科学家们的发明故事

科学家们的发明故事-苹果与万有引⼒

发明创作并⾮⼀朝⼀⼣的事，从⼀个疑问和⼀个想法开始，到坚持到实现想法，其中要耗费的精⼒和时间不可估量，⽽能

做出伟⼤贡献的科学家们都是怎么做出他们的发明创作的?⼩编为⼤家准备了相关的资料，接下来就让⼩编带⼤家⼀睹为快!

苹果与万有引⼒

依撒克·⽜顿(1642-1727)英国科学家。他发现万有引⼒定律，建⽴经典⼒学的基本体系，在光学、热学、天⽂学⽅⾯都有

创造性的贡献，在数学⽅⾯⼜是微积分的创始⼈之⼀。

三百多年前的⼀天晚上，⼀位青年坐在花园⾥观赏⽉亮。他仰望那镶着点点繁星的苍穹，思索着为什么⽉亮会绕着地球运

转⽽不会掉落下来。忽然，有个东西打在了他的头上，这并不很重的⼀击，把他从沉思中惊醒。他低头⼀看，原来，是⼀只熟

透的⼤苹果从树上掉落下来。他捡起苹果，⼜⼀次陷⼊了沉思：为什么苹果不落向两旁，不飞向天空，⽽是垂直落向地⾯?这

⼀定是地球有某种引⼒，把所有的东西都引向地球。青年眼睛⼀亮：苹果是这样，⽉亮也是如此，⽉亮⼀定是在地球引⼒的吸

引下做⾼速运转。因为有引⼒，使它不能远离地球;因为有速度，使它不会像苹果⼀样掉落下来……夜渐渐地深了，青年⼿中

拿着苹果，开⼼地笑了。他就是发现万有引⼒的英国科学家⽜顿。这⼀年，他才24岁。

⽜顿，1642年12⽉25⽇出⽣在英国。他爸爸是个⾃耕农，在他出世前两个⽉就死去了。他两岁起就跟着年迈的祖母过着

贫困孤苦的⽣活。

⽜顿在12岁的时候进⼊格兰镇⼩学读书。他从⼩就⾮常热爱科学，经常制造⼀些灵巧的⼩机械。他⾃⼰制作了⼀个⼩巧

的⽔钟，是仿照沙漏的作法制成的。⽤⼀个⼩⽔池，使池中的⽔缓缓流出，⽔⾯逐渐降低，⽔⾯上的浮标就跟着逐渐下降，于

是带动指针转动，指⽰时刻。

放风筝，是孩⼦们都喜爱的游戏。聪明的⼩⽜顿更玩出了新花样：⼀天晚上，他把⼀只纸灯笼系在了风筝上放到天空。许

多看见了空中风筝的⼈，都叫起来：“彗星!”当⼈们知道天空中闪亮的是风筝上的灯笼，才恍然⼤悟了。

⽜顿是个意志坚强的孩⼦。在学校⾥，当他受到⼤同学的侮辱时，他总是拼命反抗。他常说：“⽆论做什么事情，只要肯

努⼒奋⽃，是没有不成功的。”正是这种顽强的精神，带领⽜顿登上科学群⼭那⼀个⼜⼀个巅峰。

⽜顿在从事科学研究⼯作时，常常会忘记⾃⼰和别⼈的存在，陷⼊⼀种“痴迷”的状态。

有⼀次，他请朋友到家⾥做客。当他⾛出房门去拿酒时，忽然想起关于⽉球轨道的运算，于是就把请客的事忘到了九霄云

外，⾃顾⾃地忙着计算起来。朋友知道⽜顿的脾⽓，只好⾃⼰吃掉了盘⼦⾥的鸡，把⾻头吐在了桌⼦上。⽜顿终于计算完了，

这才想起请客的事。⾛回桌前⼀看，鸡只剩下了⾻头，他恍然⼤悟地说：“我以为我还没有吃饭呢，原来已经吃过了。”

尽管⽜顿在科学上取得了巨⼤的成就，却仍然⼗分谦虚。他曾这样说过：“如果我所见的⽐笛卡尔(法国17世纪著名数学

家、物理学家和哲学家)要远⼀点⼉，那是因为我是站在巨⼈的肩上的缘故。”

在英国乌尔索普⽜顿⽼家的花园⾥的那棵苹果树，⼀直被精⼼地保护着。1820年，这棵树死后，被分成好⼏段，分别在

英国皇家学会等处保存了起来。这棵与科学结缘的苹果树，不仅留有⽜顿严谨学风的印记，更流传着⽜顿谦逊的美德。

发明电话的贝尔

贝尔，就是发明电话的⼈。他1847年⽣于英国，年轻时跟⽗亲从事聋哑⼈的教学⼯作，曾想制造⼀种让聋哑⼈⽤眼睛看

到声⾳的机器。

1873年，成为美国波⼠顿⼤学教授的贝尔，开始研究在同⼀线路上传送许多电报的装置——多⼯电报，并萌发了利⽤电

流把⼈的说话声传向远⽅的念头，使远隔千⼭万⽔的⼈能如同⾯对⾯的交谈。于是，贝尔开始了电话的研究。

那是1875年6⽉2⽇，贝尔和他的助⼿华⽣分别在两个房间⾥试验多⼯电报机，⼀个偶然发⽣的事故启发了贝尔。华⽣房

间⾥的电报机上有⼀个弹簧粘 到磁铁上了，华⽣拉开弹簧时，弹簧发⽣了振动。与此同时，贝尔惊奇地发现⾃⼰房间⾥电报

机上的弹簧颤动起来，还发出了声⾳，是电流把振动从⼀个房间传到另 ⼀个房间。贝尔的思路顿时⼤开，他由此想到：如果

⼈对着⼀块铁⽚说话，声⾳将引起铁⽚振动;若在铁⽚后⾯放上⼀块电磁铁的话，铁⽚的振动势必在电磁铁线圈 中产⽣ 时⼤时

⼩的电流。这个波动电流沿电线传向远处，远处的类似装置上不就会发⽣同样的振动，发出同样的声⾳吗?这样声⾳就沿电线

传到远⽅去了。这不就是梦寐以 求的电话吗!

贝尔和华⽣按新的设想制成了电话机。在⼀次实验中，⼀滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华⽣先⽣，我需要

你，请到我这⾥来!” 这句话由电话机经电线传到华⽣的⽿朵⾥，电话成功了!1876年3⽉7⽇，贝尔成为电话发明的专利⼈。

贝尔⼀⽣获得过18种专利，与他⼈合作获得12种专利。他设想将电话线埋⼊地下，或悬架在空中，⽤它连接到住宅、乡

村、⼯⼚…… 这样，任何地⽅都能直接通电话。今天，贝尔的设想早已成为现实。

⽡特发明蒸汽机

⽡特是世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超⼈的才能和不懈的钻研为后⼈留下了宝贵的精神和物质财富。⽡特改

进、发明的蒸汽机是对近代科学和⽣产的巨⼤贡献，具有划时代的意义，它导致了第⼀次⼯业技术⾰命的兴起，极⼤的推进了

社会⽣产⼒的发展。

1736年，⽡特出⽣在英国苏格兰格拉斯哥市附近的⼀个⼩镇格⾥诺克，他的⽗亲是⼀个经验丰富的⽊匠，祖⽗和叔⽗都

是机械⼯匠。少年时代的⽡特，由于家境贫苦和体弱多病，没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格⾥诺克的⽂法学校，数

学成绩特别优秀，但没有毕业就退学了。但是，他在⽗母的教导下，⼀直坚持⾃学，很早就对物理和数学产⽣了兴趣。⽡特从

六岁开始学习⼏何学，到⼗五岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常⾃⼰动⼿修理和制作起重机、滑车和⼀些航海器

械。

1753年，⽡特到格拉斯哥市当徒⼯。由于收⼊过低不能维持⽣活，第⼆年他⼜到伦敦的⼀家仪表修理⼚当徒⼯。凭借着

⾃⼰的勤奋好学，他很快学会了制造那些难度较⾼的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的⽣活损害了他的健康，⼀年后，他不得不

回家休养。⼀年的学徒⽣活使他饱尝⾟酸，也使他练就了精湛的⼿艺，培养了他坚韧的个性。

1756年，当他的⾝体稍有好转，⽡特再次踏上了坎坷的道路来到格拉斯哥市。他想当⼀名修造仪器的⼯⼈，但是因为他

的⼿艺没有满师，当时的⾏会不允许。幸运的是，⽡特的才能引起了格拉斯哥⼤学教授台克的重视。在他的介绍下，⽡特进⼊

格拉斯哥⼤学当了教学仪器的⼯⼈。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备，这使⽡特在修理仪器时认识了先进的技术，开阔

了眼界。这时，他对以蒸汽作动⼒的机械产⽣了浓厚的兴趣，开始收集有关资料，还为此学会了意⼤利⽂和德⽂。在⼤学⾥，

他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。⽡特从他们那⾥学到了很多科学理论知识。1764年，⽡特与表妹玛格丽特·⽶

勒结了婚。

1764年，学校请⽡特修理⼀台纽可门式蒸汽机，在修理的过程中，⽡特熟悉了蒸汽机的构造和原理，并且发现了这种蒸

汽机的两⼤缺点：活塞动作不连续⽽且慢;蒸汽利⽤率低，浪费原料。以后，⽡特开始思考改进的办法。直到1765年的春天，

在⼀次散步时，⽡特想到，既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的，那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?⽡

特产⽣了采⽤分离冷凝器的最初设想。

在产⽣这种设想以后，⽡特在同年设计了⼀种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计，冷凝器与汽缸之间有⼀个调节阀门相

连，使他们既能连通⼜能分开。这样，既能把做⼯后的蒸汽引⼊汽缸外的冷凝器，⼜可以使汽缸内产⽣同样的真空，避免了汽

缸在⼀冷⼀热过程中热量的消耗，据⽡特理论计算，这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说，⽡特的

这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西，把图纸上的蒸汽机变为

实在的蒸汽机，还要⾛很长的路。⽡特⾟⾟苦苦造出了⼏台蒸汽机，但效果反⽽不如纽可门蒸汽机，甚⾄四处漏⽓，⽆法开

动。尽管耗资巨⼤的试验使他债台⾼筑，但他没有在困难⾯前怯步，继续进⾏试验。当布莱克知道⽡特的奋⽃⽬标和困难处境

时，他把⽡特介绍给了⾃⼰⼀个⼗分富有的朋友--化⼯技师罗巴克。当时罗巴克是⼀个⼗分富有的企业家，他在苏格兰的卡隆

开办了第⼀座规模较⼤的炼铁⼚。虽然当时罗巴克已近50岁，但对科学技术的新发明仍然倾注着极⼤的热情。他对当时只有

三⼗来岁的⽡特的新装置很是赞许，当即与⽡特签订合同，赞助⽡特进⾏新式蒸汽机的试制。

从1766年开始，在三年多的时间⾥，⽡特克服了在材料和⼯艺等各⽅⾯的困难，终于在1769年制出了第⼀台样机。同

年，⽡特因发明冷凝器⽽获得他在⾰新纽可门蒸汽机的过程中的第⼀项专利。第⼀台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了，但

它同纽可门蒸汽机相⽐，除了热效率有显著提⾼外，在作为动⼒机来带动其他⼯作机的性能⽅⾯仍未取得实质性进展。就是

说，⽡特的这种蒸汽机还是⽆法作为真正的动⼒机。

由于⽡特的这种蒸汽机仍不够理想，销路并不⼴。当⽡特继续进⾏探索时，罗巴克本⼈已濒于破产，他⼜把⽡特介绍给了

⾃⼰的朋友、⼯程师兼企业家博尔顿，以便⽡特能得到赞助继续进⾏他的研制⼯作。博尔顿当时经四⼗多岁，是位能⼲的⼯程

师和企业家。他对⽡特的创新精神表⽰赞赏，并愿意赞助⽡特。博尔顿经常参加社会活动，他是当时伯明翰地区著名的科学社

提⾼，但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程⼯艺与纽可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动，从⼀端进⼊、另⼀端出

来。他想，如果让蒸汽能够从两端进⼊和排出，就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动⼜能推动活塞向下运动。那末，他的效率

就可以提⾼⼀倍。1782年，⽡特根据这⼀设想，试制出了⼀种带有双向装置的新汽缸。由此⽡特获得了他的第三项专利。把