这些日新月异的变化告诉我们，科学技术对社会经济的推动作用已经呈现出一种越来越强的加速作用。
一、萃取五谷精华的酿酒技术
酒在我们生活中随处可见，它已经深深根植于中华民族的血脉之中。逢年过节、婚丧嫁娶等重要的场合都少不了它的身影。
我国酿酒起源很早。《说文解字》中说：“古者仪狄作酒醪……杜康作秫酒。”最普遍的说法就是杜康作酒。
杜康，传说是黄帝手下的一位大臣，主要负责保管粮食。那个时候还没有仓库，所以杜康就把丰收的粮食堆在山洞里。尽管杜康很负责任，但是由于没有科学的保管方法，山洞过于潮湿，粮食全霉坏了。黄帝知道这件事情后，十分震怒，降了杜康的职，还警告他说，如果再让粮食霉坏，他就会被处死。
杜康经历了这件事情非常伤心，但是他还是想把这件事情做好。有一天，他看见森林里有几棵枯死的大树，就想，如果把树掏空，用来储存粮食该多好。他这样一想，马上就付诸实施了。可是没想到，两年以后，装在树洞里的粮食经过风吹雨淋，慢慢发酵了。时间一长，就从里面渗出一种闻起来特别清香的水，喝上一口，味道辛辣而醇美。但喝多了就会头晕目眩，昏昏沉沉。
杜康没有保管好粮食，却意外发现了粮食发酵而来的水，他不知是福是祸，可还是如实报告了黄帝。黄帝召集群臣商议，大臣认为这是粮食的精华，无毒。就命仓颉取名日“酒”。后人为了纪念杜康，就尊他为酿酒始祖。
杜康造酒的故事，从一个侧面表明了酿酒技术在我国起源极早。
在农业产生以前，人们在采集野果时，发现成熟落地的果实，在微生物作用下，经过一段时间，会产生酒的醇香，口感很好。人们自此开始接触到天然的果酒。
在农业产生后不久，人们才开始酿酒，我国人工酿造最早的酒是谷物酒。我们从前面章节知道，新石器时代就有了农业，储藏在陶器中的谷物，因受潮发芽，再经过发酵，就会变成天然的谷物酒。在这个过程里，人们通过观察实践，模仿自然酒的产生过程，有意识地制造谷物酒。酿酒技术的时代到来了。
从化学的观点来看，从谷物生产出酒来，实际上需要两个过程：第一个过程就是淀粉转化为糖类的糖化过程，第二个过程就是糖类变成酒的酒化过程。我们也知道，第一个过程需要催化剂作用才能发生，后一个过程有微生物参与很容易发酵成酒。所以制造酒的关键就在第一个过程。这个过程所需的催化剂也就是酶，有两种方法可以获得酶：其一，利用人口中的唾液淀粉酶，咀嚼过的谷物在天然状态下非常容易发酵，日本就有少女嚼谷粒造酒的方法；其二，利用植物体中的糖化酶，谷物受潮发芽后含有这种酶，古巴比伦人就用此法酿造啤酒。
我国在商代就已经掌握了用麦芽做反应酶酿酒的方法。《尚书·说命》中记载说：“若作酒醴，尔维曲蘖。”蘖就是谷物的芽。商代人们还使用了“曲”。曲也是利用微生物发酵，将稻米、大小麦和豆类分解而成的有益霉菌。酿酒过程使用酒曲，糖化和酒化可以同时进行，不仅大大节省了工序，而且能酿造出更醇美的酒来。商代酿酒所用的“曲蘖”，实质就是由谷物芽和生霉谷物所组成的“散曲”。曲与蘖在酿酒中的区别是：曲是酿酒中的发酵剂，酿出的酒酒精成分多而糖的成分少；而蘖本身就是原料，酿出的酒里酒精成分少而糖分多。我国最初酿酒以蘖为原料，到了商代既用曲也用蘖，到西周时就基本只用曲了。
二、精美的青铜器及其冶炼铸造技术
青铜是人类历史上一项伟大的发明，它是铜与锡、铅等化学元素的合金，因其颜色呈青灰色而得名。青铜器是我国金属冶铸史上最早出现的合金。
青铜器文化在我国历史久远，我们一般将其分为三个阶段，即形成期、鼎盛期和转变期。形成期是距今4000~4500年的龙山时代，相当于尧舜禹所处的时代；鼎盛期包括夏、商、西周、春秋及战国早期，延续约1600余年，即中国的青铜器文化时代；转变期是指战国末期到秦汉时期，这时青铜器正逐步被铁器所取代，数量骤减，功能上也由在礼仪祭祀和战争活动等重要场合使用的礼乐兵器变为日常用品，随之而来的是器制种类、构造特征和装饰艺术的转变。
在青铜器文化的鼎盛期，特别是夏、商、周时代，青铜器被赋予丰富的文化内涵，可以用来制造各种变化多端、优美典雅的器物。“国之大事，在祀及戎”，代表当时冶铸技术最高水平的青铜器，也被广泛用在战争和祭祀礼仪上，其功能为武器和礼仪用器以及围绕二者的附属用具。此时的青铜器遍及各个领域，包括青铜兵器、青铜礼器、青铜乐器以及青铜工具、青铜饮食器具等。
青铜器纹饰是青铜文化的一朵奇葩。商代的青铜器上以饕餮纹、云雷纹和夔龙纹为主，到了商后期和西周时期，出现了各种各样的动物纹饰。青铜器文化的另一个价值体现在铭文上。为了颂扬先人和自己的功业，或是为了纪念某一重要事件，就在青铜器上铸造纹文，以求流传不朽。这些铭文对于历史学者而言，起着证史、补史的作用。
千姿百态、精美绝伦的古青铜器，全面反映了我国青铜冶炼铸造技术的杰出成就。在商周时代，我国的青铜冶炼铸造技术更是达到了前所未有的高度，令当时世界其他各国望尘莫及。
青铜器的制作工艺大体分为冶炼和铸造两大部分。
冶炼是制造青铜器的一道重要程序。合金里面要加的主要是锡和铅。加锡的作用是降低合金的熔点，提高青铜的强度和硬度，减少金属线收缩量；加铅则是为了减少枝晶间显微缩孔的体积和改善金属的切削加工性能。治炼青铜，首先要选取原料，孔雀石是用来冶铜的矿物原料，锡矿石和方铅矿分别用来冶炼纯锡和纯铅。紧接着就是熔炼。先分别炼出铜、锡、铅，然后再将三者按照一定的比例混合，进行第二次熔炼。
铸造是青铜器最后成型的关键一步。夏商周时代，铸造器型复杂的铜器都是采用多范铸造的方法。最早的范是石范，大约商中期以后，陶范迅速取代了石范。陶范的基本铸造法就是先用泥制出模型，再在泥模上筑一层泥作为外范。在外范之上刻出花纹来，然后将泥模刮去一层，刮出的厚度就是铜器的壁厚，将刮过的泥模作为内范，最后在内、外范之间空隙中浇铸铜液，冷却后拆除范，铜器就铸成了。对于更复杂的器型，主要采用分铸法。分铸法分为三种：1.分别铸出主、附件，然后用钎焊连接；2.先铸主件，在主、附件连接部分留出榫卯结构，然后将附件范与主体结合，浇铸附件；3.先铸附件，再将附件与主件范连接，再浇铸主件。这是非常巧妙的方法。
三、指南针的发明
利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器，有多种形体。指南针是中国古代四大发明之一。
早在春秋时期，中国劳动人民就在采矿、冶炼中逐渐认识了磁石。到战国时期就有人用磁石做成器具来判定方向，当时叫“司南”。它是在一个无沿的方盘匕放置一只水勺似的磁石，水勺的柄端向南指。到北宋后期中国人民创造了人工磁铁，又创制了“指南鱼”把用磁钢片制成的“鱼”放在水面上，以此指示方向。后来经过反复研究改进，又把磁钢片改成细小的磁钢针，并使它的尖端成为磁北极，末端成为磁南极，这就成了指南针。
指南针发明以后，我国人民首先把它应用在航海事业上。南宋时，阿拉伯商人和波斯商人常搭乘我国的海船往来贸易，也学会了使用指南针。他们又把指南针传人欧洲。指南针的应用推动了欧洲的航海事业，很快就开始在全世界各个领域上使用指南针。
指南针的发明对社会发展起到了重要作用，不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起过重要作用，而目.对促进东西方文化的交流和世界的发展都有功绩。中国也是最早把指南针用于航海事业的国家，并把航海事业推进到了一个新的时代，促进了各国之间的经济贸易和文化交流。指南针传到世界各国以后，各国也都用指南针来帮助航海了。指南针技术传人欧洲后，推动了欧洲航海事业的发展。15世纪末到16世纪初，欧洲各国航海家纷纷将指南针用于航海，他们不断探险，开辟新航路，发现了美洲，完成了环绕地球的航行。马克思曾这样说过：“指南针打开了世界市场，并建立了殖民地。”
四、生铁冶炼技术
干将和莫邪，传说是春秋时期一对铸剑的夫妇。
有一天，吴王把干将请去，让他为自己铸两把绝世的宝剑。吴王给干将一块生铁和一些铁胆肾。生铁据说是王妃夏日纳凉，抱了铁柱，心有所感，怀孕而生。铁胆肾则是两只吃钢铁的小兽被杀后取出来的。
干将回到家中，便与妻子莫邪架起炉子，装好风箱，另外还采了五方名山铁的精华，混合在生铁和铁胆肾里。他们观天时，察地利，等到阴阳交会的时辰便开始铸剑。刚到3个月的时候，天气骤冷，铁柱不熔化了。于是莫邪就剪下自己的头发和指甲，投入到熊熊的炉火里；干将也割破手指，滴血入炉，铁水就开始沸腾了。
夫妻二人辛苦锤炼，历时3年，才将剑铸成。剑铸成的时候，两朵五彩祥云坠入炉中。二人开炉一看，只见“哗啦啦”喷出白气，震得地动山摇，白气直冲上天，久久不散。再看炉子，已冷如冰窟，炉底一对宝剑青光闪烁。剑成之后，为了纪念自己的辛勤劳动，他们用自己的名字命名宝剑。雄剑叫干将，雌剑叫莫邪。
干将和莫邪铸剑的故事，反映了春秋战国时期我国冶铁技术已经达到相当高的水平。
我国古代用铁的历史可追溯到商代。但冶铁术出现较晚，到西周晚期才见端倪。虽然我国古代大约在公元前1000年才出现人工冶铁，显然要晚于西亚诸国，但是在随后的400年左右的时间里，接连出现的一系列冶铁技术的重大进步，使我国冶铁术跃居世界先进地位。
春秋时期大量铁制品的出土，表明大约在公元前8～7世纪，我国冶铁业已有了块炼铁冶炼术和块炼铁渗碳钢技术。这两项技术对于农具、手工工具，尤其是兵器质量的提高起了很关键的作用。在河北易县燕下都战国墓葬出土的钢剑和钢戟，就是运用块炼铁渗碳钢技术冶炼而成，还经过了淬火热处理。淬火热处理技术的使用，也是我国冶铁技术进步的一个表现。
最迟在春秋晚期，生铁冶铸技术出现了，它是我国冶金史上一个划时代的进步。生铁，亦称铸铁，需要在较高温度（1100～1200℃）下，使铁矿石液化还原而炼得的铁。生铁优点很多，如含碳量高（2％～4％），质地硬，熔点低，适于和便于铸造成型。这就使得较大量和较省力地提炼铁矿石、铸造复杂器形的铁器成为可能。而西方直到14世纪才真正开始用生铁铸造物品。
在战国早期，人们已经熟练掌握了生铁热处理脱碳技术。这又是一项意义重大的技术进步。运用这项技术，对生铁进行柔化处理，不仅增长了铁器的使用寿命，而且加快了铁器替代铜器的步伐，从而使生铁广泛用于铸造生产工具成为可能。这项技术比欧美早了2000多年。
值得一提的是，在战国早期，我国就已经出现了生铁制钢工艺，在世界冶炼史上处于遥遥领先的地位。它是生铁铸件通过有控制的退火处理，在保温的状态下脱碳，从而成钢。伴随着冶铁技术的进步，冶铁业也蓬勃兴起，生产规模不断扩大，成为当时手工业生产最重要的部门之一。在战国早期，冶铁业相对集中于秦、楚等地区，到战国中、后期已遍及广大地区。钢铁制品从兵器到各种手工工具，再到各种生活用具，种类繁多，质量越来越好，社会各行各业的生产效率得到了大幅度提高。
综上不难看出，冶铁技术在我国虽然起步较晚，但是发展极其迅速，伴随着一系列重大的冶铁技术进步，在春秋战国时期（尤其是战国中后期），我国冶铁业得到了空前的发展，迅速跃居世界冶铁业的前列。
五、对宇宙的探索——天文仪器浑仪和浑象
浑仪是我国古代的一种天文观测仪器，用来测定天体位置的坐标。在古代，“浑”字含有圆球的意思。因为古人认为天是圆的，形状像蛋壳，所以就把观测天体位置的仪器叫做“浑仪”。
为了观测日月星辰的变化，制订天文历法，我国大约在战国时代就制造出了浑仪。作为一种天文学家测定天体方位必需的仪器，浑仪自汉代以来历朝都有制造和改进。
最初，浑仪的结构非常简单，由三个圆环和一根金属轴组成：最外面的那个圆环固定在正南北方向上，叫做“子午环”；中间固定着的圆环平行于地球赤道面，叫做“赤道环”；最里面的圆环可以绕金属轴旋转，叫做“赤经环”；在赤经环面上安装一根望筒，可以绕着赤经环中心转动。观测时用望筒对准某一天体，然后，根据赤道环和赤经环上的刻度来确定该天体的位置。
后来，为了便于观测太阳、行星和月球等天体，人们不断改进浑仪的结构和性能。方法是在浑仪内再添置几个圆环，也就是“环内再套环”，通过改进，使浑仪成为用途更多、更为精确的天文观测仪器。在对浑仪进行重大技术改进的过程中，东汉科学家张衡和唐朝天文学家李淳风贡献巨大。改进后的浑仪由三重圆环构成：最外面一重圆环叫做六合仪，包括地平圈、子午圈和赤道圈三个圈，表示东西、南北、上下六个方向；中间的一重叫做三辰仪，包括黄道环、白道环和赤道环三个相交的圆环，分别表示日、月、星辰的位置；最里面的一重叫做四游仪，由四游环和窥管组成。三辰仪可以绕着极轴在六合仪里旋转，四游仪又可以在三辰仪里旋转。改进后的浑仪是当时世界上最先进的天文仪器之一。但是浑仪也有个缺陷，就是它的环圈重复，相互交错，遮掩了大片天区，缩小了观测范围。后来，元代杰出的天文学家郭守敬创造亍简仪，即将浑仪拆分为赤道装置和地平装置两个独立的装置，弥补了这一不足。
浑象，又称天体仪，是我国古代一种用于演示天象的仪器。用它可以直观形象地了解日月星辰的相互位置和运动规律。
最早的浑象是西汉耿寿昌制造的，而有明确记载的浑象当属东汉张衡制造的水运浑象。张衡还在水运浑象上安装了一套传动装置，利用相当稳定韵漏刻的水推动铜球均匀地绕金属轴转动。
浑象的主要组成部分是一个空心大铜球。球面上刻有纵横交错的网格，用于度量天体的位置，球面上凸出的小圆点代表天上的亮星，严格地按照亮星之间的相互位置标刻。整个铜球可以绕一根金属轴转动，转动一周代表一个昼夜。球面与金属轴相交于两点，即南天极和北天极。两个极点的指尖，固定在一个南北正立着的大圆环上。大圆环垂直地嵌入水平大圈的两个缺口内，下面四根雕有龙头的立柱支撑着水平大圈，托着整个天体仪。
六、汉代的纺织机械及纺织技术
美丽的绮罗，柔软的绡纱，丰富多彩的花纹，这些古老美观的纺织品，都是由纺织机织出来的。
我国早期简单的纺织机械有纺车和布机。纺车用来纺纱，布机用来织造一般布帛。我国汉代的纺车是由一个大绳轮和一根插置纺锭的铤子组成。轻轻摇动绳轮，铤子就被迅速转动起来，既可加捻或合绞纱料，又能随即把加捻或合绞的纱料绕在纺锭上。这种纺车跟后世纺车已基本相同。布机是由经轴、卷布轴、马头（提综杆）、蹑（脚踏木）和综框等主要部件加上一个适于操作的机台组成。脚踏蹑来提沉马头和综框，经纱上下交换梭口，进而投梭引纬、再打纬。布机的作用，提高了织布的速度和质量。
这些简单机械只能织平纹的织物，要想织造有复杂花纹图案的织物，就需要在织机上加一个提花装置，提花机因此就被发明出来。
我国是世界上最早发明提花机的国家。在数千年浩瀚的历史长河中，我国发明的各式提花机一直遥遥领先，早在3000多年前的商代就有了提花设备。到了汉代，提花机形趋于成熟，性能更加完备，应用也更为广泛。在《西京杂记》中有这样的记载，西汉宣帝时，巨鹿（今河北省巨鹿县）陈宝光之妻发明了一种新提花机，用120蹑，60天就能够织成一匹散花绫，“匹值万钱”。这种提花一机用多蹑多综来提沉经纱，能织造出花纹各异的织品。
汉代的提花机已经是具有机身和织造系统的联合装置，各种主要部件已具备，完全可以织造出任何复杂变化的纹样来。汉代王逸在《机妇赋》中这样描绘提花机：“狡兔耳伏，若安若危。猛犬相守，窜身匿蹄。高楼双峙，下临清池。”形象而生动地描绘了提花机织造的全过程。
上述所提及的纺织机械，在当时是世界上最先进的机具。欧洲直到7世纪才从中亚、西亚辗转得到中国提花机，到了13世纪才在织机上安装蹑。中国的提花机对欧洲的提花技术发展产生了极其深远的影响。
汉代提花机的使用和改进，反映了我国汉代纺织技术已经达到了很高的水平。
在汉代，我国的纺织业非常繁荣。仅汉武帝元封元年（前110年）一年，朝廷从民间征集而来的帛就达到500万匹。在这种大环境下，妇女积极投入纺织行业生产之中，她们的聪明才智得到极大的发挥。纺织技术也不断得到提高。
在湖南省长沙市马王堆汉墓出土的大量纺织品，从一个侧面反映了汉代的纺织技术水平。
在马王堆一号汉墓中，出土了高级成衣50余件，单幅丝织品46卷，还有各种绣枕、巾、袜、香囊等等，种类繁多，精美绝伦。其中有一种平常织物——绢，其经线密度在80~100根之间，最密的情况下达到164根，纬线的密度是经线的1/2～2/3。这组数据表明当时已有了很先进的织机。
马王堆汉墓中也出土了不少素色提花的绮和罗，以及各色的锦。花纹图案相当丰富，有菱纹、矩纹、对鸟纹、杯形纹、孔雀纹、茱萸纹、花卉纹等等，配色自然而得体。可见当时的纺织技术是非常高超的。
七、造纸术的发明
造纸术是我国的四大发明之一，影响深远。造纸术的发明与蔡伦关系密切。他在造纸技术的发明和发展上的卓越贡献将彪炳史册，万古流芳。
蔡伦，字敬仲，桂阳人，是东汉时期杰出的科学家。
蔡伦从东汉明帝刘庄末年开始在宫禁做事。汉和帝刘肇登基之后，他很快成了和帝最宠信的太监之一，负责传达诏令、掌管文书，并参与军政机密大事。
史载蔡伦非常有才学，为人敦厚正直。因为其杰出的才干，他被授尚方令之职，负责皇宫用刀、剑等器械的制造。在他的监督之下，这些器械都被制造得十分精良，后世纷纷仿效。
在做尚方令期间，蔡伦系统总结了西汉以来造纸方面的经验，并进行了卓有成效的试验和革新。在原料的利用方面，他不仅变废为宝，大胆取用“麻头及敝布、渔网”等废品为原料，而且独辟蹊径，开创利用树皮的新途径。此举使造纸技术从偏狭之处挣脱出来，大大拓宽了原料来源，降低了造纸的成本，使纸的普及应用成为可能。更值得一提的是，他用草木灰或石灰水对原料进行浸沤和蒸煮的方法，既加快了麻纤维的离解速度，又使其离解得更细更散，大大提高了生产效率和纸张的质量。这也是造纸术的一项重大技术革新。
元兴元年（105年），蔡伦将自造的纸呈给汉和帝，受到和帝的大力赞赏，朝野震动。人们纷纷仿制，天下皆称“蔡侯纸”。
安帝年间（114年），和帝的皇后邓太后因蔡伦久侍宫中，做事勤恳且颇有成绩，封他为龙亭侯。
蔡侯纸的出现，标志着纸张取代竹帛成为文字主要载体时代的到来。廉价而高质量的纸张，有力地促进了知识、思想的大范围传播，使古代大量文字信息得以保存，促进了人类文明的进步。
在造纸术没有发明以前。我国古代使用龟甲、兽骨、金石、竹简、木牍、缣帛作为书写材料。龟甲、兽骨、金石对书写工具要求很高，需要刻。简牍呢，笨重不便，而且翻阅起来，中间串的绳很容易断裂，造成顺序混乱。缣帛虽轻便，可是价格十分昂贵，一般人消费不起。纸的发明满足了人们对轻便廉价书写材料的迫切需求，引发了书写材料的一场空前的革命。
造纸术一经发明，就被人们广泛使用。在以后的朝代里，人们对造纸术进行不断的改良和提高，工艺越来越先进，纸的质量也越来越高，品种也越来越丰富。造纸的主要原料也从破布和树皮发展到麻、柯皮、桑皮、藤纤维、稻草、竹以及蔗渣等等。
我国发明的造纸术，对世界文明影响深远。造纸术大约在7世纪初传人朝鲜，隋时传人日本。8世纪，唐朝工匠将造纸术传人阿拉伯，在撤马尔罕办起造纸厂，此后又传人巴格达。10世纪传人大马士革、开罗，11世纪传人摩洛哥，13世纪传入印度，14世纪传人意大利，然后传到德国和英国，16世纪传人俄国和荷兰，17世纪传人美国，19世纪传人加拿大。
综上所述，我们不难看出，我国的造纸术在公元前2世纪到18世纪的2000多年里，一直处于世界领先水平。
八、炼土成器的陶瓷技术
石在烈火中煅烧，可以炼成钢铁。泥土在火焰中燃烧会产生什么？多数人会回答是砖，其实泥土在更早的时期主要是烧制陶器和瓷器。陶瓷技术是人类的传统工艺，也是历史上的重大发明。这项技术最早出现于原始社会，是新石器时代的一个重要标志。人们在劳动中学会了制作陶器，也给生活带来了美丽和方便。
陶瓷是以黏土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。无论是最粗糙的土器，还是最精细的精陶和瓷器，都属于它的范围。它是陶器和瓷器的统称，但研究陶瓷的专家学者大多把陶文化与瓷文化统一称做陶瓷文化。陶瓷的主要原料是取之于自然界的硅酸盐矿物（如黏土、石英等），因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。
陶和瓷并不是一种东西。陶器是用泥巴（黏土）捏制成型晾干后，用火烧出来的，是泥与火的结晶。从河北省阳原县泥河湾地区发现的旧石器时代晚期的陶片来看，中国陶器的生产距今已有11700多年的悠久历史。而瓷器则是由富含石英和绢云母等矿物质的瓷石、瓷土或高岭土烧制而成的，它的烧成温度也和陶器有着很大的差距。通常，陶器的烧成温度在600℃～900℃，而瓷器的烧成温度在1200℃左右。因为陶器烧成的温度低，所以和瓷器相比，陶器的硬度要差些。
青花瓷作为一种瓷器釉彩名，是白底蓝花瓷器的专称。典型青花瓷器是用钴料在瓷坯上描绘纹饰，然后施透明釉，在高温中一次烧成。由于蓝花在釉下，因此属于釉下彩。青花瓷最先出现于唐宋时期，大多成品底色为纯白或粉白，花纹颜色为青黑、深蓝。元代是中国青花瓷器烧造工艺发展历史上的重要时期。元青花瓷以景德镇为代表，其制作精美而传世极少，所以异常珍贵。它是中国陶瓷史上的一朵奇葩，开辟了由素瓷向彩瓷过渡的新时代。
所谓釉上彩，就是在烧好的素器釉面上进行彩绘，再入窑经过600℃~900℃烘烤制成的。而釉上五彩，是以红、黄、绿、蓝、紫等各种带玻璃质的彩料，按图案纹饰需要施于釉上，在瓷胎上用生料、钒红勾线，用单线平涂的方法，再经“彩炉”（在800℃~900℃之间）二次焙烧而成的一种古彩。由于它红绿分明，层次较少，色彩鲜明透彻，故又称硬彩。其色彩明净晶莹，色调对比强烈，形象概括夸张，线条刚劲有力，具有浓厚的民族艺术风格。
九、火药的发明
中国的道士们一心一意求仙炼丹，却偶然地制造出了火药，这真是意外的发明。后来，火药与指南针、印刷术、造纸术一起成为这个文明古国的标志。
火药是中国古代四大发明之一，它的起源与炼丹术有着密切的关系，是古代道士在炼丹时无意中配制出来的。火药是硫黄、硝石、炭的混合物。这三种化学物质均可人药，因而制成火药后，火药也被归入药类。明代李时珍的《本草纲目》中说，火药能治疮癣、杀虫、辟湿气和瘟疫。
三国时期，道教盛行。当时的道士们都希望通过修炼达到长生不老的境界，于是潜心炼制所谓的仙丹。由于硫黄、硝石、炭在古代的医书里都是人药的良方。所以就有道士把它们混在一起来炼制仙丹，没想到，这一混，没混出仙丹，却造出了火药来。
火药在后来渐渐发展成武器。在唐朝末年，火药便已被用于军事。史书上记载，唐昭宗天祐占元年（公元904年），杨行密的军队围攻豫章，部将郑瑶“所部发机飞火，烧龙沙门，带领壮士突火先登入城”。这里所说的飞火，就是火炮、火箭之类。火炮是把火药制成环状，把吊线点燃后用抛石机掷出去，火箭则是把火药球缚于箭镞之下，将吊线点燃后用弓射出。到了宋代，战争接连不断，火药作为武器也随之加速发展。北宋政府专门建立了火药作坊，先后制造了火箭、火炮等以燃烧性能为主的武器和“霹雳炮”、“震天雷”等爆炸性较强的武器。南宋时造出了以巨竹为筒、内装火药的“突火枪”。到了元代又出现铜铸的火筒，称为“铜将军”。这些以火药的爆炸为推动力的武器，在战争中显示了前所未有的威力。
大约在12、13世纪，火药首先传人阿拉伯国家，然后传到希腊和欧洲乃至世界各地，对人类社会的文明进步，对经济和科学文化的发展，起了巨大的推动作用。英、法等国直到14世纪中叶，才有应用火药和火器的记载。
但是，究竟火药是什么时候发明的，究竟是由谁发明的，史书上并没有明确的记载。公元808年，唐朝炼丹家清虚子撰写了《太上圣祖金丹秘诀》，其中的“伏火矾法”是世界上关于火药最早的文字记载，中国学术界由此认为火药的发明不迟于公元808年。但作为火药最主要的原料——硝的熬制地点在哪里？
据专家考察，在四川老君山地区有朝阳洞、天雨洞、高官洞等十几个人工开凿的山洞，在这些山洞中，发现了排列有序、用来生产的硝池，以及堆积如山的下脚料、废弃物和生活用的灶台等。专家们根据现场的发现推断，当时提炼硝的技术已经相当成熟，用一担土可以提取8～12两硝。而且，当时造火药的规模很大，一个灶台起码可以为100多人提供一天的伙食。
专家们初步确认：老君山的这些洞穴是为了采硝而开凿，时间不会迟于清代。而且，老君山周边的环境也显示这里很可能就是当时的硝经营集散地。这里虽然交通不便，却汇集了广东、福建、湖南、浙江等各省的会馆，有的会馆至今保存完好。专家们一致认为，这极有可能是经营硝的各省客商云集于此，并建起了各省的会馆。在这些会馆的旁边，至今还有一条名为“火炮街”的古街道，当地居民说这条街是古代经营火药原料和爆竹的。
另外，四川是中国本土道教的发祥地，两汉前后道教炼丹盛行，火药又是道教的发明，而老君山的深山密林中至今有宋代修建的4座道教教观，这其中一定有必然的联系。
十、活字印刷技术
众所周知，印刷术是我国古代的四大发明之一。隋唐时期出现的雕版印刷术，是最初的印刷模式。雕版印刷虽然比手抄书写要快很多倍，质量也提高很多，但还存在着不少的缺陷。
雕版印刷要花费大量的木材，而且用版量很大，不仅存放不便，不好管理，出现错字也不易更正；而且雕版用过之后就变成废物，造成资源的浪费。
北宋庆历年间（1041～1048年），印刷术取得了重大突破。布衣发明家毕昇发明了活字印刷术。活字印刷术弥补了雕版印刷术的不足，大大节省了人力、物力和财力，非常方便快捷。活字印刷术的发明是印刷术发展史上一项具有划时代意义的创造。
关于活字印刷术的发明者毕昇，历史缺少记载，仅能从沈括的《梦溪笔谈》中知道他是庆历年问的一介布衣，生平籍贯均付阙如。毕昇死后，他的活字印被沈括的“群从所得”。
《梦溪笔谈》里记载，活字印刷的程序为：首先选用质地细腻的胶泥，刻成一个个规格统一的单字，然后用火烧硬，即成胶泥活字；把活字分类放在相应的木格里，一般常用字，如“之”、“也”等字要备用几个至几十个，以备重复使用。排版的时候，在一块带框的铁板上面敷上一层用松脂、蜡和纸灰之类混合制成的药剂，接着把需要的胶泥活字从备用的木格里拣出来，按文字顺序排进框内，排满就成为一版；排好后再用火烤，等药剂开始熔化的时候，用一块平板把字面压平，等到药剂冷却凝固后，就成为固定的版型。这样就可以涂墨印刷了。印完之后，再用火把药剂烤化，用手一抖，胶泥活字就可以从铁板上脱落下来，下次可以再用。
毕昇首创的泥活字版，使书籍的大量印刷更为方便。《梦溪笔谈》说“若印十百千本，则极为神速”。活字印刷，还可以一边印刷，一边排版，胶泥活字还可重复使用，实在是既节省了时间，又节省了材料。活字印刷术的方便快捷由此可见一斑。
毕昇之所以能够发明活字印刷术，来源于他对于生活的耐心观察、思考和体悟。有个有趣的小故事说，毕昇发明活字印刷是受了他两个儿子玩过家家的启发。他的师兄弟们不明白为什么毕昇那么幸运地发明活字印刷术，师傅开口了：“毕昇是个有心人啊！你们不知道他早就在琢磨改进工艺了。冰冻三尺，非一日之寒啊！”
毕昇在发明泥活字印刷的过程中，还研究过木活字排版。但是由于他所选用的木材的木质比较疏松，刷上墨后，受湿膨胀不均，干了还会缩小变形，加上不能和松脂药剂粘连，因此没有采用。后来经过人们的反复试验和研究，木活字印刷最终获得了成功。元代的农学家王祯造木活字3万多个，排印自己编撰的书。可以说，毕昇的早期探索，在某种程度上启发了木活字的发明者。
毕昇的创造和探索，开了后世一系列材料活字的先河。南宋时，出现了铜活字。南宋末或元初，有人使用铸锡活字。明代出现了铅活字。清代，山东徐志定使用瓷活字印刷。这些活字都是在毕昇的胶泥活字基础上进行的改进。
活字印刷术的发明和使用，不仅大大推动了中国印刷业的发展，而且对于世界文明的发展产生了巨大的影响。从13世纪开始，活字印刷术开始由中国传入朝鲜、日本等地，后来又经丝绸之路传入波斯和阿拉伯，再传入埃及和欧洲。大约在1450年左右，德国人古登堡受活字印刷的影响，发明了铅、锡、锑的合金活字印刷。活字印刷术的传人，为欧洲的文艺复兴和近代科学的兴起提供了重要的物质条件。
活字印刷术的发明，促进了人类文化知识广泛的传播和交流，大大推动了世界文明的发展。
十一、时间的标尺——钟表的发明
今天，随风飘荡的钟声以及指针滴答的移动声，将我们带入了另一个世界。在这个世界里，无论是飘然而逝的过去，还是不可预知的未来，都被指针清晰地定格在了一根无限长的数轴上。钟表的出现，使人类能够精确地把握生命中的每分每秒。
在古代，人类主要利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。中国人发明制造的日晷、漏壶，以及水运仪象台都是世界上最古老的计时器。而能够持续不断工作的钟表的出现，改变了白天黑夜分别计时的传统，使一昼夜24小时的计时制得以推行。这一计时制的出现，成为时间观念史上的一件大事。
欧洲古老的机械钟，出现在14世纪的欧洲，它是由挂在绳子一端的重锤所驱动，绳子的另一端绕在一个轴上，随着重锤的下降，轴相应地转动，再通过齿轮带动钟的指针旋转。
1510年，德国锁匠彼得·亨兰率先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟表，然而这种表的计时效果并不理想：发条若是上得太紧，指针就会走得过快；发条若是上得过松，指针就会运行得慢。
针对这一缺点，捷克人雅各布·赫克对其进行了改进。他设计出一个锥形涡轮，由锥形涡轮和一卷发条共同组成表的驱动机构。当发条逐渐舒张时，它通过一条绳子带动锥形涡轮和表内的齿轮。锥形涡轮的形状恰好能够补偿发条作用的变化。当发条卷紧时，作用力强烈地作用在锥形涡轮的顶端，这里的杠杆作用较弱；当发条慢慢放松时，它的拉力就减弱，作用力作用在涡轮轮子的底部，而这里的杠杆作用则较强。因此，钟表机械得以均匀地运转。
1657年，荷兰物理学家惠更斯首先把重力引入钟表，做成了世界上第一台精确的摆钟。摆钟不像以前的钟表要另设驱动机构来推动对称横臂，而是由地球重力推动。随着单摆被用于时钟，时钟的精度越来越高，到了17世纪中叶，钟表的最小误差已由每天15分钟，减少到10分钟。精确时钟的出现，使各地区的时间协调统一起来。
17世纪后期，游丝的发明，为现代精密机械钟表的出现奠定了基础。机械钟表虽有多种结构形式，但其工作原理基本相同。它主要是由原动系、传动系、擒纵调速器及指针系式上的条拨针系条组成。到了18世纪启蒙运动和工业革命开始的时候，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并且达到了相当高的水平。钟表已经充分扮演了“一切机器之母”的重要角色，成为社会生活快节奏的缔造者。
到了20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字显示式石英钟表相继问世。1929年，在贝尔实验室工作的英国人霍顿和加拿大裔美国人玛利森首次研制出晶体石英钟。这种高质量的石英钟在温度不变的环境中每天误差仅0.1毫秒或误差十亿分之一。石英钟一经问世，便引起了人们的轰动。
1942年，著名的英国格林尼治天文台也开始采用石英钟作为计时工具。20世纪70年代，石英钟的制作技术突飞猛进，应用同一原理制成的石英表亦开始风靡全球。继石英钟之后，更为先进的原子钟问世了。它是由原子振动来控制的，是目前世界上最精确的钟，即使经过100万年，其偏差也不会超过1秒钟。如今，时间观念已经渗透到每一个人的生活中，守时成为一种美德。
十二、肥皂的发明
肥皂是人们日常生活中经常接触到的东西，我们现在所熟知的肥皂也是经历无数演化才展现在我们面前的，这其中包含了无数劳动人们的智慧。
据史料记载，最早的肥皂配方起源于西亚的美索不达米亚（两河流域）。大约在公元前3000年的时候，人们便将1份油和5份碱性植物灰混合制成清洁剂；在欧洲关于肥皂起源的传说很多，据说古罗马的高卢人，每遇节日便将羊油和山毛榉树灰溶液搅成稠状，涂在头发上，梳成各种发型。一次，节日突遇大雨，发型淋坏了，人们却意外发现头发变干净了。又传说，罗马人在祭神时，烧烤的牛羊油滴落在草木灰里，形成了“油脂球”。妇女们洗衣时发现，沾了“油脂球”的衣服更易洗干净。这都说明人们用动物脂肪与草木灰（碱）皂已用了千年。
考古学家在意大利的庞贝古城遗址中发现了制肥皂的作坊。说明罗马人早在公元2世纪已经开始了原始的肥皂生产。中国人也很早就知道利用草木灰和天然碱洗涤衣服，人们还把猪胰腺、猪油与天然甙混合，制成块，称“胰子”。
古代不管是东西方，最早的洗涤成分不外乎都是碳酸钠和碳酸钾。前者为天然湖矿产品，后者就是草木灰的主要洗涤成分。肥皂之所以能去污，是因为它有特殊的分子结构，分子的一端有亲水性，另一端则有亲油脂性，在水与油污的界面上，肥皂使油脂乳化，让油脂溶于肥皂水中；在水与空气的界面上，肥皂围住空气的分子形成肥皂泡沫。原先不溶于水的污垢，因肥皂的作用，无法再依附在衣物表面，而溶于肥皂泡沫中，最后被整个清洗掉。
从科学的角度来讲，肥皂是脂肪酸金属盐的总称。日用肥皂中的脂肪酸碳数一般为10～18，金属主要是钠或钾等碱金属，也有用氨及某些有机碱如乙醇胺、三乙醇胺等制成特殊用途肥皂的。肥皂包括洗衣皂、香皂、金属皂、液体皂，还有相关产品脂肪酸、硬化油、甘油等。
肥皂中除含高级脂肪酸盐外，还含有松香、水玻璃、香料、染料等填充剂。从结构上看，在高级脂肪酸钠的分子中含有非极性的憎水部分（烃基）和极性的亲水部分（羧基）。憎水基具有亲油的性能。在洗涤时，污垢中的油脂被搅动、分散成细小的油滴，与肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的憎水基（烃基）就插入油滴内，靠范德华力与油脂分子结合在一起。而易溶于水的亲水基（羧基）部分伸在油滴外面，插入水中。
这样油滴就被肥皂分子包围起来，分散并悬浮于水中形成乳浊液，再经摩擦振动，就随水漂洗而去，这就是肥皂去污原理。但普通肥皂不宜在硬水或酸性水中使用。在硬水中因生成难溶于水的硬脂酸钙盐和镁盐，在酸性水中生成难溶于水的脂肪酸，大大降低其去污能力。
早期的肥皂是奢侈品，肥皂的制造，靠的是有经验的工匠。利用油脂与碱汁的比例来调制，由于没有资料可参阅，经常因为无法凝固而重新再试。肥皂的材料来源，是从橡树、山毛榉等木材中提炼涩汁，作为碱汁的来源，如果不够，就从暖炉的灰烬中添加。有了碱汁，再从动物脂肪或是料理用的植物油取得油脂，可是一旦油水分离，就得再重头来过。
1791年，法国化学家卢布兰用电解食盐方法廉价制取火碱成功，从此结束了从草木灰中制取碱的古老方法；18世纪，法国人利用盐及石炭制作“人工苏打”，取代传统白灰烬中取出的碱汁；到了19世纪，德国人发明以电气分解食盐水来制作氢氧化钠；自此之后，苛性钠的普及，得以让肥皂从原本只有王公贵族买得起的商品，摇身一变，变成平民百姓的日常生活用品。19世纪末，制皂工业由手工作坊最终转化为工业化生产。
十三、“不务正业”的科技发明——压力锅
压力锅也叫高压锅，它是居家生活中最常见、最实用的一种理想炊具，那些难以对付的顽固肉食品，经它一煮很快就可以变得香软可口。非常有趣的是，这项发明被很多人冠以“不务正业”的名字，因为它是一个年轻人无法插柳的成果。
17世纪末，法国国王亨利四世上，疯狂迫害新教徒。为了逃离厄运，一个名叫丹尼·帕平的年轻人跑到瑞士避难。他沿着阿尔卑斯山艰难跋涉，一路上风餐露宿，渴了找点儿山泉水喝，饿了煮点儿土豆吃。
有一天，帕平走到一座山峰附近，他觉得饿了，于是找了一些干树枝，架起篝火，煮起土豆来。水一直滚滚开着，土豆在里面煮了很久却依然煮不熟。为了填饱肚子，他无可奈何地把没煮熟的土豆硬吃了下去。这个偶然的事件给他留下了深刻的印象。
在国内时，帕平曾进行过蒸汽发动机、蒸汽锅炉方面的研究，在异国他乡的大环境中，他仍然没有放弃自己的研究，正因为如此，才引发了他对压力锅的发明。
几年后，帕平的生活有了转机，他来到英国一家科研单位工作。阿尔卑斯山上的往事令他记忆犹新，他决心寻找到其中的秘密。经过深入的研究，帕平终于有了合理的解释：大气压与水的沸点之间为正比例关系，大气压高时，水的沸点也高；大气压低时，水的沸点也低。高山上的大气稀薄，气压低，水的沸点也低，虽然水开了，但热力不足，所以土豆很长时间也煮不熟。
在此基础上，他进一步联想到：如果用人工的办法让气压加大，水的沸点就不会像在平地上只是100℃，而是会更高些，那么，高山上就能把东西煮熟，而平地上煮东西所花的时间就会更少。为了提高气压，缩短烹煮时间，帕平自己动手做了一个密闭容器，里面装了一些水，他想用外面不断加热的方法，让容器内的水蒸气不断增加，又不会散失，以达到使容器内的气压增大、水的沸点增高的目的。可是，当他睁大眼睛盯着加热容器的时候，容器内发出咚咚的声响。帕平吓坏了，只好暂时停止试验。
两年后，经过重新设计，帕平在锅体和锅盖之间加了一个橡皮垫，锅盖上方钻了个孔，这样，锅边漏气和锅内发声的问题就解决了。帕平把土豆放入锅内，点火，冒气，10多分钟之后，土豆就煮烂了。
然而，他并不满足，又先后煮鸡、煮排骨等肉质食品，在这些成功的试验的基础上，1681年，帕平造出了世界上第一只压力锅——当时叫做“帕平锅”。他邀请英国皇家学会的会员们前来参加午餐会，实际上是对压力锅进行鉴定。厨师当着众多科学家的面，把9只活蹦乱跳的鸡宰了，塞进压力锅里，然后架到火炉上。那些高傲、挑剔的专家们一杯茶还没有喝完，一盘盘热气腾腾、香味扑鼻的清蒸鸡就上桌了。不仅鸡肉全煮熟了，而且连鸡骨头也软了。事实折服了在场的所有人，从此，帕平的压力锅就名扬四方了。
随着科技发展，压力锅在外观质量、安全性、技术方面均得到了较大的改进，它以快速、安全、自动、实用的特性，成为了现代时尚的新宠。
十四、手腕上的计时科技——手表的发明
手表是系在手腕上的小型计时仪器。从19世纪中叶有人将挂表装上皮带，戴在手腕上开始使用，经逐步改进，缩小体积，美化式样，发展成为手表。
1270年前后在意大利北部和南德一带出现的早期机械式时钟，以秤锤作动力，每1小时鸣响附带的钟，自动报时。1336年，第一座公共时钟被安装于米兰一教堂内，在接下来的半个世纪里，时钟传至欧洲各国，法国、德国、意大利的教堂也纷纷建起钟塔。
不久，发条技术发明了，时钟的体积大为缩小。1510年，德国的锁匠首次制出了怀表。当年，钟表的制作似乎仅限于锁匠的副业，直到后来，对钟表精度的要求越来越高，钟表技艺也日益复杂，才出现了专业的钟表匠。
1806年，拿破仑时期，约瑟芬为王妃特制的一块手表，是目前已知的关于手表的最早记录。这是一块注重装饰、被制成手镯状的手表。当时，男人世界里风行的是作为身份、地位象征的怀表，手表则被视作是女性的饰物。
1885年，德国海军向瑞士的钟表商定制大量手表，手表的实用性获得世人的肯定，逐渐普及开来。
20世纪初，ROLEX（劳力士）的前身——WILSDORF&DAVIS公司推出了银制绅士表和淑女表，大获成功，带动了各家钟表厂商竞相研制开发手表。
当年就以怀表技艺闻名世界的瑞士，在手表制作方面也一马当先，ROLEX在1926年就开发出完全防水型的手表“ROLEXOYSTER”，1931年又率先将自动上发条的手表“OYSTERPERPETUAL”推向市场。
LONGINES（浪琴）公司也不甘示弱，其研制的精密航空钟与美国飞行家林德伯格一起飞渡大西洋，名声大振。1929年，推出带秒表功能的手表“CHRONOGRAPH”，翌年又在此基础上开发出飞行用精密手表“CHRONOMETER”。
20世纪60年代末，机械手表史掀开了新的一页：1969年，日本精工手表公司开发出世界上第一块石英电子手表，日误差缩小到0.2秒以内。1972年，美国的汉密尔顿公司发明了数字显示手表，马达和齿轮从手表中消失了。
手表制造业新技术层出不穷，机械手表却并未寿终正寝，产量虽然大减，制造技艺却得以保存。特别是瑞士的钟表厂家，在石英手表独占鳌头的今日，仍对机械手表情有独钟，坚持生产高档机械手表，并源源不断地输往世界各地。
十五、神奇的小火柴
火柴是由谁发明的？
根据记载，最早的火柴是由我国在公元577年发明的。当时是南北朝时期，战事四起，北齐腹背受敌，物资短缺，尤其是缺少火种，烧饭都成问题，当时一班宫女神奇地发明了火柴。不过我国古代的火柴都只不过是一种引火的材料。其后传入欧洲，欧洲人在此基础上发明了一度被中国人称为“洋火”的现代火柴。
17世纪中后期，德国人布兰德提炼出了黄磷。人们利用黄磷极易氧化发火这一特性，在小木棒一端沾上硫磺，然后再沾黄磷而发火。到了19世纪法国人钱斯尔将氯酸钾和糖用树胶粘在小木棒上，浸沾硫酸而发火。这些都是现代火柴的雏形。
19世纪20年代，英国人沃克把氯酸钾和三硫化锑用树胶粘在小木棒端部做药头，装在盒内，盒侧面粘有砂纸。手持小木棒将药头在砂纸上用力擦，能发火燃烧。这是最早具有实用价值的火柴。
几年后，法国人索里亚以黄磷代替三硫化锑掺入药头中，制成了黄磷火柴。这种火柴使用方便，但发火太灵敏，容易引起火灾，而且在制造和使用过程中，因黄磷有剧毒，严重危害人们的健康。后来人们又研制出赤磷代替黄磷，它是黄磷的同素异形体，性能相对稳定，且无毒。
19世纪50年代，瑞典人伦德斯特鲁姆创制出一种新型火柴，它是将氯酸钾和硫磺等混合物粘在火柴梗上，而将赤磷药料涂在火柴盒侧面。使用时，将火柴药头在磷层上轻轻擦划，即能发火。由于把强氧化剂和强还原剂分开，大大增强了生产和使用中的安全性，所以这种火柴被称为安全火柴，应用十分广泛。
火柴工业开创于欧洲。19世纪30年代，世界上第一家火柴厂建立于瑞典卡尔马省。19世纪60年代，火柴开始输入中国，当时称之为“洋火”或“自来火”。中国的第一家火柴厂是卫省轩于1879年在广东佛山创办的巧明火柴厂。1920年，刘鸿生在苏州创办鸿生火柴厂，改进了火柴配方，改善了生产管理，生产出质优价廉的“美丽”牌火柴，之后刘鸿生又创建了上海大中华火柴公司。1967年，我国第一台火柴自动连续机试制成功。1982年在济南火柴厂建成了中国第一条火柴连续生产线。
十六、小巧的取火器——打火机的发明
打火机是一种主要用于点燃香烟的发火器具。有汽油灯打火机、气体打火机、电子打火机等。
当世界上第一支手枪问世不久，第一只早期的打火机也就出现了，因为它就是用手枪改成的，叫火绒手枪。这种打火机还长期被作为身份的象征和办公室的摆设。
18世纪，出现了用绳点火的打火机，之后的是磷和煤油或者蜡的打火机，以及砂轮和火绳及汽油打火机。
1854年爆发的克里米亚战争使卷烟工业迅速发展，而在此之前，只有东欧和巴尔干人抽卷烟，而西欧则以嚼烟、烟斗为主。打仗的时候，东欧人可以利用战斗间隙抽上几口，而他们的对手刚装上一烟袋锅就听到开拔的号声。
抽烟变得越来越方便，打火机也发展到由打火轮引燃火绳，再用火绳点着汽油的方式了。这期间，由于磷的发现，火柴也问世了，很多打火机同时也是火柴盒。
燃料问题似乎容易解决，问题是产生火花的方法一直颇嫌笨拙。我们今天所用的打火机的转轮实际上是奥地利人奥尔研制出来的，奥尔发现铁铈合金制成的金属在摩擦时很容易产生大面积的火花。这种金属就是以奥尔命名。奥尔金属的打火轮一开始并不是现在的圆形的周边呈锉状的。
经过一番摸索，他发展成火石装在火石管里，为保证火轮的火石间有足够的压力，在火石下面有一弹簧结构，蹭一下火轮子，即可产生火花。奥尔解决的是火花产生的问题，直到今天，它仍是打火机点燃的主流方式。不过人们并不是一开始就想到用转轮，曾采用半转轮，但很快意识到这种往复式的半轮的缺点是火石磨损过快，因为即使不打火时也要磨一下火石。
后来科技的发展使人们发明了电打火。现代烧液体和气体燃料的汽车都是通过火花塞放电点火的。
当火花问题和燃料问题解决后，打火机工业得以迅猛发展。19世纪末20世纪初，到处都是打火机厂，有的用金属，有的用电木（酚醛树脂）作机壳，真是百花齐放。德国的一些犹太人因不堪忍受纳粹的摧残，移居到英美等地，其中就有些打火机制造商逃到伦敦，他们开始在英国制造打火机。这时开烟斗店的登喜路开始造打火机。
而此时在美洲，一名叫Aranson的人造出了Ranson打火机，并为它的班卓琴形状申请了专利。这种装有汽油、火石的打火机辉煌了很长一段时间。后来同众多厂家一样，停产了。
在打火机制造史上，最具有传奇色彩，并且生命力最长久的（至今在全世界的百货店里都能见到）要算是美国的Zippo打火机了。
1932年，正值美国大萧条的中期。一个雾气腾腾的夏晚，在美国宾夕法尼亚州布拉德福德的乡村俱乐部里，乔治·勃雷斯代与一个朋友在神侃。他的朋友在用一美元一个的奥地利产的打火机点烟，那是一个十分难看的打火机。
“凭你的穿戴，难道你不能用像样一点的打火机吗？”
“你知道吗？乔治，”他朋友回答，“这玩意儿管用！”
奥地利人似乎没心思完善他们的发明，乔治则对这种打火机进行了改进。他将奥地利打火机改成方块盒，握在手中很合适。打火机盖用一个合页与机身相连，在棉芯周围加一个防风网，方便又美观的打火机诞生了。这就是Zippo及其创始人乔治·勃雷斯代的故事。
与众不同的是，在一次次追逐时髦的浪潮中，Zippo却拒绝一次性消费，主张终身保用，这为收藏提供了极大的方便。Zippo的外形在过去70来年中始终没有变，也就是说，如果你搞到一只1934年的Zippo，它会跟千禧年纪念版的Zippo一样大小。更有趣的是，即使是1932年的原型Zippo，其燃烧器部分仍与最新的Zippo通用。
十七、抽水马桶中的科技
厕所常被人看做是藏污纳垢的场所，很少有人谈论厕所，这历来是个不登大雅之堂的话题。但是这个不登大雅之堂的话题却是人们日常生活中无法回避的，和这个话题最密切相关的就是抽水马桶。
抽水马桶的发明史有多个版本，比较被广泛接受的说法是一位叫约翰·哈林顿的英国人发明的。据说约翰·哈林顿是女王伊丽莎白一世时代（1558~1603）人，他是女王的一名侍臣（一说是教士）。约翰·哈林顿平时爱好文学，曾因传播一则有伤风化的故事而被判处流放。1584～1591年间，他在流放地凯尔斯顿盖了住房。在那里，他设计出了世界上第一只抽水马桶。他对这项发明颇为自豪，特地以《荷马史诗》中一位英雄埃杰克斯的名字为它命名。后来，哈林顿还写了《夜壶的蜕变》一书，详细描绘他的抽水马桶的设计。不过，当时的英国公众并没有接受这项发明，他们还是喜欢使用便壶，但是房间里弥散的臭味却让人十分头疼，女王也一直抱怨里士满宫殿里到处有未倒空的便壶味儿。哈林顿遂将这一发明献给了女王。
然而即便连女王都在用，马桶并未因此而普及起来。因为这个时期的英国并没有与马桶相联系的配套设施，安装马桶容易，安装下水道却很不容易。为了装马桶而重建房屋和挖下水道听起来就得不偿失。时间到了1666年“伦敦大火”焚毁了伦敦近五分之四的房屋，灾后重建工作为马桶普及提供了可能。但是直到19世纪60年代像伦敦这样的大城市也才刚提供排水设施，这时许多人第一次享，受到抽水马桶的好处。而这已是哈灵顿的发明300多年之后的事了。
到了1775年，伦敦有个叫亚历山大·卡明斯的钟表匠，改进了哈林顿的设计，研制出冲水型抽水马桶，并首次获得了专利权；1848年，英国议会通过了“公共卫生法令”，规定：凡新建房屋、住宅，必须辟有厕所、安装抽水马桶和存放垃圾的地方。这就为抽水马桶技术的发展提供了条件。自此，抽水马桶开始受到人们的欢迎。
1889年，英国水管工人托马斯·克拉普（Thomas Crapper）发明了冲洗式抽水马桶。这种马桶采用储水箱和浮球，结构简单，使用方便。从此，抽水马桶的结构形式基本上定了下来。这种抽水马桶的一个重要特征是S形管，或者说下水道的存水弯，它总是保存一些水。这些水相当于一个密封垫，将臭味盖住。
直到19世纪后期，欧洲的城镇都已安装了自来水管道的排污系统后大多数人才用上了抽水马桶。在当今世界上，抽水马桶已被公认为“卫生水准的量尺”。英国人发明抽水马桶是对人类社会的一大贡献。
曾被看做是藏污纳垢之地的厕所，以为抽水马桶的出现变得不再那么让人感到不舒服了。
十八、照相机里的科学
照相机是用于摄影的光学器械。被摄景物反射出的光线通过照相机的镜头（摄景物镜）和控制曝光量的快门聚焦后，被摄景物在暗箱内的感光材料上形成潜像，经冲洗处理（即显影、定影）构成永久性的影像，这种技术称为摄影术。
最早的照相机结构十分简单，仅包括暗箱、镜头和感光材料。现代照相机则比较复杂，具有镜头、光圈、快门、测距、取景、测光、输片、计数、自拍等系统，是一种结合光学、精密机械、电子技术和化学等技术的复杂产品。
公元前400年前，墨子所著的《墨经》中已有针孔成像的记载；13世纪，在欧洲出现了利用针孔成像原理制成的映像暗箱，人走进暗箱观赏映像或描画景物；1550年，意大利人卡尔达诺将双凸透镜置于原来的针孔位置上，映像的效果比暗箱更为明亮清晰；1558年，意大利的巴尔巴罗又在卡尔达诺的装置上加上光圈，使成像清晰度大为提高；1665年，德国僧侣约翰章设计制作了一种小型的可携带的单镜头反光映像暗箱，因为当时没有感光材料，这种暗箱只能用于绘画。
1822年，法国的涅普斯在感光材料上制出了世界上第一张照片，但成像不太清晰，而且需要八个小时的曝光。1826年，他又在涂有感光性沥青的锡基底版上，通过暗箱拍摄了一张照片。
1839年，法国画家达盖尔无意中发现用碘处理过的金属板具有感光性，并从中得到启发，发明了感光材料。又一次偶然的发现，让达盖尔见到水银蒸发造成了底片显像的现象，从而解决了显影问题。后来，达盖尔又解决了定影问题，基本掌握了照相的所有基本技术。从而为实用型照相机的发明奠定了理论基础。
早期的照相机，因为采用手工生产，所以价格昂贵，数量不多，也很笨重，使用起来很不方便。
后来，干版的发明使照相机便于携带，而胶卷的出现不仅使携带变得更为方便，而且推动了普及型相机的批量生产，照相机的价格也逐步降低。1891年，美国伊斯曼柯达公司开始出售胶卷，并主要从事生产操作简单、性能良好的普及型照相机，使原来只有少数人使用的照相机，开始面向大众。
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，数码相机开始出现并迅速发展起来。1988年，日本富士和东芝公司发布了共同开发的富士克斯数码静物相机DS-LP，这是第一款数码相机。数码相机是用一种特殊的半导体材、料来记录图片，这类特殊的半导体叫做电荷藕合器，简称CCD。它是由数千个独立的光敏元件组成，这些光敏元件通常排列成与取景器相对应的矩阵。外景像所反射的光透过镜头照射在CCD上，并被转换成电荷，每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度。当你按动数码相机上的按键，CCD将各个元件的信息传送到一个模数转换器上，模数转换器将数据编码后送到RAM中，此时即可看到一张完整的数码相片。
十九、小拉链的科技
当你听到一个名为“宇宙绑紧器”的公司时，你能猜到这家公司生产的产品吗？这种产品曾位列1986年美国《科学世界》杂志遴选的20世纪对人类生活影响最大的十大发明之一，与飞机、火箭、尼龙、电视、电冰箱、飞艇等发明并列。它就是拉链。
早在原始社会时期，人们就用以骨头或兽角做成的别针来固定兽皮衣服，后来，纽扣的发明，在连接衣服的发展史上，走出了一大步。不过，随着人们对纽扣的普遍使用，它的缺点也逐渐暴露，比如欧洲的贵妇们经常需要穿着层层叠叠的衣服，这些衣服大多需要使用带子或者纽扣，她们每次穿衣时，几乎都要面对一次“繁冗的工程”。那么，有没有一种省力、简捷的物品，能够代替全身上下的数十只纽扣？
美国芝加哥市有一个名叫惠特科姆·贾德森的工程师看到妻子钉纽扣钉得手指都磨破了，感到很心疼。为减轻妻子的痛苦，他发明了一个新的部件，这种部件由一排钩子和一排扣眼构成，随着一个铁质滑纽的滑动，钩子和扣眼便会依次扣紧，这种新发明被称为“滑动绑紧器”。1893年，第十届博览会在芝加哥举行，贾德森的“滑动绑紧器”受到普遍的赞赏，并获得了专利。当时的人给这件最初的拉链起了一个更通俗的名字——可移动的纽扣。
经过改进的“滑动绑紧器’很快便受到青睐，正在进行世界大战的美国，对这件发明很赏识，将它相继应用到海军和空军的军服上，结果士兵们的穿衣速度明显提升。20世纪20年代时，美国固定公司购买了“滑动绑紧器”的专利，进行大量的商业生产，并给它起了一个顺口的名字：拉链。到了20世纪30年代，一位女性服装设计师在一条长裙上使用了拉链，从此，拉链“窈窕”的身影，开始频频出现在衣裤、背包、鞋子的等各种物品上。
在芝加哥博览会不久，贾德森就与人合作办起了“宇宙绑紧器公司”，并积极准备研制生产“滑动绑紧器”的机器。1904年，这种机器研制成功，并获得专利。不过，因为贾德森设计的“滑动绑紧器”常常容易脱钩断裂，这给使用它的人造成很多的尴尬，再加上它的外形也欠美观，所以其销路一直没有打开。后来，瑞士工程师森德巴克加入到这项发明的改进当中，他利用凹凸齿错合原理，克服了原来容易断裂的缺点，1912年，又进一步改进了生产“滑动绑紧器”的机械。
二十、“懒汉”的科技发明——遥控器
每天晚饭后躺在沙发上看电视，相信是大多数人最舒适的时刻，尤其是在几十乃至上百个节目频道的今天。这个看似小巧的东西，却给现代紧张忙碌的人们带来一份难得的轻松和便利。
最早的遥控器之一，是一个叫尼古拉·特斯拉的人在1898年发明的，他曾经为爱迪生工作，同样被誉为天才发明家。
现代意义上的真正的遥控器的问世，还得感谢一个“懒汉”。
1950年，美国Zenith电子集团的一个名叫阿尔德勒的博士，很讨厌看电视广告，又懒得一次次跑到电视机前去换频道，于是就想发明一种可以远距离操纵电视机的装置。刚开始他发明的是一种有线遥控装置，起名就叫“懒骨头”。使用了一段时间后，他发现遥控线拖在地上很容易绊着人，碍手碍脚的很麻烦。于是他尝试研制以光来操纵电视机的遥控器。最初他是在电视机柜的4个角上各放上一枚光电池，使用时用一支聚光手电筒，照一下电视机不同方位的光电池，以达到上下选择频道或开关电视的目的。但是，照射在电视机上的光线，有时也会使电视机“出毛病”不听指挥。之后，阿尔德勒又相继推出了用无线电遥控和依靠声音来遥控的遥控器。
遥控器问世后，受到许多人的欢迎。使用不久后，人们又反映无线电遥控容易影响隔壁邻居家的电视机，而声音遥控又容易受噪声的干扰。1956年，阿尔德勒经过多次试验，终于选定了人耳听不到的超声波作为遥控媒介，制成了超声波遥控器，得到了大家的认可。到了20世纪80年代后，随着集成电路技术和红外技术的发展，红外遥控器又问世了。由于它基本不受外界干扰，遥控范围又局限在一问屋子里，所以受到广泛的欢迎。
那么，红外遥控器怎么会有这么大的“本领”，它是怎么工作的呢？首先我们来看看什么是红外线。
人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.461ma。比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线遥控就是利用波长为0.76～1.5pm之间的近红外线来传送控制信号的。常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要组件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为0.94μm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。
刚开始，遥控器主要用在电视机上，现在，空调、录像机等都有各自的遥控器。随着微电子技术的发展，又出现了可以同时控制电视机、空调、音响等多种家用电器的遥控器。今后遥控器将朝着一器多用和小型、知能的方向发展。
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