２０世纪大发明
出版说明
人类，迈着永不停息的脚步进入了公元２０００年。
岁月如歌，往事如昨。站在新世纪的门槛处，我们不禁感慨万千，思绪如潮：人类生活的方方面面———已经过去的一百年，政治与战争、社会与文化、经济与科学、文学与艺术……等各个领域，发生了哪些重大事件，取得了哪些伟大成就，它们对人类的生活有什么影响和作用？２０世纪在人类历史的长河中占有什么样的地位？
应该说，２０世纪既是光明的，又是黑暗的，它是一个成就和悲剧、壮丽和痛苦、理想和灾难并存的世纪———在这个世纪里，人类经受了太多的痛苦与灾难。那些突如其来的非人为的大灾难———地震、火山爆发、泥石流、飓风、火灾洪灾、空难海难……已经使人类脆弱的生命承受了太多的打击。但是，灾难并不仅此而已，在２０世纪，人类还经历了两次世界大战、长达半个世纪的东西方冷战、核军备竞赛的战争恐怖等，以及蕴含其间的政权争斗、政治谋杀、恐怖活动、间谍战争、人才争夺、经济危机等层出不穷的事件，它们使２０世纪充满了苦难、血腥与残暴，也充满了英勇、顽强和悲壮。
但是，２０世纪又更是一个肯定了人类自身价值和生活意义的世纪，是一个梦想可以成真的世纪。在过去的一百年中，各个领域所发生的翻天覆地的变化，是以往任何一个世纪都无法比拟的。特别是其中那些伟大的发明与发现，不仅改变了人类的思维方式和价值观念，更改变了人类的生存环境和行为方式，它们将人类的生活推到了一个不可思议的神话世界，其辉煌的成就远远超过了过去几千年的总和。
有鉴于此，为２０世纪“树碑立传”，是生活在世纪之交的人应该做的事。抱着这种热望，我们策划了这套《２０世纪大博览》系列纪实文学丛书。
该系列丛书以“刻画历史人物，描绘历史事件，再现历史画卷，追踪历史步伐，展示历史智慧”为宗旨，广收博采国内外的有关资料，以史实为依据，全方位地选择那些有突出影响、有一定代表性的历史事件，用纪实文学的笔法，进行艺术的再创作；对重大的科学发现与发明，则重点描述其取得成功的艰辛过程，以突出其科学精神。我们相信，它的出版定能给人们留下许多可资参考、借鉴、学习，并从中获得启迪的东西。
编者２０００年２月２５日科学发明改变人类（代序）２０世纪是人类历史上最伟大的世纪。新世纪的序幕刚刚揭开，便狂飙突起，巨澜腾天：科学革命勃然而兴，社会革命喧声不断，思想领域语惊四座，现代艺术浪潮飞卷。尤其在科学技术方面，现代物理学、数学和逻辑学改变了人们自伽利略、牛顿以来对物质世界的认识，脱氧核糖核酸结构（ＤＮＡ）的发现以及精神分析学说的创立，改变了人类对自身的朦胧认识。更有层出不穷的科学发明，将人类的生活推入到一个不可思议的神话的世界。正如英国数学家、哲学家罗素所言：“归根结底，是科学使我们这个时代不同于以往的任何时代。科学能为人类创造一个比任何时候都要美好得多的环境。”
科学的发现和发明本是一对孪生兄弟，科学发现改变着人类的思维，而科学发明则改变着人类的行为。新的思维推动人类行行为的新进展，反过来，人类行为的新进展又推动人类新的思维的形成。一句话，科学发现带动科学新发明，科学发明又推动科学新发现。
２０世纪最伟大的科学发现无疑是脱氧核糖核酸结构（ＤＮＡ）、相对论、量子理论、非欧几何和逻辑悖论，它们有如巨大辉煌的光柱，昭示着人类的现代精神；而２０世纪最伟大的科学发明却层林竞跃、百花吐艳、五彩缤纷、千姿万态。科学发现是耀眼的太阳，科学发现却是整个灿烂的星空。应当说，２０世纪最伟大的科学发明是现代飞行器。１９０３年１２月１７日，美国的莱特兄弟第一次让比空气重的飞行器上了蓝天。飞机的成功试飞，揭开了人类迈出地球摇篮的序幕。人类的历史至少已有５００万年，人类的文明史至少也有近１万年，可是，人类事实上仍是襁褓中的婴儿，因为他们一直躺在原始的地球摇篮中，足不出地球。飞机的发明，终于使人类找到了跨出摇篮的方法，人类这才开始真正成长，走向成熟。飞机的发明足以超越上一世纪由英国人理查德·特里维西克发明的蒸汽火车（１８０４年）。１９世纪，英国人的发明给全世界带来了火车；而２０世纪，美国人的发明则给整个地球带来了全球飞行、登月考察以及星际探索。正是飞机的上天带动了一系列神话般的发明：多级火箭、宇宙飞船、人造卫星、航天飞机……
５００年前，哥伦布发现美洲和麦哲伦环球航海使全世界震惊，人类认识到自己居住的地球并非无边无际。然而，２０世纪，一系列重大的科学发明却在不声不响地进行，它真正使地球大大缩小了尺码，使咫尺天涯成为活生生的现实。亨利·福特的发明使汽车迅速大众化，以车代步已成为家常之举。广播、电视、有声电影的发明将全世界的人们紧紧系联在一起，极大地丰富和改善了人类的精神生活。射电望远镜、电子显微镜、雷达、激光的发明开拓了人类的眼界、使人类的观察力达到不可思议的地步，人类上可远瞻银河及河外星系，下可透视分子、原子结构以及生命产生的过程。电子计算机改变了人类计算和处理信息的方式和能力。光纤通讯、国际互联网、信息高速公路则将人类的交流、交际和整个生存方式带来了根本的革命……人类在生产、药物、手术、生活用品等方面的发明也是惊人的、有目共睹的。化肥、合金、超导材料、塑料、超微技术、人造纤维、新的工程技术的发明，带来了２０世纪工业革命和农业革命；人工合成胰岛素、维生素、心脏病救生丸、口服避孕丸、器官移植的发明，改变了人类的生活质量。当然，新式武器———坦克、原子弹、洲际导弹、激光武器的发明，则给２０世纪的伟大发明罩上了一层浓重的阴影，而克隆技术的发明则给人类带来了诸如道德一类问题的喋喋争论、不安和恐惧。
一般人习惯享受伟大的科学发明，当它们风行普及之后，他们便忽略了科学发明本身的价值和意义。但是，任何一种重大的科学发明的成功，都伴随着一种感人至深的科学精神。即使是原子弹的发明，也首先来源于对纳粹德国疯狂战争的遏制。科学发现为它奠定了坚实的理论基础，那就是马克斯·普朗克开创的量子理论，尼尔斯·玻尔则用它探索原子，并揭示出了原子的神秘构造。而整个原子弹的发明研制过程，则得之于众多科学家的艰辛努力和奥本海默卓越的组织才干。当原子弹制造成功，日本又拒绝投资之时，以詹姆斯·弗兰克为首的科学委员会仍提交了最后一份请愿书，从道义上反对使用原子弹。如是，我们看到，科学发明并非是一种单纯的工具制造，而是对科学发现的演绎和体现，是科学精神的弘扬和发挥；同时，它也根植于古老的人道主义精神之中。
从表面上看，一种科学发明不过是一个简单的故事：少年聪慧，青年立志，中年奋发，反复实验，百折不挠，获得成功。但是，科学发明与一般的经验积累有着本质的区别。一般的经验常被用来解决某些问题，但它不去探明其究里，上升到理论，因而，那样的“发明”不太可能充分发挥它固有的作用，即未能释放出蕴涵其中的科学精神的巨大能量，比如某种中药的发明就是如此。它不但缺乏严密的科学理论，其单传的封闭性从一开始就限制了自身的发展。而弗莱明发现青霉素后，反复试验并从理论上予以阐释，弗劳雷和秦因则努力将它从实验室中解放出来，走向大众，走向社会，走向全人类。
由此，我们可以看到，２０世纪的科学发明不是凭空而起的，千百年来，无数科学先驱为之努力奋斗，一步一个脚印，就像为高楼大厦打好了坚实的地基。２０世纪的科学家们不过是在前人的基础上完成了壮丽的大厦，正如牛顿说过的：“我所以能显得如此高大，是因为我站在巨人的肩上。”
杨政２０００年元月１９０３年１２月１７日，人类历史上第一架飞机在美国北卡罗莱纳州的海滩上腾空而起，征服人类从此迈向了一个新的里程———天空。莱特兄弟的成功来自他们自幼对科学发明的强烈兴趣和坚持不懈的努力与追求。前人的探索漫长而悲壮，给他们积累了丰富的经验。莱特兄弟的伟大发明给人类的身体和思想都插上了翅膀。
１９０３年１２月１７日１９０３年１２月１７日。星期四。清晨。美国北卡罗莱纳州基尔德维尔山麓基蒂霍克村。空旷沙滩上，摆着一部怪模怪样的机器，它外形像个箱形风筝，周身蒙着平纹细布，伸出的翅膀足足有４０英尺长，巨大的骨架突出，一部分暴露在外，面对着蔚蓝广阔的大海。
天空晴朗，大西洋强劲的海风沿阿尔贝玛尔海湾的狭长海滩猛刮过来，令人瑟缩发抖。上午９点，机器的设计师和制造师威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟走过来，５名助手紧随其后，他们费力地从停机棚中拖出机器，那家伙像个巨人，足足有６０５磅重。
现在，巨大的机器伫立在平坦的沙丘上，沙丘约有１００英尺高。他们忙着调整机器。
兄弟俩给机器取了个动听的名字———飞“鸟”，为它设计了独特的起飞装置。他们把飞行的机器———准飞机装在一辆滑车上，备让它沿一条单轨的起飞轨道滑行。轨道长６０英尺，上边涂有一层润滑油。“飞鸟”的引擎发动后，螺旋桨将产生强大的推动力，推动载机滑车和飞机沿轨道前行，达到一定速度后，飞机就脱离滑车，飞上天空，当它降落时，则依靠翅膀底下的两根滑行装置着陆，那像西就像滑雪板。
１０点半，最后的调整已告完成，“飞鸟”准备升空了。
昨天，莱特兄弟即在公共场所贴出了飞机试飞的海报。现在，他们正热切地期待着观众们到来。遗憾的是，观众只有５名，都是本地人，谁也不相信比空气重的机器会飞上天去，那不是骗局，就是魔术！
“轰隆隆……”引擎发动起来，两个螺旋桨开始转动，由慢而逐渐加快。３２岁的奥维尔·莱特（他比哥哥威尔伯·莱特小４岁）登上“飞鸟”。机上没有驾驶员的座位，他只好俯卧在下翼一副摇篮形的操纵装置上。这样，他便可以利用身体的移动，操纵机翼和尾舵，他还可腾出手来，操纵发动机的节流活门和升降舵操纵杆，以控制机头和机尾的升降运动。奥维尔慢慢打开节流活门，把１２马力的４缸发动机加到最大油门。“飞鸟”嘶吼着，威尔伯站在飞机右侧，用手扶着翼尖。
１０点３５分，奥维尔解开制动缆绳，“飞鸟”开始缓缓地、一摇一晃地向前移动，接着就加快了速度。威尔伯也在一旁跟着快步跑起来。当奥维尔拉动升降舵的操纵杆时，“飞鸟”便离开了地面，腾空飞起来，不停旋转的螺旋桨有力地支持和推动着它。“飞鸟”飞得很不平稳，像醉汉般跌跌撞撞，奥维尔尽力保持“飞鸟”的平稳。
突然间，“飞鸟”从空中一头栽下来，像只受伤的蜻蜓。滑行装置撞到松软的沙滩上，“飞鸟”在沙滩上滑行，身后拖出一条长长的、深深的、潮湿的印痕，就像耕牛在犁地。
“飞鸟”渐渐停下来，由于飞得并不高，速度也不快，它几乎没受到什么损害，操纵员奥维尔也很平安。
“飞鸟”的飞行只持续了１２秒钟，飞行距离仅为１２０英尺，飞行高度距地面不过１０英尺，但它却是人类历史上的第一次飞行，是人类飞行史上的第一块里程碑。
接着，奥维尔又飞了一次，威尔伯也飞了两次。在第四次———也是最后一次的飞行中，威尔伯在５９秒钟内飞行了８５２英尺。
莱特兄弟以他们的创造和实践，向全世界宣告：人类是可以长出飞鸟的翅膀的，那是机器的翅膀，尽管它比看不见摸不着的空气更重，但人们驾驶着它是可以飞上高高的蓝天的。
人类千百年来的梦想终于变成了现实。
悠悠上天梦在地球上，人类是万物的灵长，不仅有一双能干的手，还有一个任何动物无法比拟的聪明的大脑。人类可以种植庄稼，建造房屋，以车马代步，以船只涉越江河，但人类也有体能上的不足。同其他动物相比，差距是明显的。人如不借助工具，力气不如牛马，奔跑不如鹿和猎豹，既斗不过狮子老虎，更不能如鱼儿般在水中畅游，尤其是没生出双翅，不能像鸟儿般自由自在地在广阔的蓝天上翱翔。
天空如此神秘，更激发出人类征服蓝天的激情和勇气。
几千年来，人类一直把天空看成是神的领地，无论哪个民族、哪个国家，其崇拜的诸神无一例外都会飞翔。在中国，有嫦娥奔月、夸父逐日、孙悟空腾云驾雾；在西方，古希腊罗马神话中的诸神不食人间烟火，上帝和天使住在九重天上。
人类向往飞上天空，设想出很多具有魔力的飞行工具：《天方夜谭》中的阿拉伯飞毯、飞扫把，中国神话故事中的飞瓶、飞葫芦……在欧洲，连教堂的大门也被设想为飞行工具：波兰克拉克夫的一位神女和撒旦结成联盟后，乘坐飞门飞到了罗马。
人类还想像出了一些会飞行的动物，如腾空遨游的龙、在白云中穿行的大鹏金翅鸟和麒麟等。同时，人类还把一些不会飞行的动物赋予魔力，使其具有飞上天空的能力，如天马、天狗、天牛等等。
人类在上天无路的困惑中，只能借助想像和幻想来实现自己飞行的美梦：困在孤岛上的航海家辛伯德，系在大鹏的腿上脱困而出；多明戈骑在鹅背上飞上月球，尼尔斯骑鹅旅行，张果老骑驴踏云……诸多传说令人神往。