發(fā)明之路人類(lèi)為什么要?jiǎng)?chuàng)造發(fā)明？

長(zhǎng)期以來(lái)，各種發(fā)明讓人類(lèi)減輕了日常生活中的負(fù)擔(dān)：人們發(fā)明了可以運(yùn)輸重物的工具，把自己的身體解放出來(lái);然后人們還發(fā)明了“智能”系統(tǒng)：計(jì)算器、計(jì)算機(jī)。人們?cè)O(shè)法節(jié)省時(shí)間，過(guò)上更好、更健康的生活……

新與舊

社會(huì)的進(jìn)步和新事物的出現(xiàn)總是意味著要拋棄舊的生活方式。比如，馬達(dá)取代了馬匹，電力讓磨坊里的馬拉大輪子變得落伍。同時(shí)，很多新設(shè)備使用的是更新?lián)Q代以后的舊發(fā)明。比如，長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直都用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車(chē);而現(xiàn)在，風(fēng)車(chē)也在為風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。

三項(xiàng)發(fā)明

有三項(xiàng)發(fā)明在歷史上留下了印記，它們改變了時(shí)代：文字，使人們從史前走向文明社會(huì);印刷術(shù)，拓寬了人們獲取知識(shí)的渠道，為歐洲走出黑暗的中世紀(jì)，沖破宗教神學(xué)和封建思想的束縛，走向文藝復(fù)興創(chuàng)造了條件;電，使世界進(jìn)入現(xiàn)代。

雖然發(fā)明并不總是讓人人都獲得幸福的代名詞，但整個(gè)人類(lèi)歷史都在朝舒適和健康的方向發(fā)展，雖然有時(shí)會(huì)損害地球的資源……在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，發(fā)明曾是發(fā)明家一個(gè)人的工作，而現(xiàn)在，它們是一個(gè)研究小組工作的結(jié)果;并且經(jīng)常在世界不同地方同時(shí)出現(xiàn)幾乎相同的發(fā)明。

人類(lèi)最早的發(fā)明：

生火與照明用具

人類(lèi)在大約公元前40萬(wàn)年學(xué)會(huì)了用火。 在那之前，他們只知道如何“采集”火種。比如，在雷雨天氣，閃電點(diǎn)燃了某棵樹(shù)，于是人們就采集到了珍貴的火種?；鸱N是部落的寶貝，他們輪流照看，防止它熄滅。

火就是生命！

有了火，人類(lèi)的生活發(fā)生了變化：篝火給人們帶來(lái)溫暖和光亮，人們用火烹飪食物、嚇跑野獸。

學(xué)會(huì)生火，是人類(lèi)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)

由于采集到的火種隨時(shí)都有可能熄滅，因此人們開(kāi)始想辦法自己生火。第一種生火方式是將兩塊石頭互相撞在一起，這兩塊石頭可以是硅石，也可以是鐵礦石，碰撞產(chǎn)生的火花落在干燥的稻草上，然后稻草就點(diǎn)燃了。第二種生火方式是將一根棍子放在木板上摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量可以點(diǎn)燃秸稈。

光進(jìn)入了人類(lèi)的生活

2萬(wàn)年前，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)動(dòng)物油脂可以點(diǎn)燃并發(fā)光，于是他們發(fā)明了照明用具——燈。最早的燈是用裝滿動(dòng)物油脂的貝殼或空心石制成的。人們將燈芯浸泡在油脂中并點(diǎn)燃，燈芯逐漸燃燒并發(fā)光。在公元前2000年，第一支蠟燭出現(xiàn)：簡(jiǎn)陋的燭芯，外面包裹著牛油（或動(dòng)物脂肪）或蠟。到19世紀(jì)初期煤氣燈被發(fā)明之前，一直是蠟燭照亮著人類(lèi)的生活。

火 柴

法國(guó)高中生查理·索里亞（Charles Sauria）于1831年發(fā)明了第一根火柴。他的做法是將細(xì)木桿浸入白磷中，然后將細(xì)木桿放在涂有硫和氯酸鉀的粗糙面板上摩擦。在那之后，人們經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，又制造出了更安全的火柴。他們使用紅磷作為刮片，然后在火柴末端涂上主要由硫組成的糊劑，這樣的火柴使用起來(lái)更安全。

人類(lèi)最早的發(fā)明：輪子

5000年前發(fā)明的輪子使人們可以花更少的力氣走更遠(yuǎn)的路。輪子的出現(xiàn)又引發(fā)了其他交通工具的發(fā)明，比如蒸汽機(jī)車(chē)。

用圓木移動(dòng)重物

在古代，大石頭等重物如何運(yùn)輸？答案是將重物放置在一排彼此相鄰的圓木上。在大家把重物向前移動(dòng)一定距離后，就要有一名男子把最后面的那根圓木放到最前面。這也太辛苦了吧！于是，人們發(fā)明了輪子。此后，在制陶工作坊也出現(xiàn)了輪子的身影。在那個(gè)時(shí)代，人們將輪子安裝在推車(chē)上，以利于搬運(yùn)笨重的陶制物品。

車(chē)輪越來(lái)越輕便

最早的車(chē)輪是截?cái)嗟膶?shí)心樹(shù)樁或者修鑿過(guò)的實(shí)心石頭。從公元前2000年起，人們開(kāi)始掏空車(chē)輪的實(shí)心部分以減輕它的重量。古埃及的戰(zhàn)車(chē)則擁有了輪輻，所以更為輕便。

通過(guò)調(diào)整讓輪子轉(zhuǎn)得更好

首先，車(chē)軸（穿過(guò)車(chē)輪的那幾條軸）隨整個(gè)輪子一起旋轉(zhuǎn)。為了防止車(chē)輪磨損，早在公元前2000年，人們就用金屬薄板覆蓋在它的周?chē)?。為了便于旋轉(zhuǎn)，人們又在軸的周?chē)胖昧艘恍┹^小的圓柱體，這樣減少了摩擦，并使整體移動(dòng)性更好。

從發(fā)現(xiàn)金屬到制造工具

人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了金屬，開(kāi)始制造用于狩獵、制衣或耕種土地的各種工具，而人類(lèi)的遷徙將發(fā)明傳播到了各地，推動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展。

最早的工具

最早的工具可以追溯到250萬(wàn)年前。那時(shí)，人們切割出帶有尖銳邊緣的火石。同時(shí)，這種表面非常堅(jiān)硬且鋒利的石頭可用于制造斧頭、箭頭、針、刀等等，金屬出現(xiàn)后，這些工具逐漸被金屬制品替代。

冶金技術(shù)的發(fā)現(xiàn)

人們最早從地下開(kāi)采出來(lái)的金屬是銅。人們對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單打制，比如，做成首飾等。如果將它加熱，它會(huì)變軟并易于定型。如果將其熔化，它將變成液體，可以倒入模具，變成設(shè)定好的形狀。

青銅時(shí)代

青銅是紅銅（純銅）與錫或鉛的合金，它的硬度高，而且耐腐蝕，性能良好，青銅器具出現(xiàn)后，農(nóng)業(yè)和手工業(yè)生產(chǎn)水平提高，對(duì)提高社會(huì)生產(chǎn)力起了劃時(shí)代的作用。

堅(jiān)硬如鐵

大約在公元前1500年左右，人們將鐵加熱，然后對(duì)其進(jìn)行敲打，使其成形。這樣就制成了各種生產(chǎn)、生活器具，當(dāng)然也出現(xiàn)了最早的釘子。當(dāng)時(shí)由于火的加熱溫度還不夠高，所以無(wú)法融化鐵礦石。

人工，天然，合成

你是否曾聽(tīng)到周?chē)腥酥v這些話：“這個(gè)是化學(xué)合成產(chǎn)品，有污染”“不好，這個(gè)是化學(xué)合成的產(chǎn)品，對(duì)身體有害！”“這個(gè)有利健康，因?yàn)樗翘烊坏摹保?/p>

應(yīng)該相信誰(shuí)呢？是否跟化學(xué)沾點(diǎn)邊的都是不好的，跟天然有關(guān)的都是好的呢？

天然與否？

“化學(xué)合成的”通常用于描述對(duì)人類(lèi)或環(huán)境有害的事物，并經(jīng)常與“天然的”相對(duì)。但是，你知道嗎？我們生活中最常見(jiàn)的水也是一種化學(xué)物質(zhì)，它有自己的化學(xué)分子式：H2O。并且專(zhuān)家建議每天要喝1.5升水！而你自己的身體也堪稱(chēng)一座化學(xué)工廠，因?yàn)樯眢w里發(fā)生的一切（呼吸，消化等等）都是化學(xué)反應(yīng)！

我們周?chē)拇蠖鄶?shù)東西都是化學(xué)物質(zhì)，是我們生存所必須需的，比如水，空氣中的氧氣，植物中的葉綠素，水果和蔬菜中的維生素……我們經(jīng)常使用的洗發(fā)水，沐浴露，以及各種藥物等都屬于化學(xué)產(chǎn)品，因此，認(rèn)為化學(xué)產(chǎn)品必然是有害健康，這樣的想法是錯(cuò)誤的。水是所謂的“天然”化學(xué)物質(zhì)，因?yàn)樗窃谧匀唤缰写嬖诘?。還有許多其他物質(zhì)是天然存在的化學(xué)物質(zhì)，比如，牛仔褲藍(lán)是由靛（di3n）藍(lán)顏料制成的，這種顏料來(lái)自一種叫作菘（s4ng）藍(lán)的植物的葉子。與此同時(shí)，大多數(shù)毒品竟然也是天然產(chǎn)品：大麻就是在一種名為“大麻”的植物的葉子中被發(fā)現(xiàn)的，鴉片則來(lái)自罌粟花的種子，但它們最初是用來(lái)治療疾病或緩解疼痛的，并非用于吸食。

所以說(shuō)，有些天然產(chǎn)品如果使用不當(dāng)，也不一定對(duì)健康有益！

合成牛靛藍(lán)

另外，人工合成的某些化學(xué)物質(zhì)，是受自然界啟發(fā)，利用現(xiàn)代技術(shù)加以廣泛應(yīng)用的。它們與自然產(chǎn)品完全相同，但是避免了對(duì)自然的過(guò)度開(kāi)發(fā)。例如，雖然可以從菘藍(lán)的葉子中提取出靛藍(lán)……但是，世界上每天生產(chǎn)的牛仔褲數(shù)量如此之大，以至于需要大量的靛藍(lán)，因此需要大量的菘藍(lán)，如此一來(lái)就需要大量的土地種植菘藍(lán)……但是人類(lèi)不可能用菘藍(lán)地取代為我們提供糧食的小麥田或玉米田。于是人們合成了靛藍(lán)，用于服裝加工。

人造化學(xué)物質(zhì)

我們?yōu)闈M足社會(huì)生產(chǎn)、生活的需要會(huì)制造出某些化學(xué)物質(zhì)，它們?cè)谧匀唤缰性臼遣淮嬖诘?。例如，緊身褲是用氨綸紗線制成的，而萊卡（Lycra?）也是自然界中不存在的物質(zhì)，人類(lèi)發(fā)明它們是為了改善我們的日常生活。

化學(xué)與日常生活

化學(xué)存在于我們的日常生活中，幫助我們解決了許多日常問(wèn)題。

好滑啊，撒鹽！

你知道為什么在北方每年冬天都要在道路上撒鹽嗎？這是因?yàn)樗?℃時(shí)會(huì)結(jié)冰，在冬天，某些地區(qū)溫度會(huì)下降到0℃以下。如果下雨或下雪，由于溫度過(guò)低，道路被冰面覆蓋，就會(huì)變得非?；?。這時(shí)，撒鹽可以大大降低水結(jié)冰的溫度，從而防止交通事故的發(fā)生！

做一做以下實(shí)驗(yàn)

在一個(gè)碗中放少許水，小冰塊，將它們混合并用溫度計(jì)測(cè)量一下冰水混合物的溫度。在另一個(gè)碗中，放入等量的水和小冰塊，加入一湯匙鹽，混合，并用溫度計(jì)測(cè)量混合物的溫度。注意，碗的壁沿可能會(huì)變得很冷！你有什么發(fā)現(xiàn)呢？

不會(huì)分離的蛋黃醬還有洗發(fā)水

油和水是兩種不相溶的液體，也就是說(shuō)，即便你把這兩種液體倒在一塊兒，過(guò)一會(huì)兒它們還是會(huì)再次分離。那么為什么蛋黃醬不會(huì)分層呢？這是因?yàn)榈包S醬中加入了一種稱(chēng)為表面活性劑的化學(xué)物質(zhì)，它們會(huì)使油和水互溶。一些表面活性劑與油具有親和力，而另一些表面活性劑與水具有親和力：因此，表面活性劑將油與水“銬在一起”，強(qiáng)迫它們保持混合狀態(tài)。這與洗發(fā)水和清潔產(chǎn)品中需添加表面活性劑的原理是一樣的！

如何制作蛋黃醬并使其保持穩(wěn)定？

最簡(jiǎn)單的蛋黃醬的制作方法是將蛋黃和油混合起來(lái)，攪拌，直到醬汁光滑為止。注意：蛋黃的主要成分是水。

實(shí)驗(yàn)：在碗中，加入一湯匙油和水。攪拌。我們可以觀察到什么？所得混合物看上去完全不像蛋黃醬那樣，是混合在一起的，幾分鐘后，混合物開(kāi)始分層，發(fā)生沉降，即油和水分離了。

粉色或藍(lán)色的繡球花

除葉綠素外，某些化學(xué)物質(zhì)也會(huì)給花朵、蔬菜或水果著色，這些植物對(duì)土壤的pH值敏感。 pH值是測(cè)量介質(zhì)酸堿性的量值。 我們說(shuō)當(dāng)pH值小于7時(shí)，介質(zhì)是酸性的;當(dāng)pH值等于7時(shí)，介質(zhì)是中性的;當(dāng)pH值大于7時(shí)，介質(zhì)是堿性的?；ㄉ剀眨╣`n）（一種天然染料）的pH值就大于7。 又比如，繡球花的花朵在土壤的pH值低于6時(shí)為藍(lán)色，在土壤的pH值是中性時(shí)為白色或綠色，而在堿性土壤中則為粉紅色。

如果你的花園里有粉紅色或白色的繡球花，你可以給它們澆一點(diǎn)水和一點(diǎn)蘋(píng)果醋……你將看到花朵會(huì)變成藍(lán)色！

實(shí)驗(yàn)：

在小鍋中加入約300毫升的水，并將其加熱。

將四分之一個(gè)紫甘藍(lán)切成小塊，放入水中。

水沸騰時(shí)停止加熱。

收集菜汁，不要有菜渣（比如，可以用濾網(wǎng)將菜渣濾掉）。

在三個(gè)不同的杯子中倒入冷卻的紫甘藍(lán)汁，并在各杯中分別添加：

——第一杯：幾滴檸檬汁，

——第二杯：礦泉水，

——第三杯：幾滴洗潔精。

觀察一下，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：

第一杯變成紅色，第二杯中的紫甘藍(lán)汁不變色，第三杯中的變成藍(lán)色。這是由于檸檬汁是酸性的，礦泉水是中性的，洗潔精是堿性的。紫甘藍(lán)汁的顏色會(huì)因?yàn)槿芤旱膒H值不同而改變。

這是魔術(shù)嗎？不，這是化學(xué)反應(yīng)！