科学的故事（1）

放寒假了，妈妈带我去书店买了一本《科学家的故事》。我感到非常高兴，心里想：科学家一生下来就是科学家吗？这书里面到底有什么呢？

妈妈读完书之后，告诉我：你读完后，一定会有很大的收获，会长出格外漂亮的翅膀，越变越美丽！于是，我更加好奇了，这本书有这么好吗！我打开书读了一篇，感觉书的力量真大，故事真让人闭上眼都不会忘掉。

天才是百分之九十九的汗水加上百分之一的灵感。当我读完全书后，书中明明白白的告诉了我：科学家不是一生下来就是科学家，而是认认真真仔仔细细努力奋斗不怕吃苦得来的！如爱因斯坦，他做计算的一张张草稿纸可以堆成一座小山。他无比勤奋不倦探索。勇于创新才在科学上做出了划时代的贡献。

读完书后，我牢牢的记住：每时每刻都要向科学家爱因斯坦一样努力学习，认真做好老师布置的作业，好好学习，像芝麻开花节节高！

科学的故事（2）

暑假里，我读了《叶永烈讲述科学家故事100个》，通过一个个小故事，我认识了昆虫迷法布尔、站在巨人肩上的牛顿、轮船之父富尔敦、发明大王爱迪生、盲字的发明者布莱叶……，每一个故事都给我留下了深刻的印象，其中最令我佩服的人就是盲字的发明者布莱叶。

布莱叶是位盲人，深知盲人的痛苦，为了让更多的盲人能够读书学习，他勤奋好学，孜孜不倦，经过长期的摸索，终于创造了盲字，但是在当时的社会，没有人看得起盲人的发明创造，所以他一直默默无闻，盲字也不被认可，直到1852年，他的盲人女学生在巴黎的音乐会上演奏了一首钢琴曲，当大家问这位姑娘为什么会取得卓越的成绩时，姑娘只说了一句：“我的成绩，不是属于我的，而是属于我的老师布莱叶。”大家这时才认识了布莱叶，报纸上也刊登了这条消息，当姑娘拿着报纸，激动地跑到布莱叶家时，他已经是气奄息息了，过了几天，年仅43岁的他就离开了人世。

布莱叶在苦闷、孤独、艰难中度过了他的一生，但是他在逆境中不放弃、不抛弃，坚持创造发明，他这种锲而不舍地精神值得我学习。

科学的故事（3）

那天我看了一本书，它叫《科学家故事100个》，这本书讲述了许多个有名的科学家。

有鲁班。亚里士多德。欧几里德，阿基米德。张衡。华佗和祖冲之等名人。现在就讲亚里士多德的故事吧。他说的是“没有一个动物同时具有长牙和角。”“反刍动物有一个多重胃，但牙齿很不行。”“长毛的四足动物胎生；有硬埈甲四足动物卵生。”等……

亚里士多德曾经很详细的观察了鸡蛋孵成小鸡时的发育过程：“心好像一块红血在蛋白中间。这一点红的在跳着，然后伸出两条充满血的血管，成漩涡的形状。还有一层布满血管的薄皮包围着蛋黄虽然后肢体才伸张出来，最初是很小的白色的。”这样详细如实的记录在2300年前是多么的难得可贵啊！

再说说鲁班吧：小时候鲁班雕刻一只凤凰，结果雕出来的却像鸡，一点也不好看，人们嘲笑他把凤凰变成鸡。后来，鲁班不断学习雕刻，手艺不断提高，终于雕出了一只美丽的凤凰，同时也受到了人们的赞扬。

这几个故事告诉我们，做是要有耐心，不能总是半途而废，不应知难而退，而要知难而进。天才出于勤奋啊！

科学的故事（4）

《科学家的故事》这本书是我最喜欢的一本书，书中写了李时珍、达尔文、牛顿、爱迪生等一些科学家的故事，读完之后，觉得他们真是伟大，很厉害，特别是李时珍，真不愧是我国古代的科学家，我们都应该向他学习。

李时珍三四岁就开始学习观察植物，红的、黄的、白的，五颜六色的植物他都要弄清楚，等李时珍长大发现，旧本草术里有许多错误，于是他下定决心把本草重新整理，把错误的地方改过去，于是，李时珍翻山越岭，到深山采集药物，虽不是一帆风顺，但他并没有灰心，继续做了下去。

正是这种精神，让他又尝试各种草药上千种。经过了很多次的试验，李时珍终于完成了《本草纲目》的修订，记载的药物有1892种，还附有1160幅插图，还增补了374种新药草。

从李时珍的身上，我感到古人为我们付出了那么多，我们应该感谢古人，感谢李时珍的《本草纲目》，它真是一部伟大的巨著啊。

李时珍为了重新编写《本草纲目》，吃尽了千辛万苦，还亲自实验，不怕困难，不怕死亡，我们要学习他这种精神，在学习上不退缩，不怕苦，不怕累，要多向其他的同学学习，要有细心，要有信心，这样我们的学习才会有进步。

科学的故事（5）

X射线断层扫描仪

X射线断层扫描仪一般称为“CT”，它是电子计算机X射线断层扫描仪的简称。

60年代中期，任美国图夫茨大学教授的物理学家科马克发现，人体各种不同组织对X射线的透过率不同，并得出了一些计算公式，这为X射线断层扫描仪奠定了理论基础。

在英国EMI公司任中央研究实验室医学研究部主任的电器工程师豪斯菲尔德，曾领导过英国第一台全晶体管计算机的设计工作。他根据科马克的理论和计算公式，将电子计算机技术与X射线扫描技术结合起来，于 1973年研制出第一台电子计算机X射线断层扫描仪。

X射线断层扫描仪能够察看人体内部组织，使之一览无遗，体内的肿瘤、大脑和体内器官的微小病变，以及骨骼密度的异常，都可以被显示出来，并且显示在荧光屏上，还可以拍成照片。

X射线断层扫描照相技术比传统X射线照相更为精确。传统的X射线术，不同组织之间X射线吸收率的差异小平5%就无法分辨，而X射线断层扫描仪由于可从多个角度进行扫描，可以消除骨骼和软组织的重叠现象，因此差异小于1%也能检测出来。

由于发明X射线断层扫描仪的杰出成就，豪斯菲尔德和科马克一同获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。

目前X射线断层扫描仪主要用于癌症、骨质疏松症和关节炎的诊断，神经科的医师们也用其找出导致精神异常的脑部器质性病变的原因。考古界还采用X射线断层扫描仪对古代木乃伊进行研究。

科学的故事（6）

顽皮少年发明的显微镜

显微镜的发明，为人类叩开了神秘的微观世界的大门，人类从此开始走进另一个眼睛看不见新世界。

目前，世界上除了光学显微镜以猓?钩鱿至说缱酉晕⒕怠⒊??晕⒕怠⑹质跸晕⒕档鹊龋?嚼丛较冉?南晕⒕嫡?诟鞲隹蒲Я煊蛑蟹⒒幼胖匾?饔谩?br> 显微镜一词来源于希腊文，直译出来就是“小型观察器”，它是一种可以把肉眼看不到的物体放大得可以看得见的仪器。

一般说来，物体离我们的眼睛越近，似乎就变得越大。但是，如果近到离眼睛的距离小于25毫米时，就变得模糊不清了。但假如我们把一块简单的凸透镜(即聚光镜)，放到眼睛和物体之间，那末物体就可以近到25毫米之内，其图像依然清晰。

聚光镜就是放大镜。可以认为一块放大镜就是一台“简单的显微镜”。过去人们就是这样称呼的。

我们所说的发明显微镜是指发明了“组合式显微镜”。

那末什么是显微镜呢?显微镜由两套镜片组成。位于显微镜底部的被称为“物镜”，由一块或一组镜片组成，它们靠近被观察的物体，产生物体的一级放大图像。另一块镜片靠近眼睛，称为“目镜”，它将放大的图像再放大。但这不过是对整个过程的简单说明。大多数放大镜的物镜和目镜都有几块镜片，称为透镜系统。

英国牛津的罗杰尔?培根早在13世纪就对透镜做过很多的试验，并且得出结论说：“若是从一个曲面??凸的或凹的，去透视一件物体，所得到的现象是不同的，它能够变成这样：大的使我们看成了小的，或者相反，小的看成大的;远的看成近的，隐蔽的变成看得见的”。不仅如此，他还断言：“我们能够做成使太阳、月亮和星星好像是降低了一点似的，还有许多简直使一般没有科学信仰的人不敢去相信的事。”

这的确是一个伟大的发现，而当时的当权者却十分恐慌，说：“培根如果有胆量把太阳从天上搬下来，那是魔术。”后来，竟把他关进监狱达15年之久，一直关到他快要死去的时候。

当权者的无知与残暴使显微镜的发明延迟了300多年。直到1590年，在科学史上具有深远意义的显微镜方在偶然的机会中诞生。

查。詹森是荷兰的一位天真少年，他的父亲是一位眼镜师，因而镜片就成了詹森经常摆弄的玩物。一天，他无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起，当移动至某一距离时，突然发现很小的东西一下子被放大了很多倍。詹森被这个奇怪的现象吸引住了，他不断地调整变换着两片凸透镜的位置，发现有时物体能够放大许多倍，有时却不大清楚。

詹森把这个奇异的现象告诉了父亲，父子两人立即动起手来。他们用薄铁片卷了两个不同口径的铁筒，把两个凸透镜分别装在大小铁筒上，然后把两个铁简套在一起，让小铁简在大铁筒里滑动，利用铁筒的滑动来调整透镜的距离，使成像更加清晰。就这样，世界上最早的显微镜问世了。

1610年，科学家伽利略利用经过改进的显微镜来研究昆虫的生理解剖结构，他试图推广这种利用凸透镜的新仪器，可是没有引起人们的重视。

1665年，英国著名的物理学家、天文学家罗伯特?胡克制造出了一架新式显微镜，并且使用它逐步深入地观察微观世界的秘密。可是他遇到了一个问题，就是黑暗遮盖着许多秘密，使人无法看清。这当然难不倒聪明的罗伯特?胡克。有一天，他用一根针扎住一个苍蝇，放在显微镜下面，旁边点上一只油灯，灯前放一个盛水的玻璃球，球体汇聚的灯光又射到苍蝇的身上，这样显微镜底下的苍蝇就一清二楚了。今天我们可以在英国伦敦博物馆看到这架显微镜。

显微镜的发明间开了通往微观世界的第一道大门。胡克用他发明的显微镜第一次发现了细胞，“cell”一词即是胡克为细胞所选定的名称，并一直沿用至今。

罗伯特?胡克后来根据自己的经验和体会写了一本书，叫《放大了的图》。这本书出版以后，显微镜很快引起了科学工作者的兴趣和重视。胡克研究制造的显微镜也因为能清晰地看到细小物体，而得到了广泛的使用和推广。不过，它的放大倍数还有限，推广范围仍受到了限制。

不久，有人又提出了新课题：用上面的方法看到的是物体的表面，怎样才能看到物体的内部结构呢?有人建议把观察的对象切成薄片，放到显微镜底下，同时在显微镜下放一盏灯，让光透过切片，把焦距调整好，以使所要观察的对象的内部结构尽可能清楚一些。这种设想比较直观，效果不大。

世界上的任何发明都不可能一诞生出来就十全十美，显微镜也是这样。一直到1725年，柯贝别尔氏所制造的显微镜才把灯光换成了反光镜，凿洞的桌子改成了带洞的载物台，因此，显微镜不论在外形上还是在性能上都提高了一大步。

随着人们对显微镜的日益重视，台座式显微镜也发展起来了。1744年，卡尔佩拍设计了第一台三只脚的台座式显微镜，它可以看作是现代显微镜的先驱。

显微镜和望远镜一样，也有象差和色差二大弱点。攻克望远镜象差和色差这道难关的是著名科学家牛顿，攻克显微镜象差和色差的是后利斯特，他是一位葡萄酒制造商，同时又是个显微镜爱好者。他在1830年弥补了显微镜的二大缺陷，使细小的物体不但能放得很大，而且能被看得很清楚，这使得显微镜更加实用。

显微镜进入实用阶段后，纷纷来到科研机构和学校的实验室。于是，懂行的光学制造商人开始大批生产显微镜，并且互相竞争，各种高质量的显微镜也相继出现。

前面所说的显微镜是光学显微镜，它的最大能力是放大到1600倍。借助这种显微镜，细胞、细菌之类肉眼看不到的东西是可以看清了，但是它对更微小的东西就无能为力了。

1926年，布施设想出电子显微镜。1943年，德国人科诺尔和鲁斯卡首次对电子显微镜做出了重大改革。后来很长一段时间内，电子显微镜的放大倍数一直没有增加，但是，那时用这种显微镜已可观测到百万分之一毫米的物体。

电子显微镜放大物体的媒介是电子束，而不是可见的光。它的放大本领很强，我国制造的80万电子显微镜可以放大80万倍。80万倍，这实在是了不起的放大能力，一个手指头放大80万倍就等于喜玛拉雅山那么高。因此，可以利用它看到原子世界。

也许有人认为，这大概是最好的显微镜了吧!不! 80年代初，中国科学院声学研究所研制成功了我国第一台超声显微镜。这种显微镜可以看到一般显微镜和电子显微镜看不到的东西。它利用的是物质的声学性质，特别是弹性性质提供的信息。通过它，可以看清楚大规模集成电路的内部结构、不染色的活生物组织和癌肿瘤等，还能显示出它们的声学特性。

用更为现代化的电子显微镜(发射离子显微镜)可以观测更加细微的物体，但是，现在要将其制成还是非常困难的，还需要几十年的时间。 我国最常见的手术显微镜是上海光学仪器厂生产出来的，又称双人双目手术显微镜。它可供两个医生同时在手术中缝接各种比火柴梗还细的微血管、神经束。它的特殊优点是，使用纤维光束冷光源照明，亮度虽高，但不散发热量，不增加病人的体温，这为精细的手术提供了极大的方便。

科学的故事（7）

阴极射线管

1676年，法国的良卡德在晚上移动水很气压计时，发现了“水银荧光”现象，当气压计中水银振荡时，在托里拆利真空部位会发出闪光。

1705年前后，豪克斯比对这一现象进行了实验研究。他得出结论说，只有在部分真空中运动产生摩擦时才会出视荧光。1838年，法拉第改进了实验装置，抽去玻璃中的空气，并以两根黄铜棒作电极分别焊到管子的两端，通电后有光流从阳极射出，阴极也发出微弱的辉光。由于当时所能得到的真空度只有7%。个大气压，所以未能获得更多的发现。

1857年，德国的仪器技工盖斯勒成功地把白金电极装进玻璃管，并得到了万分之一大气压的真空度。1858年，德国物理学家普吕克利用“盖斯勒管”研究气体放电时辉光现象会随着磁场的变化而改变其形状。普吕克的学生希托夫进一步把真空度提高到十万分之一个大气压，1869年他发现，如果置物体于阴极和产生荧光的管壁之间，物体就会产生清晰的影子，这表明了射线起源于阴极。后来德国物理学家哥尔德斯坦称这种射线为“阴极射线”。希托夫还证明射线是沿直线前进的。

1891年赫兹发现了阴极射线能够穿透金属薄片。此后勒纳德为阴极射线管开了一个厘米厚铝箔的窗口，把阴极射线引到管外空间，使几厘米远处的荧光屏发出荧光。

1871年，瓦莱发现阴极射线能为磁铁偏转，是带负电的。1878年克鲁克斯得到了百万分之一个大气压的“克鲁克斯管”。他在实验中不仅验证了阴极射线是带电的，还发现阴极射线具有热效应并具有动量。

英国物理学家汤姆逊 1897年向英国皇家学院做了题为《阴极射线》的报告。汤姆逊应用磁性弯曲技术，从测定阴极射线束的曲率半径着手，推导出阴极射线的质荷比，从而证实了阴极射线是带负电的微粒子，他命名这种微粒子为“电子”。

阴极射线管最早是作为研究用的仪器。后来被用于示波器上，使复杂的波形得以显示。30年代，被用在第一台电子显微镜上。今天，它除了广泛应用于各种科学仪器之中，也走入了千家万户，人们最熟悉的就是电视显像管。

科学的故事（8）

发射光谱仪

著名的荚国科学家牛顿在1666年用三棱镜观察光谱，可以说是最早的光谱实验。此后不少科学家从事光谱学方面的研究。1800年，英国天文学家赫歇尔测量太阳光谱中各部分的热效应，在世界上首次发现了红外线。1801年里特发现了紫外线。1802年沃拉斯顿观察到太阳光谱的不连续性，发现中间有多条黑线，这本来是很重要的发现，他却误认为是颜色的分界线。1803年英国物理学家托马斯?杨进行了光的干涉的实验，第一次提供了测定波长的方法。

德国物理学家夫艰和费，重新发现和编绘的太阳光谱图，内有多条黑线(700多条)，并对其中的重要黑线用从A到H等字母标记(人称“夫浪和费钱”)，这些黑线后来成为比较不同玻璃材料色散率的标准。这些成果在1814年至1815年间陆续发表。夫琅和费还发明了衍射光栅。开始他用银丝缠在两根螺杆上，做成光栅。后来建造了刻纹机，用金钢石在玻璃上刻痕，做戍透射光栅。

光谱分析的应用研究是从基尔霍夫和本生开始的。本生是德国汉堡的化学教授，他发明了本生灯，对各种物质在高温火焰中发生的变化很有研究。基尔霍夫是汉堡的物理学教授，对光学仪器很熟悉。他们两位合作制成了第一台棱镜光谱仪(分光镜)。该仪器利用了牛顿1666年首创技术，使光通过三棱镜，展开成为一道彩虹光带(光谱)。他们用透镜把物质在本生灯燃烧时发出的光线集成一束平行光，通过一条窄缝，再通过三棱镜，用望远镜放大观察所成的光谱。

基尔霍夫和本生发现，每种化学元素燃烧时发出的火焰都有独特的颜色，可以据此加以鉴别。1860年及1861年他们用光谱仪发现绝和林。此后借助光谱分析方法，克鲁克斯1861年发现了钻，里奇 1863年发现了锢，波依斯邦德朗 1875年发现了铸。他们还利用这种方法研究日光，发现地球上许多元素太阳上也有。1868年法国天文学家詹森和英国天文学家罗克耶分别用光谱法发现了当时地球上还没有发现的一种元素，他们认为这是太阳大气中特有的元素，取名氦，即“太阳”的意思。这样光谱方法也应用到了天文学方面。

光谱研究工作急速的发展，也出现了新的问题，主要问题之一是缺乏足够精度的波长标准，致使观测结果混乱，无法相互交流。

1868年，埃斯特朗发表“标准太阳光谱”图表，记有上千条夫浪和费线的小波长，以10-8厘米为单位，精确到6位数，为光谱工作者提供了极其有用的资料。为纪念他的功绩，10-8厘米后来就命名为埃斯特朗单位，简写作埃。十几年后被更为精确的罗兰数据表所代替。

现代光谱仪不用三棱镜而用衍射光栅，这是一种上面刻有千条线的板，把光分开，然后把光谱拍摄或记录下来。再用电子仪器进行分析。

光谱仪广泛应用于冶金、地质、环境等各领域。

科学的故事（9）

载入登月飞船

苏联1957年成功地发射第一颗人造地球卫星后，又接连不断地发射了一些卫星，从中掌握了航天器的回收技术。接着，又发射了载人飞船将宇航员送入地球轨道，使其围绕地球航行一圈后返氐孛妗U馐姑拦?罡杏胨樟??涞摹翱占洳罹唷保??961年5月25日，美国总统肯尼迪在国会上提出一个10年内把人送L月球，并使他安全返回的计划，得到国会的一致支持。为实施人类登月，以希腊神话中的太阳神命名的“阿波罗”工程是美国国家航空航天局执行的一项迄今为止最庞大的航天工程，目的是实行人对月球的实地考察，为载人的行星际飞行和探测进行技术准备。该工程包括如下方面： 登月方案??经过反复的技术论证，于 1962年 11月决定采用“月球轨道交会”方案。

运载火箭??运载火箭的研制分两个阶段进行：研制‘士星1号”和IB号，以获得大型运载火箭运行的经验，为进行“阿波罗”号飞船的飞行试验创造条件;研制“土星”5号三级巨型运载火箭作为飞船登月的运载工具。

“阿波罗”号飞船??飞船由指挥舱、登月舱和服务舱组成。

“阿波罗”计划??为载人登月飞行做准备并实现载人登月飞行，原计划19次，后减为门次。从1966年至1968年进行6次广阿波罗”1号至6号)不载人飞行实验，在近地轨道上鉴定了飞船的指挥舱、登月舱和服务舱，考验了登月舱的动力装置。1968年到1969年进行3次广阿波罗”7号至9号)载人飞行试验，主要做环绕地球、月球飞行和登月舱脱离环月轨道的降落模拟试验、轨道机动飞行和模拟会合、模拟登月舱的分离和对接。按登月需用的时间进行了连续11天的飞行，检验了飞船的可靠性。

1969年5月18日，“阿波罗”10号演习了登月全过程，绕月飞行31圈，两名宇航员乘登月舱下降到离月面仅有公里处。1969年7月，“阿波罗”11号载有3名宇航员完成载人登月。此后，发射了“阿波罗”12号、14号一17号载人登月飞船，各带两名宇航员，并带有仪器，分别进行了多项科学实验。这些实验揭示了月球表面的结构特性、月面物质的化学成分、光学和热力学等物理特性及探测了月面重力、磁场和月震等现象。

1969年7月16日至7月24日，“阿波罗” 11号登月飞船首次完成了载人登月之创举，登月任务的主要步骤如下：首先是“土星”5号运载火箭第一级助推火箭点燃，将飞船送入60公里的高度后坠下;此时第二级开始点燃，将飞船送到能够环绕地球飞行的高度后被抛掉;第三级助推火箭用来增加轨道的运行速度，在围绕地球运转过程中，借助地面控制中心的帮助，修正去月球的路径;接着“阿波罗”飞船向月球飞去，这一段均自动控制，在接近月球时飞船减速，围绕月球轨道做修正飞行，一切正常后，登月舱开启制动火箭，与指挥舱分离后以软着陆的形式完成了登月任务。这次载人登月的成功，实现了人类梦寐以求的共同愿望，更为人们走出地球带来新的希望。登月舱登月舱是用来载送宇航员在月球轨道上的飞船和月球表面之间往返的交通工具。由于月球上没有空气，登月舱只能用火箭引擎推送，并可像直升机一样作垂直升降。

美国“阿波罗”飞船由指挥舱、服务船和登月舱组成，登月舱分上升段和下降段：上升段有乘员室，气温24C，室内充满1/3个大气压的纯氧。下降段装有登月舱向月面降落减速使用的逆喷射火箭，备有火箭的燃料、氧化剂槽、水和氧气槽，还有调查月面的科学仪器。登月舱在月面时，上升、下降段合二而一，但从月球表面再度起飞时，只有上升段起飞，下降段则是发射架，发射完毕后置留于月球表面。

1969年 7月对日(美国东部时间)下午 4时 17分40秒，美国宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶“阿波罗” 11号飞船的登月舱平安降落在月球“静海”的西南部，这是世界首次降落在月球表面的登月舱。他们在月面竖立了美国国旗，采集了月面岩石标本，安放了地震仪和激光反射器，并进行了月面探测。对时36分20秒后，他们点燃登月舱上升段火箭，飞离月面。这时另一名宇航员柯林斯正在指挥舱中作环月轨道飞行，与其会合对接后，阿姆斯特朗与奥尔德林将收集到的资料通过80厘米的“隧道”移入指挥舱后，登月舱的上升段便被抛开甩掉。大约两天半后，即1969年7月24日(美国东部时间)12时50分35种时，载有三名宇航员的指挥舱安全溅落在太平洋上，结束了他们为期195小时18分35种的月球航行。

此后，美国又有“阿波罗”12号、14号一17号的登月舱各载两名宇航员分别着陆平月球表面，进行了大量的月面活动和科学探察，从中获得许多宝贵资料。

科学的故事（10）

缆车

缆车基本上可分斜轨式和悬挂式两种。

后者就是把游客和滑雪者运送上高山远坡的那种吊车。两者都可看作是特种升降机。

瑞士的钢缆技术是各类缆车的先导，而钢缆载客车是19世纪时从矿井和采石场运料车发展而成的。

1889年，英国通济隆旅行社创办人的儿子约翰?梅逊?库克向意大利提议建造一条缆车道，通向维苏威火山山顶。它是位于欧洲大陆唯一的活火山。起初，这一计划遭到当地人反对，生意受影响的脚夫们把空缆车丢到火山口里。但库克坚持说缆车只会使旅游生意兴隆，不久就证明他看对了。英王爱德华七世也乘坐登维苏威火山的缆车，并在车上拍照留念。

现在缆车也用作城市中短程快速载客工具，减少地面交通拥挤，还用来跨越深谷或河流。第一条市内架空缆车道干1976年启用，征返于纽约曼哈顿和罗斯福岛之间，全程约公里。单程载客量每小时可达1500人，每车载客100余人。

科学的故事（11）

电力机车

火车无论是烧煤、或是烧油，都会浪费大部分的热。不但如此，运转的准备也很费时。此外，机械的检查、整奋、清扫，都需要很多的时间。于是，人们期望有效率高、操作简便的机车动力产生，而电力机车正好符合这些条件。

1866年，德国工程师西门子与技师哈卢施卡联营创立电机公司，发明强力发电机，制成世界上第一列电力机车。第二年在巴黎博览会上展出，震惊了许多人。1879年，在柏林的工商业博览会上，这辆世界最早的电力火车公开试运行。列车用电动机车牵引，由带电铁轨输送电流，功率为3马力，一次可运旅客18人，时速7公里。两年之后1881年，柏林郊外铺设了规模虽小、但为世界最初营业用的电车路线。同时德国又试验成功驾空接触导线供电系统，使电力机车的供电线路由地面转向空中，机车的电压和功率都大大提高。

1895年，在美国的巴尔的摩一俄亥俄铁路线上首次出现了长途电力机车。机车重96吨，1080马力，采用550V直流供电。

1901年，西门子、哈卢施卡电机公司制造的电力机车在柏林附近创造了时速160公里的记录。

与此同肘，1880年，美国爱迪生也进行了电车的实验。

电力机车由于速度快、爬坡能力强、牵引力大、不污染空气，因此发展很快。地下铁路也随着电车的出现而得以发展。

科学故事相关

科学的故事（12）

飞机

飞翔，是人类自古以来的梦想，并为之探索奋斗了1000多年。1809年，英国的乔治?凯利爵士发明了第一架滑翔机。但滑翔机没有动力装置，还不能实现自主的飞行。此后在1874年和1884年，法国的迪后普尔和俄国的莫查依斯基分别进行了蒸汽动力飞机的飞行试验，但都只实现了短距的跳跃飞行，还不能算作真正的动力飞行。1896年，另一位飞行的先驱、曾为飞行理论作出重大贡献的德国工程师李连塔尔在试飞滑翔机时不幸遇难，但李连塔尔为飞行事业献身的精神却激发了大洋彼岸一对兄弟的飞行热情。美国的威尔伯?莱特和奥维尔?莱特从这一年开始研究飞行，决心实现在蓝天上自由飞翔的他们开办了一家小商行，制造和维修自行车，以此来积蓄资金造飞机。

莱特兄弟首先从滑翔机起步，在研究了李连塔尔等人的著作和经验后，于1899年制造出了他们的双翼滑翔机。他们在滑翔机上学习飞行经验和试验控制飞行状态的方法。1901年，莱特兄弟发明了最早的简易风洞装置，以此来研农机翼形状和气流的关系。莱特兄弟的最终目的是制造一架能靠自身动力在空中飞行的飞行器，为此，动力装置是不可缺少的，但当时没有结构一轻、功率大的发动机。他们经过苦心研究，在1902年完成了自己设计的汽油内燃机，发动机功率为12马力，重70公斤。接着他们又设计制造了螺旋桨。螺旋桨转动时会使飞机机身朝相反方向摇晃，于是他们在飞机的左右机翼上各安装一个朝相反方向旋转的螺转桨，使飞机得以平衡飞行。

1903年秋，莱特兄弟制造出世界上第一架动力飞机“飞行者1号”。这是一架用轻质木料为骨架、帆布为蒙皮的双翼机，驾驶者俯卧在下层机翼正中操纵飞机。1903年12月17日晨，弟弟奥维尔?莱特驾驶着“飞行者1号”进行了世界上首次动力飞行。这次具有历史意义的飞行持续了12秒，飞行距离约36米。在当天的第四次飞行中.飞行时间持续了59秒，飞行约260米。飞机不但能平稳地直飞，还能操纵它转向飞行，世界上第一架动力飞机终于诞生了，人类飞行的梦想终于实现了。

继莱特兄弟之后，法国的法尔曼、布莱里奥和瓦赞兄弟，美国的柯蒂斯、巴西的迪蒙等人也相继制造出自己的飞机。中国的年轻发明家冯如从1907年开始研制飞机，于1910年试飞成功，他也是卓有贡献的航空先驱之一。早期的飞机飞行高度达200米，时速达100公里，飞行距离达30公里.这已是了不起的成就了。飞机设计师们为追求更高、更快、更远而不断创新。

1909年7月25日，布莱里奥驾驶着他的小型单翼机首次飞越多佛尔海。峡，从法国飞抵英国，完成了人类的跨海飞行。

1919年6月14日，英国的阿尔科克上尉和布朗中尉驾矽“维米”式飞机从纽芬兰起飞，历时16小时27分飞抵爱尔兰，航程3000多公里，完成了人类首次跨越大西洋的飞行。1927年5月21日，25岁的美国人林德伯格只身驾驶“圣路易斯精神号”飞机连续不着陆飞行了5810公里，历时33小时30分，从纽约飞抵巴黎。其壮举惊世，不亚于42年后人类首次登上月球。

这期间，飞机在不断地改进，从木架布蒙皮发展为全金属结构，单翼机逐渐取代了双翼机，飞机的轮子(即起落架)也由固定式变为可收放式，发动机的性能和功率也有了很大提高，但仍采用活塞式螺旋桨发动机。到第二次世界大战本级飞机最高时速已达700多公里，最高升限已达8000米，最远航程已接近7000公里。这已是活塞式飞机的极限，但人们还在追求飞得更快、更高、更远的目标的目标。人类航空史将掀开新的一页。

科学的故事（13）

气垫船

气垫船不靠水的浮力，而是靠一定压力的空气垫航行的现代船舶。其特点是航速快、噪音小、甲板面积大、水陆两栖。气垫船源于英国，是英国电子工程师科克雷尔发明的。

1950年，40岁的科克雷尔发现，海水的阻力降低了船的航行速度，于是便有了把船舶的外壳加一层空气的想法，开始气垫船的研究。他认真汲取总结前人的经验教训，系统地提出了气垫复论，科学地论证了在船底用压缩空气来抬高船体的可能性。他把两个空罐头盒套在一起，然后用改装过的真空吸尘器把空气输进两罐之间的环形空隙内，再用厨用磅称测量喷气压力。他发现这样产生的空气喷流压力比平常增加两倍。他利用这个原理制造了一条试验船，从船底一排排的喷气缝射出空气，形成气垫把船承托起来。1956年冬末，这条气垫船在白厅街的一座大楼的地板上进行表演时，在场的人们看到这个“现代飞毯”喷着烟雾在地板上起飞了，激动地跳了起来。

1959年6月，英国政府拨款制成了一条长米、宽米、重45吨的SRNI型气垫船，在赖特岛进行试航。7月25日，科克雷尔等3人乘这艘气垫船顺利地穿过了英吉利海峡，成为世界上第一艘实际载人航行的气垫船。它宣告：在船舶的世界中，又一种新型的船舶诞生了。

目前，气垫船主要有两种形式，全浮式和侧壁式。世界上现有的气垫客船，要数英国制的SRN4巨型气垫船为最大，围裙高8米，逐渐向下收窄，可抵受45米高的波浪。航速平均每小时100公里，可载客424名和55辆汽车。

目前世界上速度最快的气垫船是美国的侧壁式气垫船，每小时可达167公里。

气垫船是沼泽地区和冰封海面的理想运载工具。

科学的故事（14）

汽车

1599年，荷兰物理学家斯特宾发明了在两根桅杆上张帆的风力车。这种车以每小时24公里的速度沿荷兰的海岸奔驰。但是，没有风，车就无法开动。

1680年，著名科学家牛顿设想了喷气式汽车方案，利用喷管喷射蒸汽来推动汽车，但未能制成实物。

1769年，法国的邱纽制造了用煤气燃烧产生蒸汽驱动的三轮汽车，想用来代替马为拿破伦的军队拉炮车。但是，这种车的时速仅4公里，而且每15分钟就要停车向锅炉加煤，非常麻烦。后来车在一次行进中撞到砖墙上，碰得支离破碎。

不过，从此研究蒸汽车的人越来越多了。1829年，英国的詹姆斯发明了时速 25公里的蒸汽车，该车可以作为大轿车使用。这种汽车装有笨重的锅炉和很多媒，冒着黑烟，污染街道，并发出隆隆的噪声，而且事故频繁地出现。

1860年，法国工人鲁诺阿尔发明了内燃机，用大约1马力的煤气发动机来带动汽车，但效果不好。

不过，现在的汽车就是在这种内燃机的影响下产生的。从此，有很多人想改进内燃机，要把内燃机用在汽车上。1820年，德国工程师威廉海姆?戴姆勒开始进行内燃机的研究。他发明了用电火花为发动机点火的自动点火装置，然后，在这一发明的基础上制造出优秀的汽油发动机。这种发动机每分钟900转，结构简单紧凑，而且能产生很大的功率。1883年，戴姆勒完成了这种汽油发动机，第二年开始装配在二轮车、三轮车和四轮车上，制成了汽油发动机汽车。特别是1886年制造的汽油发动机四轮载货汽车，装有马力的发动机，时速达18公里。

1885年和1886年是汽车发明取得决定性突破的一年。当时和戴姆勒在同一工厂的本茨，也在研究汽车。他在1885年几乎与戴姆勒同时制成了汽油发动机，装在汽车上，以每小时12公里的速度行驶，获得成功。这一年，英国的巴特勒也发明了装有汽油发动机的汽车。此外，意大利的贝尔纳也发明了汽车，俄国的普奇洛夫和伏洛波夫两人发明了装有内燃机的汽车。

声称自己是发明汽车的人，世界上大约M00多人。然而，可以说戴姆勒和本茨的发明是最优秀的。因此，在汽车技术史上一般以此两人作为众多汽车发明人的代表，并且把1885年或1886年作为汽车诞生的年份。1890年，法国人勒内?庞阿尔和埃米尔?勒瓦索购买了戴姆勒的汽车专利，并进行改进，他们制成的新车，把双缸引擎放在前面的方形车罩下，形成车身的典型设计。这样可使车身重量分布均匀，改善转向轮子与道路的附着力。引擎通过摩擦离合器和滑动齿轮驱动车辆，后轮用链条驱动车辆。这种方式很长时间内为大多数厂家采用。

1898年，法国青年路易?雷诺在其父母的公司设计并制造雷诺汽车，这是世界上第一辆装有驾驶室的汽车。由于这种车的出现，使驾驶员不再受风雨之苦。而且，雷诺的汽车是以变速机直接变换最高档，并以传动轴代替链条的先驱。 1899年，雷诺与弟弟马塞尔创立了雷诺兄弟公司。雷诺又发明了滑动齿轮变速器，有3个前进档和1个倒车档。

1903年，美国工程师福特在底特律创立了福特汽车公司，以工业化为目标，不断地研究，计划制造物美价廉的大众汽车。1908年10月，使福特名垂青史的“T”型“经济车”面世，成为世界最早批量生产的大众化汽车。这种车简单实用，材料出众，用钒合金钢制造，轻巧结实，脚踏变速器操作十分方便。

福特“T”型车的生产方法与汽车本身一样不同凡响，它是按‘泰勒制”建立起来的世界上第一条装配流水线的产物。用标准零件成批、快速装配而成。1913年，采用活动输送带后，每辆底盘装配时间为小时，至此，手工逐辆制造汽车的时代结束。汽车的价格也因此比当时欧洲所产的汽车便宜了二分之一到三分之一。福特“T”型汽车一直生产到1927年，制造出汽车1500万辆以上。超过其他任何汽车的产量。

第一个决定大批量生产全钢县汽车的是法国的安德烈?雪铁龙。1934年的雪铁龙车是最早用整体车身和底盘结构的大众化汽车，也是最早成批量生产的前轮驱动汽车。雪铁龙首先认真地研究了这门新技术，即使用气焊将钢板接成无骨架式车身。而这种技术当时在美国的发展却长期处于踌躇不前的状况。雪铁龙看准了这种汽车制造新技术的优越性，果断引进并立即应用于大批量生产。用这种方法生产的车身，厢内宽敞舒适，如遇撞车事故，对乘员有较好的保护作用。另外，车身受到撞击之后，稍加矫整，即可修复，在此之前，小汽车采用的都还是木质骨架车身，外面铆接有很薄的金属蒙皮，故车身总是不甚坚固。

为了证明新型汽车的强度，安德烈?雪铁龙当众做了试验。他让人把无骨架全钢结构的小汽车推下悬崖，然后与众人一起下崖检查，这种新型小汽车经受住了考验，从此名声大振。

到了19世纪末20世纪初，欧洲和美国的汽车研究，你追我赶。不久，美国的研究又略胜一筹，并在此后的很长一段时间里处于领导地位。

科学的故事（15）

帆

最目的船是简易的独木舟，或者是用兽皮铺盖在木制构架上而制成的小船。它们用短阔桨或长桨推进。不过帆船有一个大优点，因为其庞大得贵的船体不用划桨也能获得动力。

没有人确切地知道第一批帆船出现在何处或何时。大概当有人在船上举起一大块布时，发现了风可把船内前推进。这可能发生在埃及的尼罗河上，那儿有一种强大的盛行风。

第一幅已知的帆船画可追溯到5000年前，它出自尼罗河流域。像伊朗和伊拉克这些有类似条件的地区，或许还能看到早期的帆船。在埃及的法老的代，大约公元前3000年以后，帆船十分寻常。有许分简易的旅行船和捕鱼船定期行驶在尼罗河上。它们有一串层的步形帆，在船尾还有一个用以掌舵的大艉桨。当时还开发了用木料制成的桅杆以及商草的装配索冥来调节船帆，使它迎着合适的风问。