科學家發明發現的故事

2024年3月5日發(作者：青花瓷介紹)

科學家發明發現的故事

1 .牛頓——萬有引力的發現

人們都知道從蘋果落地中牛頓發現了萬有引力定律的故事，其實那不過是法國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學而編的故事。

在牛頓之前，人們已經知道有兩種“力”：地面上的物體都受重力的作用，天上的月球和地球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力究竟是性質不同的兩種力？還是同一種力的不同表現？牛頓在劍橋大學讀書時就考慮起這個問題了。

牛頓23歲時，鼠疫流行于倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染，通告學生休學回家避疫，學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。他仍沒有間斷學習和對引力問題的思考。

那時，鄉下的孩子們常常用投石器打幾個轉轉，之后，把石頭拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過，而牛奶不灑出來。

這一現像激發了牛頓關于引力的想像：“什么力使投石器里面的石頭，水桶里的牛奶不掉下來呢？”這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放，一頭扎進“引力”的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球和地球距離，由于引用的資料數據不正確，計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉，每分鐘的向心加速度應是16英尺，但據推算僅得13．9英尺。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，反而以更大的努力進行辛勤的研究。

1671年，新測量的地球半徑值公布了。牛頓利用這一數據重新檢驗了自己的理論，同時，還利用他自己發明的微積分處理了月一地關系中不能把地球看作質點時，重力加速度的計算問題。有了這兩項改進，牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。這使他認為，重力和引力具有相同的本質。他又把基于地面物體運動的三條定律（即牛頓三大定律）用于行星運動，同樣得出滿意的正確結論。

牛頓整整經過了7個春秋寒暑，到他30歲時終于把舉世聞名的“萬有引力定律”全面證明出來，奠定了理論天文學、天體力學的基礎。

萬有引力定律的發現，宣告了天上地面的萬物都遵循同一規律運動，徹底否定了亞里士多德以來宗教勢力宣揚的天上地下不同的思想，這是人類認識史上的一次飛躍。

2、瓦特——發明蒸汽機

瓦特（1736～1819），英國著名的發明家，生于英國造船中心格拉斯哥附近的格林諾克小鎮。他的父親當過造船工人，祖父叔父都是機械工人，由于家庭的影響，瓦特從小就熟悉了許多機械原理和制作技術。

瓦特是一個智慧非凡的孩子，他勤奮好學，勇于探索，對發明創造最感興趣。有一天父親的朋友前來做客，正好看到小瓦特坐在爐子旁邊發呆，手里拿著筆和紙，地上有許多畫過的圖。他好心地說：“小瓦特應該上學了，別光在家用玩耍來打發寶貴的時光了。”父親莞爾一笑，說：“謝謝你，我的朋友。不過，你還是看看我的兒子在玩什么吧……”原來，小瓦特在設計各種各樣的玩具，還畫了許多圖樣，這年小瓦特才剛好 6 歲整，客人吃驚地說：“這孩子真了不起！”

又有一次，家里人全出去了，只留下瓦特一個看門。他呆呆地看著爐子上燒水的茶壺。水快燒開了，壺蓋被蒸汽頂起來，一上一下地掀動著……他想：這蒸汽的力量好大啊。如果能制造一個更大的爐子，再用大鍋爐燒開水，那產生的水蒸汽肯定會比這個大幾十倍、幾百倍。用它來做各種機械的動力，不是可以代替許多人力嗎？這就是后來人們傳說中的“瓦特發明蒸汽機”的故事。小瓦特是這樣設想過，只不過真正試制蒸汽機，卻是后來的事情。

小瓦特為搞發明創造，發憤學習科學知識。他 13 歲開始學習幾何學；15歲讀完了《物理學原理》；17 歲開始當學徒工。此后，他才真正投入了蒸汽機的研制和發明，一發而不可收。

1757 年瓦特到格拉斯哥大學當教學儀器修理工。那里既有完備的實驗設施和各種儀器，又有許多著名學者和專家，這些都給瓦特提供了極其有利的條件。學校還專門為他創辦了實驗車間。1769 年，瓦特在大量試驗的基礎上，經過了無數次失敗，終于制成了一臺單動式蒸汽機，并且獲得了第一臺蒸汽機的專利權。1782 年瓦特又研制成功一種新式雙向蒸汽機，并且可以廣泛地應用在各種機器上；1788 年，英國政府正式授予瓦特制造蒸汽機的專利證書；從 1775 年到 1800 年，瓦特和波爾頓合辦的蘇霍工廠，就制造出 183 臺蒸汽機，全

用于紡織業、冶金業和采礦業，到了 19 世紀 30 年代，蒸汽機推向了全世界，從此人類社會進入了“蒸汽時代”。造福于人類的發明家——瓦特永遠被后人敬仰。

3、富爾頓——輪船的首創者

富爾頓（1765～1815），美國著名工程師。1807 年，他利用英國機器制成了世界上第一個蒸汽機輪船“克萊蒙脫號”，是世界上輪船的首創者。他為世界人類航海事業的發展作出了卓越的貢獻。

富爾頓出生于美國一個貧苦的農民家庭，從小讀書很少，父母沒有錢供他去學堂學習，他后來取得的成就，全憑個人的奮斗。小富爾頓從小就愛幻想，譬如，當他幫助大人干完農活之后，常常一個人坐在農家閣樓上，在帶有木格條的小窗戶中，向田野望去，看蔚藍色的天空，苦思冥想，一坐幾個鐘頭。

有一天，天氣晴朗，河水清澈。小富爾頓和鄰居大叔一起駕著小船到河的上游去找活干。他們開始悠閑地撐著篙，逆流而上。小富爾頓到離開自己村莊的外地去，心情格外高興，情不自禁地唱著美國鄉村的民謠。河水的“嘩嘩”聲和小富爾頓的悠揚、婉轉的歌聲交織在一起，令人心醉。早晨的太陽愈升愈高了，陽光灑在水波中，像碎銀灑在綠色的緞帶上。突然，水流湍急，小船在河中打轉，富爾頓和鄰居大叔拼命地撐篙，汗水濕透了他們的衣服，但船僅能艱難地移動。小富爾頓心里想：撐篙太費力了，假如有一種東西能讓船自動行走，該多么

好啊！他想象的翅膀在河中飛翔，他好像看見在河中出現了一只自動行駛的船。他的神思又回到現實中來，對鄰居大叔說：“大叔，撐篙又費勁，又緩慢，如果有一種東西能讓船自動行走，該多么好啊！”

鄰居大叔正用力撐著篙，聽了小富爾頓的話，情不自禁地笑了。他用手背擦擦自己臉上的汗水，笑著說：“假如有一種東西能讓船自動行走，那這樣東西是什么呢？”

“是啊，這東西是什么呢？”小富爾頓的臉剎那間紅了起來，他用勁地撐了一下篙，低下了頭，又陷入了沉思。

自此以后，“怎樣使船自動行走？”就成了小富爾頓苦思冥想的中心問題。致使他長大以后，努力奮斗，終于成為制造人類第一只蒸汽機輪船—— “克萊蒙脫號”的著名科學家。

4、貝爾——電話發明家

貝爾（1847～1922），美籍英國電話發明家。22 歲時，任美國波士頓大學的語音學教授。

貝爾少年時代天資平平。上小學時，學習成績在班里倒數一二名。他不但學習不好，而且淘氣、貪玩。書包里常常裝著老鼠、麻雀這類小動物。有一次，老師還在臺上講課，貝爾書包里的老鼠鉆了出來，在教室里亂竄亂叫

引得同學們哄堂大笑，亂成一團，老師狠狠地訓斥了他。

后來，父親把貝爾送到倫敦祖父那里，由嚴厲的祖父直接管教。祖父是位嚴格而又倔強的老頭。但他知識淵博，教育耐心。很快，小貝爾喜歡起他的祖父，對學習有了興趣，道理明白了不少。

他變了，不僅學習成績好，有發明創造的熱情，而且品德優良，經常助人為樂。有一次，他看到一位孤獨老人用笨重的水磨在磨面，小貝爾很同情他，約了一群少年伙伴來幫忙。后來，小伙伴們嫌推磨太苦，紛紛不，只有小貝爾一人堅持下來。

回到家里，小貝爾想，怎樣才能使水磨省勁呢？為了設計新水磨，他翻閱了大量資料，設計圖畫了一張又一張。經過 1 個月的反復琢磨，草圖終于設計出來了。幾個工匠看了很稱贊。在工匠師傅的努力下，省力的水磨制成

了，鄉親們十分感激他，小貝爾也成了大家心目中的英雄。

小貝爾年少時，愛好演講。他父親是一位演講家，貝爾少年時代，就組織“少年技術協會”，每周演講一次。他很有演講才能，22 歲被美國波士頓大學聘請，當了語音學教授。父子二人成為美國饒有名氣的演講家。

1875 年 6 月 2 日，28 歲的貝爾經歷千萬次的失敗，終于制成了有線電話。這一天，他和華特生正在進行新的實驗。貝爾把一些部件放入硫酸里，不小心，硫酸滴到了他的腿上，他十分疼痛，無意地連聲呼救：“華特生，快來，我需要你！”聲音通過電線傳到了華特生的耳朵里。就這樣，人類第一部有線電話制造成功了。