发明的故事

科学家的发明故事

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。

PCR 发明人的故事，小混混得了个诺贝尔奖

看看PCR方法建立者的故事，这样的人，估计在我们国家什么

也干不成。 (网上转来的，不知道原创是谁，真实性多少也无法考据，

估计大部分内容来自穆里斯自传，不过故事还比较精彩，让我想起毛

姆的“月亮与六便士”) 末代沙皇尼古拉二世、1918年的流行性感冒病毒、电影《侏罗

纪公园》，以及辛普森杀妻案，这四件事情到底有什么相关？答案是

没有。只不过近十几年来生物技术的一项新发明，把它们给连在一块

了。这项技术就是“聚合酶链反应”（polymerase chain reaction，PCR）。 PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。因此，无论是

化石中的古生物、历史人物的残骸，还是几十年前凶杀案中凶手所遗

留的毛发、皮肤或血液，只要能分离出一丁点的DNA，就能用PCR

加以放大，进行比对。这也是“微量证据”的威力之所在。 PCR的原理及做法其实不难，它利用DNA双链复制的原理，将

一条DNA序列不断加以复制，使其数量以几何级数方式增加，就可

用来做定性的分析及各式各样的应用。DNA双螺旋结构于1953年发

现，自此确立了它就是细胞里携带遗传信息的分子。第一个细胞内用

来复制DNA所需的聚合酶（polymerase，即PCR之P），也早在1956

年分离成功。几十年来，在试管内复制DNA已是许多实验室的例行

工作，但就是没有人想到以PCR方法大量复制DNA，就算想到也不

认为可行，直到1983年。 DNA在复制时，其中两条以氢键结合的互补链必须先行分开，才能各自作为复制的模板；而打开双螺旋的最简单方法就是加热。在

高温下，双股DNA链会分离成单股，等温度降低后，互补的两条DNA

链又可以恢复成双股。虽然DNA分子能耐高温，但进行DNA复制所

需的聚合酶是蛋白质，在高温下会失去活性。这也是之前的研究人员

不认为这种方法可行的原因之一。再有，要在千万条DNA当中，以

一小段已知序列制成的引物，“钓”出所需的片段，进行复制，也跟大

科学家发明的故事（一）

爱迪生的故事

爱迪生世界闻名的发明家。他小时候因为家里穷，只上了3个月学，十一二岁就开始卖报。他热爱科学，常常把钱节省下来，买科学书报和化学药品。他做实验的器具，从垃圾堆里拣来的一些瓶瓶罐罐。

爱迪生12岁的时候，在火车上卖报。火车上有一节给乘客吸烟的专用车厢，车长同意他在那里占用一个角落。他把化学药品和瓶瓶罐罐都搬到那里，卖完了报，就做各种趣味的实验。

有一次，火车开动的时候猛地一震，把一瓶白磷震倒了。磷一遇到空气立刻燃烧起来。许多人赶来，和爱迪生一齐把火扑灭了。车长气极了，把爱迪生做实验的东西全扔了出去，还狠狠打了他一个耳光，把他的一只耳朵打聋了。爱迪生钻研科学的决心没有动摇。他省吃俭用，重新做起化学实验来。有一次，硫酸烧毁了他的衣服;还有一次，硝酸差一点儿弄瞎了他的眼晴。他没有被危险吓倒，还顽强地做实验。

爱迪生试制电灯，为了找到一种价钱便宜、使用时间长的灯丝，不知做了多少次实验。他常常在实验室里一连工作几十个小时，实在太累了，就躺在实验台上睡一会儿。他这样不懈地努力，终於找到了适宜的灯丝，发明了电灯。之后，爱迪生又发明了电影、留声机。。。。。。他一生中发明的东西有1000多种。

科学家发明的故事（二）

想推动地球的人

阿基米德于公元前287年生于西西里岛。他善于对生活中各种现象进行缌观察和思考，这使他在物理学领域有了许多卓越的贡献。

中学物理课学的“浮力定律”，阿基米德在一次洗澡中发现的。当时，阿基米德跳进洗澡的木盆时，水溢了出来，阿基米德从木桶中出来，浴桶中的水就降了下去。他反反复复地进进出出，从而得出结论物体沉入水中，排开的体积等于物体自身的体积。同时他又发现了这样一个问题，为什么身子在水中轻飘飘的，身体的重量怎样又丢了呢？

他又开始做实验，这回他用一个大桶、一个小桶和一个带支点的杠杆，还有几块砖进行实验。他发现砖块增加多少，水就会相应地溢出多少，而拴着砖头的杠杆也会随之下降或倾斜。就这样，阿基米德发现了“浮力定律”。

复印机

起初，爱迪生发明的石蜡纸，只是普遍运用于食品，糖果的包装材料上，后来他尝试在蜡纸上刻出文字轮廓，形成一张石蜡刻字纸版，在纸版下垫上白纸，再用墨水的滚轮从刻字的石蜡纸上滚一滚，奇妙的事发生了，白纸上出现清楚的字迹。之后又经过多次的改良试验，1976年，爱迪生开始量产他发明的复印机，一下子，机关，学校，事业单位，团体都采用这种蜡纸油印机。由于爱迪生复印机大受欢迎，风行全球，使得爱迪生深切体验到，应该发明人们普遍而且深切需要的东西。

同步发报机

早期的电报机，一次只能传递一个讯息，而且不能同时交换信号，由于爱迪生本身是电报技师，便著手改良传统发报机，制造出二重发报机，1974年又研发出四重发报机，也就是同步发报机。在无线电还没有发展的当时，同步发报机是一项重大的突破。

改良电话机

我们都知道，现代电话是由贝尔所发明的，事实上，电话能够清晰的接收与发话，要归功于爱迪生一次又一次的试验，突破传统的窠臼，制造出碳粉送话器，一举提高了电话的灵敏度，音量，接收距离，否则，我们现在打电话时还是会常常：喂!喂!听不到啊，听不清楚啦。

留声机诞生

1877年12月的一个夜里，梦罗园实验室的工作人员微微颤抖著，不是因为寒冷，而是因为他们听到了，人类有史以来第一次的录音：「玛琍有只小绵羊，毛色白皙像雪样，不论玛琍到哪里，小羊总在她身旁……这项伟大的发明，不用小罐子老师多作介绍，大家都可以了解，它的应用面有多广。法国政府，还因此授与爱迪生爵士的头衔呢!后来，爱迪生又多次改良留声机，直到将滚筒式改成胶木唱盘式为止，这中间可不是一，二年而已，而是历经几十年的不断改进喔!

光明的使者

19世纪初，人们开始使用煤气灯(瓦斯灯)，但是煤气靠管道供给，一但漏气或堵塞，非常容易出事，人们对于照明的改革，十分殷切。事实上，爱迪生为自己订定了一个不可能的任务：除了改良照明之外，还要创造一套供电的系统。

于是他和梦罗园的伙伴们，不眠不休的做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验，才制造出第一个炭丝灯泡，可以一次燃烧45个钟头。后来他更在这基础上不断改良制造的方法，终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡。