第十二章發明趣事（下）’
波義耳由一束紫羅蘭引起的發明
在17世紀以前，人們隻把化學作為尋找點金石和製造藥品的一種方法。直至1627年，英國誕生了一位名垂青史的科學家——羅伯特·波義耳，正是他奠定了近代化學研究的基礎，使化學逐漸成為一個獨立的學科。
1627年1月25日，波義耳出生在愛爾蘭的一個貴族家庭裏。父親特別喜愛波義耳，專門為他請來了最好的家庭教師。在他8歲的時候，父親又把他送到伊頓公學學習。
意大利著名的科學家伽利略是波義耳心中最欽佩的人。1641年，他專程來到意大利想去見識一下這位科學家巨擘，可惜伽利略不久就去世了。伽利略的新科學理論對他產生了深刻的影響，他決心像伽利略那樣不迷信權威，勇於開創科學實驗。
1645年，實驗室開始進行物理學、化學和農業化學等的研究工作。幾個問題同時研究是波義耳一貫的做法。通常他對助手講明一天的工作，就回到工作室向秘書口授哲學論文。
一天清晨，波義耳剛走進書房，一陣花香撲麵而來，使人心曠神怡。一盆美麗的紫羅蘭擺放在屋子的角落裏，波義耳忍不住摘下一朵，然後不時地嗅著這沁人心脾的花香來到實驗室。
實驗室裏，他的助手正在準備當天實驗用的鹽酸，忽然，一個助手一不小心把鹽酸濺到了桌子上，實驗室裏頓時彌漫著刺鼻的氣體。
波義耳見狀忙放下手中的紫羅蘭，過去幫忙，當他轉過身時，發現紫羅蘭也濺上了鹽酸。
“真可惜，美麗的花朵也沾上鹽酸了。”波義耳隨手將花插在一旁。波義耳隨即去了別的實驗室，布置完工作後，他回到了實驗室，看到桌子上的花束時，他頓時驚呆了：原先深紫色的紫羅蘭，現在變成了紅色！
“奇怪！怎麼眨眼間這紫羅蘭就變色了？莫非是鹽酸的緣故？”想到這，波義耳對助手說：“快去把書房那盆紫羅蘭端來。”
急於尋找答案的波義耳，立刻取出一隻燒杯，倒了一些鹽酸，不一會兒，助手把花端過來了，波義耳摘下一朵紫羅蘭浸入鹽酸中。果然，花瓣漸漸由深紫色變為淡紅，最後變成紅色。
“太妙了!”助手興奮地說。波義耳反複試了好多次，又用其他花、苔鮮等來做實驗，結果發現石蕊苔蘚效果最好。
為了使用方便，波義耳就開動腦筋，用石蕊苔蘚泡成浸液，然後把紙浸透，然後烘幹紙片。這種紙片用起來方便，用它進行溶液的酸堿鑒定非常準確，這就是我們今天仍然在用的PH試紙。
波義耳在化學方麵作出了突出貢獻，這是有目共睹的事實，因此他被公認為近現代化學的奠基人、英國著名物理學家、化學家。
牛頓由蘋果落地推出萬有引力定律
牛頓從小對茫茫宇宙就非常感興趣，他在研究天體運動時，一直都在苦苦思索著，要找到使太陽係所有行星都圍繞太陽旋轉的神秘力量。有一天，一件突然發生的小事，促使牛頓找到了問題的答案。
那是1666年秋季的一天，天氣格外晴朗。牛頓和往常一樣，早早地就來到沃斯索斯普村莊園的小花園裏，一邊曬著暖和的太陽，一邊思索著天體運動法則的問題。
他身後是一棵很大的蘋果樹，上麵結滿了紅彤彤的大蘋果，微風一吹，一陣陣沁人心脾的蘋果香撲麵而過，十分誘人。忽然，一個大蘋果掉了下來，不偏不倚，恰好砸在牛頓的頭上。
牛頓撓了撓腦袋，拿起掉在地上的蘋果，像是想起來什麼似的，愣愣地注視著手裏的這個“天外來客”，若有所悟，並自言自語道：“為什麼蘋果不往天上掉，不向前後左右掉，而偏偏落在樹的正下方呢？”
“這究竟是什麼原因？”牛頓看著蘋果，不斷地思考著這個問題。思緒越來越遠，飛到了月亮，飛到了茫茫的宇宙……他手中的蘋果，也已經變成了月球，變成了行星，變成了茫茫太空中的一個個天體。
牛頓坐在樹下，對著蘋果沉思了許久，突然，他悟出了一個道理：“蘋果從樹上掉下來，隻因為地球在用力往下拽它，在吸引著它。可是，蘋果是因地球的引力而掉在地上的，為什麼月球就不會受地球引力的影響而掉下來呢？”
“又是什麼樣的力使它們始終保持著一定距離運轉呢？難道是因為月球和地球的距離比蘋果和地麵的距離大的緣故嗎？”牛頓百思不得其解。“地球的力量到底有多大？這種力量有沒有極限呢？”一個又一個疑問困擾著牛頓。
忽然，牛頓想到了小時候玩過的一種遊戲：首先把一塊石頭用一根繩子綁住，然後把繩子的另一頭係在手上，再用力使勁地甩，石頭就會繞著圓圈打轉。
牛頓想：“如果把人看成是地球，而石頭就是月球，石頭繞著人轉，那麼繩子也就相當於地球引力，石頭越大，轉起來越費力。”
“這樣，就可以了解到月球為什麼保持一定的距離，環繞地球轉，而不會飛走或掉到地球上來了。同樣的道理，太陽與地球之間，也存在著這種引力。而宇宙中的其他星體之間，也被這種引力吸引著，有規律地運動著。”
牛頓一下子開了竅似的，悟透了宇宙運動規律，於是萬有引力就這樣被發現了。牛頓悟出了這個道理，心中有說不出的喜悅，可是思考並未因此而止步，他仍在思考著地球、月球、太陽之間存在的這種力會不會改變。
牛頓又想到了開普勒第二法則：假如有一個行星，它環繞地球一周用27年，那麼它和地球的距離就是太陽距離的9倍。
牛頓運用這個法則反推回去，結果發現了有名的“逆二乘法則”。運用這個法則，可以推算出地球和月球之間的引力。後來，科學家運用這個定律，測算出了彗星出沒的時間，並相繼發現了海王星和冥王星等。
這就是萬有引力和蘋果落地的故事。不管是真是假，牛頓老家園子裏的蘋果樹被賦予了非凡的意義，成為後人瞻仰牛頓故居時讚歎牛頓偉大過人之處的活典型。
愛迪生從揉搓煙煤到發明電燈
在電燈問世以前，人們普遍使用的照明工具是煤油燈或煤氣燈，這種燈燃燒時有濃烈的黑煙和刺鼻的臭味，而且很容易引起火災，釀成大禍。多少年來，很多科學家絞盡腦汁，想發明一種既安全又方便的電燈。
為了實現這一想法，愛迪生開始著手研究用電照明這一具有重大意義的課題。他們首先要尋找適於製作燈絲的材料。在試驗過的金屬中，鉑似乎是最理想的一種。因為這種材料符合電阻高、散熱慢的要求。
1878年10月5日，愛迪生提出了一份關於鉑絲“電燈”的專利申請。這種燈泡的燈絲是用鉑絲繞成的雙螺旋，它們之間再加一支金屬棒，當燈絲熱度接近鉑絲的熔點時，金屬棒便膨脹造成短路，燈泡溫度降低，鉑絲冷卻的同時金屬棒也冷卻下來，於是電流再次通過。然而鉑的價格昂貴，不利於普及。不久，愛迪生就放棄了鉑絲的使用，轉而采用鉑箔。但成功總是顯得那麼遙遠。
愛迪生沒有放棄，他把能想到的耐熱材料全記到了紙上，經過統計，竟有1600多種。難道這1600多種耐熱材料中就沒有一種適用嗎？愛迪生思索著。他更換不同的材料，製成許多不同直徑、不同形狀的燈絲，一樣樣地試。
一天晚上，愛迪生在實驗室中一邊思考著問題，一邊心不在焉地把一塊壓縮的煙煤在手中揉搓著，不知不覺中，煙煤已被搓成了一根細線。他突然想試試手中的細線是否會對實驗有所幫助，於是將其截下一小段，放在爐中熏了大約一小時，又把它放進玻璃泡中，抽去部分空氣，然後把電流接上。
隨即，脆弱的細線釋放出了耀目的亮光。細心的愛迪生發現，經過碳化後的細線變得異常堅硬。炭絲燈雖然隻亮了很短的時間，但卻給電燈的研究帶來了成功的希望。
經過深思熟慮，愛迪生發現燈絲過快地被燒壞可能是燈泡中留有過多的氧氣所致。於是，一天傍晚，在愛迪生和助手們成功地把炭絲裝進燈泡中之後，一位德國籍玻璃專家按照愛迪生的吩咐，將燈泡裏的空氣抽到隻剩下一個氣壓的1／100後封上了口。這為愛迪生提供了一個高度真空的條件。
當電流接通後，燈絲在真空狀態下發出了金色的亮光！並且持續了45小時之後才被燒斷。就這樣，世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕，愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。
但愛迪生並未滿足於當前的成就，他決定再進一步延長燈泡的壽命。他發現竹子纖維在碳化後做燈絲，壽命可長達1200小時。幾年以後，他又發明了一種化學纖維替代竹絲。再往後，試驗重新轉向耐熱的金屬方麵，最後才改用鎢作燈絲。
愛迪生堅持不懈地研究終於獲得了最後的勝利。1882年，愛迪生在紐約建成了一個當時世界上最大規模的電力係統，它的直流發電機功率已達到600多千瓦，為幾千名用戶提供照明用電。此後，白熾燈的使用範圍空前地擴大，逐漸遍及全世界。
毫無疑義，愛迪生的這一偉大發明在科學史上開辟了一個新紀元，把人類從此帶進了一個嶄新的電光世界。人們最終感受到了光明、舒適、溫暖與快樂。愛迪生的功勳影響了千萬人的生活方式，也推動了人類文明的進程。
愛因斯坦從坐馬車想到相對論
愛因斯坦在不足16歲的時候，有一次乘坐馬車，當他看到馬車在地麵上經過時，他忽然產生了一個奇怪的念頭：如果有人以光速和光線一齊前進，那麼，是不是將看到的光線就是靜止在空間中的電磁波呢？
就像我們坐在一輛勻速行駛的汽車上，觀察與我們以同樣的速度、同樣的方向，一塊兒前進的另一輛汽車一樣，感覺那輛汽車似乎是不動的。
可是，愛因斯坦卻憑著推理和想像，認為那是不可能的。
火車上的乘客，相對於火車沒有運動，相對於地麵卻以每秒幾十米的速度飛馳而過。火車相對於地麵運動，而地球相對於太陽運動，這些都是相對運動。但是，如果按此繼續推導下去，太陽相對於銀河係中心運動，那銀河係又相對於什麼運動呢？
根據經典物理學的解釋，除去相對運動外，還有絕對運動，即相對於絕對空間的運動。而愛因斯坦認為：“既然沒有任何東西，能夠證明絕對空間和絕對時間的存在，那麼，它們就是不存在的。”
在狹義相對論中，愛因斯坦提出了兩個基本原理：
一、光的速度是不變的。
二、當物體運動的速度接近或達到光速時，相對該物體來說，時間將減慢。即所謂狹義相對論原理。
愛因斯坦又根據狹義相對論原理，推導出了物體的質量也與運動密切相關，運動速度增加，質量也隨之增加，並得出了質能關係式：Ｅ＝mc2，即物體轉化為能量時，能量的總值相當於它的質量與光速的平方的乘積，從而揭示了原子內部蘊藏著巨大能量的秘密！
對於相對論原理，愛因斯坦自己曾經做過簡明扼要的說明：“要點是這樣的：早先人們認為，假如由於某種奇跡，一切有形體的事物突然一下子消失了，那麼空間和時間仍會留下來。照相對論來說，空間和時間是和一切事物一起消失的。”
時間、長度和質量是力學研究中的3個基本量。在牛頓的力學中，它們是絕對的、不變的。但在相對論中，它們卻又變成了和測量者所在的坐標係有關的量。
此外，在牛頓的力學中，質量和能量二者分明，互不相關，各自守恒。而在相對論中，牛頓的守恒定律就變成了質能守恒定律，即Ｅ＝mc2。
於是，空間和時間統一起來了，物質和運動統一起來了，質量和能量統一起來了。這是一場真正的物理科學的革命！
卡文迪許由治療痛風病到證明生物電
1731年卡文迪許生於法國一個貴族家庭。富足的生活對他的科學研究非常有利。他建造了卡文迪許實驗室，測定了物質的電容；設計了卡文迪許扭秤，驗證了萬有引力定律；成為第一個測量地球的人。在化學方麵也取得了偉大成就，著有《人造氣體》一文，解釋了一些氣體的特性。其中，證明生物電的存在是由治療痛風病引起的。
1758年的一天，忙了整天的卡文迪許獨自呆在書房裏，他拿起一本書翻閱起來。書的內容是關於古羅馬時代科學文化的，書中記載了2000多年前風行一時的用大黑魚治病的方法。看到這裏，卡文迪許覺得非常奇怪：為什麼當病人的腿觸到大黑魚時，會有發麻的感覺呢？
卡文迪許知道人體隻有碰到電時，才會產生發麻的感覺。這兩者有聯係嗎？這時，他心裏忽然閃過一個念頭：難道這大黑魚身上帶電？想到這裏，卡文迪許興奮起來。可是，他轉念一想，要是大黑魚本身帶電，那它自己受得了嗎？再說，還從未聽說過動物能帶電呀！
於是，卡文迪許設法弄到了這種大黑魚，把它埋在潮濕的沙灘裏。然後，他在這條魚上麵接上一個萊頓瓶。果然，萊頓瓶冒出了火花!卡文迪許大為驚訝：“這麼說，大黑魚身上的確帶電!”就這樣，卡文迪許第一個用科學的方法證明了生物電的存在。
從觀察水壺到發明蒸汽機的瓦特
1736年1月19日，偉大的發明家瓦特出生在英國蘇格蘭的格林諾克村，父親是個技藝高超的造船裝配工人。母親是一個很有教養的人。瓦特自幼身體瘦弱，加上家裏很窮，所以他沒有上學。在家裏，媽媽天天都教他學習語文和數學。他十分愛問問題，有時大人們對他的問題也束手無策。
瓦特一天天長大了，他問的問題也越來越多了。一天，爸爸、媽媽帶他到祖母家做客。在祖母家，瓦特發現了燒開的水壺，壺蓋被水蒸氣掀得“啪啪”直響，不停地往上跳動。瓦特想：“為什麼水開了壺蓋就跳動呢？是什麼東西在推動它嗎？”瓦特問奶奶，奶奶也答不上來，他隻好自己琢磨了。
回家後，瓦特便開始尋找壺蓋跳動的原因。一連幾天，他都坐在爐子旁仔細觀察。在水快開的時候，他趕緊打開壺蓋，看見一串串水泡從水底直往上冒，到了水麵立刻破裂變成水蒸氣，跑出水壺。如果蓋上壺蓋，水蒸氣要跳出來就隻有掀開壺蓋才行。
“哦!我明白了，是水蒸氣在推動壺蓋。水蒸氣是個大力士，這麼重的壺蓋，它也能掀起來。要是用一個大鍋來燒水，產生的蒸氣肯定能推動很重的東西。”
瓦特通過這幾天的觀察，他把自己的想法告訴了家人，父母聽了，都誇他愛觀察，愛動腦筋。瓦特長大後，通過觀察和思考發明了很多機器，是英國偉大的發明家。
攻克天花的琴納
1749年，琴納出生於英國格洛斯特郡伯克利牧區的一個牧師家庭。5歲時，父親去世了，5歲的琴納跟母親搬到在伯克利教區當牧師的哥哥家居住。
琴納13歲時，哥哥把他送到頗有名氣的外科醫生盧德洛的診所成為一名小學徒。盧德洛的診所是一個既陌生又新鮮的新天地，琴納很快就適應了這裏的一切。
一天，他隨盧德洛出診。他們看到一個病人滿身流膿，在床上奄奄一息，快要死了。老師搖搖頭，拉著琴納離開了那兒。在路上，老師告訴琴納，病人得的是無法醫治的天花。
“難道天花就不可能戰勝嗎？”這個疑問縈繞在琴納的腦海中，使他徹夜難眠。