發明之路人類為什么要創造發明？

長期以來，各種發明讓人類減輕了日常生活中的負擔：人們發明了可以運輸重物的工具，把自己的身體解放出來;然后人們還發明了“智能”系統：計算器、計算機。人們設法節省時間，過上更好、更健康的生活……

新與舊

社會的進步和新事物的出現總是意味著要拋棄舊的生活方式。比如，馬達取代了馬匹，電力讓磨坊里的馬拉大輪子變得落伍。同時，很多新設備使用的是更新換代以后的舊發明。比如，長期以來，人們一直都用風力帶動風車;而現在，風車也在為風力發電機提供動力。

三項發明

有三項發明在歷史上留下了印記，它們改變了時代：文字，使人們從史前走向文明社會;印刷術，拓寬了人們獲取知識的渠道，為歐洲走出黑暗的中世紀，沖破宗教神學和封建思想的束縛，走向文藝復興創造了條件;電，使世界進入現代。

雖然發明并不總是讓人人都獲得幸福的代名詞，但整個人類歷史都在朝舒適和健康的方向發展，雖然有時會損害地球的資源……在很長一段時間里，發明曾是發明家一個人的工作，而現在，它們是一個研究小組工作的結果;并且經常在世界不同地方同時出現幾乎相同的發明。

人類最早的發明：

生火與照明用具

人類在大約公元前40萬年學會了用火。 在那之前，他們只知道如何“采集”火種。比如，在雷雨天氣，閃電點燃了某棵樹，于是人們就采集到了珍貴的火種。火種是部落的寶貝，他們輪流照看，防止它熄滅。

火就是生命！

有了火，人類的生活發生了變化：篝火給人們帶來溫暖和光亮，人們用火烹飪食物、嚇跑野獸。

學會生火，是人類發展的轉折點

由于采集到的火種隨時都有可能熄滅，因此人們開始想辦法自己生火。第一種生火方式是將兩塊石頭互相撞在一起，這兩塊石頭可以是硅石，也可以是鐵礦石，碰撞產生的火花落在干燥的稻草上，然后稻草就點燃了。第二種生火方式是將一根棍子放在木板上摩擦，摩擦產生的熱量可以點燃秸稈。

光進入了人類的生活

2萬年前，人類發現動物油脂可以點燃并發光，于是他們發明了照明用具——燈。最早的燈是用裝滿動物油脂的貝殼或空心石制成的。人們將燈芯浸泡在油脂中并點燃，燈芯逐漸燃燒并發光。在公元前2000年，第一支蠟燭出現：簡陋的燭芯，外面包裹著牛油（或動物脂肪）或蠟。到19世紀初期煤氣燈被發明之前，一直是蠟燭照亮著人類的生活。

火 柴

法國高中生查理·索里亞（Charles Sauria）于1831年發明了第一根火柴。他的做法是將細木桿浸入白磷中，然后將細木桿放在涂有硫和氯酸鉀的粗糙面板上摩擦。在那之后，人們經過反復試驗，又制造出了更安全的火柴。他們使用紅磷作為刮片，然后在火柴末端涂上主要由硫組成的糊劑，這樣的火柴使用起來更安全。

人類最早的發明：輪子

5000年前發明的輪子使人們可以花更少的力氣走更遠的路。輪子的出現又引發了其他交通工具的發明，比如蒸汽機車。

用圓木移動重物

在古代，大石頭等重物如何運輸？答案是將重物放置在一排彼此相鄰的圓木上。在大家把重物向前移動一定距離后，就要有一名男子把最后面的那根圓木放到最前面。這也太辛苦了吧！于是，人們發明了輪子。此后，在制陶工作坊也出現了輪子的身影。在那個時代，人們將輪子安裝在推車上，以利于搬運笨重的陶制物品。

車輪越來越輕便

最早的車輪是截斷的實心樹樁或者修鑿過的實心石頭。從公元前2000年起，人們開始掏空車輪的實心部分以減輕它的重量。古埃及的戰車則擁有了輪輻，所以更為輕便。

通過調整讓輪子轉得更好

首先，車軸（穿過車輪的那幾條軸）隨整個輪子一起旋轉。為了防止車輪磨損，早在公元前2000年，人們就用金屬薄板覆蓋在它的周圍。為了便于旋轉，人們又在軸的周圍放置了一些較小的圓柱體，這樣減少了摩擦，并使整體移動性更好。

從發現金屬到制造工具

人類發現了金屬，開始制造用于狩獵、制衣或耕種土地的各種工具，而人類的遷徙將發明傳播到了各地，推動生產技術不斷發展。

最早的工具

最早的工具可以追溯到250萬年前。那時，人們切割出帶有尖銳邊緣的火石。同時，這種表面非常堅硬且鋒利的石頭可用于制造斧頭、箭頭、針、刀等等，金屬出現后，這些工具逐漸被金屬制品替代。

冶金技術的發現

人們最早從地下開采出來的金屬是銅。人們對其進行簡單打制，比如，做成首飾等。如果將它加熱，它會變軟并易于定型。如果將其熔化，它將變成液體，可以倒入模具，變成設定好的形狀。

青銅時代

青銅是紅銅（純銅）與錫或鉛的合金，它的硬度高，而且耐腐蝕，性能良好，青銅器具出現后，農業和手工業生產水平提高，對提高社會生產力起了劃時代的作用。

堅硬如鐵

大約在公元前1500年左右，人們將鐵加熱，然后對其進行敲打，使其成形。這樣就制成了各種生產、生活器具，當然也出現了最早的釘子。當時由于火的加熱溫度還不夠高，所以無法融化鐵礦石。

人工，天然，合成

你是否曾聽到周圍有人講這些話：“這個是化學合成產品，有污染”“不好，這個是化學合成的產品，對身體有害！”“這個有利健康，因為它是天然的”？

應該相信誰呢？是否跟化學沾點邊的都是不好的，跟天然有關的都是好的呢？

天然與否？

“化學合成的”通常用于描述對人類或環境有害的事物，并經常與“天然的”相對。但是，你知道嗎？我們生活中最常見的水也是一種化學物質，它有自己的化學分子式：H2O。并且專家建議每天要喝1.5升水！而你自己的身體也堪稱一座化學工廠，因為身體里發生的一切（呼吸，消化等等）都是化學反應！

我們周圍的大多數東西都是化學物質，是我們生存所必須需的，比如水，空氣中的氧氣，植物中的葉綠素，水果和蔬菜中的維生素……我們經常使用的洗發水，沐浴露，以及各種藥物等都屬于化學產品，因此，認為化學產品必然是有害健康，這樣的想法是錯誤的。水是所謂的“天然”化學物質，因為它是在自然界中存在的。還有許多其他物質是天然存在的化學物質，比如，牛仔褲藍是由靛（di3n）藍顏料制成的，這種顏料來自一種叫作菘（s4ng）藍的植物的葉子。與此同時，大多數毒品竟然也是天然產品：大麻就是在一種名為“大麻”的植物的葉子中被發現的，鴉片則來自罌粟花的種子，但它們最初是用來治療疾病或緩解疼痛的，并非用于吸食。

所以說，有些天然產品如果使用不當，也不一定對健康有益！

合成牛靛藍

另外，人工合成的某些化學物質，是受自然界啟發，利用現代技術加以廣泛應用的。它們與自然產品完全相同，但是避免了對自然的過度開發。例如，雖然可以從菘藍的葉子中提取出靛藍……但是，世界上每天生產的牛仔褲數量如此之大，以至于需要大量的靛藍，因此需要大量的菘藍，如此一來就需要大量的土地種植菘藍……但是人類不可能用菘藍地取代為我們提供糧食的小麥田或玉米田。于是人們合成了靛藍，用于服裝加工。

人造化學物質

我們為滿足社會生產、生活的需要會制造出某些化學物質，它們在自然界中原本是不存在的。例如，緊身褲是用氨綸紗線制成的，而萊卡（Lycra?）也是自然界中不存在的物質，人類發明它們是為了改善我們的日常生活。

化學與日常生活

化學存在于我們的日常生活中，幫助我們解決了許多日常問題。

好滑啊，撒鹽！

你知道為什么在北方每年冬天都要在道路上撒鹽嗎？這是因為水在0℃時會結冰，在冬天，某些地區溫度會下降到0℃以下。如果下雨或下雪，由于溫度過低，道路被冰面覆蓋，就會變得非常滑。這時，撒鹽可以大大降低水結冰的溫度，從而防止交通事故的發生！

做一做以下實驗

在一個碗中放少許水，小冰塊，將它們混合并用溫度計測量一下冰水混合物的溫度。在另一個碗中，放入等量的水和小冰塊，加入一湯匙鹽，混合，并用溫度計測量混合物的溫度。注意，碗的壁沿可能會變得很冷！你有什么發現呢？

不會分離的蛋黃醬還有洗發水

油和水是兩種不相溶的液體，也就是說，即便你把這兩種液體倒在一塊兒，過一會兒它們還是會再次分離。那么為什么蛋黃醬不會分層呢？這是因為蛋黃醬中加入了一種稱為表面活性劑的化學物質，它們會使油和水互溶。一些表面活性劑與油具有親和力，而另一些表面活性劑與水具有親和力：因此，表面活性劑將油與水“銬在一起”，強迫它們保持混合狀態。這與洗發水和清潔產品中需添加表面活性劑的原理是一樣的！

如何制作蛋黃醬并使其保持穩定？

最簡單的蛋黃醬的制作方法是將蛋黃和油混合起來，攪拌，直到醬汁光滑為止。注意：蛋黃的主要成分是水。

實驗：在碗中，加入一湯匙油和水。攪拌。我們可以觀察到什么？所得混合物看上去完全不像蛋黃醬那樣，是混合在一起的，幾分鐘后，混合物開始分層，發生沉降，即油和水分離了。

粉色或藍色的繡球花

除葉綠素外，某些化學物質也會給花朵、蔬菜或水果著色，這些植物對土壤的pH值敏感。 pH值是測量介質酸堿性的量值。 我們說當pH值小于7時，介質是酸性的;當pH值等于7時，介質是中性的;當pH值大于7時，介質是堿性的。花色素苷（g`n）（一種天然染料）的pH值就大于7。 又比如，繡球花的花朵在土壤的pH值低于6時為藍色，在土壤的pH值是中性時為白色或綠色，而在堿性土壤中則為粉紅色。

如果你的花園里有粉紅色或白色的繡球花，你可以給它們澆一點水和一點蘋果醋……你將看到花朵會變成藍色！

實驗：

在小鍋中加入約300毫升的水，并將其加熱。

將四分之一個紫甘藍切成小塊，放入水中。

水沸騰時停止加熱。

收集菜汁，不要有菜渣（比如，可以用濾網將菜渣濾掉）。

在三個不同的杯子中倒入冷卻的紫甘藍汁，并在各杯中分別添加：

——第一杯：幾滴檸檬汁，

——第二杯：礦泉水，

——第三杯：幾滴洗潔精。

觀察一下，你會發現：

第一杯變成紅色，第二杯中的紫甘藍汁不變色，第三杯中的變成藍色。這是由于檸檬汁是酸性的，礦泉水是中性的，洗潔精是堿性的。紫甘藍汁的顏色會因為溶液的pH值不同而改變。

這是魔術嗎？不，這是化學反應！