中华学生百科全书-第121章
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挥。这时，与游玩相关的娱乐或度假就显得十分重要了。游玩，特别是经过
紧张工作和思考后的游玩，不仅使人浑身轻松、精神舒畅，而且还往往会诱
发灵感。导致新的创造意识，会激发潜意识思维、产生创造性设想。有人在
研究了游玩在创造中的作用后发现，有时游玩也会直接导致创造性思维产
生，其原因是因为人们在游玩过程中无拘无束，不必要实事求是、墨守成规，
也不必要害怕犯错误，因此思想是处在自由奔放的状态的，这十分有利于创
造思维的产生和发展。
对于青少年来说，适当的劳逸结合还有利身体和脑力的健康发展，可以
增长多方面的知识，更好地集思广益，还可以陶冶高尚的思想品德情操。因
此，青少年对劳逸结合应当适当地把握与控制，使它为激发创造性思维服务。
伟大的发明与社会进步
蔡伦造纸
纸在人类历史的发展过程中起着十分重要的作用。人类文化之所以有今
天，也是因为能够把文化保存下来传给后代。要把文化传给后代，就需要记
录，而纸张对于记录是必不可少的。
在发明纸张以前，人类是在平台或粘土板上；在金属器物或骨头上；后
来在兽皮和木片上做记录的。这些东西分量重、体积大，要做很多记录不是
可能的。所以人们迫切需要一种书写的材料。
古埃及人发明了一种“纸草”。所谓“纸草”，是把生长在尼罗河畔的
一种植物的茎切成薄片，加水使植物纤维紧密连接，晒干后就成了薄纸状的
东西，但是纸草并不是正式的纸。在纸草传入欧洲前，当时欧洲人用什么来
记录呢？他们使用的是羊皮。这种羊皮纸价钱昂贵，一般人买不起，所以没
能推广。
在我国 2000 年前的西汉时期，劳动人民也已经会用植物纤维造纸，如“灞
桥纸”。后来又出现了“丝絮纸”。但是这些也算不上是正式的纸，它们只
是纸的雏型。
在使用“丝絮纸”的过程中，人们渐渐发现它产量低、腐败快，不便保
存，也较贵，因此许多人都在探索新的造纸方法。在这方面东汉时期的蔡伦
贡献最大。
蔡伦很有才学。他总结了前人造纸的经验，在漂麻造纸的基础上，又大
胆地提出了用树皮、麻头、破布及废鱼网造纸的方法，用石臼把这些原料捣
碎，放在水中溶解；然后用抄具抄出薄薄的一层，使其干燥。这种方法，其
基本作法与现代造纸方法相同。它在工艺技术上有了重大的改革，不仅扩大
了原料的来路，降低了原料的成本，也使纸的质量提高了一大步。
公元 105 年，蔡伦把第一批制造出来的好纸首先献给了皇帝，并报告了
造纸的经过，因而受到了赏赐。之后，皇帝下令推广蔡伦的造纸方法。
蔡伦造纸的新方法于 8 世纪传到了萨拉森帝国；于 12 世纪传到了西班
牙，从此在欧洲广泛传开。
当然那时的造纸都是人工操作，一张一张地生产。使用机器自动生产，
是很久以后的事了。直到 1799 年，法国抄纸工路易·洛伯才发明了机器造纸。
毕升与印刷术
印刷术是我们伟大的中华民族的四大发明之一，是对世界文化发展的重
大贡献，距今已有 1300 多年的历史了。
我国最早的印刷术，是雕版印刷术，方法是先把木板刨平，锯成两页书
大小。然后在板面上抹上一层浆糊，把写好的文稿薄纸翻贴在板面上。雕刻
匠用刻刀把一个个字刻出来。如果让字凸出来，这叫阳文版；如果让字凹下
去，就叫阴文版。
印刷的时候，先在制好的文字版上刷上油墨，然后把白纸盖到版上，用
刷子轻轻刷平，文字就转印在纸上了。一页页刻好，一页页印好后再分装成
册，一本书就出版了。
雕版印刷实行了一段时期之后，人们渐渐发现这种方法太费工料了，因
此，人们迫切要求改进印刷技术。
我国北宋时期，有一个优秀的刻字工人名叫毕升。是他，不断总结前人
的经验，经过了历时八九年的艰苦钻研，终于创造出来了泥活字印刷术。
他首先用泥土做成一个个小型四方长柱体，把顶端切平后刻上一个个单
字，然后再放入火中锻烧以增强它们的硬度，使每一个字都像小巧玲珑的小
瓷砖一样。烧好后，他又把每个字按韵排列好。每到印刷时，就按着底稿的
要求将字拣出来，一行一行排在铁板上，周围用铁框扎紧。为了使每一块活
字版形成一个坚固的整体，除了周围用铁框外，预先在铁板上放一些松脂、
蜡等粘合物。当把每块活字版在火上烤的时候，它们就熔化了，这时可以趁
势用平板将活字压平，冷却后，活字就牢固地固定在铁板上了。然后刷上油
墨，把白纸盖在活字板上印刷，印完后，可以再将铁板烤热，松香熔化了，
就可以将活字一个个再拣起来，排列好，保存好，以备以后再用。这样印书，
既方便，又省工料，使印刷大大加快了速度和效率。
继毕升之后，1314 年，山东农民王祯，又创造出了木活字印刷术。1488
年，无锡一个名叫华燧的人，又创造了铜活字印刷术。
在我国毕升发明活字印刷术的 400 多年后，德国人谷登堡于 1445 年研究
成功了利用铸造的铅活字，进行活版印刷的技术。他还研制成功了木制印刷
机，制成了调油墨，大大提高了印刷的速度和质量，为印刷的机械化做出了
重大贡献。
瓦特与蒸汽机
说起瓦特，你很自然地就会想到蒸汽机，提起蒸汽机，又必然会联想到
工业革命。
可是关于瓦特这个人你究竟知道多少呢？瓦特到底是怎样发明了蒸汽机
的呢？你也许对这些还不太了解吧？
詹姆斯·瓦特出生于 1763 年 1 月 19 日。瓦特的父亲是一名造船工匠，
并且经营海运。他还有一个修理厂。瓦特的母亲是一位有着丰富知识的善良
的家庭妇女。
瓦特生来体弱，特别是有一个爱头痛的毛病，而且这个毛病伴随他一生。
由于体弱多病他的胆子很小，而且经常请假不能上学。他的功课也不很好，
他被怀疑是一个脑子迟钝的孩子，他的学习基本上是靠父母辅导的。瓦特升
入中学后，成绩仍不理想。但是在他 13 岁那年，他的班主任兼数学老师对他
影响很大，从那以后，瓦特开始知道用功了。
中学毕业后他到父亲的修理厂帮忙，做些木匠活，修理航海用具等。后
来父亲的生意萧条，经济出现困难，母亲又去世了，瓦特不得不在 18 岁时出
去独立闯荡生活。
瓦特来到伦敦，经历了一年的艰苦学徒生涯，学会了使用工具和制造器
械的手艺。1756 年，他回到了苏格兰，他本想自己开业制造器械，但是由于
他的学徒年限不够，不符合市政当局的要求，只得在不属市政当局管辖的格
拉斯哥大学找到了一份工作。当时有一位商人捐赠给格拉斯哥大学一批天文
仪器，但是很破旧，不能正常转动，瓦特欣然接受了修理这些仪器的差事。
在那里瓦特结识了许多朋友，布洛克就是当时结交的朋友中的一位。他谈到
瓦特的人品时说：“我发现瓦特是一个机械知识丰富和具有过人才能的年轻
人。我们经常交谈，他那种发明的才能是太富于独创性、太机敏了。”
1763 年，瓦特接受了修理安装在教研室里的纽可门发动机模型。安德森
是一位自然科学教授，他想让这台机器发动起来，让学生们做实验。谁也没
有想到这竟成为瓦特在人类历史上留下伟大功绩的开端。
瓦特接受这一任务后很快就把这台纽可门发动机模型修好了，但他对此
并不满足。他观察到纽可门发动机的活塞从根本上说是用机械的力量取代了
人的双手。但是 1 分钟只能往返 10 多次，工作效率极低，并不经济。因此，
瓦特想改进这台模型。
瓦特开始学习蒸汽机原理，根据发动机的原理考虑问题。他又研究了蒸
汽的性质，从蒸汽的燃料和消耗等具体问题开始研究，然后扩大到热的移动
和发动机的关系等抽象问题上。他虽然进行了很多次的实验，但仍没有想出
一个改良效率很低的纽可门发动机的具体方法。
在一个睛朗的星期天下午，瓦特准备出去散步。当他通过夏罗特大街下
坡处的那道门，进入高尔夫球场时，正穿过破旧的洗衣房旁边。他边走边想
着蒸汽机的问题。原来，在纽可门的蒸汽机中，蒸汽室被冷却下来是为了冷
凝蒸汽以便形成真空，此后，又需要再次充满蒸汽。但是，因为它已经冷却
了，就需用大量蒸汽使它加热，而这些蒸汽是白白浪费掉了。在每一个循环
中，需要大量燃料来加热冷水。而蒸汽是一种有弹性的物体，它不是会冲进
真空里去吗？如果在那里把汽缸和排汽的容器连接起来，那么蒸汽就会冲进
容器，从而不用冷却汽缸就会使蒸气冷凝。
瓦特设计了一个能将蒸汽引入第二室（即冷凝室），使冷凝室能持续保
持冷却，而第一室（即气缸）则持续保热的方法。1769 年，瓦特制造出了一
台比纽可门发动机效率高得多的蒸汽机。
1790 年，性能优越的瓦特节汽机完全取代了老式的纽可门发动机，人们
几乎忘却了纽可门蒸汽机的存在。因此，瓦特开始被看作是蒸汽机的发明人
了。
从另一角度来说，瓦特蒸汽机与纽可门发动机不同，纽可门发动机的活
塞运动一部分靠蒸汽推动，另一部分则靠外界的大气压力推动。瓦特蒸汽机
则采用密封汽缸，活塞的运动完全靠蒸汽的推力，所以才堪称世界上第一台
蒸汽机。瓦特也就成了蒸汽机的发明人。
蒸汽机的发明的效果是不可估量的。人类获得了一种把热运动转化为机
械运动的机械装置，从而满足了社会对动力能源的需要。工厂开始了大规模
的生产，工厂工人取代了手艺工人，蒸汽机带来了工业革命，它是科学技术
史上具有伟大意义的第一次技术大革命。
此外，把离心调节器用于蒸汽机，创造了动力的单位——马力，也是瓦
特的功劳，离心调节器是一种通过过程本身的变化来控制过程的装置。自动
化的兴起虽然是近几十年的事情，但是它起始于瓦特。调节器这个词，通过
希腊语，为我们提供了一个现代术语——控制论。为了纪念这位苏格兰工程
师，人们把研制的功率单位称为瓦特。
“他既没有资格进入手艺人的行会，也没有受过高等教育，看起来似乎
是双重的不幸。实际上，也正是因为这两点，他才能够摆脱这两种陈旧的观
点的束缚，找到观察认识和研究探索蒸汽机的新道路。我们说的新的道路，
就是怎样从科学和实用两个方面去分析发动机是怎样工作的。这是现代技术
专家所特有的研究方法。瓦特在为发展这种研究方法上做出的贡献比任何人
都大，理所当然的可以把他称作第一位现代技术专家。”
1819 年 8 月 25 日，瓦特与世长辞了，终年 84 岁。为了纪念瓦特，人们
修建了很多纪念碑。上面都刻着“ingenioet la…bore”的文字，意思是：
才能加努力方能成功。
富尔顿与轮船
早在几千年以前，人类就用巨大的树木制成了最早的船，人们叫这种船
为独木船。以后，古人出于不同目的的需要又制成了各种各样的船只。到 1000
年前的隋、唐时期，造出了长达 20 丈可乘 600 多人的大海船。1404 年明代
航海家郑和下西洋时，所率领船队中的最大船只，竟长达 150 米，宽 61 米，
立 9 桅，张 12 帆，锚重几千斤，舵长 11 米，重达 1500 吨级。
欧洲人也在很早的时候就造出了船只。如 1492 年，哥伦布率领的在美洲
“发现了新大陆”的船队，就是由巨大的船只组成的。1521 年，麦哲伦一行
进行环球航行，所率领的也是一支用巨大船只组成的船队。
一个小小的独木船，经过几千年的漫长的岁月，体积一点点地增大，人
类就借助这个在古代杜会中最省力的运输工具对未知世界进行探索。那时不
论船的体积多么庞大，气势多么宏伟，可它一直是靠人力和风力行驶的。
1769 年，瓦特蒸汽机的发明，对古老的船只摆脱人力、风力行驶的状况
提供了可能。人们开始了把蒸汽机用于推动船舶航行的探索。
美国发明家富尔顿，于 1807 年发明了新型水上运输工具——轮船，它迎
来了人类水上航行的机械化
