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坚硬了。
但经过“淬火”的钢会稍稍变脆,容易断裂。为解决这个问题,人们又
发明了“回火”这项重要的技术。“回火”就是把经过“淬火”的钢再次加
热到不太高的温度,然后使它缓慢地冷下来。这样钢的脆性就大大降低,成
为坚韧的材料了。
这一系列的发明都是在漫长的岁月里,由很多不知名的人完成的。他们
也许从未获得过发明家的称号,但他们的确为人类文明做出了重要贡献。
玻璃的发明
(公元前2000年)
关于玻璃——这一现代生活中司空见惯的建筑材料的发明过程,有一段
颇富传奇色彩的故事:
很久以前的一个阳光明媚的日子,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海
沿岸的贝鲁斯河河口,船上装了许多天然苏打的晶体。对于这里海水涨落的
规律,船员们并不掌握。当大船走到离河口不远的一片美丽的沙洲时便搁浅
了。
被困在船上的腓尼基人,索性跳下大船,奔向这片美丽的沙洲,一边尽
情嬉戏,一边等候涨潮后继续行船。中午到了,他们决定在沙洲上埋锅造饭。
可是沙洲上到处是软软的细沙,竟找不到可以支锅的石块。有人突然想起船
上装的天然结晶苏打,于是大家一起动手,搬来几十块垒起锅灶,然后架起
木柴燃了起来。饭很快做好了。当他们吃完饭收拾餐具准备回船时,突然发
现了一个奇妙的现象:只见锅下沙子上有种东西晶莹发光,十分可爱。大家
都不知道这是什么东西,以为发现了宝贝,就把它收藏了起来。其实,这是
在烧火做饭时,支着锅的苏打块在高温下和地上的石英砂发生了化学反应,
形成了玻璃。
聪明的腓尼基人意外地发现这个秘密后,很快就学会了制作方法,他们
先把石英砂和天然苏打搅拌在一起,然后用特制的炉子把它们熔化,再把玻
璃液制成大大小小的玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎,一
些有钱人甚至用黄金和珠宝来兑换,腓尼基人由此发了大财。
当然,这个故事是否真实可信,已难以考查,但实际上,早在公元前2000
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年,美索不达米亚人就已开始生产简单的玻璃制品了,而真正的玻璃器皿则
是于公元前1500年在埃及出现的。从公元前9世纪起,玻璃制造业日渐繁荣。
到公元6世纪前,在罗得岛和塞浦路斯岛上已有玻璃制造厂。而建于公元前
332年的亚历山大城,在当时就是一个生产玻璃的重要城市。
从公元7世纪起,阿拉伯一些国家如美索不达米亚、波斯、埃及和叙利
亚,其玻璃制造业也很繁荣。它们当时已能够用透明玻璃或彩色玻璃制造清
真寺用的灯。
在欧洲,玻璃制造业出现的时间比较晚。在大约18世纪之前,欧洲人都
是从威尼斯购买高级玻璃器皿。一个伦敦商人于1669年9月17日寄给威尼
斯玻璃制造商的一封信中写道,“……我们特别需要平的玻璃板,请不要把
包好的镜片玻璃放在装酒杯的箱子底下运输!最好用一两个牢固的箱子仔细
包装……”这种情况随着18世纪欧洲人雷文斯克罗特发明一种透明性更好的
铝玻璃逐步改变,玻璃生产业由此在欧洲兴盛起来。
战场搏杀的利器——剑
(公元前1650年)
在古代社会生活中,剑作为一种武器似乎具有特殊的魅力。在文学描写
中,宝剑常常成为某种超自然的象征物。在中世纪的史诗中,英雄人物对武
器常常有一种感情上的依附。而剑则通常像人一样有专门的名称:罗兰的剑
称为“杜伦达尔”,查理大帝的剑称为“齐尤斯”,亚瑟王的剑称为“伊克
斯卡利巴”。剑之所以受到这样的重视,是因为它的制造需要很高的技术。
能够真正称之为剑的兵器,在青铜器时代才出现。在古代美塞尼的坟墓
中已发现约公元前1650年的青铜剑,其中有一个坟墓就发现了90多把剑。
许多剑的装饰和镶嵌都非常豪华,很多都是当时举行仪式时专用的。这些剑
多数是长而薄的轻剑,剑身有三英尺长,显然是用来刺杀而不是用来砍杀的。
同时也发现了一种剑身较短的剑,剑身上有凸缘,剑口较快。这种剑既能用
于刺杀,也可用于砍劈。
在公元前 1350年左右,铸剑的匠人通过在剑上增加棱纹和在剑柄处作
“角”的办法来增加剑的强度。多瑙河流域的人们喜欢仿制这种剑。希腊人
使用的剑有好几种,既有用于砍杀的单刃剑,也有用于刺杀的剑。
中世纪的后期出现了片甲,随着片甲的使用,又出现了长约五英尺的重
剑,这种重剑需要两只手使用,既用于劈,也用于刺。还有一种称为“申奎
迪”的意大利剑,剑柄处有五个手指宽。在17世纪还出现了一种较轻的宽剑,
同时又出现了一种单刃刀。后来的军用剑就是从这种单刃刀和东方的短弯刀
发展起来的。
中国是世界上造剑技术很高的国家。早在春秋战国(公元前770年——
前221年),青铜兵器的制造就已十分发达,特别是青铜剑的炼制盛行起来。
历史上有名的干将、莫邪、巨阙、纯钧等名剑就是这时制造的。现代出土的
越王勾践和吴王夫差的宝剑,虽在地下埋藏了2500多年,但至今依然表面花
纹清晰,光彩照人。
自动控制的先驱——水时钟
(公元前1400年)
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水时钟是古代埃及人创造的一种计时装置。它出现于公元前1400年,至
今开罗博物馆还珍藏有水时钟的实物。我国古代叫做漏壶或称刻漏的东西,
也就是水时钟。
由于水时钟计时不准确,当时人们都是把它和日光时钟配合使用的。到
亚历山大王朝时代,人们又对水时钟进行了改进。其方法是用一个浮子来测
知水面随时间的变化,并通过滑车把时间表示出来。这种改进后的水时钟的
构造是相当巧妙的。
对水时钟改进的关键部分是水流稳定装置。因为水时钟是否准确,关键
在于流入贮水槽的水流速度是否保持稳定。为此,阿拉伯人进行了这样的改
进:先使流进来的水进入一个小的中间水槽,这个中间水槽里有一个小型浮
子,如果水进得多了,小浮子就上升,使中间水槽的入口关闭;中间水槽里
的水流出去时,小浮子随之下降,进水口又打开了。
这种控制水量的办法,实际上已经应用了现代自动控制技术最重要的“反
馈控制”原理。这就是说,早在亚历山大王朝时代,阿拉伯人就已在水时钟
上发明了自动控制的方法,尽管还很原始,但其设计思想确实是高超的。
水时钟的时代一直继续到公元1500年前后,这其间人们还发明了落砂时
钟、摆时钟、线香时钟等各式各样的计时工具。但相比之下,最突出的还是
亚历山大时代的水时钟。它容易调节,而且是最准确的。
假牙的出现
(公元前700年)
假牙的发明是医学史上的一件重要的事情,它为牙病患者带来了福音。
假牙的出现有悠久的历史。早在公元前700年,伊特拉斯坎人就用黄金来做
假牙的桥托,用骨头或象牙雕成假牙,有时也采用从人嘴里取出的牙。
中世纪的牙科医生认为,齿龈中的虫使牙齿腐烂和疼痛。这种理论使他
们根本就不想使用任何假牙。伊丽莎白女王一世门牙脱落,因而面部肌肉向
里凹陷。为了改变这种情况,她在大庭广众中出现时,便把细棉布塞在嘴里。
到17世纪末叶,有钱的人已能获得假牙,但要压迹还不行,因此用圆规
来测量口腔。安的假牙用丝线系在邻近的自然牙上,而整套的下牙需要用手
雕刻出来。当时宫廷里有人把假牙当装饰品:有的用银做假牙,有的用珍珠
母做假牙,赫维勋爵于1735年甚至用意大利玛瑙来做假牙。
18世纪初,法国巴黎的一位牙科医生对促进牙科医术的发展作出了重大
贡献。他在固定假牙方面获得了成功:他用钢弹簧固定成套的上下牙。
假牙面临这样一个问题,就是用骨头或其他任何有机物质制作的假牙,
都会为唾液所腐蚀。乔治·华盛顿就因为有牙病,而一直在寻找一副好的假
牙。象牙制作的假牙,在用过一段时间之后便会产生一种令人不快的气味。
为了消除这种气味,华盛顿只好在夜里睡觉时把它放在葡萄酒里浸泡。
在法国革命之前,一个巴黎的牙科医生采用了连在一起烧制的全瓷牙。
大致从1845年起,人们已开始使用大大改进了的单颗瓷牙,这种牙可以一颗
颗地安在牙床上。
在19世纪,牙科方面的大多数革新都来自美国。比如,美国人固异特发
明了硬橡胶假牙。这是一种经硫化变得发硬的橡胶,它价钱便宜,易于加工。
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牙齿根据口腔的压迹安在一个用硬橡胶仿制的牙床上。由于这样吻合得很
好,上面一套假牙就可以自己固定了。此后,又出现了用赛璐璐制造的假牙,
进一步提高了假牙的质量。