科学家发明的故事

2023年12月29日发(作者：我的责任)

科学家发明的故事

1、牛顿——万有引力的发现

人们都知道从苹果落地中牛顿发现了万有引力定律的故事，其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。

在牛顿之前，人们已经知道有两种“力”：地面上的物体都受重力的作用，天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力究竟是性质不同的两种力?还是同一种力的不同表现?牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。

牛顿23岁时，鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染，通告学生休学回家避疫，学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思考。

那时，乡下的孩子们常常用投石器打几个转转，之后，把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过，而牛奶不洒出来。

这一现像激发了牛顿关于引力的想像：“什么力使投石器里面的石头，水桶里的牛奶不掉下来呢?”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，广寒的月球，直至庞大的地球，进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这对牛顿抓紧这些神奇的思想不放，一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球和地球距离，由于引用的资料数据不正确，计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转，每分钟的向心加速度应是16英尺，但据推算仅得13.9英尺。在失败的困境中，牛顿没有灰心，反而以更大的努力进行辛勤的研究。

1671年，新测量的地球半径值公布了。牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论，同时，还利用他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把地球看作质点时，重力加速度的计算问题。有了这两项改进，牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他认为，重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定律即牛顿三大定律用于行星运动，同样得出满意的正确结论。

牛顿整整经过了7个春秋寒暑，到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来，奠定了理论天文学、天体力学的基础。

万有引力定律的发现，宣告了天上地面的万物都遵循同一规律运动，彻底否定了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想，这是人类认识史上的一次飞跃。

2、瓦特——发明蒸汽机

瓦特1736～1819，英国著名的发明家，生于英国造船中心格拉斯哥附近的格林诺克小镇。他的父亲当过造船工人，祖父叔父都是机械工人，由于家庭的影响，瓦特从小就熟悉了许多机械原理和制作技术。

瓦特是一个智慧非凡的孩子，他勤奋好学，勇于探索，对发明创造最感兴趣。有一天父亲的朋友前来做客，正好看到小瓦特坐在炉子旁边发呆，手里拿着笔和纸，地上有许多画过的图。他好心地说：“小瓦特应该上学了，别光在家用玩耍来打发宝贵的时光了。”父亲莞尔一笑，说：“谢谢你，我的朋友。不过，你还是看看我的儿子在玩什么吧……”原来，小瓦特在设计各种各样的玩具，还画了许多图样，这年小瓦特才刚好 6

岁整，客人吃惊地说：“这孩子真了不起!”

又有一次，家里人全出去了，只留下瓦特一个看门。他呆呆地看着炉子上烧水的茶壶。水快烧开了，壶盖被蒸汽顶起来，一上一下地掀动着……他想：这蒸汽的力量好大啊。如果能制造一个更大的炉子，再用大锅炉烧开水，那产生的水蒸汽肯定会比这个大几十倍、几百倍。用它来做各种机械的动力，不是可以代替许多人力吗?这就是后来人们传说中的“瓦特发明蒸汽机”的故事。小瓦特是这样设想过，只不过真正试制蒸汽机，却是后来的事情。

小瓦特为搞发明创造，发愤学习科学知识。他 13 岁开始学习几何学;15岁读完了《物理学原理》;17 岁开始当学徒工。此后，他才真正投入了蒸汽机的研制和发明，一发而不可收。

1757 年瓦特到格拉斯哥大学当教学仪器修理工。那里既有完备的实验设施和各种仪器，又有许多著名学者和专家，这些都给瓦特提供了极其有利的条件。学校还专门为他创办了实验车间。1769 年，瓦特在大量试验的基础上，经过了无数次失败，终于制成了一台单动式蒸汽机，并且获得了第一台蒸汽机的专利权。

1782 年瓦特又研制成功一种新式双向蒸汽机，并且可以广泛地应用在各种机器上;1788 年，英国政府正式授予瓦特制造蒸汽机的专利证书;从 1775 年到1800 年，瓦特和波尔顿合办的苏霍工厂，就制造出 183 台蒸汽机，全用于纺织业、冶金业和采矿业，到了 19 世纪 30 年代，蒸汽机推向了全世界，从此人类社会进入了“蒸汽时代”。造福于人类的发明家——瓦特永远被后人敬仰。

3、莱特兄弟——飞机

1877年冬天,一场大雪降在美国的代顿地区,城郊的山冈上到处是白茫茫一片。一群孩子来到堆着厚厚白雪的山坡上,乘着自制的爬犁飞快地向下滑去。山坡上顿时响起阵阵笑声。

在他们旁边,有两个男孩静静地站着,眼睁睁地看着欢快的爬犁从上而下划过。大一点的男孩叹道:“嗨!要是我们也有一架爬犁该多好啊!”

另一个孩子撅着嘴说道:“谁叫我们爸爸总不在家呢!”他灵机一动,又接着说道:“哥哥,我们自己动手做吧!”被称做哥哥的男孩一听,顿时笑了起来,愉快地说道:

“对呀!我们自己也可以做。走,奥维尔,我们回去!”于是,两个孩子一蹦一跳地跑下山坡,向家里飞快地跑去。

这弟兄两个就是莱特兄弟,大的叫威尔伯,小的便是奥维尔。他们从小就喜欢摆弄一些玩意,经常在一起做各种各样的游戏。他们的爷爷是个制作车轮的工匠,屋里有各种各样的工具,弟兄两个把那里当作他们的乐园,经常跑去看爷爷干活。时间一长,他们就模仿着制作一些小玩具。因此,弟兄两个决定,这次要做架爬犁,拉到山坡上与同伴们比赛。当天晚上,弟兄俩就把这种想法告诉了妈妈。妈妈一听,非常高兴地说道:“好,咱们共同来做吧!”

于是,弟兄俩个跑到爷爷的工作房里,找到很多木条和工具,不加思索就起来。

“不行”妈妈阻止他们说,“干什么事情得有个计划,我们首先得画一个图样,然后才做!”

弟兄俩个明白了这个道理,就同妈妈一起设计图样。妈妈首先量了兄弟俩身体的尺寸,然后画出一个很矮的爬犁。“妈妈,别人家的爬犁很高,为啥你画的爬犁这么矮?这能行吗?”弟弟奥维尔不解他问。推荐添加世界华人成功学陈安之微信：caz25788 从此你人生便多了位免费教练。

“孩子,要想叫爬犁跑得快,就得制成矮矮的,这样可以减少风的阻力,速度也就会快多了。”妈妈温和地解释道。弟兄俩个这才明白,干任何事情都不应莽撞,应首先弄懂道理。

过了一天,莱特兄弟的矮爬犁做成了。弟兄俩把它推到小山冈上,刚放在山坡上,就跑来了一个男孩。

“快来看呀,莱特兄弟扛了一个怪物!”这个男孩大惊小怪地叫道。

不一会儿,孩子们都围了上来,指手划脚地议论着这个怪模怪样的东西。莱特兄弟不以为然,勇敢地说道:“谁和我们比赛!”

先前跑过来的男孩连忙叫道:“我来!我来与他们比赛!”说完,就把自己爬犁拉了过来。

比赛结果,当然是莱特兄弟获胜,孩子们再也不嘲弄这个爬犁,反而围起来左瞧右看,似乎想从中找到什么。

莱特兄弟非常高兴,带着胜利的喜悦回家去了。

圣诞节到了,爸爸也从外地回来。圣诞节早晨,爸爸把礼物送给了他们,兄弟俩急不可耐地打开一看,是一个不知名的玩具,样子好怪好怪的。

爸爸告诉他们,这是飞螺旋,能在空中高高地飞去。“鸟才能飞呢!它怎么也会飞!”威尔伯有点怀疑。

爸爸笑了一笑,当场做了表演。只见他先把上面的橡皮筋扭好,一松手,它就发出呜呜的声音,向空中高高地飞去。兄弟这才相信,除了鸟、蝴蝶之外,人工制造的东西,也可以飞上天。于是,弟兄俩便把它拆开了,想从中探索一下,它为何能飞上天去。

从这以后,在他们的幼小心灵里,就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。1896年,莱特兄弟在报纸看到一条消息:德国的李林塔尔因驾驶滑翔机失事身亡。这个消息对他们震动很大,弟兄俩决定研究空中飞行。

这时候,莱特兄弟开着一家自行车商店。他们一边干活挣钱,一边研究飞行的资料。三年后,他们掌握了大量有关航空方面的知识决定仿制一架滑翔机。

他们首先观察老鹰在空中飞行的动作,然后一张又一张地画下来,之后才着手设计滑翔机。1900年10月,莱特兄弟终于制成了他们第一架滑翔机,并把它带到离代顿很远的吉蒂霍克海边,这里十分偏僻,周围既没有树木也没有民房,而且这里风力很大,非常适宜放飞滑翔机。

兄弟俩用了一个星期的时间,把滑翔机装好,先把它系上绳索,像风筝那样放飞,结果成功了。然后由威尔伯坐上去进行试验,虽然飞了起来,但只有1米多高。

第二年,兄弟俩在上次制作的基础上,经过多次改进,又制成了一架滑翔机。这年秋天,他们又来到吉蒂霍克海边,一试验,飞行高度一下子达到180米之高。

弟兄俩非常高兴,但并不满足。他们想能否制造一种不用风力也能飞行的机器?

兄弟俩反复思考,把有关飞行的资料集中起来,反复研究,始终想不到用什么动力,把宠大的滑翔机和人运到空中。有一天,车行门前停了一辆汽车,司机向他们借一把工具用用。来修理一下汽车的发动机。弟兄俩灵机一动,能不能用汽车的发动机来推动飞行。

从这以后,弟兄俩围绕发动机动开了脑筋。他们首先测出滑翔机的最大运载能力是90公斤,于是,他们向工厂订制一个不超过90公斤的发动机。但当时最轻的发动机是190公斤,工厂无法制出这么轻的发动机。

后来,一名制造发动机的工程师知道了这件事情,答应帮助莱特兄弟。过了一段时间,这位工程师果然造出一部12马力、重量只有70公斤的汽油发动机。

弟兄俩非常高兴,很快便着手研究怎样利用发动机来推动滑翔机飞行。经过无数次的试验,他们终于把发动机安装在滑翔机上,不过是在滑翔机上安上螺旋桨,由发动机来推动螺旋桨旋转,带动滑翔机飞行。

1903年9月,莱特兄弟带着他们装有发动机的飞行再次来到吉蒂霍克海边试飞。虽然这次试飞失败了,但他们从中吸取了很多经验。过后不久,他们又连续试飞多次,不是因为螺旋桨的故障,就是发动机出了毛病,或是驾驶技术的问题。

莱特兄弟毫不气馁,仍然坚持试飞。就在这时,一位名叫兰莱的发明家,受美国政府的委托,制造了一架带有汽油发动机的飞机,在试飞中坠入大海。

莱特兄弟得知这个消息,便前去调查,并从兰莱的失败中吸取了教训,获得了很多经验,他们对飞机的每一部件作了严格的检查,制定了严格的操作规定,于1903年12月14日,又来到吉蒂霍克,进行试飞试验。

这天下午,兄弟俩先在地面上安置两根固定在木头上的铁轨,并有一定的斜度,好让飞机方便地滑行。接着,就把他们制造的飞机,放在铁轨上面。

最后是由谁先飞的问题,兄弟俩争执不下,只好用抛硬币的方法,由威尔伯先飞。

威尔伯上机后,伏卧在飞机正中,一会儿便发动飞机,发动机传出轰鸣的声音,螺旋桨也慢慢地转了起来。

飞机在斜坡上刚滑行3米,就挣脱了结在后面的铁丝,呼啸着升到空中。

“飞起来啦!”奥维尔兴奋地叫道。

话音未落,飞机突然减慢速度,很快掉落在地上。整个飞行时间不到4分钟。

奥维尔赶忙跑上前去。威伯尔已从堕落的飞机里跳了出来,兄弟俩赶紧观察飞机,飞机也未受损。

“是什么问题呢?”兄弟俩左思右想,逐一检查。发动机没毛病,螺旋桨转动很好,技术操作也完全正确。……“哥哥,我知道原因了!”奥维尔满面笑容地说道:“咱们是利用斜坡滑行的,距离只有3米飞机就起飞了。而这时螺旋桨的转动还没有达到高速,所以一会儿就栽了下来。”“对呀!”威尔伯点头称是,接着说道:“咱们不能利用斜坡滑行起飞,而要靠螺旋桨的力量飞上去。这样吧,把铁轨装在平整的地方再试验一下。”

他们连续工作了三天,把铁轨又重新安置在一片平坦的地面上。

1903年12月17日上午10点钟,天空低云密布,寒风刺骨。被兄弟俩邀来观看飞行的农民冻得直打寒颤,一再催促兄弟俩快点飞行。

这次由奥维尔试飞,只见他爬上飞机,伏卧在驾驶位上。一会儿,发动机开始轰鸣,螺旋桨也开始转动。

突然,飞机滑动起来,一下子升到3米多高,随即水平地向前飞去。

“飞起来啦!飞起来啦!”几个农民高兴地呼唤起来,并且随着威尔伯,在飞机后面追赶着。

飞机飞行了30米后,稳稳地着陆了。威尔伯冲上前去,激动地扑到刚从飞机里爬出来的弟弟身上,热泪盈眶地喊道:“我们成功了!我们成功了!”

45分钟后,威尔伯又飞了一次,飞行距离达到52米,又过了一段时间,奥维尔又一次飞行,这次飞行了59秒,距离达到255米。

这是人类历史上第一次驾驶飞机飞行成功,莱特兄弟把这个消息告诉报社,可报社不相信有这种事,拒不发布消息。莱特兄弟并不在乎。继续改进他们的飞机。不久,兄弟俩又制造出能乘坐两个人的飞机,并且,在空中飞了一个多小时。

消息传开后,人们奔走相告,美国政府非常重视,决定让莱特做一次试飞表演。

1908年9月10日这天,天气异常晴朗,飞机飞行的场地上围满了观看的人们。人家兴致勃勃,等待着莱特兄弟的飞行。

10点左右,弟弟奥维尔驾驶着他们的飞机,在一片欢呼声中,自由自在地飞向天空,两支长长的机翼从空中划过,恰似一只展翅飞翔的雄鹰。

人们再也抑制不住他们的激动心情,昂首天空,呼唤着莱特兄弟的名字,多少人的梦想终于变为现实。

飞机在76米的高度飞行了1小时14分,并且运载了一名勇敢的乘客。当它着陆之后,人们从四面八方围了起来。过后不久,莱特兄弟在政府的支持下,创办了一家飞行公司,同时开办了飞行学校,从这以后,飞机成了人们又一项先进的运输工具。

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