世界五千年事物由来总集--科技分册-第4章
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里。
国际单位制的由来
国际单位制，简称SI，是以米（长度）、千克（重量）、秒（时间）、
安培（电流强度）、开尔文（热力学温度）、摩尔（物质的量）、坎德拉（发
光强度）等7个单位为基本单位的单位制。它源于人类计量知识的长期积累
和发展。
很久以来，各国计量的标准和方法不统一，由此制定出来的计量单位和
进位制五花八门。1790年5月，法国首先颁布法令，决定建立“米制”，以
解决当时计量单位的混乱问题。经 30多年的准备和试验，规定了长度单位
“米”和重量单位“千克”的定义，制成了“档案米”和“档案千克”原器，
并选择了10进单位制。1837年7月又颁布法令，确定自1840年1月1日正
式实行“米制”。1875年，法、英、德等10多个国家在巴黎召开米制会议，
签署了“米制公约”，决定设立国际计量大会和国际计量委员会，对“米制”
进行修改和完善。1889年，召开了首届国际计量大会，正式批准了根据“档
案米”和“档案千克”制成的“米原器”和“千克原器”，并作为米制长度
和重量单位的标准。
英制尺寸的由来
我国现在已正式实施“计量法”，其中重要的一条就是采用国际标准计
量单位。国际上，对长度计量很有影响的英制计量单位，也在淘汰之列。不
过它的来历挺有趣的。
英尺在英语里是foot，即脚的意思。原来一英尺就是一个成年男子一只
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脚的长度。可是人脚的长度是因人而异的，必须规定一个标准的脚长。这项
工作是由德国人在16世纪完成的，方法十分简单。他们在一个礼拜天早上，
把最先从教堂里做完礼拜走出来的16个男子留下来，并让他们站在一起，将
他们左脚的长度加在一起，再除以16，得出一个平均的脚长，这就成为“标
准合法英尺”。
英寸在荷兰语中大拇指的意思，它的长度相当于一节大拇指的长度，只
是人的大拇指的长度也是长短不一的，那么如何规定一个“标准合法英寸”
呢？ 14世纪英国皇帝爱德华二世颁布了一个法令，规定了一英寸的长度，
它不是平均拇指长了，而是从一把大麦穗中选取三颗最长的麦粒依次排成一
行后的长度。
英制长度单位中的“码”的定义就更具体了，它是英皇亨利一世直伸胳
膊后大拇指尖到鼻尖之间的最大距离。一码等于0。9144米，合三英尺。
卡路里的由来
“卡路里”是热量单位。它的来源与科学史上一次著名的谬误有关。
原来，直到1850年，化学家和物理学家还认为热是一种从较热的物体流
向较冷的物体的物质。这种流来流去的物质何以命名呢？
早在1798年，它就被称为“卡路里”，意思是“热素”。这个英文词是
从拉丁语“热”转化而来的。当时，热素说曾陷入无法解决的矛盾之中。美
国学者杰明·汤姆逊在慕尼黑监造大炮时，发现一件怪事：冷钻头在冷黄铜
身上钻孔，产生了极大的热，烫得连金属切屑都变了颜色。这“热素”从何
而来？他断定：无中生有的热素决不可能是一种物质实体。到1857年，德国
科学家赫姆霍茨终于建立了关于热的新学说。他证实：热不是一种流来流去
的物质，而是物体内部分子的振动能。它可以与其它种类的能互相转换。这
个新学说很快得到广泛的承认，热素说被抛弃了，但“卡路里”作为新学说
中热能的量度单位而被保留下来。物理学家规定：使一克纯水温度升高1度
所需要的热能为1克卡路里，简称“卡路里”或“卡”，我国在汉语中，把
“千卡”称为“大卡”。
黄金分割的由来
分已知线段为两部分，使其中一部分是全线段与另一部分的比例中项。
这就是黄金分割问题。该部分与全线段之比称为黄金比或黄金分割数，其值
为0。6180339…，它有很多奇妙的性质。这种分割通常叫做黄金分割，或者
说将线段分成中末比、中外比或外内比。对中末比作系统的研究，最早是希
腊数学家欧多克索斯。中世纪以后，中末比被披上神秘的外衣，意大利人帕
乔利（约公元1445—1517年）称之为神圣比例。天文学家J·开普勒称之为
神圣分割，并说“勾股定理和中末比是几何中双宝，前者好比黄金，后者有
如珠玉。”19世纪以后，黄金分割的实际应用，最著名的例子是优选学中黄
金分割法或0。618法。1970年以后在中国推广，取得很大的成绩。
烟囱的由来
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烟囱是最古老、最重要的防污染装置之一。烟囱的发明极早。当原始人
发现火时，同时发现了这样一个道理：哪里有火，哪里必有烟。最早的烟囱
即是室内的通气孔。当把“火”带进室内做饭和取暖时烟也随之而入。这就
迫使人们不得不设法在屋顶和墙壁上开些通气孔，以此来驱除屋内的烟雾。
这种方法作为一种规范的人类实践活动已保留了几十万年。人类曾花了很长
的时间来改进大烟囱。过去学术界普遍认为：人类文明的发源地埃及和美索
不达米亚气候温暖，因而家庭取暖也就没有成为一个紧迫的问题。最后，一
个法国考察队宣布他们在幼发拉底河上游挖掘庞大的废墟城市马里时，发现
了一座配备着许多烟囱的约有4000年历史的宫殿。从而使上述观点得到改
变。诚然，罗马人在发展设计新颖的热气取暖系统时，也大大地改进了烟囱。
但目前流行的观点仍认为，“烟囱”这一慨念是1200多年前由叙利亚人、埃
及人以及犹太商人从东方引入西欧的。
风车的由来
人类使用风车已有3000多年的历史。世界上最早发明并使用风车的国家
要数古希腊人了。现存最早的风车，是非洲尼罗河西北部亚历山大利亚的石
塔风车，塔的顶部曾建有一架带有六片羽翼的风车。据文字记载，公元前650
年，古希腊有一位叫阿布·罗拉的奴隶，曾对他的主人说，他可以借用风的
力量，把水从井下提上来。主人听了十分高兴，立即决定让罗拉来进行这项
试验。不久，罗拉创造的风车诞生了。用砖砌成的如高塔一般的建筑物，前
后各开一个通风口，中间有一根巨大的转轴，轴上装有用芦苇编织成的风叶。
当风从前面吹进来以后，叶片便被带动了起来，随后，风又从后面的通口出
去。
罗拉的风车发明以后，几乎轰动了整个古希腊，人们纷纷仿效，在不长
的时间里，希腊国土上便耸立起了许多类似的风车。直到今天，希腊的不少
地方仍然可以看到许多古色古香，奇形怪状的古老风车。到18世纪，风车在
世界各地的利用，达到了极盛的时期。当时，风车广泛应用于灌溉排水、磨
面制粉，截锯木材等等。
我国风车的使用开始于汉朝，至今已有2000多年的历史了。
电流的由来
电流即流动的电荷。电流通过导体会产生热效应、磁效应、化学效应、
发光效应等。电流的发现源于法国。法国物理学家安培对奥斯特发现电流的
磁效应很感兴趣，决定重新作奥斯特实验，证实电流通过导体时所产生的磁
的作用。经过无数次实验，证实明确了磁针转动方向和电流方向的关系。实
验中他拿一个铁针，放在一个线圈里，将电流通到线圈上，这时，铁针带上
了磁性。1832年，他发表了《电磁学论》。1826年又发表了《元电流说》，
打破了当时认为磁是一种特殊物质的论调。安培在电磁学中，发现了一些重
要的原理，为电动力学奠定了基础。后人把电流强度单位定为“安培”，以
纪念他的功绩。
超声波的由来
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超声波是超过人能听到的最高频 （2万赫兹）的声波，可广泛应用在各
技术部门。超声波的发现源于意大利。18世纪时，意大利教士、生物学家斯
帕兰扎尼揭示了蝙蝠能在黑暗中飞行自如的奥秘：它是用超声波确定障碍物
的位置的。超声波的运用源于英国。20世纪50年代，英国格拉斯哥医生唐
纳德发现，超声波可用来探测孕妇腹中胎儿的情况。今医生借助超声波可观
察、监视母腹中胎儿的位置，生长发育和活动情况，并及早确定是否双胞胎
或胎儿畸形。超声波亦能用于诊断胆结石、肝肿大及眼球、胰腺、乳房、肾
脏等器官的病变。此外，利用超声波还可进行金属探伤、航海探测等。
硝酸的由来
炼丹术士早在公元1300年就知道将硝石（即“硝酸钾”）同明矾和蓝矾
组成的混合物共热以制备硝酸。截至1914年，各国仍采取智利硝石与硫酸共
热以制造硝酸的老办法。至于两种现代硝酸制造法 （从空气制取硝酸，和燃
烧氨以制取硝酸），还处于试验阶段。
从空气中制取硝酸的根据，是H·卡文迪什于1781年发现电火花闪击时
空气中有少量的硝酸气体生成。挪威人K·O·B·伯克兰和艾德于1903年发
明了一种可使闪弧时空气中产生的氧化氮转变成硝酸的方法。1905年，舍恩
黑尔对该法作了改进。W·H·能斯特于1906年分析并研究了该反应的理论基
础。由于能量的需求甚大，空气燃烧法目前因经济关系而被搁置一旁。最近，
舍恩黑尔的方法又获得重视，因为低级烷烃 （甲烷）可以在电弧中转变成乙
炔。
燃烧氨以制取硝酸是库尔曼的研究成果（1838年）。他指出：使氨与空
气的混合物通过红热的铂绒，可获得氮的氧化物。1901年，W·奥斯特瓦尔
德对氨的氧化问题进行了研究，并于1908年在布劳尔的协助下从炼焦厂排出
的氨制得硝酸。该法约自1915年起被化学工业接受并略加变动，以便用哈怕
—博什制氨法制得的氨大规模生产硝酸。
核酸的由来
核酸是一类天然的复杂含磷化合物，遗传的物质基础，能控制细胞的蛋
白质合成。可降解为磷酸、糖及有机碱。核酸有两种：一种是脱氧核糖核酸
（DNA）；另一种是核糖核酸（RNA）。核酸对于前景诱人的遗传工程具有极
为重要的意义。核酸的发现源于瑞士。1869年，瑞士化学家米歇在分析外科
绷带的脓细胞成分时，发现了一种从未见过的化合物，由于这种物质是从细
胞核中得到，又带有酸性，于是就给它起名叫“核酸”。不过，它在当时并
没有引起重视，直到20世纪20年代末，它才一跃而起，受到了应有的重视。
工业纯碱的由来
纯碱亦称苏打、无机化合物，成份是碳酸纳，是玻璃、造纸、肥皂、洗
涤剂、纺织等工业的重要原料，亦用来软化硬水。纯碱源于法国。18世纪70
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年代，由于很多工业需要大量纯碱，而它的数量恰恰又少得可怜，故纯碱简
直成了无价之宝。为降低成本，人们只好用土碱 （碳酸钾）代替纯碱，但制
造土碱需要大量木材，会使宝贵的森林资源大大减少。鉴于此，1775年，法
国科学院悬赏12000利费来寻求工业化制碱方法。被誉为纯碱工业的开拓者
布兰决定应征。他和其助手狄策钻进一间实验室里日夜工作。他先用食盐通
过硫酸作用，生成硫酸钠，再把硫酸钠和碳酸钙作用生成纯碱，终于在1790
年获得成功。
光谱分析法的由来
早在1758年，科学家们就注意到，在火焰上撒些纳盐，火头立刻窜起明
亮的黄色。撒钾盐则为紫色。其他金属盐类在火上灼烧也会使火焰“染上”
不同的颜色。
过了半个世纪，德国著名化学家本生由此现象而受到启发，是否能够通
过观察物质在火焰上的颜色来判断为何种元素呢？于是他不断实验，终于掌
握了各种金属及其盐类在火焰中特有的颜色：钾使火焰呈紫色，钠使火焰呈
黄色，钡盐是黄绿色……可是，当本生用此方法鉴别物质成份时，却遇到了
困难，多种元素组成的物质在火焰中呈多种颜色，混在一起，难以区分。后
来，德国物理学家基尔霍夫告诉他，三棱镜能将颜色分开。于是二人密切合
作，发现每种元素的色线都按一定的顺序排列在固定位置上，如一条条谱线，
此结果使本生兴奋不已。根据元素光谱，来分析物质成份的方法很快问世了，
这就是光谱分析法。
发现光合作用的由来
绿色植物使二氧化碳和水在日光的照射下，借植物叶绿素的帮助，吸收
光能，合成碳水化合物，称光合作用。光合作用的发现源于欧洲。
1771年，英国化学家普利斯特利发现，若把老鼠和薄荷苗放到同一容器
里，尽管和空气隔绝，老鼠也能生活一段时间，而没有和薄荷苗生活在一起
的老鼠则很快就死掉了，他断定绿色植物能使密闭容器的空气变得清洁。
1779年，荷兰科学家英根毫茨进一步证明，阳光是绿色植物净化空气的
条件。如无阳光照射，绿色植物无法使污浊的空气变得清新。
19世纪初，瑞士人谢尼泊把金鱼藻浸在水中，放到阳光下，叶子上便冒
出气泡，他把这种气体收集到瓶子里，再把火柴余烬插进去，火柴梗便燃烧
起来。可见植物在阳光下放出的气体是能够帮助燃烧的氧气，以后，他又进
行了一系列研究，发现植物吸收二氧化碳，放出氧气。
1862年，法国生理学家萨克斯进一步发现，植物中的叶绿体在阳光下才
能变为绿色，产生的第一个可见物质是淀粉。他由此证明绿色植物能够利用
水和二氧化碳制造出氧气和碳水化合物。19世纪最后的两年，贝尔纳斯把绿
色植物的这个生理活动明确地称为“光合作用”。
发现人造染料的由来
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人造染料即利用化学物质制成的染料。人造染料的发现源于英国。1856
年，17岁的英国少年珀金正在一间化学实验里协助德国化学家霍夫曼合成奎
宁（又名金鸡纳霜，一种治疗疟疾的特效药）。一次，珀金将苯胺、重铬酸
钾和酸放在一起加热，窗口中出现了一种黑色胶状物，他很奇怪，就在一�
