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一、水蒸气的启示

瓦特住在格林诺克的小镇上，有一次，瓦特对着灶上坐着一壶开水发起了呆。开水在沸腾，壶盖“啪”地作响，不停地往上跳动。家家户户都是生火烧水做饭，对这种司空见惯的事，有谁留心过呢?瓦特就留了心。瓦特观察好半天，感到很奇怪，猜不透这是什么缘故，就问祖母：“壶盖为什么跳动呢?”

祖母回答说：“水开了，壶盖就跳动了。”瓦特没有满足，又追问：“为什么水开了壶盖就跳动?是什么东西在推动它吗？”可能是祖母太忙了，没有工夫回答他，便不耐烦地说：“不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢？”

瓦特虽然在他祖母那里没有找到答案，但他没有气馁。连续几天，每当做饭时，他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初 ，壶盖很安稳，隔了一会儿，水要开了，发出“哗哗”的响声。

蓦地，壶里的水蒸气冒出来，推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒，壶盖也不停地跳动着，好像里边藏着个魔术师，在变戏似的。瓦特高兴了，几乎叫出声来，他把壶盖揭开盖上，盖上又揭开，反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸气喷出的地方。

瓦特终于弄清楚了，是水蒸气推动壶盖跳动，这水蒸气的力量还真不小呢。他又想，壶里的蒸汽能推动一个壶盖，要是用很大的锅烧水，产生更多的蒸汽，不是可以推动更重的东西吗？

后来，瓦特长大了，不过他可一直没有忘记小时候琢磨过的那个问题。后来，他经过多次试验，又学习了别人的经验，终于发明了蒸汽机。是的，你没有猜错，他就是英国的著名科学家詹姆斯·瓦特。

二、在暴风中研究和计算风力

时间对人是一视同仁的，给人以同等的量，但人对时间的利用不同，而所得的知识也大不一样。牛顿十六岁时数学知识还很肤浅，对高深的数学知识甚至能够说是不懂。“知识在于积累，聪明来自学习”。

牛顿下决心靠自己的努力攀上数学的高峰。在基础差的不利条件下，牛顿能正确认识自己，知难而进。他从基础知识、基本公式重新学起，扎扎实实、步步推进。他研究完了欧几里德几何学后，又研究笛卡儿几何学，比较之下觉得欧几里德几何学肤浅，便悉心钻研笛氏几何学，直到掌握要领、融会贯通。遂之发明了代数二项式定理。

传说中牛顿“大暴风中算风力”的佳话，可为牛顿身体力学的佐证。有一天，天刮着大风暴。风撒野地呼号着，尘土飞扬，迷迷漫漫，使人难以睁眼。牛顿认为这是个准确地研究和计算风力的好机会。

于是，便拿着用具，独自在暴风中来回奔走。他踉踉跄跄、吃力地测量着。几次沙尘迷了眼睛，几次风吹走了算纸，几次风使他不得不暂停工作，但都没有动摇他求知的欲望。他一遍又一遍，最后求得了正确的数据。

他快乐极了，急忙跑回家去，继续进行研究。有志者事竟成。经过勤奋学习，牛顿为自己的科学高塔打下了深厚的基础。不久，牛顿的数学高塔就建成了，二十二岁时发明了微分学，二十三岁时发明了积分学，为人类科学事业。

三、爱迪生发明电灯

英国的科学家戴维和法拉第发明了一种叫电弧灯的电灯。这种电灯用炭棒作灯丝。它虽然能发出亮光，但是光线刺眼，耗电量大，寿命也不长,很不实用。因此，爱迪生就暗下决心:“电弧灯不实用，我一定要发明一种灯光柔和的电灯，让千家万户都用得上。”

他的实验开始着手于灯丝的材料：用传统的炭条作灯丝，一通电灯丝就断了。用钌、铬等金属作灯丝，通电后，亮了片刻就被烧断。用白金丝作灯丝，效果也不理想。就这样，爱迪生试验了1600多种材料。一次次的试验，一次次的失败，很多专家都认为电灯的前途黯淡。

英国一些著名专家甚至讥讽爱迪生的研究是“毫无意义的”。一些记者也报道：“爱迪生的理想已成泡影。”爱迪生面对失败，面对所有人的冷嘲热讽，爱迪生没有退却。他明白，失败乃成功之母，每一次的失败，意味着又向成功走近了一步。

1879年10月，在一次偶然的机会下，爱迪生的老朋友麦肯基来看望他。爱迪生望着麦肯基说话时一晃一晃的长胡须，突然眼睛一亮，说：“胡子，先生，我要用您的胡子。”麦肯基剪下一绺交给爱迪生。爱迪生满怀信心地挑选了几根粗胡子，进行炭化处理，然后装在灯泡里。

可令人遗憾的是，试验结果也不理想。“那就用我的头发试试看，没准还行。”麦肯基说。这句话深深的触动了爱迪生，但他明白，头发与胡须性质一样，于是没有纳老人的意见。爱迪生走身，准备为这位慈祥的老人送行。

他下意思地帮老人拉平身上穿的棉线外套。突然，他又喊道：“棉线，为什么不试棉线呢?”麦肯基毫不犹豫地解开外套，撕下一片棉线织成的布，递给爱迪生。爱迪生把棉线放在在U形密闭坩埚里，用高温处理。爱迪生用镊子夹住炭化棉线。准备将它装在灯泡内。

可由于炭化棉线又细又脆，加上爱迪生过于紧张，拿镊子的手微微颤抖，因此棉线被夹断了。最后，费了九牛二虎之力，爱迪生才把一根炭化棉线装进了灯泡。此时，夜幕正在降临，爱迪生的助手把灯泡里的空气抽走，并将灯泡安在灯座上，一切工作就绪，大家静静地等待着结果。接通电源，灯泡发出金**的光辉，把整个实验室照得通亮。

13个月的艰苦奋斗，试用了6000多种材料，试验了7000多次，终于有了突破性的进展。但是，这灯究竟会亮多久呢?1小时，2小时，3小时6767时间一分一秒的过去，这盏电灯足足亮了45小时，灯丝才被烧断。

这是人类第一盏有实用价值的电灯。后来1879年10月21这一天被人们定为电灯发明日，标志着可使用电灯的诞生。虽然这样，爱迪生并没有满足，他没有陶醉于成功的喜悦之中，而是给自己提出更高的要求――“45小时，还是太短了，必须把它的寿命延长到几百小时，甚至几千小时”。

有一天，天气闷热，他顺手取来桌面上的竹扇面，一边扇着，一边考虑着问题。“也许千篇竹丝炭化后效果更好。”爱迪生简直是见到什么东西都想试一试。试验结果表明，用竹丝作灯丝效果很好，灯丝耐用，灯泡可亮1200小时。经过进一步试验，爱迪生发现用炭化后的日本竹丝作灯丝效果最好。于是，他开始大批量生产电灯。他把生产的第一批灯泡安装在“佳内特号”考察船上，以便考察人员有更多的工作时间。此后，电灯开始进行寻常百姓家。

四、爱因斯坦

众所周知，爱因斯坦是“相对论”的鼻祖，但大家也许并不知道，这位伟大的理论科学家还曾经发明过一款独特的“绿色环保”冰箱。

在爱因斯坦提出这一发明将近80年后的今天，几位德国物理学家正在基于他的设计研发用酒精作为动力的冰箱。这款冰箱具有可行性，这也说明爱因斯坦不仅擅长理论研究而且还是一个追求实用主义的发明家。

柏林马克斯波兰克大学的校长约根-雷恩说：“爱因斯坦出生于一个商人家庭，他从小就知道要赚钱养家，因为家里人都希望他能够接管家族生意。”爱因斯坦是在1905年提出相对论的，当时他正在瑞士一家专利公司工作。但直到1926年，他那时已经开始在柏林居住，而且还获得了诺贝尔大奖，这时他开始产生了发明“绿色”冰箱的想法。

据称，爱因斯坦是在从报纸上读到了一篇有关一个普通的柏林家庭因为冰箱发动机外泄二氧化硫而被毒死的报道之后下决心研发出一款无毒冰箱的。他与另一位物理学家莱奥-斯莱德一起利用无害的酒精为原料设计出了这款环保冰箱。

虽然爱因斯坦还为自己的发明申请了一项技术专利，但高技术的日新月异意味着他的发明永远都不会被投产，而且此后惟一一台基于酒精的原型冰箱也没有保留下来。所幸的是，现在上述德国科学家们并不想让爱因斯坦的发明彻底成为历史，他们说，至少制造这样一台冰箱也是对这位伟人的最好纪念。

五、史蒂芬孙

在火车出现之前，人们在陆地上的运输和旅行，主要是靠人和其他动物进行的。但是不论是人还是其他动物，都有同样的缺点：速度缓慢，易受天气变化影响，需要中途休息和补充食物。那么，能不能制造一种机器来代替人和其他动物进行运输和旅行呢？被誉为“火车之父”的英国蒸汽机车发明家史蒂芬孙把这个设想变成了现实。

勤奋造就伟大的发明家1781年6月9日，史蒂芬孙出生于英国一个贫苦的矿工家庭。他的父亲是煤矿里一个看管蒸汽机的司炉工，母亲是一个普通的家庭妇女。全家8口人，主要靠父亲微薄的收入来维持生活，日子过得十分艰难。史蒂芬孙上不起学，8岁那年，他就去给人家放牛了。

除了替人家放牛之外，史蒂芬孙还有一项工作就是给在煤矿工作的父亲送饭。每次来到父亲工作的锅炉房，他都会被那些不停转动着的机器迷住，他总是出神地看着锅炉中熊熊燃烧的烈火，忘情地听着机器隆隆转动的声音。

他很想弄明白：它们为什么可以自动转起来，而且力量会这么大？他想，自己长大以后，要是也能像父亲那样当一个司炉工，操纵巨大的蒸汽机干活，那该多好！放牛的时候，他就常用泥巴来做自己想像中的蒸汽机，锅炉、汽缸、飞轮等各种各样的部件都有。

14岁那年，史蒂芬孙真的当上了一名见习司炉工，负责给蒸汽机添煤、加油和擦拭机器零件。看着机器在自己的操作下飞快地转动，他高兴极了。但是时间久了，他觉得只是看着机器转动不过瘾。他开始在心里琢磨起来：这机器是怎么转动起来的？它的内部结构是什么样的。

有一天，别人都下班回家了，史蒂芬孙一个人偷偷地把蒸汽机拆开了，他把所有的零件都仔细观察了一遍。但拆散容易装配难，他忙乎了好半天，才勉强把蒸汽机重新安装好。回家的路上，他老是提心吊胆，担心蒸汽机第二天转动不了。

谁知道第二天一发动，那台蒸汽机比平时转得还要好。这次成功拆装之后，他的胆子也大多了，以后就经常这样拆了又装，装了又拆，把那台蒸汽机的各个零件都摸了个透。兴趣是最好的老师。史蒂芬孙多么渴望自己也能造出一台机器。

他模仿着拆装过的那台蒸汽机，试着画了一张草图送给煤矿的工程师看。工程师看后，高兴地拍着他的肩膀说：“好啊，有志气的孩子，希望你多读书，多掌握科学知识，将来发明一台比蒸汽机更好的机器！”可是，史蒂芬孙从小没有进过学校门，怎么读得懂高深的理论书籍呢？

17岁的小学生没有文化知识，就很难搞出发明创造。于是，17岁的史蒂芬孙第一次走进了学校，他要从小学一年级开始读起。史蒂芬孙每天晚上都和七八岁的儿童坐在一起上课。他像羊群里的骆驼，鸡群里的仙鹤那么突出。

“嘻嘻，傻大个！”“嘿嘿，笨蛋！”教室外面常常会传来这样的讥笑声。小学里的许多学生都讥笑这位“大学生”并没有在念大学，却是在念小学。

然而，史蒂芬孙不怕羞，不怕讥笑，他毫不介意，只顾埋头苦读。史蒂芬孙白天要到矿上上班，为了多挣些钱养家糊口，休息时间他还要替人家修理钟表、擦皮鞋，每天累得筋疲力尽。可是到了晚上，史蒂芬孙总是第一个进教室，专心听讲，埋头学习。放学以后，别人都睡了，他还在昏暗的灯光下复习功课、做作业。由于他勤奋好学，刻苦用功，很快就掌握了许多科学知识。

1803年，史蒂芬孙被提升为煤矿的机械修理工。1810年的一天，矿上的一台运煤车突然出了故障，许多机械师都找不出毛病在什么地方。史蒂芬孙看了一会儿，就对总工程师说：“让我试试吧。”那些机械师都不相信他，认为一个“毛头小子”怎能把机器修好呢，但史蒂芬孙很快就把运煤车修好了。煤矿经理知道这件事后，马上把史蒂芬孙提升为机械师。

史蒂芬孙在煤矿工作时，每天看到运煤工人总是用力地把煤从矿井里一点点地背出来，工作非常辛苦，就萌发了一个伟大的念头：他要制造一辆既可以运很多煤又跑得很快的蒸汽机车。于是他就埋头设计起这样的机车来。

1814年，史蒂芬孙造出了一台名叫“半统靴号”的火车头。当他驾驶这个火车头，在煤矿进行试车表演时，很多人都嘲笑这辆只能拖30吨货物，每小时只能走六七公里，样子像笨鸭子一样丑，走起路来像地震一样响的破车。

还有一些不怀好意的人竟然到处造谣，说：火车的声音很响，这会使牛受惊，不敢吃草，从而牛奶就没有了；鸡鸭受惊，从而蛋就没有了；而且火车的烟筒里会放出毒气，将杀绝飞鸟；火星四溅，将酿成火灾；倘若锅炉爆炸，后果更是不堪设想，乘客将遭断手折骨之痛。

一些原来赞成火车试验的官员，听到这些谣言也开始极力反对，并且非常肯定地说用蒸汽机车做交通工具是根本不可能的。面对技术上的困难和这些谣言带来的压力，史蒂芬孙并没有像另外一些也在发明火车的人那样灰心丧气，止步不前。他始终相信自己发明的火车会给人类带来巨大的帮助，因此鼓足勇气，总结经验，决心继续研究和改进火车。

1825年9月27日，天还没有大亮，居住在英国斯多林克顿的许多男女老少就纷纷起床了。他们有的步行，有的骑马，向同一个地方赶去。他们去干什么呢？原来，史蒂芬孙要在那里举行一次试车表演。正当机车缓缓启动时，一个青年骑马疾驰而来，他大声叫喊着要与史蒂芬孙的火车比试比试。于是，火车和马开始了一场惊心动魄的比赛。

一开始，只见火车缓慢行驶，而马则狂奔不已。一会儿后，火车的安全阀升起来了，鼓风机嘶鸣着，腾起团团烟雾，车速逐渐加快，很快火车与马并驾齐驱了。再过一会儿，火车毫无倦意，一往直前，马却渐渐累了。越往后，马就越显得力不从心，被火车甩得越来越远。

这条飞奔的钢铁长龙，可载重90吨，乘客400人，最高时速24公里。这就是世界上的第一列火车——“旅行号”。