人類出乎意料的偉大發明（物理篇）
物理
1、微波爐： 巧克力棒意外融化後的發明
1946年，美國工程師斯潘塞在麻省理工學院輻射實驗室工作時，試圖發明一種功能更強大的微波發射磁控管，準備用於雷達設備。一天，當他站在一個測試模型前面實驗時，他發現自己口袋中發出了噝噝的異樣聲音，他馬上停下實驗檢查口袋，結果發現口袋中的一根巧克力棒居然融化了。斯潘塞立即意識到可能是磁控管的微波輻射烤化了巧克力，他又將一包玉米粒擺到了測試模型上，結果玉米很快被烤成了爆米花，炸得滿屋子亂蹦。斯潘塞意識到這項技術能在烹飪上派上大用場，世界上第一台微波爐就這樣誕生了。
1931年，美國新澤西州貝爾實驗室的工程師卡爾·央斯基建造了一座大約30米長、6.5米高的無線電天線，用來監測短波無線電信號，以確定這些信號是否干擾了跨大西洋電話通訊。結果他監測到了一些無法找到來源的奇怪雜訊信號，也不像來自太陽的，哪會來自哪裡？當時只是無線電工程師的卡爾·央斯基百思不得其解。巧的是，央斯基有個朋友兼橋牌搭檔是天文專業的研究生，當央斯基說出他的困惑的時候，這個朋友就告訴了他，這個信號應該是來自天體的，就就像捅破一層窗戶紙，這意味著，央斯基是第一次檢測到來自天體的無線電信號。於是他馬上學習天文知識，後確認這些無法識別、但卻持續不斷的信號來自人馬座方向的天外星體！於是，人類第一次捕捉到了來自太空的無線電波引起了當時天文學界的震動，射電天文學因為這一意外發現而誕生。
3、照相機：兩次偶然的發現19世紀20年代，巴黎的舞台美術師達蓋爾潛心研究照相技術，尋找感光材料，但一直沒有理想的結果。有一次，達蓋爾無意中將一把銀匙放在一塊用碘處理過的塗有硝酸銀的金屬板上，一會，他發現這把銀匙的影子居然印到了板上。這個現象令他大為吃驚，這不就是感光現象嗎？之前他也了解到氯化銀可以感光。他想，這裡感光的應該是碘化銀了。於是他做了底板進行確認，曝光後底板上是形成了潛影，可關鍵問題來了，怎樣使這些潛影顯現出來？當時他沒有想出解決辦法，便把曝光後的底板放在一個不透光的藥品柜子裡面。
有一天，達蓋爾到藥品櫃中找藥品，突然發現曾經曝過光的底板上的影子已經變得非常清晰。這是什麼原因呢？為找到答案，他每天晚上將一張曝過光的底板放在藥品箱里，第二天再取出一種葯，看究竟是那種葯在起作用。出人意料的是，當箱子里的藥品全部取出後，底板仍然顯出清晰的像，這使他十分驚異。後來他發現箱子里有一些小小的水銀珠。才意識到，原來箱子里溫度較高，蒸發後的水銀使底板顯像清晰。接著達蓋爾經過試驗，發現用食鹽水及大蘇打可以定影。至此，達蓋爾成功地解決了攝影中的感光、顯影、定影等關鍵問題，於1839年發明了第一個具有實用價值的照相機。
唐代的煉丹家繼承並發展了前人的煉丹事業，採用一種伏火的方法，進行改變硝石和硫磺藥物特性的試驗，以避免發生火災，並能煉製所需要的丹藥。有一個名叫清虛子的煉丹家，他採用一種「伏火礬法」，對硝石和硫磺進行伏火試驗。他的方法是把二兩硝粉、二兩硫粉、三兩馬兜鈴(一種含碳物質)粉，放入罐中均勻拌和，將罐埋入坑中，使罐口與地面取平。爾後用一塊彈子大的火種(如燒紅的木炭)放入罐中，結果煙焰從中升起。為了防止火力上沖，所以用四五層濕紙封住罐口，上面再用磚土壓實。從伏火的全過程看，三種混合物是在缺氧的罐中燃燒的，而且煙焰上衝力很大。這說明，這種混合物在點火後是依靠自身釋放的氧氣進行燃燒的。後來人們就把這種能著火自燃的葯料稱作火藥。清虛子採用的「伏火礬法」，被記錄在唐憲宗元和三年(公元808年)的《太上聖祖金丹秘訣》中。不過煉丹家為求長生不老而發明的火藥，經過100多年的改進，在北宋被改造後用于軍事作戰。
5、X光： 屏幕上意外看到自己手掌骨骼1895年的一天，德國物理學家倫琴在實驗室中忙碌地研究陰極射線管的特性時，突然注意到一束光投射到了屋內另一頭的「氰亞鉑酸鋇」熒光紙板屏幕上，接著他發現紙板屏幕上出現了一隻形同骷髏的手掌骨骼，他最初的驚訝頓時變成了震驚。倫琴很快意識到，一些神秘的輻射光不但穿過了空氣、並且穿過了他的血肉，從而使他的手掌骨骼投影在了光線暗淡的紙板屏幕上。這種光的粒子顯然能夠穿過固態物體，倫琴接著發現，他可以藉助這種超乎想像的輻射光來產生清晰的體內圖像。他將這種新奇的強射線命名為X射線，即表示是性質未知的射線。就這樣，世界上第一幅X光片誕生了。20年後，X光開始大量用於醫學治療。倫琴為此榮獲諾貝爾物理學獎。
6、不鏽鋼：廢棄槍管的新用途
幾個世紀以來，鏽蝕一直是所有鋼鐵製品的最大敵人。1912年，英國化學專家布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委託，進行武器研究的改進工作。那時，士兵用的步槍槍膛極易磨損。布雷爾利想發明一種耐磨損的，並且適於製造槍管的合金鋼，卻在無意中完成了另一項偉大的發明。他在實驗中，把鉻加入鋼中，但由於一些原因，實驗沒有成功。他只好失望地把製成品拋在實驗室外面的廢鐵堆里。過了很長時間，奇怪的現象發生了：原來的廢鐵都鏽蝕了，僅有那幾塊含鉻的鋼仍舊是亮晶晶的。布雷爾利對此感到奇怪，翻看實驗記錄後發現，這種鉻含量為12%的「不鏽鋼」，會在表面形成一層保護膜，避免在空氣中被氧化腐蝕。布雷爾利請他的老闆用這種神奇的合金鋼來批量生產餐具，卻因為生產成本高利潤低遭到拒絕。最初用來做洗碗盆，後來廣泛用於餐具和建築工程等。
7、望遠鏡：看風景的收穫
1608年荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯·李波爾（Hans Lippershey）造出了世界上第一架望遠鏡。一次，兩個小孩在李波爾的商店門前玩弄幾片透鏡，他們通過前後兩塊透鏡看遠處教堂上的風標，兩人興高采烈。李波爾賽拿起兩片透鏡一看，遠處的風標放大了許多。李波爾賽跑回商店，把兩塊透鏡裝在一個筒子里，經過多次試驗，漢斯·李波爾發明瞭望遠鏡。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利，並遵從當局的要求，造了一個雙筒望遠鏡。
8、顯微鏡：看門人磨鏡片的發現
列文虎克於1632 年出生於荷蘭的德爾夫特市，家裡很窮，開始到雜貨店當學徒，後來找到了一份給市政府看大門的工作。他從沒接受過正規的科學訓練。但他是一個對新奇事物充滿強烈興趣的人。一次，他從朋友那裡聽說荷蘭最大的城市阿姆斯特丹的眼鏡店可以磨製放大鏡，用放大鏡可以把肉眼看不清的東西看得很清楚。他對這個神奇的放大鏡充滿了好奇心，但又因為價格太高而買不起。從此，他經常出入眼鏡店，認真觀察磨製鏡片的工作，暗暗地學習著磨製鏡片的技術。功夫不負苦心人。1665 年，列文虎克終於製成了一塊直徑只有 0.3 厘米的小透鏡，並做了一個架，把這塊小透鏡鑲在架上，又在透鏡下邊裝了一塊銅板，上面鑽了一個小孔，使光線從這裡射進而反射出所觀察的東西。這樣，列文虎克的第一台顯微鏡成功了。由於他有著磨製高倍鏡片的精湛技術，他製成的顯微鏡的放大倍數，超過了當時世界上已有的任何顯微鏡。後他辭職，專門鼓搗鏡片，幾年後，他終於制出了能把物體放大 300倍的顯微鏡。1675年的一個雨天，列文虎克從院子里舀了一杯雨水用顯微鏡觀察。他發現水滴中有許多奇形怪狀的小生物在蠕動，而且數量驚人。在一滴雨水中，這些小生物要比當時全荷蘭的人數還多出許多倍。以後，列文虎克又用顯微鏡發現了紅血球和酵母菌。這樣，他就成為世界上第一個微生物世界的發現者，被吸收為英國皇家學會的會員，成為微生物之父。
9、充氣自行車輪胎：獸醫的新發明
1888年之前，自行車的騎行性能和使用功能都大不如現在。那時的自行車車輪都是實心橡膠輪，不僅過重影響車速，而且彈性小使駕駛者多受顛簸之苦。1888年的某一天，愛爾蘭的獸醫約翰?博伊德?鄧洛普像往常一樣迎接放學回家的兒子。當他看到自己的兒子騎著實心橡膠輪的自行車在布滿石頭的小路上不停顛簸時，心裡焦急又無奈。在家裡擺弄著他心愛的花花草草時，澆花的水管一下引起了鄧祿普的注意。水管很柔軟，可是踩在上面也一下癟不下去。他靈機一動，獲得了啟發，橡皮管本身有彈性，裡面充滿水，水能夠承受一定壓力，並且彈性更強。鄧洛普安頓好兒子後，他將澆花的橡膠管按照車輪的樣子粘成一個圓形，並用充氣管在橡膠圈的一側打足了氣，做成了自行車歷史上的第一個氣胎。但是這個氣胎不能隨意安裝在自行車上，於是鄧洛普改變了製作順序，用一根通過活門充氣的管子充氣，並在管子外面塗上橡膠作保護層。這種改進後的氣胎纏在車輪上，增加了自行車的彈性，使自行車不會因路面不平而震動；同時大大地提高了行車速度，增大了車輪與路面的摩擦力，這就從根本上改變了自行車的騎行性能，完善了自行車的使用功能。當鄧洛普的兒子騎著這輛非同尋常的自行車參加比賽，並在人們異樣的眼光中獲得第一名時，人們停止了嘲笑並開始重視起鄧洛普的發明——充氣輪胎。1888年7月月23日，約翰?博伊德?鄧洛普放棄了獸醫職業，向英國專利局專利，建立了世界上第一家輪胎製造廠，開始專門生產橡膠輪胎。從1894年起，早期大批量生產摩托車的品牌「希爾德布蘭德」和「沃爾米勒」正式使用了鄧洛普輪胎。
充氣輪胎不但從根本上改變了自行車的騎行性能，也解決了自行車多年來最令人難受的震動問題，同時更把自行車的速度又推進了許多，堪稱自行車發展史上的創舉。
10、高壓鍋：為解決高山煮飯的困境
1681年,帕平帶領一批人到風景如畫的阿爾卑斯山旅行。他們野餐時發現水不到100℃就沸騰了,食物也難以煮熟。作為一位物理學家,帕平懂得這是高山上空氣稀薄、氣壓低的緣故。帕平想,既然水沸騰時的溫度能夠隨著壓力的升高而上升,那麼,如果把盛水的容器密封,在蒸汽一點兒不外泄的情況下進行加熱,容器內的壓力肯定會升高，沸點可能會超過100℃。由於沸點很高,把食物放在這樣的容器里,說不定會熟得更快,煮得更爛。可是,在密閉的容器里,水的溫度提高時非常危險,因為蒸汽無法外泄,它對容器的壓力就會升高,最後可能像炸彈一樣造成容器爆炸,這樣,使用起來就會非常危險。
為了降低容器內的壓力,帕平發明了一種減壓裝置,通過它可以使蒸汽在形成危險壓力以前就得到放泄。這個裝置,就是現在高壓鍋上不可缺少的安全閥。用這種容器來煮肉,十多分鐘就可煮爛。這就是世界上第一隻高壓鍋。帕平對自己發明的高壓鍋非常滿意,給它起了一個響亮的名字,叫做「消化器」。不過一直到20世紀初,美國才開始普及家用的高壓鍋。
11、手機簡訊：原來手機除了打電話還能做這個
1987年，由於更加小巧和便攜的數字手機正在被發明出來，歐洲各國的電訊業希望共同制定一個新的手機技術標準，從而在整個歐洲都能適用。歐洲各國的電訊工程師們在測試系統時，為了方便交流和聯合管理手機網路，為他們自己發明出了一種可以通過手機互發短消息的通訊系統。歐洲的電訊運營商一開始壓根沒意識到「手機短消息服務」的重要意義，以為在消費者眼中手機最重要的功能就是打電話而已，直到手機用戶們發現了「手機短消息服務」功能，並瘋狂地愛上了它後，歐洲電訊運營商們這才如夢初醒，意識到這一發明將成為一項永不幹涸的滾滾財源——從那以後，幾乎每個手機用戶都曾發送過手機簡訊。
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