仪器发明故事

『壹』 有关于科学家发明、发现的小故事。

有关于科学家发明、发现的小故事：

一、雷达

在一九四七年一月号的英国奋勉杂志上，有个科学家发表了一篇很搞笑的文本，给我们解释蝙蝠在黑暗中如何指导自己飞行，不论如何黑暗，如何狭窄的地方，绝不碰壁，这是什么原因?它怎样明白前面有无障碍呢?

关于这事有两位美国生物学家格利芬和迦朗包在一九四○年已经证明，蝙蝠能够避免碰撞，是藉一种天然雷达，但是是声波代替电磁波，在原理方面完全相仿。从蝙蝠口中发出一种频率极高的声波，超过人类听觉范围以外。

二位科学家用一种特制的电力设备，在蝙蝠飞行时，将它所发的高频率声波记录出来。这种声波碰到墙上，必然折回，它的耳膜就能分辨障碍物的距离远近，而向适宜方向飞去。蝙蝠传输声波也像雷达一样，都是相距极短的时间而且极有规则。

并且每只蝙蝠，有其固有的频率，这样蝙蝠可分清自己的声音，不至发生扰乱。因这缘故，蝙蝠飞行之时，常是张口，假如你将它口紧闭，它便失去指挥作用，假如堵上它的耳朵，便要撞到墙上，无法飞行。这个搞笑的实验，道破了它的秘密。

二、富兰克林

1752年6月的一天，美国费城郊区，乌云密布，电闪雷鸣，在一块宽阔的草地上，有一老一少两个人正兴致勃勃地在那里放风筝。突然，一道闪电劈开云层，在天空划了一个“之”字，接着一声雷响，雨点就倾泻下来了。只见老者大声喊道：“威廉，站到那边的草房里去，拉紧风筝线。”

这时，闪电一道亮过一道，雷鸣一声高过一声。突然威廉大叫：“爸爸，快看!”老者顺着儿子指的方向一看，只见那拉紧的麻绳，本来是光溜溜的，突然怒发冲冠，那些细纤维一根一根都直竖起来了。他高兴地喊道：“天电引来了!”他一边嘱咐儿子小心，一边用手慢慢接近接在麻绳上的那把铜钥匙。

突然他象被谁推了一把似地，跌到在地上，浑身发麻。他顾不得疼痛，一骨碌从地上爬起来，将带来的莱顿瓶接在铜钥匙上。这莱顿瓶里果然有了电，而且还放出了电火花，原来天电和地电是一个样子!他和儿子如获至宝似地将莱顿瓶抱回了家。

这捕获天电的人就是富兰克林和他的儿子威廉。富兰克林不仅是一位伟大的科学家，还是一位杰出的政治家和外交家，他是《独立宣言》的发起人之一，是美国第一任驻外大使。

三、阿基米德

阿基米德出生在叙拉古的贵族家庭，父亲是位天文学家。在父亲的影响下，阿斯米德从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论。长大后飘洋过海到埃及的山历山大里亚求学。他向当时著名的科学家欧几里德的学生柯农学习哲学、数学、天文学、物理学等知识，最后通古博今，掌握了丰富的希腊文化遗产。

在亚历山大里亚求学期间，他经常到尼罗河畔散步，在久旱不雨的季节，他看到农人吃力地一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地，他便创造了一种螺旋提水器，通过螺杆的旋转把水从河里取上来，省了农人很大力气。它不仅沿用到今天，而且也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。

四、诺贝尔
诺贝尔的父亲是一位颇有才干的发明家，倾心于化学研究，尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格，他经常和父亲一起去实验炸药。多年随父亲研究炸药的经历，也使他的兴趣很快转到应用化学方面。他开始了对硝化甘油的研究。

这是一个充满危险和牺牲的艰苦历程。
死亡时刻都在陪伴着他。在一次进行炸药实验时发生了爆炸事件，实验室被炸的无影无踪，5个助手全部牺牲，连他弟弟也未能幸免。这次惊人的爆炸事故，使诺贝尔的父亲受到了十分沉重的打击，没有多久就去世了。

他的邻居们出于恐惧，也纷纷向政府控告诺贝尔，此后，政府不准诺贝尔在市内进行实验。
但是诺贝尔百折不挠，他把实验室搬到市郊湖中的一艘船上继续实验。

经过长期的研究，他终于发现了一种非常容易引起爆炸的物质--雷酸汞，他用雷酸汞做成炸药的引爆物，成功地解决了炸药的引爆问题，这就是雷管的发明。它是诺贝尔科学道路上的一次重大突破。

五、巴普洛夫

小时候，巴甫洛夫和他的弟弟一起挖种苹果树的坑，坑已经挖好了，父亲一看，说位置不对，重新再挖。弟弟放下铁锨不干了，而巴甫洛夫却又挖了起来，手上磨了血泡也不管，一直到把坑挖好，种上苹果树才歇手。

后来，巴甫洛夫成为生理学家，成天在实验室里研究狗的条件反应。他常常用自己的工资去买实验用的狗。在解剖狗时，一干就是四、五个小时。他非常细心地数着从玻璃管中流出来的狗的唾液，详细地记录在笔记本上。一位新来的助手数了一会儿，就感到单调、厌倦。

而巴甫洛夫却郑重地对他说： "如果科学需要，就数他十年、二十年!"巴甫洛夫在八十七岁高龄时，得了肝炎，后又患肺炎，但他仍在做"科学的苦工"。他还为自己作为一个科学家没有完全尽到对人类的义务感到十分遗憾。

『贰』 科学发明和发现的故事

在很久以前没有发明灯泡的时候，很多人晚上的照明一般是使用蜡烛灯、煤油灯等，那时候的爱迪生内心十分的苦恼，他决心要发明一种能够耐用的光线明亮的灯泡。爱迪生失败了一次又一次。
几年之后爱迪生失败的经历被许多的人嘲笑，认为他是做白日梦，尤其是认为爱迪生做了很多失败的实验。面对别人的质疑和不信任，爱迪生却并没有放弃灯丝实验计划，反而以此为动力继续展开自己的科学实验，于是又试验了一种碳化棉签作为灯丝材料，把灯泡中抽成真空，这种材料还是坚持很久，可是在四十五小时不久就烧断了，但是爱迪生已经兴奋不已了，他已经尝试了超过六千多次的实验了，而这一次无疑是找到突破点。
爱迪生又开始进行了灯丝实验，功不负有心人，他发现了钨丝可以作为电灯材料，为此他欣喜若狂，这种材料是灯泡的绝佳材料，发出的光线十分的明亮，又不易烧断适合长期使用。如此灯泡便慢慢的进入了寻常百姓家，成为我们夜晚中必备的照明工具。

彭奈迪脱斯与“安全玻璃”

彭奈迪脱斯是法国著名的化学家，一次偶然的机会触发了他的灵感，使他研究制成了“安全玻璃”。那是1907年的事，一天，彭奈迪脱斯正在实验室里整理仪器，不小心将一只玻璃瓶子打翻在地。这下可完了！然而，出乎意外的是，瓶子并没有裂成碎片，只是出现了一些裂痕，他随手又拿出一只洗净的瓶子，轻轻地向地上摔去。这次，玻璃瓶子却被摔得粉碎。两只瓶子的情况为何如此不同呢？彭奈迪脱斯一时难以找到答案。
时隔数天，报上注销了一起车祸，横飞的玻璃碎片击伤了乘客，使彭奈迪脱斯深感痛心。他不由得联想起那只破而不碎的瓶子，决心搞个水落石出。他重新找到那只瓶子，仔细观察，原来那是一只盛过某种药水的瓶子，药水蒸发后在瓶的内表面结下了一层坚韧透明的薄膜，看来，正是这层薄膜对瓶子起着保护作用。经过多次试验，他终于找到了一种附着力强、透明度好的合适涂料。后来，他又用涂料将两层玻璃粘合在一起，发现其防止破碎的性能更好。这样，“安全玻璃”终于诞生了。

圆珠笔的发明者

匈牙利记者比罗某次写稿的时候，一不小心把稿纸划破了。他想，要是把笔尖换成圆珠就好了。于是，比罗去请教化学家奥基。奥基说：“笔尖换成圆珠没问题，可是圆珠的周围能漏出墨水才可以写字呀！”比罗想，如果让圆珠转动的时候控制墨水的流量不就行了吗？他开始反复地试验。终于发明了依靠圆珠的转动送出墨水的新笔--圆珠笔。圆珠笔用起来非常方便，价格又很便宜，所以很快就在全世界流行起来。

『叁』 张衡发明地动仪的故事

公元132年（阳嘉元年），张衡在太史令任上发明了最早的地动仪，称为候风地动仪。据《后汉书·张衡传》记载：地动仪用精铜铸成，圆径八尺，顶盖突起，形如酒樽，用篆文山龟鸟兽的形象装饰。中有大柱，傍行八道，安关闭发动之机。

它有八个方位，每个方位上均有一条口含铜珠的龙，在每条龙的下方都有一只蟾蜍与其对应。任何一方如有地震发生，该方向龙口所含铜珠即落人蟾蜍口中，由此便可测出发生地震的方向。经过试验，与所设制，符合如神，自从有书籍记载以来，是没有过的。

曾经一龙机发，地不觉动，雒阳的学者都责怪不足信，几天之后，送信人来了，果然在陇西地发生地震，众人于是都服其神妙。自此之后，朝廷就令史官记载地动发生的地方。

关于地动仪的结构，流行的有两个版本：王振铎模型，即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体，控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型已被基本否定。 另一种模型由地震局冯锐提出，即“都柱”是悬垂摆（见袁宏《后汉纪》），摆下方有一个小球，球位于“米”字形滑道交汇处（即《后汉书·张衡传》中所说的“关”），地震时，“都柱”拨动小球，小球击发控制龙口的机关，使龙口张开。

另外，冯锐模型还把蟾蜍由面向樽体改为背向樽体并充当仪器的脚。该模型经模拟测试，结果与历史记载吻合。

世界上地震频繁，但真正能用仪器来观测地震，在国外，是19世纪以后的事。候风地动仪是世界上的地震仪之祖。虽然它的功能尚只限于测知震中的大概方位，但它却超越了世界科技的发展约1800年。

(3)仪器发明故事扩展阅读：

在科学发明创造方面，张衡更是对中国和世界文化做出了极大贡献。中国的浑天仪，从公元前一世纪中叶起，开始了迅速的发展。西汉的耿寿昌发明了最早的浑天仪。公元125年左右张衡在耿寿昌、傅安和贾逵的基础上，加上地平环和子午环，制作成了完整的浑天仪。

李约瑟给予了很高的评价：“张衡是演示用浑仪（中间装有地的模型）的首创者，同时又成功地利用水力来运转浑仪（包括观测用）上的环圈，他用一种方法把演示和观测两者的效用结合起来了。自此以后，这两种浑仪的制用方法经过几百年都没有多少改变”；“据我们所知，关于浑仪的资料，以张衡的《浑仪》一书的残篇为最古（约公元125年）。”

他还创制成功了世界上最早的用水力转动的浑天仪（亦名浑象）。根据《宋书·天文志》记载，该浑天仪至东晋犹存。张衡在公元132年制造了测定地震的候风地动仪，非常科学和准确，史称“验之以事，合契若神”。此外张衡还制造了三轮自转车、指南车、自飞木雕等。

『肆』 张衡发明地动仪的故事

那个时期，经常发生地震。发生一次大地震，就会给老百姓和国家带来很多的伤害。当时的皇上和老百姓都把地震看作是不吉利的征兆，张衡却不信神邪，他对记录下来的地震现象经过细心的考察和试验，发明了一个能测出地震的仪器，叫做"地动仪"。

地动仪是用青铜制造的，形状像一个酒坛，四围铸着八条龙，龙头伸向八个方向。公元138年2月的一天，地动仪正对着西方的龙嘴突然张开来，吐出了铜球，过了没几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，连山都有崩塌下来的。

地动仪：

1.是汉代科学家张衡制作的测量地震的仪器，地动仪由青铜铸成，外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器内部中央立着一根铜质都柱；仪体外部周围铸着八条龙，按东，南，西，北，东南，东北，西南，西北八个方向布列。

2.龙头和内部信道中的发动机关相连，每个龙头嘴里衔有一粒小铜珠。地上对准龙嘴处，蹲着八个铜蟾蜍，昂着头，张着嘴。

3.据学者们考证，张衡在当时已经利用了力学上的惯性原理，“都柱”实际上起到的正是惯性摆的作用。同时张衡对地震波的传播和方向性也一定有所了解，这些成就在当时来说是十分了不起的，而欧洲直到1880年，才制成与此类似的仪器，比起张衡的发明足足晚了一千七百多年。

4.关于地动仪的结构，目前流行的有两个版本：王振铎模型（1951年），即“都柱”是一个类似倒置酒瓶状的圆柱体，控制龙口的机关在“都柱”周围。这一种模型最近已被基本否定。

『伍』 仪器有些什么样的发明故事

仪器通常用于科学研究或技术测量、工业自动化过程控制、生产专等用途，一般来说专用于属一个目的。仪器构造较为复杂，属于高新技术产品，由多个部件组成的。仪器体积、重量、形状有各种各样，最小的可以直接拿在手中操作，较大体积的仪器一般被称为装置或设备。精密仪器隶属于仪器科学与技术一级学科，与信息科学与技术密切相关，它能够改善、扩展或补充人的官能。人们用感觉器官去视、听、尝、摸外部事物，而时钟、显微镜、望远镜、温度计等仪器仪表可改善和扩展人的这些官能，让人们对世界有了更新的认识。

19世纪到20世纪，工业革命和现代化大规模生产促进了新学科和新技术的发展，后来又出现了电子计算机和空间技术等，仪器仪表因而也得到迅速的发展。现代仪器仪表已成为测量、控制和实现自动化必不可少的技术工具。

『陆』 张衡发明地震仪的故事

地动仪用精铜制成，圆经八尺，合盖隆起，形似酒樽。表面作金黄色，上部铸有八条金龙，分别伏在东、西、南、北及东北、东南、西北、西南八个方向。龙倒伏，龙首向下，龙嘴各衔一颗小铜球，与地上仰蹲张嘴的蟾蜍相对。地动仪空腔中央，立一根铜柱，上粗下细。铜柱周围有八根横杆，称为“八道”，各与一龙头相连。铜柱是震摆装置，八道用来控制和传导铜柱运动的方向。在地动仪受到地震波冲击时，铜柱就倒向发生地震的方向，推动同一方向的横杆和龙头，使龙嘴张开，铜球下落到蟾蜍嘴中，并发出响声，以提示人们注意发生了地震及地震的时间和方向。
一颗珠子放在平台上，如果将哪方稍微往下一按，珠于就向哪方滚动。又如我们点亮一支蜡烛，将它放在一张不平的桌子上，它总会向低的一方倒。地动仪就是根据这些简单的原理设计的。地动可以传到很远的地方，只不过太远了人就感觉不到了，但地动仪能准确地测到。

遗憾的是关于张衡浑天仪中的动力和传动装置的具体情况史书没有留下记载。
张衡写的有关浑天仪的文章也只留存片断。这片断中也没有提及动力和传动装置
问题。近几十年来，人们曾运用现代机械科技知识对这个装置作了一些探讨。最
初，人们曾认为是由一个水轮带动一组齿轮系统构成。但因有记载明言浑天仪是
“以漏水转之”，而又有记载明言这漏水又是流入一把承水壶中以计量时间的。因
此，就不能把这漏水再用来推动原动水轮。所以，原动水轮加齿轮传动系统的方
案近年来受到了怀疑。最近有人提出了一种完全不同的设计。他们把漏壶中的浮
子用绳索绕过天球极轴，和一个平衡重锤相连。当漏壶受水时壶中水量增加，浮
子上升，绳索另一头的平衡锤下降。这时绳索牵动天球极轴，产生转动。此种结
构比水轮带动齿轮系的结构较为合理。因为(i)张衡时代的齿轮构造尚相当粗糙，
难以满足张衡浑天仪的精度要求。(ii)这个齿轮系必含有相当数量的齿轮，而齿
轮越多，带动齿轮旋转的动力就必须越大。漏壶细小缓慢的水流量就越难以驱动
这个系统。(iii)更关键的是前面已提到的漏壶流水无法既推动仪器，又用于显
示时刻。而浮子控制的绳索传动就可避开上述三大困难。人们已就此设想做过小
型的模拟实验。用一个直径为6.5厘米，高3.5厘米的圆柱形浮子和一块27克重的
平衡重锤，就可通过绳索带动质量为1040克的旋转轴体作比较均匀的转动。其不
均匀的跃动在一昼夜中不过数次，且跃动范围多在2°以下，这种误差在古代的
条件下是可以允许的。因此，看来浮子- 平衡重锤- 绳索系统比原动水轮- 齿轮
系统的合理性要大一些。不过，张衡的仪器是个直径达1米以上的铜制大物。目
前的小型实验尚不足以保证在张衡的仪器情况下也能成功，还有待更进一步的条
件极相近的模拟实验才能作出更可信的结论。

不管张衡的动力和传动系统的实情究竟如何，总之，他是用一个机械系统来
实现一种与自然界的天球旋转相同步的机械运动。这种作法本身在中国是史无前
例的。由此开始，我们诞生了一个制造水运仪象的传统，它力图用机械运动来精
确地反映天球的周日转动。而直到20世纪下半叶原子钟发明和采用之前，一切机
械钟表都是以地球自转，亦即天球的周日转动为基础的。所以，中国的水运仪象
传统乃是后世机械钟表的肇始。诚然，在公元前4世纪到公元前1世纪的希腊化时
代，西方也出现过一种浮子升降钟(anaphoric clock)，它的结构和最近人们所
设想的浮子- 平衡锤- 绳索系统浑天仪相仿，不过其中所带动的不是一架天球仪，
而是一块平面星图。可是在随后的罗马时代和黑暗的中世纪，浮子升降钟的传统
完全中断而消失。所以，中国的水运仪象传统对后世机械钟表的发展具有极其重
要的意义。而这个传统的创始者张衡的功绩自然也是不可磨灭的。

从当时人的描述来看，张衡浑天仪能和自然界的天球的转动配合得丝丝入扣，
“皆如合符”，可见浑天仪的转动速度的稳定性相当高。而浑天仪是以刻漏的运
行为基础的。由此可以知道，张衡的刻漏技术也很高明。

刻漏是我国古代最重要的计时仪器。目前传世的三件西汉时代的刻漏，都是
所谓“泄水型沉箭式单漏”。这种刻漏只有一只圆柱形盛水容器。器底部伸出一
根小管，向外滴水。容器内水面不断降低。浮在水面的箭舟(即浮子)所托着的刻
箭也逐渐下降。刻箭穿过容器盖上的孔，向外伸出，从孔沿即可读得时刻读数。
这种刻漏的计时准确性主要决定于漏水滴出的速度是否均匀。而滴水速度则与管
口的水压成正比变化。即随着水的滴失，容器内水面越来越降低，水的滴出速度
也会越来越慢。

『柒』 科学发明和发现的故事有哪些

1、爱迪生

在很久以前没有发明灯泡的时候，很多人晚上的照明一般是使用蜡烛灯、煤油灯等，那时候的爱迪生内心十分的苦恼，他决心要发明一种能够耐用的光线明亮的灯泡。爱迪生失败了一次又一次。

几年之后爱迪生失败的经历被许多的人嘲笑，认为他是做白日梦，尤其是认为爱迪生做了很多失败的实验。面对别人的质疑和不信任，爱迪生却并没有放弃灯丝实验计划，反而以此为动力继续展开自己的科学实验。

于是又试验了一种碳化棉签作为灯丝材料，把灯泡中抽成真空，这种材料还是坚持很久，可是在四十五小时不久就烧断了，但是爱迪生已经兴奋不已了，他已经尝试了超过六千多次的实验了，而这一次无疑是找到突破点。

爱迪生又开始进行了灯丝实验，功不负有心人，他发现了钨丝可以作为电灯材料，为此他欣喜若狂，这种材料是灯泡的绝佳材料，发出的光线十分的明亮，又不易烧断适合长期使用。如此灯泡便慢慢的进入了寻常百姓家，成为我们夜晚中必备的照明工具。

2、瓦特

瓦特在原有蒸汽机的基础上发明的新式蒸汽机结构在之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的，它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力，改变了人们的工作生产方式，极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。

它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方，也不必依赖于水能从而能常年地运转，这进一步促进了规模化经济的发展，大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。

蒸汽机为一系列精密加工的革新提供了可能，更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力，引入更高气压的蒸汽，蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

3、牛顿

牛顿1672年创制了反射望远镜。他用质点间的万有引力证明，密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有关，而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。

4、居里夫人

1902年年底，居里夫人提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭，并准确地测定了它的原子量。从此镭的存在得到了证实。镭是一种极难得到的天然放射性物质，它的形体是有光泽的、像细盐一样的白色结晶，镭具有略带蓝色的荧光，而就是这点美丽的淡蓝色的荧光，融入了一个女子美丽的生命和不屈的信念。

在光谱分析中，它与任何已知的元素的谱线都不相同。镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素，但却是放射性最强的元素。利用它的强大放射性，能进一步查明放射线的许多新性质。以使许多元素得到进一步的实际应用。

镭射线对于各种不同的细胞和组织，作用大不相同，那些繁殖快的细胞，一经镭的照射很快都被破坏了。这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段。癌瘤是由繁殖异常迅速的细胞组成的，镭射线对于它的破坏远比周围健康组织的破坏作用大的多。

这种新的治疗方法很快在世界各国发展起来。在法兰西共和国，镭疗术被称为居里疗法。镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理，对于促进科学理论的发展和在实际中的应用，都有十分重要的意义。

5、莱特兄弟

莱特兄弟是美国著名的发明家哥哥是威尔伯·莱特，弟弟是奥维尔·莱特。1903年12月17日，莱特兄弟首次试飞了完全受控、依靠自身动力、机身比空气重、持续滞空不落地的飞机，也就是世界上第一架飞机“飞行者一号”。

飞机是历史上最伟大的发明之一，有人将它与电视和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明。莱特兄弟首创了让飞机能受控飞行的飞行控制系统，从而为飞机的实用化奠定了基础，此项技术至今仍被应用在所有的飞机上。莱特兄弟的伟大发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活，同时也改变了军事史。

『捌』 张衡的地动仪 发明故事

张衡观天察地

张衡是东汉时候杰出的科学家。他从小就爱想问题，对周围的事物，总要寻根究底，弄个水落石出。

在一个夏天的晚上，张衡和爷爷、奶奶在院子里乘凉。他坐在一张竹床上，仰着头，呆呆地看着天空，还不时举手指指划划，认真地数星星。

张衡对爷爷说：“我数的时间久了，看见有的星星位置移动了，原来在天空的，偏到西边去了。有的星星出现了，有的星星又不见了。它们不是在跑动吗？”

爷爷说道：“星星确实是会移动的。你要认识星星，先要看北斗星。你看那边比较明亮的七颗星，连在一起就像烫衣服的熨斗，很容易找到……”

“噢！我找到了！”小张衡很兴奋又问：“那么，它是怎样移动的呢？”

爷爷想了想说：“大约到半夜，它就移到地平线上，到天快亮的时候，这北斗就翻了一个身，倒挂在天空……”

这天晚上，张衡一直睡不着，多次起来看北斗。夜深人静，当他看到那闪烁而明亮的北斗星时，果然倒挂着，他感到多么高兴啊！他想：这北斗为什么会这样转来转去，是什么原因呢？天一亮，他便赶去问爷爷，谁知爷爷也讲不清楚。于是，他带着这个问题，读天文书去了。

后来，张衡长大了，皇帝得知他文才出众，把张衡召到京城洛阳担任太史令，主要是掌管天文历法的事情。

为了探明自然界的奥秘，年轻的张衡常常一个人关在书房里读书、研究，还常常站在天文台上观察日月星辰。他想，如果能制造出一种仪器，能够上观天，下察地，预报自然界将要发生的情况，这对人们预防灾害，揭穿那些荒诞的迷信鬼话，该是多么好啊！

于是，张衡把从书本中和观察到的材料，进行分析研究，开始了试制“观天察地”仪器的工作。他把研究的心得先写成一本书，叫做《灵宪》。在这本书里，他告诉人们：天是球型的，像个鸡蛋，天就像鸡蛋壳，包在地的外面，地就像蛋黄，就叫做“浑天说”。

接着，张衡根据这种“浑天说”的理论，开始设计、制造仪器了。不知经过多少个风雨晨昏，熬过多少个不眠之夜，一个当时世界上最先进的天文仪器－－浑天仪诞生了。这个大铜球很像今天的地球仪，它装在一个倾斜的轴上，利用水力转动，它转动一周的速度恰好和地球自转一周的速度相等。而且在这个人造的天体上，可以准确地看到太空中的星象。张衡说：“天上的星星，能见的共有二千五百颗，但我们经常能看到的却只有一百二十颗。”

后来，张衡经过努力钻研，又发明创造了世界上第一架能预报地震的仪器－－地动仪。这个地动仪也是钢铸造的，形状像个酒坛子，四周铸着八条龙，每条龙口里含着一个小铜球。只要哪一条龙口中的铜球吐了出来，就预示着那个方向发生地震了。测试非常灵验，没有一次不准。

张衡在科学上的创造发明是伟大的，这是由于他从小就爱科学，勤奋地学习钻研和不懈地观察实验，而且能把书本知识和实践经验结合起来，通过自己刻苦研究、创造才获得的。

『玖』 望远镜的发明故事

望远镜开阔了人们的视野，在科技、军事、经济建设及生活领域中有着广泛的应用，天文望远镜有“千里眼”美誉之称。
那么，望远镜是怎样发明出来的呢?让我们追溯历史，去寻觅天文望远镜在发展进程中留下的足迹。
早先的望远镜是玩具
17世纪初，在荷兰的米德尔堡小城，眼镜匠利珀希几乎整日在忙碌着为顾客磨镜片。在他开设的店铺里各种各样的透镜琳琅满目，以供客户配眼镜时选用。当然，丢弃的废镜片也不少，被堆放在角落里的废镜片成了利珀希三个儿子的玩具。
一天，三个孩子在阳台上玩耍，小弟弟双手各拿一块镜片靠在栏杆旁前后比划着看前方的景物，突然发现远处教堂尖顶上的风向标变得又大又近，他欣喜若狂地叫了起来，两个小哥哥争先恐后地夺下弟弟手中的镜片观看房上的瓦片、门窗、飞鸟……它们都很清晰，仿佛是近在眼前。利珀希对孩子们的叙述感到不可思议，他半信半疑地按照儿子说的那样试验，手持一块凹透镜放在眼前，把凸透镜放在前面，手持镜片轻缓平移距离，当他把两块镜片对准远处景物时，利珀希惊奇地发现远处的视物被放大了，似乎就在眼前触手可及。
这一有趣的现象被邻居们知道了，观看后也颇感惊异。此消息一传开，米德尔堡的市民们纷纷来到店铺要求一饱眼福，不少人愿出一副眼镜的代价买下可观看物景变近的镜片，买回去后当作“成人玩具”独自享用，结果废镜片成了“宝贝”。受此启示，具有市场经济头脑的利珀希意识到这是一桩有利可图的买卖，于是向荷兰国会提出发明专利申请。
1608年10月12日，国会审议了利珀希的申请专利后给予了回复，受理的官员指着样品对发明人提出改进要求：能够同时用两只眼睛进行观看；“玩具”是大类，申请专利的这个玩具应有具体的名称，利珀希很快照办了。接着他又在一个套筒上装上镜片，并把两个套筒联结，满足了人们双眼观看的要求，又经过冥思苦想将这个玩具取名为“窥视镜”。这一年的12月5日，经改进后的双筒“窥视镜”发明专利获得政府批准，国会发给他一笔奖金以示鼓励。
伽利略天文望远镜问世
1609年6月，意大利天文学家和物理学家伽利略在威尼斯收到朋友寄来的一封信，告诉他有个荷兰眼镜商造出“窥视镜”，利用镜片的组合可看清远处的景物。
伽利略获得信息后意识到它具有在天文学上的应用价值，立即返回帕多瓦集中精力研究光学和透镜，反复琢磨并亲自动手将镜片安装在铜筒的两端，铜筒则被定置在固定架上。最初望远镜只能放大3倍，在此基础上，伽利略不断地摸索改进，使望远镜能够放大32倍，第一台天文望远镜就这样问世了。
从1609年末到1610年初，伽利略在佛罗伦萨用这台划时代的天文仪器进行天体观测：发现月球表面布满了凹坑和环形山；寻找到木星有四颗卫星，像月亮绕地球转动一样；看到银河系是由无数星体组成；还观测到太阳的黑子、金星的盈亏、土星的光环等。为把天象观察结果公之于众，伽利略于1610年3月在威尼斯出版了《星空使者》一书，揭示了这一系列重大的天文发观而轰动了欧洲。
不久，德国天文学家开普勒也制造出一台新的望远镜，这台望远镜的物镜和目镜都是用凸透镜组成，前端凸镜为物镜，用来收集光线，后面的凸镜为目镜则再次将景物放大。因此这台天文望远镜观察到的景物是倒立的，他发明的这台望远望被称为“开普勒望远镜”。
开普勒用新的望远镜观测天象，将恩师——丹麦天文学家第谷观测到的777颗恒星扩展为1005颗，1627年编制并出版了《鲁道夫星表》，因精确度高被视为标准星表。在整理第谷长达30年的天文观测资料时，发现了行星运动的三大定律，后人赞颂开普勒是“宇宙的立法者”。
天文望远镜打开了宇宙的大门，伽利略发现了新宇宙，开普勒则为星空制定了法律。
牛顿与反射式望远镜
伽利略的天文望远镜与荷兰利珀希发明的望远镜一样，都是由凹凸两透镜组成的，包括开普勒望远镜，均被称为“折射式望远镜”。由于镜片的色散作用，“折射式望远镜”看到的景物都带有彩色的边缘，如何消除透镜的“色差”这一缺陷呢?英国科学家牛顿试图解决这个难题。
牛顿用三棱镜做科学实验，观察发现玻璃能把白光分解成七色，这意味着镜片可以把不同颜色的光聚集到不同的点，从而产生一种模糊而带色的影像。牛顿在研究光的折射课题后，提出了“反射现象”的思路来设计望远镜。他认为光本身是一种折射率不同的复杂混合物，它是有规律的，一旦光线的反射角等于它们的入射角的时候，假如以反射现象为媒介，而且只要能够找到一种反射材料，就可避免“色差”的缺陷。
1668年，牛顿把这个设想变成了现实，制成了世界上第一台反射式望远镜，这台轻巧的望远镜镜筒直径约有25毫米，全长约为150毫米。不久，牛顿又对望远镜进行改进，于1671年制成了第二台反射式望远镜，这台闪烁人类智慧之光的珍贵望远镜，至今仍保存完好，被英国皇家学会图书馆永久收藏。
牛顿研制的望远镜是用一个反射镜代替物镜，消除色差之后，推动了望远镜的发展。
琴师赫歇耳的重大贡献
1757年秋天，法国军队占领了德国，威廉?赫歇耳和他妹妹离开故土，漂泊流浪到英国，靠街头和酒吧卖艺维持生计，过着艰辛的生活。可是，苦中有乐，这对兄妹对天文观察有着浓厚的兴趣，为了观测星空，他们决定自己动手研制大口径的反射望远镜。
望远镜的物镜是一块采用青铜材料的反射镜，为了提高望远镜的取光作用和分辨能力，他们用手工将这块青铜磨成高精度的抛物形镜面；目镜是一块透镜，由玻璃琢磨制成。兄妹俩经过数年的努力，终于制成了两台当时世界上最大的天文望远镜，其中一台望远镜口径为1.2米，焦距长达12米。
1781年春的一个晴朗的夜晚，兄妹俩来到望远镜旁观察天象。当镜筒对准双子星座，此时有一颗不寻常的六等小星进入他们的视线，引起了赫歇耳的注意。对星空非常熟悉的赫歇耳立即判断它是一颗未知的新星，经过连续半个月的跟踪观察，终于确定它是太阳系的一颗新行星——天王星，这一天是3月13日。为了嘉奖威廉?赫歇耳发现天王星，英皇乔治三世御封他为英国皇家天文学家。
在天文望远镜的发展进程中，赫歇耳的功绩是首创了抛物形镜面，依据它的原理，为后来获得广泛使用的折反射式天文望远镜制造奠定了基础。同时，赫歇耳开了制造大口径反射式望远镜的先河，从那以后，科学家为了观测到更多的星体，又制造出了口径更大的反射式望远镜。1845年，英国天文学家罗斯造出了口径为1.84米的反射式望远镜。
历史总在不断地前进，1913年，美国威尔逊天文台装备的反射式望远镜口径增大到2.54米。由于望远镜口径的增大，致使人们对宇宙的观测和研究也逐步深入起来。美国在1948年制造出了口径达5.08米的反射式望远镜，它那镀银的抛物面玻璃反射镜竟重达14.5吨，这台望远镜被定置在帕洛马山天文台；1975年，苏联制造出了一台口径达6米的反射式望远镜，这台巨型望远镜仅转动部分就重达800吨，是目前世界上最大的反射式望远镜。
沿着科学发展的现代望远镜
1930年，德国光学家施密特发明了折反射式天文望远镜，这台望远镜装有设计十分奇特的改正透镜，其前面是平的，后面则是一个中间凸两边凹的曲面，它可消除几种主要象差，以获得相对大的口径及大的视场，用来拍摄天空广大区域。
现代望远镜的研制仍在继续，美国工程师雷伯是无线电爱好者，1937年，他在芝加哥郊区的寓所后院，安装了一台直径为9.45米的抛物面反射器，以其代替透镜；1938年初，雷伯开始用它进行观测，并接收来自太阳和其他天体的射电波，世界上第一台射电望远镜研制成功。
第二次世界大战后，随着科学技术水平的日趋提高，射电望远镜极大地扩展了人们的视野。巨碗似的天线能收集来自宇宙深处的微弱电波，当电波由天线传入接收机后，接收机屏幕则将波形放大，并自动记录供天文学家进行研究分析，由此揭开了一个又一个的宇宙之谜。20世纪60年代，天文学家发现的星际有机分子、类星体、脉冲星以及微波背景辐射等，都是射电望远镜创建的功绩。
为了揭开宇宙深处的奥秘，望远镜再创辉煌。美国在1962年策划了“空间望远镜”的研制。1990年4月25日，航天飞机“发现号”将一台名为“哈勃”的空间光学望远镜发射进入太空轨道。这台空间望远镜由光学望远镜、科学仪器舱及保障系统三大部分组成，其外形呈圆柱形，长为13.3米，直径为4.3米，总重量达12.5吨，先进的航天技术可确保“哈勃”空间望远镜在太空中飞行15年。
空间望远镜避免了大气对天文观测的干扰，可以看到地面望远镜7倍的深空、弱50倍恒星及扩展350倍宇宙空间，其灵敏度和分辨率比地面望远镜强10倍，可为天文学家发现地面无法观测到的天体现象和搜寻宇宙中出现的任何蛛丝马迹。
随着当代科学技术的飞速发展，我国古代的“千里眼”传说已不再是美妙的幻想，现代天文望远镜已将神话变成现实。

『拾』 科学家发明的故事

莫瓦桑发明人造金刚石的故事

金刚石作为一种稀有的贵重物品，自古以来就是财富的重要象征。
在大自然中，金刚石以极少的矿藏量深埋在地底下。偏偏是这种少得出奇的金刚石具有世界万物中独一无二的特性：它是自然界中最硬的一种矿石。金刚石的这一特性，使它具有广泛的社会用途：有人将它镶嵌在金光闪闪的戒指、耳环等首饰中，以象征坚贞不渝的爱情；有人把它制成锋利无比的金刚钻，用来切割钢铁、玻璃等等。
可是，储量如此稀缺的金刚石，远远满足不了社会对它的巨大需求。渴望拥有金刚石的人往往会天真地想，要是有一天金刚石能成为大量存在的物品，那该多好！
1893年，法国科学院宣布了一条振奋人心的消息：法国化学家莫瓦桑尴地研制出了人造金刚石！
片刻间，这一爆炸性的特大喜讯传遍全法国，传遍全世界。人们轰动了，法国轰动了，世界轰动了！莫瓦桑一下成为新闻媒介的焦点，成为人们心目中巨额财富的生产者，在法国，甚至有人称他为“世界富翁”。
早在发明人造金刚石之前，莫瓦桑已经是法国一位颇负盛名的化学家了。1886年，莫瓦桑首先制取了单质氟。6年后。他又发明了高温电炉。不过，莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉绊住前进的步伐，在科学的道路上，他仍旧一如既往地孜孜进取。
有一次，莫瓦桑准备进行一项化学实验，需要用一种镶有金刚石的特殊器具。这种器具非常昂贵，因此实验室里的助手们倍加爱护。
早上，莫瓦桑来到实验室，做好实验前的准备工作。这时，各项仪器都准备好了，讐找不到那镶有金刚石的昂贵器具。奇怪，怎么会突然不见了呢？
助手突然惊叫起来：“啊？门好像被撬过了！莫非有小偷光顾？”
莫瓦桑仔细一看，可不是，门锁很明显被人撬开过。进实验室前，谁也没有留意到。这么说，小偷看上那昂贵的金刚石了。
这桩意外使莫瓦桑萌生了一个念头：“天然金刚石如此稀少而昂贵，如果能人工制造金刚石，该有多好！”
可这谈何容易！作为化学家，莫瓦桑心里最清楚：“点石成金”这不过是美好的神话。要想制造金刚石首先要弄清楚金刚石的主要万分并了解它是怎样形成的。
翻阅了许多资料这后，莫瓦桑了解到，金刚石的主要万分是碳。至于它是如何形成的，在这方面研究的成果很少，只有德布雷曾提出金刚石是在高温高压下形成的。
紧接着莫瓦桑想到，要人工制造金刚石，得有可供加工的原材料。选什么材料才合适呢？还从未有人作过这方面的尝试，看来，一切要靠自己摸索了。
有一回，有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔在法国科学院作了一个关于陨石研究的报告，莫瓦桑也参加了。
在报告中，查理·弗里德尔说：“陨石实际上是大铁块，它里面含有极先是的金刚石晶体。”
听到这儿，莫瓦桑猛地想到：石墨矿中也常混有极微量的金刚石晶体，那么，在陨石和石墨矿的形成过程中，是否可以产生金刚石晶体呢？
想到这里，莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说：“金刚石的主要万分是碳。陨石里含有向量金刚石，而陨石的主要万分是铁。我们的实验计划是：把程序倒过去，把铁熔化，加进碳，使碳处在跔的高温高压状态下，看能不能生成金刚石。”
历史上第一次人工制取金刚石的实验开始了。没有先例，没有经验，更没有别人的指点，一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了，认真总结经验，找出问题的症结所在，第二次再来……经过无数次的反复探索，莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声，大家紧紧地拥抱在一起：成功了！
从此，人造金刚石诞生了，并日益在社会生活中发挥它那坚不可摧的威力。