第六章科技发明

最大的太阳钟

奥古斯都太阳钟是世界上最大的太阳钟。这座钟在古罗马艺术品中特别有名，它的组成部分是一块很大的平地和一根直立在平地中央的华表。平地为钟面，上刻有表示时辰的字面，华表为指针，高20余米，顶端有根尖圆形的小柱起着指针尖的作用。华表在平地上不同的投影表示不同的时辰（投影在夏至时长9.5米，冬至时长65米）。钟上刻有一部儒略历以及不少极有意义的箴言。

据载，此钟始建于公元前9年，是古罗马皇帝恺撒的养子奥古斯都下令建造的，当时还在它的两边分别建造了和平祭坛和奥古斯都陵墓。这三件艺术品浑然一体象征皇帝神圣不可侵犯的威严。

这座太阳钟造好后却非常不幸，提帕河的一次泛滥冲毁了整座钟，华表斜向一边。风吹雨淋逐渐剥蚀了钟盘上的铭文。虽然以后的多朱提安王曾派人进行维修过，但华表最终还是倒塌，整个钟面湮没在泥浆里。1748年，那根花岗石柱才被别人发现。至于钟面，历代考古学家和天文学家都为了能找到这个“尤物”不惜奔波一世。1994年，柏林德国考古研究所所长爱德蒙特·布赫纳领导的考古小组在罗马城心脏的一间酒吧底下觅到了它，它离当年太阳钟的所在地200米远。

最大的望远镜

现在世界上最大的反射望远镜，是1975年前苏联建成的一台6米望远镜。它超过了30年来一直称为“世界之最”的美国帕洛马山天文台的5米反射望远镜。它的转动部分总重达800吨，也比美国的重200吨。

现在世界上最大的折射望远镜，是在德国陶登堡天文台安装的施密特望远镜，改正口径1.35米，主镜口径2米。德国这台折射镜也超过了美国最大的施米特望远镜。美国在望远镜上的两个“世界之最”都被人先后取代。1978年，美国一台组合后口径相当于4.5米的多镜面望远镜运转。这台望远镜由6个相同的、口径各为1.8米的卡塞格林望远镜组成。6个望远镜绕中心轴排成六角形，六束会聚光各经一块平面镜射向一个六面光束合成器，再把六束光聚在一个共同焦点上，多镜面望远镜的优点是：口径大，镜筒短，占地小，造价低。

最大的照相机

1900年美国芝加哥奥尔顿铁路公司设计制造的，名为“猛犸”的照相机是世界上最大的照相机。这架巨大的照相机，是专为拍摄该公司生产的豪华列车而制造的。当它装上225千克重的玻璃感光板后，总重量达635千克，需15人操作。为此，该公司特地设计制造了一节铁路货车来运载它。

“猛犸”照相机摄得的底片尺寸是1.4米×2.4米。冲洗和印像需要0.045立方米化学药液。在1900年巴黎博览会上，用这架照相机拍摄的巨幅照片荣获“世界第一大奖”。

到了摄影技术高度发展的今天，就是由小型照相机拍摄的照片，也可以放大出比“猛犸”大出若干倍的细致而清晰的照片来。而这一架体积庞大、笨重的“猛犸”，就像它的名字所代表的史前动物一样，自己消逝了。

最早的降落伞

人类设想凭借空气阻力，让人从空中缓慢安全下降着陆，最初是由达·芬奇进行研究的。他设计了多种用布制成的四方尖顶天盖，人可吊在下面从空中下降，这算得上是人类历史上首次尝试的设计。据他计算，天盖的每边长7米就可以吊一个人。这幅设计图目前仍保存在意大利的达·芬奇博物馆里。据说，达·芬奇曾亲自利用这种降落伞从一个塔上跳下做过试验。

法国的贝拉吉奥是有记载的第一个利用降落伞从塔上跳下的人，1777年他用自己设计的木框糊上布制作成降落伞。

布兰查德是第一个在空中利用降落伞的人，他是法国飞船驾驶员。1785年，他从停留在空中的气球上用降落伞吊一筐子，里面放一只狗，安全地着地。随后在1793年，他亲自从气球上用降落伞下降，可是在着地时摔坏了腿。这一年他正式提出了从空中降落的报告。另一个飞船驾驶员加纳林，于1797年10月22日在巴黎成功地从610米高空降落，1802年9月21日在伦敦从2438米高空降落成功。1808年波兰的库帕连托从着火的气球上用降落伞脱险。

后来随着航空事业的飞速发展，人们开始把降落伞作为救难装备进行研制，但在飞船上是容易装备的，在飞机上则有许多困难，因而一直没有新的发现，自从1912年柏利成功地从飞机上用降落伞跳下以后，到第一次世界大战结束前6个星期，德国军队正式使用降落伞，人们这才肯定了它的实用价值，现已发展为飞行员的必备之物。

第一封电报

电报，能迅速地使远隔天涯的两地互通音息，是人们互相联系的一种重要通讯工具。人类史上第一封电报诞生于1844年，是由美国科学家塞约尔·莫尔斯应用自制的电磁式电报机，通过65公里长的电报线路而拍发的。

莫尔斯原是艺术家，1832年从欧洲旅行回到美国，便结束了艺术生涯而开始致力于电报机的研究。根据电磁感应原理，莫尔斯试用电路的启闭来发送和记录信号。他在设计电报机的同时，按照电路中脉冲信号的产生和消失，构思了圆点、横划和空白的电报符号，把这三种符号组合起来，就可以表示需要传递的信息。后来这一特定的点划组合成为电讯上普遍采用的莫尔斯电码。

1837年，莫尔斯在精通机械知识的艾尔弗雷德·维尔的帮助下，试制出第一架电磁式电报机。利用电磁感应原理来操纵顶端装有记录头的控制棒，当电流脉冲通过电路时，引起了控制律运动，就会使记录头触及纸带从而在纸带上有顺序地留下符号图形。同年9月2日，这架电报机在纽约大学展出，莫尔斯亲临现场表演，获得了成功。

1838年，莫尔斯又在美国总统及内阁成员面前进行表演，引起了他们的浓厚兴趣。他遂要求3万美元的拨款以进行电报实际应用的试验，但拨款迟迟没有批下来。为此已濒于一贫如洗的莫尔斯只得奔波于美、英、法、俄等国。遗憾的是，这几国都不愿冒险投资。直至1843年3月，莫尔斯才通过国会中的朋友得到了3万美元。他委托纽约州的埃长拉·康奈尔即后来康奈尔大学的创始人架设电报线。华盛顿与巴尔的摩之间第一条实用电报线路终于建立起来了。第二年5月24比莫尔斯在国会大厦最高法院会议室，首次通过这条电报线，传出圆点和横划的符号，向正在巴尔的摩的艾尔弗雷德·维尔拍发了世界上第一封电报。第一封电报的内容是圣经的诗句：“上帝行了何等的大事”。尽管这份电报只传送了65公里之远，但它成功地开创了长距离通讯联系的新时代。

最早的电子手表

电子手表是本世纪50年代才开始出现的新型计时器。最早的一种电子手表是美国埃尔近公司和利普手表公司在1952年共同公布的电子手表原型。这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，但走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。1960年美国布洛瓦公司最早开始出售“阿克屈隆”牌音叉电子手表。这种手表以音叉的振荡频率作为走时的基准，比摆轮式电子手表结构简单，走时较精确，被称为第二代电子手表。1969年12月，日本精工舍公司推出了35SQ型电子手表。这是世界上最早的石英电子手表，这种手表以石英的固有振荡频率为走时基准，通过电子线路，控制一台微型电机带动指针，被称为第三代电子手表。石英电子手表走时精确，结构简单，很多性能指标都超过了机械手表，因此很受顾客欢迎。它出现之后不久，就把第一、第二代电子手表淘汰了。

从第一代到第三代电子手表都保留了传统手表的指针表盘式表面，继之而起的第四代电子手表一数字显示式石英电子手表却完全脱离了机械手表的形式，最终形成了一种全新的时计。数字显示电子手表采用发光二极管或者液晶为显示元件，直接以数字表示时间。整个手表由石英晶体、集成电路、显示屏以及电池构成，没有任何走动元件，所以又被称为“全电子手表”。世界上最早的全电子手表是美国汉弥尔顿公司在1972年开始出售的波沙牌（Pulsar）数字显示电子手表。该表以发光二极管为显示元件，当时售价为2000美元。

全电子手表走时比指针式石英电子手表更精确，结构比指针式石英电子手表更简单，还具有特别良好的防磁、防震性能。而且，除了显示时间外，数字显示式电子手表还可以具有计秒，显示日期、星期、起闹及计算、储存数据、量血压、测脉搏、报警等等多种功能，还出现了与收音机、电视机组合在一起的电子表。

最早的洗衣机

1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放人热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。

第一台电动洗衣机由阿尔凡·费希尔于1910年在芝加哥制成。但这种电动洗衣机进入市场后，销路不佳。

洗衣机真正被人们接受，是在第一次世界大战之后。1922年霍华德·斯奈德发明了一种搅动式电动洗衣机，并在衣阿华州批量生产。该洗衣机因性能大有改善，开始风靡市场。第二年德国厂商也生产了一种用煤炉加热的洗衣机。这种洗衣机有一只开有小孔的容器，衣服放人后，由电动机带动和容器相连的轴，使容器不断顺逆转动。

第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种“前置”式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。

今天，人们穿着的服装品类繁多，日新月异，洗衣机也随之具有多种功能。高级的洗衣机对不同的洗涤物，可用不同的洗涤方法。一般有三种可选择：一、一般洗涤：洗涤一般的被褥和衣服；二、无皱洗涤：洗涤衣褶一经成型无法复原的衣服；三、低损洗涤：洗涤强度较低的衣服。

第一架火箭飞机

世界上第一架火箭飞机是德国海克尔公司制造的He—176。

He—176于1939年6月20日，试飞成功。7月3日，它的速度达到每小时850公里，创造了当时飞行速度的最高纪录。

两年以后，德国又设计了Me—163火箭飞机，并且生产了350多架，它们的速度曾达到每小时1003.77公里，首先打破了时速1000公里的大关。1944年8月，Me—163第一次参战，曾先后击落盟国飞机10多架。

火箭飞机同一般的螺旋桨飞机和喷气飞机不同，它是以火箭发动机为动力装置的飞机。火箭发动机是一种自己既带燃料，也带燃烧时所需氧化剂的喷气发动机。它可以自给自足，不需要依靠大气层中氧的供应；它可以在极短时间内产生很大的推力，使飞机达到很快的速度和很高的高度；即使在大气以外，它也能正常工作。

火箭飞机也有不足的地方，那就是它的工作时间太短，航程不远，而且燃料消耗过大。如Me—163飞机，它带的燃料，竟占总飞行重量的一半。起飞时，火箭发动机在3.35分钟内把飞机送上12100米的高度，然后它只能滑翔下降，此外，Me—163飞机的燃料容易爆炸；为了减轻重量，飞机起飞后就把起落架抛掉，降落时只能靠滑橇。因此Me—163的损失，不是因为敌方的击落，而是由于降落时的爆炸事故。

后来火箭飞机正是由于这些缺点没有成为军用飞机的主力，但火箭可以帮助飞机突然起飞或加速，以缩短滑跑距离，便于追击敌人或避开敌对方飞机的攻击，作用还是不小的。

总之，火箭飞机既有其优点，也有缺点。

第一个金属脊柱

年仅33岁的美国妇女杰西·托马斯，脊柱上长了一个拳头大小的骨肿瘤。根据治疗的需要，医生将患肿瘤的脊柱切除了。手术后的杰西·托马斯只好日夜呆在特制的架子上，无法自由活动。为了使杰西·托马斯重新恢复行动的能力，于1979年7月17民医生把人造的金属脊柱植到杰西·托马斯的身上，代替脊柱骨架，使她恢复了站立和行走的功能，成为世界上第一个带金属脊柱的人。

其实，我国上海市伤骨科研究所和上海瑞金医院伤骨科早在1970年6月在为一位年仅27岁的患脊椎巨细胞瘤的男病人施行了肿瘤切除术以后，成功地作了脊椎移植手术。这一手术是以医用不锈钢人工椎体替代的手术，术后两个月，病人下肢瘫痪就消失了，6个月后已能起床，迄今已恢复工作多年。

从1970年以来，该研究所和该院已施行了4例这样的手术，均取得了成功。可惜这一临床成果未能在国际上及时交流，如按实际情况来看，我国取得脊椎移植手术成功显然比国外的要早。

对于金属在人体内的应用问题，不少学者进行过研究。研究表明，当人体的某些构造受到破坏时，有些金属能替代人体的这些构造。例如，用金属钽棒可替代骨胳，肌肉能够在钽棒上生长；用金属钛片和钛螺丝可以修复骨折，而且骨头还会生长在钛片的小孔和螺丝的螺纹里。这种可以替代人体某些构造的金属，被称为“亲生物金属”。

最早的太阳能飞机

世界上最早的太阳能飞机是由英国制造的，1979年在伦敦成功地飞行了15分钟。

太阳离地球1.5亿公里，到达地球的只有极小一部分光线。在晴天的中午，每平方米地面上能得到1350瓦的太阳能，这几乎相当于一辆摩托车发动机的功率。一架小型飞机的升力面积（包括机翼和尾翼）大约为20平方米，即能得到大约27千瓦的太阳能，完全能够满足低速飞行的需要。

这架太阳能飞机，翼展23米，装在机翼和尾翼上的光电池总面积为35平方米。由于使用的是高效率的光电池，它可以提供6450瓦的电功率，平均每平方米为185瓦。飞机上的电动机造得很轻。它可以使重103公斤的飞机以每分钟90米的速度爬升。最大时速达100公里，最小时速30公里，巡航速度每小时40公里左右。这架太阳能飞机现已用于体育运动。

太阳能飞机有很好的前途，但目前还有一段艰难的历程。一是目前的光电池把光能转化为电能的效率很低，一般的转换率只有12～16%。电动机和螺旋桨还要损耗十分之一的功率。还有云雾和照射角度也有影响。因此，光能转变成推动力的效率还不到十分之一。再有是光电池的价格十分昂贵。据估计，一架单座的太阳能飞机，仅仅光电池的费用就要10万美元。

由于种种原因，太阳能飞机的广泛应用还有待于不断的深入性的研究。

最早的火车

世界上最早的火车制造于1804年，是英国人理查德·特里维西克（1771～1833）经过多年的探索、研究成功的。

它是一台单一汽缸和一个大飞轮的蒸汽机车，牵引5节车厢，以时速8公里的速度行驶。由于当时使用煤炭或木柴做燃料，所以称之为“火车”，有趣的是，当时这台机车，没有设计驾驶座，驾驶员只好跟在车子旁，边走边驾驶。4年后，他又制造了“看谁能捉住我”号机车，载人行驶。可是，由于轨道不能承受火车的重量，机车本身也存在许多问题，行驶时非常危险，在一次运行途中，机车出了轨，于是就停止使用。

与此同时，史蒂文森也在积极改进火车的性能，并且取得了很大的进展。1814年，他制造了一辆两个汽缸、能牵引30吨货物可以爬坡的火车。从那时起，人们开始意识到，火车是一种非常有前途的交通运输工具。然而，当时的马车业主们极力反对。1825年，斯托克顿与达林顿之间开设了世界上第一条营业铁路，史蒂文森制造的“运动号”列车运载旅客以时速24公里的速度行驶。尽管火车已加入了运输的行列，但马车仍在铁路上行驶。到了1829年，曼彻斯特至利物浦间的铁路铺成后，为了决定采用火车还是马车，举行了一次火车和马车的比赛，史蒂文森的儿子改进的“火箭号”获胜。“火箭号”长6.4米、重7.5吨，为了使火燃烧旺盛，装了4.5米高的烟囱，牵引乘坐30人的客车以平均时速22公里行驶，比当时的四套马车快两倍以上，充分显示了蒸汽机车的优越性。于是这条铁路就采用火车了。从此以后，火车终于取代了有轨马车。后人称其为“蒸汽机车之父”。

最快的列车

磁悬浮列车是世界上最快的列车。它诞生于1972年，经过了几年的努力，现在磁悬浮列车已经趋近于实用阶段，最高时速已达507公里。这是目前世界上速度最快的陆上交通运输工具。预计这种列车时速可增到550公里。

磁悬浮列车用硬铝制造，用电子计算机自动控制。动力由三相线性感应电动机供给，车底的旋转圈通电后，就能推动列车沿导轨稳定前进。每节车厢底部两旁都装有永磁体或小型超导磁体，在轨道两旁设有一系列导电性能良好的金属圆环，例如铝环。当列车前进时，磁体向轨道面产生强大的磁场，和轨道两旁的铝环发生相对运动，使铝环内感应出很大的电流。这个感应电流会产生很强的磁场，其方向与磁体磁场相反，从而产生了一个向上的浮力，把列车凌空托起10毫米左右。通常列车的运动速度越高，由感应电流产生的磁场也越强，磁悬浮力就越大。列车静止时，磁体与铝环没有相对运动，环内不产生感应电流，磁悬浮力消失。所以，在开车和停车过程中，列车仍在轨道上运行。

磁悬浮列车在高速运行时只受到空气的粘滞阻力，其噪音很小。因为列车由电力推动，所以也不会污染环境。此外，这种列车还具有速度快、平稳舒适、适合长短路程、耗电量小、外形美观、造价低廉等优点。

现在，科学家们又在设想，假如让磁悬浮列车在真空的管道中运行，就可克服空气阻力，这样列车时速可以提高到1600公里以上。届时人们可以不坐飞机，而改乘这种安全舒适的超速地面车了。

最早的汽车

世界上最早的汽车是1826年勃朗在英国制造的一辆内燃引擎汽车。并于当年4月25日获5350号专利权，这辆两汽缸式汽车，性能非常好，不但可以在平坦的大路上奔跑，还可以翻山越岭，并且于1926年5月，顺利地爬上了英国肯特郡布莱克奚斯市的猎人山。然而在此之前，人们还做过许多尝试。

在15世纪，伟大的科学家列奥纳多·达·芬奇设想过能自动行驶的车辆，并且还遗留下了一张设计图。这是一辆凭借发条为动力的车辆。1649年，德国的钟表匠汉斯·赫丘根据设计图试制成一辆，而且时速达到1.5公里。

因为军事上的需要，法国路易十四世时的陆军炮兵大尉尼可拉斯·约瑟夫·丘尼约（1725～1804年），奉命研制牵引大炮的动力牵引车。1769年，他在巴黎兵工厂制成一号车，但没法开动，试制失败。1771年5月又制成比第一号车更大的二号车，虽仍不理想，但可坐4人，时速可达9.5公里，成为有史以来第一部不依靠风力、畜力等外界力量而使用蒸汽动力行驶的车辆。这是一辆木制三轮车，长7.2米、宽2.3米，在前轮前面特制的架子上悬吊着一个0.05立方米的大锅炉，产生的蒸汽送往前轮上方左右垂直悬挂的汽缸内，带动两个活塞使前轮转动，成为历史上第一部“自动之车”。

由于锅炉和两个汽缸都装在行驶中摇晃的前轮的前面和上部，因此，驾驶极不平稳，况且又没有凝汽器，每隔15分钟就得停下来加水，非常麻烦，加上没有煞车，非常危险，结果在一次试车中就冲撞到城墙上造成事故。1789年，拿破仑一世下令改进此车，并于1801年送到巴黎法国国立工艺学院博物馆保管。

最早的摩托车

世界上最早的摩托车实际上是一辆装有内燃机的自行车。它是德国人戈特利布·坦勒于1885年制成的。

这辆车上装有一台容积为264立方厘米的单缸发动机，功率只有0.5马力，转速每分钟700转。它的速度每小时可达19公里，和现在自行车的速度差不多。

现在的摩托车，不仅品种多样，而且速度也惊人，已是一种重要的交通工具。

最早的自行车

关于最早的自行车有实用和不实用之分。早在意大利文艺复兴时代，伟大的科学家达·芬奇就曾设计过由坐车人自己驱动的车辆，并绘制了设计图。意大利的达·芬奇博物馆收藏着这幅珍贵的设计图，绘制极其精巧，图中设计居然用链条带动后轮，与现代自行车基本相同。据说，达·芬奇还制造并试骑过这种自行车。

200多年以后的1790年，法国人吉布拉克制成一辆木制两轮车。这辆车子的两轮是在一条直线上但不是左右对称。由于没有驱动装置和转向装置，所以坐垫较低，骑车的人两脚着地，依靠两脚向后用力蹬地使车子直线向前行进。1818年，德国人德莱斯给这种两轮车安装了一个舵，可以变换行进的方向，但同样要用脚蹬地前进。

最早的一辆实用自行车是1839年苏格兰人麦克米伦发明创造的。这辆车子前轮小后轮大，车轮木制，包以铁皮，前轮装有脚踏和曲柄连杆以便带动后轮，车头有车柄可转变方向，坐垫舒适但较低。麦克米伦制造的第一辆自行车现保存在伦敦科学技术博物馆。

最早的轮船

最早的轮船被称为车轮船，它不是用机器作动力来推动的，而是用人力踩踏船上的转轮来前进，是我国古代劳动人民智慧的结晶。

在我国唐代，有个名叫李皋的人，他受到船上划桨和田野中抗旱的水车的启示，创造了一种车轮船。这种车轮船的两舷装着会转动的桨轮，桨轮外周装上叶片，它的下半部浸在水中，上半部露出水面。当人力踩动车轮，叶片拨水，推进船舶。因为这种桨轮露出水面，所以又叫明轮。因此，车轮船也可叫明轮船。

南宋初年，湖南洞庭湖畔杨么率领的农民起义军，为了抗击南宋官军侵犯，创造了一种作战用的车轮船，称为杨么车船。

杨么车船不仅船的左右两侧装有能转动的桨轮，船尾也装有8个叶片。桨轮与转轴相连。船上水手齐力踩踏桨轮，轮周上的叶片，好像许多把桨，接连不断地划水，使船前进。

只要向相反方向踩踏就可以使船后退。为了保护桨轮不受损伤，桨轮外面设有保护板，这样可以避免桨轮碰坏。还由于转轴装在船舱底部，水手又在舱里踩踏，所以车轮战船上的士兵不易被敌人兵器所伤害。

正因为这样，杨么车船为农民起义做出了巨大的贡献。

直到15世纪，欧洲一些国家才出现建造明轮船的设想和尝试。到1543年，欧洲才出现能使用的明轮船，它与杨么的车轮船十分相似，但比杨么车船晚800多年，比李皋的车船晚400年。

总之，我国是世界上最先掌握造船技术的国家，有着悠久的造船历史。

最早的潜艇

最早的潜艇，是一艘人力推进的木制潜艇，是荷兰人德列布什尔于1624年所制造的。

这艘木制潜艇外面蒙着涂油脂的皮革，艇体两边开有孔座，桨板从孔座中伸到艇外。艇上有12名划桨水手，靠人力划桨来前进。它能在四五米深的海水中，潜航好几小时，乘坐多人。为了保持艇内空气清洁，艇内设有特种液体，能吸收二氧化碳。

此外还有许多人尝试过制造潜水艇，但都未成功。1653年，一位名叫德桑的法国发明家，建造了一艘20多米长的潜水艇。这位发明家曾夸张地说这艘潜水艇如何的好，说它快如飞鸟，能攻击许多战舰。但是艇造成后，却不能在水中运动。

17世纪70年代，还曾出现过用渔船改装成的潜水艇。艇的中部设置有一个水密舱，压载重物后便能下潜，而抛掉压载物便会浮出水面。后来为了一次打赌，这艘渔船改装成的潜艇，潜入30米深的海中，由于艇体被水压力毁坏，最后不知被海流冲向何方。

总言而之，这些早期的潜艇，没有一艘是合格的，更不用说参加水中战斗。不过它们都为后来潜艇的发展奠定了基础。

最早的电灯泡

世界上最早的电灯泡诞生于1879年10月21日，是一盏犁口般大小的灯泡。它的发明者是美国的科学家爱迪生。

爱迪生在研制过程中仔细分析了当时的煤气灯和弧光灯后，他决定寻找一种耐热材料。由电流把它烧到白热化程度而发出炽热的光却又不至于断裂或熔化。他偶然发现棉线在空气中一下子烧成灰烬，而碳棉线放入处理过的玻璃球内则发出了炽光。遗憾的是，光亮只维持了几分钟就消失了。他错误地放弃了这项试验，转而试用铯、镍、铂（白金）、铂铱合金等1，600种不同的耐热材料，收获都非常小。

爱迪生重新回到了碳的研究上。那年10月，他试验了一段长20厘米、直径为0.15厘米的碳棒，其耐热力达到5.5小时，他又不断改进着碳化方法和抽气处理。

1879年10月21日那天，他把1根直径为0.025厘米碳化了的棉线用作灯丝，发出的光度明亮、稳定，它以4根烛光的照明度，1小时、2小时……足足亮了45个小时，经过1年多的努力，数千次的试验，终于造成了人们盼望已久的电灯。

同年11月，爱迪生改用碳化了的卡纸大大改进电灯寿命后，生产商就迫不及待地把它投入生产。1880年除夕，3，000人走上纽约街头观赏这一新发明。成功并未使爱迪生停步。第二年，他制造出能连续亮上1，200个小时的毛竹丝灯。直到1904年，奥地利人发明了比毛竹丝灯强3倍的钨丝灯，毛竹丝才被取消取代。钨丝灯从1907年起一直沿用至今。

最早的电话机

世界上最早的电话诞生于1875年。它的发明者是一位名叫亚·贝尔的苏格兰青年。

美国波士顿大学曾聘贝尔为该校的语言教授，当时他才22岁。有一天，贝尔在做实验时，意外地发现一个有趣的现象：当电流导通和截止时，螺旋线会发出噪声。这个细节一般人是不会注意到的，贝尔却是个有心人。他反复几次，结果都一样。贝尔茅塞顿开，一个大胆的设想在脑海中出现，“在讲话时，如果我能使电流强度的变化模拟声波的变化，那么用电传送语言不就能实现了吗？”贝尔设计电话理论的基础就是在这个思想的影响下完成的。他决定去求教当时大物理学家约瑟夫·亨利，亨利积极支持他，说：“贝尔，你有了一项伟大的发明理想，好好干吧！”

时间过去了两年，贝尔与青年助手沃特森，经过无数次的试验都未成功。有一天，贝尔正在锁眉沉思时，隐隐一阵“吉他”的曲调传来，他侧耳凝神，听着，听着，顿时明白。原来，他们的受话器灵敏度太低，所以声音低弱，难以辨别。“吉他”的共鸣启发了聪明的贝尔。贝尔马上设计了一个助音箱的草图，一时找不到材料，就把床板拆了下来，连夜赶制，接着又改装机器。一切准备好以后，贝尔在实验室里，将门关闭，沃特森在隔着几个房间的另一端，贝尔对着送话器说道：“听见了吗？沃特森。”沃特森兴奋极了，急呼：“贝尔！我听见了！听见了！”这时，两人欣喜若狂，向对方奔去，激动的泪水溢满了眼眶，互相拥抱起来。两个敢作敢为的青年，历经千辛万苦，最终把电话变成了现实。

贝尔在此基础上，经过改良，半年以后，世界上第一台可供实用的电话机诞生了。又过两年，于1878年，贝尔在波士顿和纽约间进行了首次长途电话通话成功。

最早的显微镜

世界上最早的显微镜诞生于1590年，是荷兰一位名叫江生的少年在偶然机会中发现的。

这位少年的父亲是一个眼镜师，因而他平时经常摆弄的玩物就是镜片。一天，他无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起，当移动至适当的距离时，突然发现特别小的东西一下子被放大了许多倍。这个不寻常的发现使他兴奋极了。他把这个奇异的现象告诉了父亲，父子两人立刻动起手来，做成了两个不同口径的铁片筒，把它装在大铁筒里，使其能自由滑动，用以调整两个透镜的距离，然后外面再套上一个大铁筒。世界上最早的显微镜就是这样诞生的。

1665年，英国物理学家胡克自制了一架由上下两块透镜组成的复合显微镜，形成了显微镜的基本机制。胡克用这架显微镜第一次发现了细胞，“cell”一词即为他所定名，一直沿用至今。现在这架显微镜存放在英国伦敦科学博物馆。

最早的电视

电视的发明（通过电子传送对远距离物体瞬间进行观察），不是一次性的，而是一系列不断而独立的发明过程。第一个商用阳极电子管是1897年由卡尔·佛德南特·布劳恩（1850—1918)发明的。但直到l907年才由俄国圣彼得堡（现为列宁格勒）的鲍里斯·罗森用于电子视觉。A·A·坎普贝尔·斯温顿（英国，1863—1930）1908年6月18日在一封写给《自然》杂志题为《远距离的电子视觉》的信中披露了电视传送的原理。最早的公开电视示范表演是由苏格兰的罗杰·贝尔德（1888—1946）在1926年1月27日进行的。他用了保尔·格特里伯·尼伯可夫在1884年1月6日所建议的机械扫描系统的改进系统。l924年2月，他成功地在英国东索赛克斯的哈斯汀斯传播了一个3.05米远的马耳他十字。1925年10月30日第一次传送了威廉·泰恩顿的脸部形像（15岁），传送前泰思顿要求支付2先令6便士。1923年12月29日，维兰迪马·考茨玛·往瑞金（1889年生于俄国，1924年成为美国公民，死于1982年）递交了一份是申请光电摄像管专利的报告，到1938年12月20日才得到批准。

高杨谦二郎（生于1899年1月20日）于1926年12月25日成功地用一个布劳恩阴极电子管和一个尼伯圆片，在日本的滨津技术学院传送了一张40行的电子图像。

贝尔德在1929年9月30日借助于BBC的发射台，开始了他首次的电视“服务”。1930年5月命名第一架电视机为贝尔德电视机。30行扫描的公开转播是于1932年8月22日至1935年9月11日间进行的。

最早的眼镜

眼镜到底是何时发明的，世界上各国传说各异，记载纷纭。

许多书上有这样一种传说，早在公元前2283年，中国皇帝就利用透镜观察星星，眼镜是由中国传到国外的。据孔子（公元前551～前479年）说，中国那时就有人戴用水晶和其他透明矿物制做而成的眼镜，以此来遮阳光或医治眼睛疾病。还有一种传说是：罗马皇帝尼禄（公元37～68年）非常喜欢绿宝石（绿玉石是一种高贵的铍硅硅化物的结晶，其中掺有铬的成分，即成为绿色），他在观看奴隶争斗时就配戴绿宝石。

利用透镜来放大，以便清楚地观看事物，这是最原始的眼镜。1267年，培根制成了实物，用来阅读圣经，但并未普遍使用。意大利北部威尼斯图书馆及比萨修道院均可看见这种实物。

针销或铆合是最古老的眼镜式样。镜片镶配在简单的木框中，每框有一个短柄，在两个短柄端互相铆合。

此后，人们又发明用架脚将两镜框连接，固定在耳朵上，不过也有使用皮带或织带将眼镜紧捆在头部的。这类眼镜的发明者，是意大利的斯必拿和阿鲁马达斯。

到16世纪眼镜制造技术又进行了改进，出现了用跟鼻梁宽窄适合的镜桥联结在一起的眼镜。后来又出现了夹鼻眼镜，然后才出现了用眼镜脚挂到耳朵上的眼镜。最早的这样一副眼镜是埃尔格雷科在16世纪末制成的。

从1840年起，维也纳开始使用玻璃制的眼镜，而不再用透明的水晶眼镜了。

磨制眼镜镜片的工艺相当复杂，技术发展比较缓慢，直到20世纪初才有正确成像的眼镜镜片。它是由阿贝教授、罗尔、亨格合作制成的。

最早的望远镜

伽里略望远镜是世界上最早的望远镜，它是1609年意大利科学家伽里略制造的。

那是一台折射望远镜。它用一块凸透镜作物镜，一凹透镜作目镜，因此观测到的是正像。伽里略在谈到这架世界上第一台望远镜时说：“现在多亏有了望远镜，我们已经能够使天体离我们比离亚里士多德近三四十倍，因此能够辨别出天体上许多事情，这是亚里士多德所没有看见的……”

这就是最初的望远镜，它已为人类提供了许多方便，现在各种各样先进的望远镜都是在它的基础上制造出来的。

第一张人体X光照片

1895年，德国物理学家伦琴在研究克鲁克斯管的真空放电时，发现了性质不明的X射线。他激动得难以自我抑制，一连几天关在沃兹堡大学的一间实验室里进行试验。伦琴的废寝忘食惹怒了他的夫人。几天后，他把夫人带到自己的实验室，向她讲述了自己的新发现，并把一张黑纸包好的照相底片放在她的手掌底下，然后暴露在克鲁克斯管照射下，拍得了历史上第一张人体X光照片。这张珍贵的X光照片显现出伦琴夫人的手骨结构，连那枚结婚金戒指的轮廓也在照片上留下了清晰的影子。

在伦琴发现X射线后不出一个月，维也纳医院就试着用X射线来指示人体内断骨位置的所在部位。1896年，美国哥伦比亚大学的一位教授从一张X光照片中清楚地发现，由于一次打猎的意外事故射入受害者手中的猎枪子弹铁砂，从此，人们进一步了解到X射线具有穿透肌肉等软组织、拍摄骨骼和埋入人体内的金属的本领。经过几十年来的不断努力改进和推广应用，现在X光诊断已成为任何一家正规医院必备的诊断手段了。

X射线轰动一时，风靡欧美大陆。各种报刊上充斥着手脚骨头的恐怖照片，美国著名的“LIEF”（生活）杂志于1896年发表了一幅开玩笑的漫画。画的上半部为3对男女体态婀娜地去赴宴，画的下半部竟仿照X光透视对应地画出了这6个人的骨骼架。人们对这项新发现的无知到了可笑的地步。

最早的钢琴

钢琴的发明者是意大利的克利斯托佛里（1655～1731年）。他原是一架“哈泼西考特”（钢琴的前身）的制造者。

1687年，克利斯托佛里在佛罗伦萨亲王菲迪南那里工作，直到1713年亲王去世。1709年，他制造了一架外形与“哈泼西考特”一模一样、但内部琴弦发音装置不同的钢琴，这是世界上第一架钢琴。

“哈泼西考特”用羽管拨动琴弦，所以又称它为“羽管键琴”，而钢琴是用能被弹回的锤子敲击琴弦的，力度可以控制，能使音量有大小不同的变化，所以当时将这种新式乐器命名为“有强弱变化的哈泼西考特”，弱(piano)和强(forte)两个字拼起来就是“pianoforte”，后来简作“piano”，也就是钢琴的外语名称。钢琴中能弹回的锤子这套发音装置是克利斯托佛里创造出来的，是钢琴制作上的重大发明，并且一直沿用到现在。

克利斯托佛里发明的钢琴，起初只有四组琴键。他制造的钢琴保存到现在的有两架：一架是现存最早的钢琴，造于1720年，距今已有60年的历史，藏于美国纽约大都会艺术博物馆。这架琴的原配锤子已经遗失，现存的是后来装配上去的；另一架造于1726年，曾长时期收藏于佛罗伦萨的克劳斯博物馆，现在归入德国科隆的海耶尔古代乐器博物馆。这架琴的内部机件上印有“XX”字样，据专家考证，可能是克利斯托佛里制作的第二十架钢琴。

最早的电梯

世界上最早的电梯，是1880年在德国制造的。从那以后，靠电动机和钢索系统上下的乘坐箱，便在多层大楼里开始使用了。19世纪末叶，汉堡制造成了一部罐笼式电梯，这就是所谓不停地运行的电梯。乘客可以在电梯运行中进出，因为电梯的速度不那么快——每秒钟只有25～30厘米。

此后，电梯的发展很快。目前的新式电梯，已做到安全、高速、自动化，不需要专人管理。任何人只要一按电钮，电梯就会升到他面前，并自动把门打开。再按一下标有大楼层数的电钮，电梯就会把他送往该层。

电梯为现代人快节奏的生活提供了许多方便，已成为不可缺少的工具。

最高的电视塔

目前，波兰的华尔扎那电视塔是世界上最高的电视塔，加拿大的国立电视塔居第二。

华尔扎那电视塔建于波兰普洛茨克附近的地方，距首都华沙96公里。塔高646.38米，重量达550吨。这是一个用15根金属缆索拉紧的钢结构高塔。该塔动工于1970年7月，1974年7月18日竣工，同年7月22日开始投入使用。在塔的347.5米高处，建有一个400个座位的旋转餐厅，供游人使用，从那里可以眺望周围的100多公里壮观景色。

加拿大国立电视塔，坐落在加拿大多伦多市安大略湖畔，高555.37米，1973年动工，1976年竣工。这座建筑物共消耗钢材5600吨，花费2950加拿大元。这座塔平面呈Y形，三足鼎立的基座用6.71米厚的钢筋水泥浇灌而成，造型极美，被称为世界建筑史上的奇迹。这座电视塔也对公众开放，有366米/分的高速电梯，每小时可输送1500位游客去高处领略安大略湖及其周围的风光，塔的顶部有一座世界上最高的旋转式餐厅，大约每小时旋转1周，可供400多人同时进餐。

最早的火炮

火药是我国四大发明之一。火药的出现导致了火药武器的诞生。唐末宋初时已利用火药制成了火药箭。继后在石炮的基础上，把火药制成容易发射的形状，点燃后，代替石块，由抛石机发射出去，成了原始的火炮，曾在战争中多次使用。至迟元代，进一步发展成金属铸成的火铳。现藏北京中国历史博物馆的至顺三年(公元1332)铜火铳是现存最早的金属火铳。它重6.94千克，长35.3厘米，税筒中部盖面镌有“至顶三年二月十四日，绥边讨寇军，第三百号马山”三行铭文。火铳口径为10.5厘米，像这样大的口径，显然是不能端着发射的，而铁筒尾部两侧各有一个约2厘米的方孔，两个方孔的中心位置，正好与铁身轴线在同一平面上。这就表明，只要通过方孔穿上一根铁栓，就可以将火铳固定在木座上。如果在火铳前端的木座上加垫木楔，则使铁身能在较大范围内俯仰，可以命中远近不同的目标。

最早的太空邮局

世界上第一个“太空邮局”是“和平轨道站邮局”。它是前苏联航天局于1988年11月26日创建。

其实，早在1969年1月15日，他们早已完成了人类第一次“宇宙投递”。当时乘坐“联盟5号”上天的赫鲁诺夫和叶利谢耶夫，在与“联盟4号”对接后，便把一些报纸和信件送到了宇航员的手中，使得在“联盟4号”上患着“航天思乡病”的沙塔洛底激动得热泪盈眶。后来在1978年3月，“联盟28号”飞船也曾给“礼炮6号”轨道站投递过许多来自“故土”——地球的信件。

但这次却不同，轨道站建立了正规的邮局，局长是轨道站的指令长季托夫。季托夫是前苏联航天界活着的资格最老的英雄，1961年他23岁时，就驾驶“东方2号”上天，绕地球转了17圈，成为航天史上上天年龄最小的人。在和平轨道站邮局开张那天，“联盟7号”飞船装上了一些邮件——这些邮件都盖上了三个有特殊意义的邮戳——太空邮局的日期戳，前苏联的特别纪念戳与法国纪念戳（和平轨道站上当时有一名法国宇航员）。

当然，由于太空的特殊条件，局长季托夫宣布：在现阶段，太空邮局的业务范围很窄，仅仅受理宇航员的家信及一些空间局的特别邮件。不过，随着科技的不断发展，不久的将来太空邮局会与普通邮局一样广泛应用的。

第一颗人造卫星

人造地球卫星1号是世界上第一颗人造地球卫星，发射时间是1957年10月4日。它的本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重83.6公斤。圆球外面附着4根弹簧鞭状天线，其中一对长240厘米，另一对长290厘米。卫星内部装有两台无线电发射机——频率分别为20.005兆周及40.002兆周，无线电发射机发出的信号，采用一般电报信号的形式，每个信号持续时间约0.3秒，间歇时间也是0.3秒。此外还安装有一台磁强计，一台辐射计数器，一些测量卫星内部温度和压力的感应元件及作为电源的传达化学电池。

它在拜克努尔发射场由一支三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度（7.9公里/秒），进入环绕地球飞行的轨道。它距离地面最远时为964.1公里，最近时为228.5公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以96.2分钟时间绕地球1周，比原来预计的所需时间多1分20秒。在秋夜的晴空中，有时像一颗星星在群星中移动，肉眼可以看到它。这颗卫星的运载火箭于1957年12月1日进入稠密大气层陨毁。卫星在天空中运行了92天，绕地球约1400圈，行程6000万公里，于1958年1月4日陨落。为了纪念人类宇宙空间的伟大时刻，苏联在莫斯科列宁山上建立了一座纪念碑，碑顶安置着这个人造天体的复制品。

第一艘载人登月飞船

第一艘载人登月飞船是阿波罗11号宇宙飞船。在1969年7月16日，美国东海岸佛罗里达州卡纳维拉尔角的肯尼迪宇宙飞行中心的发射场上，一支像36层楼房、高110米的巨型火箭在震耳的轰鸣声中起飞了。这是世界上威力最强大的运载火箭——土星5号。火箭第一级有5台发动机，它们各有692.8吨推力。点火后，这个3200吨的巨物便迅速飞向高空。

起飞12分钟后，第一、二级火箭已脱离飞船，第三级火箭进入绕地飞行的轨道。在绕地飞行的轨道上进行飞行修正和检查后，第三级火箭重新点火，飞船很快超过了第二宇宙速度（11.4公里/秒），向月球飞去。25小时后，飞过地一月系中点（距地球19万2千公里），61小时后达到地球和月球引力相等的平衡点。在这之后，飞船开始在月球的引力下运动，75小时以后达到离月球500～600公里的上空而进入绕月球飞行的轨道。

阿波罗飞船由指挥舱、服务舱和登月舱三部分组成。7月21日登月舱连同两位宇航员在月面上缓缓着陆。另一位宇航员则在指挥舱内继续绕月球飞行。22日在月面考察结束后，登月舱的上升段起飞，与指挥舱对接。登月的两位宇航员再次进入指挥舱。一小时后，登月舱与指挥舱分离，登月舱落回月面，宇航员进行了一次月震试验。此时，服务舱的火箭开始工作。待进入大气层时，服务舱和指挥舱分离。服务舱穿越大气层后坠毁。7月24日指挥舱重新进入地球大气层，落在太平洋上，回到地面的指挥舱只有5600千克重。

第一个现代物理实验室

19世纪末，物理学进人了一个新的发展时期，推动物理学发展的物理实验，同时从经典物理学发展时期以个人为主辅以简单仪器进行研究的形式，发展到近代物理学研究中集体分工合作并配备高级精密仪器的形式。这种发展，导致现代物理实验室的出现。

最早的现代物理实验室是英国的卡文迪许实验室。不少人以为这个实验室是著名的英国科学家、引力常数的测定者、确定水的组成并发现氢气的亨利·卡文达许建造的，其实不是这么回事。当卡文迪许实验室建成时，亨利·卡文迪许离开人间已有半个多世纪了。卡文迪许实验室是在英国公爵德冯夏尔·卡文迪许的资助下建成的。这位同姓的公爵是亨利·卡文迪许的亲戚。

卡文迪许实验室于1872年破土动工，两年后就在剑桥自由学校巷里建成。说也奇怪，这个物理实验室竟是在一位著名的理论物理学家——麦克斯韦的领导下筹建的，他还是它的第一任主任。为了给实验室增添仪器，麦克斯韦拿出了自己不多的积蓄。

卡文迪许实验室它不仅出成果，而且出人才。许多有成就的物理学家都曾在这里受到过现代物理学的熏陶。领导卡文迪许实验室的都是成就辉煌、赫赫有名的现代物理学大师。继麦克斯韦之后，任卡文迪许实验室主任的有：现代声学和光学的奠基人瑞利，电子的发现者J·J·汤姆逊（他在28岁时就当上了主任），现代原子核物理学之父卢瑟福，以科学研究组织工作见长的W·L·布拉格，现代固体物理的先驱莫特。除麦克斯韦之外，都是诺贝尔奖金获得者。

第一条大西洋电缆

1866年，横越大西洋的第一条电报电缆铺设成功。对于菲尔德的想象力和固执的追求来说，这是一个最高的奖赏。

新英格兰出生的赛勒斯·w·菲尔德是纽约一位非常成功的纸类批发商。1852年，当他33岁时，他携带巨资离开了自己所从事的行业。1854年，他对自己是否有能力支付大西洋电缆的费用感到困惑。

他先是写信给实用电报最早的发明者塞缨尔·F·B·莫尔斯，随后写信向国家气象台的马修·方丹·莫里请教。莫里是当时第一流的海洋学专家。莫里告诉菲尔德，对北大西洋最新的考察表明，在纽芬兰和爱尔兰之间有幸存在着海底高原，它似乎是“为了托住海底电报线路而特别安置在那里的”。

菲尔德对这个鼓舞人心的消息感到万分欣喜，连忙着手筹集资金。他说服人的本领一定是非常大的，因为在这一年里，英国海军答应帮他勘测线路和运电缆，英国政府同意每年拨出14000美元的补贴，直到工程完工。他从民间渠道争取财政支持的努力也很成功。

然而，他自己的同胞却对此项计划缺乏热情。不管怎么说，1857年5月，国会总算勉强通过一项法案，批准每年给予一定的补贴，并拨一条船协助运电缆。

在英格兰，电缆匆匆投入生产，并于1857年7月完工。电缆每公里重621公斤。英国的阿伽门农号船和美国的尼亚加拉号负责拖运电缆。

8月6日，两条船由爱尔兰海岸的瓦伦西亚湾启航。计划是：美国船把它载的电缆铺到海中央，然后接上英国船上的电缆由英国船继续完成向西敷设到纽芬兰的另一半路程。但是，两条船所使用的放电缆装置在技术上是不成熟的。驶出539公里时，尼亚加拉号施放的电缆被拉断了，价值50万美元的电缆骤然落入海底，两条船只好带着剩余的电缆返回爱尔兰。

第二次敷设电缆的尝试是在1858年6月。这次采取的步骤与上次不同，两条船先在大西洋当中会合，把各自携带的电缆一头与对方的相接，然后分头向相反的方向出发：尼亚加拉号驶向纽芬兰，阿伽门农号驶向瓦伦西亚湾。然而，第二次努力像第一次那样遭到惨败。在电缆三处破裂之后，两条船返回了瓦伦西亚湾。

大西洋电缆公司的董事会在英格兰开了一次气氛沉闷的会，勉强同意再进行一次努力。7月29日，阿伽门农号和尼亚加拉号按第二次的程序再一次进行敷设。虽说好几次接近灾难的边缘，但1858年8月日，两条船终于各自到达它们的终点。

意外的成功引起美英两国一片欢腾。9月1日，兴高采烈的纽约市民举行了盛大的庆祝会，为菲尔德增添了光彩。主持庆典的人不知道，原本只能断断续续工作的电缆就在这天完全坏了。

消息传了出来，公众的反应异常强烈。有人甚至认为，电缆实际上并没有敷设，整个工程只不过是菲尔德操纵的一个骗局。英国商务部派出了调查组进行调查。令人意外的是，调查组于1860年写成的调查报告对前景表示乐观。调查的结论是：只要在电缆的生产、敷设和养护过程中加以留心，没有理由认为它不会成功。

大西洋电缆公司对人们提出的种种电缆设计方案进行了比较试验。1865年，一条新的电缆问世。它长3701公里，直径超过2.5厘米，外面是厚重的铠甲，中间的芯线是旧电缆的3倍粗。这条铝装电缆总重量几乎是1858年所用电缆的2倍，但浮力却大得多。幸运的是，当时最大的船，英国的大东方号载重可达5000吨。

1865年7月23日，大东方号升火驶离瓦伦西亚湾。菲尔德和汤姆森也在船上，他们热切地希望这次能马到成功。然而麻烦还是接而来。电缆的铁套太脆，弯曲时容易断裂，裂片有两次刺穿芯线造成电路故障，第三次电缆突然被拉断了。电缆滑入海底，船返回英国。

这次远征失败了，但失败不意味着灾难。新电缆除了铁铠外，其余性能完全良好，而铁凯装问题能够解决。

1866年，菲尔德和英国的伙伴们又有了3962公里长的新的铝装电缆，它的外套是改进过的镀锌铁皮铝甲。7月13日，大东方号又一次启航离开爱尔兰海岸。这次远征竟异乎寻常地顺利。7月2日，大东方号平稳地到达纽芬兰海岸。它不仅把新电缆敷设成功，还从4公里深的海底把1865年断在那里的电缆打捞出来。重新结上线头，以使英国和美国之间有两条电报电缆相连。

最后，在纽芬兰海岸的电报房里，菲尔德十分欣慰地叩击电键，向纽约发出了以下电文：

纽芬兰，赫特的康坦特，7月27日。

我们于今早9时抵达。一切正常。感谢上帝，电缆敷毕，工作状况非常良好。

赛勒斯·W·菲尔德

第一个行星探测器

第一个行星探测器是“水手2号”，它于1962年8月27日发射成功，探测的对象就是离地球最近的金星。12月14日，“水手2号”在距金星34838公里处飞过，完成了对金星的逼近考察，成为一颗人造行星，永远环绕太阳飞行，每345.9天绕太阳一周。在那之后，人们发射了好几个金星探测器，其中有的进入了金星的大气层，有的在金星上软着陆。它们向地球送回了大量的资料，揭开了蒙在金星表面的那层面纱，取得了丰硕的成果。

火星是太阳系中一颗迷人的天体。它上面是否有生命，一直是个谜。很自然地，在行星际旅行的最初阶段，人们立即想到要去拜访那些想像中的“火星人”。1965年，人们发射了火星探测器“水手4号”，第一次对火星进行逼近探测。之后，人们发射了好几个火星探测器，有的在绕火星的轨道上飞行，有的在火星表面上软着陆。它们发回了大量资料。但是，没有一个火星探测器找到过火星人的踪迹。

水星探测器“水手10号”于1973年11月3日发射成功。它飞行了506个日日夜夜。在飞行期间，它向地球传送了4000多幅很清晰的电视照片。根据照片，人们已给水星绘制了地貌图。水星给人们的印象是：它是多么像月亮呵！

为了考察木星这颗行星，美国在1972年3月3日发射了第一个木星探测器——“先锋10号”。“先锋10号”穿越火星轨道后，同年7月进入小行星带，1973年2月安全地通过了这个危险区域，径直向木星飞去，开始了对木星这颗太阳系内最大的行星的探索。这位重270千克的“使者”飞行了21个月，行程10亿公里，于1873年12月5日风尘仆仆地来到木星上空。从它发回的资料来看，木星上奇异的大红斑是一个耸立在10公里高空的云团。这云团可能是一个强大的逆时针旋转的长寿命旋涡，也可能是一团激烈上升的气流。“先锋10号”被木星的巨大引力加速，终于克服了太阳引力场，成为第一艘逃离太阳系的宇宙飞船。随后几年，它将穿过最远的行星——冥王星的轨道，然后以每小时4万公里的速度向金牛星飞去。

第一艘空间渡船

天地之间，茫无边际；遨游太空，谈何容易？迄今为止，大大小小的运载火箭能使用一次，射入轨道的飞行器也至多往返一趟。在地面与近地轨道之间，一般人岂能遨游太空呢！即使用最先进的现代飞机，到了35公里以上的高度也无用武之地了。

美国国家宇航局研制的航一飞行，给全人类带来了新的希望：一般身体健康的人也能乘坐它遨游太空了。

美国的航天飞机是一种兼有航天器和航空飞机两者特性的大型运载工具，人们常称它为空间渡船。

1977年8月12日上午，美国宇航局在加利福尼亚莫哈维沙漠上空成功地进行了航天飞机的第一次大气试验飞行。这架命名为“企业号”的航天飞机由一架波音747型飞机驮载飞行，到达6736米的高空，指令长海斯点燃一组起爆器，使航天飞机脱离母机。然后，由驾驶员驾驶它绕了一个大圈子。最后，在家德华兹空军基地降落。

空间渡船是一个宠然大物。全长56米有余，高约24米，有7层楼房那么高。它主要由轨道器、外燃料箱和两台火箭助推器三部分组成。轨道器是空间渡船的主体，也是惟一可以载人的部件，很像一架大型的三角翼飞机。平时所说的航天飞机就是指这个轨道器。机长37米，起落架放下时高17米，最大翼展24米，自重75吨，可以重复使用100次以上。轨道器分前、中、后三段。前段是乘员舱，可乘3—7人，特殊情况下可以容纳10人；中段是有效载荷舱，可载重30吨左右；后段主要是3台主发动机。后段还装有两台机动发动机，它们的任务是：在主发动机熄火后，提供推力，使轨道器进入近地轨道，实现机动变轨以至脱离轨道返回地面的目的。轨道器还有反推控制系统，用来保持轨道器的稳定飞行和姿态变换。

外燃料箱只负责给轨道器主发动机提供700余吨的推进剂，是航天飞机惟一不能回收的部件。两台火箭助推器既是空间渡船起航时的动力来源，又负有特殊的职能。当渡船从发射台上起波后55秒钟，推力便降低了1/3，这样可以确保航天飞机在动压最大时免受巨大的过载。火箭助推器在推进剂燃烧完毕后就与渡船分离，并自动打开降落伞降落，以便回收供下次再用。它可以重复使用20次。

空间渡船的整个摆渡过程可以分为上升、轨道飞行和返回三个阶段。轨道器完成任务后，机动发动机便制动减速，使轨道器进入再入轨道，对准跑道返回着陆。尔后只须经过160个小时的维修和加注燃料，便可再次进行摆渡。

空间渡船具有耗费少，重复使用；大载荷，方便灵活；低加速，乘座舒适；多用途，神通广大等优点。今后，凡发射军用预警卫星、侦察卫星和通信卫星，均可由它胜任；在未来的空间大战中，它可以拦截、破坏甚至俘获敌方的卫星或飞船。在建造大型空间站、轨道结构平台乃至永久性太空城市的时候，它还能肩负起繁重的运输任务。

最早的导弹

从1932年起，德国就开始秘密研制战略性导弹，于1942年10月3日下午4时成功地发射了试验性的地对地导弹。但是实际上无法使用。

1944年，德国制造成了一种诱导飞弹——“V-1”飞弹。“V-1”飞弹的外形像无人的驾驶飞机，由弹内磁性罗盘和一种特制的机械装置操纵。弹长8米，翼展5.5米，重6吨，以冲压式喷气发动机作动力，用发射架发射，射程241公里，航速每小时达563公里。

在1944年6月，也就是世界大战末期，希特勒在他灭亡前夕将“V-1”飞弹这个秘密武器投到了伦敦，造成巨大的伤亡。

1944年9月，德国纳粹又向英国发射了人类战争史上第一颗战略导弹——“V-2”飞弹。这种飞弹比“V-1”飞弹先进，可以说是现在的远程导弹和宇宙火箭的先驱。德国纳粹制造成了500颗这样的弹道式飞弹。这种导弹长14米，直径1.6米，重14吨，内含高爆炸药1吨，由火箭引擎推动。“V-2”能发射到高达90.5公里的气层，然后由自动驾驶仪操纵飞行。弹内电脑能在适当时间自动关闭引擎，并指令飞弹射向目标，命中率较高。“V-2”飞弹航程达354公里，速度约为音速的4倍多，每小时达5733公里，因此战斗机无法对付它，它给伦敦造成的破坏比“V-1”飞弹更大。

战后，美国和英国接收了剩下的“V-2”飞弹，为以后太空发射器的研制创造了条件。

第一只足趾移植再造手

世界上第一只足趾移植再造手是由我国上海第六人民医院骨科完成的。

1978年10月，上海第六人民医院骨科主任于仲嘉及其他医生为一位因外伤而丧失了双手的病人，使用人造掌骨作支架，将病人两脚的第二足趾游离出来，应用显微外科，通过十分细致的手术，成功地为患者再造了一只两个手指的右手，从而首创了用游离足趾再造手的手术。这只再造手，经过长达7年的观察，情况良好，具有正常人痛、温、触的感觉灵敏度，可以做握、捏、捻、勾等多种基本动作，能提3.5千克重的物体，并能自如地写字、画图、划火柴、扣钮扣等，生活基本能自理。

该院骨科在第一只再造手获得成功的基础上，又造成了一只具有3个手指的手。于1981年8月和10月分两次手术，应用双足为供趾，为一位缺失双手的女病人再造成了具有两个手指的两只再造手，从而开创了世界上第一例再造两只手的奇迹。

随着科学技术的发展，断手指再植的成功，显微外科的发展，第二足趾游离移植再造成拇指和手指手术的成功，都为游离移植足趾再造成手指奠定了基础。

首例心脏移植手术

世界上第一例成功的心脏移植手术，是南非开普敦格鲁特·舒尔医院的克利斯蒂安·N·巴纳德教授（生于1922年）为首的30人小组，在1967年12月3日凌晨1时至6时5个小时内完成的。

接受心脏移植手术的是55岁的路易斯·沃希肯斯基；捐献心脏器官的则是刚刚因病去世的25岁的戴妮丝·A·达维尔小姐。

可惜沃希肯斯基在手术成功后仅活了18天。

第一次成功的人工降雨

“天有不测风云，人有旦夕祸福”，这是旧社会我国劳动人民常说的一句古话。在生产力落后、科学不发达的古代，人们把不幸的遭遇比作变幻莫测的天灾，这是可以理解的。就是到了近代，天气的好坏仍在不同的程度上影响着人类的社会实践。对人类活动影响较大的灾害性天气是非常多的，但一般说来，旱灾和涝灾给农业生产造成的损害最大，因为它出现的次数多，受灾面广。根据历史记载，自公元初到19世纪，我国就出现过旱灾一千多次。因此，自古以来，人们就幻想凭借人工的方法来影响天气，以达到呼风唤雨的目的。

早在公元1世纪，希腊有个历史学家普鲁泰赫就曾指出战争以后常常出现降雨现象。后来有人臆测是不是战争中的嘈杂声能催云致雨呢？为此，1890年美国国会拨款1万美元，在云中进行了爆炸催云致雨试验，但并没有什么成效。此后，世界各国又有很多的科学家相继进行了研究和做了不少有意义的试验，后来也都失败了。

直到1930年人工降雨才首告成功，是荷兰人维拉尔特教授取得的。他将干冰（即固体二氧化碳）用飞机运载到2500米的高空（离云顶200米处），在飞行过程中向云中投掷了近1.5吨的干冰碎块，并出动4架飞机在云中检验人工降雨的效果，发现在8平方公里的面积上，产生了丰富的降雨。

试验虽然成功了，但维拉尔特并不明白其中的道理，直到1933年瑞典人贝吉隆提出了“冰水转化”冷云致雨理论以后才弄明白。原来，在温度低于0℃的冷云中，同时存在冰晶和过冷却水滴，由于冰晶比过冷却小水滴的饱和水汽压更低，因此水汽直接凝华在冰晶上，空气相对湿度变小，从而促使过冷却小水滴很容易经过蒸发、凝华而迁移到冰晶上。只要云中有足够数量的冰晶，经过冰水转化，就能迅速增大，并随气流在云中上下“旅行”，互相碰撞并增长，从而形成了降雨。

以后，有人提出和发展了暖云降水的理论。这样人工降水的试验就在全世界推广开来，并在有些国家取得了相当可观的成就。我国的人工降雨试验自1958年以来也取得了较大的成绩。

最早的麻醉术

据文献记载，世界上最早的麻醉术就是我国神医华佗发明的麻沸散。

早在公元2世纪，华佗就应用中药“麻沸散”作为外科手术时的麻醉剂，进行全身麻醉剖腹手术，使中国医学在麻醉学和腹腔手术方面遥遥领先于世界其他各国。后来无人继承，在很长一段时间里，外科医生施行手术是在没有麻醉情况下进行的，病人的痛苦程度可想而知。当时为了能使病人忍受手术的疼痛，一般在手术前先在病人嘴里塞上一团布，让病人在难以忍受的痛若中，用咬碎布团来分散或减轻手术时的疼痛。也有的采用放血、压迫颈部血管，造成脑部缺血昏迷等办法进行手术。这不仅使病人对手术产生恐惧，还常常在惨痛中死去，就是医生也感到可怕。疼痛直接阻碍了外科手术的发展。

19世纪初，随着工业生产的发展，特别是化学工业的发展，为麻醉药的发明奠定了基础。英国化学家戴维，有一次走进一间充满氧化亚氮的房间，他的牙痛突然消失。氧化亚氮这种作用引起了美国牙科医生威尔士的兴趣，猜想氧化亚氮有麻醉作用。经过几次试验后，他在波士顿一家医院里作了有关氧化亚氮麻醉下进行无痛拔牙的表演，可惜因麻醉不足而失败，威尔士被当作骗子赶出医院。后来，威尔士的学生摩顿对老师的失败进行了总结和研究，又从化学家杰克逊那里得到启示，采用乙醚进行麻醉，经过反复实验，终于在1846年10月获得成功。它的成功为外科手术发展开辟了广阔前景，推动了现代医学的发展进步。

最早的活字印刷术

中国的毕昇在宋仁宗庆历年间发明的活字印刷术，这是世界上最早的活字印刷技术。

毕昇用胶泥做战一个个四方长柱体，在一面刻上单字，然后用火烧硬，这便是一个个活字。印书时，先预备好一块铁板，铁板上面放上松香和蜡之类的东西，铁板四周围着一个铁框，在铁框内密密地排上活字，满一铁框为一版。用火在铁板下烧，使松香和蜡熔化，另用一块平板在排好的活字上压一压，把字压平。撤去火以后，待松香和蜡凝固，一块活字版便制成了，只要在字上涂墨即可印刷。毕昇发明的印刷方法，和今天的印刷方法相比虽然很原始，但活字印刷术的三个主要步骤——制造成活字、排版和印刷，都是相同的。

今天各种各样的高科技印刷术不断推出，但毕昇发明的那种古老的印刷术无疑为它们奠定了基础。

最早的火药

我国是最早发明火药的国家，至今已有上千年的历史了。但火药的起源，应从炼丹术谈起。

炼丹术是一种吹嘘能够炼出使人长生不老的仙丹的迷信活动。它与中国的道教思想有密切联系。道教鼓吹人吃了丹药可成仙而长生不老。从汉代到隋唐，许多皇帝迷信道教，相信炼丹术。当时出现了许多以炼丹为业的“方士”。较著名的有葛洪、刘安等。他们的炼丹过程大致是，将一种或几种药料（当时一般以金属及矿物居多），在一定火候下烧炼，使之失去原来的性质而显示出新的状态，这一过程在炼丹术中名为“伏火法”。当时使用的原料有硫磺、硝石等，也有将木炭、硫磺等混合在一起的。这一类混合物，成分已与后来的火药接近。后来炼丹家发现这种药物易于燃烧，故又称之为“火药”。火药易于燃烧的性质被人们掌握后，就逐渐推广它的用途。最普遍的是用它来做鞭炮。同时，晚唐后也用它来制造武器。宋代火药发展非常快。当时已出现了用火药制成的“火箭”、“火炮”、“火枪”等武器。宋太宗、宋真宗时期，在北部、西部等地相继与辽、西夏、金等国家发生战争，客观上促进了各种火器的发展。当时，往往一次战争就要消耗数万只火箭。宋以后的金元时期，火药在武器上的应用更广更精，能制出各式各样的火器。从元末到明初，我国枪炮式火器又发展到了一个相当高的水平。

当时的火药，主要成分是硝石（KNO3）、硫碘（S）和木炭（C），所以都是黑火药。

12世纪以后，火药由我国向世界传播开去。欧洲一些国家开始将火药应用于战争是在十四世纪上半叶，这比我国应用火药的历史要短得多。

不过，我国虽然是最早发明火药的国家，但现在这方面的研究已落后于西方。

最早的造纸术

最早的造纸术是由我国东汉和帝时的蔡伦发明的。

他吸取前人造纸的经验，创造性地用麻头、破布、树皮、破渔网等作原料来造纸。这大大降低了纸的成本，同时方法简单易行，故而很快普及到全国。史书上，把他看作是纸的发明人，实际上，早在蔡伦之前就已出现了纸。蔡伦的贡献在于改进前人的造纸术，功绩也是很大。

早在我国殷商时期，把字刻在龟甲和兽骨上，这种文字得名为“甲骨文”。后来，用竹片、木片连缀在一起，作记事材料。这种书简有很多不便，其中之一就是非常沉重。据说西汉时董仲舒上书汉武帝，他所使用的竹简是由两个大汉抬进宫里的。当时，也有用帛作为书写工具的。帛是用蚕丝织成的，虽然比较轻便，但成本太高，使用权被极少数人垄断。西汉时期，发明了用蚕茧外面的乱丝漂制成的薄片来书写，到了东汉时期，发现了用植物纤维造出的纸。东汉以后，我国的造纸术不断改进，纸的品种不断增加，质量也显著提高。

大约从公元6世纪开始，我国的造纸术流传到国外。朝鲜、日本、阿拉伯、欧洲等地相继掌握了这一技术。造纸术对于世界文化的贡献不可低估。例如，欧洲在掌握造纸术之前，文字是书写在羊皮上的，由于成本高数量少，书籍被少数僧侣独占。传入造纸术后，客观上为更多的人掌握文化提供了条件，对于思想文化的传播发展意义重大。

现在纸的品种各式各样，那些古老的纸与现在相比，似乎太落后了，但没有这些古老的纸，现在的纸也无从谈起。