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這些偉大的發明原理,原來都是偶然發現的

我們生活在當下的文明社會中,享受著許多科技進步所帶來的好處,人類的發明創造促進了科學技術和人類文明的進步,提高了我們的生活水平,使我們的生活越來越便捷,科學上的許多重大發現發明是在玩耍中或偶然中產生的,咱們就來看一下那些發明家們是怎麼發現這些偉大的科學的。


我們都知道蒸汽機是瓦特改良發明的,蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往複式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了18世紀的工業革命,進入了蒸汽時代,直到20世紀初,它仍然是世界上最重要的原動機,後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。那麼瓦特是怎麼發現蒸汽機的原理呢?

瓦特小時候在廚房裡看祖母做飯。灶上坐著一壺開水。開水在沸騰。壺蓋啪啪啪地作響,不停地往上跳動。瓦特觀察好半天,感到很奇怪,猜不透這是什麼緣故,就問祖母說?什麼玩藝使壺蓋跳動呢"祖母回答說:"水開了,就這樣。"瓦特沒有滿足,又追問:"為什麼水開了壺蓋就跳動?是什麼東西推動它嗎?"可能是祖母太忙了,沒有功夫答對他,便不耐煩地說:"不知道。小孩子刨根問底地問這些有什麼意思呢。"瓦特在他祖母那裡不但沒有找到答案,反而受到了冤枉的批評,心裡很不舒服,可他並不灰心。

連續幾天,每當做飯時,他就蹲在火爐旁邊細心地觀察著。起初,壺蓋很安穩,隔了一會兒,水要開了,發出嘩嘩的響聲。摹地,壺裡的水蒸汽冒出來,推動壺蓋跳動了。蒸汽不住地往上冒,壺蓋也不停地跳動著,好象裡邊藏著個魔術師,在變戲法似的。瓦特高興了,幾乎叫出聲來,他把壺蓋揭開蓋上,蓋上又揭開,反覆驗證。他還把杯子、調羹遮在水蒸汽噴出的地方。瓦特終於弄清楚了,是水蒸汽推動壺蓋跳動,這水蒸汽的力量還真不小呢。

瓦特由此受到啟發,一七六九年,瓦特把蒸汽機改成為發動力較大的單動式發動機。後來又經過多次研究,於一七八二年,完成了新的蒸汽機的試製工作。機器上有了聯動裝置,把單式改為旋轉運動,完善的蒸汽機發明成功了。

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19世紀60年代化學家已經發現了60多種元素,門捷列夫經過多年的艱苦探索發現了自然界中一個極其重要的規律—元素周期規律。這個規律的發現是近代化學史上的又一座光彩奪目的里程碑,它的發現對以後整個化學和自然科學的發展都具有普遍的指導意義,誰能想到,幫助門捷列夫發現元素周期律的竟然是一副撲克牌!

據說門捷列夫從小愛玩撲克牌,經常牌不離手,為此,他父母和老師都非常生氣,認為這個孩子如此玩牌不會有什麼大出息。為了尋找元素的科學分類方法,他埋頭在圖書館裡夜以繼日地閱讀、思考,因為愛玩撲克牌,他還琢磨出一套特殊的「撲克牌」來幫助尋找元素之間的規律。

門捷列夫在每一張卡片上都寫上了元素名稱、原子量、化合物的化學式和主要性質,然後擺放在一個寬大的實驗台上分類、整理。功夫不負有心人,有一天,門捷列夫從擺放的紙牌中,發現每一行元素的性質都是按照原子量的增大而從上到下地逐漸變化著。門捷列夫把當時已發現的63種化學元素排入他的撲克牌元素周期表中,但總一些元素如鈹不符合周期表的規律,當接連不上時,他判斷該位置的元素應該是還未被發現,就在相應位置預留一張空牌,他一共預言了11種未發現元素,加上已經發現的63個元素,這樣整副牌就達到了74張,這也是元素周期表的雛形。

門捷列夫又把元素周期表進行了整理,更加完善成熟後,他向外界宣告了他的研究成果。但是在當時,包括門捷列夫的老師在內的一些歐洲科學家都不認可他的發現並嘲笑他。但是門捷列夫相信自己是對的。後來,他預留位置的11種元素陸續被發現,科學事實證明他的研究是正確的。


阿基米德定律是流體靜力學的一個重要原理,它指出,浸入靜止流體中的物體受到一個浮力,其大小等於該物體所排開的流體重量,方向垂直向上並通過所排開流體的形心。這結論是阿基米德首先提出的,故稱阿基米德原理。

公元前245年,赫農王命令阿基米德鑒定金匠是否欺騙了他。赫農王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的皇冠。做好的皇冠儘管與先前的金子一樣重,但國王還是懷疑金匠摻假了。他命令阿基米德鑒定皇冠是不是純金的,但是不允許破壞皇冠。

這看起來是件不可能的事情。在公共浴室內,阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大腦中閃現出模糊不清的想法。他把胳膊完全放進水中,全身放鬆,這時胳膊又浮到水面。他從浴盆中站起來,浴盆四周的水位下降;再坐下去時,浴盆中的水位又上升了。他躺在浴盆中,水位則變得更高了,而他也感覺到自己變輕了。他站起來後,水位下降,他則感覺到自己重了。一定是水對身體產生向上的浮力才使得他感到自己輕了。

於是他把差不多同樣大小的石塊和木塊同時放入浴盆,浸入到水中。石塊下沉到水裡,但是他感覺到石塊變輕。他必須要向下按著木塊才能把它浸到水裡。這表明浮力與物體的排水量(物體體積)有關,而不是與物體的重量有關。物體在水中感覺有多重一定與它的密度(物體單位體積的質量)有關。

阿基米德由此找到了解決國王問題的方法,問題的關鍵在於密度。如果皇冠裡面含有其他金屬,它的密度會不相同,在重量相等的情況下,這個皇冠的體積是不同的。把皇冠和同樣重量的金子放進水裡,結果發現皇冠排出的水量比金子的大,這表明皇冠是摻假的。更為重要的是,阿基米德發現了浮力原理,即水對物體的浮力等於物體所排開水的重量。

原來這麼多重要的科學發明和發現,都是偶然被發現的,所以說只要用心發現生活,你也可以成為一名改變世界的科學家。


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