的位置和整个宇宙。他们的价值：服务于日常生活

光，是我们所知道的最为神秘的“东西”，历来牵动着物理学家的神经，常常引起激烈的争论。有些人，例如海因里希·赫兹认为光具有波的性质；另一些人则认为，光具有粒子的性质。一个典型的例证，就是用光制成了“莱塞”(激光)。在莱塞的开发上，古尔德起了关键的作用。现在，用莱塞强化的光束已经可以治疗眼疾、加工材料或者读取CD或DVD。几乎每一个家庭中都能找到莱塞的踪影，它已成为日常生活中不可或缺的东西。

很多重要的发明都表明：它们不仅仅服务于少数人，而是有利于广大群众：它们不仅仅用于原来的目的，而是在其他更多的领域也得到了应用。例如弗莱明发明的治疗细菌性感染的盘尼西林，或者纽科门和瓦特发明的蒸汽机，开始时它只是一个动力机，可以驱动一个活塞，用于水泵等。而用它驱动车辆，是人们后来才发现的事。把它装进车辆，放在轨道上就成了蒸汽机车，这才使它名声大振。准确地说，它才是首台“自动车”，即第一辆可以“自己行走”的车辆。

从19世纪至今，在开发可以行动的机器即马达的过程中，人们已经投入了很多精力和才智。在位于慕尼黑特蕾西高地的德意志博物馆的车辆中心，就展出了不少最漂亮的老爷车。他们的思想：科学思想并非从天而降

从表面上看，好像重要的发明都来自天才，他们的正确思想似乎都是从天而降。

然而，这只是个别的现象。绝大多数聪明头脑中产生的思想，都是构建在前人的先期工作和已有观念之上。例如，早在18世纪拉瓦锡发现了水的分子结构；到了19世纪法拉第确定了电解基本定律；而今天的我们则在考虑，如何借助电解生产氢气来驱动无废气汽车行驶。

科学家常常被看做是愿意独守在与“现实世界”无关的工作室或实验室中的孤家寡人。但事实上，有时他们却是两个人或多个人进行良好合作，相互补充完成一项工作。例如巴贝奇想出了今天我们可以称为电脑的计算机，而他的助手洛夫莱斯则为巴贝奇的计算机编制了第一个软件。堪称科学团队的还有发现放射性的居里夫妇、哈恩和莱特纳。他们几十年来，以十分罕见的合作关系从事原子结构和放射性的研究，最终取得了核裂变这一意义深远的发现。  所以说，发明家也绝非是稀有的怪物，而是具有非凡创造力和勤奋的行动者。他们和我们在一个社会里行动，用他们的思想给我们的日常生活带来裨益。这其中就包括西门子或者本茨或者发明咖啡过滤器的梅利塔。

返观数百年来的技术发展史，我们几乎喘不过气来。人类仍像一千年或两千年前那样生活的景象，离我们并不十分遥远。然而，大约200年以来，一个接一个的秘密以极端的高速度被披露出来。数学家、自然科学家和工程师们的理念，以及他们的研究和技术成果的应用，明显地改变了我们的生活——当然主要是从好的方面。尽管如此，我们还有无数课题需要研究和发现，因为每一个新的发现又会提出很多新的问题。我祝愿这本书能够吸引更多读者对自然科学和技术产生兴趣，甚至将参与到解决尚存问题的行列中来。

德意志博物馆馆长

沃尔夫冈·黑格尔教授