新苏教版科学六年上册教参各单元辅助资料

新苏教版小学科学六年上册教参各单元辅助资料

第1单元物质的变化

d物理变化和化学变化

物理变化：指物质的形态虽然发生了变化，但一般说来物质本

身的组成成分却没有改变。例如：位置、体积、形状、温度、压强

的变化，以及固态、液态、气态间相互转化等。还有物质与电磁场

的相互作用。光与物质的相互作用，以及微观粒子（电子、原子核、

基本粒子等）间的相互作用与转化，都是物理变化。

物理变化的实质：保持物质化学性质的最小粒子本身不变，只

是粒子之间的距离发生了变化，没有生成新的物质。

化学变化：是指产生了新物质的变化，如铁钉生锈、节日的

焰火、酸碱中和、木条的燃烧等。从宏观上可以看到各种化学变化

都产生了新物质。这是化学变化的特征。从微观上可以理解化学变

化的实质。化学反应前后原子的种类、个数没有变化，仅仅是原

子与原子之间的结合方式发生了改变。

化学变化常伴有光.热、气体、沉淀产生或颜色、气味改变等

现象发生。但要注意跟物理变化的区别。物理变化也常伴有发光

（电灯）.发热（摩擦）、放出气体（开启汽水瓶盖）,颜色变化

（氧气变成液氧），产生沉淀物（明矶净水）等，只是没有新物质

生成，这是物理变化与化学变化的根本区别。

物质在化学变化中表现出来的性质是化学性质。化学变化里一

定包含物理变化，物理变化里一定没有化学变化。

2蜡烛燃烧

蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡是从石油分储制得的，是几种高

级烷羟的混合物。石蜡易熔化，受热熔化为液态，轻微受热易挥发。

我们看到的蜡烛燃烧并不是石蜡固体的燃烧，而是点火装置将棉芯

点燃。放出的热量使石蜡固体熔化，再汽化，生成石蜡蒸气，石蜡

蒸气是可燃的。蜡烛充分燃烧时，燃烧的产物是二氧化碳和水。

3生锈与防锈

锈通常指金属（包含合金）表面所产生的氧化物，常见的有铁

锈、铜锈、铝锈等。但未必所有金属的氧化物都称为“锈工概言之，

常见的金属才会用“锈”来指示其氧化物。另外，同一种金属的氧化

物可能不止一种，所以同样叫做铁锈，但可以是三氧化二铁、氢氧

化铁或其混合物等。生锈是一种化学变化，本质上是金属的氧化反

应。若只是生锈为金属氧化的话，大部分金属都会生锈；部分金属

如铝氧化后会产生致密氧化物，反过来可保护内层金属。

铁锈是铁氧化物的统称，通常为暗红色。由铁和氧气行氧化还

原反应生成。不同情况下会生成不同形式的铁锈。铁锈主要由三氧

化二铁的水合物和氢氧化铁组成。足够的时间后，在氧气和水充足

的情况下，铁会完全氧化成锈。锈没有致密的组织，水和氧气会穿

透锈，继续使内部的铁生锈。若

要防锈，就需要有可以防止生锈的致密表层。不锈钢的表面是

一层不易反应的三氧化二路。若使用镁、钛、锌、铝，也会产生类

似不易反应的致密氧化物表层。镀锌是一种常见的防锈处理方式，

在要保护的物品上，利用电镀或热浸镀锌的方式镀上一层锌。若在

腐蚀性更强的环境中（例如盐水中），会用镉来代替锌。

生锈会造成钢铁制品结构的劣化。锈的体积比相同质量的铁

大，因此能会挤压相邻未生锈的部分，从而告成损坏。例如1983

年美压国康涅狄格州的MianusRiverBridge倒塌事件就是锈蚀造成

的。其中使用的轴承内部生锈，使得吊杆从栓销上滑脱，其中一角

没有支撑，造成桥面倒塌。

4二氧化碳

二氧化碳是一种碳氧化合物，化学式为C02常温常压下是一种

无色无味的气体，也是一种常见的温室气体，还是空气的组分之一

（约占大气总体积的0.03%）。

在物理性质方面，二氧化碳的熔点为-78.5℃z沸点为-

56.6℃（527kPa下），密度比空气密度大（标准状况下），能溶

于水。

在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高

（2000P时仅有1.8%分解）,不能燃烧，通常也不支持燃烧,属

于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因与水反应生成的是碳酸，

所以是碳酸的酸酊。

二氧化碳一般可由高温燃烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应

制得。

其他制法：小苏打（主要成分是碳酸氢钠）和白醋混合在一起时，发

生复分解反应，放出二氧化碳气体。

收集方法：由于二氧化碳密度比空气大，能溶于水且能与水反

应，所以采用向上排空气法。

检验方法：将生成的气体通入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，

证明该气体为二氧化碳。验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口（不

能伸入瓶内），如果火焰熄灭，证明已集满。

高纯二氧化碳主要用于电子工业、医学研究及临床诊断等。固

态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其他转运中易

腐败的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂。气态二氧化碳用于碳

化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存等。液态

二氧化碳用作制冷剂，飞机、导弹和电子部件的低温试验，提高油

井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，也可用作灭火剂。

5

汽水就是带有气体的饮料，汽水中的气体是二氧化碳。市场上

销售的汽水。大约是1体积水中溶有4.5体积一氧化碳。当

然大部分汽水中除含二氧化碳外。为了改善口味，还加入适量白糖、

果汁和香精。

二氧化碳在汽水中主要起两个作用：（1）二氧化碳溶解于水

成为碳酸，使液体产生酸味，碳酸对人略有刺激，口感好。有些汽

水饮料，如可乐，会在汽水中加入磷酸以增强酸性。（2）二氧化

碳会使饮料中各种原料风味更协调。汽水中溶解的二氧化碳越多，

汽水的质量越好。二氧化碳在水中的溶解度主要取决于温度和压力

两个因素。

二氧化碳在低温时溶解度更大，在标准大气压下，20°C时，1

升水可以溶解0.88升二氧化碳；0°C时,1升水可以溶解1.71升

二氧化碳。止匕外，二氧化碳的溶解度随压力增加而增加。汽水工厂

制造汽水时，通过加压的方法来增加二氧化碳的溶解度。

二氧化碳无毒，且不能被人体吸收。饮用时，在嘴里由于温度

高使部分二氧化碳从溶液析出，产生刺激带走口中热量。所以给饮

用者以清凉感。进入胃中后，肚子里的温度比较高，二氧化碳就会

从口腔中排出来。当二氧化碳被排出来的时候。热量也被带了出来。

于是人会感觉身凉。

二氧化碳不仅会使人感觉凉爽，而且对胃壁有刺激作用。在二

氧化碳的刺激下，胃液分泌加快，从而加快消化。加之果汁果味

的适量添加及酸甜味道适当，因此碳酸饮料长盛不衰。喝冰镇汽水

时，由于汽水的温度更低，溶解的二氧化碳更多，有更多的二氧

化碳要从体内排出，能带走更多的热量，所以降低肠胃的温度更加

明显。因此，千万不能大量饮用冰镇汽水,以免对肠胃产生强烈的

冷刺激，引起胃痉挛.腹痛，甚至诱发肠胃炎。止匕外，过量的汽水

会冲淡胃液，降低胃液的消化能力和杀菌作用，影响食欲，甚至加

重心脏、肾脏负担，引起身体不适。

化学和化学家

〃化学〃一词，若单从字面解释就是“变化的科学“。化学是一门

以实验为基础的自然科学，是在分子、原子层次上研究物质的组成、

性质、结构与变化规律、创造新物质的科学。化学是人类用以认识

和改造物质世界的主要方法和手段之一，它的成就是社会文明的重

要标志。

化学家是专修于物质变化的学问及其应用的研究工作者。化学

家研究化学元素、原子、分子及它们如何相互作用。化学家也研究

并测试药物、炸药及其他的东西。化学是一门十分重要的科学，现

在大多数的新药物都是通过化学技术而研制出的。一个化学家与其

他人做事的不同之处是他们通常都会很小心地检香身边每一种物

质的变化。他们的工作，大部分是研究怎样可以大量生产各种药

用或者工业用化学品，造福大众。

拉瓦锡测定空气成分

拉瓦锡把少量汞放在密闭容器中加热12天，发现部分汞变成

红色粉末，同时容器中空气体积减少了1/5左右。通过对剩余气体

的研究。他发现这部分气体不能供给呼吸，也不助燃，他误认为这

全部是氮气。拉瓦锡又抑加热生成的么色粉末收集起来。放在另

一个较小的容器中再加强执，得到汞和氧气，且氧气体积恰好等于

密闭容器中减少的空气体积。他把得到的氧气导入前一个容器，所

得气体跟空气性质完全相同。

通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成，氧气占其中

的1/5。在测定中，装置中剩余的气体约占空气体积的4/5,该实

验从另一方面说明该气体具有的性质是不能燃烧或不能支持燃烧。

19世纪前，人们认为空气中仅有氮气与氧气。后来陆续发现了一

些稀有气体。目前，人们已能精确测定空气成分。

第2单元遗传与变异

B变异的类型

变异的类型：可遗传的变异和不可遗传的变异

可遗传的变异是由遗传物质的变化引起的，可传递给下一代；

不可遗传的变异是由环境因素引起的，遗传物质没有发生变化。可

遗传的变异的来源主要有基因重组、基因突变和染色体变异。

基因重组是指来自两个亲本的非等位基因间的重新组合。基因

重组能产生大量的变异类型，但只产生新的基因型，不产生新的基

因。基因重组是杂交育种的理论基础。

基因突变是指基因的分子结构发生改变，即基因中的脱氧核昔

酸的排列顺序发生改变，从而导致遗传信息的改变。基因突变的频

率很低，但能产生新的基因。对生物的进化具有重要意义。基因突

变是诱变育种的理论基础。

染色体变异是指染色体的数目或结构发生改变。重点是数目的

变化。一个染色体组中没有同源染色体，没有等位基因，但一个染

色体组中所包含的遗传信息是一套个体发育所需要的完整的遗传

信息，即常说的一个基因组。染色体组数是偶数的个体一般都具有

生育能力，但染色体组数是奇数的个体是高度不孕的，如一倍体和

三倍体等。

2遗传.变异及其相互关系

遗传从现象来看是亲代和子代之间的相似现象，即俗语说的“

种瓜得瓜，种豆得豆二它的实质是生物按照亲代的发育途径和方

式，从环境中状取物质，产生和亲代相似的子代。

遗传是相对稳定的，生物不轻易改变从亲代继承的发育途径和

方式。因此，亲代的优良性状很有可能在子代中重现；而亲代的

缺陷和遗传病，同样也可能传递给子代。遗传是一切生物的基本属

性，它使生物界保持相对稳定，使人类可以识别包括自己在内的生

物界。

变异从现象上来看是指亲代和子代之间，同胞兄弟姊妹之间，

以及同种个体之间的差异现象，即俗语说的“一母生九子，九子各

不同二世界上没有两个绝对相同的个体，包括挛生同胞在内，这

充分说明了遗传的稳定性是相对的，而变异是绝对的。

生物的遗传与变异是同一事物的两个方面，遗传可以发生变

异，发生的变异可以遗传。正常健康的父母，可以生育出智力与

体质方面有遗传缺陷的子女，并把遗传缺陷（变异）传递给后代。

遗传和变异的物质基础：染色体、基因、DNA、RNA生物的遗

传和变异是否有物质基础的问题，在遗传学领域争论了数十年之

久。现代生物学认为遗传和可遗传的变异都是由遗传物质决定的，

这种遗传物质就是脱氧核糖核酸（DNA）。

生物的遗传物质在细胞水平上是染色体，在分子水平上是基

因，它们的化学构成是DNA,基因就是DNA链上的一个特定的片

段。在极少数没有DNA的原核生物（如烟草花叶病毒等）中，核

糖核酸（RNA）是溃传物质。

真核生物的细胞具有结构完整的细胞核，在细胞质中还有多种

细胞器，真核生物的遗传物质就是细胞核内的染色体。但是，细胞

质在某些方面也表现出一定的遗传功能。人类亲代和子代之间的物

质联系是精子与卵子，而精子与卵子中具有遗传功能的物质是染色

体，受精卵根据染色体中DNA包含的遗传信息，发育成和亲代相

似的子代。

第3单元化石的奥秘

口化石

化石是保存在地层中的古生物遗体、遗物或遗迹。通常是生物

有机体中不易腐烂的坚硬部分，被封闭保存在沉积物里。在随后的

岁月中，这些生物遗体中的有机质被分解殆尽。坚硬的部分如外壳、

骨骼、枝叶等与包裹它们的沉积物一起经过石化变成了石头，但是

它们原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）依然保留着；同

样，那些生物生活时留下的痕迹也可以这样保留下来。

大部分化石都是动植物的坚硬或不易腐烂的部分保存而成

的。贝壳、骨骼、树干和牙齿都比较容易保存为化石，因此贝类

和脊椎动物拥有较好的化石记录。

在极少数情况下，不仅动植物的坚硬部分可以保存为化石，容

易腐烂的动物软组织同样可以通过印痕的形式保存下来，堪称地质

“奇迹这种情况通常发生在特殊的地质环境下，其中最著名同时

也最古老的“奇迹”便是加拿大不列斯量伦比形省的布尔吉斯页岩。

这是一种形成干5.05亿年前的黑色、细腻的寒武纪页岩，其中保存

了大量精美的化石，许多都是世界仅有的种类。通过这些化石，我

们可以窥见非常早期的生命世界图景以及通常情况下难以保存下

来的动物种类。

遗迹化石包括足迹（比如恐龙寻找食物时经过松软沉积物留下

的脚印）、潜穴（动物逃脱天敌追捕或产卵时留下的洞穴）等。大

部分情况下遗迹化石不会和造迹生物的遗体化石一起保存下来。尽

管我们可以推测溃迹所表现出的行为，但经常无法确定到底是哪种

动物留下的。

2我石的重建

要想揭开远古动物的真面目，首要之事是将其化石碎片尽可能

准确地重建完整。这项任务相当繁琐，尤其是对有大量细小骨骼的

脊椎动物的化石而言。在这个过程中，两种不同却互补的方法可以

用于化石的重建，直至推测化石物种的生活习性。一种方法是将已

灭绝动物的牙齿、四肢和其他结构与现生物种中的类似结构进行类

比。其基本原理是认为相似的结构可能对应着相似的功能，因此用

于类比的物种无须有亲缘关系。

这种“寻找类似物”的方法一直备受古生物学家青睐，但显然并

不是万无一失的：很多化石物种无法找到可用于类比的现生物种，

有些类比也经不起仔细推敲。于是第二种方法应运而生一一直接分

析化石物种的身体构造。如果一个化石物种的身体由一种独特的方

式构建而成，那么它的一个结构只可能用于少数几种功能。这一方

法的关键就在于判断这些可能性中哪种最可信。它假定自然界所有

的结构都是高效的，这一假定在大多数情况下也是合理的。

3

恐龙是生活在中生代（分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪）的一类

爬

行动物的统称。恐龙存在时间长达1.6亿年。恐龙的体型相差很大，

恐龙小的只有鸽子那么大，大的则如笨重巨大的卡车。恐龙属于爬

行动物，但与现生爬行动物有极大的不同。

恐龙可分为两个大的分支：蜥臀目和鸟臀目。小盗龙比鸽子大不了

多少，是已知最小的恐龙之一。这种恐龙全身覆盖着羽毛，靠把四

肢张开像两对翅膀一样在树林中飞翔（或至少能滑翔）。作为驰龙

类的一员，小盗龙是伶盗龙的近亲，同属肉食性恐龙，它不是鸟类。

科学家在中国找到了很多小盗龙的化石，其中有超过20件保存完

好的骨骼。和鸟不一样，这种动物长有牙齿和尾椎，前肢上还长有

大爪子，但化石下也清晰地显示有飞翔的E痕。小盗龙没有拍划

走K所需的大块K行肌，但它可以利用翅膀滑翔，就像晤鼠那

样。它的尾巴末端是菱形的尾扇，上面长有羽毛，其作用或许是在

飞行过程中保持平衡。后肢上长长的羽毛在奔跑行走时会很碍事，

因此小盗龙一般只待在树上。

4猛吗象

在冰河时期，仪表威严的猛吗象曾成群结队地游荡于北美洲、

欧洲和亚洲广袤的平原上。猛玛象与现象有着很近的亲缘关系一一

对西伯利亚冰封猛打象户体的研究表明，它们拥有与现生象基本相

同的DNA。已知的猛吗象一共有8种，其中最广为人知的当属3700

年前灭绝的真猛鸡。

真猛犯全身覆盖着浓密的长毛，长毛底下还有一层细密的绒

毛。大部分成年真猛吗体型比非洲象稍大，但人们也曾在北极岛屿

上发现身高仅2米的“侏儒真猛打”。成年真猛吗长着又大又弯的长

牙，肩上还有像骆驼一样的背峰。真猛吗生活在冰期的草原上，它

的臼齿能帮助它更好地咀嚼坚韧的野草等小型植物。

5

鱼龙是生活在中生代海洋中的鱼形爬行动物。它们最初是由陆

生爬行动物演化而来，极好地适应了水中生活，其中还有一些最后

演化出了类似海豚的形态。跟海豚一样，它们在水中捕猎、繁殖和

分娩，但是必须回到水面呼吸空气。鱼龙有着巨大的眼睛，拥有良

好的水下视力，还有用来划水和保持平衡的鳍。

6大地懒

大地懒生活在更新世的中美洲和南美洲。大地懒与现在的树懒

血缘很近，所不同的是，大地懒巨大如象，在地面上生活。它通常

四足行走，但也可以用后肢站立，并用弯弯的爪子拉下高处的枝条。

大地懒的粪便化石显示它是植食性动物。

7|热河生物群

热河生物群是生活在中生代晚期，分布于中国北方（尤其是河

北北部、辽宁西部和内蒙古东南部）的一个化石生物群。辽西地区

是研究热河生物群的经典地区，包括义县组和九佛堂组两个地层，

共跨越约1800万年。

这里保存了大量精美的化石，含20多个重要生物门类，化石

分布之广、数量之大、种类之多、保存之好轰动了世界。特别是以

保存许多生物的软组织特征而闻名于世，包括恐龙、鸟类、翼龙和

哺乳动物中发现的羽毛、毛状物和毛发，以及许多生物中都保存的

软组织结构如皮肤印痕、软骨结构、角质喙等。因此，热河生物群

被誉为“20世纪全球最重要的古生物发现之一”。

8大陆漂移说

早在1596年，比利时地图学家亚伯拉罕・奥特柳斯就指出非洲

和南美洲的海岸线彼此契合。科学家他认为美洲是由于地震和洪水

而从欧亚大陆撕裂出来的。1912年,德国阿尔弗雷德・魏格纳正式

提出大陆漂移说。

大陆漂移说认为，地球上的大陆曾经是一个相连的整体，称为

泛大陆。大约2亿年前，泛大陆解体，各大洲持续而缓慢地漂移到

它们目前所在的位置。魏格纳用岩石.化石、古气候证据来支持他

的大陆漂移说。他的假说最初不被接受，因为他无法合理解释大陆

是怎样移动的，以及是什么力量驱动大陆移动的。

这一假说直到20世纪60年代初才为世人所广泛接受。当时出

现了新的地球物理学证据，揭示了在大陆移动的同时，海底也在不

断扩张；而位于地壳和上地幔下面半熔化岩层的流动也在推动大陆

移动。

查尔斯•达尔文

英国博物学家、生物学家，进化论的奠基人。达尔文曾以博物

学家的身份参加英国海军贝格尔舰环绕世界的考察航行，进行了为

期五年的科学考察°达尔文在动植物和地质方面进行了大量的观察

和采集。经过综合探讨形成了生物进化的观念。

1859年出版了震动整个学术界的《物种起源》，提出了生物进

化论。书中用大量烫料证明了形形色色的生物都是由共同祖先进化

来的，生物通过生存斗争和自然选择，由简单到复杂、由低等到

高等。不断发展变化。生物进化论给神创论和物种不变论以沉重打

击。生物进化论与细胞学说、能量守恒和转化定律一起被恩格斯誉

为19世纪自然科学的三大发现。

其主要著作还有《人类的由来及性选择》《人类和动物的表情》

《贝格尔号航海志》等。

10科学小论文

科学小论文是同学们在科学活动中进行科学观察、实验或考察

后，对活动过程和成果的书面总结。它的表现形式是多种多样

的：可以是对某一事物进行细致观察和深入思考后得出结论；可

以是动手实验后分析得出结论；也可以是对某地进行考察后作出总

结；还可以是靠逻辑推理得出结论•.

科学性.创造性、实践性是衡量科学小论文的质量标准。

第4单元探索宇宙

■太阳系

太阳系由太阳、八大行星、卫星、矮行星■小行星.彗星、流

星体和行星际物质等组成。太阳是太阳系的中心天体，其质量占

太阳系总质量的99.86%,由此而产生的引力约束着其他天体绕它

运行。

八大行星按照质量和表面物态，分为类地行星和类木行星两

类。

类地行星包括水星.金星、地球、火星，它们的特征类似于地

球，如质量小.体积小、平均密度大、岩态表面.自转慢、卫星少；类

木行星包括木星.土星、天王星、海王星，它们的特征类似于木星，

如质量大，体积大.平均密度小，气态表面、自转快、卫星多。太

阳是太阳系中唯一能自身发光的天体，它发出的光和热，照亮并温

暖着整个太阳系。

银河系

银河系是太阳所在的星系，由恒星、星团、星际物质以及暗物

质聚集而成。银河系可见物质的质量约为太阳质量的1400亿倍。

银河系属于棒旋星系。具有巨大的盘面结构。拥有四条清晰

明确的旋臂。太阳位于银河系的一条旋臂猎户臂的内侧，至银河系

中心的距离大约是2.6万光年。

银河系的主要结构成分有核球、银盘、银晕和暗晕。银盘是可

见物质的主要集聚区，呈扁平圆盘状。银盘中心隆起的近似于球形

的部分叫做核球，在核球区域恒星高度密集。核球中心有一个很小

的致密区，叫做银核。银盘外面是一个范围更大、近于球形的区域，

其中物质密度比银盘中低得多，叫做银晕。银晕外面还有银冕，它

的物质分布也大致呈球形。

中国天眼（FAST）

FAST是位于中国贵州黔南布依族苗族自治州的500米口径球

面射电望远镜的英文缩写，被誉为“中国天眼二它由我国天文学家

南仁东于1994年提出构想，从预研到建成历时22年，于2016年

9月启用。它是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主

知识产权，世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。FAST可用于

从宇宙起源到星际物质结构的探讨，脉冲星、地外生命的搜索，深

空探测的地面跟踪与遥控等。

截至2019年8月28日，FAST已发现132颗优质的脉冲星候选

体，其中有93颗已被确认为新发现的脉冲星。

为什么要找脉冲星？脉冲星会不断地发出脉冲信号，这种信号

非常稳定，找到以后就可以应用于深空探测、星际旅行，可以起

到导航作用。科学家曾经举例说；如果你要走到火星，或者走出

太阳系，甚至走出银河系，根本无法用地球上的GPS去导航，但

如果能知道宇宙中很多脉冲星的位置，就可以通过它们来定位、导

航。

飞行器

飞行器是能在大气层内或大气层外空间（太空）飞行的机器或

装置的总称。飞行器包括航空器、航天器、火箭和导弹。

在大气层内飞行，依靠空气的静浮力或与空气相对运动产生的

气动力升空飞行地称为航空器，如气球、飞艇、飞机等。

在太空飞行，在运载火箭的推动下获得必要的速度进入太空，

然后依靠惯性做与天体类似的轨道运动的称为航天器，如人造地球

卫星、载人飞船、空间探测器、航天飞机等。

火箭是以火箭发动机为动力装胃的飞行器。可以在大气层

内。也可以在大气层外飞行。如探空火箭、运载火箭等。导弹是

装有战斗部、飞行轨迹可控的飞行器，如弹道导弹等。

5中国航天事业大事记

1970年4月24日，中国第一颗人造卫星东方红1号发射成功，

1975年11月26日，中国第一颗返回式卫星发射成功。

1984年4月8日，长征3号火箭成功发射东方红2号并定点成功。

1999年11月20日，长征2号F运载火箭将我国第一艘无人试验

飞船神舟1号发射升空。

2003年10月15日，中国第一艘载人飞船神舟5号搭载中国第一

名航天员杨利伟进入太空。

2005年4月12日，神舟6号飞船搭载航天员贾俊龙、聂海胜升空,

中国载人航天实现了两人多天参与空间科学研究。

2007年10月24日，嫦娥1号探月卫星发射升空，中国首次月球

探测工程圆满成功C

2008年9月25日,神舟7号飞船搭载航天员翟志刚、刘伯明、景

海鹏升空。9月27日，翟志刚成功进行空间出舱活动。

2010年10月1日，嫦娥2号探月卫星成功发射。

2013年12月14日，嫦娥3号探测器实现月面软着陆。

2011年9月29日，天宫1号空间实验室发射升空。

2012年6月16日，神舟9号飞船搭载航天员景海鹏、刘旺、刘洋

升空，神舟9号飞船与天宫1号目标飞行器交会对接。

2013年6月11日，神舟10号飞船搭载航天员聂海胜、张晓光、

王亚平升空。

2016年9月中旬，天宫2号空间实验室发射成功。

2017年4月中旬，天舟1号货运飞船发射成功。

嫦娥工程

2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程二嫦娥

工程规划为“绕、落、回”三期。

绕”是指研制和发射中国第一颗月球探测卫星，对月球进行

全球性、整体性与综合性探测，以获取月球的三维立体图像等；"

落”是指发射月球软着陆器，试验月球软着陆和月球车巡视勘察，

就地对月球进行探测，并开展月基天文观测等；“回”是指向月球发

射软着陆器和小型采样返回舱，采集关键性月球样品返回地球。

自2013年12月14日月面软着陆以来,我国嫦娥3号月球探

测器创造了全世界在月工作最长纪录。其拍摄的照片是人类时隔

40多年再度获得的最清晰月面照片，其中包含大量科学信息，照

片和数据向全球免费开放共享。

第5单元科技改变生活

1轮子

通常，轮子被视作人类最古老、最重要的发明。科学家常常把

它与火的使用相提并论。人类驯服火的历史超过150万年，而使用

轮子只有区区六千载光阴。

在掌握锋利而坚固的工具以前，人类是不可能拥有轮式车辆

的。因为用石器工具难以将木头加工成合适的圆柱形。更不必说复

杂到带辐条的轮子了。车轮的出现只能是青铜时代以后的事情。

据考古发现，最古老的轮子出现在中东美索不达米亚地区，最

早的轮子只是一些圆形地板，和车轴牢牢地钉在一起，美索不达

米亚的古巴比伦人用它制作成批的陶器。最简单的陶轮只需一对盘

形的轮，轮盘之间装一根轴，轴直立竖放；陶工一面用脚旋转下

面的轮盘。一面用手将柔软的黏土置于上面的轮盘中，塑捏成形。

这是人类最早的工艺品和容器。考古学家认为车轮的前身就是这

些制陶用的轮子。

大约公元前3000年，当地人已经将车轴装到了手推车上，轮

子不再直接和车身相连。这种原始的手推车虽然笨拙得很，但比从

前一直使用的人的肩膀和驮兽（通常是驴子）要好得多。以后不久，

就出现了装有轮辐的车轮。车轮很早就用于制造战车。这种战车先

是用来冲击敌阵，迫使敌人溃散；后来又当作作战平台来使用。

士兵站在车上朝敌人掷标枪，发射弓箭，杀死敌人。

美国著名人类学家罗伯特・路威曾断言：凡使用轮车的民族，无

一不是直接或间接从古巴比伦人学来的。美洲的印第安人只知道在

滚木上拖船，也使用纺轮，又有滚铁环之戏，但以轮行车始终没有

想到。罗伯特・路威对轮子起源的观点也是当前大多数考古学家的

观点。

车轮的最伟大作用是使人可以搬动大大超过自身重量的物

体，因此轮子最普遍的用途是运输。在车轮发明以前。古人借助

滑撬来搬运重物。最简单的滑撬就是一个斜面，复杂一些的还会在

重物下垫几根滚杠一一古埃及人就是用这种方法把巨大的石科堆

成金字塔的。虽然古埃及人更应该受滚杠的启发而发明车轮，但最

早使用车轮的却不是古埃及人而是古巴比伦人。我们可以来想象

一下，带轮的车是怎样发明的。最初用的是滚子的滚动来移动重物，

后来，人们就把它的中间部分削细一些。于是，它就变成了一个两

端带着宽圆滚的轴。我们猜想，轴是处在某一种最简陋的梁木架下，

并在梁木架下转动的。于是，人类就有了一辆最简单的带轮子的车。

后来，车轮就开始单独制造，人们把它固定在一个可以自由活动的

轴上，并且装上了轮箍。再后来，人们给这样的车装上车厢，于是

车就成型了。轮子是现代工业革命的代表物。

卓别林在电影《摩登时代》中借助被卡在巨大齿轮中的工人暗

示了人类已经成为机器的奴仆。也许有人认为在信息时代和即将到

来的生物技术时代中，轮子会退出历史舞台，但事实肯定不是这样。

在我写这篇文章的时候，电脑的硬盘正在呜呜作响，光驱、软驱也

在工作；而在为基因组测序的各个现代实验室中，离心机轴承正在

不停地旋转以完成蛋白质的分离。既然我们从文明之初就选择了轮

子，那么它很可能会伴随人类的始终。

2火的使用

人类最伟大的发明之一就是火的使用。

自人工取火之后，火已经成为人类的一种必不可少的需求。但

是从历史的角度来看，火对人类并非必不可少。因为人类本身的

历史已经长达二三百万年，而人类用火的历史只有四五十万年，人

工取火的历史仅两三万年。在这三者之间存在着巨大的时间差。这

种时间差表明，人类不用火和不能保证经常用火的历史，要比用

火和可以人工取火的历史要长得多。

从猿到人，摄取熟食是一个关键点，熟食可以使人更好地消化

食物，充分利用能量，同时避免病菌的侵袭，所以熟食一下子使人

和其他动物的竞争站在不同的起跑线上。那么，人类是如何取得火

种的呢？

人类与火的接触主要是从自然界的森林大火开始的。目前，

全世界每年都要发生20多万起左右的森林火灾，其中多数是自然

火，因为森林中的腐烂物一旦堆积过多，就会因为气候干燥等原因

而燃起大火。在原始时代，森林的面积比现在要大得多，植物的生

长比现在也茂盛得多。森林大火的发生率也就会比现在高得多。早

期的直立人大多生活在森林或邻近森林的地区，他们与自然森林火

接触的机会，无疑就比今天的人要多得多。

森林大火对于火区内的动物是一种毁灭性的灾难，但对于火区

附近的动物却是一种恩赐。森林大火之后，火区内会留下大量现

成的食物。久而久之，原始人就形成了一种观念「森林大火二获得

食物二这样的话，一见到森林大火。他们不再像其他动物一祥逃

得远远的。而是在一旁兴奋地等候着。火势一落，他们就会立刻向

火去跑去，迫不及待地寻找烧死的动物、烤熟的硬果壳和植物的块

茎。这时候。他们发现烤熟的野兽肉，如果没有被烧焦的话，不

但比生肉容易嚼烂嚼碎，而且味道也比生肉鲜美得多。

此外，他们还会遇到尚在燃烧着的余火，这种余火不但不可怕，

而且还能给他们带来温暖、光明和安全。在火区寻找食物的原始人，

很有可能来自几十里以外的山洞，遥远的路程和丰富的食物，使他

们难以在当天返回他们的所居住的山洞里。并且，火区内也不一定

有现成的洞穴，于是他们只好在火区露宿。为了抵御寒风的侵袭，

防止猛兽的侵害，他们会围着山中地余火堆坐下，并不断往于火中

添加燃料，使火堆保持不灭。丰硕的收获也使他们一直难以入睡，

大伙也许还会情不自禁地围绕着火堆庆祝一番。在这种情况下，-

些兴奋的人，特别是一些贪玩的孩子，会拿着燃烧的树枝，互相追

逐嬉闹，孩子们玩火的行为，也许会给他们当中的聪明人一些启发。

也不知是哪一天，或者是哪一次，在一场大火之后，在一次庆

祝之后，他们中的一个首领果断地决定：把火种带回山洞。把火带

回山洞，是人类历史上面最伟大的决定之一。它给人带来的不仅仅

是温暖、光明和各种可口的食物，更为根本的还是它使人成为真正

的人.彻底地从动物世界当中脱离出来了。

据专家考证，原始人进化分为4个阶段，这4个阶段所处的大

体年代如下：

能人阶段，大约是在350百万年至145万年之间；直立人阶段，

大约在145万年到45万年之间；智人阶段，大约在45万年到10

万年之间？

新人阶段，新人就是我们现代人，新人阶段大约10万年左右。

这个进化过程表明，在学会用火之前，人类的进化历程极其缓慢，

大约需要用200多万年乃至更长的时间，原始人才从能人进化到直

立人，这仅仅完成了一个阶段的进化。而在45万年左右，人类把

火带回山洞之后，掌握了用火的技术之后。很快就结束了直立阶段。

然后又相继完成了智人向新人的跃进，进化成为解剖学意义上的

当代人。

毫无疑问，在经历了如此巨大的变化之后，人的感觉性能也会发

生巨大的变化，他们再也吃不下血淋淋的生肉，他们再也不能对寒

冷的天气漠然待之，他们再也不能对黑夜毫不畏惧。总之，他们离

不开火了。

最初，原始人只是从自然界的雷击、山火中获得火种。这些火

种虽然能被保存，但毕竟不方便，常因阻雨天气或保存不周而熄灭。

经常熄灭的火种，迫使人们发明人工取火技术。

传说上古时，“燧人氏见鸟啄燧木，粲然火出，顿悟，遂折燧

枝，钻木而取火「这就是中国版“钻木取火”的故事。从直接利用自

然火，到保存火种不灭，一直到学会人工取火，人类这才算是第次

控制了这种变革物质的强大自然力，这是文明的一大飞跃。

人类何时学会人工取火，至今还未找到可信的证据。一般认为，

到了旧石器时代后期，人类掌握了人工取火的方法。因为在德国尼

安德特人遗址中已经发现了用敲击燧石的方法进行人工取火的遗

迹。不过短短的几万年，人类已经掌握了通过敲击和摩擦把机械能

转化为热能的经验知识，也掌握了通过燃烧利用燃料能源的方法。

这样，火就成为人类随时可利用的战胜自然、改造自然的武器，人

工取火的发明结束了人类茹毛饮血的时代。

正是由于人类掌握了驾驭火的自由，进而才能烧制陶器、冶炼

金属，开创了人类文明的新纪元。

13蒸汽机

瓦特从开始改良蒸汽机到最后研制成复动式蒸汽机，前后花了

30多年，仅在解决活塞与汽缸之间的漏气问题上，瓦特就反复试

验了很长时间。这也说明了一个问题：蒸汽机的发明对世界来说是

多么重要，人们好像一直在等待瓦特的成功。不仅仅是瓦特的合作

伙伴马修。博尔顿，全世界都在等待蒸汽机带来的奇迹。

第一次工业革命始于18世纪的英国，“珍妮纺纱机”、“骡机”

的出现，提高了纺织品的产量和质量，为英国全球贸易和扩张提供

了一次加速，这也使英国与其他强国之间的经济实力差距拉大。蒸

汽机出现后，英国已经把其他国家远远地甩在后面。

1712年，苏格兰铁匠纽克曼发明了空气蒸汽机。瓦特是在几十

年后在格拉斯哥大学做修理工的时候才第一次见到纽克曼蒸汽机

模型，从此，他便开始研究如何让这台笨拙的机器变成“永动机“。

瓦特蒸汽机的发明严格意义上说不是发明，它是改良。18世纪

60年代瓦特在纽克曼蒸汽泵的基础上改良成功。这种纽克曼蒸汽

泵又称‘火机’，它发动起来浑身冒火，主要在矿山上使用，是抽

水用的，所以又叫矿工之友L它和泵连在一块，所以体积很大。”

由于这台机器的局限，几十年来，它一直只用来抽水用。并没有广

应用于其他方面。”英国的煤田有个特点，都在海平面以下，矿山

积水非常严重。矿山要解决一个问题就是先把水抽干，才能够把煤

挖掘出来。所以纽克曼的蒸汽机主要用于矿山，当然还有一个用处

就是用在盐田，也是抽水用。这个蒸汽机的最大缺点就是热效率太

低，要用大量的燃料。用在煤矿没问题，煤矿有煤，即便效率低也

没关系。

瓦特想改良这个蒸汽机，主要是想怎么用作一种动力。60年代

他改良成功了，这次改良成功的还是单动式的，就是来回运动的蒸

汽机，还是不能给机器提供动力，因为机器动力需要圆周运动，他

把单动式变成联动式花了20年时间。他用分离汽缸的方式，再加

上一个冷凝器，就提高了它的热效率。

英国有丰富的煤铁资源，但是煤矿、铁矿大都在丘陵和山区，

一些工业城市往往根据矿山分布而发展。随着工业化规模扩大，摆

在英国人面前的一大问题就是交通，如何解决原料地之间的交通问

题很关键。英国随着新工业中心形成后，怎么解决与市场之间以及

同其他原料地之间的距离的交通问题？一些工厂就会考虑它要重

新布局。如果没有这样的蒸汽机提供动力，它就不能离开山区，这

样，蒸汽机就带动了英国交通革命。

蒸汽机的应用具有划时代的意义，对人类社会的各个方面都产

生了极其深远的影响，到了20世纪乃至今天也没有完全失去其作

为动力机的意义.正如马克思所说，蒸汽机的发明与应用，在短时

间内改变了整个世界的面貌.

4互联网：世界之脑的诞生

人类文明发展过程先后经历了农业革命和工业革命，现在已经

进入信息革命时代C互联网已经融入社会生活和生产的方方面面，

深刻改变了人们的生产和生活方式。互联网是通过改变人类的生活

和生产方式发生作用，具体则通过技术来实现。技术的发展常常令

人炫目，其中一些技术像流星一样风靡一段时间后就难觅踪迹。而

有些技术将会长期影响和改变人类的生活方式并不断升级。互联网

对人类文明的影响便是如此。

互联网对促进人类文明迈上新台阶的作用是强大的、不容置疑

的。互联网的快速发展正在深刻地改变着社会结构、社会关系，数

字化生存、网络化生活将成为常态。互联网的本质规律是无穷大和

无穷小。互联网的用户会无穷多，对用户的收费会越来越少。互联

网的裂变式发展对各行各业的影响都是巨大的、全方位地和深层次

的。它不仅仅是一个伟大的技术发明。它还给人类带来了一种伟大

的精神力量，这就是合作共赢，共建共享的精神。

互联网对传统行业形态的改变非常显著，强烈影响着国家的政

治和经济发展，对文化与价值观念甚至语言的演变同样具有巨大影

响。互联网的发展推动了文化的传播乃至占领。语言的演变以前所

未有的速度加快。放眼当今世界，正是凭借对网络空间的掌控，一

些经济文化大国通过对本民族文化和价值观念的宣扬与传播，哨然

侵蚀着他国的传统文化。

互联网将改变传统行业的形态，而传统行业自身又很难产生出

适应互联网特点的新机制。网络购物不是百货大楼发起的；新媒体

的出现不是源自于传统纸媒体；数码相机的广泛使用不是卡达公司

的本意；数字出版不是传统出版社的强项；互联网金融业不是传统

银行的发明；MOOC的发展也不会是以传统大学为主。

互联网对人类文明的影响将不断提升，第一阶段为信息互联，

主要是解决人类知情权的平等；第二阶段为消费互联。为人类的物

质生活需求提供方便；第三阶段为生产互联，服务于人类就业和事

业发展；第四阶段为智慧互联，帮助人类实现对知识和精神生活的

追求；最终发展成为生命互联，满足人类健康长寿的愿望。

5

20世纪40年代以前，人类一直尝试获得比磺胺疗效更好、更

安全的抗菌药物。当时若某人患了细菌感染的大叶性肺炎，就意味

着此人凶多吉少。为了改变这种局面，科研人员进行了长期探索，

然而在这方面所取得的突破性进展却源自一个意外发现。

1929年，亚历山大.弗莱明(AlexanderFleming)发现，培养葡

萄球菌的营养琼脂平皿受到了点青霉菌(penicilliumnotatum)的

污染，青霉菌菌落能将葡萄球菌溶解，并抑制周边葡萄球菌的生长。

弗莱明参加过第一次世界大战的战伤救治工作，对抑菌现象有

着职业敏感性。他意识至青霉菌能分沙出有效杀灭葡萄球菌的成

分。他称之为青霉素。在试图提纯青霉素未能成功后，他将点青霉

菌菌种提供给感兴趣的英国病理学家弗洛里(FloreyH.W)和生物

化学家钱恩(ChainE.B)。二人使用冷冻干燥技术成功获得了青霉

素晶体，并通过实验鼠证实青霉素具有优越的抗菌效果。

第二次世界大战迫切需要高效抗感染药物用于伤病救治，促进

了青霉素研究的进展。1943年，美国将开发青霉素列为仅次于核

计划的顶级项目，实现了药品大规模工业化生产。至1945年6月，

青霉素年产量达到了近6500亿个单位，挽救了成千上万名伤病员

的生命。1945年，弗莱明、弗洛里及钱恩三人荣获诺贝尔生理学

及医学奖。

青霉素问世是人类有效控制感染性疾病的里程碑。青霉素

(青霉素G)是最早广泛用于临床治疗并延续至今的第一个天然抗

生素，对革兰阳性菌、革兰阴性球菌和放线菌具有强大抗菌活性。

包括葡萄球菌、溶血性链球菌、草绿色链球菌、肺炎链球菌、脑膜

炎奈瑟球菌、炭疽芽泡杆菌、白喉棒状杆菌、梭状芽泡杆菌属以及

革兰阳性厌氧杆菌如产气荚膜菌、破伤风杆菌、艰难梭菌等常见致

病菌，青霉素还对梅毒螺旋体、回归热螺旋体、钩端螺旋体敏感。

在青霉素问世之前，人类对这些严重威胁到健康与生命安全的

致病菌几乎束手无策。如新生儿和产妇被破伤风杆菌感染后的病死

率很高。再如梅毒是传染性很强的性传播疾病，传统方法是使用

重金属制剂治疗，不仅毒性很大且疗效不确切，梅毒螺旋体仍可能

侵犯到心脏与神经系统，造成患者痛苦与死亡。

第一次世界大战期间，大量伤病员得不到有效治疗，伤口很容

易感染化脓。以至于医院里充满了腐臭气味，伤员即使手术成功，

也可能因感染化脓截肢与死亡。第二次世界大战后期，青霉素开始

大量用于盟军部队，对控制伤口感染非常有效，大大提高了伤病员

的生存率和部队士气，被视之为神药。

青霉素开创了抗生素治疗感染性疾病的新纪元，极大地推动了

抗生素的研发与临床应用。1940.1950年代，从土壤中分离到多种

抗生素产生菌，研发成功了链霉素.氯霉素、多粘菌素.金霉素.

土霉素.红霉素、卡那霉素.利福霉素等临床药物。

1953年，发现了对青霉素酶稳定的头泡菌素。为1970年代

头抱菌素类药物迅速发展奠定了基础。

1959年，从青霉素发酵液中成功分离提纯到青霉素母核，6-

氨基青霉烷酸（6-APA）,致1960年代半合成青霉素系列产品迅速

问世，各具抗酸、耐酶、抗菌活性增强与广谱等特色。如氯嘤西林

抗革兰阳性菌有耐酶的特点；阿莫西林是抗一般革兰阴性菌的广谱

抗生素。并可口服给药；哌拉西林则是抗铜绿假单胞菌作用突出

的广谱抗生素。

在抗生素蓬勃发展的百花丛中，天然青霉素虽经久力衰，但仍

在临床上占有一席之地。如目前仍推荐青霉素用于敏感肺炎链球

菌、口腔从菌、产气荚膜杆菌与螺旋体引起的感染，并推荐作为衣

氏放线菌、脑膜炎球菌的首选药物。

6化肥

古代的人们就认识可以用肥料来改善土壤。他们给耕地使用

堆肥和动物粪肥。这样做庄稼通常会长得很壮。他们虽然知道首这

样做有用但却不知道为什么。160多年前，德国著名化学家李比希

的研究成果为化肥的诞生提供了理论基础。

李比希自幼酷爱化学，18岁便进入埃尔兰根大学学习化学。

1822年取得博十学位后。他回到家乡的一所大学教书，并开创性

地建立了实验室，以极大的热情投入到了有机化学这个新领域中。

当时德国农业遭受自然灾害，粮食减产。李比希看到这种情形内心

十分焦急，决心要用化学知识去帮助农民提高农业生产，于是开始

了对土壤的肥力及其物质构成的研究。他从古代给土地使用人畜

粪便想到：或许是粪便中含有使土壤肥沃的成分，使庄稼吸收到生

长所需的物质。这种成分是什么呢？有没有一种物质具有粪便的功

能，使庄稼增产呢？

于是，李比希开始在自己的实验室中埋首研究。终于，他发现

氮、氢、氧这3种元素是植物生长不可缺少的物质，而且钾、石灰、

磷等物质对植物的生长发育有一定的促进作用。在做了大量的实验

后，李比希开始把研制出含有无机盐和矿物质的人工合成肥料作为

自己的目标。

1840年的一天，李比希把自己亲研制出的第一批钾肥和磷肥小

心地施在试验田里。然而，始料未及的一场大雨却将肥料渗入到土

壤深层，而试验田里的作物的根部却大多分布在土壤浅层。结果可

想而知，收获季节到了，可庄稼没有丝毫增产的迹象。有了失败的

经验，李比希接下来的工作就是将这些化肥变成难溶于水的物质。

这一回，他把钾和磷酸盐晶体合成为难溶于水的盐类，并且加入

了少量的氨。使这种盐类成为含有氮、磷、钾3种元素的白色晶体。

李比希在一块贫瘠的土地上重新开始了试验，过了一段时间，

农民们发现原本荒废的土地上竟然长出了庄稼。而且，这些施过白

色晶体的庄稼比农民们良田里的庄稼长得都要好。而这个白色晶体

就是最早的人造化学肥料。

后来，李比希把他的实验成果写在《化学在农业和生理学上的

应用》一书中。在这本书中，他科学地论证了土壤的肥力问题，强

调无机质肥料一一人造化肥对农业发展的重要性，这在科学史上还

是第一次，他的研究表明，除碳、氢、氧、氮之外，植物还需要硫、

钾、磷、钙、铁、镒、硅等许多元素。他还指出,作物从土壤中吸

走的矿物质养分必须以肥料形式如数归还十壤，否则土壤将日益贫

瘠。李比希是第一个主张用化肥代替天然肥料施肥的人，因此被称

为“农业化学之父二

7电动机

电动机，又称为马达或电动马达，是一种将电能转化成机械

能。并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。

电动机充满着我们生活的各个角落。在你的电脑里至少有两个电动

机，一个支持硬盘旋转，另一个是冷却风扇旋转；或许在你们家

的吹风机、抽风机或电动剃须刀里、空调卡缩机都能找到电动机。

在家里、工厂，所有你可以看得见地机械运动都是由电动机引起的。

电动机向我们证明，它一直都是这个时代最好的发明之一。你或许

会惊讶它们是那么常见，在你的房间你可以找到多少个电动机呢？

你知道，电动机的发明者是谁吗？他是英国的一位伟大的电磁学

家，叫迈克尔・法拉第。他被爱因斯坦评为物理学发展史上最具影

响的科学家之一。

1791年9月22日出生于英格兰萨里郡纽因顿的一个普通的铁

匠家庭，家境贫寒c9岁时，因父亲去世，失去主要经济支柱的母

亲不得不将小法拉第送进一家文具店当学徒。14岁时进入一家书

店当图书装订工，这使他有机会接触各类书籍。和一般年轻学徒不

同的是，法拉第热爱读书，并在繁忙的工作之余，挤出一切休息时

间，把只要他装订过的书都从头到尾读了一遍。其中对他影响最大

的要数《大不列颠百科全书》和马塞尔夫人的《化学对话》了。这

为他以后的研究奠定了很好的科学基础。工作之余，他自己也利用

空瓶子做电池，尝试种种实验，而且下定决心要成为学术研究者。

在兄长的赞助下，年轻的法拉第时常去听皇家科学院举办的自

然科学讲座。与绝大多数听众不同的是，法拉第的笔记做得十分详

细、工整，每次听后都重新誉抄笔记，并画下仪器设备图。1812

年，法拉第听了4次戴维的讲座。他很感兴趣，就把这位名学者的

每句话都记下来，对讲演内容还做了补充，并把笔记精心装订成册，

名为《亨・戴维爵士讲演录》。这本笔记本，书法娟秀，插图精美，

显示出法拉第一丝不苟和对科学的热爱。1812年圣诞节前，他把

这个精美的笔记连同一封自荐信寄给戴维。

法拉第的努力终于得到回报。戴维接到他的祭品和自荐信后，

很为法拉第的细心和热诚感动。在戴维的介绍下，法拉第进入了皇

家学院实验室，并当了他的助手。也许，当初戴维也没有想到过法

拉第取得的成就会远远超过他，之后也曾嫉妒过他。但戴维还是把

发现法拉第作为自己最重要的功绩而引以为荣。

法拉第终于跃进了“龙门“，剩下的就该大显身手了。经过几年

的蛰伏，法拉第在1816年出手了第一篇科学论文。论述了生石灰

的性质。从此在科学界崭露头角。后来，他发现通电流的导线能绕

磁铁旋转，制成了世上最早的电动机，从而跻身著名电学家的行列。

不过，他的这一项发明是受到了丹麦科学家奥斯特一个实验的启

发。

1820年的一天，丹麦哥本哈根大学的教授奥斯特发现，当屋外

有闪电时。室内的指南针会发生不规则的摆动。在这个启示下，他

猜想是电流使磁针摆动，于是，在课堂上他进行了这个实验：将电

池的两极用导线短接，把导线靠近指南针。导线是水平放置并与磁

针呈直角。因而没有观察出对磁针的影响。当他结束讲演，将导线

放到与磁针平行的位置时，却立即发现磁针产生了明显的偏转。他

立刻换了个大的电池，重复进行这个实验。

1820年6月，他写了一本小册子《电流对磁针作用的实验》，

这本书中记载了他观察到的现象，这就是奥斯特发现的电流的磁效

应。电流的磁效应是科学史上的一个重要发现，它把电学和磁学从

此联系起来了。

两年以后，英国科学家法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固

定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单

的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁

不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用

电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用

的所有电动机的祖先。

电动机的应用使得工业生产发生了重大的变革，现在每一个机

器都可以装备它自己的电动机，使控制更为简便，并且提高了传输

效率，在农业上使用电动机很大程度地减少了人类的劳动量，像脱

谷机，水泵等，家用电器更是减少了巨大的劳动量，使得人们生活

更安全、更方便、更舒适。

回顾电动机的历史，使我们更加认识到电动机对日常生活的作

用，更能体会科技所带来的变革性力量，在获得启迪的同时，让我

们用智慧去创造，用我们的双手去推动科技的创新。

18电灯

灯是人类征服黑夜的一大发明。19世纪前，人们用油灯、蜡烛

等来照明，这虽已冲破黑夜，但仍未能把人类从黑夜的限制中彻底

解放出来。只有发电机的诞生，才使人类能用各色各样的电灯使世

界大放光明，把黑夜变为白昼，扩大了人类活动的范围。赢得更多

时间为社会创造财富。

在电灯问世以前，人们普遍使用煤油灯和煤气灯作为照明工

具。燃料在燃烧过程中会产生浓烈的黑烟和刺激的气味，并且使用

起来很不方便，还容易引发火灾，人们迫切需要一种既安全又方便

的照明灯。

1812年，英国化学家汉弗莱・戴维将2000节电池和两根碳棒连

接起来，制成了世界上第一盏电光源---弧光灯。但弧光灯的光

线太强，无法用于室内照明，只能在街道或广场等地方使用。1845

年，美国发明家约翰・威灵顿•斯塔尔在真空泡内使用碳丝制成了电

灯。但由于当时抽真空的技术很差，灯泡中残余的空气使得灯丝很

容易烧断，这种灯的寿命仅有个把小时，不具有实用价值。

1878年英国科学家约瑟夫・斯旺试制成功了