世界五千年事物由来总集--科技分册-第7章
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能予以解决，该公司决定于1914年中止试验。可是，该公司却于30年代搞
成了一种2000千瓦的试验用燃气轮机，并于1940年以后对功率更大的燃气
轮机 （5000千瓦）进行试车。
1930—1933年，W·M·马科夫斯基在前苏联创办了一个研究所，以开展
燃气轮机的研制工作。在这个研究所里设计出了一台1000马力的固定式燃气
轮机 （约740千瓦），并积累了设计这种发电机组的丰富经验。在德国如今
也有了燃气轮机动力装置，它们主要用在高峰负荷发电厂中。
除发展固定式燃气轮机以外，燃气轮机从30年代起就作为飞机发动机而
受到重视。其实，燃气轮机发动机的前身早在 1909年就出现在俄国工程师
N·格拉西莫夫的设计方案中（该方案当时未能实现）。1924年，前苏联的
w·I·巴萨罗夫试制成了第一台压气式涡轮喷气发动机。1929年，前苏联科
学家B·S·斯捷希金发表了他的巨著《空气权的是英国人F·惠特尔（公元
1930年）。后来，在德国、英国、美国、苏联等国家相继开展对燃气轮机发
动机 （涡轮发动机、喷气发动机等）的研究。此外，在苏联和德国还在进行
冲压式空气喷气发动机和火箭发动机的研制。
播种机的由来
播种机是播种机械的总称。播种机按播种方法不同，分为条播机、点播
机、撒播机等；按适用的作物不同分为谷物播种机、蔬菜播种机等。播种机
源于英国。
17世纪下半叶，英国人杰恩罗·塔尔在牛津郡的一个农场，看到农民耕
地用的是木犁。拉犁的是牛或马，犁地农民随身带一个大木槌，一边犁，一
边将大而硬的土块砸碎。之后，拖着树枝在地里走一遍算是耙地。而播种只
是把种子仍在犁沟里，种子用量很大，面对这种落后的耕作方法，他决心发
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明播种机。他试验和比较了各种机械的设计方案，最后他利用风琴共振板上
的凹槽、榫舌和弹簧，另外又从其他两件与农业无关的机具上拆下一些部件，
经过改制组装，制成了世界上最早的播种机。它的工作效率十分令人满意。
几个世纪里，人们继承改进了塔尔发明的农具。
脱粒机的由来
脱粒机亦称“打谷机”。为使谷物脱粒机械化而作的初步试验，终于产
生了捣击式脱粒机（它模仿牛马等动物的踩踏动作）或连枷式脱粒机（它仿
效打谷棒的工作方式）。苏格兰人A·米克尔于1780年创造了一种嵌有击片
的脱粒滚筒式脱粒装置。这第一台脱粒机终于在1786年获得应用。值得注意
的，是按两个相对旋转的滚筒形式设计的自动递送器。1789年已给这种脱粒
机装备了“逐蒿器”。以美国诺福克的脱粒机而言，为改善脱粒作用，脱粒
凹板做得可以移动，同时增加击片的数目，并将脱粒滚筒的转速提高到 150
—200转/分。
1840年在英国出现了格栅振动筛，这种振动筛大多由曲轴带动。1850
年在英国还出现了第一台“宽辗面脱粒机”。
美国人S·特纳于1831年设计了一台挺杆式脱粒机。1844年，美国的塔
克斯福特已将装有振动器和清理器的第一台组合式轻便脱粒机投放市场。这
种脱粒机是为了适应蒸汽驱动而改装的。迄今还在使用的击片 （即半圆形斜
缺口铁条）应归功于J。戈切尔（1860年）。此后在德国，兰茨和沃尔夫两人
对脱粒滚筒的轴承、逐蒿器和谷粒清理器作了改进。
机械进料装置的首创者大概是杜 （184O年）。19世纪末、20世纪初出
现的自动进料机是一项重大发明。1950年以后试制成了一种新式脱粒滚筒—
—在这种脱粒滚筒上，以螺旋形式安装了一些狭长的锤杆而不用过去那种直
通的击片，故可进行所谓螺旋状脱粒。谷物之类的庄稼从转轴那里盘旋通过
脱粒滚筒。
柴油机的由来
柴油机是由法国人狄塞尔发明的。还在大学期间，他就对物理学和热力
学两门功课最感兴趣。他发现那时的蒸汽机工作效率太低、消耗燃料太多。
他决心发明一台高效、低耗的发动机。毕业后，他致力于发动机研究。在工
作中他发现，不仅蒸气发动机利用高温可以提高效率，而且所有的内燃机利
用高温都能大大节省燃料，提高效率。这样他开始研究内燃机。经过两年多
艰苦奋战，1892年他提出了压缩点火式内燃机的原始设计。后来又经不断试
制改进，1897年在德国奥古斯堡工厂制成以煤油为燃料的压缩点火式内燃
机。不久很快又发展成为以柴油为燃料的压缩点火式内燃机。
狄塞尔发明的内燃机以廉价的柴油为燃料，所以在我国习惯叫做柴油
机，而许多国家则叫狄塞尔发动机。
纺纱机的由来
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18世纪60年代初期，英国北郎卡郡莱克本地区有一对哈格里沃斯夫妇，
一个在织布，一个在纺纱。纺着，纺着，纺车忽然倾倒，纺锤 （纱锭）由水
平状态变成直立，却依然转动不停，这个有趣的现象引起了哈格里沃斯的思
索。他想，一个人用这种纺车纺纱，只能纺出一根纱，多慢啊！无论如何赶
不上我织布的需要。如果能有一架许多纺锤并列的纺纱机该有多好！从此以
后，这个没有多少文化的纺织手工业劳动者，进行了反复的琢磨和试验，终
于在1764年成功地制造了一部只需要一个人操作，就可以同时带动16个到
18个纺锤的纺织机，并用他爱女的名字命名为“珍妮纺织机”。
过了不久，英国北郎卡郡普累斯顿地区的一个理发师理查·阿克莱发明
了水力纺纱机。1776年，郎卡郡菲尔伍德地区的赛米尔·克伦普顿又综合了
珍妮纺纱机和水力纺纱机特点，发明了驼机。它纺出的纱精细又结实，一次
可以转动三四百个乃至更多的纱绽。
电子的由来
世界上第一个发现电子的科学家是英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生。
这是他在物理学上最重要的贡献。在此以前，关于电的本质是什么，它是怎
样产生的，许多科学家，都一直在探索着，但始终未能得出正确的结论。后
来，英国物理学家法拉第提出了对气体放电现象的研究，为电学研究指明了
正确的途径。不久，英国物理学家克鲁克斯等人发现了阴极射线，使欧洲物
理学界的研究达到了高峰，尤其是对阴极射线究竟是由什么组成的问题展开
了激烈的争论。以英国物理学家克鲁克斯和法国物理学家佩兰为代表的一派
认为，阴极射线是一种带负电的粒子流；而以德国著名物理学家赫兹和戈尔
茨坦为代表的一派认为，阴极射线是一种电磁辐射。这两种对立的观点相持
争论了20多年，结果谁也没有说服谁。
1897年，英国科学促进最高委员会决定，请当时担任卡文迪许实验室主
任的汤姆生查明阴极射线到底是什么东西组成的。汤姆生接受这个光荣而又
艰巨的任务后，立即投入了紧张的试验工作。他设计了一个巧妙的实验方法，
准确地测定了阴极射线微粒流的速度和它的电荷与质量之比 （即现称为电子
的荷质比e/m）是一个恒定值，从而证实了电子的存在。当时汤姆生把这种
微粒流叫做“阴极微粒”。他证明阴极微粒（即现称的电子）是带有一定电
荷和具有一定质量的粒子。这种粒子的运行速度是每秒10万公里；它的质量
－10
只有氢原子质量的1/1840；它的电荷为4。8×10 静电单位。从此，电子
是电的不连续性结构的最小粒子的观点被确认了。电子不再只是一个概念，
而是已被人们发现了的实实在在的物质粒子了。
电子管的由来
发明电子管的前提是“发明大王”爱迪生在1883年确立的爱迪生效应：
置于真空中加热的灯丝会发射电子，而且电流只单方向地向另一金属极板流
动。由此，英国的J。A·弗莱明于1904年发明了二极管，当时正是无线通信
的兴盛期，很快就在检波整流器上得到应用。1906年，福斯特发明了三极管，
又使得二极管相形见绌。他在阴极和阳极之间设置了栅极，只要在栅极上稍
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加电压，从阴极流向阳极的电流就会发生很大变化。
自从三极管发明之后，电子学迅速发展，电子管又有四极管、五极管，
以及后来造出的超小型电子管，还有磁控管，低温管等。工作在超高频（特
别用于雷达）的特种电子管也发明出来了。而这一切的基础，都是爱迪生效
应和三极管的发明。
晶体管的由来
晶体管的出现，使无线电技术从电子管阶段跨进了晶体管的新时代。它
在无线电技术发展史上，具有划时代的重大意义。
在晶体管发明之前，许多电子器件上所使用的都是电子管。电子管的放
大功能强，用它所制成的收音机，有很好的收音效果，但电子管有一个致命
的弱点，就是体积较大，无法适应电子器件越来越小型化的要求。为此，肖
克莱、巴丁和布拉顿三人组成了一个科学研究小组，经过不长时间的通力攻
关，他们终于研制成功世界上第一只晶体三极管。这只晶体管是用半导体锗
作原料制成的，表面层有两根极细的金属针，一根是固定针，另一根是探针。
当这两根针接通电流并接近到一定距离后，通过探针的微小电流的变化，能
控制固定针的电流变化，从而达到电流放大的目的。这种半导体放大器件，
就称为点接触型晶体管。1947年12月23日，肖克莱等人在首次实验中曾将
声频信号放大了上百倍。1948年7月，向全世界宣布了自己的发明。由于晶
体管具有重量轻、体积小、寿命长、省电等显著优点，因此，发明不久，就
在很多方面取代了电子管。
小巧玲珑的晶体管一诞生，就引起科学家们的浓厚兴趣。它先是被用来
制成半导体收音机和计算机，接着就被广泛用于各种电子器件设备中。
蒸汽机的由来
被称为近代工程技术发展的三次突破的首次突破，就是蒸汽机的发明（还
有电力、电子计算机），这项发明有效地实现了把热能化为机械能。
曾经流传着这样一个故事，说瓦特小时候到姑妈家作客，他看到水壶中
的水烧开了，水壶的盖子被蒸气掀动，不停地跳跃，觉得很奇怪。他对着水
壶想了好久，竟忘记了吃饭。于是，他发现了蒸汽的威力。后来，经过艰苦
的努力就发明了蒸汽机。这样的说法未免太简单了，事实上，蒸汽机是由许
多科学家和工人共同发明的，前后共经过了80多年的时间，瓦特是其中贡献
最大的一个。
内燃机的由来
蒸汽机有许多缺点，比如由于必须有锅炉，体积庞大而笨重；燃烧的热
能要传给蒸汽后再转化成机械功，效率很低。蒸汽机的缺点跟锅炉和气缸分
离有关，也就是跟在气缸外部的燃烧方式有关。这种燃烧方式简称外燃。在
蒸汽机发展的同时，就有人开始研究把外燃改做内燃，也就是不用蒸气做工
作介质，利用燃烧后的烟气直接推动活塞运动。把锅炉和气缸合并起来，这
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就是内燃机。
公元1677年，有人做过利用燃烧烟气冷却后产生的真空来抽水的实验，
1794年有人提出内燃机的专利。1820年有用氢气和空气混合燃烧起来推动活
塞的报告。1823年，有人制造了用煤气做燃料的内燃机。这个时期的内燃机
既笨重，效率又低，很不实用。
在1860年前后，关于内燃机的设想很多，但是实际制造出来的却很少。
这是因为内燃机存在着比蒸汽机更难解决的问题，主要表现在两方面：一方
面，对内燃机工作的原理的研究相当少，还没有找到提高效率的途径。另一
方面，内燃方式引起和燃料有关的很多问题。例如，煤很难在短时间里迅速
燃烧，产生推动活塞运动的具有一定压力的气体；用煤气做燃料，受气源的
限制很大，效率低，很不经济。直到1859年，美国钻了世界上第一口油井，
从此，汽油和柴油才成了内燃机合适的燃料。
马力的由来
在柴油机、汽轮机上常见写有“马力”二字。马力是怎样产生的呢？200
多年前，根据英国人詹姆斯·瓦特的设计，制造出了世界上第一批改良后的
蒸汽机。一个啤酒厂订购了一台，想代替马匹去推动抽水机。啤酒厂主想确
定一下蒸汽机的生产效率是否能够抵得上一匹马。于是，他从自己的马群中
选了一匹最强壮的马，让它不住脚地连续干了8个小时，并计算出这段时间
里共汲上200多万公斤的水。经过折算得出：一匹马每秒能够把75公斤的水
提高1米，即1马力=75公斤·米/秒。以后人们就把它作为动力机械的功率
单位，一直沿用至今。
超导回旋加速器的由来
世界上第一台超导回旋加速器于1982年9月27日在美国密执安州立大
学内建成。它的主要设计者是50年代前已故的欧内斯特·劳伦斯。需要加速
的粒子进入环形真空室的中心，它们在巨大磁铁的磁场驱使下沿等螺距的路
径运动。用于加速的能量由置于D电极之间电场给予它们。NSCL回旋加速器
的D电极实际上是螺旋形的，它有三个电极，每绕一圈加速3次，把超导性
应用于回旋加速器磁铁这还是第一次。超导性是某些特定金属在非常低的温
度下电阻完全消失的特性。这使人们能在较小的空间做出较强的磁铁，并且
它所耗费电功率也比传统的要小得多。这台回旋器的最大能量为500兆电子
伏，打算用来加速从氢到氪这一区段的元素的离子。
原子反应堆的由来
1939年1月，天才的恩里科·费米听到德国利用中子核裂变成功的消息。
当时他刚到美国的哥伦比亚大学，他既是工程技术人员，又是科学发明家。
他听到德国铀核裂变成功的消息后，立即联想到原子反应堆的可能性，于是
他开始奔忙，组织了研究小组，他往往今天作为科学家彻夜进行理论计算，
第二天则在考虑取得石墨的方法，计算石墨的形状。�
