活性炭会着火吗？_百度知道
活性炭会着火吗？
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达到一定温度时炭中的碳元素与空气中的氧发生燃烧反应，生成一氧化碳和二氧化碳，否则容易着火。因此，磷酸法活性炭着火点较低。因此加工运输的时候要注意，这是肯定的，对方活性炭或加工时要防止炭在瞬间温度上升。着火的原因其实很简单，着火点随炭的品种不同而异，约在300~400度就着火活性炭会着火
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性炭会着火。着火的原因其实很简单。因此加工运输的时候要注意。因此，达到一定温度时炭中的碳元素与空气中的氧发生燃烧反应，磷酸法活性炭着火点较低，这是肯定的，否则容易着火，生成一氧化碳和二氧化碳，约在300~400度就着火，着火点随炭的品种不同而异，对方活性炭或加工时要防止炭在瞬间温度上升
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出门在外也不愁二十一世纪中小学生素质教育文库(14)科技史话
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/ 二十一世纪中小学生素质教育文库(14)科技史话　
数学话说算盘一校分成两院落， 两个院里学生多， 多的倒比少的少， 少的倒比多的多。　　这是一条谜语，谜底是算盘。这一谜语形象生动地对中国人的绝活—— 算盘作了描绘。可以说，算盘该算得上是中国的第五大发明。那么这第五大 发明是什么时候，由谁发明的呢？提起算盘，还得从“算筹”谈起。 早在西周初年，为了方便计算，我们的祖先创造了一种简陋的计算工具，它就是算筹。算筹是用竹片等制成的小圆棍。计算时，把这些小圆棍或横或 竖地摆在平坦的物体上，基本原理与算盘相似。可不要小看这算筹，在没有 算盘更没有电子计算器的远古时代，它的作用可不小。如果没有算筹，就不 会诞生出算盘。所以说，算盘是由算筹脱胎而来的，算筹是算盘的前身千真 万确。然而究竟什么时候出现了算盘，至今无人能准确地说出具体时间。可 以肯定的是，“珠算”一词应出现在 1000 多年前的后汉人徐岳的《数术记遗》 中。由此推断，当时可能产生了类似算盘的计算工具。这只是推断而已。从目前我国的考证来看，算盘问世最早最确凿的“视觉证据”是在北宋著名画家张择端所画的《清明上河图》中。据有关珠算专家分析考证，此画 左端所画赵太丞药店的柜台上放的那样东西，就是一架算盘。如果真的如此， 宋朝时算盘已经广泛应用而不是刚刚产生。另外，民间还流传着一个故事， 也能说明算盘在宋代已经妇孺皆知：北宋末年，都城汴京（今河南开封市）住着一位王员外。王员外虽不是家财万贯，却也财产上千。员外膝下一女，名曰丽娘。丽娘人品出众，才貌 双全，棋琴书画无一不精，缝纫刺绣乃为当地一绝。员外对此女爱若掌上明 珠，一心想给自己的宝贝女儿找一如意郎君。京城的少男们听说丽娘婚配， 个个喜上眉梢。他们仰慕丽娘，纷纷托媒求亲，而员外却一一回绝。却说有一天员外探亲途经一座荒山，忽闻山谷传来琅琅书声。循声而去，发现谷中有一破庙，一书生端坐庙门，专心读书。 “此后生将来必成大器。”员外边想边走近书生，张口便问：“相公因何在此读书？” 书生闻言，缓缓抬起头来，答曰：“不瞒老人家，我本赶考一秀才，不想中途遇盗，盘缠皆被抢光。进京无钱，只好在此读书消愁。” 员外上下打量，只见他眉清目秀，举止文雅，顿生欢喜：“观相公神情，并非说谎之人，小老儿有意将小女许配与你。不过我先出题考你，如诗作得 好，我便出资助你科考，如作不好，此事便罢，不知意下如何？”“晚生求之不得，请老伯出题。” “就以算盘为题，请即作来。” 书生命不该绝，遇此好事。作诗本书生拿手好戏，张口吟道：鸪鸠七子最均平，定位联行格局成。 珠欲去盘先入串， 棋将举手预敲杆。 听来钱窟终年响， 算到铜山几处倾。 暗里乘除兼理数， 此间心地要分明。“好诗！”说完，不再探亲，骑马驮书生经直回府。 后来，书生果然金榜提名，成了员外快胥。 元代以后，算盘风靡于世。上至皇家显贵，下至平民百姓，无不家藏户有。明代，算盘完全取代了算筹。随着算盘的广泛应用，一些指导珠算的书 籍应运而生，如徐心鲁的《盘珠算法》（1573 年）、柯尚迁的《数学通轨》（1578 年）、朱载堉的《算学新说》（1584 年）等。最为系统的当属程大位 撰写的《直指算法统宗》（1592 年），书内详载了珠算的口诀、技巧，被人 们誉为“商人的《四书五经》”。此书后流于日本，成了日本珠算的必备教 材。　　中国是算盘的发源地，这是举世公认的。日本《珠算大事典》记载：“我 们今天所使用的算盘，是中国所发明的，这一点几乎是确定的事实。”明初 算盘流传到日本。现在日本的山田市还保存一把古老的算盘。如今已是电脑时代，是否算盘应该退出历史舞台了呢？非也。1979 年薄一波给珠算杂志题词：“算盘是我国的传统计算工具，1000 多年以来在金融 贸易和人民生活等方面起了重要作用。用算盘和用电子计算机并不矛盾。现 在还应充分发挥算盘的功能，为我国经济副业服务。”现在收藏算盘也成了 一种时尚。著名收藏家陈宝定先生收集古今中外算盘 450 种。迄今为止，世 界最大的算盘收藏在天津历史博物馆内。它是清末天津估衣街算盘作坊制造 的，全长 306m，宽 26m，共 117 档。营业时可供五六人同时在大算盘上算帐。 距今已一二百年。中国最小的算盘是陈宝定收藏的。它镶嵌在一木戒指上。该算盘长12mm，宽 7mm，高 1.5mm，一共七珠七档。使用时无法用手指拨动，只能用大 头针轻轻拨动。双假位法——盈不足术　　双假位法是数学解题的一种方法。它实际上就是我国古代的盈不足术。 这是我国古代劳动人民首创的解题方法。1957 年钱宝琮先生曾建议恢复“双 假位法”原来的名称，仍叫“盈不足术”，也正是基于此。现在你遇到下面这样的题时，用二元一次方程组的解法非常简单。 有几人买鸡，每个人拿 9 个钱，多余 11 个钱；每人拿 6 个钱，不足 16个钱。问几人买鸡，鸡值多少钱？ 设人数为 x，鸡值为 y，则 y=9x-11　　　　　　　　　　　　y=6x+16 解方程组得 x=9y=70而在 2000 多年前的《九章算术》中，就有此类应用题，古人称其为“盈不足”问题。计算这样的问题，古人创造了别开生面的解题法——盈不足术。 古人是怎样运用的呢？《九章算术》有这样的记载： “置所出率，盈、不足各居其下。令维乘（即交错相乘）所出率，并以为实；并盈、不足为法??置所出率，以少减多，余，以约法、实。实为物 价，法为人数。”把这段话用算式表为就是：所出钱数
9 6
盈、不足
11 16
交叉相乘得
144 66
所出钱数
9 6
实
210
法
27
所出钱数的差
3
鸡价
70
人数
9
按现代数学的观点来说明这段话，实际上这段话包含了三个公式。若设每人出 a1 钱盈 b1 钱；每人出 a2 钱盈 b2 钱，求物价 y 和人数 x，可得二个公式，即 y=a1b 2
? a 2每人分摊的钱数是：y a1 b 2
? b 2　　本文开头的《共买鸡》题，正是盈亏类问题，即“一盈一不足”。而与 此性质相似的还有“两盈”、“两不足”、“一盈一适足（正好）”、“一 不足、一适足”四类问题。这四类，古人也提出了适当的公式。历代数学家对“盈不足术”十分重视。甚至有些政治家还用它来考核官吏。　　唐宣宗大中年间，杨损在朝作尚书。杨损知识渊博，为政清廉。在选拔 官吏时也以公正著称。一次，有两位小官吏，需要提一个。但比较二人的政 绩、资历、职位等都差不多，主考官大伤脑筋，便前来请教杨损。杨损说： “我给他们出道题，看谁算得准、算得快。”不久两人来到杨损的书房，杨损的题目是： 有人黄昏去散步，无意听见盗贼在分布。他们说，如果每人分 6 匹，会余下 5 匹布；如每人分 7 匹，却又差了 8 匹布。现在问，几个盗贼多少匹布？ 杨损出完题接着说：“你们谁先算出来，谁就会被提拔。” 两位候选人听完题，马上用算筹算起来。结果，那位先交卷的官吏被选中。　　同僚知道后，无不称赞杨损的好主意。那这位候选人，是如何计算的呢？ 他用的就是“盈不足术”。算式是：　　设布匹数为 y，盗贼数为 x，则a
? a 26×8 ? 7×5?7 ? 6? 83b
? a25 ? 8?7 ? 6　　? 13 从以上我们讲的两个题例可以看出，双假位法与我国古代的盈不足术是一致 的。只不过我国古代时还没有设 x、y 的说法，因为当时还没有西文字母。我 国古代创造的解题方法一直延用至今，充分表明了我国劳动人民的聪明才智，在世界科技史上，也留下了光辉的一页。π的世界纪录　　说起圆周率π，大都能背出它的值是 3.141592??，现在，π值已经计 算到了小数点后 200037 位。你知道圆周率的发展历史吗？圆周率是求圆的周长、圆面积、球体积时经常用到的。它的值许多数学家都曾计算过。在国外，阿基米德曾求得圆周率的 2 位小数的精确值。在我 国也很早就有人研究过。成书于西汉初年的《周髀算经》，就有“周三经一” 的说法，认为圆周率是“3”。到了西汉末年，数学家刘歆又得出 3.147 的π值；时至东汉，张衡则用10 = 3. 1622和 92 这两个29数值作为圆周率。虽然刘歆、张衡的计算结果远比“3”精确，而且10也是世界上最早的记录，但这些值多缺乏理论基础。怎样用科学的方法计算圆周率 呢？三国时有个数学家叫刘徽率先闯出了这条路。他用割圆术，求出了圆周率是 3.14。然而仍有人不满意，这个人就是南北朝的祖冲之。　　祖冲之于公元 429 年生于今河北涞源县。祖冲之从儿时起就对数学着了 迷。每当父辈用“算筹”来计算时，他就会瞪着好奇的大眼睛，默默地看着。 随着年龄的增长，他开始研究前人的成果。　　一天，他在阅读刘徽的《九章算术》时，萌发了继续研究圆周率的念头。 不久便开始了他的计算工作，当时没有先进的计算工具，所用的只是一些作 为算筹的小竹棍。祖冲之便利用这些小棍作为计算工具不停地计算。他从多 边形，到 24 边，一直到 12288 边形，一双手也被磨出了厚厚的茧。经过多年 努力，终于得出了较精确的结论，这个结论用现代数学方法表示就是：3.1415926＜π＜3.1415927　　这个数值在当时是世界上最精确的。直到 1000 年之后，才有人打破了 这个纪录。除此外，祖冲之还用两个分数形式的近似值表示圆周率，其中比较精确的叫做密率，即π =
355 。另一个叫约率，即π = 22 。113 7密率是分子分母都在 1000 以内分数形式的最佳近似值。这个近似值直到1573 年才由德国的奥托求出，与此同时，荷兰工程师安托尼兹也计算出了这个近似值。但他们比祖冲之要晚1000 多年。西方把π =
355 称为“安托尼兹率”，113而日本数学家三上义夫认为，这项荣誉应属中国的祖冲之，因此他建议把 355113叫做“祖率”。 历史已翻开了新的一页，但祖冲之的贡献永垂青史。后人在此基础上也进行了不断地探索，见下表：计算π值的世界记录 获得时间
计算者
小数点以后的正确位数
公元前 20 世纪
埃及人、巴比伦人
1
公元前 3 世纪
阿基米德（古希腊）
2
公元 3 世纪
刘徽（中）
2
公元 5 世纪
祖冲之（中）
7
公元 15 世纪初叶
阿尔·卡西（阿拉伯）
16
1596 年
鲁道夫（德）
20
1610 年前
鲁道夫（德）
35
1794 年
凯洛格·冯·贝格男爵
136
1851 年
威廉·向克斯（英）
318
1852 年
威廉·向克斯（英）
527
1944 ～ 1945 年
福格逊（英）
540
1946 年
福格逊（英）
620
1947 年 1 月
福格逊（英）
710
1949 年 6 月
史密斯·伦奇（美）
年 1 月 20 日
弗朗索瓦·裘纽斯（法）
年 7 月 20 日
让·盖尤（法）
年 7 月 29 日
丹尼尔·向克斯、伦奇（美日）
6 年 2 月 26 ～ 27 日
让·盖尤、菲里德（法）
7 年 2 月 25 日～ 26 日
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3 年 5 月 24 日
让·盖尤、鲍耶（法）
1 年 6 月 18 日～ 7 月 1 日
三和和宪、金田康正（日）
2000037
最早的二进制　　“二进制”在计算机中被广泛地应用。那这个“二进制”最早是谁发明 的呢？　　　　西方史学界认为二进制是 17 世纪法国著名数学家莱布尼兹的首创。其实 二进制的出现应属我国最早。这一点连莱布尼兹本人也不否认。他曾在给康 熙皇帝的信中说，64 卦的排列，就是把 64 个数用二进位法写出来。由此可 见，莱布尼兹是从中国八卦得到了启示。尽管他的研究更系统，但从创造的 时间看，中国当先于他几千年。八卦，是我国古代的一套有象征意义的符号。 古人用它来模拟天地万物的生成。其符号结构的因子只有两种，即阳爻“——”和阴爻“——”。这两种因子相互搭配，以三个为一组，构叫做八卦。它们的具体名称是：乾、坤、震、艮、离、坎、兑、巽。它们 分别代表 8 种物质现象，即天、地、雷、山、火、水、泽、风，也叫封象。 为了帮助记忆，人们根据卦形编成口诀表：　　从上表可看出，每个卦形都是上、中、下三部分，这三部分叫做“三爻”。 上面的叫“上爻”，中间的叫“中交，下面的叫“初爻”。如果我们用阳爻“ ”表示数码“1”，用阴爻“——”表示数码“0”，并且由下而上，把初爻看作是第一位上的数字，中爻看作是第二位数上的数字，上爻看作是第 三位数上的数字，我们就会惊奇地发现，八卦的 8 个符号，恰好与二进制相 吻合，我们有足够的证据说：八卦是世界上最古老的二进位制。这也是任何 国家的任何个人也无法比拟的。我们又怎能不说八卦中的“二进位制”不是 古代数学的“世界冠军”呢？下表是八卦与二进制、十进制的对照：上表中，每次取 6 个爻，可得 26 种，即 64 种不同的排列，叫 64 卦。而64 卦对应的二进制数，则与十进制数物理和化字 中国镭学的奠基人　　郑大章是中国镭学研究的奠基人。他对中国乃至世界的镭学的贡献是不 可磨灭的。　　郑大章是合肥东乡（今肥东县）撮镇人。1920 年秋，他经历了五四运动 的洗礼，年仅 16 岁的他从北京高师附中毕业，便负笈西行，到法国勤工俭学。1922 年夏，郑大章考入巴黎大学理学院，第一学期数学会考得第一，轰动了 欧洲的这所名牌大学，巴黎一家报纸竟列出“耸人听闻”标题：《法国的数 学危险了》。　　巴黎大学云集着一些世界知名的学者和科学家，其中有位导师—一玛 丽·居里对郑大章一生的事业影响巨大。居里夫人这位荣膺两届诺贝尔奖、 热爱和平的伟大女性，以自己在科学上的真知灼见影响着郑大章，并经常在 她的镭学研究所实验室里给他以特别的指导。1933 年 12 月，由居里夫人主 持的学位评审委员会通过郑大章的博士论文答辩，他被授予法国国家理化科 学博士学位，他的论文《论放射性矿石中铀系与镤的比例常数》，他当年的 同学严济慈以及他后来的助手杨承宗至今还保存着。　　1934 年初，郑大章携学数学的长沙姑娘萧晚宾回国。在北京中山公园来 今雨轩，他们结为秦晋之好。新婚燕尔，郑大章即应严济慈之邀，筹建镭学 研究所。　　镭是一种放射性金属无素。自然界中含量极为稀少而应用前景十分广 泛。郑大章筚路蓝缕办镭所，硬是凭着一个爱国青年的闯劲和一个科学家所 具有的缜密思维、恒心和毅力，辛苦奔波，反复实验，终于使中国的镭学研 究有了雏形他发现β射线的吸收系数随放射源周围物质的性质而变化，由此 成为背散射法鉴别不同支持物质及其原度的原理并形成论文。他首创的“水 法”找矿，国外一直沿用到 60 年代。　　在抗日战争年代里，郑大章仍坚持科学研究，不幸因心脏病突发早逝， 时年 36 岁。最初的音速测量　　我们每一个人都曾经有过这样的经历：当我们站在远处观看建筑工地打 桩时，首先看到打桩的动作，然后才能听见声音。也就是说听到打桩的声音 总会比看到打桩的动作要迟，打桩槌冲击桩头的动作立即传到眼里，打桩的 声响则传送得较慢。同样，雷声往往要在闪电过后几秒钟才能听到。在一里 外雷电交作，雷声比电光约迟到 5 秒钟。究竟音传送的速度有多大？在百年 前仍是一个未解之谜。要测量音速似乎并不难，发出响亮的声音，计算需要多久才传到已知距离的地点就可以了。例如，在远处山顶上引爆炸药，看见火光马上按下秒表， 听到爆炸声立即按停，即可测得音速。然而这种做法只能测得大概数字，结 果准确的程度完全取决于操纵计时器的人反应和快慢。再者，当时还没有可 以准确测量 1％秒的计时器。1864 年，法国化学、物理学家雷诺克服重重障碍，设计了一个测量音速的自动仪器。那是一个外绕宽线条的旋转圆筒，有一支笔在纸上画线做记录。 笔杆上接上电线，由电流操纵，笔尖可在圆筒上两个位首划线，一个是通电 时的位置，另一个是断电的位置。　　笔由两条电路操纵，一条电路布置在很远处的枪口前，另一通过圆筒附 近的声敏膜片。　　实验开始，电流接通，圆筒旋转，笔尖画出线条。鸣枪时截断第一条电 路，笔尖跳到第二个位置；一、两秒种过后，枪声震动感应膜片，电流开始 接通，笔跳回原位画线。　　实验结果得出不规则的画痕。因圆筒旋转速度已知，故量出笔脱离原位 画出的线长，就可算出枪声传到感应膜所需的时间，最后算出枪声的速度约为 1200 公里/小时。　　从雷诺时代起至今，科学家们测出声音在水中的速度较空气中快 4 倍， 在固体中更比在空气中快 10 倍以上。一个简单的实验即能证明：找一条又长 又直的铁栏杆，一只耳朵贴在栏杆上，请人在远处用铁槌子敲栏杆，可分别 听到两次敲击声。贴栏杆的耳朵立刻听到传来的声音，另一只耳朵随后才听 到空气传来的声音。向细菌宣战的人　　1860 年秋天，法国化学家巴斯德到沙蒙尼附近攀爬阿尔卑斯山，随身携 带了 30 多个装有酵母萃取液和糖的密封烧瓶。他知道液体若暴露在空气中， 就会受到污染。巴斯德登上约 1500 米高处，那里空气纯净，没有细菌。他打 开瓶子，让空气进入，重新密封。回到实验室以后，证实瓶子内液体没有发酵或变质。 这次发现导致发明一种方法可以消灭牛奶、葡萄酒和啤酒里的细菌，使人可以安全享用这些饮料。这是多年来研究各种液体变质的成果。巴斯德认 为，液体变质由低层大气中的细菌引起，这些细菌会危害生物的健康。他后 来写道：“在实验领域内，成功的机会只属于准备充足的人。”19 世纪 40 年代后期，巴斯德受聘为法国东部斯特拉斯堡科学院的化学教授。1851 年他在给朋友的信中写道：“我正处于揭密的边缘，掩盖奥秘的 帐慢越来越薄了！”6 年后，他分析了酒精的发酵过程，指出是一些微小生 物体使醋、酒等液体变坏的。他后来称这些微小的生物为“微生物”。后来，法王拿破仑三世委任巴斯德对付破坏酒质的细菌，因为萄萄酒是法国的主要产品。巴斯德走访数十家酒厂，向工人提问题，抽样检验产品， 并带走未陈化酒、陈酒及变质酒的样品。试验后发现，加热至 55℃，可以杀 死使酒变坏的微生物而不损酒质。这个方法后来称为巴斯德灭菌法。早在他发现此法的 200 年前，已有人在显微镜下观察到细菌，但当时以为细菌是物质腐烂产物，不知道是致腐的祸首。巴斯德是第一个纠正这个谬 误的人。不久，他开始研究医治多种人畜疾患的方法，并提出了一个全新概念：细菌并非“不知从哪里生出来的”，而是有确实可寻的来源，那就是污垢和 尘埃。巴斯德 1822 年 12 月 27 日生于第戎附近的小镇多莱，父亲是制革厂老板。他不愿继父业，而从见习化学教师渐次晋升到巴黎著名高等师范大学的 科研主任。1864 年，他在巴黎大学的文理学院索帮学院，就其研究工作发表 演说。他指着一个密封瓶子内的有机液体说：“自从几年前开始实验以来， 这瓶液体一直是纯净的，因为我不让瓶内液体接触悬浮在空气中的细菌。” 以后的 17 年中，他花了很多时间研究预防医学，找寻预防鸡霍乱和炭疽 病的疫苗。炭疽病在牛羊中十分普遍，又会传染给人，可致人于死。他发现 患上此类疾患的家畜痊愈了，就不会有感染，因此给家畜注射一种活力较弱的炭疽菌后，可以终生免疫。 找到炭疽病的疫苗后，他又对治疗和预防狂犬病的动物咬伤的方法感兴趣。 1800 年 12 月，一位兽医朋友给他两只狂犬狗作研究。让患狂犬症的 动物咬伤，在最初 3～12 周，一般没有任何征象，然后会出现痉挛、谵妄和 害怕吞咽液体等症状。这些症状出现后，患者就会死去。　　当时的治疗方法常常会将患者杀死。巴斯德希望发明一种合乎人道的方 法。他迁到巴黎附近的绞东森林小住，在笼中养了 50 只有狂犬症的狗。从多 次试验得知，狂犬症病毒存在于病狗的唾液和神经系统内。他用狗和兔做过 几十次实验后，到 1884 年春，培养出一种疫苗，由毒性减弱的狂犬症病毒制 成。　　巴斯德致力研究预防疫苗，除了制出预防狂犬症的疫苗外，也创办了“免 疫学”的医学分科。今天约有 30 种可致残或致命的病，如麻疹、小儿麻痹和 白喉，都可以注射疫苗来预防。　　1888 年，巴斯德研究所于巴黎成立，宗旨之一是要继续研究狂犬病的防 治方法。世界知名的化学家巴斯德，患过一次中风后半身不遂，但是一直担 任研究所的所长，至 1895 年 9 月 28 日逝世。他的尸体葬在研究所内，坟墓 用大理石建造。制盐技术在中国　　制盐业在我远古时代就已经开始了。提起采盐业的兴起，还有一个传奇 故事呢。据说，在远古时代，渤海地区居住着一个名叫“宿沙氏”的部落。这个部落以打鱼为生。在这个部落中有个最能干，最聪明的人，名叫“宿沙瞿子”。 一天他用瓦罐提了半罐海水放在草棚前，准备冲脚。谁知，因忙别的事把冲 脚的事忘了。过了六七天，发现瓦罐中的海水干了，瓦罐内留下一层白色的 粉状物。当时他刚好捕到一条鱼，他便用手把白粉抹在了鱼身上，没想到抹 了“白粉”的鱼特别好吃。于是他便想到，如果用火煮海水制成盐，不就可 以天天食用了吗？然后，他用罐子提了海水架在火上煮了起来，没过多久， 他便煮出了盐。他把盐分给部落的人，随后，其他人也像他一样煮起盐来。 这样，制盐业便兴起了。后人为纪念他，建庙祭祀并把他称为“盐祖”。宿沙瞿子是否真正存在，目前也未得出结论。但有一点是可以肯定的，那就是我国的制盐业历史悠久，最早的盐来自大海，为“海盐”。接着又产 生了池盐、井盐、岩盐等。明朝科学家宋应星在他所著的《天工开物》中， 对盐的制作工艺作了详细说明。他在书中记载：海水本身含有盐质。海边地势高和地势低的地方都能产生盐。　　同为海盐，制取的方法却不一样。一种方法是：在潮水漫不上来的高岸 地种盐。各种盐户自有一定的地段界限，互不相侵。预计明天天晴无雨，今 天就把稻草、麦杆灰和芦、茅灰撒在地界内的土地上，约撒一寸左右，并将 之摊匀压平。第二天早晨大雾时，盐就像茅草一样在灰下长出来。雾散天晴 后，到中午时就可将灰和盐扫起，拿于洗淋煎熬，就得到了需要的盐。　　另一种方法是：在海潮涌没的地方，预先挖一个深坑，然后在坑上横架 木杆，上铺草席，草席上铺沙子。当海潮没顶冲过时，卤气便通过沙子渗到 坑中，然后撒去草席和沙子，用灯在炕里照，当卤气把灯火熄灭，就可取出 卤水煎炼。这两种方法只能在晴天时制盐，如果遇连阴雨天，就出现了“盐荒”。 在滩场制盐用的是大晒盐，它不用煎炼，扫起来即可食用。除此而外，利用顺风海水漂来的海藻草煎炼出来的盐叫蓬盐。 煎盐和洗盐方法是挖两个坑（一深一浅），用竹竿等横架坑上，上铺苇席，将扫来的盐料铺于席上，并堆成堤坝形，中间用海水灌沐，卤水便渗入 浅坑。深坑接受浅坑灌淋出的卤水，然后放锅里煎炼。　　用卤水熬盐如不结晶，可将皂角捣碎，与粟米糠混合。当水沸时倒入搅 匀即可。对于池盐、井盐、岩盐此书也有记载。 池盐：池盐产地有宁夏和山西解池，现在产地远远不止这两处。 春天是引水种盐的最好时机，晚了水就会变红。待夏秋之交，南风一吹，一夜便可结成盐粒。这种盐称为“颗盐”，即古书中的“大盐”。由海水煎 炼的盐较细碎，而盐池形成的盐颗粒较大，所以才冠以“大”的称号。井盐： 四川离河不远的石山上，多可以凿井取盐。井口不过几寸，而井深却在100 米以上。凿掘这种井费用高，难度大。一般井浅需一个多月；深井要半 年以上才能掘完。待盐井凿到卤水层后，找一根一丈多长的好竹子，把中间 全部凿通，只保留最底下那一节，在节上按上阀门，再用粗绳将装有阀门的 竹子沉入井中，就可以汲满卤水了。卤水一提上来，立即倒入锅里煎炼，卤 水很快就能结成盐。岩盐：　　陕西阶州（今甘肃武都、康县等）和风县等地，盛产岩盐。在当地的岩 洞中，附着一层盐，直接刮取即可食用，不需煎炼。宋应星对岩盐的记载不是最早的。最早见于史书《北史·西域传》中，书载高昌出红盐和白盐。尽管如此，宋应星的记述在科学技术史上还是极有 价值的，它至少让后人了解了更多的岩盐产地。金属水下焊切　　在水中焊接与切割金属现已广泛应用，例如，水下修船、水下修理钻油 台、水下建筑等，范围很广。但是在 18 世纪，金属水下焊接技术还没有出台。到 1802 年，英国科学家德维爵士发现电荷在水中可以产生电弧放电，才知道金属能在水下焊接。在此前，损坏的钻油台或油管等必须拿到水面上修理， 现在潜水员可以在深 300 米处焊接。但这项工作比较危险。焊接是通过产生足够的热量把金属熔合在一起。产生热量时熔化金属的几种方法中，只有电弧焊可以应用在水下作业。用一股强电流通过两极之间 的小空隙产生弧电，焊接时，须修补的金属作为另一电极，电荷从电缆末端 的电极流到金属，产生热量而使金属熔化。水下焊接在二战期间曾用于紧急 修补船只，当时应用并不广泛，直到 20 世纪 70 年代，水下修理的活动才大 量增加。现在焊接的方法有两种，即湿式焊接法和干室焊接法。 湿式焊接：由发电机在水面上供给 500 安培左右的强大电流，用绝缘电缆送到潜水焊接处，为防止漏电，在电极上涂了蜡或防水漆。但是这种方法 的缺点在于水很快冷却了焊接的金属，使焊缝变得又脆又硬。焊接的热量使 水分解为氢与氧，热的氢和氧会穿透焊缝，降低了强度；另外这种方法不能在 90 米深以下作业，否则水压太大导致不能产生电弧放电。 干室焊接法：这种方法可用于深水作业，焊缝质量较好，但成本较高。具体方法是，首先，在需要修理的地方用一个坚固透明的塑料罩保护起来， 然后充入压缩气体，把水排出，这样在焊缝周围的金属是干的。然后，焊接 室底部敞开，潜水员可在里面使用焊炬。室内的压缩气体阻止水进入。但焊 接时产生的烟和蒸汽使工作人员看不清工作情况。　　要想使焊接效果更好，可用一个大罩把潜水员同修理范围全部罩上，这 样焊出的焊缝与地面操作效果可相媲美，但费用昂贵，因这种高压室必须专 门设计，以适合在修理处安装。此外还需要有其他昂贵的密封设备。在深水 处作业，例如 300 米左右，还需制造容纳几个人的工作室，便于工作人员轮 换休息。但是水过深时，人工操作可能比较困难，特别是钻油井越来越深， 有需要在 600 米深处作业。所以人们开始设想用遥控机器人来代替潜水员。 深水切割同深水焊接一样，应用范围越来越广。而深水切割所费人力非 常大。在北海深处切割不列颠石油公司马格纳斯钻油台零件，所费时间比太 空人从地面登月球还多。在水深 200 米处作业，回到地面前要 8 天时间来减压。水中切割现在使用两种方法，即氧气电弧切割法和爆炸法。 氧气电孤切割法与电焊过程相似，只是用氧气和强电流产生高热切开金属，而不是把金属熔合；切大块金属，一般先用氧气电弧切割法在金属里开 出横槽，放入塑性猛烈炸药，只要炸药放置在正确的位置上，且药量适中， 就可炸出一条整齐的切口。火柴生产小史　　安全火柴必须擦在火柴盒上才会燃烧起来，即使是以锤子敲打火柴头， 也不会着火。而最早的火柴是“一擦即着”，与任何粗糙表面摩擦都能生火， 哪怕是老鼠啮着火柴头，也会燃烧起来；用锤子敲，还会爆炸。安全火柴的着火原理，是火柴上的化学物质与火柴盒上的一种化学物质产生反应。擦火柴所产生的热力，会触发这种化学反应。若火柴头与摩擦表 面没有接触，火柴就不会燃烧。现代火柴的始祖是英国药剂师和克。1827 年，他制成属于一擦即着的火柴，不过并不十分可靠。　　1830 年，法国的索里埃发明用黄磷作火柴头，制成更好的火柴。这种火 柴称为摩擦火柴，一直沿用至 19 世纪末。摩擦火柴非常可靠，而且方便储存。不过有一个最大的缺点就是容易致命。黄磷燃烧时放出毒烟，长期接触会引起一种称为磷毒性颌骨坏死的病， 患者颌骨烂掉，最终死亡。　　火柴厂工人受影响最大。黄磷在上世纪末禁用于制造火柴，由三硫化四 磷取代。　　19 世纪 50 年代中期，瑞典制造商伦德斯特罗姆将磷与其他易燃成分分 开，创制出安全火柴。他把无毒的赤磷涂在火柴盒的摩擦面上，其他成分则 藏于火柴盒中。　　现在，火柴都是以自动化机器制造。每小时生产量达 200 万根，并把火 柴装进盒子备用。标准火柴的制作是先把原木切成小木条，每根厚约 2.5 公 厘，再把小木条切成火柴枝，浸于碳酸铵中，这是为了确保火柴枝不会闷烧。 火柴枝由机器插入一条不停移动有孔长钢带，末端浸在热石蜡中；石蜡　　渗入木材的纤维，可助火焰由火柴头外层烧至火柴枝顶端。然后，火柴浸在 制造火柴头的混合物中。安全火柴的火柴头含有硫磺和氯化钾，硫磺的作用 是产生火焰，氯化钾则用于供应氧。火柴头干后，火柴枝被击落，掉在输送带上的火柴盒内匣里。 火柴盒的外匣在另一行平行的输送带上。两条输送带每隔数秒就停下来，内匣被推进外匣里。匣子两旁加上涂有赤磷的划纸，造成擦面。若是一 擦即着的火柴，摩擦面则由玻璃砂纸或含砂树脂制成。炸药的发明　　炸药源于中国，大约在唐代，我国已发明火药（黑色炸药），这是世界 上最早的炸药。宋朝时，黑色炸药已经用于战争，它必须用明火点燃，爆炸 力也不大。　　1831 年，英国人比克福德发明了安全导火索，使炸药的应用条件得到了 极大改善。黄色炸药威力较大，它是由瑞典化学家、工程师和实业家诺贝尔 发明的。1846 年，意大利人索布雷罗合成硝化甘油，制成了液体炸药。这种 液体炸药，爆炸力强，但使用时极不安全。1859 年，诺贝尔父子俩又对硝化 甘油进行研究，最后用“温热法”对硝化甘油进行了较为妥善的处置。1862 年，他们建起了一座炸药加工厂，专门生产经过处理的炸药。但投产不久工 厂就发生了爆炸，诺贝尔的父亲被炸成重伤，弟弟被炸死。为此，政府禁止 重建炸药工厂。为了寻求减少搬动硝化甘油时发生危险的方法，诺贝尔把试 验室搬到了一只驳船上，在船上进行试验。1865 年，他发明了雷汞雷管，与 比克福德发明的安全导火索并用，成了硝化甘油炸药等高级炸药的引爆手 段。在试验过程中，他发现硝化甘油被干燥的硅藻土所吸附以后的混合物运 输时很安全，而后又经过反复研究，不断改进，终于研制出了运输安全，性 能可靠的黄色炸药——硅藻土炸药。随后又开发成功一种威力更大的同类型 炸药——爆炸胶。10 年后，他又研制出了第一批硝化甘油无烟火药弹道炸 药。此后，各个国家的科学家们研制出了一代代的更高级的炸药，炸药的用途也越来越广，爆炸力越来越大，但安全度和可靠性却越来越高，用量却越 来越少。时至今日，炸药除了军事以外，其他各个领域都得到了广泛的应用。合成染料　　朋友，当你走在大街上，看到人群、车辆及建筑物构成的那五光十色的 景象时，你是否会想到，这主要是染料给生活增添的色彩呢？100 多年前， 生活的色彩还没有今天这样地丰富多样，因为那时染色还非常困难。谁要想 把布料染成自己喜爱的颜色，只能用茜草、郁金、蓝靛、大黄、红花等植物 的根、叶和皮之类的汁来染色。由于这些植物染料种类不多，数量也少，而 且染出来的东西色泽不够明亮，还不能满足人们对色彩的爱好与需求。　　直到化学合成染料出现后，才解决了人们对色彩的需求。而这项化学上 最重要的发明，是由英国人柏琴完成的。　　19 世纪 40 年代，非洲的英国殖民地曾流行疟疾。奎宁是治疗疟疾的特 效药，但是天然的奎宁产量少，满足不了需要。　　　　当时任英国皇家化学院院长的霍夫曼为了用人工方法合成奎宁，开始研 究从煤焦油中提取奎宁的办法。1856 年，霍夫曼收了一个积极热情的 18 岁 研究生，这就是柏琴。　　柏琴在自家庭院角落的一间小屋里夜以继日地进行实验，连节假日也不 休息。他用煤焦油制取了一种苯的化合物叫甲苯胺，想使它再通过一些化学 变化变成奎宁，但失败却接踵而至。　　于是，他又从煤焦油的另一个成分——苯胺盐想办法。在合成的最后阶 段加重铬酸钾进行氧化时，他没有得到所希望的白色奎宁结晶，却得到了一 种黑色的粘稠液体。　　柏琴没有灰心丧气，他想看看这种黑色沉淀物到底是什么。于是，他向 瓶子里加了点酒精。顿时，黑色液体沉淀溶解成了鲜艳的紫红色。这一来， 更证明它不会是奎宁。　　试验失败了，但聪明的柏琴却注意到了那鲜艳漂亮的紫红色。他想：能 不能用它来作染料呢？于是，柏琴拿块布片放进去进行试验。结果，布片初 步染成了同样的色彩，而且美观鲜艳，这就是第一种合成染料——苯胺紫。 柏琴获得合成染料的发明专利后，就说服他的父亲，在哈罗附近建起了 一个印染厂。经过改进，生产出一种淡紫色染料，深受女士们的欢迎。就连 当时的英国女王维多利亚也非常喜爱这种颜色，有一次她穿了这种颜色的裙 子出席一个集会，很快产生了强烈的广告效应，人们竞相模仿，风靡一时。 柏琴 35 岁时，就因生产这种染料而成了巨富。后来他不愿再继续经营染料工厂，便重操旧业，开始从事化学研究工作。　　苯胺紫的发现极具偶然性，但这一发现却是化学上的一个重大突破，它 开辟了新的研究道路，也为化学工业和人类生活增添了光彩。材料科学 “灌钢”小考　　世界上，在 1740 年坩埚制钢法发明前，最先进的制钢技术当属中国古代 的“灌钢”冶炼法。“灌钢”又称“困钢”。它是由生铁和熟铁合在一起冶炼得到的一种含碳量较高、质地均匀的优质钢。这种方法在南北朝时期就已经发明。除无名 英雄外，从有关文献的记载上看，这种先进的制钢技术最初的实践者是北朝 东魏北齐间（公元 550 年前后）的著名冶金家綦毋怀文。　　綦毋怀文曾在北齐的信州做过刺史。他炼造了一种“宿铁刀”，这“宿 铁”就是后来的“灌钢”。《北史·艺术列传》中记载：　　“怀文造宿铁刀，其法烧生铁精，以重柔铤，数宿则成刚（钢）。以柔 铁为刀脊，浴以五牲之溺，淬以五牲之脂，斩甲过三十札。”意思是说，怀 文造有宿铁刀。他的方法是选用品位高的铁矿石，冶炼出优质生铁，然后把 液态生铁水灌注到熟铁上，几度熔炼，就变成了钢。炼成后，以熟铁作刀背， 用钢作刀刃，用动物的尿和油淬火。用此法打造的刀，一下可砍断 30 多块叠 在一起的胄甲片。　　从上文中可知，怀文不仅实践了灌钢冶炼法，还创造了畜尿和油脂两种 淬火介质。这是他的一项伟大创新。在他之前，淬火介质均是水。而怀文则　　扩大了淬火介质的使用范围，用不同的介质可以获得不同的冷却速度而生成 不同性能的优质钢。　　灌钢法的发明和推广，具有重要的意义。隋唐时期开始流行，至宋时， 风行全国，并有所创新和改造。沈括在《梦溪笔谈》中，首次提到了“灌钢” 一词：　　“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，封泥炼之， 煅令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”　　至明代，这一技术又有提高。宋应星在《天工开物》中记载了当时的工 艺：　　“凡钢铁炼法，用熟铁打成薄片如指头阔，长寸半许，以铁片束包尖紧， 生铁安置其上（广南生铁名堕子生钢者，妙甚），又用破草覆盖其上（粘带 泥土者，故不速化），泥涂其底下。洪炉鼓鞴，火力到时，生铁先化，渗淋 熟铁之中，两情投合。取出加锤，再炼再锤，不一而足。俗名团钢，亦曰灌 钢者是也。”　　不难发现，明朝灌钢的冶炼方法同宋代大不相同：人们不再用泥封炉， 而改用涂泥的草遮盖；不把生铁片嵌在盘绕的熟铁条中，而把生铁片覆盖在 捆紧的些许熟铁薄片上。这两种方法的改进意义重大。杨宽先生在《中国古 代冶炼技术发展史》一书中做了精辟的分析：“他们不用泥封而用涂泥草鞋 来遮盖，一方面是使炼钢炉依然能够从空气中得到氧，使生铁在还原气氛下 熔化；一方面是使大部分火焰反射入炉内，以提高冶炼温度。他们把熟铁打 成薄片后夹紧捆住，无非使生铁的铁液能够灌到若干熟铁薄片的夹缝中，增 加生铁和熟铁的接触面，使熟铁易于吸收生铁的铁液，能够使碳分均匀地渗 入。”明朝还产生了一种新型的灌钢冶炼法，即“苏钢”冶炼法。　　相传苏钢是由江苏人发明的。唐顺之在其《武编·前编·铁》中对炼法 有简略记载：“以生铁与熟铁并铸，待其极熟，生铁欲流，则以生铁于熟铁 上，擦而入之。”这一方法出现后，在明末、清时盛行。近代仍有用此法者， 而方法又有进步。它的特点是：炼钢时，先将未经煅打的熟铁置于炉内，鼓风加热两分钟。再用火钳夹住铁一端斜放炉口内，再鼓风加热。当温度升到 1300℃时，斜在炉口内的生 铁一端开始熔化，滴铁水，这时，炼钢工人用大铁钳夹住生铁在炉外一端， 左右移动，将铁水均匀淋在熟铁上，同时不停翻动熟铁，使熟铁各部均匀地 吸收铁水。淋两次，将熟铁煅打。去杂质后，即得钢坯，俗称“团钢”。　　以上介绍的“灌钢”的各种工艺是先进的科技成果。正是由于他们的发 明创造，使我国的炼钢技术立于世界之林，成为我国人民的骄傲。“百炼成钢”探源　　百炼成钢是一句成语，比喻只有经过多次的磨炼才能成才。而对于其来 源很少有人问津。其实，百炼成钢这句成语是来自我国古代的一项独特的炼 钢工艺。　　我国在春秋时就有了炼钢生产。而最初的钢都是海绵铁。炼钢时，把海 绵铁放入炉内，让它在受热中渗碳。到一定温度后拿出来煅打，这就是最早 炼成的钢。后来人们在冶炼中发现，反复加热煅打的次数越多，钢件越硬。　　所以，在以后的生产过程中，工匠们都有意地增加煅打加热的反复次数，并 作为一种国家的工艺固定下来了。这就是百炼成钢工艺的起源。　　我国的百炼钢技术的萌芽出现在西汉时期。根据有关学者的考证和对河 北省满城西汉中山靖王刘胜墓中出土的钢剑和错金书刀的分析，这些刀剑均 是用碳钢制成的，而质量大大超过了战国时期的钢制品，含碳不均的现象明 显减少。这都是反复加热锻打的结果。　　东汉时，百炼钢工艺已趋成熟。当时“炼”的工艺分为“三十炼”、“五 十炼”、“百炼”等，从解放后出土的文物中已得到证实：　　1974 年山东临沂地区苍山汉墓出土了一把环首钢刀，刀身刻有“永初六 年五月丙午造州涑大刀，吉羊（祥）宜子孙”，可知是“三十炼”工艺制成， 北京钢院的专家对这把刀进行检测，证实其含碳量为 0.6％～0.7％，是用块 炼铁作原料，加温后反复折叠锻打而成。1978 年，江苏徐州铜山县驼龙山汉墓出土一把钢剑，长 109cm，剑身长88.5cm，宽 1.1～3.1cm，脊厚 0.3～0.8cm。剑把正面有错金铭文：“建初 二年（公元 77 年）蜀郡西工官王惜造五十涑（炼）△△孙剑△。”铭文说明 此剑是用“五十炼”工艺制成的。　　1961 年，日本奈良县栎本东大寺山古墓，出土了一把中国东汉中平年间 制造的大钢刀，上有铭文：“中平△年 5 月丙午，制造支刀，百炼清刚（钢）， 上应星宿，下辟不祥”。可知此刀为“百炼”工艺制成。百炼技术在三国时广为运用。曹操下令工匠为他铸造五把宝刀。工匠经三年完成，其中两把自己留下，余者三把分给三子。 五把刀用三年才完成，可见工艺之复杂。继曹操铸后，儿子曹丕于公元219 年也曾命国家级的冶炼家，挑选最精良的金属为其造兵器。结果炼成三把宝剑、三把宝刀、两把匕首和一把露陌刀。这些兵器都是用百炼工艺制成。 为此，曹丕为五种兵器分别起了名字。同时期，蜀汉、孙吴的百炼技术也很高。刘备让蒲元造了 500 把宝刀，上刻“七十二炼”，也就是说 500 把刀也是经过近百次的反复锻打才铸成的。 魏晋南北朝是百炼钢的鼎盛时期，此后，由于其他炼钢方法的出现被逐 渐取代。而在一些民族地区，从宋代以来，大多用百炼或数十炼的钢制刀。南宋初年，著名学者曾敏行在《独醒杂志》中谈到：　　“我住在湖南时，常常看见瑶族人到寺庙里去拜神。他们瑶族男人每人 都有佩剑。这些剑是黄色的钢铸造的，也只有蛮族部落的人才会造这种剑。 瑶人有个奇特的风俗，每当有人家生了儿子，所有来看孩子的亲戚朋友，都 必须带上一块铁，扔到这家盛有水的木盆里去。孩子长大成人后，在他的婚 礼宴会上，再把这些赏铁的朋友们请来，并拿出木盆里的铁反复炼上一百次， 成了最优质的钢。用这种钢打的剑，一点杂质没有。这样，最初获得铁块的 孩子，长大后便有了一把锋利无比的剑。这剑一挥，就能把树拦腰斩断。有 人曾经访问过那里的老铁匠，他们说造这种剑的钢为‘到钢’，也就是要炼 到一定程度的钢。”　　对于百炼钢的记载，古文献中最详细的是沈括的《梦溪笔谈》，其中有： “予出使至磁州锻坊，欢炼铁，方识其钢。凡铁之有钢者，如面中有筋，濯 尽柔面，则面筋及见，炼钢亦然。但取精铁锻之百余火，每锻称之，一锻一 轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也，虽百炼不轻矣。此乃铁之精纯者，其色 清明，磨宝之，则黯然青且黑，与常铁迥异。”　　试金石的来历　　试金石的说法在日常生活中经常提起，例如??是区别真假马克思主义 的试金石。那么究竟什么是试金石？为什么叫试金石呢？　　试金石是一种坚硬、密度大、表面光洁的黑色石头。通常为含碳的硅质 岩石，还有石黄石髓和蛋白石等矿物成分。它是检验黄金成色的简易工具， 只要用黄金在试金石上画一条纹便可看出黄金的成色。试金石在哪个国家发 现的目前尚无定论。虽然古希腊人在公元前 6 世纪就有文字记载，但我国的 试金石也是自己发现的，并非从国外引进。我国地质界先驱章鸿钊所著《石 雅》一书中认为试金石源于砥砺。公元前的《禹贡》《山海经》《淮南子》 等书中，都能找到有关砥砺的记载。人们采用试金石很可能是受磨刀石的启 发的结果。我国的试金石多来自四川。现在我国用的试金石多是用南京雨花 台一带的雨花石来制作的，只有墨色而质地细润的雨花石才是理想的试金石 原料。话说黄金　　黄金亦称金，是一种密度大、亮黄而有光泽、用途十分广泛的贵金属。 黄金的发现据说是原始的土著人。当时他们并不认识黄金，也不知其价 值，只将其作为普通金属使用。他们把黄金当做是“黄色的石头”。据考证， 目前所知道的记录黄金的最古老的文献是旧约《圣经》。在《圣经》中“创 世纪”的第二章记载着：伊甸园中有一条河，分成 4 支向下游流去。第一条 河叫比安河，环绕着产有黄金的哈比拉地区，这里的黄金属上质。对于人们 发现了黄金的价值的记载也是在《圣经》中。《圣经》中“创世纪”第十三 章记载着：“亚伯拉罕拥有相当多的金银家畜”，由此可见当时人们已经认 识到了黄金是很有价值的财产，把黄金与家畜放在了等同的位置上。把黄金 作为货币使用最早可追溯到公元前 6 世纪的里底亚。里底亚王克罗耶斯考虑 到黄金的稀缺性，因而把黄金制造成货币作为商品交换的媒介。从此以后， 黄金的价值引起了人们重视。在公元前 546 年，波斯消灭了里底亚，也开始 仿效里底亚王克罗耶斯用黄金铸成金币作为商品流通的媒体。公元前 333 年，波斯又被亚历山大帝国消灭，于是希腊广制金币用于商业，并规定个人 可以拥有金币或黄金制品，因此，大批的金匠涌现出来。到了公元前 1 世纪， 黄金制造的装饰品、美术工艺品开始盛行。古罗马在不断的战争中开辟了疆 土，同时把各地的黄金亦作为战利品搜刮回国，并占领了其他国家的黄金产 地，使罗马的黄金存量与日俱增。随着黄金的增多，黄金首饰业也日益兴隆，人们有了佩带黄金首饰的习惯。钢筋混凝土的诞生　　钢筋混凝土是用钢筋做内架的混凝土，它在世界各国的建筑上大显神 通。钢筋混凝土源于法国。法国花匠蒙尼亚经常移植温室花盆中的花，一不 小心就会打碎花盆。他首先用木盆代替，但木盆造价太高。当时水泥已得到 了应用，蒙尼亚使用水泥做花盆。虽然水泥盆较坚硬，但仍容易破裂。1868　　年的一天，蒙尼亚终于想出一个好办法，他在水泥花盆的外面缠上几道铁箍 用以加固，为了花盆美观，他又在那些铁箍外面涂上一层水泥，硬结后，他 发现这种花盆特别坚固，不易破裂。后来，蒙尼亚又用钢丝作骨架，然后在 钢丝骨架外面抹上水泥，硬结后就成了美观坚固的花盆。后来人们把这种方 法应用于建筑，便诞生了钢筋混凝土。古老的建筑材料——砖　　砖是最古老而重要的传统建筑材料，它的出现年代久远。《旧约全书·创 世纪》上说：“他们彼此商量说，来吧，我们要作砖，把砖烧透了。他们就 拿砖当石头，又拿石漆当灰泥。他们说，来吧，我们要建造一座城和一座塔， 塔顶通天??”　　在大约 7000 年以前，砖是用手做的，还没有出现专门用的模子。在耶利 哥城有残存下来的公元前 5000 年的砖，样子像是短短的法式面包。　　砖的作用是建造房屋的。据考证，古巴比伦王国的城市就是用砖砌成的。 以后巴比伦人的建筑技术传给了尔后的亚述人。目前已发现早期的埃及王朝 也是利用砖来建造房屋的。大约在公元前 3500 年，美索不达米亚地区的手工砖，其制作方法是：把砖放进砖窑里烧，而不是放在太阳底下晒。在此之前，砖的尺寸很大。为了 便于烧制，缩小到现在用来盖房子的砖那样大。由于大量生产烧制的砖成本很高，所以烧制的砖在当时主要用于建造建筑物中最重要的部分。建于公元前 2000 年的乌尔城大塔，就主要是用晒干的 砖建的，每隔一段加一层芦席以加强承重能力。烧制的砖只用来砌塔的包层。 随着制砖技术的发展，后来又出现 1 了用上釉的办法烧制出的砖。目前已发现在约公元前 1000 年左右，美索不达米亚人进行过这方面的试验。　　从历史发展看，罗马人制砖的技术是很先进的，他们的技术可能来自埃 及人和希腊人。但在罗马帝国灭亡之后，欧洲的制砖技术便失传了。虽然英 国在 13 世纪已有砖建筑，但是直到亨利八世统治时期才开始广泛地用砖作建 筑材料，而且只用来建造一些显赫的建筑。01玻璃的发明　　关于玻璃——这一现代生活中司空见惯的建筑材料的发明过程，有一段 颇富传奇色彩的故事：　　很久以前的一个阳光明媚的日子，有一艘腓尼基人的大商船来到地中海 沿岸的贝鲁斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。对于这里海水涨落的 规律，船员们并不掌握。当大船走到离河口不远的一片美丽的沙洲时便搁浅 了。　　被困在船上的腓尼基人，索性跳下 1 大船，奔向这片美丽的沙洲，一边 尽情嘻戏，一边等候涨潮后继续行船。中午到了，他们决定在沙洲上埋锅造 饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到可以支锅的石块。有人突然想 起船上装的天然结晶苏打，于是大家一起动手，搬来几十块垒起锅灶，然后 架起木柴燃了起来。饭很快做好了。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时，突 然发现了一个奇妙的现象：只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，十分可爱。　　大家都不知道这是什么东西，以为发现了宝贝，就把他收藏了起来。其实， 这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反 应，形成了玻璃。　　聪明的腓尼基人意外地发现这个秘密后，很快就学会了制作方法，他们 先把石英砂和天然苏打搅拌在一起，然后用特制的炉子把它们熔化，再把玻 璃液制成大大小小的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎，一 些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了大财。　　当然，这个故事是否真实可信，已难以考查，但实际上，早在公元前 2000 年，美索不达米亚人就已开始生产简单的玻璃制品了，而真正的玻璃器皿则 是于公元前 1500 年在埃及出现的。从公元前 9 世纪起，玻璃制造业日渐繁荣。 到公元 6 世纪前，在罗得岛和塞浦路斯岛上已有玻璃制造厂。而建于公元前332 年的亚历山大城，在当时就是一个生产玻璃的重要城市。　　从公元 7 世纪起，阿拉伯一些国家如美索不达米亚、波斯、埃及和叙利 亚，其玻璃制造业也很繁荣。它们当时已能够用透明玻璃或彩色玻璃制造清 真寺用的灯。　　在欧洲，玻璃制造业出现的时间比较晚。在大约 18 世纪之前，欧洲人都 是从威尼斯购买高级玻璃器皿。一个伦敦商人于 1669 年 9 月 17 日寄给威 尼斯玻璃制造商的一封信中写道，“??我们特别需要平的玻璃板，请不要 把包好的镜片玻璃放在装酒杯的箱子底下运输！最好用一两个牢固的箱子仔 细包装??”这种情况随着 18 世纪欧洲人雷文斯克罗特发明一种透明性更好 的铝玻璃逐步改变，玻璃生产业由此在欧洲兴盛起来。纸的起源　　纸的发明，在人类历史上所起的作用是无论如何强调也不会过份的。这 是因为，人类文化的发达，全靠世代流传和不断积累，而传播和积累都离不 开纸。纸是中国四大发明之一，最早的纸并不是人们有意研制成功的，而是对生产中的副产品加以利用和改进的结果。中国很早就开始用蚕茧制成丝绵。 人们先把蚕茧煮后铺在席上，再把席浸在水里，捣烂蚕茧制丝绵。丝绵取下 以后，席上还留下一层薄薄的丝纤维，晒干后就成为纸， 　　西汉时已经有了这种絮纸，它很薄，不适宜书写，产量也很少，不能取 代木简。1957 年中国曾发现了公元前一世纪前后的西汉灞桥纸，这种纸用大 麻纤维制成，比较粗糙。当时技术传播缓慢，它可能没有广泛生产和使用。 公元 105 年，蔡伦把造纸技术改进和提高了。蔡伦，字敬仲，桂阳（今 湖南来阳）人，是汉和帝时的太监，曾负责监制御用器物。他总结了西汉以 来造纸的经验，进行了大胆的试验和革新。在原料上，除用破布、旧针网等 废旧麻类材料外，同时还采用了树皮，从而开拓了一个崭新的原料领域在技 术工艺上，除淘洗、碎切、泡沤原料之外，还开始用石灰进行碱液烹煮。这 是一项重要的工艺革新，既加快了纤维的离解速度，又使植物纤维分解得更 细更散，大大提高了生产效率和纸张的质量。蔡伦把这批纸献给朝廷，大受皇帝赞赏。从此，造纸技术在全国推广起来。造纸技术先传到朝鲜和越南，7 世纪又从朝鲜传入日本，8 世纪中叶才从中亚传到阿拉伯。阿拉伯人在撒马尔汁等地建立的第一批造纸工场，它的造 纸技术是由我国造纸工人亲自传授的。从公元 751 年起，阿拉伯人垄断欧洲 的纸市场有 400 多年。公元 1150 年阿拉伯人征服西班牙，在那里开设了纸厂， 直到公元 1212 年罗马教廷征服了伊斯兰教统治下的西班牙，造纸厂才在欧洲 迅速发展起来。　　在中国造纸技术传入欧洲以前，欧洲是用羊皮和埃及出产的草纸做书写 材料的。是谁发明了避雷针　　避雷针是防止建筑物等遭雷击的装置。现代的高层建筑几乎都有避雷装 置。而避雷针最早是由谁发明的呢？目前大部分书刊都认为是美国学者本杰明·富兰克林最先发明的：1752年 7 月的一个雷雨天，美国学者（英国移民）本杰明·富兰克林冒着生命危 险作了一个震动全球的吸取天电试验。他把一个大风筝飘入高空，当雷电出 现后，挂在风筝线上的金属片便发出电的火花，从而证明了他提出的“闪电 是和物体磨擦时所生成的电相同”的理论观点。同时他又发现了当闪电或雷 击时，可以由导线将雷电导入地下而使建筑物免遭雷击，从而发明了避雷针。 实际上，避雷针在我国出现最早。据《谷梁传》《左传》《淮南子》等 著作记载，在我国南北朝时期即出现了为防止雷击而在建筑物上安装“避雷 室”。宋朝以来，许多建筑物都有不同形式的“雷公柱”。广西真武阁四柱 不落地，德庆县文庙四柱不顶天，都是古代建筑师为使厅堂的人有地方避开雷击，消除了电学上所称“跨步电压”的危险。　　1688 年，法国人马卡连在游历我国后，写了一部书，名叫《中国新事》， 他在书中写道：“??屋顶的四角都被雕饰成龙头的形状，仰着头，张着嘴。 在这些怪物的舌头上有一根金属蕊子，这金属蕊子的末端一直通到地里，如 果有雷打在房屋上，它就会顺着舌头跑到地里，不会产生任何危险。”这说 明我国的避雷针已经同现代的避雷针原理相同。从时间上看，1688 年马卡连 来中国游历，本身已比富兰克林的实验早了 64 年，那么避雷针的出现最早的 应属中国。如果以避雷装置出现的时间而论，中国在南北朝就已经有了。是 谁发明了避雷针已不言自明。其他 动植物分类与《尔雅注》　　提起《尔雅》，人们都说它是中国古代最早的一部解释词语的著作。其 实不然，它同时也是最早的一部动植物分类的工具书。《尔雅》的作者当是 动植物分类图示法的首创者。自从《尔雅》这部著作问世后，人们对动植物 研究时，都把这部书当作必读的教科书。历史上曾记载过这样一件轶事：　　东汉初年的一天，光武帝在灵台大宴群臣。一人上前启奏光武帝：“陛 下圣德无边，天下生灵皆受陛下的恩德。现有一异鼠非同寻常，请陛下观赏。” 说着，便把异鼠献给了皇帝。光武帝一看那“异鼠”，十分高兴。只见它有拳头大小，身上绒毛黑光油亮，又有豹斑花纹作为点缀，两只小眼睛滴溜溜地转。赏毕，回头问献鼠 之人：“你知道它叫什么鼠吗？”献鼠人答不知。又问在场的大臣：“其他人有人知道吗？” 在场的大臣都愣住了，他们面面相觑，不知如何是好。 这时就见终军官窦攸起身答道：“这是鳣鼠，《尔雅》一书有记载。” 光武帝半信半疑，心想名流学者都答不上，你怎么张口就来。于是命人去查看，验证一下是否有此说法。过了一会，秘书官启奏： “窦终军所言不差，《尔雅》确有记载，请龙目御览。” 光武帝一听非常高兴，立赐窦攸帛百匹，对指示五公大臣们说：“今后，你们要好好向窦终军学习《尔雅》，别一问三不知。” 可见，当时人们已把《尔雅》当作了识别动植物的必读书。 由于《尔雅》成书较早，在相传过程中，部分文字脱落，甚至写了错字、别字，再加上文字古朴，后人更难以理解。为此，出现了一批为《尔雅》作 注的人，其中有名的是晋代的郭璞，他的注释广征博引。他通过把自己在实 践中获得的知识与《尔雅》中的内容融汇在一起，对动植物的通名、别名进 行了详尽的注解，并对多种动植物的形态与生态特征作了形象生动的描绘， 丰富了《尔雅》的内容，推动了生物学的发展。例如，《尔雅·释鱼》在讲鲟黄鱼时，仅记名为“鳣”，注有其他解释。但鼻子短，口在颌下，体有斜形甲，没有鳞，同为黄颜色。大的鳣鱼能有二 三丈长，现在江东人称它为黄鱼。”又如，“鼯鼠”在《尔雅·释鸟》仅记其别名是“夷由”，郭璞则注释成：“鼯鼠，形似蝙蝠，肉翅。翅、尾、项、胁部等处的毛为紫红色，背上 的毛为青灰色，腹下的毛为黄色。它的嘴边颌下杂缀着白色。脚短爪长，尾 巴长三尺左右。会飞而且能喂养小鼯鼠。飞翔时，能从高处往下滑翔，但却 不能从下往上起飞。”再如，“柱天”在《尔雅·释草》也只记了别名为“摇车”，并未加以说明。郭璞详解为：“蔓生，细叶，紫花，可食用。现俗称翘摇车。”郭璞 的这些描述，虽然还不够精细，但却大大发展了《尔雅》的分类描述，并为 后来的动植物分类研究奠定了良好的基础。不仅如此，他对生物学的重大贡 献更在于他创造了动植物分类研究的图示法，为后人深入研究动植物提供了 新的途径。郭璞是一位博学多才的人，在许多方面都有建树。当时他在人们的心目中有很高的地位。而当时的地位绝不是凭空得来的。他一生写了许多优美的 文学作品，注释了大量的古籍。他所注释的古籍，除《尔雅》外，还有《山 海经》《穆天子传》《楚辞》《三苍》和《方言》等，为后人留下了丰富的 科技文化遗产。尤其是对《尔雅》的注释，使《尔雅》所包含的分类思想不 仅得以保存，还使得原来难读的《尔雅》，变得易读且能够利用。著名的《证 类本草》，就大量吸收了郭璞注释的《尔雅》的许多成果。而《证类本草》 正是明代医学家李时珍写作的《本草纲目》的蓝本。由此可见，郭璞在人们 心目中的地位是靠自己在多方面的突出贡献而赢得的。DNA 双螺旋的沉与浮　　生物学家们费尽周折后，遗传学诞生了。然而命运对它却是如此的不公 平，当它刚刚出生时，便遭遗弃，几经沉沦，终于成了执掌生物学牛耳的“巨 人”。豌豆杂交试验　　奥地利有一个原本不知名的神父孟德尔，经过了 8 年的“豌豆杂交试验” 后，终于发现了遗传学分离和自由组合规律，从而成为遗传学的开山鼻祖。 孟德尔出生于农民家庭。他从小对植物就产生了极大的兴趣，成年后最 终把注意力集中在豌豆上。因为豌豆有许多品种，它的植株高度、花色、种 皮的颜色等性状非常稳定地传给子一代，作试验非常方便。例如，开红花的 植株与开白花的植株杂交后，下一代总是清一色的红花；圆形种子和皱形种子杂交，下一代总是圆形种子。 为什么在杂交子一代中一个亲代性状隐藏起来了呢？是否永远消灭了？孟德尔又决定做子二代杂交试验。 在子二代中，祖父祖母的性状都出现了，而且是 3∶1，例如红花与白花子二代中为 3/4 红花，1/4 的白花。这就是著名的遗传学第一规律。他依次 又做了 8 年的试验，以极其深邃的思想和独特抽象思维，揭示了遗传的基本 规律，开创了遗传学史上的一个新纪元。苍蝇实验室　　遗传的另一位大师摩尔根曾经和他的学生组成一个思想活跃，工作效率 很高的集团，他们为了进行研究，曾在实验室中喂养着几十万只苍蝇，其目 的是探讨近亲交配的后代的成活率怎样。由于摩尔根谙熟孟德尔的遗传规律，他利用果蝇这个好材料，观察了超过 4000 方只果蝇，得出了性状是一种叫基因的物体控制的，这个“指挥师” 位于细胞内一种被染上颜色的物体——染色体上，从而建立了染色体——基 因理论，奠定了近代遗传学这座大厦的基石。“双螺旋”问世　　摩尔根和他的助手们的遗传染色体理论被人们广泛承认，但毕竟是一种 形式。动植物遗传性状和基因之间有一段脱节，亦即有一段空白令人迷惑不 解。染色体上必有一个内涵物，来承担这种驻关把守的角色。这个内涵物由于细胞核内有酸性，所以叫核酸。很久以前就发现了它，但 70 年来无人问津。1944 年美国科学家艾弗里发现，核酸似乎是遗传性状 的载体。他进行了一项试验，把由多糖构成外壳的微生物取来，从中分离出 核酸然后又把这种核酸“注射”到没有外壳的一种同类微生物内，结果奇观 出现了。那原先没有外壳的微生物，居然长出外壳来了。而且，这种从外界 得来的特性，竟然又一代代地传下来了。　　艾弗里的试验，激起了科学家们的兴趣，也坚定了他们研究核酸的信心。 半个世纪以来，科学家为指示核酸的结构进行了顽强的奋斗， 1953 年底， 英国物理学家克里克与美国生物学家瓦特森收集了所有核酸的研究资料，提出 DNA 双螺旋模型，引起了生物学的巨大革命。 按二人的假设，那脱氧核糖核苷酸彼此成对结合组成梯子，而磷酸留在外面组成“扶手”碱基像楼梯一样，级级升高。在相互联结中表现出一个主 要的原则，即碱基配对，也叫碱基互补。　　DNA 双螺旋一问世，震惊了世界各国的科学家。这是近百年来生命科学 的最大进步。　　试读“天书”　　核酸就像一部“天书”，隐含着生命的全部秘密。只有识破这部天书， 才可能解开生命之谜。　　脱氧核糖核酸贮存着生物的全部遗传信息。这些信息以怎样的形式来表 达的呢？　　整个生命世界就像电报一样靠另一套遗传密码，保持稳定的世代相传。 它能一字不漏地将遗传性状传给子孙后代。科学家曾从古墓中得到莲子，然后加以培育，结果跟现代荷花一样。 不久前，有人把 5000 多年前埃及的木乃伊拿来研究，发现其中生物大部分蛋白质，和现代人几乎没有差别。 几千年来，人已更换了一二百代，植物更换了几千代。而生物代代变迁，但却不丧失其特性，为什么？因为这一套密码规范了它的行为，所以变化很 小。　　DNA 是由 4 种核苷酸组成的。遗传密码就寓于这 4 种核苷酸无限多样的 排列顺序中。它们呈线性排列，300～2000 个核苷酸碱基对组成一个信息功 能单位，即一个基因。在 300～2000 个字母数目范围内变换花样，能编出多少个词汇呢？单是4 个核苷酸本身就有 64 种不同的排列方式，一股 100 个核苷酸链，就有 1056种排列。　　因此，DNA 上贮存着惊人的信息量，就像宇宙一样无穷大。DNA 碱基与氨 基酸两者有什么对应关系呢？人之初，性本善，性相近??如果读成人之，初性本，善性相??又会如何？
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