最大的太阳钟

    奥古斯都太阳钟是世界上最大的太阳钟。这座钟在古罗马艺术品中特别有名，它的组成部分是一块很大的平地和一根直立在平地中央的华表。平地为钟面，上刻有表示时辰的字面，华表为指针，高20余米，顶端有根尖圆形的小柱起着指针尖的作用。华表在平地上不同的投影表示不同的时辰（投影在夏至时长9.5米，冬至时长65米）。钟上刻有一部儒略历以及不少极有意义的箴言。

    据载，此钟始建于公元前9年，是古罗马皇帝恺撒的养子奥古斯都下令建造的，当时还在它的两边分别建造了和平祭坛和奥古斯都陵墓。这三件艺术品浑然一体象征皇帝神圣不可侵犯的威严。

    这座太阳钟造好后却非常不幸，提帕河的一次泛滥冲毁了整座钟，华表斜向一边。风吹雨淋逐渐剥蚀了钟盘上的铭文。虽然以后的多朱提安王曾派人进行维修过，但华表最终还是倒塌，整个钟面湮没在泥浆里。1748年，那根花岗石柱才被别人发现。至于钟面，历代考古学家和天文学家都为了能找到这个“尤物”不惜奔波一世。1994年，柏林德国考古研究所所长爱德蒙特·布赫纳领导的考古小组在罗马城心脏的一间酒吧底下觅到了它，它离当年太阳钟的所在地200米远。

    最大的照相机

    1900年美国芝加哥奥尔顿铁路公司设计制造的，名为“猛犸”的照相机是世界上最大的照相机。这架巨大的照相机，是专为拍摄该公司生产的豪华列车而制造的。当它装上225千克重的玻璃感光板后，总重量达635千克，需15人操作。为此，该公司特地设计制造了一节铁路货车来运载它。

    “猛犸”照相机摄得的底片尺寸是1.4米×2.4米。冲洗和印像需要0.045立方米化学药液。在1900年巴黎博览会上，用这架照相机拍摄的巨幅照片荣获“世界第一大奖”。

    到了摄影技术高度发展的今天，就是由小型照相机拍摄的照片，也可以放大出比“猛犸”大出若干倍的细致而清晰的照片来。而这一架体积庞大、笨重的“猛犸”，就像它的名字所代表的史前动物一样，自己消逝了。

    最早的降落伞

    人类设想凭借空气阻力，让人从空中缓慢安全下降着陆，最初是由达·芬奇进行研究的。他设计了多种用布制成的四方尖顶天盖，人可吊在下面从空中下降，这算得上是人类历史上首次尝试的设计。据他计算，天盖的每边长7米就可以吊一个人。这幅设计图目前仍保存在意大利的达·芬奇博物馆里。据说，达·芬奇曾亲自利用这种降落伞从一个塔上跳下做过试验。

    法国的贝拉吉奥是有记载的第一个利用降落伞从塔上跳下的人，1777年他用自己设计的木框糊上布制作成降落伞。

    布兰查德是第一个在空中利用降落伞的人，他是法国飞船驾驶员。1785年，他从停留在空中的气球上用降落伞吊一筐子，里面放一只狗，安全地着地。随后在1793年，他亲自从气球上用降落伞下降，可是在着地时摔坏了腿。这一年他正式提出了从空中降落的报告。另一个飞船驾驶员加纳林，于1797年10月22日在巴黎成功地从610米高空降落，1802年9月21日在伦敦从2438米高空降落成功。1808年波兰的库帕连托从着火的气球上用降落伞脱险。

    后来随着航空事业的飞速发展，人们开始把降落伞作为救难装备进行研制，但在飞船上是容易装备的，在飞机上则有许多困难，因而一直没有新的发现，自从1912年柏利成功地从飞机上用降落伞跳下以后，到第一次世界大战结束前6个星期，德国军队正式使用降落伞，人们这才肯定了它的实用价值，现已发展为飞行员的必备之物。

    第一封电报

    电报，能迅速地使远隔天涯的两地互通音息，是人们互相联系的一种重要通讯工具。人类史上第一封电报诞生于1844年，是由美国科学家塞约尔·莫尔斯应用自制的电磁式电报机，通过65公里长的电报线路而拍发的。

    莫尔斯原是艺术家，1832年从欧洲旅行回到美国，便结束了艺术生涯而开始致力于电报机的研究。根据电磁感应原理，莫尔斯试用电路的启闭来发送和记录信号。他在设计电报机的同时，按照电路中脉冲信号的产生和消失，构思了圆点、横划和空白的电报符号，把这三种符号组合起来，就可以表示需要传递的信息。后来这一特定的点划组合成为电讯上普遍采用的莫尔斯电码。

    1837年，莫尔斯在精通机械知识的艾尔弗雷德·维尔的帮助下，试制出第一架电磁式电报机。利用电磁感应原理来操纵顶端装有记录头的控制棒，当电流脉冲通过电路时，引起了控制律运动，就会使记录头触及纸带从而在纸带上有顺序地留下符号图形。同年9月2日，这架电报机在纽约大学展出，莫尔斯亲临现场表演，获得了成功。

    1838年，莫尔斯又在美国总统及内阁成员面前进行表演，引起了他们的浓厚兴趣。他遂要求3万美元的拨款以进行电报实际应用的试验，但拨款迟迟没有批下来。为此已濒于一贫如洗的莫尔斯只得奔波于美、英、法、俄等国。遗憾的是，这几国都不愿冒险投资。直至1843年3月，莫尔斯才通过国会中的朋友得到了3万美元。他委托纽约州的埃长拉·康奈尔即后来康奈尔大学的创始人架设电报线。华盛顿与巴尔的摩之间第一条实用电报线路终于建立起来了。第二年5月24比莫尔斯在国会大厦最高法院会议室，首次通过这条电报线，传出圆点和横划的符号，向正在巴尔的摩的艾尔弗雷德·维尔拍发了世界上第一封电报。第一封电报的内容是圣经的诗句：“上帝行了何等的大事”。尽管这份电报只传送了65公里之远，但它成功地开创了长距离通讯联系的新时代。

    最早的电子手表

    电子手表是本世纪50年代才开始出现的新型计时器。最早的一种电子手表是美国埃尔近公司和利普手表公司在1952年共同公布的电子手表原型。这种手表用电磁摆轮代替发条驱动，但走时部分与机械手表完全相同，被称为第一代电子手表。1960年美国布洛瓦公司最早开始出售“阿克屈隆”牌音叉电子手表。这种手表以音叉的振荡频率作为走时的基准，比摆轮式电子手表结构简单，走时较精确，被称为第二代电子手表。1969年12月，日本精工舍公司推出了35SQ型电子手表。这是世界上最早的石英电子手表，这种手表以石英的固有振荡频率为走时基准，通过电子线路，控制一台微型电机带动指针，被称为第三代电子手表。石英电子手表走时精确，结构简单，很多性能指标都超过了机械手表，因此很受顾客欢迎。它出现之后不久，就把第一、第二代电子手表淘汰了。

    从第一代到第三代电子手表都保留了传统手表的指针表盘式表面，继之而起的第四代电子手表一数字显示式石英电子手表却完全脱离了机械手表的形式，最终形成了一种全新的时计。数字显示电子手表采用发光二极管或者液晶为显示元件，直接以数字表示时间。整个手表由石英晶体、集成电路、显示屏以及电池构成，没有任何走动元件，所以又被称为“全电子手表”。世界上最早的全电子手表是美国汉弥尔顿公司在1972年开始出售的波沙牌（Pulsar）数字显示电子手表。该表以发光二极管为显示元件，当时售价为2000美元。

    全电子手表走时比指针式石英电子手表更精确，结构比指针式石英电子手表更简单，还具有特别良好的防磁、防震性能。而且，除了显示时间外，数字显示式电子手表还可以具有计秒，显示日期、星期、起闹及计算、储存数据、量血压、测脉搏、报警等等多种功能，还出现了与收音机、电视机组合在一起的电子表。

    最早的电灯泡

    世界上最早的电灯泡诞生于1879年10月21日，是一盏犁口般大小的灯泡。它的发明者是美国的科学家爱迪生。

    爱迪生在研制过程中仔细分析了当时的煤气灯和弧光灯后，他决定寻找一种耐热材料。由电流把它烧到白热化程度而发出炽热的光却又不至于断裂或熔化。他偶然发现棉线在空气中一下子烧成灰烬，而碳棉线放入处理过的玻璃球内则发出了炽光。遗憾的是，光亮只维持了几分钟就消失了。他错误地放弃了这项试验，转而试用铯、镍、铂（白金）、铂铱合金等1，600种不同的耐热材料，收获都非常小。

    爱迪生重新回到了碳的研究上。那年10月，他试验了一段长20厘米、直径为0.15厘米的碳棒，其耐热力达到5.5小时，他又不断改进着碳化方法和抽气处理。

    1879年10月21日那天，他把1根直径为0.025厘米碳化了的棉线用作灯丝，发出的光度明亮、稳定，它以4根烛光的照明度，1小时、2小时……足足亮了45个小时，经过1年多的努力，数千次的试验，终于造成了人们盼望已久的电灯。

    同年11月，爱迪生改用碳化了的卡纸大大改进电灯寿命后，生产商就迫不及待地把它投入生产。1880年除夕，3，000人走上纽约街头观赏这一新发明。成功并未使爱迪生停步。第二年，他制造出能连续亮上1，200个小时的毛竹丝灯。直到1904年，奥地利人发明了比毛竹丝灯强3倍的钨丝灯，毛竹丝才被取消取代。钨丝灯从1907年起一直沿用至今。

    最早的电话机

    世界上最早的电话诞生于1875年。它的发明者是一位名叫亚·贝尔的苏格兰青年。

    美国波士顿大学曾聘贝尔为该校的语言教授，当时他才22岁。有一天，贝尔在做实验时，意外地发现一个有趣的现象：当电流导通和截止时，螺旋线会发出噪声。这个细节一般人是不会注意到的，贝尔却是个有心人。他反复几次，结果都一样。贝尔茅塞顿开，一个大胆的设想在脑海中出现，“在讲话时，如果我能使电流强度的变化模拟声波的变化，那么用电传送语言不就能实现了吗？”贝尔设计电话理论的基础就是在这个思想的影响下完成的。他决定去求教当时大物理学家约瑟夫·亨利，亨利积极支持他，说：“贝尔，你有了一项伟大的发明理想，好好干吧！”

    时间过去了两年，贝尔与青年助手沃特森，经过无数次的试验都未成功。有一天，贝尔正在锁眉沉思时，隐隐一阵“吉他”的曲调传来，他侧耳凝神，听着，听着，顿时明白。原来，他们的受话器灵敏度太低，所以声音低弱，难以辨别。“吉他”的共鸣启发了聪明的贝尔。贝尔马上设计了一个助音箱的草图，一时找不到材料，就把床板拆了下来，连夜赶制，接着又改装机器。一切准备好以后，贝尔在实验室里，将门关闭，沃特森在隔着几个房间的另一端，贝尔对着送话器说道：“听见了吗？沃特森。”沃特森兴奋极了，急呼：“贝尔！我听见了！听见了！”这时，两人欣喜若狂，向对方奔去，激动的泪水溢满了眼眶，互相拥抱起来。两个敢作敢为的青年，历经千辛万苦，最终把电话变成了现实。

    贝尔在此基础上，经过改良，半年以后，世界上第一台可供实用的电话机诞生了。又过两年，于1878年，贝尔在波士顿和纽约间进行了首次长途电话通话成功。

    最早的显微镜

    世界上最早的显微镜诞生于1590年，是荷兰一位名叫江生的少年在偶然机会中发现的。

    这位少年的父亲是一个眼镜师，因而他平时经常摆弄的玩物就是镜片。一天，他无意中把两片大小不同的凸透镜重叠在一起，当移动至适当的距离时，突然发现特别小的东西一下子被放大了许多倍。这个不寻常的发现使他兴奋极了。他把这个奇异的现象告诉了父亲，父子两人立刻动起手来，做成了两个不同口径的铁片筒，把它装在大铁筒里，使其能自由滑动，用以调整两个透镜的距离，然后外面再套上一个大铁筒。世界上最早的显微镜就是这样诞生的。

    1665年，英国物理学家胡克自制了一架由上下两块透镜组成的复合显微镜，形成了显微镜的基本机制。胡克用这架显微镜第一次发现了细胞，“cell”一词即为他所定名，一直沿用至今。现在这架显微镜存放在英国伦敦科学博物馆。

    最早的电视

    电视的发明（通过电子传送对远距离物体瞬间进行观察），不是一次性的，而是一系列不断而独立的发明过程。第一个商用阳极电子管是1897年由卡尔·佛德南特·布劳恩（1850—1918）发明的。但直到l907年才由俄国圣彼得堡（现为列宁格勒）的鲍里斯·罗森用于电子视觉。A·A·坎普贝尔·斯温顿（英国，1863—1930）1908年6月18日在一封写给《自然》杂志题为《远距离的电子视觉》的信中披露了电视传送的原理。最早的公开电视示范表演是由苏格兰的罗杰·贝尔德（1888—1946）在1926年1月27日进行的。他用了保尔·格特里伯·尼伯可夫在1884年1月6日所建议的机械扫描系统的改进系统。l924年2月，他成功地在英国东索赛克斯的哈斯汀斯传播了一个3.05米远的马耳他十字。1925年10月30日第一次传送了威廉·泰恩顿的脸部形像（15岁），传送前泰思顿要求支付2先令6便士。1923年12月29日，维兰迪马·考茨玛·往瑞金（1889年生于俄国，1924年成为美国公民，死于1982年）递交了一份是申请光电摄像管专利的报告，到1938年12月20日才得到批准。

    高杨谦二郎（生于1899年1月20日）于1926年12月25日成功地用一个布劳恩阴极电子管和一个尼伯圆片，在日本的滨津技术学院传送了一张40行的电子图像。

    贝尔德在1929年9月30日借助于BBC的发射台，开始了他首次的电视“服务”。1930年5月命名第一架电视机为贝尔德电视机。30行扫描的公开转播是于1932年8月22日至1935年9月11日间进行的。

    最早的眼镜

    眼镜到底是何时发明的，世界上各国传说各异，记载纷纭。

    许多书上有这样一种传说，早在公元前2283年，中国皇帝就利用透镜观察星星，眼镜是由中国传到国外的。据孔子（公元前551～前479年）说，中国那时就有人戴用水晶和其他透明矿物制做而成的眼镜，以此来遮阳光或医治眼睛疾病。还有一种传说是：罗马皇帝尼禄（公元37～68年）非常喜欢绿宝石（绿玉石是一种高贵的铍硅硅化物的结晶，其中掺有铬的成分，即成为绿色），他在观看奴隶争斗时就配戴绿宝石。

    利用透镜来放大，以便清楚地观看事物，这是最原始的眼镜。1267年，培根制成了实物，用来阅读圣经，但并未普遍使用。意大利北部威尼斯图书馆及比萨修道院均可看见这种实物。

    针销或铆合是最古老的眼镜式样。镜片镶配在简单的木框中，每框有一个短柄，在两个短柄端互相铆合。

    此后，人们又发明用架脚将两镜框连接，固定在耳朵上，不过也有使用皮带或织带将眼镜紧捆在头部的。这类眼镜的发明者，是意大利的斯必拿和阿鲁马达斯。

    到16世纪眼镜制造技术又进行了改进，出现了用跟鼻梁宽窄适合的镜桥联结在一起的眼镜。后来又出现了夹鼻眼镜，然后才出现了用眼镜脚挂到耳朵上的眼镜。最早的这样一副眼镜是埃尔格雷科在16世纪末制成的。

    从1840年起，维也纳开始使用玻璃制的眼镜，而不再用透明的水晶眼镜了。

    磨制眼镜镜片的工艺相当复杂，技术发展比较缓慢，直到20世纪初才有正确成像的眼镜镜片。它是由阿贝教授、罗尔、亨格合作制成的。

    最早的望远镜

    伽里略望远镜是世界上最早的望远镜，它是1609年意大利科学家伽里略制造的。

    那是一台折射望远镜。它用一块凸透镜作物镜，一凹透镜作目镜，因此观测到的是正像。伽里略在谈到这架世界上第一台望远镜时说：“现在多亏有了望远镜，我们已经能够使天体离我们比离亚里士多德近三四十倍，因此能够辨别出天体上许多事情，这是亚里士多德所没有看见的……”

    这就是最初的望远镜，它已为人类提供了许多方便，现在各种各样先进的望远镜都是在它的基础上制造出来的。

    太空中最大的光学仪器

    对于天文观测来说，大气是令人讨厌的，它限制了人们的眼界。

    人造地球卫星上天以后，天文学家和物理学家第一次看到了天文观测的新希望。因为人们把天文望远镜搬到地球大气之外的地球轨道上窥测天涯宇角，是完全可能的了。美国国家宇航局研制的空间望远镜是人类送上太空的最大的光学仪器。

    空间望远镜全系统主要由望远镜、观测仪器和辅助系统三部分组成。观测仪器有天体微光照相机、广角照相机、天体摄谱仪等。望远镜所获得的图像、测量数据、光谱分析资料都可以在空间望远镜上直接转换成数字形式，经卫星再传送到地面的宇宙控制中心。

    空间望远镜进入地球轨道以后，可以通过磁力扭矩和反动轮控制它的方位。磁力扭矩一经接通电流便立即磁化，望远镜的方位就完全按照地球的磁场方向自动调整。每隔5年，空间望远镜就得进行一次大修，那时技术人员乘坐航天飞机，在轨道上把它装进机内、带回地面；修好后，靠航天飞机再把它送回轨道。

    空间望远镜的分辨本领要比地面上同样的望远镜强10倍以上，可以观测到暗50倍、远7倍的暗弱天体。无疑，太空中这台最大的望远镜用于天文观测，将获得更多的资料，对于研究恒星的诞生和死亡、星系的演化，以及揭示类星体、黑洞、宇宙射线大爆发等“宇宙之迷”的奥秘，将作出重大贡献。最大的粒子加速器加速器是一种能人工把带电粒子的束流加速到高能量的装置。它是研究原子核和基本粒子的重要设备，近年来，在工农业和医疗卫生事业中的应用也日益广泛。按粒子运动的轨道形状，可分为直线型和圆型加速器两大类，前者有高压倍加器、静电加速器和直线加速器，后者有电子感应加速器、回旋加速器、质子同步加速器等。

    目前世界上最大的粒子加速器是美国费密国立加速器实验室的一台质子同步加速器，它可以把质子加速到500GeV（1GeV代表10亿电子状）。束流强度已达2×1013质子／脉冲。实际上这台大加速器是由4台加速器组成：750keV的预注入器，200MeV的直线加速器，8GeV的快速增强器和500GeV的主加速器。预注入器也叫高压倍加器，是用来产生质子束流的低能强流加速器。质子从这里开始加速，把从离子源中引出的负氢离子加速到750keV；直线加速器，它由9节组成，总长约150米，安装在地下隧道之中，它的作用是把预注入器中产生的束流加速到200MeV；束流从直线加速器出来，经中能输运段，就来到快速增强器。这也是一个同步加速器，每秒钟可加速15次。负离子注入时穿过一层薄膜，就剥去外层电子而成为质子。经多次加速后能量可达8GeV。然后引出束流向主加速器注入。主加速器直径2千米，是截面为马蹄形的混凝土隧道，铺设在深约7米的地下。它的作用是把质子加速到高能量，完成最后的加速。正常运行能量为400GeV，最高能量达500GeV。计划在主加速器上再造一个超导主加速器环，预计能量可提高到1000GeV。第一个现代物理实验室19世纪末叶，物理学进入了一个新的发展时期，推动物理学发展的物理实验，同时从经典物理学发展时期以个人为主辅以简单仪器进行研究的形式，发展到近代物理学研究中集体分工合作并配备高级精密仪器的形式。这种发展，导致现代物理实验室的出现。

    最早的现代物理实验室是英国的卡文迪许实验。不少人以为这个实验室是著名的英国科学家、引力常数的测定者、确定水的组成并发现氢气的亨利·卡文迪许建造的，其实不是这么回事。当卡文迪许实验室建成时，亨利·卡文迪许离开人间已有半个多世纪了。卡文迪许实验室是在英国公爵德冯夏尔·卡文迪许的资助下建成的。这位同姓的公爵是亨利·卡文迪许的亲戚。卡文迪许实验室于1872年破土动工，两年后就在剑桥自由学校巷里建成。说也奇怪，这个物理实验室竟是在一位著名的理论物理学家——麦克斯韦的领导下筹建的，他还是它的第一任主任。为了给实验室增添仪器，麦克斯韦拿出了自己不多的积蓄。

    卡文迪许实验室它不仅出成果，而且出人才。许多有成就的物理学家都曾在这里受到过现代物理学的熏陶。领导卡文迪许实验室的都是成就辉煌、赫赫有名的现代物理学大师。继麦克斯韦之后，任卡文迪许实验室主任的有：现代声学和光学的奠基人瑞利，电子的发现者J·J·汤姆逊（他在28岁时就当上了主任），现代原子核物理学之父卢瑟福，以科学研究组织工作见长的W·L·布拉格，现代固体物理的先驱莫特。除麦克斯韦之外，都是诺贝尔奖金获得者。引力波的最早检验人们所熟知的万有引力的本质是什么？牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。电荷被加速时会发出电磁辐射，同样，有质量的物体被加速时就发出引力辐射。这是广义相对论的一项重要预言。但引力波那么微弱，茫茫宇宙，到哪里去寻找它呢？

    1959年美国马里兰大学教授韦伯发表了证实引力波存在的消息，这引起世界物理学界一阵狂热的激动。事情是：韦伯等人制造了6台引力波检波器，分别放在不同地点，进行长期的检波记载。结果发现在各台检波器上都记录到一种相同的、不规则的“扰动”，并证明它并不是由声学振动、地震、电磁干扰或宇宙线干扰等引起的。因此他们认为，“不能排除，这就是引力波”。之后许多国家的科学家采用各种方法企图证实宇宙深处的同样“来宾”，但终未得到肯定的结果。于是激动之余，便只能叹息罢了。

    以后射电天文学的蓬勃发展给物理学家们开辟了新的探测途径。射电望远镜的探测本领比光学望远镜强得多。美国天体物理学家泰勒等人在六年前，靠着射电望远镜发现了一个双星体系——脉冲射电源（PSR1913+16）。按照广义相对论计算，双星相互绕转，发出引力辐射，它们的轨道周期就因此而变短，（PSR1913+16）的变化率为-2.6×10-12。而在前年，他们也是采用精密的射电仪器，由实验得到观察值为-（3.2±0.6）×10-12，与理论计算值在误差范围里正好符合。这可以说是引力波的第一个定量证据。

    上述消息传开，引起世界物理学界更大的激动。科学家们信心倍增，为欢迎引力辐射这位宇宙“娇客”，将开展更为广泛的探索研究。因为对引力波的探测不仅可进一步验证广义相对论的正确性，而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景，茫茫宇宙，到处有物质，到处有引力辐射。约100年前对电磁波的验证，使人类从此进入电子时代，取得惊天动地的巨大成就；那末，让我们设想一下，要是有朝一日，引力波被完全确证，人类社会将会发生怎么样的深刻变化呢？最强的人工磁场磁场有很大的用处，如仪表和喇叭里需要永久磁铁，高能加速器中带电粒子需要靠磁场帮助加速，电动机和发电机需靠磁场才能转动和发电……在多数情况下，人们希望磁场的强度越大越好。

    过去，人工制造的永磁材料磁性都不太强。从60年代到70年代，人们相继发现将钐、镨等稀土元素与金属钴和钛等稀土元素与金属铁合成的永磁材料磁性特别强。用这种稀土钴和稀土铁永磁材料做成的永久磁铁是迄今为止磁性最强的永久磁铁，已在工业、农业、宇航等部门得到了应用。

    尽管如此，磁性最强的稀土钴和稀土铁永久磁铁，即使磁路设计得相当合理，其磁极附近的表面磁场强度也不过80万安每米左右，远远不能满足一些特殊的需要。

    目前，人们应用的电磁铁，可以获得比永久磁铁强得多的磁场强度，但要依靠电磁铁却很难获得800万安每米的磁场强度。1961年世界上第一台超导磁体诞生了。这种磁体主要是用超导材料做成的。在低于一定温度时，超导材料会突然失去电阻，呈现超导状态。利用超导材料这一性质，可以在超导体中产生很大的电流，从而产生很强的磁场，而消耗的电能却很少。十几年来，超导磁体越做越大，超导磁场越做越强。现在，1200万安每米以上的超导磁体的制造技术已经相当成熟，1600万安每米以上的超导磁体也已制成。这样规模的超导磁场是迄今为止世界上能实用的最强的人工稳恒磁场了。随着优质超导材料的出现，超导磁场的强度可望得到进一步提高。例如，1974年新发现了一种名叫铅钼硫化合物的第二类超导材料，它的上临界磁场强度可达4800万安每米。

    1960年左右，意大利科学家用“爆聚法”获得了非常强的脉冲磁场。到了70年代末，人们用这种方法已经得到了高达16000万安每米的脉冲磁场。能量最高的对撞机现在，高能加速器的规模十分巨大，象费米实验室的10，000亿电子伏的质子同步加速器，其圆形轨道已达6000余米。如要继续提高能量，那加速器的占地面积就势必大大增加。譬如，能量达亿亿电子伏的加速器，就要做得象地球一般大了。当然，这是不可能的事。那怎么办呢？制造对撞机是个好办法。

    对撞机，顾名思义就是实现两束高能粒子对头碰撞的机器。我们知道，如用一束高能粒子去轰击静止靶，那么高能粒子的能量只有一小部分对于发生相互作用有效，即有效能量很低，而使两束高能粒子对头碰撞，其有效能量就会大得多。例如：两束300亿电子伏的质子对头碰撞，其作用约相当于1束19万亿电子伏的质子去轰击静止的质子；两束200亿电子伏的电子对头碰撞，其作用相当于一束1600万亿电子伏的电子去轰击静止的电子。显然，从能量的角度来看，对撞机要比普通的高能加速器优越得多，所以对撞机是进行“超高能”实验的主要手段之一。

    目前，世界上能量最高的对撞机要算德国汉堡电子同步加速器中心的电子－正电子对撞机（PETRA）。它于1976年1月动工，1979年4月正式建成。目前能量已达19GeV×19GeV，约相当于普通高能加速器能量的1444万亿电子伏。

    西欧核子研究中心的ISR是目前世界上最大的质子－质子对撞机。能量可达31.4GeV，约相当于普通高能加速器能量的21.022亿电子伏正在建造、计划和酝酿中的能量最高的对撞机有：西欧核子研究中心于1983年9月13日动工建造的电子－正电子对撞机（LEP），后期的估计能量可达200GeV×200GeV，它相当于能量为1.6亿亿电子伏的普通高能加速器。苏联计划建造的UNK加速器的三期工程完成后，可进行能量为3000GeV×3000GeV的质子－质子对撞实验，约相当于普通高能加速器能量的1.9亿亿电子伏。目前，美国高能物理界正在酝酿建造一台约20000GeV×20000GeV的质子－质子对撞机，它相当于普通高能加速器的能量，竟可高达85亿亿电子伏。

    利用对撞机，能获得极高的能量。可是，在对撞机上，进行的实验毕竟有限，所以它和高能加速器应是相辅相成的。对撞机只不过是高能加速器的补充而不是代替。最早的钢琴钢琴的发明者是意大利的克利斯托佛里（1655～1731年）。他原是一架“哈泼西考特”（钢琴的前身）的制造者。

    1687年，克利斯托佛里在佛罗伦萨亲王菲迪南那里工作，直到1713年亲王去世。1709年，他制造了一架外形与“哈泼西考特”一模一样、但内部琴弦发音装置不同的钢琴，这是世界上第一架钢琴。

    “哈泼西考特”用羽管拨动琴弦，所以又称它为“羽管键琴”，而钢琴是用能被弹回的锤子敲击琴弦的，力度可以控制，能使音量有大小不同的变化，所以当时将这种新式乐器命名为“有强弱变化的哈泼西考特”，弱（piano）和强（forte）两个字拼起来就是“pianoforte”，后来简作“piano”，也就是钢琴的外语名称。钢琴中能弹回的锤子这套发音装置是克利斯托佛里创造出来的，是钢琴制作上的重大发明，并且一直沿用到现在。

    克利斯托佛里发明的钢琴，起初只有四组琴键。他制造的钢琴保存到现在的有两架：一架是现存最早的钢琴，造于1720年，距今已有60年的历史，藏于美国纽约大都会艺术博物馆。这架琴的原配锤子已经遗失，现存的是后来装配上去的；另一架造于1726年，曾长时期收藏于佛罗伦萨的克劳斯博物馆，现在归入德国科隆的海耶尔古代乐器博物馆。这架琴的内部机件上印有“XX”字样，据专家考证，可能是克利斯托佛里制作的第二十架钢琴。

    最早的电梯

    世界上最早的电梯，是1880年在德国制造的。从那以后，靠电动机和钢索系统上下的乘坐箱，便在多层大楼里开始使用了。19世纪末叶，汉堡制造成了一部罐笼式电梯，这就是所谓不停地运行的电梯。乘客可以在电梯运行中进出，因为电梯的速度不那么快——每秒钟只有25～30厘米。

    此后，电梯的发展很快。目前的新式电梯，已做到安全、高速、自动化，不需要专人管理。任何人只要一按电钮，电梯就会升到他面前，并自动把门打开。再按一下标有大楼层数的电钮，电梯就会把他送往该层。

    电梯为现代人快节奏的生活提供了许多方便，已成为不可缺少的工具。

    最高的电视塔

    目前，波兰的华尔扎那电视塔是世界上最高的电视塔，加拿大的国立电视塔居第二。

    华尔扎那电视塔建于波兰普洛茨克附近的地方，距首都华沙96公里。塔高646.38米，重量达550吨。这是一个用15根金属缆索拉紧的钢结构高塔。该塔动工于1970年7月，1974年7月18日竣工，同年7月22日开始投入使用。在塔的347.5米高处，建有一个400个座位的旋转餐厅，供游人使用，从那里可以眺望周围的100多公里壮观景色。

    加拿大国立电视塔，坐落在加拿大多伦多市安大略湖畔，高555.37米，1973年动工，1976年竣工。这座建筑物共消耗钢材5600吨，花费2950加拿大元。这座塔平面呈Y形，三足鼎立的基座用6.71米厚的钢筋水泥浇灌而成，造型极美，被称为世界建筑史上的奇迹。这座电视塔也对公众开放，有366米/分的高速电梯，每小时可输送1500位游客去高处领略安大略湖及其周围的风光，塔的顶部有一座世界上最高的旋转式餐厅，大约每小时旋转1周，可供400多人同时进餐。

    最早的太空邮局

    世界上第一个“太空邮局”是“和平轨道站邮局”。它是前苏联航天局于1988年11月26日创建。

    其实，早在1969年1月15日，他们早已完成了人类第一次“宇宙投递”。当时乘坐“联盟5号”上天的赫鲁诺夫和叶利谢耶夫，在与“联盟4号”对接后，便把一些报纸和信件送到了宇航员的手中，使得在“联盟4号”上患着“航天思乡病”的沙塔洛底激动得热泪盈眶。后来在1978年3月，“联盟28号”飞船也曾给“礼炮6号”轨道站投递过许多来自“故土”——地球的信件。

    但这次却不同，轨道站建立了正规的邮局，局长是轨道站的指令长季托夫。季托夫是前苏联航天界活着的资格最老的英雄，1961年他23岁时，就驾驶“东方2号”上天，绕地球转了17圈，成为航天史上上天年龄最小的人。在和平轨道站邮局开张那天，“联盟7号”飞船装上了一些邮件——这些邮件都盖上了三个有特殊意义的邮戳——太空邮局的日期戳，前苏联的特别纪念戳与法国纪念戳（和平轨道站上当时有一名法国宇航员）。

    当然，由于太空的特殊条件，局长季托夫宣布：在现阶段，太空邮局的业务范围很窄，仅仅受理宇航员的家信及一些空间局的特别邮件。不过，随着科技的不断发展，不久的将来太空邮局会与普通邮局一样广泛应用的。

    最早的洗衣机

    1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。19世纪末期的洗衣机已发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣时缸内放人热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干。

    第一台电动洗衣机由阿尔凡·费希尔于1910年在芝加哥制成。但这种电动洗衣机进入市场后，销路不佳。

    洗衣机真正被人们接受，是在第一次世界大战之后。1922年霍华德·斯奈德发明了一种搅动式电动洗衣机，并在衣阿华州批量生产。该洗衣机因性能大有改善，开始风靡市场。第二年德国厂商也生产了一种用煤炉加热的洗衣机。这种洗衣机有一只开有小孔的容器，衣服放人后，由电动机带动和容器相连的轴，使容器不断顺逆转动。

    第一台自动洗衣机于1937年问世。这是一种“前置”式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。到了40年代便出现了现代的“上置”式自动洗衣机。

    今天，人们穿着的服装品类繁多，日新月异，洗衣机也随之具有多种功能。高级的洗衣机对不同的洗涤物，可用不同的洗涤方法。一般有三种可选择：一、一般洗涤：洗涤一般的被褥和衣服；二、无皱洗涤：洗涤衣褶一经成型无法复原的衣服；三、低损洗涤：洗涤强度较低的衣服。

    第一次成功的人工降雨

    “天有不测风云，人有旦夕祸福”，这是旧社会我国劳动人民常说的一句古话。在生产力落后、科学不发达的古代，人们把不幸的遭遇比作变幻莫测的天灾，这是可以理解的。就是到了近代，天气的好坏仍在不同的程度上影响着人类的社会实践。对人类活动影响较大的灾害性天气是非常多的，但一般说来，旱灾和涝灾给农业生产造成的损害最大，因为它出现的次数多，受灾面广。根据历史记载，自公元初到19世纪，我国就出现过旱灾一千多次。因此，自古以来，人们就幻想凭借人工的方法来影响天气，以达到呼风唤雨的目的。

    早在公元1世纪，希腊有个历史学家普鲁泰赫就曾指出战争以后常常出现降雨现象。后来有人臆测是不是战争中的嘈杂声能催云致雨呢？为此，1890年美国国会拨款1万美元，在云中进行了爆炸催云致雨试验，但并没有什么成效。此后，世界各国又有很多的科学家相继进行了研究和做了不少有意义的试验，后来也都失败了。

    直到1930年人工降雨才首告成功，是荷兰人维拉尔特教授取得的。他将干冰（即固体二氧化碳）用飞机运载到2500米的高空（离云顶200米处），在飞行过程中向云中投掷了近1.5吨的干冰碎块，并出动4架飞机在云中检验人工降雨的效果，发现在8平方公里的面积上，产生了丰富的降雨。

    试验虽然成功了，但维拉尔特并不明白其中的道理，直到1933年瑞典人贝吉隆提出了“冰水转化”冷云致雨理论以后才弄明白。原来，在温度低于0℃的冷云中，同时存在冰晶和过冷却水滴，由于冰晶比过冷却小水滴的饱和水汽压更低，因此水汽直接凝华在冰晶上，空气相对湿度变小，从而促使过冷却小水滴很容易经过蒸发、凝华而迁移到冰晶上。只要云中有足够数量的冰晶，经过冰水转化，就能迅速增大，并随气流在云中上下“旅行”，互相碰撞并增长，从而形成了降雨。

    以后，有人提出和发展了暖云降水的理论。这样人工降水的试验就在全世界推广开来，并在有些国家取得了相当可观的成就。我国的人工降雨试验自1958年以来也取得了较大的成绩。

    最早的活字印刷术

    中国的毕昇在宋仁宗庆历年间发明的活字印刷术，这是世界上最早的活字印刷技术。

    毕昇用胶泥做战一个个四方长柱体，在一面刻上单字，然后用火烧硬，这便是一个个活字。印书时，先预备好一块铁板，铁板上面放上松香和蜡之类的东西，铁板四周围着一个铁框，在铁框内密密地排上活字，满一铁框为一版。用火在铁板下烧，使松香和蜡熔化，另用一块平板在排好的活字上压一压，把字压平。撤去火以后，待松香和蜡凝固，一块活字版便制成了，只要在字上涂墨即可印刷。毕昇发明的印刷方法，和今天的印刷方法相比虽然很原始，但活字印刷术的三个主要步骤——制造成活字、排版和印刷，都是相同的。

    今天各种各样的高科技印刷术不断推出，但毕昇发明的那种古老的印刷术无疑为它们奠定了基础。

    最早的火药

    我国是最早发明火药的国家，至今已有上千年的历史了。但火药的起源，应从炼丹术谈起。

    炼丹术是一种吹嘘能够炼出使人长生不老的仙丹的迷信活动。它与中国的道教思想有密切联系。道教鼓吹人吃了丹药可成仙而长生不老。从汉代到隋唐，许多皇帝迷信道教，相信炼丹术。当时出现了许多以炼丹为业的“方士”。较著名的有葛洪、刘安等。他们的炼丹过程大致是，将一种或几种药料（当时一般以金属及矿物居多），在一定火候下烧炼，使之失去原来的性质而显示出新的状态，这一过程在炼丹术中名为“伏火法”。当时使用的原料有硫磺、硝石等，也有将木炭、硫磺等混合在一起的。这一类混合物，成分已与后来的火药接近。后来炼丹家发现这种药物易于燃烧，故又称之为“火药”。火药易于燃烧的性质被人们掌握后，就逐渐推广它的用途。最普遍的是用它来做鞭炮。同时，晚唐后也用它来制造武器。宋代火药发展非常快。当时已出现了用火药制成的“火箭”、“火炮”、“火枪”等武器。宋太宗、宋真宗时期，在北部、西部等地相继与辽、西夏、金等国家发生战争，客观上促进了各种火器的发展。当时，往往一次战争就要消耗数万只火箭。宋以后的金元时期，火药在武器上的应用更广更精，能制出各式各样的火器。从元末到明初，我国枪炮式火器又发展到了一个相当高的水平。

    当时的火药，主要成分是硝石（KNO3）、硫碘（S）和木炭（C），所以都是黑火药。

    12世纪以后，火药由我国向世界传播开去。欧洲一些国家开始将火药应用于战争是在十四世纪上半叶，这比我国应用火药的历史要短得多。

    不过，我国虽然是最早发明火药的国家，但现在这方面的研究已落后于西方。

    最早的造纸术

    最早的造纸术是由我国东汉和帝时的蔡伦发明的。

    他吸取前人造纸的经验，创造性地用麻头、破布、树皮、破渔网等作原料来造纸。这大大降低了纸的成本，同时方法简单易行，故而很快普及到全国。史书上，把他看作是纸的发明人，实际上，早在蔡伦之前就已出现了纸。蔡伦的贡献在于改进前人的造纸术，功绩也是很大。

    早在我国殷商时期，把字刻在龟甲和兽骨上，这种文字得名为“甲骨文”。后来，用竹片、木片连缀在一起，作记事材料。这种书简有很多不便，其中之一就是非常沉重。据说西汉时董仲舒上书汉武帝，他所使用的竹简是由两个大汉抬进宫里的。当时，也有用帛作为书写工具的。帛是用蚕丝织成的，虽然比较轻便，但成本太高，使用权被极少数人垄断。西汉时期，发明了用蚕茧外面的乱丝漂制成的薄片来书写，到了东汉时期，发现了用植物纤维造出的纸。东汉以后，我国的造纸术不断改进，纸的品种不断增加，质量也显著提高。

    大约从公元6世纪开始，我国的造纸术流传到国外。朝鲜、日本、阿拉伯、欧洲等地相继掌握了这一技术。造纸术对于世界文化的贡献不可低估。例如，欧洲在掌握造纸术之前，文字是书写在羊皮上的，由于成本高数量少，书籍被少数僧侣独占。传入造纸术后，客观上为更多的人掌握文化提供了条件，对于思想文化的传播发展意义重大。

    现在纸的品种各式各样，那些古老的纸与现在相比，似乎太落后了，但没有这些古老的纸，现在的纸也无从谈起。

    第一架火箭飞机

    世界上第一架火箭飞机是德国海克尔公司制造的He—176。

    He—176于1939年6月20日，试飞成功。7月3日，它的速度达到每小时850公里，创造了当时飞行速度的最高纪录。

    两年以后，德国又设计了Me—163火箭飞机，并且生产了350多架，它们的速度曾达到每小时1003.77公里，首先打破了时速1000公里的大关。1944年8月，Me—163第一次参战，曾先后击落盟国飞机10多架。

    火箭飞机同一般的螺旋桨飞机和喷气飞机不同，它是以火箭发动机为动力装置的飞机。火箭发动机是一种自己既带燃料，也带燃烧时所需氧化剂的喷气发动机。它可以自给自足，不需要依靠大气层中氧的供应；它可以在极短时间内产生很大的推力，使飞机达到很快的速度和很高的高度；即使在大气以外，它也能正常工作。

    火箭飞机也有不足的地方，那就是它的工作时间太短，航程不远，而且燃料消耗过大。如Me—163飞机，它带的燃料，竟占总飞行重量的一半。起飞时，火箭发动机在3.35分钟内把飞机送上12100米的高度，然后它只能滑翔下降，此外，Me—163飞机的燃料容易爆炸；为了减轻重量，飞机起飞后就把起落架抛掉，降落时只能靠滑橇。因此Me—163的损失，不是因为敌方的击落，而是由于降落时的爆炸事故。

    后来火箭飞机正是由于这些缺点没有成为军用飞机的主力，但火箭可以帮助飞机突然起飞或加速，以缩短滑跑距离，便于追击敌人或避开敌对方飞机的攻击，作用还是不小的。

    总之，火箭飞机既有其优点，也有缺点。

    第一个金属脊柱

    年仅33岁的美国妇女杰西·托马斯，脊柱上长了一个拳头大小的骨肿瘤。根据治疗的需要，医生将患肿瘤的脊柱切除了。手术后的杰西·托马斯只好日夜呆在特制的架子上，无法自由活动。为了使杰西·托马斯重新恢复行动的能力，于1979年7月17民医生把人造的金属脊柱植到杰西·托马斯的身上，代替脊柱骨架，使她恢复了站立和行走的功能，成为世界上第一个带金属脊柱的人。

    其实，我国上海市伤骨科研究所和上海瑞金医院伤骨科早在1970年6月在为一位年仅27岁的患脊椎巨细胞瘤的男病人施行了肿瘤切除术以后，成功地作了脊椎移植手术。这一手术是以医用不锈钢人工椎体替代的手术，术后两个月，病人下肢瘫痪就消失了，6个月后已能起床，迄今已恢复工作多年。

    从1970年以来，该研究所和该院已施行了4例这样的手术，均取得了成功。可惜这一临床成果未能在国际上及时交流，如按实际情况来看，我国取得脊椎移植手术成功显然比国外的要早。

    对于金属在人体内的应用问题，不少学者进行过研究。研究表明，当人体的某些构造受到破坏时，有些金属能替代人体的这些构造。例如，用金属钽棒可替代骨胳，肌肉能够在钽棒上生长；用金属钛片和钛螺丝可以修复骨折，而且骨头还会生长在钛片的小孔和螺丝的螺纹里。这种可以替代人体某些构造的金属，被称为“亲生物金属”。

    最深的钻井

    从古至今，人们在地面上钻了无数孔井，大部分是为了寻找资源——开矿、找水、探石油，也有的是为了收集地质资料，了解地壳构造的秘密。

    迄今为止，世界上最深的钻井是苏联地质学家于1979年7月开始在苏联北部境内的科拉半岛钻挖的一口地质勘探井，深度为12公里，比最深的海沟马里亚纳海沟（11034米）还要深。在此之前，苏联曾于1976年5月开始在阿塞拜疆开始探井，原计划钻深16公里，后因故中止。

    1986年，联邦德国计划在黑森或巴伐利亚东北的上巴拉丁涅地区钻挖一口14公里深的地质探井。钻挖工程计划于1988年开始，1995年完成，估计费用为4.5亿马克。完成之后，它将是世界上最深、花费最多的钻井。

    世界上最深的工业钻井则数美国俄克拉何马州贝莎罗杰1号油田的32#天然气井。该井由罗夫兰兄弟钻探公司于1974年4月3日钻成，井深9.583公里，费时503天。

    第一个太阳能源理论

    太阳上巨大的能量从何而来？

    随着1932年中子的发现，物理学家贝特提出了第一个科学的太阳及一般恒星能量生成的理论：氢是太阳的燃料，太阳上所进行的反应不是一般的化学反应，而是在高温下面进行的热核反应。

    太阳中心的温度高达1500万度。在这么高的温度下，原子几乎失去全部的核外电子，氢原子亦是如此，赤裸裸地只剩下原子核——质子。这些粒子在1500万度的高温下作高速运动，具有足够的能量，有资格去轰击其他的原子核，发生热核反应。经过实验和计算，贝特认为，目前太阳能量主要由4个氢核（质子）聚变成一个氦核的热核反应所产生。4个氢核聚变为1个氦核后，质量亏损了0.0276原子质量单位。亏损的质量转化为能量。据计算，1克氢聚变成氦，质量亏损0.0069克，相应放出的能量为6270亿焦耳。太阳上面氢的含量极为丰富，相应产生的能量自然是十分巨大。应当指出，太阳在放出能量的同时，氢核质量的亏损是极微小的。即使按目前太阳的辐射功率计算，100亿年之后，它的质量仅损失0.06％，实在微乎其微！因此，一切后顾之忧是多余的。

    贝特的这一理论，给研究天体物理、化学性质、天体演化以极大的推动。他因此而获得了诺贝尔物理学奖金。

    最大的发电风车

    千百年来，除了人和畜的肌肉力量，风就是最主要的自然机械能量来源。但蒸汽机出现后，由于它不受天气的影响，被广泛地使用，而取之不尽，用之不竭的风力的价值却被人们淡忘了。

    在过去，由于普通能源的价格始终保持在一个较低水平，风力设备的使用在经济上并不合算。现在，情况有了变化，火力和原子能电站的费用日益昂贵，而且它们引起的环境污染也成了新的问题，于是人们又想到了利用风力来发电。原联邦德国发展和科技部拨款1亿马克兴建了一座叫做格罗维安的大型试验发电风车。

    原联邦德国的三个电业公司于1977年在于利希的原子核研究中心领导下组建了上个建造公司，开始进行大量的测量工作，最后确定在德国著名的风谷——石勒苏益格－荷尔斯泰因州的布隆坡特尔，建造一个世界上最大的发电风车。整个风车高达150米（美国的“摩德2号”风力电站高只有105米）。风车的每个桨叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。仅制造两片桨叶就花了两年多时间。风车塔身全部是钢管结构，直径3.5米，靠3根星形排列的钢绳来固定，里面安装了电梯、扶梯和电缆，总重达310吨。塔顶的机房可以以每秒0.5米的速度转动，从而可以根据风向调节风车的迎风面。在风速6.3米／秒时，风车开始运转；风速达12米／秒时，可发出3000千瓦的电，即达到设计的发电能力；风速达到24米／秒时，为了保障安全，发电机即停止运行（尽管它实际上可承受60米／秒的飓风）。为了尽可能保证正常不变的发电量，发电机可平衡15％的风速变化。这个电站可供250户独家住宅用电（包括取暖），——其发电量相当于350升燃油的能量。

    当前，风力发电站虽然由于设备的昂贵而未能普及，但是由于它对环境无污染，已被实际运用于南极科学考察站的供电。

    电力之最

    目前。世界上最大的火力发电厂是日本鹿岛电厂，该厂总功率是420万千瓦，有4台60万千瓦的发电机和两台100万千瓦的发电机。

    世界上最大的汽轮发电机是美国加文电厂的发电机，功率为138万千瓦，1973年投产。

    世界上最大的核动力发电机功率为117.8万千瓦，1976年由美国建造。

    世界上最大的超导汽轮发电机功率为2万千瓦，由美国制造，1978年投产。

    世界上最大的地热发电机功率为13.5万千瓦，在美国盖伊塞电厂。

    世界上最大的风力发电站为2000千瓦，1979年7月上旬在美国北卡罗来纳州建成。这座风力发电站建于1300余米的高山顶上，涡轮、发电机、变速系统均装在42.7米高的塔上，还装有一套自动控制系统，以监测风向和调整涡轮使其与风向一致。

    目前世界电网最高的输电压为765千伏，1978年美国建成投产，输电线总长达3000多公里。

    世界上最大的水轮机在美国大古里水电站，单机容量为70万千瓦，转轮直径为9.9米，其中第一台已于1978年2月投入运行。

    最早的合成塑料

    1905年，美国化学家贝克兰有一次将苯酚（石炭酸）和甲醛（福尔马林）放在烧瓶里，以酸作催化剂，然后进行加热反应。他发现烧瓶里的反应物渐渐变成黄色的胶状物，类似于桃树、松树上的树脂，牢牢地粘在烧瓶壁上。贝克兰多次用水冲刷，怎么也洗不掉。后来，他又用高温烘烤，想使它熔融。谁知这一烤，胶状物反而变成了硬块。这情况倒给贝克兰一个启示，他想，这东西既不怕水，又不熔融，岂不可作为一种很好的材料吗？

    当时由于电气及仪器设备制造等工业的迅速发展，对新材料的需要十分迫切。为了弄清这一物质的性质，贝克兰又花费了多年的时间进行研制，到1909年，总算有了眉目。因为产物是经过酚和醛反应得来的，形态又类似树脂，所以取名酚醛树脂。它色泽呈淡黄色，又不大透明，粗看极象象牙，因此刚出来时，一些商人竞相贩卖。不少人把它当作象牙买进而受骗上当。

    贝克兰的功绩在于人类历史上第一次制成了以小分子化合物，用纯粹化学方法合成了塑料。这一材料不仅是合成塑料的鼻祖，而且今天仍有着十分广泛的用途，继续受到人们的重视。

    最早的塑料制品

    赛璐珞，又叫硝酸纤维素塑料，是世界上最早出现的塑料。那么，这种最早的塑料是怎样发明的呢？

    从前，台球是用象牙做的，可是象牙只能从大象身上得到。1860年，美国一个工厂主悬赏10000美元的奖金来征求制造台球用的象牙代用品。许多人都跃跃欲试，其中美国人约翰·卫斯里·海厄特日以继夜地研究制造台球的代用材料。有一次，海厄特把焦木素（纤维素二硝酸酯的俗名）和少量的樟脑及乙醇混合在一起，却惊奇地发现这种混合物外貌酷似象牙，并具有受热会软、冷了又变硬的特性。海厄特就利用这种混合物的特性，在1869年制造出廉价的台球，赢得了这笔奖金。

    今天，尽管塑料品种日新月异，但是最早的塑料——赛璐珞，仍没有丧失它的地位。例如赛璐珞的最大优点是质轻、弹性特别好，是制造乒乓球最理想的材料，为其他塑料所望尘莫及。我国“红双喜”牌乒乓球驰誉全球，就是用国产赛璐珞制造出来的。

    最硬的人工合成材料

    1993年7月，美国哈佛大学传出轰动性的科技新闻：利用激光溅射技术研制成功了氮化碳薄膜。这种具有β-C3N4结构的新材料的晶体硬度超过了目前世界上最硬的金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料，引起了全世界科学界和工程技术界的强烈反响和巨大震动。

    制备氮化碳的实验是在1989年首先从理论上预言4年之后获得成功的。科学家在分析一系列超硬材料结构，如最硬的材料金刚石，体积弹性模量B高达435吉帕，立方氮化硼B＝369吉帕，以及硬度相对较低的碳化硅（SiC）、碳化硼（B4C）和氮化硅（Si3N4）等超硬材料后，发现其中β-Si3N4已经有大量的研究结果，于是提出以碳取代硅会产生怎样的结果呢？计算表明，得到的数据令人振奋，描述β-C3N4晶体的弹性模量B＝483吉帕！而材料的体积弹性模量B的大小正是表明材料硬度高低的宏观物理量。这就从理论上首次预言了氮化碳的硬度可能比以往世界上最硬的金刚石还要高。

    在自然界，至今还没有发现天然存在的氮化碳晶体，而1993年竟然在实验室人工合成了硬度超过金刚石的这种新材料。这一轰动性的事件一经在美国的《科学》和《纽约时报》上报道，成为轰动性科技新闻后，立即引起全世界材料界的关注。于是世界上许多实验室开展了这项研究，一时间形成热潮。在研究机构、国防部门和公司企业的共同协作下，一些实验室很快取得很好的成果。这有力地说明，学者与企业家携手合作在高新技术发展过程中的重要性。

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