图说科学发明
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1.2 交通与建筑

1.2.1 木船的发明

船是一种历史悠久的水上运输工具。在石器时代(约公元前5000年)就出现了最早的船——独木舟。后来,人们在船上装了船桨和帆,为船提供动力和控制力。再后来又出现了用蒸汽或柴油发动机提供动力的船。现在人们用太阳能和喷气式发动机作为船的动力,航行的速度已经可以达到50千米/时以上。

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人物小史与趣事

★独木舟

原始人类通过不断实践和探索活动逐渐意识到,如果把一根树干的内部挖空,也可以在水中航行,而且航行起来更加方便和灵活。就这样,独木舟诞生了,这也就是中国古书中所说的“刳木为舟”。独木舟虽然比同体积大小的原木轻,但它却能够承载很大的重量。独木舟的重心较低,稳定性较好,不会像原木那样在流水中翻滚,可以平稳地漂浮在水面上,人们只要坐在独木舟里,就可以方便地拨水前进了。

知识链接

阿基米德定律(浮力定律)

静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体的重力,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。

F=G排液=ρgV排液

独木舟既可以用于浅水水域,又可以用于深水水域,由此可见,独木舟使用起来非常灵活。传说,大禹治水时就使用过独木舟。

1960年,在江苏省扬州市的施桥镇出土了一艘唐代的独木舟,长13.65米、宽0.75米、深0.56米。此船的船体狭长,船中安放了13道横梁和坐板。据考证,这可能是在当时的端午节上龙舟竞渡所用的船。在唐代,我国的内河与海洋上早已经有了闻名世界的中国式大型木帆船。这种加工精细的独木舟有着轻便、快捷的优点,因此在当时可能作为运动赛艇之用。独木舟的出现带动了划水工具的发明。独木舟不像浮具,坐在舟上的人用手划水前进比较困难,因此人们就造出了专门用来划水的工具,这就是桨。最初的桨,可能就是一根树枝或木棍。后来,人们才想办法将树木加工后做成桨,也就是我国古书中所说的“剡木为楫”。

在桨的使用过程中,人们发现狭长的独木舟如果两只并排连接起来,就可以大大提高它的稳定性。我国古代称为“舫”的船,就是并连的船,也称双体船。我国古代有不少双体船。1976年,在山东省平度县(今平度市)出土了一艘隋代的独木舟双体船。在当时,这是一个很大的进步。

1.2.2 铁的制造

铁在生活中分布较广,占地壳含量的4.75%,仅次于氧、硅、铝,位居地壳含量第四位。铁集中存在于铁矿石里。为了把铁从铁矿石里提炼出来,首先要把矿石用高温烧化。古时候的办法是在地上挖坑,坑里装上矿石和木柴,然后点火燃烧,矿石里的铁便熔化而和石质分离流出。在叙利亚北部的特尔沙贾巴扎发现了约公元前2700年的熔铁。

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1.2.3 玻璃的发明

玻璃是一种常用材料,具有透光、透视、隔绝空气流通、隔声和隔热保温等性能。事实上,早在公元前2000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。

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人物小史与趣事

★玻璃的形成

约3000多年前,一艘欧洲腓尼基人的商船,满载着晶体矿物“天然苏打”,航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。由于海水的落潮,商船搁浅了,于是船员们纷纷登上沙滩。有的船员还抬来大锅,搬来木柴,并且用几块“天然苏打”作为大锅的支架,在沙滩上做起饭来。

船员们吃完饭,潮水开始上涨了。他们正准备收拾一下登船继续航行时,突然有人高喊:“大家快来看啊,锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西!”船员们将这些闪烁发光的东西带到船上仔细研究起来。他们发现,这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来,这些闪光的东西,是“天然苏打”在火焰的作用下,与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的物质,这就是最早的玻璃。后来,腓尼基人将石英砂和天然苏打和在一起,然后用一种特制的炉子熔化,制成玻璃球,这使腓尼基人发了一笔大财。