故事磁力

『壹』 磁力是誰發現的又有什麼小故事呢

古代磁鐵石的發現和磁力的傳說
先秦時代我們的先人已經積累了許多這方面的認識，在探尋鐵礦時常會遇到磁鐵礦，即磁石（主要成分是四氧化三鐵）。這些發現很早就被記載下來了。《管子》的數篇中最早記載了這些發現：「山上有磁石者，其下有金銅。」其他古籍如《山海經》中也有類似的記載。磁石的吸鐵特性很早就被人發現，《呂氏春秋》九卷精通篇就有：「慈招鐵，或引之也。」那時的人稱「磁」為「慈」他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。並認為：「石是鐵的母親，但石有慈和不慈兩種，慈愛的石頭能吸引他的子女，不慈的石頭就不能吸引了。」據說秦始皇統一六國後，在咸陽附近修阿房宮，宮中有一座門是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宮行刺，就會被磁石門吸住。這個故事告訴我們，古代勞動人民很早就掌握了磁學知識。
漢朝以前人們把磁石寫做「慈石」，是慈愛石頭的意思。
既然磁石能吸引鐵，那麼是否還可以吸引其他金屬呢？我們的先民做了許多嘗試，發現磁石不僅不能吸引金、銀、銅等金屬，也不能吸引磚瓦之類的物品。西漢的時候人們已經認識到磁石只能吸引鐵，而不能吸引其他物品。
當把兩塊磁鐵放在一起相互靠近時，有時候互相吸引，有時候相互排斥。現在人們都知道磁體有兩個極，一個稱N極，一個稱S極。同性極相互排斥，異性極相互吸引。那時的人們並不知道這個道理，但對這個現象還是能夠察覺到的。
到了西漢，有一個名叫欒大的方士，他利用磁石的這個性質做了兩個棋子般的東西，通過調整兩個棋子極性的相互位置，有時兩個棋子相互吸引，有時相互排斥。欒大稱其為「斗棋」。他把這個新奇的玩意獻給漢武帝，並當場演示。漢武帝驚奇不已，龍心大悅，竟封欒大為「五利將軍」。欒大利用磁石的性質，製作了新奇的玩意蒙騙了漢武帝。
地球也是一個大磁體，它的兩個極分別在接近地理南極和地理北極的地方。因此地球表面的磁體，可以自由轉動時，就會因磁體同性相斥，異性相吸的性質指示南北。這個道理古人不夠明白，但這類現象他們很清楚。

【指南針的始祖——司南】
指南針的始祖大約出現在戰國時期。它是用天然磁石製成的。樣子象一把湯勺，圓底，可以放在平滑的「地盤」上並保持平衡，且可以自由旋轉。當它靜止的時候，勺柄就會指向南方。古人稱它為「司南」，當時的著作《韓非子》中就有：「先王立司南以端朝夕。」「端朝夕」就是正四方、定方位的意思。《鬼穀子》中記載了司南的應用，鄭國人采玉時就帶了司南以確保不迷失方向。
春秋時代，人們已經能夠將硬度5度至7度的軟玉和硬玉琢磨成各種形狀的器具，因此也能將硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石製成司南。東漢時的王充在他的著作《論衡》中對司南的形狀和用法做了明確的記錄。司南是用整塊天然磁石經過琢磨製成勺型，勺柄指南極，並使整個勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置於光滑的地盤之中，地盤外方內圓，四周刻有干支四維，合成二十四向。這樣的設計是古人認真觀察了許多自然界有關磁的現象，積累了大量的知識和經驗，經過長期的研究才完成的。司南的出現是人們對磁體指極性認識的實際應用。 但司南也有許多缺陷，天然磁體不易找到，在加工時容易因打擊、受熱而失磁。所以司南的磁性比較弱，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難於旋轉，無法達到預期的指南效果。而且司南有一定的體積和重量，攜帶很不方便，這可能是司南長期未得到廣泛應用的主要原因。
司南由青銅盤和天然磁體製成的磁勺組成，青銅盤上刻有二十四向，置磁勺於盤中心圓面上，靜止時，勺尾指向為南。
【指南針——從「吸鐵石」說起】
指南針是磁鐵做成的。磁鐵能吸鐵，通常稱為「吸鐵石」，古代稱為「慈石」因為它一碰到鐵就吸住，好一個慈祥的母親吸引自己的孩子一樣。後來，人們才稱它為「磁石」。
每塊磁鐵兩頭都有不同的磁極，一頭叫S極，另一頭叫N極。我們居住的地球，也是一塊天然的大磁體，在南北兩頭也有不同的磁極，靠近地球北極的是S極，靠近地球南極的是N極。我們知道，同性磁極相斥，異性磁極相吸引，所以，不管在地球表面的什麼地方，拿一根可以自由轉動的磁針，它的N極總是指向北方，S極總是指向南方。
指南針是利用磁鐵的特性做成的，那麼，世界上哪個國家最早發現磁鐵和它的特性的呢？

二千多年以前，也就是春秋戰國時候，我國已經用鐵來製造農具了。勞動人民在尋找鐵礦的時候，就發現了磁鐵，並且知道它能夠吸鐵。
我國古書《管子》上有這樣的記載：「上有慈石者，下有銅金。」「銅金」就是一種鐵礦。《管子》這部書產生在公元前三世紀，這說明我國最遲在公元前三世紀就知道磁石能夠吸鐵了。
秦朝時候，還有這樣有趣的傳說，秦始皇統一中國以後，在陝西咸陽造了一個很大的阿房宮，阿房宮中有一個磁石門，完全用磁鐵造成。如果有誰帶著鐵器想去行刺，只要經過那裡，磁石門就會把這個人吸住。
另外，根據古書記載，漢武帝時候，膠東有個欒大，獻給漢武帝一種斗棋。這種棋子一放到棋盤上，就會互相碰擊，自動鬥起來。漢武帝看了非常驚奇。原來來大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰擊，只是漢武帝不懂這個道理罷了。
【指南針的發明】
古代民間常用薄鐵葉剪裁成魚形，魚的腹部略下凹，像一隻小船，磁化後浮在水面，就能指南北。當時以此做為一種游戲。東晉的崔豹在《古今注》中曾提到這種「指南魚」。
北宋時，曾公亮在《武經總要》載有製作和使用指南魚的的方法：「用薄鐵葉剪裁，長二寸，闊五分，首尾銳如魚型，置炭火中燒之，侯通赤，以鐵鈐鈐魚首出火，以尾正對子位，蘸水盆中，沒尾數分則止，以密器收之。用時，置水碗於無風處平放，魚在水面，令浮，其首常向午也。」這是一種人工磁化的方法，它利用地球磁場使鐵片磁化。即把燒紅的鐵片放置在子午線的方向上。燒紅的鐵片內部分子處於比較活動的狀態，使鐵分子順著地球磁場方向排列，達到磁化的目的。蘸入水中，可把這種排列較快地固定下來，而魚尾略向下傾斜可增大磁化程度。人工磁化方法的發明，對指南針的應用和發展起了巨大的作用。在磁學和地磁學的發展史上也是一件大事。北宋的沈括在《夢溪筆談》中提到另一種人工磁化的方法：「方家以磁石摩針鋒，則能指南。」按沈括的說法，當時的技術人員用磁石去摩擦縫衣針，就能使針帶上磁性。從現在的觀點來看，這是一種利用天然磁石的磁場作用，使鋼針內部磁疇的排列趨於某一方向，從而使鋼針顯示出磁性的方法。這種方法比地磁法簡單，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的發明不但世界最早，而且為有實用價值的磁指向器的出現，創造了條件。
《夢溪筆談》是沈括(1031—1095年)所著的有關我國古代科學技術的著作，書中談到磁學和指南針的一些問題。他在《夢溪筆談》的補筆談中談到了摩擦法磁化時產生的各種現象：「以磁石摩針鋒，則銳處常指南，亦有指北者，恐石性亦不……，南北相反，理應有異，未深考耳。」這是說，用磁石去摩擦縫衣針後，針鋒有時指南，也有時指北。從現在的觀點來看，磁石都有N和S兩個極，磁化時縫衣針針鋒的方位不同，則磁化後的指向也就不同。但沈括並不知道這個道理，他真實的記錄了這個現象並坦白承認自己沒有做深入思考。以期望後人能進一步探討。
關於磁針的裝置方法，沈括介紹了四種方法：
1.水浮法——將磁針上穿幾根燈心草浮在水面，就可以指示方向。
2.碗唇旋定法——將磁針擱在碗口邊緣，磁針可以旋轉，指示方向。
3.指甲旋定法——把磁針擱在手指甲上面由於指甲面光滑，磁針可以旋轉自如，指示方向。
4.縷懸法——在磁針中部塗一些蠟，粘一根蠶絲，掛在沒有風的地方，就可以指示方向了。
沈括還對四種方法做了比較，他指出，水浮法的最大缺點，水面容易晃動影響測量結果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由於摩擦力小，轉動很靈活，但容易掉落。沈括比較推重的是縷懸法，他認為這是比較理想而又切實可行的方法。事實上沈括指出的四種方法已經歸納了迄今為止指南針裝置的兩大體系——水針和旱針。
南宋陳元靚在《事林廣記》中介紹了另一類指南魚和指南龜的製作方法。這種指南魚與《武經總要》一書記載的不一樣，是用木頭刻成魚形，有手指那麼大，木魚腹中置入一塊天然磁鐵，磁鐵的S極指向魚頭，用蠟封好後，從魚口插入一根針，就成為指南魚。將其浮於水面，魚頭指南，這也是水針的一類。
指南龜是當時流行的一種新裝置，將一塊天然磁石放置在木刻龜的腹內，在木龜腹下方挖一光滑的小孔，對准並放置在直立於木板上的頂端尖滑的竹釘上，這樣木龜就被放置在一個固定的、可以自由旋轉的支點上了。由於支點處摩擦力很小，木龜可以自由轉動指南。當時它並沒有用於航海指向，而用於幻術。但是這就是後來出現的旱羅盤的先聲。
指南龜發明年代不晚於1325年。木塊刻成龜型，龜腹部中心嵌以磁體，木龜安放在尖狀立拄上，靜止時首尾分指南北。
【羅盤定位】
要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。最初使用指南針時，可能沒有固定的方位盤，隨著測方位的需要，出現了磁針和方位盤一體的羅盤。羅盤有堪輿用的羅經盤和水羅盤、旱羅盤。
方位盤仍是二十四向，但是盤式已經由方形演變成圓形。這樣一來只要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。南宋時，曾三異在《因話錄》中記載了有關這方面的文獻：「地螺或有子午正針，或用子午丙壬間縫針。」這是有關羅經盤最早的文獻記載。文獻中所說的「地螺」，就是地羅，也就是羅經盤。文獻中已經把磁偏角的知識應用到羅盤上。這種羅盤不僅有子午針（確定地磁場南北極方向的磁針），還有子午丙壬間縫針（用日影確定的地理南北極方向）這兩個方向之間的夾角，就是磁偏角。
盤面周圍刻二十四方位，內中盛水，磁針橫穿燈草，浮於水面。
現在人們已經知道，地球的兩個磁極和地理的南北極只是接近，並不重合。磁針指向的是地球磁極而不是地理的南北極，這樣磁針指的就不是正南、正北方向而略有偏差，這個角度就叫磁偏角。又因為地球近似球形，所以磁針指向磁極時必向下傾斜，和水平方向有一個夾角，這個夾角稱為磁傾角。不同地點的磁偏角和磁傾角都不相同。成書於北宋的《武經總要》在談到用地磁法製造指南針時，就注意利用了磁傾角。沈括在《夢溪筆談》談到指南針不全指南，常微偏東。指出了磁偏角的存在。磁偏角和磁傾角的發現使指南針的指向更加准確。
【磁性質的應用】
指南針一經發明很快就被應用到軍事、生產、日常生活、地形測量等方面，特別是航海上。指南針在航海上的應用有一個逐漸發展過程。成書年代略晚於《夢溪筆談》的《萍洲可談》中記有：「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦則觀指南針。」這是世界航海史上最早使用指南針的記載。文中指出，當時只在日月星辰見不到的時候才使用指南針，可見指南針剛開始使用時，使用還不熟練。二十幾年後，許兢的《宣和奉使高麗圖經》也有類似的記載：「惟視星斗前邁，若晦冥則用指南浮針，以揆南北。」到了元代，指南針一躍而成海上指航的最重要的儀器了。不論晝夜晴陰都用指南針導航了。而且還編制出使用羅盤導航，在不同航行地點指南針針位的連線圖，叫做「針路」。船行到某處，採用何針位方向，一路航線都一一標識明白，作為航行的依據。
指南針的發明是古代先民對磁現象的觀察和研究的結果。古代先民對磁現象的觀察和研究的過程中，進一步了解了磁的性質，並試圖更多地應用這些性質。傳說秦始皇修建阿房宮時，有一宮門是用磁鐵製造的。如果刺客帶劍而過，立刻會被吸住，被衛兵當場捕獲。這樣的故事還很多，《晉書.馬隆傳》記載馬隆率兵西進甘、陝一帶，在敵人必經的狹窄道路兩旁，堆放磁石。穿著鐵甲的敵兵路過時，被牢牢吸住，不能動彈了。馬隆的士兵穿犀甲，磁石對他們沒有什麼作用，可自由行動。敵人以為神兵，不戰而退。東漢的《異物志》記載了在南海諸島周圍有一些暗礁淺灘含有磁石，磁石經常把「以鐵葉錮之」的船吸住，使其難以脫身。
魏晉南北朝時，我國先民對磁石的性質已有了很多認識。就連當時的詩人曹植在矯志詩中也用了「磁石引鐵，於金不連。」的句子。可見他也了解磁石的性質。南北朝梁代的陶弘景在《名醫別錄》中提出了磁力測量的方法，他指出：優良磁石出產在南方，磁性很強，能吸引三、四根鐵針，使幾根針首尾相連掛在磁石上。磁性更強的磁石，能吸引十多根鐵針，甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不僅提出了磁性有強弱之分，而且指出了測量方法。這可能是世界上有關磁力測量的最早記載。
我國先民對磁石的性質的研究和認識是指南針發明和發展的基礎。
指南針在古代主要被堪輿家們用於相宅相墓，同時也被用於航海及其他。正是這後者對人類社會進步發揮了巨大作用，因而指南針才得以躋身於古代四大發明的行列。我國典籍記載指南針用於航海，始於宋代朱彧1119年寫的《萍洲可談》，書中寫道：「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，陰晦觀指南針。」之後，類似的文獻層出不窮，這表明在航海活動中，指南針普及得相當快。這一發明後來經阿拉伯傳入歐洲，對歐洲的航海業乃至整個人類社會的文明進程，都產生了巨大影響。
就是因為這東西用來指南的。況且，最早在戰國時期《韓非子》一書中，就記載了現在稱為指南針的原型——司南，「先王立司南以端朝夕」；並在東漢王充《論衡》中便記述了司南的具體形制，「司南之杓，投之於地，其柢指南」。
且，指南針不但最早為中國發明，並隨後演變成羅盤並應用於航海事業上。北宋朱彧所著《坪洲可談》一書中，最早記載了航海中使用指南針的情況，「舟師識地理，夜則觀星，晝則觀日，隱晦觀指南針」。其後，南宋福建路市舶司(當時管理對外貿易的政府機關)提舉趙汝適在所著《諸蕃志》中提到，「舟舶來往，惟以指南針為則，晝夜守視惟謹，毫釐之差，勝似系焉」。
就在這一時期(北宋末南宋初，約為1180年左右)，中國的指南針(或者說羅盤)通過阿拉伯商人傳入歐洲。此後，羅盤在世界航海事業上被廣泛應用，因此才有15世紀-16世紀歐洲人的世界地理大發現。這一切，按照中國官方的歷史教科書來看，由於這一淵源關系，歐洲人的指南針亦是應來「指南」。
後來查了一下大英網路全書和中國大網路全書中的指南針詞條，才發現事情遠非「指南」一說這么簡單。
在大英網路全書中，有兩個不同的詞條來解釋：
第一個詞條為「direction determinants」，即方向指定儀器，解釋如下：「中國古代四大發明之一，有磁指南和機械指南兩種，磁指南發明於公元前3世紀，稱為『司南』……機械指南儀器為指南車，約在3世紀發明……」
第二個詞條為「compass」，譯為「羅盤」，即通常意義上用於航海的指南針。解釋如下：「航海或勘測時在地球上使用的基本測向儀器，……最老、最常用的羅盤為磁羅盤，……12世紀，顯然中國和歐洲的航海家都各自發現，一塊天然磁石，一種自然界存在的磁性礦石，漂在水中木棒上時總是指向北極星方向……」
兩個詞條其實是對指南針作了區分。一種是在陸地上、較簡單的指南儀器，源於中國司南(也應該僅僅使用於出產在中國的指南針)，另一種是用於航海和勘測上、較專業的指北儀器，歐洲和中國同時出現，無先後之分。
分歧就這么出來了，對比這兩個詞條，發現大英網路全書似乎把「中國是最早發明指南針」這一說法完全給推倒了，因為在歐洲歷史上，羅盤才是真正的「指南針」，並在歐洲人發現新大陸、爭霸海權和開拓殖民地等近現代歷史的決定性事件中，與火炮和航海術一樣扮演了功不可沒的角色。對「中國古老的指南針」不但否定，而且用了兩個不同的詞條加以區分。
在中國大網路全書中，也有指南針和羅盤(磁羅盤)兩個詞條，但不論是對指南針的解釋，還是對羅盤的解釋，都最終追溯了到戰國的「司南」，這兩種不同的指向儀器是同源關系，而沒有像歐洲觀念中區分的如此涇渭分明。
因此，康熙的說法和佩雷菲特對其的嘲笑便有了答案——顯然，康熙認同指南針和羅盤同出一源，用來指南，而作者佩雷菲特則按西方人的觀念，認為指南針顯然應該是羅盤；佩雷菲特則認為，羅盤是歐洲人自己發明的，與中國的「司南」沒有必然聯系，羅盤用來指北，而中國的司南則用來指南。這似乎是一種不同文化背景上的誤解。當然，羅盤和「司南」到底什麼關系，現在還是各有各的說法。
此外，佩雷菲特對康熙固執地認為指南針用來指南作了解釋。他認為，康熙之所以認為指南針用來指南，是因為在中國古代文化中，南是四個方位中最尊貴的方位，皇帝的御座、宮殿、陵墓，寺廟，甚至紫禁城，一切尊貴的建築物都朝向南方。他繼續寫道，「雖然皇帝是來自北方的滿人，他的論據卻是始料不及的：『在北方，一切活動在凋萎，在衰亡。吸引磁針的力量怎麼可能來自北方呢？』……『力量、精氣和繁榮都在南方』」。
聽佩雷菲特一說，似乎也不無道理。但，中國史書上對司南的記述確實為「其柢指南」，並沒有因為後來「南」變成了一種皇帝尊貴的象徵才改的方向。這位曾先後六次訪問中國的法蘭西學院院士，用這種說法來解釋康熙認為指南針指南是合理的這一固執的想法，到底算是對中國文化的理解，還是誤解呢？
到現在來說，中國人認為指南針指南，歐洲人認為指南針指北，皆合理。因為現在的指南針為棱形，指針兩頭均衡，並非如「司南」只有一個杓柄，指南指北之爭，似乎徒費口舌。

『貳』 牛頓萬有引力的故事

1665至1667年間，牛頓已在思考引力的問題。一天傍晚，他坐在蘋果樹下乘涼，一個蘋果從樹上掉了下來。他忽然想到：為什麼蘋果只向地面落，而不向天上飛呢？他分析了哥白尼的日心說和開普勒的三定律，進而思考：行星為何繞著太陽而不脫離？行星速度為何距太陽近就快，遠就慢？離太陽越遠的行星，為何運行周期就越長？牛頓認為它們的根本原因是太陽具有巨大無比的吸引力。

經過一系列的實驗、觀測和演算，牛頓發現太陽的引力與它巨大的質量密切相關。牛頓進而揭示了宇宙的普遍規律：凡物體都有吸引力；質量越大，吸引力也越大；間距越大，吸引力就越小。這就是經典力學中著名的「萬有引力定律」。

F: 兩個物體之間的引力

G:萬有引力常量

m1: 物體1的質量

m2: 物體2的質量

r: 兩個物體之間的距離(大小)(r表示徑向矢量)

依照國際單位制，F的單位為牛頓(N)，m1和m2的單位為千克(kg)，r 的單位為米(m)，常數G近似地等於

G=6.67×10⁻¹¹ N·m²/kg²（牛頓平方米每二次方千克）。

(2)故事磁力擴展閱讀：

牛頓在推出萬有引力定律時，沒能得出引力常量G的具體值。G的數值於1789年由卡文迪許利用他所發明的扭秤得出。卡文迪許的扭秤試驗，不僅以實踐證明了萬有引力定律，同時也讓此定律有了更廣泛的使用價值。

扭秤的基本原理是在一根剛性桿的兩端連結相距一定高度的兩個相同質量的重物，通過秤桿的中心用一扭絲懸掛起來。秤桿可以繞扭絲自由轉動，當重力場不均勻時，兩個質量所受的重力不平行。這個方向上的微小差別在兩個質量上引起小的水平分力，並產生一個力矩使懸掛系統繞扭絲轉動，直到與扭絲的扭矩平衡為止。

扭絲上的小鏡將光線反射到記錄相板上。當扭絲轉動時，光線在相板上移動的距離標志著扭轉角的大小。平衡位置與扭秤常數和重力位二次導數有關。在一個測點上至少觀測3個方位，確定4個二次導數值，測量精度一般達幾厄缶。

萬有引力定律揭示了天體運動的規律，在天文學上和宇宙航行計算方面有著廣泛的應用。它為實際的天文觀測提供了一套計算方法，可以只憑少數觀測資料，就能算出長周期運行的天體運動軌道，科學史上哈雷彗星、海王星、冥王星的發現，都是應用萬有引力定律取得重大成就的例子。

利用萬有引力公式，開普勒第三定律等還可以計算太陽、地球等無法直接測量的天體的質量。牛頓還解釋了月亮和太陽的萬有引力引起的潮汐現象。他依據萬有引力定律和其他力學定律，對地球兩極呈扁平形狀的原因和地軸復雜的運動，也成功的做了說明。推翻了古代人類認為的神之引力。

對文化發展有重大意義：使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學文化的發展史上起了積極的推動作用。

『叄』 世界上偉大科學家小時候的故事

1、焦耳

英國著名科學家焦耳從小就很喜愛物理學，他常常自己動手做一些關於電、熱之類的實驗。

有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅遊。聰明好學的焦耳就是在玩耍的時候，也沒有忘記做他的物理實驗。他找了一匹瘸腿的馬，由他哥哥牽著，自己悄悄躲在後面，用伏達電池將電流通到馬身上，想試一試動物在受到電流刺激後的反應。結果，他想看到的反應出現了，馬收到電擊後狂跳起來，差一點把哥哥踢傷。

盡管已經出現了危險，但這絲毫沒有影響到愛做實驗的小焦耳的情緒。他和哥哥又劃著船來到群山環繞的湖上，焦耳想在這里試一試回聲有多大。他們在火槍里塞滿了火葯，然後扣動扳機。誰知「砰」的一聲，從槍口裡噴出一條長長的火苗，燒光了焦耳的眉毛，還險些把哥哥嚇得掉進湖裡。

這時，天空濃雲密布，電閃雷鳴，剛想上岸躲雨的焦耳發現，每次閃電過後好一會兒才能聽見轟隆的雷聲，這是怎麼回事?焦耳顧不得躲雨，拉著哥哥爬上一個山頭，用懷表認真記錄下去每次閃電到雷鳴之間相隔的時間。

開學後焦耳幾乎是迫不及待地把自己做的實驗都告訴了老師，並向老師請教。老師望著勤學好問的焦耳笑了，耐心地為他講解：「光和聲的傳播速度是不一樣的，光速快而聲速慢，所以人們總是想見閃電再聽到雷聲，而實際上閃電雷鳴是同時發生的。」

焦耳聽了恍然大悟。從此，他對學習科學知識更加入迷。通過不斷地學習和認真地觀察計算，他終於發現了熱功當量和能量守恆定律，成為一名出色的科學家。

2、富蘭克林

1752年6月的一天，美國費城郊區，烏雲密布，電閃雷鳴，在一塊寬闊的草地上，有一老一少兩個人正興致勃勃地在那裡放風箏。突然，一道閃電劈開雲層，在天空劃了一個「之」字，接著一聲雷響，雨點就傾瀉下來了。

只見老者大聲喊道：「威廉，站到那邊的草房裡去，拉緊風箏線。」這時，閃電一道亮過一道，雷鳴一聲高過一聲。突然威廉大叫：「爸爸，快看!」老者順著兒子指的方向一看，只見那拉緊的麻繩，本來是光溜溜的，突然怒發沖冠，那些細纖維一根一根都直豎起來了。

他高興地喊道：「天電引來了!」他一邊囑咐兒子小心，一邊用手慢慢接近接在麻繩上的那把銅鑰匙。突然他象被誰推了一把似地，跌到在地上，渾身發麻。

他顧不得疼痛，一骨碌從地上爬起來，將帶來的萊頓瓶接在銅鑰匙上。這萊頓瓶里果然有了電，而且還放出了電火花，原來天電和地電是一個樣子!他和兒子如獲至寶似地將萊頓瓶抱回了家。

這捕獲天電的人就是富蘭克林和他的兒子威廉。富蘭克林不僅是一位偉大的科學家，還是一位傑出的政治家和外交家，他是《獨立宣言》的發起人之一，是美國第一任駐外大使。

風箏實驗之後，富蘭克林寫了一篇《論閃電和電氣的相同》的論文，闡述了雷電的本質，還提出了製造避雷針的設想，使建築物免遭雷擊。富蘭克林發明的避雷針，一下子風靡一時，傳到英國、法國、德國、傳遍歐洲和美洲。

3、諾貝爾

諾貝爾的父親是一位頗有才乾的發明家，傾心於化學研究，尤其喜歡研究炸葯。受父親的影響，諾貝爾從小就表現出頑強勇敢的性格，他經常和父親一起去實驗炸葯。多年隨父親研究炸葯的經歷，也使他的興趣很快轉到應用化學方面。

1862年夏天，他開始了對硝化甘油的研究。這是一個充滿危險和犧牲的艱苦歷程。死亡時刻都在陪伴著他。在一次進行炸葯實驗時發生了爆炸事件，實驗室被炸的無影無蹤，5個助手全部犧牲，連他最小的弟弟也未能倖免。

這次驚人的爆炸事故，使諾貝爾的父親受到了十分沉重的打擊，沒有多久就去世了。他的鄰居們出於恐懼，也紛紛向政府控告諾貝爾，此後，政府不準諾貝爾在市內進行實驗。

但是諾貝爾百折不撓，他把實驗室搬到市郊湖中的一艘船上繼續實驗。經過長期的研究，他終於發現了一種非常容易引起爆炸的物質--雷酸汞，他用雷酸汞做成炸葯的引爆物，成功地解決了炸葯的引爆問題，這就是雷管的發明。它是諾貝爾科學道路上的一次重大突破。

諾貝爾一生的發明極多，獲得的專利就有255種，其中僅炸葯就達129種，就在他生命的垂危之際，他仍念念不忘對新型炸葯的研究。

4、愛因斯坦

愛因斯坦是二十世紀最偉大的物理學家，他從小就喜歡動手動腦。有一次上手工課，他想做一隻小木凳。下課鈴響了，同學們爭先恐後拿出自己的作品，交給了漂亮又嚴厲的女教師。愛因斯坦沒有拿出自己的作品，急得滿頭大汗。女教師寬厚地望著這個男孩，相信他能交上一件好作品。

第二天，愛因斯坦交給女教師的是一個製作得很粗糙的小板凳，一條凳腿還釘偏了。滿懷期望的女教師十分不滿地對全班同學說：「你們有誰見過這么糟糕的凳子?」同學們竊笑著紛紛搖頭。老師又看了愛因斯坦一眼，生氣地說：「我想，世界上不會再有比這更壞的凳子了。」教室里一陣鬨笑。

愛因斯坦臉上紅紅的，他走到老師面前，肯定地對老師說：「有，老師，還有比這更壞的凳子。」教室里一下子靜下來，大家都迷惑不解地望著愛因斯坦。他走回自己的座位，從書桌下拿出兩個更為粗糙的木板凳，說：「這是我第一次和第二次製作的，剛才交給老師的是第三個木板凳。雖然它並不使人滿意，可是比起前兩個總要強一些。」

這回大家都不笑了，女教師向愛因斯坦親切又深思地點著頭，同學們也向他投去敬佩和贊許的目光。

5、瓦特

瓦特出生於英國，由於家境貧窮沒機會上學，先是到一家鍾錶店當學徒，後又到格拉斯哥大學去當儀器修理工，瓦特聰明好學，他常抽空旁聽教授們講課，再加上他整日親手擺弄那些儀器，學識也就積累的不淺了。

1764年，格拉斯哥大學收到一台要求修理的紐可門蒸汽機，任務交給了瓦特。瓦特將它修好後，看看他工作那麼吃力，就象一個老人在喘氣，顛顛顫顫地負重行走，覺得實在應該將它改進一下。

他注意到毛病主要是缸體隨著蒸汽每次熱了又冷，冷了又熱，白白浪費了許多熱量。能不能讓它一直保持不冷而活塞又照常工作呢?於是他自己出錢租了一個地窖，收集了幾台報廢的蒸汽機，決心要造出一台新式機器來。

從此，瓦特整日擺弄這些機器，兩年後，總算弄出個新機樣子。可是點火一試，那汽缸到處漏氣，瓦特想盡辦法，用氈子包，用油布裹，幾個月過去了，還是治不了這個毛病。瓦特沒有放棄，經過不懈的努力，他終於設計了一個和汽缸分開的冷凝器，這下熱效率提高了三倍，用的煤只有原來的四分之一。

這關鍵的地方一突破，瓦特頓然覺得前程光明。他又到大學里向布萊克教授請教了一些理論問題，教授又介紹他認識了發明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞，解決了那個最頭疼的漏氣問題。

1784年，瓦特的蒸汽機已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進來的蒸汽連續推動，再不用人力去調節活門，世界上第一台真正的蒸汽機誕生了。

『肆』 愛因斯坦小時候的故事

愛因斯坦小時候看見爸爸，手上戴著一塊手錶，手錶旁邊還有圓形的小東西，裡面還有指針。愛因斯坦很好奇，問爸爸"這是什麼呀？"爸爸說「這叫金羅盤（就是我們所說的指南針）」「爸爸，為什麼它的紅色指針總是指向同一個方向啊？」「這是由於磁力的作用」。「什麼是磁力啊？」這個。。。。，這時媽媽說，「好啦好啦，趕快走吧，要不然上班要遲到了！」什麼是磁力呢，爸爸為什麼不告訴我啊！到了晚上，睡覺的時候，愛因斯坦睡不著，還在想著金羅盤。這時，爸爸推門進來，「你這個小傢伙，問題不弄明白，睡不著了」？愛因斯坦問「爸爸，你為什麼不告訴我什麼是磁力啊？」「因為爸爸也不知道啊」「大人也有不知道的問題呀」「當然了，這樣吧，如果你喜歡這個金羅盤，爸爸就把它送給你，希望你自己能找到答案，好嗎」「太好了」。成長中的愛因斯坦愛鑽研問題，愛好物理，為以後提出「相對論」奠定了基礎。
20世紀上最偉大的物理學家。在物理學的許多領域都有貢獻，比如研究毛細現象、闡明布朗運動、建立狹義相對論並推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，並以量子理論完滿地解釋光電效應、輻射過程、固體比熱，發展了量子統計。並於1921年獲諾貝爾物理學獎。

阿爾伯特•愛因斯坦剛生下來時，腦袋特別大，與他身體的比例很不協調；尤其是後腦勺，不但大，而且有稜有角。要是一般的父母一定會擔心孩子是不是畸形兒，然而阿爾伯特的父親赫爾曼•愛因斯坦卻說：「那可能是因為他那顆腦袋裡裝的智慧太多了!」一句話，飽含了他對孩子的期望。

轉眼，愛因斯坦2歲了，但卻不能像大多數孩子那樣開始咿呀學語，而且孤僻緘默得讓人生疑，人們再聯想起那顆不甚正常的頭型，他們簡直不敢再想下去了：「這孩子會不會是個啞巴或者痴呆?」

等小愛因斯坦快3歲時還不會說話。他的母親波琳就對丈夫說：「親愛的，你不是說咱們兒子大腦袋裡裝滿了智慧嗎?可是他都這么大了還不會說話，那腦袋裡究竟裝了些什麼呢!」

但是，父親對自己這個大腦袋兒子仍然抱有信心，他說：「你別看他說活晚，等到他會說的時候，一定說起來就沒完!」

這個時候，愛因斯坦雖然不會說話，但耳朵對音樂卻極為敏感。

有一次，母親在自家的花園里彈鋼琴，當她正彈得起勁的時候，突然發覺後面有響動，她回過頭去，發現小愛因斯坦正歪著大腦袋，聚精會神地聽她彈奏，而且看那樣子，分明是已經聽得入迷了。她微笑著拍拍愛因斯坦的頭：「我可愛的寶貝，看你入神的樣子，難道你聽懂了嗎?」

接下來，每當母親坐在鋼琴前演奏貝多芬等一些著名作曲家的作品時，他都會悄悄地坐在母親的旁邊靜靜地傾聽。小小年紀的他就懂得音樂不僅可以抒發內心的情感，還可以像畫筆一樣，描繪出藍藍的大海和柔和的月光，真是太美妙了。

母親通過一次次地觀察，認為「大頭兒子」肯定有音樂的天賦，於是請來城裡一位最優秀的小提琴手，做愛因斯坦的家庭音樂教師，專門教他演奏小提琴。愛因斯坦進步雖不是很快，但他非常地刻苦。漸漸地，他已經可以斷斷續續地演奏部分莫扎特作品的片斷了。

小愛因斯坦不會說話，就進入了音樂的世界，究竟在這個世界他看到了什麼，誰都不得而知，但有一點是肯定的，那就是他找到了自己所希望的東西。

可是，事情並沒有像父親所希望的那樣發展。

小愛因斯坦快到4歲時才開口說話，也並不像父親預料的那樣「說起來就沒完」。相反，整天沉默寡言。

小愛因斯坦終於開口說話了，這讓波琳太太一顆懸著的心漸漸地放了下來。不過，這個沉默恬靜的小孩還是有意識地迴避與他年齡相仿的夥伴們，從來不跟別的孩子玩，經常一個人躲在安靜的地方沉思。

母親盡可能多地抽出時間來和小愛因斯坦交流。這樣做的目的，是為了把他從封閉的世界中拉出來，促進其語言的發育。只要她的兒子能夠把自己所想的事說出來，那麼她就可以幫他了。

但是，等小愛因斯坦稍稍長大些後，性格也很古怪，他從來不跟同齡的孩子們玩。

愛因斯坦5歲時，父母為他請了一個家庭女教師。第一次上課時，愛因斯坦大概發現自己將失去自由的個人世界，又一次大發脾氣，向老師扔椅子以示抗議。為此，愛因斯坦的父母只好馬上結束這第一次還未開始的教育。

有一天，愛因斯坦夫婦外出歸來，當他們一推開院門時，不禁大吃一驚：院子里有一座樓房的模型!那模型跟真樓房的樣式幾乎沒有什麼區別，簡直是真樓房的濃縮!

等再仔細一看，原來這座微型樓房全是用小廢木塊搭的。

而且那些小木塊互相咬合在一起，著力平均，好像一個懂幾何學和力學的中學生搭的。

他們不相信這是小愛因斯坦的傑作。

父親問小愛因斯坦：「兒子，剛才有誰來了?」 ．

小愛因斯坦說：「誰也沒來。我不希望有人打擾我!」

母親指著樓房模型又問：「那麼這幢小樓是誰搭的?」

小愛因斯坦頭也不抬地說：「當然是我搭的了!」

母親抱起小愛因斯坦就親個沒完。這件事讓她更加確信小愛因斯坦不像自己表現得那樣笨，而是一個聰明異常的孩子。

值得慶幸的是，愛因斯坦的「獨特」之處並沒有被父母視為一種異端而遭受歧視，因此才使愛因斯坦能夠成長為一位偉大的物理學家成為可能。這一點，是值得很多中國的父母借鑒的。

在愛因斯坦的童年時，還有一件非常值得一提的事。

一天傍晚，下班回來的赫爾曼先生一踏進家門，就對著愛因斯坦的房間大聲喊：「阿爾伯特，快來看看爸爸給你買什麼禮物啦!」

正在專心練琴的愛因斯坦一聽「禮物」兩個字，便立即興高采烈地從房間里跑了出來。

只見爸爸從他的包里取出一個紙盒，然後小心翼翼地慢慢打開它。

愛因斯坦好奇地接過來一看，裡面裝的是一個圓圓的、像大個兒懷表一樣的東西。只是這個「大懷表」的四周除了均勻的刻度，還相對寫了四個字母：N、S、E、W。它與懷表更大的不同之處還在於它只有一個指針，它正在不停地左右搖擺。

「這是什麼呀?是不是一塊手錶啊?可是，上面似乎多了點東西。」愛因斯坦驚疑地問爸爸。

「聽我給你講啊，它不是表，表是用來計時的，而有了這個東西，你就可以知道方位了，它是用來確定方向的。」父親耐心地做起了講解員。

當愛因斯坦發現這個羅盤有如此神奇時，眼睛便開始發亮。現在，這羅盤奇妙的功能已使愛因斯坦愛不釋手了。

他拿著羅盤不停地晃動，不管怎樣搖動，磁針總是指向一個方向——北方。

「磁針為什麼總是指向北方呢?」愛因斯坦望著神奇的羅盤，像是自言自語地說。

「這是因為我們所住的地球，有一種磁力，這種磁力將磁針引向北方了。」爸爸聽了愛因斯坦的話後，耐心地解釋道。

「這種磁力到底是在地球的什麼地方呢?」

「可以說，整個地球到處都有。」

以後，一連幾天，愛因斯坦常常雙手捧著那個小小的羅盤發愣。他不斷地嘗試著把它翻轉，或是緩緩地轉動方向，可無論他怎麼做，那個小指針始終指著北方。他知道，這是那個看不見、摸不著的地球磁場在起作用呢。他想和那個小指針一起感受這個地球磁場，指針依舊指著北方，而他自己卻什麼也沒有感受到。

一天，愛因斯坦終於忍不住去問雅可布叔叔，因為雅可布叔叔不僅讀過大學，而且還是一名工程師。

「雅可布叔叔，您能給我詳細說說有關磁場的事嗎?」他揚起小臉，眼睛裡充滿對知識的渴望。

「阿爾伯特，你才這么小，怎麼就問起這個問題來了。」雅可布叔叔感到有點奇怪。

愛因斯坦小心翼翼地從懷里取出那隻羅盤，然後問道：「我看不到磁場，也摸不著。那麼它是怎樣讓羅盤的指針指向北方的呢?」

雅可布叔叔對愛因斯坦的問題也感到有點為難，因為他對地球的磁場問題了解得也不是很透徹，只好說：「這個問題我一時也不知道該怎樣回答你，或者，不知道怎麼說你才能明白。你現在還小，等你上了中學、大學，就能夠明白了。說實話，很多問題大人也在研究。」

「那——磁場看不到也摸不著，我們人類又怎麼知道並確定它存在呢?」愛因斯坦沒有辦法，只好退一步問。

「它是存在的。羅盤里的指針不就是很好的證明嗎?其實，世界上很多東西都是我們用眼睛看不見、摸不著的，不過它們的確存在。如引力場，在地球上我們叫它重力場，它也和磁場一樣是存在的。我們把一件東西扔到空中，它又落回到地面上，這就是因為重力場的作用。」

愛因斯坦還是聽不太懂，但他潛意識中覺得叔叔說的對，所以認真地點了點頭。

雅可布叔叔對愛因斯坦說：「世界上所有自然現象背後都遵循著一定的規律。這個世界就是由這些看不到卻一定存在的規律統治著。雖然看不到，但我們卻能夠發現它，認識它。」

「它們和上帝一樣，是嗎?」

雅可布叔叔笑了，說：「有點像。不過它們是兩碼事。」

愛因斯坦心裡盼著自己早日長大，那樣，他就可以搞清楚一些事情背後的原因了。

愛因斯坦經常會陷入苦思冥想之中。雅可布叔叔非常高興，他認為這種平凡而又神聖的好奇心，正是愛因斯坦成長必需的動力!

愛因斯坦在學校的時候總是心不在焉，總希望快點下課，好快點兒回到自己那個廣闊的世界中去。

愛因斯坦的這種表現，當然不會得到老師的喜歡，所以在大多數老師的眼裡，愛因斯坦並不是一個好學生，因為他既不守紀律，又整天顯得心事重重，誰也搞不清楚他到底在想什麼。

赫爾曼先生為了兒子上學的有關事宜跑到學校，負責接待赫爾曼的是學校的訓導部主任。看著主任那張掛霜的臉，赫爾曼小心翼翼地問：「按我的兒子性格特點，將來應該從事什麼樣的職業?」

沒想到教導主任競毫不客氣：「不用問了，你的兒子無論做什麼，都將會一事無成。」說完，他輕蔑地望了愛因斯坦的父親一眼，便低頭開始忙自己的事了。父親手足無措地站在那裡，心裡非常難受，他不知該說些什麼，也不知該做些什麼。

過了一會兒，那位主任又抬起頭來，把愛因斯坦在學校的一切「不好」的表現一一向赫爾曼介紹，說所有的老師都嫌愛因斯坦性格孤僻，大腦遲鈍，並指責他「不守紀律、心不在焉、想入非非」等等。

「偏見，這一切都是偏見造成的。我的兒子，阿爾伯特•愛因斯坦是一個好孩子!」赫爾曼在心裡恨恨地說。

後來，愛因斯坦因為沉醉於自學，被學校勒令退學。父親依然堅持：「我的兒子，阿爾伯特•愛因斯坦是一個好孩子!」

大家想一想，愛因斯坦4歲才開口說話，從小性格古怪，甚至有些木訥，上小學時成績不好，中學時被勒令退學，在常人眼裡，這是不是一個笨孩子?可是，愛因斯坦的父母用賞識的眼光發現了他超人的音樂天賦，發現了他可貴的探索精神，從此為他打開了通向廣闊人生的大門。愛因斯坦成功了，但一切首先取決於他父母教育的成功。