近年來,火柴是中國南北朝時期北齊皇宮於公元577年發明的理論盛行。1986英國坦普爾在《中國——壹個發明與發現的國度》壹書中說:“世界上第壹根火柴是中國人在公元577年發明的。”當時“北齊兩面受敵,物資匱乏。尤其是缺少做飯和取暖用的火種。無奈之下,北齊壹群窮丫鬟神奇地發明了火柴。”
坦普爾的說法,應該是以陶《元末明初輟耕錄》中的《送燭》壹文說:“將松木切成小塊,薄如紙,融硫塗木屑頂分,稱為‘送燭’或‘國粹’,蓋也用以上火,代替燈燭。到了六年(公元577年),齊國窮人以送蠟燭為生,也就是杭州人做的。”但是,從文章的分析中可以看出,最初的火柴(蠟燭)並不是貧窮的宮女們神奇地發明出來的,而是這些養尊處優的後妃們窮得要死,不得不制作蠟燭,死後賣掉以維持生計。《資鑒》中有“陳九年開國,嬪妃貧困,以賣燭為生”的記載。“發”和“賣”的區別,造成了認識上的混亂。
但有壹點是肯定的,那就是五代時,顧濤在《清路易》中明確提出“夜有急事,難成輕事。”壹個聰明人批準了用硫磺染色的杉木條,放在壹邊備用。當他們遇到火時,他們得到了火焰。既然是神,就呼喚光奴。今天有貨的就改名字。“因此,最早的火柴,也就是蠟燭,應該是在公元950年(清朝路易成文的時間)之前發明的。到了宋代,送蠟燭已經成為壹般商品(見《武林舊事·小掮客》)。關於這種原始火柴的發明,還有壹個重要的史料。宋代高澄在《紀源·事》的《法燭》壹文中記載:“漢懷王邀方士,燕拔公等人撰《弘圖》。法燭是其壹,其余不急於民,故不能用於世。然而,它始於劉安。“這裏說的法燭,就是後來的燭配。如果高成的說法可信,最早的火柴應該是在公元2世紀由早期的煉金術士發明的。既然硫磺是煉金術士的主要藥物,他們發明原始火柴也是合理的。
坦普爾的說法完全是毫無根據的猜測。他說火柴的發明是因為缺少火種。其實他並不明白,送蠟燭的作用是快速從引火物中抽出火焰點燃蠟燭。從火星點燃很難生出火焰。蠟燭的發明對人們來說確實是迫切的,而且制造方法簡單,所以它很快在世界上流行起來。關於發燭的使用,在羅貫中《遂平三魔傳》第十三章“泳兒賣泥燭誘王”中有明確的描述:“有壹個沈岱召,不扶死屍,到作坊裏為他要了些引火物,給了那婦人。那婦人去找蘭兒取出壹根硫磺蠟燭,在火上熄了,在泥燭上從頭點燃。”
制燭,又名引光奴,清代又稱取光奴。這確實是壹個偉大的發明,它的作用是迅速地從引火物獲得火焰來點亮燈和蠟燭,使人類在用火方面邁出了壹大步。雖然不可能直接生火,但它是現代火柴的前身。不是南北朝時期齊國的宮女發明的,而是公元前2世紀西漢淮南王手下的魔術師(八公)發明的。
據史料記載,世界上第壹根火柴是法國化學家錢塞爾發明的硫酸火柴。
火柴的真正出現是磷頭火柴的使用。1845年,德國施羅德將空氣中的白磷加熱到250℃制成紅磷。從此,人們開始用紅磷制作火柴,紅磷最初產於瑞典,所以也叫瑞典火柴。1855年,瑞典人倫斯特羅姆設計制造了世界上第壹盒安全火柴。
鋼琴的發明
鋼琴是壹種高級鍵盤樂器,最早出現在希臘。它是在壹種音樂工具的基礎上發展起來的,供音樂家評價音律或研究樂理。
起初,鋼琴只是壹塊木板,上面繃著幾根絲弦,下面安裝著可移動的弦碼來定義旋律。後來有人對這種工具進行了改進,大約在12世紀發展成為古鋼琴。
大約在1709年,意大利人克裏斯托弗改進了古鋼琴,發明了可以敲擊琴弦的槌鍵裝置。1770年,德國制琴師斯坦因發明了壹種“棘輪裝置”,用在古鋼琴上,使琴錘敲擊琴弦後能立即取下,讓琴弦自由振動,產生音域寬廣、不刺耳的平滑音色。不久,英國的Broadwood & Sons公司增加了壹個機械裝置,使鋼琴有了更寬的音域,並創造了壹個連續的聲音踏板,使氈制的隔音器離開所有的琴弦,讓琴弦自由振動。為了使鋼琴中的機械裝置向壹側移動,他們還安裝了壹個軟踏板,這樣開孔機就可以敲擊單根琴弦,而不是像以前那樣敲擊壹對琴弦。
1811年,倫敦牛津大學的鋼琴制造商將水平的琴弦和打擊裝置改為垂直的,制成了第壹架立式鋼琴。1830之後,鋼琴的結構、音色強度、操作速度都得到了不斷的提升,使得鋼琴無論是品種還是造型都非常棒。
三枚火箭的發明
火箭的發明首先出現在中國。在中國的古代記載中,火箭的含義是比較寬泛的。比如電影電視裏經常能看到箭頭被點亮。弩發射的竹箭也叫火箭,但真正的火箭是火藥出現後才發明的。唐末至宋初開始使用火藥武器,但其配方和制造方法還處於初級階段,作為推進燃料還不夠。隨著火藥配方和制造技術的發展,12世紀初研制成功固體火藥,並用於制作火器和煙火。這些火器和煙火在使用的時候,特別是拿在手裏的時候,人們覺得火藥燃燒會產生很強的後坐力,於是在這種啟發下人們發明了新的火藥玩具。12年底到13年初的玩具《穿天猴子》可以說是真正利用反作用原理的火箭。利用這壹原理作為武器具有相當的殺傷力,因此在戰爭中也被頻繁使用。
公元1128年南宋政權建立後,南宋、金、蒙古戰事頻繁,各方都使用火器。1161年11月,晉國入侵中原時,南宋軍隊第壹次使用火箭武器——“霹靂槍”擊敗金軍,這是人類歷史上第壹次在戰場上使用火箭武器。經過多年的戰鬥,火箭技術逐漸被金和蒙古掌握,所以當時的兵工廠中很重要的壹部分就是火藥的制造。在這種情況下,火藥的配方得到了改進,制造技術變得成熟,其燃燒速度和爆炸力也得到增強。13世紀,蒙古在其三次大規模下西洋中,采用了南宋的火器技術,並與漢族工匠壹起制造大炮。當時歐洲戰場使用的火箭有多箭火箭筒,這種集束火箭發揮了極其強大的作用,讓歐洲人大吃壹驚。當然,在這些西方探險中,阿拉伯人掌握了火藥和火箭技術,並進壹步將其引入西方。
到了明代,我國火箭的發展進入了壹個比較重要的時期,出現了多種火箭。除單級火箭外,還研制了各種集束火箭、火箭和原始多級火箭,並對各種火箭的制造、應用、設備、推進劑原料配比、加工制造進行了詳細描述。當時火箭武器作為水中必備武器,步兵和騎兵,甚至還有專門的火箭部隊。還有關於火箭武器的使用、部署、作戰技術和管理的條例。這些火箭在明朝的《武北誌》中有記載。
《武北誌》中記載的火箭
名稱範圍
五虎出洞箭500步
七星箭未知
九龍箭未知
火弩流星箭未知
龍箭未知
長蛇斷箭200步。
壹群蜜蜂飛了300步。
豹子跑過箭頭400步。
四十九箭飛簾箭未知
數百只老虎同時跑300步。
明代的火箭雖然種類繁多,但其發展主要體現在火箭樣式的更新上,而關於火箭的大小、規格、裝藥量、發射距離等方面的論述卻很少。在火箭穩定性方面,仍然是傳統的在軸上加羽毛的方式,精度無法顯著提高,導致火箭的尺寸和射程難以提高。火箭雖然進入清朝,也有壹定程度的發展,但發展基本停留在原地。壹方面受長期和平和封建君主奉行的閉關鎖國政策的影響,但從技術發展的角度看,主要是缺乏相應的科學知識的指導。縱觀我國古代火箭技術的發展歷程,基本上是壹條經驗之路,沒有深入研究火藥的燃燒機理、火箭的推進原理和箭羽的穩定原理,而仍然局限於用陰陽五行學說解釋爆炸原理,導致火箭技術難以有大的進步。
火箭技術在13世紀傳入阿拉伯國家後,逐漸傳入歐洲。意大利、法國、德國、波蘭、英國、俄羅斯等國相繼掌握了火箭技術。特別是出於戰爭的需要,這些國家通過深入研究火藥的比例、火箭的形狀和大小、穩定裝置、火箭材料等,在火箭的使用過程中進行了很大的改進。很快,歐洲火箭在重量、射程和精確度上超過了中國火箭。18世紀初(清朝康熙、雍正年間),波蘭已經制造出22.7公斤甚至54.4公斤的大型火箭,德國也試驗出45.4公斤的多種帶導桿的火箭。
但有意思的是,就像火箭在他的家鄉中國沒有得到大的發展壹樣,對歐洲現代火箭技術的發展有很大影響的是英國,而不是歐洲那些較早使用火箭武器的國家。這裏不得不提的是威廉·康格裏夫研制的火箭。事實上,“康格裏夫火箭”並不是歐洲大陸火箭技術發展的必然結果,也很少受其影響。它主要借鑒了印度的火箭技術。
威廉·康格裏夫(威廉·康格裏夫1772 ~ 1828)
康格裏夫,英國人,1793畢業於劍橋大學,文科專業。受父親管理英國皇家兵工廠的影響,他對軍械機械深感興趣,於是他後來棄武入兵工廠,在英國士兵從印度帶回的火箭數據基礎上,開始研究改進火箭的速度和射程。經過幾年的摸索,1805年,康格裏夫用新型火藥制成了實用火箭,重14.5kg,箭長1.06m,直徑0.1m,安裝了4.6m長的平衡桿,射程1800m。這種火箭在英國打敗拿破侖軍隊的戰爭中立下了赫赫戰功。因為康格裏夫對火箭的貢獻,英國政府在1814授予他爵士頭銜,並在1817當選議員。然而,康格裏夫火箭沒有解決制導和控制問題,其精度很差。1844年,英國的威廉·霍爾發明了壹種自旋穩定器,並用它來改進康格裏夫火箭。雖然與現代火箭相比,所有這些火箭都非常簡單,用途也不廣泛,但它們的出現已經奏響了現代火箭誕生的序幕。
康格裏夫研制的火箭在射程、精度和穩定性上都有所提高,性能幾乎達到了火藥火箭的極限。由於其巨大的殺傷力,各國都開始重視火箭的研究和使用。此後,戰爭火箭的另壹個主要進步是穩定性的提高。19世紀中葉,英國發明家威廉·海爾在火箭尾部安裝了三塊傾斜穩定的螺旋板。火箭發射時,火箭本身因空氣動力而旋轉,以達到穩定。到第二次世界大戰時,火藥火箭的發展已經到了爐火純青的地步。它的基本結構是由火箭發射器和火藥、中間作為推進劑的推進劑、頭部的高爆彈和引信、尾部的噴管、起穩定作用的尾部穩定器、發射架上的發射架或發射裝置組成。比較有名的是蘇聯火箭炮喀秋莎。
火藥火箭:其工作原理與固體燃料火箭相同,靠火藥燃燒產生推力。火藥早在唐朝初年(約7世紀)就已出現,南宋時用於制作煙花。大約在13世紀,它被制成了火箭。中國古代制造的火箭、煙花都是用黑火藥。
粉末火箭是第壹個實用的反作用推進裝置。雖然有很多局限性證明它不是理想的太空飛行器,但它的基本原理完全適合太空飛行器的需要,所以用火箭作為基本太空飛行器的想法逐漸在先驅者的頭腦中醞釀。後來液體燃料火箭的出現,進壹步為實現太空推進提供了可靠的技術保障,也讓航天先驅們看到了用火箭完成太空運輸的曙光。經過不斷的研究和早期的實驗,火箭已經逐漸被確認為太空飛行的推進裝置,最終為人類搭建了通向太空的橋梁。
4.自行車發明
自行車自發明以來,經歷了三次變革:第壹代:實心輪胎,難以行駛。第二代:充氣輪胎,易破易磨損。第三代:聚合物內胎,不用充氣,不怕紮,彈性好,騎行輕便。
壹個下雨天,法國人西夫拉克在街上行走時,被壹輛路過的馬車濺了壹身泥。這水花讓他突發奇想:車廂這麽寬,應該切成兩半,四個輪子就變成兩個輪子了...於是,第壹輛“特洛伊輪”汽車誕生於1791。這款車有前後兩個木輪,中間有橫梁,上面有板凳,像玩具壹樣。剛剛出現的新事物肯定不是那麽完美的。這個“木馬輪”既沒有傳動鏈,也沒有轉向裝置,自然需要改進。
到了1818,壹個叫德·萊斯的德國護林人也是壹個偶然的想法,他也做了壹個木制的大車,看起來和西夫拉克的很像。但是,他在前輪上加了壹個車把來控制方向,可以改變前進的方向。但是騎自行車的時候,還是要用兩個踏板推動車子前進。當時,當德·萊斯騎著他的“小馬”在路上測試時,他被許多人嘲笑。新事物的出現總會受到這樣或那樣的傳統勢力的嘲笑,但人類的發明者絕不會因為這些嘲笑而止步不前。1840年,英國鐵匠麥克米倫改良了德·萊斯發明的“小馬”。他在後輪的車軸上安裝了壹個曲柄,然後用連桿把曲柄和前踏板連接起來,前後輪都是鐵制的。前輪大,後輪小。這樣,人的腳才真正離開地面,從腳的交替踩踏,到車輪的滾動。1842年,麥克米倫上了這輛車,壹天跑了20公裏。
到了1861年,法國的梅紹父子在前輪上安裝了可旋轉的踏板,汽車的鞍座安裝在前輪上。他們把這輛車戲稱為“自行車”,它出現在1867的巴黎博覽會上,讓觀眾大開眼界。
從西夫拉克到雷諾,他們制造的自行車與現代自行車大相徑庭。真正的現代自行車誕生於1874。英國人羅松別出心裁地給自己的自行車裝上鏈條和鏈輪,利用後輪的轉動推動汽車前進。但還是不夠協調和穩定。
從65438到0886,英國機械工程師stahly從力學和運動學的角度設計了壹種新的自行車樣式。安裝了前叉和剎車,前後輪大小壹致,保持平衡。壹個菱形框架由鋼管制成,並且首次使用了橡膠輪。斯塔利不僅改進了自行車的結構,還改造了許多生產自行車零件的機床,為自行車的大量生產和普及開辟了廣闊的道路,因此被後人稱為“自行車之父”。他設計的自行車模型和現在的自行車基本壹樣。
人類的智慧真的無處不在。1888年,愛爾蘭獸醫鄧洛普(Dunlop)受到治療牛脹氣的啟發。他把自己花園澆水用的橡膠軟管粘成圓形,裝在自行車上,這就是充氣輪胎的開始。充氣輪胎是自行車發展史上劃時代的創舉,不僅從根本上改變了自行車的騎行性能,還提高了自行車的使用功能。從1791到1888,摩托車的始祖自行車的發明和改進,經歷了這些發明家近100年的不懈奮鬥。我們必須被人類的發明所感動。
五艘宇宙飛船
在20世紀中期,許多對探索宇宙奧秘感興趣的科學家都在試圖開發壹種可以在太空載人的航天器。
在這壹領域,前蘇聯和美國領先於其他國家。20世紀50年代,前蘇聯政府撥出大量資金用於航天器的研制。成千上萬的科學家和空間技術專家聚集在壹起,研究太空飛行、航天器的材料和結構以及其他技術。他們考慮的問題從飛船的模型設計到宇航員上廁所的問題。要在浩瀚的宇宙中航行,任何細節都不能馬虎。
經過許多科學家的努力,人類歷史上第壹艘宇宙飛船誕生了!它由球形密封座艙和圓柱形儀器組成。除了壹般人造衛星的基本系統設備外,它還具有生命支持系統、再入載荷系統、緊急逃逸系統和回收著陸系統。
1961 4月12日,這艘名為“東方1”的宇宙飛船,搭載著前蘇聯宇航員尤裏·加加林,在太空中環繞地球飛行了1小時48分鐘。“東方1”飛船返回前,上面級運載火箭和儀器艙被廢棄,只剩下駕駛艙獨自進入大氣層;當座艙下降到離地面只有7公裏時,宇航員從飛船座艙中彈射出來,然後宇航員帶著降落傘獨自著陸。
“東方1”飛船的成功,意味著人類可以飛出地球,遨遊太空。廣大科學家也深受鼓舞,以更大的熱情投身於航天器的研制。
1961 8月6日,前蘇聯發射了“東方二號”飛船。飛船在空中飛行了25小時18分鐘,飛行距離達到70萬公裏。宇航員蓋爾曼·蒂托夫(gherman Titov),在空中失重狀態下,品嘗了儀器管中的宇宙美食,睡了個好覺。
然後,前蘇聯在8月11,1962發射了“東方3”和“東方4”飛船。3月1965,18,“升天2號”飛船發射,全部成功。
與此同時,美國也在加緊發展航天器。最後在多次成功和失敗的研制和發射基礎上,做出了“阿波羅11”飛船。這艘宇宙飛船長25米,重45噸。在宇宙飛船裏,有三把扶手椅。在扶手椅的上方,安裝著控制宇宙飛船的各種儀器。用於發射“阿波羅11”的三級火箭長85米,重2700噸。這個龐大的項目耗資240億美元,超過40萬人參與了它的開發。
1969年7月6日,壹艘載有三名宇航員的宇宙飛船在肯尼迪航天中心發射升空。阿波羅11發射後,花了兩個多小時繞地球壹周半,然後飛向月球。經過又壹個73小時的飛行,宇宙飛船於1969年7月20日到達月球。
到達月球後,宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林乘坐登月艙前往月球,而宇航員柯林斯則繼續乘坐指令艙繞月飛行。
阿姆斯特朗和奧爾德林在月球上進行了壹系列實地考察,並在月球上收集了22公斤的巖石和土壤樣本。在月球上停留了21小時18分鐘後,他們駕駛登月艙進入軌道。然後,登月艙與柯林斯駕駛的指令艙對接,組成完整的飛船,飛向地球。
“阿波羅11”飛船登月的創舉震驚了全世界,人們歡呼人類的偉大勝利。
事後,阿姆斯特朗在回答記者提問時說:“對個人來說,穿越月球是很小的壹步,但對人類來說,卻是很大的壹步。”
的確,從宇宙飛船誕生到逐漸完善,甚至載人登月,這是人類邁出的“壹大步”。