智慧的闪电--世界发明史话-第19章

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汽机不同的是：气缸上有两个蘑菇形的气门，一个为进气门，另一个为排气　

门。为了定时开启这两个气门，在内燃机内设置了一根由曲轴带动的凸轮轴，　

对应每个气门，凸轮轴上就有一个相应的凸轮，当凸轮的较多部位转到与气　

门杆的端部接触时，气门便被推开；当凸轮较高部位转过去后，气门便在气　

门弹簧的作用下关闭。　

　　　　　奥托的内燃机在当时可算得上最出色的动力机械了，本身小巧紧凑，运　

转较平稳，费用较低。但在当时却未能得到广泛采用，这主要是由于它需要　

一个较大的煤气发生炉给它提供煤气。因此，在重量、体积和起动前的准备　

工作等方面与蒸汽机相比，优越性就不太多。加之内燃机刚出现，故障较多，　

人们对它的兴趣也就不大了。　

　　　　　事隔不久，另一种比它好的内燃机出现了，这就是现代汽车上装用的汽　

油机的原型。当时，好几个国家都先后有人造出了这种内燃机。不过，较有　

代表性和很快得到实用的是1882年由德国人戴姆勒造出的汽油内燃机。　

　　　　　从汽油内燃机这一名称，即可想到它用的燃料就是汽油。将汽油用于内　

燃机，首先遇到的是如何将液体的汽油与空气均匀而迅速地混合起来，形成　

很好的可燃混合气，供给内燃机工作。为此戴姆勒创造了一个化油器。化油　

器的基本原理就是利用内燃机进气过程中，气流通过化油器中的一个“喉管”　

将汽油吸出并吹散，而形成混合气的。　

　　　　　戴姆勒的汽油机转动起来了，一条惊人的消息轰动了欧洲：这台汽油机　

创造了当时令人难以置信的高转速——每分钟1000多转。这样的转速在我们　

现在看来实在很平常，但那时人们所见过的只有每分钟200多转的蒸汽机，　

自然认为这是十分了不起的事了。　

　　　　　石油里的汽油可供汽油机用，剩下的部分还有没有可作内燃机燃料的　

呢？新的探索又开始了。　

　　　　　石油加温后，汽油被蒸馏出去了，再将温度升高一些，另一种油——柴　

油又被蒸馏出来。柴油不易蒸发，也难以用气流来吹散它。要使它与空气形　

成易燃混合气，只好另找途径。　

　　　　　1893年，一个叫狄赛尔的德国人首先造出了一台用柴油作燃料的内燃　

机，并于1897年制成压燃式的柴油机及其喷油装置。后来，由于制做经验不　

成熟却忙于向各国推销，第一批20台售出后纷纷退货。但是柴油机固有的优　

点却得到不断完善和发展。在1904年已有近千台50—100马力的柴油机在使　

用。1908年至1914年间，有6个国家的潜艇采用柴油机驱动，这是柴油机　

取得发展的重要标志。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　光明之源——发电机　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1866年）　



　　　　　发电机的发明，是以电磁学的创立为理论基础的。而奠定电磁学的实验　

基础的，是英国化学家和物理学家法拉第。　

　　　　　法拉第由于家庭贫困，只上过两年小学，12岁就上街卖报，13岁到一个　

书商兼订书匠的家里当学徒。他求知欲望十分强烈，利用订书的空闲时间，　


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如饥似渴、废寝忘食地阅读了许多有关自然科学方面的书籍。他在听过大化　

学家戴维的科学讲演以后，把整理好的讲演记录送给戴维，并且附信，表明　

自己愿意献身科学事业，进行“毛遂自荐”，结果如愿以偿。他22岁当了戴　

维的实验助手。　

　　　　　1820年，奥斯特发现了电流对磁针的作用，法拉第敏锐地认识到它的重　

要性。1821年，法拉第在日记中写下了一个设想：用磁生电。到1831年他　

终于发现，一个通电线圈产生的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流，但　

是当通电线圈的电流刚接通或中断时，另一个线圈中的电流指针有微小偏　

转。法拉第抓住这个发现反复做试验，证实了当磁作用力发生变化时，另一　

个线圈中就有电流产生。　

　　　　　法拉第发现线圈在磁场运动中可以产生电流，指明了制造发电机的原　

理。按照这个原理，最初制造的几种发电机都用永久磁铁提供磁场，用蒸汽　

机带动线圈转动。从1840年到1865年，已经有庞大笨重的永久磁铁发电机　

在运转。这种发电机的磁场太弱，发电效率很低。1866年，德国工程师西门　

子发明了一种发电机，它能够提供强有力的电流。　

　　　　　西门子年轻的时候曾经在炮兵中工作，熟悉新发展起来的电报。1847年　

他成立西门子公司，从事生产电报设备和建立电报线路的工作。西门子公司　

不单是生产现成设备，它还有科学实验室。这个实验室发明了用于电报线的　

树胶绝缘体和电报装置中的电枢引铁等。实验室的种种发明大大推动了公司　

的业务活动。为了解决德国电镀工业对电力的大量需要，在西门子的指导下，　

1866年公司实验室研制成功用电磁铁代替永久磁铁的自激磁场式发电机。这　

种新型发电机效率高，发电容量大，成为现代电力工业的基石。　

　　　　　有了发电机，发电厂相继建立起来，输电网也随着出现。发电机的诞生　

标志了人类开始进入电气时代。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　诺贝尔与安全炸药　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1867年）　



　　　　　提到诺贝尔，人们都会想起诺贝尔奖金来。而诺贝尔奖金的设立，又是　

与安全炸药的发明联在一起的。　

　　　　　诺贝尔是一位瑞典人，他父亲专门从事硝化甘油炸药的生产和销售。硝　

化甘油是意大利化学家索布雷罗在1846年发明的，这是一种油样的液体，稍　

受冲击便会发生猛烈的爆炸。因此，老诺贝尔的工厂一再发生爆炸事故，死　

伤了好几个人，其中包括诺贝尔的哥哥。老诺贝尔也因操劳过度得了中风病　

而卧床不起。　

　　　　　诺贝尔继承了父亲的事业，开始经营这家工厂，但爆炸事故仍不断发生。　

诺贝尔下决心研究新的安全炸药。当时，工厂的硝化甘油都采用铁皮罐子盛　

装，然后装箱外运。装箱时在铁罐中间用锯末塞紧，防止震动。但由于硝化　

甘油含有杂质，容易腐蚀铁板，因此经常出现铁罐穿孔、液体外流的现象。　

于是，他改用一种善于吸收液体的硅藻土来充填铁罐间的空隙。有一次，工　

人偶然打开一个箱子，看到铁罐里的硝化甘油漏空了，但一点也没有流到箱　

子外面去。原来液体被硅藻土吸收了，成了硬块。这种硬块无论怎样碰撞，　

也不会爆炸。　

　　　　　这个现象使诺贝尔受到启发，由此发明了“达纳”炸药，并于1867年取　


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得了专利权。但是硅藻土是一种惰性材料，在爆炸过程中，它会吸收硝化甘　

油气化时产生的部分热量，从而影响爆炸力。硅藻土炸药受潮后，硝化甘油　

还能从中析出，影响有效成份的含量。　

　　　　　诺贝尔决心研制出一种既安全、爆炸力又强的新型炸药。　

　　　　　1875年的一天，诺贝尔在实验室工作时，手指被割伤，他顺手拿了一小　

团珂珞酊棉敷在伤口上。那一夜，他因手指疼痛末能入睡，躺在床上默想着　

实验配方问题。他曾对250余种硝化纤维做了实验，都未获得满意的结果，　

他这时忽然想到：用敷手的这种硝化不完全的珂珞酊棉试试，看效果怎样。　

　　　　　于是，诺贝尔凌晨4点钟就来到实验室，又进行了一次新的实验。试验　

成功了，诺贝尔制出了新的炸药样品。他把硝化甘油与不同的火药棉相配，　

得到了几种胶体炸药。这种炸药效力高，造价低，安全可靠，成为当时最理　

想的炸药。　

　　　　　但这种炸药有一个缺点，就是不易起爆。于是，研制引爆剂与引爆装置　

又成了一个亟待解决的问题。　

　　　　　这一年，诺贝尔通过研究当时的一些有机化学资料，发现了德国化学家　

李比希在1822年至1823年间发现雷酸的有关研究成果。雷酸的盐类具有猛　

烈的爆炸特性，其中以雷酸汞最为显著。但是与硝化甘油相比，它的敏感性　

又要比硝化甘油小。能否用雷酸汞制成一种引爆装置呢？经过一段时间试　

验，诺贝尔终于制成了一个最初的引爆装置——一个在里面装有雷酸汞的“雷　

管”。与此同时，他又制成了一种引火装置——导火索。　

　　　　　这年年底，他决定进行一次新的试验。当他把安全烈性炸药、雷管和导　

火索一一装好之后，把导火索点燃，然后所有人员立即撤出试验区。一会儿，　

霹雳一声巨响，瓦砾四起，浓烟弥漫，实验室炸毁了，实验成功了！由于诺　

贝尔离实验室太近，他被飞溅的瓦砾打得遍体鳞伤。他顾不得伤痛，从废墟　

中爬出来，狂呼跳跃，庆贺他耗资巨大、几经失败、历时11年之久的安全烈　

性炸药实验终于取得了成功。　

　　　　　诺贝尔的安全烈性炸药、雷管等发明之后，瑞典、英国、德国、法国等　

国家争相给予他专利权，世界各国争相购买新的安全炸药。到19世纪70年　

代，诺贝尔本人所经营的生产企业，已遍布近20个国家。诺贝尔本人因此成　

为百万富翁。　

　　　　　1868年2月，瑞典科学院给诺贝尔父子颁发了金质奖章，以表彰他俩，　

特别是诺贝尔本人在安全炸药的发明中所建立的卓越功勋。　

　　　　　有了金钱和荣誉，诺贝尔并未沉湎于安乐和享受。为了推动火药的研制　

和发展，他在瑞典、英国、法国、德国、意大利都建有设备完善的实验室。　

然而，他在各处的住房却极为简朴。他说：“我的家就是我的工作场所，而　

我则到处工作。”他终身未娶，始终奔走于他在欧洲各国的实验室和企业之　

间，他因此被称为“欧洲最富有的流浪汉”。　

　　　　　诺贝尔终生献身于火药研制这一冒险事业，他的初衷原在于向死神夺取　

烈性炸药中那种征服自然和改造自然的伟大力量。他的科学成果虽然也被用　

于和平建设事业，但却在更大程度上用于战争。诺贝尔对此深恶痛绝，并为　

此深感遗憾。　

　　　　　多年的冒险实验损坏了诺贝尔的健康，1896年12月，65岁的诺贝尔已　

处于生命垂危之中。但是，他仍然为自己的发明给人类带来的灾祸而深感内　

疚。临终时，他嘱托亲友，从他的遗产中提取920万美元作为基金存入国家　


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银行，以其每年的利息20万美元作为奖金，奖励给各国每年在科学事业和和　

平事业中作出杰出贡献的科学家和社会活动家。这就是举世闻名的诺贝尔奖　

金。　

　　　　　自1901年起，由瑞典科学院主持每年在世界范围内从生理、医学、化学、　

物理和文学等方面选出前一年最突出的一项成就，分别授予约相当于10万美　

元的奖金。这项奖金被现代人公认为是科学家的最高荣誉。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　火车自动挂钩的发明　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1867年）　



　　　　　我们今天看到一列长长的火车奔驰而过时，都知道各车厢之间是用自动　

挂钩连接起来的。但在19世纪中叶之前，这种挂钩还没有发明，那时连结各　

车厢的方法是用铁链子拴起来。这种办法很笨重，不仅费时费力，而且很不　

牢固，特别是一遇到列车爬坡，车厢容易脱节，往往导致翻车事故。　

　　　　　发明火车自动挂钩的是美国人哈姆尔特·詹内。詹内原来是个铁路工人，　

他看到工人们为了连接或分开一列火车的车厢，总要爬上爬下，用铁链子缠　

来绕去，工作非常艰苦，还容易发生挤伤手脚的事故，便决心发明一种新的　

连接方法，以减轻工人的劳动强度。　

　　　　　1867年的一天，詹内从一个货运站回家，他边走边在思考着火车挂钩的　

问题。突然，一群孩子挡住了他的去路，原来这些孩子正在做游戏。只见他　

们先是互相追逐，很快又变成两人一对，面对面，脚顶脚，胳膊伸直，手指　

弯曲着钩连在一起，身子向后倾斜着转圈，并不时发出阵阵欢快的笑声。　

　　　　　詹内站在旁边看得着了迷，他从孩子们手拉手的方法中得到启示，他想：　

　“要是能发明一种装置，像两只手一样钩连起来，问题不就解决了吗？”