奇点小说

5 轮船的发明富尔顿1807年（第3页）

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舁。是他，不断总结前人的经验，历时八九年的艰苦钻研，终于创造出泥活字印刷术。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，然后再放人火中煅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，大大加快了印刷速度和效率。继毕异之后，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。在我国毕异发明活字印刷术的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。

飞梭纺织的发明——约翰·凯伊（1733年）

飞梭是18世纪英国棉纺织工业的三大发明之一。它是由英国兰开夏的一个自由农民的第12个孩子——约翰·凯伊于1733年发明的。几百年以来，纺织工人一直是用手纺机纺织，将带线的梭子缓慢而费力地从一只手抛到另一只手。约翰·凯伊的发明是：在织机的两边装上了梭盒，梭盒用一个长木板连接。在每一个梭盒内都有一根水平的金属杆或锭子，自由地随锭子滑动的是一个皮带传动器或皮结。每一个皮结上系着一根松松的绳子，这些绳子通过一根棍子或清棉棒连接在织机中央，棍子或清棉棒握在纺织工人手中。通过清棉棒朝一边拉和朝另一边推的方式，一个纺织工人用一只手就能使每一个皮结按时滑动，带动梭子，将其抛到织机的另一面的梭盒里。凯伊还引进了轮子，以减少梭子运动中的摩擦。凯伊的这项发明，使人们能用比以前快得多的速度织出各种幅宽的布来。但是用手纺机的人却很不欢迎凯伊，有些采用飞梭的人甚至拒绝交费。1747年，凯伊终于离开英国去了法国，最后在穷困潦倒中死于异乡。尽管如此，这项发明的简单实用性保证了它的成功。飞梭的发明，大大地促进了棉布的生产，增加了纺织品的产量。更为重要的是，它启示着人们去寻求更快的纺纱方法。

机床作为一种工作母机，是制造机械的机械。它的发明对整个社会生产具有重大意义。对于产业革命而言，如果说瓦特发明的蒸汽机是一个重要前提的话，那么机床的发明则是产业革命的重要基础。在机床的发明史上，有着诸多的杰出人物。1774年，维金森发明了镗床，镗床相当于木工的刨子，主要用于材料的抛光。当时由于蒸汽机的出现，汽缸和活塞的加工要求很高，而镗床的出现满足了这一需要。维金森发明的镗床是用水车使汽缸材料旋转，让刀具从材料的纵的方向上前进，对汽缸内部进行切削。用这种镗床加工直径72英寸的汽缸，误差只有一枚硬币那么厚，这在当时已经是很高的精度了。1794年出现的滑动刀架，是莫兹利的一项重要发明。滑动刀架是现代机床的重要部件。它能够沿转动工件水平地移动固定在屋架上的刀具。1800年，莫兹利又发明了能够生产螺纹的车床，成为产业革。命中重要的机械之一。到19世纪初，另一种重要的机床——铣床出现了。它先是由瑞士机械师波德梅尔于1839年发明，后来又为美国工程师布朗所改进。铣**安有一个转动的刀具，在工件通过时对工件进行切削。布朗发明的铣床称为“万能”铣床。它能使用任何的刀具：有的像圆锯，有的能够在工件上开方槽或圆槽，有的能铣平表面。这种“万能”铣床于1867年拿到巴黎博览会上展出时，获得了极大的成功。打孔机出现于1765年。那时，英国早期的伟大建筑工程师斯米顿设计了一种筒形打孔机，它是用水轮作动力的。由于钻孔工具的末端是在圆筒内的小轮子上不断移动的，钻孔工具不很快，钻的孔也不平。1775年，另一位英国工程师约翰·威尔金森，用一种有效的工具支架改进了钻孔机，其办法是让钻孔杆通过圆筒，牢牢地安在两个支座上。19世纪，英国、欧洲大陆和美国由于工业发展，各大公司成立了研究小组，集体研究成果逐渐取代了个人发明。因此，有些机床和技术已很难说清是什么时候、到底是谁创造发明的。

充气轮胎的发明——邓洛普（1888年）

世界上第一辆自行车大约是在1817年诞生的。那时的自行车还很原始，既没有坐垫，也没有链条和飞轮，更没有轮胎。只有车身和两个木头轮子。而木头轮子又用铁皮箍起来，走在路上震动很大，这种自行车骑起来当然很不舒服。后来，人们发明了充气轮胎，自行车构造也得到了改进，才使它成为人们普遍使用的交通工具。那么，是谁发明了自行车的充气轮胎呢?说起来很有意思，充气轮胎原来是一位医生发明的。这位医生叫邓洛普，是位居住在爱尔兰的苏格兰人。他有个儿子，非常羡慕别人骑着自行车在街上转来转去，很想有一辆自行车。为了满足宝贝儿子的要求，邓洛普买了一辆自行车。儿子得到自行车后欢天喜地，整天骑着在铺着鹅卵石的街上跑来跑去。邓洛普看着儿子骑自行车时那种受颠簸的样子，十分心疼，于是开始琢磨怎样改善自行车的轮子。邓洛普是个医生，也是一个业余的花卉爱好者。有一天，他用一根橡胶水管在花园里浇花。他手握水管，感到了水的流动。他故意将橡胶管握紧、放松，再握紧、再放松。橡胶的弹性启发了他的思维。他想：能不能把这灌满了水的橡胶管安到自行车的轮子上，以减少车子在行进时的震动呢?按照这一大胆设想，邓洛普马上开始进行试制。他经过多次试验和失败，终于用浇花的橡胶管制成了世界上第一个轮胎。这种轮胎装水，在试骑时很不方便。因为注水很难使轮胎十分饱满，而且也不能减轻车身重量。为此，邓洛普又设计出用气体代替水的办法，经过多次试验取得了成功，充气轮胎终于在1888年诞生了。开始时，这种新轮胎受到人们的嘲笑，被说成是“木乃伊”轮胎，但是骑车的人发现，用这种轮胎跑得更快，也跑得更平稳。当时有个叫迪克罗的人，专门建了一个公司来制造这种轮胎，后来这个公司变成了邓洛普橡胶公司。

在历史上，航空曾是一项充满危险的事业。但自从有了降落伞，就大大增强了飞行员的安全感，也挽救了不少飞行员的生命。降落伞是在18世纪末发明的。1797年l0月22日，在巴黎现在的蒙索公园上空，人类首次从飞行器上跳伞。跳伞的人叫加内林，他使用的降落伞有肋状物支撑，收拢起来就像现在的太阳伞。这次跳伞是由氢气球带到高空，按照加内林的要求，一直上升到约3000英尺，然后加内林一拉系在气球上的释放绳，降落伞便离开了气球，伞盖就被强烈的气流张开，由于伞上没有孔，加内林的降落伞摆动得很厉害，使站在小篮子里的加内林在着陆时头晕目眩，恶心呕吐。这一次跳伞，开创了人类自天而降的历史，是一次伟大的壮举。到19世纪，跳伞已成为航空表演中的一种不可缺少的节目。其具体方法是：用有人驾驶的气球升空，降落伞就系挂在气球上。全体表演者可以乘气球上升到冷空气允许的高度，于是跳伞的人便脱开吊架，使降落伞离开气球，安全地降落到地面。随着航空事业的发展，人们已不再满足于乘气球跳伞。1912年3月1日，贝里上尉首次使用固定开伞索在美国的圣路易斯从飞机上跳伞。1912年秋天，F·R·劳第一次使用自由开伞索在美国从飞机上跳伞。他使用的是史蒂文斯的有“救生降落伞包”的降落伞。1919年4月19日，欧文在美国首次使用他改进了的有开伞索的降落伞。这种具有开伞索的降落伞是现代降落伞的原型：

尼龙纤维的发现——卡洛萨斯（1934年）

尼龙是一种合成纤维。它是从煤、空气和水、石油、天然气中提取出来的。尼龙的出现，对人们的生活，特别是衣着方面，有相当大的影响。过去，人的被服完全靠天然纤维，即棉花、树皮之类的东西。自从有了尼龙纤维，就大大拓展了人类制作衣服的物质来源。纤维是由碳、氢和氧三种元素组成的高分子细长链。在植物如树皮、棉花、稻谷等中都有纤维素，蚕丝是蚕吃了桑叶的纤维素，使它的化学结构和物理性质都发生一些改变之后吐出来的。至于化学纤维，即所谓人造丝，是用人工使植物纤维素发生变化而成的半合成纤维。这就是说，把不能进行纺织的纤维作为原料，把它改造成表面看来类似蚕丝的东西。化学纤维是法国人伊雷尔·德·查尔顿发明的。在他之前，瑞士的休泊因等人就已经把棉花用硝酸、硫酸等进行处理，成功地制备了纤维素高分子。但实际上，各种人造丝都是从植物的天然纤维素改造而成的。那么，能不能不从植物中，而从其他物质中提取出高分子化合物呢?美国的发明家、化学家华莱士·休姆·卡洛萨斯解决了这个问题。他在读研究生时就开始应用量子力学来探讨有机高分子的化学键问题，并在理论上取得了重大突破。1928年，32岁的卡洛萨斯进入杜邦化学公司，在这里，他只用了4年时间就发明了合成橡胶“氯丁橡胶”。到1934年，他又发明了尼龙。他所领导的研究队伍在发明尼龙之后，又合成了多种纤维高分子。在尼龙的发明过程中，值得一提的是杜邦公司领导人的见识。他们给了卡洛萨斯一切必要的权力，放手让他搞下去。到1940年尼龙袜子上市为止，杜邦公司在尼龙的研究、试制上花了4000万美元。

和脉诊法——扁鹊

扁鹊云游各国，为君侯看病，也为百姓除疾，名扬天下。他的技术十分全面，无所不通。一天，晋国的大夫赵简子病了。五日五夜不省人事，大家十分害怕，扁鹊看了以后说，他血脉正常，没什么可怕的，不超过三天一定会醒。后来过了两天半，他果然苏醒了。有一次，扁鹊路过虢国，见到那里的百姓都在进行祈福消灾的仪式，就问是谁病了，宫中术士说，太子死了已有半日了。扁鹊问明了详细情况，认为太子患的只是一种突然昏倒不省人事的“尸厥”症，鼻息微弱，像死去一样，便亲去察看诊治。他让弟子磨研针石，刺百会穴，又做了药力能人体五分的熨药，用八减方的药混合使用之后，太子竟然坐了起来，和常人无异。继续调补阴阳，两天以后，太子完全恢复了健康。从此，天下人传言扁鹊能“起死回生”，但扁鹊却否认说，他并不能救活死人，只不过能把应当活的人的病治愈罢了。还有一次，扁鹊来到了蔡国，桓公知道他声望很大，便宴请扁鹊，他见到桓公以后说：“君王有病，就在肌肤之间，不治会加重的。”桓公不相信，还很不高兴。5天后，扁鹊再去见他，说道：“大王的病已到了血脉，不治会加深的。”桓公仍不信，而且更加不悦了。又过了5天，扁鹊又见到桓公时说，“病已到肠胃，不治会更重”，桓公十分生气，他并不喜欢别人说他有病。5天又过去了，这次，扁鹊一见到桓公，就赶快避开了。桓公十分纳闷，就派人去问，扁鹊说：“病在肌肤之间时，可用熨药治愈；在血脉，可用针刺、砭石的方法达到治疗效果；在肠胃里时，借助酒的力量也能达到；可病到了骨髓，就无法治疗了，现在大王的病已在骨髓，我无能为力了。”果然，5天后，桓侯身患重病，忙派人去找扁鹊，而他已经走了。不久，桓公就这样死了。扁鹊在诊视疾病中，已经应用了中医全面的诊断技术，即后来中医总结的四诊：望诊、闻诊、问诊和切诊，当时扁鹊称它们为望色、听声、写影和切脉。这些诊断技术，充分地体现在史书所记载他的一些治病的案例中。他精于望色，通过望色判断病症及其病程演变和预后。如他晋见齐桓侯时，通过齐桓公的面部即预知齐桓公病情就是一个很好的例子。此病例说明扁鹊当时已经能很好应用望诊，而且诊断水平相当高。扁鹊的切脉诊断法也很突出，具有较高水平。《史记》称赞扁鹊是最早应用脉诊于临床的医生。先秦时期，中医的脉诊是三部九候诊法，即在诊病时，须按切全身包括头颈部、上肢、下肢及躯体的脉。扁鹊脉诊及其理论可从虢太子这一病例的诊断中体现出来。当时虢太子已昏迷不醒，扁鹊通过脉诊判断为“尸蹶”。他认为患者的阴阳脉失调，阳脉下陷，阴脉上冲，也即阴阳脉不调和，导致全身脉象出现紊乱，故患者表现如死状。其实，患者并未真正死亡，除脉诊外，他还观察到患者鼻翼微动。结合切摸，他发现两大腿的体表仍然温暖，因而敢于下此判断。扁鹊是我国历史上最早应用脉诊来判断疾病的医生，并且提出了相应的脉诊理论。

利用某些具有麻醉性能的药品作为麻醉剂，在华佗之前就有人使用。不过，他们或者用于战争，或者用于暗杀，或者用于执弄，真正用于动手术治病的却没有。华佗总结了这方面的经验，又观察了人醉酒时的沉睡状态，发明了酒服麻沸散的麻醉术，并正式用于医学，从而大大提高了外科手术的技术和疗效，且扩大了手术治疗的范围。据日本外科学家华冈青州的考证，麻沸散的组成是曼陀罗花一升，生草乌、全当归、香白芷、川芎各四钱，炒南星一钱。自从有了麻醉法，华佗的外科手术更加高明，治好的病人也更多。他治病碰到那些用针灸、汤药不能治愈的腹疾病，就叫病人先用酒冲服麻沸散，等到病人麻醉后没有什么知觉了，就施以外科手，剖破腹背，割掉发病的部位。如果病在肠胃，就割开洗涤，然后加以缝合，敷上药膏。四五天伤口愈合，一个月左右，病就全好。华佗在当时已能做肿瘤摘除和胃肠缝合一类的外科手术。一次，有个推车的病人，曲着脚，大喊肚子痛。不久，气息微弱，喊痛的声音也渐渐小了。华佗切他的脉，按他的肚子，断定病人患的是肠痈。因病势凶险，华佗立即给病人用酒冲服“麻沸散”，待麻醉后，又给他开了刀。这个病人经过治疗，一个月左右病就好了。他的外科手术，得到历代的推崇。明代陈嘉谟的《本草蒙筌》引用《历代名医图赞》中的一诗作了概括：“魏有华佗，设立疮科，剔骨疗疾，神效良多”。可见，后世尊华佗为“外科鼻祖，”是名副其实的。

显微镜的发明——列文虎克（1665年）

最早的显微镜是由一个叫詹森的眼镜制造匠人于1590年前后发明的。这个显微镜是用一个凹镜和一个凸镜做成的，制作水平还很低。詹森虽然是发明显微镜的第一人，却并没有发现显微镜的真正价值。也许正是因为这个原因，詹森的发明并没有引起世人的重视。事隔90多年后，显微镜又被荷兰人列文虎克研究成功了，并且开始真正地用于科学研究试验。关于列文虎克发明显微镜的过程，也是充满偶然性的。列文虎克于1632年出生于荷兰的德尔夫特市，从没接受过正规的科学训练。但他是一个对新奇事物充满强烈兴趣的人。一次，他从朋友那里听说荷兰最大的城市阿姆斯特丹的眼镜店可以磨制放大镜，用放大镜可以把肉眼看不清的东西看得很清楚。他对这个神奇的放大镜充满了好奇心，但又因为价格太高而买不起。从此，他经常出入眼镜店，认真观察磨制镜片的工作，暗暗地学习着磨制镜片的技术。功夫不负苦心人。1665年，列文虎克终于制成了一块直径只有O。3厘米的小透镜，并做了一个架，把这块小透镜镶在架上，又在透镜下边装了一块铜板，上面钻了一个小孔，使光线从这里射进而反射出所观察的东西。这样，列文虎克的第一台显微镜成功了。由于他有着磨制高倍镜片的精湛技术，他制成的显微镜的放大倍数，超过了当时世界上已有的任何显微镜。列文虎克并没有就此止步，他继续下功夫改进显微镜，进一步提高其性能，以便更好地去观察了解神秘的微观世界。为此，他辞退了工作，专心致志地研制显微镜。几年后，他终于制出了能把物体放大300倍的显微镜。1675年的一个雨天，列文虎克从院子里舀了一杯雨水用显微镜观察。他发现水滴中有许多奇形怪状的小生物在蠕动，而且数量惊人。在一滴雨水中，这些小生物要比当时全荷兰的人数还多出许多倍。以后，列文虎克又用显微镜发现了红血球和酵母菌。这样，他就成为世界上第一个微生物世界的发现者，被吸收为英国皇家学会的会员。显微镜的发明和列文虎克的研究工作，为生物学的发展奠定了基础。他利用显微镜发现，各种传染病都是由特定的细菌引起的。这就导致了抵抗疾病的健康检查、种痘和药物研制的成功。据说，列文虎克是一个对自己的发明守口如瓶、严守秘密的人。直到现在，显微镜学家们还弄不明白他是怎样用那种原始的工具获得那么好的效果的。

两百多年前，天花作为一种传染病，曾严重威胁着人类的生命。在欧洲，当时由于天花蔓延，人口大量死亡，就连荷兰国王威廉二世、奥地利皇帝约瑟、法国国王路易十五以及俄国皇帝彼得二世等知名人物都没能幸免。如何找到防治天花的办法，成为当时世界各国的一大难题。早在16世纪以前，中国就有“一度得过天花的人就永不得同样病症”的认识。因此，有在幼年时故意使人得天花的做法。这就是，有意识地把天花的脓汁放在孩子的鼻子里去，使他感染天花，从而不再生这种病。这种做法俗称“种花”。这种预防接种的方法18世纪经波斯、土耳其，传到了英国。可是这种方法是很危险的，不少人因此而丧生。1766年，英国人琴纳跟随一个医师学医时，收治了不少天花病人。一天，一位农场挤牛奶的女工前来看病，听到医生们在议论寻找防治天花的办法，就接上来说：“前些日子天花作乱，但我们农场挤奶女工却没一个得病。有人说，这是我们常接触奶牛，手上常长牛痘，才免去了灾祸。”琴纳听了若有所悟，但另一位医生却说：“这跟防治天花有什么关系，难道让全世界的人都去挤牛奶。”琴纳觉得也有道理，就没有再想这件事。十年之后，当琴纳成了正式医生，并苦苦探索防治天花的办法时，他偶然想起了挤奶女工的话。于是他专门赶到农场，对挤奶女工进行调查。结果了解到，这些挤奶女工都感染过牛痘，但都没患过天花。因为这些女工在挤牛奶时，无意间都接触过患天花的奶牛的脓浆，使她们的手上长出了小脓疱，身体也略感不适，但很快脓疱就消失了，身体也恢复正常。琴纳从调查研究中认识到，牛痘和天花十分相似，人体中产生的抗牛痘能力也能够预防天花。根据这一推断，琴纳先在动物身上作了试验，取得了预期效果。接着，他又决定在自己的儿子身上做试验。结果，儿子接种牛痘后感染的程度很轻，很快就好了。为了证实种牛痘之后不会染上天花，琴纳又把大量的天花脓液接种到儿子身上，儿子不仅没有染上天花，连稍为不适的现象也没出现。琴纳终于成功了。琴纳发明的种牛痘法，在当时受到了强烈的反对。但实践反复证明这一方法是有效的，缺乏根据的反对难以成立，终于受到了全世界的欢迎。为奖励琴纳对人类作出的伟大贡献，1802年英国政府奖给他l万英镑的重金。1806年又奖给他两万英镑。俄国皇帝还赠送给琴纳一个昂贵的宝石戒指，作为永久的纪念。

免疫疗法的应用——不祥（18世纪末）

用人工方法使人体产生自动免疫能力来预防传染病的方法，古已有之。18世纪末在欧洲，用科学的方法制造痘苗，成为最早利用自动免疫作用进行预防疾病的方法。19世纪80年代巴斯德建立起自动免疫的原理并制造了狂犬病疫苗。19世纪末德国的科赫等曾为取得预防结核疫苗而努力，但未获成功。20世纪初英国医生、病理学家赖特研制的伤寒疫苗，可以增加白细胞吞噬细菌的能力，在预防军队士兵的肠热病感染上起了良好的作用。差不多同时，霍乱疫苗也开始使用。20世纪20年代后期，使用白喉和破伤风的类毒素作为预防疫苗，获得成功。30年代在欧美的一些大城市的学生和婴儿中广泛注射白喉疫苗，根除了白喉的发病。第二次世界大战中在士兵中普遍注射破伤风的主动免疫疫苗，获得良好结果。卡介苗的研制成功经过了漫长的实验过程。从1906年开始，法国巴斯德研究所的医生兼细菌学家卡尔麦特和介兰开始实验。两年之后，偶然发现牛胆汁可以减弱结核杆菌的毒性。他们连续作了231次减弱毒性的培养，每次间隔三个星期，共花了13年的时间，到1921年才得到一种无害而有效的稳定疫苗，命名为卡介苗（取卡尔麦特和介兰的第一个字母）。从1921年起，在人身上做实验，婴儿接受这种注射后对来自母亲的结核病的感染具有免疫力。于是卡介苗在法国很快就被推广使用。但在英、美等国对卡介苗的安全性和有效性一直持怀疑态度，特别是由于产品质量出过问题，更难消除怀疑。直到50年代，经过在上千人身上注射优质的卡介苗同另一组同等数目的未注射的人作对照实验，终于肯定了卡介苗是无毒而有效的抗结核病的免疫疫苗。对病毒病的免疫法除了最早的种痘苗预防天花和后来的预防狂犬病疫苗外，长期没有成功的事例。但对病毒的认识，在20世纪取得很大进展。19世纪末，经过德国化学家迈耶、俄国微生物学家伊万诺夫斯基和荷兰生物学家贝伊耶林克等对烟草花叶病的研究，发现了过滤性病毒。到20世纪20年代已发现植物、昆虫、鸟类和哺乳类都有过滤性病毒传染的疾病。1935年，美国化学家斯坦莱第一个取得烟草花叶病毒的结晶。40年代借助电子显微镜的观察和化学分析，才认识到病毒是由核酸和构成外壳的蛋白质组成。但一切杀菌的化学药品和抗生素对多数病毒并没有疗效，于是把防治病毒的希望寄托于免疫治疗。上世纪研究防治较多的是预防脊髓灰质炎（小儿麻痹）的疫苗。由于患过该病的美国总统罗斯福的重视，美国政府给予大量资助，从40年代起研究工作迅速开展。1952年底美国医生兼病毒学家索克研制出具有免疫效应的疫苗。经过在150万幼儿中做实验观察，于1957年才完全肯定了索克疫苗的安全性和有效性。到40年代又制出了预防流行性感冒的疫苗，1957年从亚洲发源并扩展的流感，就是由于使用了这种疫苗才防止了蔓延。70年代以来，又成功地取得麻疹的预防疫苗，为征服病毒病带来了良好前景。1979年10月，联合国世界卫生组织向全世界宣布人类已消灭了天花。这是大规模的、优质的痘苗生产同世界性的历时十年的国际合作相结合而创建的伟大业绩。

莫顿，美国牙科医生，世界上最早应用乙醚麻醉于外科手术的人。1819年8月9日生于马萨诸塞州查尔顿，1868年7月15日卒于纽约。18世纪以前，由于没有麻醉剂，外科手术是一件非常可怕的事情。为了做手术，有的医生用绞勒的方法使病人暂时窒息；有的则用放血或压住颈部血管的方法使病人的大脑暂时缺血而昏迷；有的干脆用一根木棒猛击病人的头顶，使病人失去知觉……这些野蛮的做法给病人带来了巨大的痛苦：有的在手术中突然惊醒，痛得大喊大叫；有的在手术后留下了脑震**等后遗症；有的甚至因此而丧失生命。19世纪初，英国化学家戴维发现笑气（一氧化二氮）对神经有兴奋作用，亦具有麻醉止痛作用。后来，美国牙科医生维尔斯用笑气做麻醉剂，成功地给不少患者做了拔牙手术。可是，1844年的一天，维尔斯在美国波士顿城做拔牙公开表演时，由于笑气用量不足，手术没有成功，病人痛得大声呼叫，一群保守的人就此把维尔斯当做骗子，将他赶出了医院。当时，维尔斯有个学生名叫莫顿。一个偶然的机会，莫顿听到化学教授杰克逊说，有一次在做化学实验时，他不慎吸人一大口氯气，为了解毒，他立即又吸了一口乙醚。不料，开始他感到浑身轻松，可不一会便失去了知觉。听了杰克逊的叙说，勤于思索的莫顿深感兴趣。他大胆设想，能否用乙醚来作为一种理想的麻醉剂呢?于是，他便动手在动物身上试验，以后又在自己身上试验，结果证明乙醚的确是一种理想的麻醉剂。1846年10月的一天，世界上第一次使用乙醚进行麻醉外科手术的公开表演成功了。从此，还是医学院二年级学生的莫顿出名了。乙醚麻醉剂亦逐渐成为全世界各家医院手术室里不可缺少的药品。乙醚麻醉剂的发明是医学外科史上的一项重大成果。然而，当莫顿以乙醚麻醉剂发明者的身份向美国政府申请专利时，他的老师维尔斯和曾经启发他发明的化学教授杰克逊都起来与莫顿争夺专利权。后来，这场官司打到法院，但多年一直毫无结果。他们为此都被搞得狼狈不堪。最后，杰克逊为此得了精神病，维尔斯自杀身亡，莫顿则患脑出血而死去。乙醚麻醉剂的发明造福了人类。可是，因发明减轻人们痛苦的3位科学家却因名利的争夺而在科学史上演出了一场令人遗憾的悲剧。

遗传定律的发现——孟德尔（1864年）

1843年大学毕业以后，年方21岁的孟德尔进了布隆城奥古斯汀修道院，并在当地教会办的一所中学教书，教的是自然科学。由于他能专心备课，认真教课，所以很受学生的欢迎。后来，他又到维也纳大学深造，受到相当系统和严格的科学教育和训练，这些为他后来从事植物杂交的科学研究奠定了坚实的理论基础。1856年，从维也纳大学回到布鲁恩不久，孟德尔就开始了长达8年的豌豆实验。孟德尔首先从许多种子商那里，弄来了34个品种的豌豆，从中挑选出22个品种用于实验。它们都具有某种可以相互区分的稳定性状，例如高茎或矮茎、圆料或皱科、灰色种皮或白色种皮等。孟德尔通过人工培植这些豌豆，对不同代的豌豆的性状和数目进行细致入微的观察、计数和分析。运用这样的实验方法需要极大的耐心和严谨的态度。他酷爱自己的研究工作，经常向前来参观的客人指着豌豆十分自豪地说：“这些都是我的儿女!”经过长达8个寒暑的辛勤劳作，1864年，孟德尔发现了生物遗传的基本规律，并得到了相应的数学关系式。人们分别称他的发现为“孟德尔第一定律”和“孟德尔第二定律”，它们揭示了生物遗传奥秘的基本规律。孟德尔开始进行豌豆实验时，达尔文进化论刚刚问世。他仔细研读了达尔文的著作，从中吸收丰富的营养。保存至今的孟德尔遗物之中，就有好几本达尔文的著作，上面还留着孟德尔的手批，足见他对达尔文及其著作的关注。起初，孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。他的初衷是希望获得优良品种，只是在试验的过程中，逐步把重点转到了探索遗传规律上。‘除了豌豆以外，孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究，其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等，以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。从生物的整体形式和行为中很难观察并发现遗传规律，而从个别性状中却容易观察，这也是科学界长期困惑的原因。孟德尔不仅考察生物的整体，更着眼于生物的个别性状，这是他与前辈生物学家的重要区别之一。‘孟德尔选择的实验材料也是非常科学的。因为豌豆属于具有稳定品种的自花授粉植物，容易栽种，容易逐一分离计数，这对于他发现遗传规律提供了有利的条件。孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义，但他还是慎重地重复实验了多年，以期更加臻于完善。1865年，孟德尔在布鲁恩科学协会的会议厅，将自己的研究成果分两次宣读。第一次，与会者礼貌而兴致勃勃地听着报告，孟德尔只简单地介绍了试验的目的、方法和过程，为时一小时的报告就使听众如坠人云雾中。第二次，孟德尔着重根据实验数据进行了深入的理论证明。可是，伟大的孟德尔思维和实验太超前了，尽管与会者绝大多数是布鲁恩自然科学协会的会员，其中既有化学家、地质学家和生物学家，也有生物学专业的植物学家、藻类学家。然而，听众对连篇累续的数字和繁复枯燥的论证毫无兴趣。他们实在跟不上孟德尔的思维。孟德尔用心血浇灌的豌豆所告诉他的秘密，时人不能与之共识，一直被埋没了35年之久!豌豆的杂交实验从1856年至1864年共进行了8年。孟德尔将其研究的结果整理成论文发表，但未引起任何反响。其原因有三个：第一，在孟德尔论文发表前7年（1859年），达尔文的名著《物种起源》出版了。这部著作引起了科学界的兴趣，几乎全部的生物学家转向生物进化的讨论。这一点也许对孟德尔论文的命运起了决定性的作用。第二，当时的科学界缺乏理解孟德尔定律的思想基础。首先那个时代的科学思想还没有包含孟德尔论文所提出的命题：遗传的不是一个个体的全貌，而是一个个性状。其次，孟德尔论文的表达方式是全新的，他把生物学和统计学、数学结合了起来，使得同时代的博物学家很难理解论文的真正含义。第三，有的权威出于偏见或不理解，把孟德尔的研究视为一般的杂交实验，和别人做的没有多大差别。孟德尔晚年曾经充满信心地对他的好友，布鲁恩高等技术学院大地测量学教授尼耶塞尔说：“看吧，我的时代来到了。”这句话成为伟大的预言。直到孟德尔逝世16年后，即豌豆实验论文正式出版后34年，他从事豌豆试验后43年，预言才变成现实。随着20世纪雄鸡的第一声啼鸣，来自三个国家的三位学者同时独立地“重新发现”孟德尔遗传定律。1900年，成为遗传学史乃至生物科学史上划时代的一年。从此，遗传学进入了孟德尔时代。今天，通过摩尔根、艾弗里、赫尔希和沃森等数代科学家的研究，已经使生物遗传机制——这个使孟德尔魂牵梦绕的问题建立在遗传物质DNA的基础之上。随着科学家破译了遗传密码，人们对遗传机制有了更深刻的认识。现在，人们已经开始向控制遗传机制、防治遗传疾病、合成生命等更大的造福于人类的工作方向前进。然而，所有这一切都与圣托马斯修道院那个献身于科学的修道士的名字相连。

云南白药是一种治疗跌打损伤的特效药，它不仅在国内久负盛名，而且在国际上也被视为珍品。云南白药原来是以发明者的名字命名的，叫“曲焕章白药”。曲焕章是云南人，1878年出生，7岁时父母双亡，童年生活十分悲惨。在他16岁时，为了谋生，他干起了卖布的营生。有一天他到集市上去卖布，由于缺乏营养，疲劳过度，昏倒在街头，幸亏一位赶集的乡村医生把他救活。曲焕章得救后，感于医生的救死扶伤精神，于是就拜这位医生为师，从此弃商学医。有一次，曲焕章上山采药，在昏暗的夜色中看到草丛中卧着一只庞然大物，他搬起一块大石头，悄悄走近，猛力砸去。这个庞然大物被砸中后不再动弹，他走过去一看，原来是只老虎。他怕老虎不死，又用挖药工具猛击虎头，直打到他确信老虎必死无疑才住手。这时夜色已深，就赶紧下山回家。第二天早晨，曲焕章叫了几个村民，打算上山把死老虎抬下来。但他们找到老虎处一看，不禁大吃一惊：老虎早已不见踪影。原来，这只老虎并没被打死，苏醒之后带伤跑掉了。曲焕章十分懊悔。因为老虎浑身是宝，其肉其骨都是名贵药材。老虎得而复失，实在令人不甘心，于是曲焕章带着村民跟踪查找，顺着血迹追踪老虎。跟踪中，他们发现好多处血迹旁都有老虎嚼剩下的野生植物。这一情景引起了曲焕章的注意，他想：难道这种植物能够止血愈伤，老虎靠吃它而保全了性命?果真如此，这种植物就有可能制成药来治疗人的外伤。想到这里，曲焕章立即停止了对老虎的追踪，开始集中全力研究起这种野生植物来。曲焕章把这种植物一棵不漏地收集起来，带回家里进行试验。经过试验证明，这种植物果然对治疗跌打损伤具有奇效。他并不满足于已经取得的治疗效果，而是决心把这种植物进行精制，使之成为具有更高疗效的药品。曲焕章用了整整10年的时间，对这种植物进行反复筛选、研制，终于在1908年研制成功了“曲焕章白药”，并投入生产。这年他正好30岁。曲焕章以顽强的毅力和出色的工作，为中国乃至世界的医药事业作出了重要贡献。

器官移植的先导——卡雷尔（1922年）

器官移植最早的创立者是法国出生的美国医生卡雷尔。1905年他到美国专门从事血管缝合术、器官移植和组织培养的研究。他曾在1913年讲过一句很有影响的话：“任何人体器官都可以从人体上取下，培养起来，而且可以移植到另一个人体上。”20多年后，他又断言：“人身上的任何器官，离开了机体，依然可以存活。”1922年，苏联眼科医生费拉托夫开始试验人眼角膜移植。1933年异体角膜移植成功，是器官移植最早的事例。他之所以能够成功，不仅因为他比前人在手术器具方面有所改进，而且因为他使用了“冷藏尸体眼球角膜”作为移植材料。这既解决了材料的来源问题，又因冷藏而除去了角膜的生物刺激因素，促进角膜混浊部分透明化。到1941年他和他的学生已经成功地做了3100多例手术。第一例肾移植成功的事例，是1954年法国医生在一对孪生兄弟间进行的。而用非孪生关系的肾作移植，几乎都不成功。这是根据法国免疫学家多塞创立的组织相容性理论，必须在两个组织相同的人之间进行器官移植，才有可能获得成功的预言而进行的。60年代用免疫压制剂处理病人，并选择有一定血缘关系或经鉴定可用人的肾脏作移植，成活率逐渐提高。前者活7年甚至lO年以上，后者经追踪4年，仍有存活的病人。目前在有些国家中已建立了人体器官移植库，在世界范围内互相寻找相容的对象。心脏、肝脏的移植手术也于上世纪60年代末70年代初在人身上做实验，成活率不高，但个别患者在手术后13年还活着。

青霉素（也叫盘尼西林）的发明者亚历山大·弗莱明于1881年出生在苏格兰的洛克菲尔德。亚历山大·弗莱明是位小个子苏格兰人，他有着一双炯炯有神的眼睛，衬衫领子上常常系着蝶形领结。弗莱明从伦敦圣马利亚医院医科学校毕业后，从事免疫学研究；后来在第一次世界大战中作为一名军医，研究伤口感染。他注意到许多防腐剂对人体细胞的伤害甚于对细菌的伤害，他认识到需要某种有害于细菌而无害于人体细胞的物质。战后弗莱明返回圣马利亚医院。1922年他在做实验时，发现了一种他称之为溶菌霉的物质。溶菌霉产生在体内，是粘液和眼泪的一种成分，对人体细胞无害。它能够消灭某些细菌，但不幸的是在那些对人类特别有害的细菌面前却无能为力。因此这项发现虽然独特，却不十分重要。1928年9月15日，亚历山大·弗莱明发现了青霉素，这使他在全世界赢得了25个名誉学位、15个城市的荣誉市民称号以及其他140多项荣誉，其中包括1945诺年贝尔医学奖。每个小学生都读过弗莱明的传奇故事——他在皮氏培养皿中发现青霉素霉菌；攻克一道道技术难关；同众多持怀疑态度的人展开长期不懈的斗争，最终取得了胜利——青霉素的发明成为二十世纪医学界最伟大的创举。数十年后，严肃的历史学家们还在整理他的传奇故事。的确，弗莱明发现了青霉素，但他并没有意识到他发现的是什么——对此他一无所知。是另外两位科学家——霍华德·弗洛里和厄恩斯特’钱恩，从这个已被人遗忘的发现中挽救了有治疗效果的霉菌，证明了青霉素的功效，并把这项技术奉献给人类，从此开创了抗生素时代。弗莱明从一个穷苦农民的儿子成长为卓有学识的细菌学家，在伦敦圣玛丽医院从事细菌学研究几乎就是他事业的全部。

弗莱明两次在实验室里获得意外发现的故事已广为人知。第一次是1922年，患了感冒的弗莱明无意中对着培养细菌的器皿打喷嚏；后来他注意到，在这个培养皿中，凡沾有喷嚏黏液的地方没有一个细菌生成。随着进一步的研究，弗莱明发现了溶菌酶一在体液和身体组织中找到的一种可溶解细菌的物质，他以为这可能就是获得有效天然抗菌剂的关键。但很快他就丧失了兴趣：试验表明，这种溶菌酶只对无害的微生物起作用。1928年运气之神再次降临。在弗莱明外出休假的两个星期里，一只未经刷洗的废弃的培养皿中长出了一种神奇的霉菌。他又一次观察到这种霉菌的抗菌作用——细菌覆盖了器皿中没有沾染这种霉菌的所有部位。不过，这一次感染的细菌是葡萄球菌，这是一种严重的、有时是致命的感染源。经证实，这种霉菌液还能够阻碍其它多种病毒性细菌的生长。青霉素（弗莱明在确认这种霉菌是一种青霉菌之后选定了这个名字）是否就是他长期以来一直在寻找的天然抗菌素?它是可敷在伤口上的有效杀菌剂吗?进一步的试验表明，这种抗菌素作用缓慢，且很难大量生产。他的热情也随之凉了下来。在他转向其它研究项目之前，他在1929年发表的一篇论文中介绍了自己的上述发现，但当时这篇论文并未引起人们的重视。弗莱明在论文中提到青霉素可能是一种抗菌素，仅此而已。他没有开展观察青霉素治疗效果的系统试验。他给健康的兔子和老鼠都注射过细菌培养液的过滤液——进行青霉素的毒性试验，但从未给患病的动物注射过。如果当时他做了这方面的试验，这种“神奇药物”很可能会提早10年问世。在英美两国媒体的共同努力下，关于弗莱明为创造一项医学奇迹而坚持不懈奋斗的传奇故事很快就诞生了。媒体在科学史上几乎很少犯下如此严重的愚蠢错误。它们把弗莱明描述成发现青霉素的天才，而对牛津大学的研究小组要么只字不提，要么仅用几句话一带而过。但在弗莱明本人的演讲中，他总是把青霉素的诞生归功于弗洛里、钱恩和他的同事所做的研究。诺贝尔奖评奖委员会并没有受舆论的蒙蔽而将1945年的诺贝尔医学奖授予弗莱明一人。作为弗莱明的合作者，弗洛里和钱恩与他共同获得了诺贝尔医学奖。

克隆是英文“e”一词的音译，是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，其本身的含义是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。克隆技术在现代生物学中被称为“生物放大技术”，它已经历了三个发展时期：第一个时期是微生物克隆，即用一个细菌很快复制出成千上万个和它一模一样的细菌，而变成一个细菌群；第二个时期是生物技术克隆，比如用遗传基因——DNA克隆；第三个时期是动物克隆，即由一个细胞克隆成一个动物。克隆绵羊“多莉”由一头母羊的体细胞克隆而来，使用的便是动物克隆技术。在生物学上，克隆通常用在两个方面：克隆一个基因或是克隆一个物种。克隆一个基因是指从一个个体中获取一段基因，然后将其插入另外在动物界也有无性繁殖，不过多见于非脊椎动物，如原生动物的分裂繁殖、尾索类动物的出芽生殖等。但对于高级动物，在自然条件下，一般只能进行有性繁殖，所以要使其进行无性繁殖，科学家必须经过一系列复杂的操作程序。在上世纪50年代，科学家成功地无性繁殖出一种两栖动物——非洲爪蟾，揭开了细胞生物学的新篇章。英国和我国等国在80年代后期先后利用胚胎细胞作为供体，“克隆”出了哺乳动物。到90年代中期，我国已用此种方法“克隆”了老鼠、兔子、山羊、牛、猪5种哺乳动物。1996年7月5日克隆出一只基因结构与供体完全相同的小羊“多利”（Dol—ly），世界舆论为之哗然。“多利”的特别之处在于它的生命的诞生没有**的参与。研究人员先将一个绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去，使其变成空壳，然后从一只6岁的母羊身上取出一个乳腺细胞，将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这一经过改造的卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入另一只母羊子宫内，随着母羊的成功分娩，“多利”来到了世界。但为什么其它克隆动物并未在世界上产生这样大的影响呢?这是因为其他克隆动物的遗传基因来自胚胎，且都是用胚胎细胞进行的核移植，不能严格地说是“无性繁殖”。另一原因，胚胎细胞本身是通过有性繁殖的，其细胞核中的基因组一半来自父本，一半来自母本。而“多利”的基因组，全都来自于单亲，这才是真正的无性繁殖。因此，从严格的意义上说，“多利”是世界上第一个真正克隆出来的哺乳动物。其特点就在于它与为它提供遗传物质的供体——那头6岁母羊具有完全相同的基因，可谓是它母亲的复制品。“多利”的诞生，意味着人类可以利用动物的一个组织细胞，像翻录磁带或复印文件一样，大量生产出相同的生命体，这无疑是基因工程研究领域的一大突破。克隆技术是科学发展的结果，它有着极其广泛的应用前景。在园艺业和畜牧业中，克隆技术是选育遗传性质稳定的品种的理想手段，通过它可以培育出优质的果树和良种家畜。在医学领域，目前美国、瑞士等国家已能利用“克隆”技术培植人体皮肤进行植皮手术。这一新成就避免了异体植可能出现的排异反应，给病人带来了福音。克隆是人类在生物科学领域取得的一项重大技术突破，反映了细胞核分化技术、细胞培养和控制技术的进步。动物克隆技术的重大突破，也带来了广泛的争议。利用克隆技术可以在抢救珍奇濒危动物、扩大良种动物群体、提供足量试验动物、推进转基因动物研究、攻克遗传性疾病、研制高水平新药、生产可供人移植的内脏器官等研究中发挥作用，但如果将其应用在人类自身的繁殖上，将产生巨大的伦理危机。

选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产，这就是杂交水稻。杂种优势是生物界普遍现象，利用杂种优势提高农作物产量和品质是现代农业科学的主要成就之一。1971年2月袁隆平被调到湖南省农业科学院专门从事杂交水稻研究工作。为加强和协调杂交水稻的科学研究，1984年6月成立了全国性的杂交水稻专门研究机构——湖南杂交水稻研究中心，后又成立国家杂交水稻工程技术研究中心，均由袁隆平任中心主任至今。1995年他当选为中国工程院院士。被称为杂交水稻之父。1960年袁隆平从一些学报上获悉杂交高粱、杂交玉米、无籽西瓜等，都已广泛应用于国内外生产中。这使袁隆平认识到：遗传学家孟德尔、摩尔根及其追随者们提出的基因分离、自由组合和连锁互换等规律对作物育种有着非常重要的意义。于是，袁隆平跳出了无性杂交学说圈，开始进行水稻的有性杂交试验。1960年7月，他在早稻常规品种试验田里，发现了一株与众不同的水稻植株。第二年春天，他把这株变异株的种子播到试验田里，结果证明了上年发现的那个“鹤立鸡群”的稻株，是地地道道的“天然杂交稻”。他想：既然自然界客观存在着“天然杂交稻”，只要我们能探索其中的规律与奥秘，就一定可以按照我们的要求，培育出人工杂交稻来，从而利用其杂交优势，提高水稻的产量。这样，袁隆平从实践及推理中突破了水稻为自花传粉植物而无杂种优势的传统观念的束缚。于是，袁隆平立即把精力转到培育人工杂交水稻这一崭新课题上来。在1964年到1965年两年的水稻开花季节里，他和助手们每天头顶烈日，脚踩烂泥，低头弯腰，终于在稻田里找到了6株天然雄性不育的植株。经过两个春秋的观察试验，对水稻雄性不育材料有了较丰富的认识后，他根据所积累的科学数据，撰写成了论文《水稻的雄性不孕性》，发表在《科学通报》上。这是国内第一次论述水稻雄性不育性的论文，不仅详尽叙述水稻雄性不育株的特点，并就当时发现的材料区分为无花粉、花粉败育和部分雄性不育三种类型。从1964年发现“天然雄性不育株”算起，袁隆平和助手们整整花了6年时间，先后用1000多个品种，做了3000多个杂交组合，仍然没有培育出不育株率和不育度都达到100％的不育系来。袁隆平总结了6年来的经验教训，并根据自己观察到的不育现象，认识到必须跳出栽培稻的小圈子，重新选用亲本材料，提出利用“远缘的野生稻与栽培稻杂交”的新设想。在这一思想指导下，袁隆平带领助手李必湖于1970年11月23日在海南岛的普通野生稻群落中，发现一株雄花败育株，并用广场矮、京引66等品种测交，发现其对野败不育株有保持能力，这就为培育水稻不育系和随后的“三系”配套打开了突破口，给杂交稻研究带来了新的转机。是将“野败”这一珍贵材料封闭起来，自己关起门来研究，还是发动更多的科技人员协作攻关呢?在这个重大的原则问题上，袁隆平毫不含糊、毫无保留地及时向全国育种专家和技术人员通报了他们的最新发现，并慷慨地把历尽艰辛才发现的“野败”奉献出来，分送给有关单位进行研究，协作攻克“三系”配套关。1972年，农业部把杂交稻列为全国重点科研项目，组成了全国范围的攻关协作网。1973年，广大科技人员在突破“不育系”和“保持系”的基础上，选用1000多个品种进行测交筛选，找到了1000多个具有恢复能力的品种。张先程、袁隆平等率先找到了一批以11124为代表的优势强、花粉量大、恢复度在90％以上的“恢复系”。1973年10月，袁隆平发表了题为《利用野败选育三系的进展》的论文，正式宣告我国籼型杂交水稻“三系”配套成功。这是我国水稻育种的一个重大突破。紧接着，他和同事们又相继攻克了杂种“优势关”和“制种关”，为水稻杂种优势利用铺平了道路。上世纪90年代后期，美国学者布朗抛出“中国威胁论”，撰文说到21世纪30年代，中国人口将达到16亿，到时谁来养活中国，谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动**危机?这时，袁隆平向世界宣布：“中国完全能解决自己的吃饭问题，中国还能帮助世界人民解决吃饭问题”。其实，袁隆平早有此虑。早在1986年，就在其论文《杂交水稻的育种战略》中提出将杂交稻的育种从选育方法上分为三系法、两系法和一系法三个发展阶段，即育种程序朝着由繁至简且效率越来越高的方向发展；从杂种优势水平的利用上分为品种间、亚种间和远缘杂种优势的利用三个发展阶段，即优势利用朝着越来越强的方向发展。根据这一设想，杂交水稻每进入一个新阶段都是一次新突破，都将把水稻产量推向一个更高的水平。1995年8月，袁隆平郑重宣布：我国历经9年的两系法杂交水稻研究已取得突破性进展，可以在生产上大面积推广。正如袁隆平在育种战略上所设想的，两系法杂交水稻确实表现出更好的增产效果，普遍比同期的三系杂交稻每公顷增产750～1500公斤，且米质有了较大的提高。至今，在生产示范中，全国已累计种植两系杂交水稻1800余万亩。目前，国家“863”计划已将培矮系列组合作为两系法杂交水稻先锋组合，在全国加大力度推广。1998年8月，袁隆平又向新的制高点发起冲击。他向朱镕基总理提出选育超级杂交水稻的研究课题。朱总理闻讯后非常高兴，当即划拨1000万元予以支持。袁隆平为此深受鼓舞。在海南三亚农场基地，袁隆平率领着一支由全国十多个省、区成员单位参加的协作攻关大军，日夜奋战，攻克了两系法杂交水稻难关。经过近一年的艰苦努力，超级杂交稻在小面积试种获得成功，亩产达到800公斤，并在西南农业大学等地引种成功。目前，超级杂交稻正走向大面积试种推广中。

地动仪的制造——张衡

汉章帝在位期间，东汉的政治比较平稳。汉章帝死后，年仅10岁的汉和帝继承了皇位。窦太后临朝执政，她的哥哥窦宪掌握了朝政大权，东汉王朝便开始走下坡路了。这段时期里，出现了一位著名的科学家——张衡。张衡是南阳人。17岁那年，他离开家乡，先后到了长安和洛阳，在太学里用功读书。朝廷听说张衡很有学问，便召他进京做官，先是在宫里做郎中，继而又担任了太史令，叫他负责观察天文。这个工作正好符合他的研究兴趣。经过观察研究，他断定地球是圆的，月亮的光源是借太阳的照射而反射出来的。他还认为天好像鸡蛋壳，包在地的外面；地好像鸡蛋黄，在天的中心。这种学说虽然不完全准确，但在1800多年以前，能得出这种科学结论，不能不使后来的天文学家感到钦佩。张衡还用铜制作了一种测量天文的仪器，叫做“浑天仪”。上面刻着日月星辰等天文现象。那个时期，地震发生频繁。有时候一年发生一两次。发生一次大地震，就波及到好几十个郡，城墙、房屋倾斜倒坍，造成人畜伤亡。张衡记录了地震的现象，经过细心的考察和试验，发明了一个预测地震的仪器，叫做“地动仪”。地动仪是用青铜制造的，形状类似酒坛，四周刻铸了八条龙，龙头朝着八个方向；每条龙的嘴里含了一颗小铜球；龙头下面，蹲着一个铜制的蛤蟆，蛤蟆的嘴大张着，对准龙嘴。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开来，把铜球吐进蛤蟆的嘴里，发出响亮的声音，发出地震的警报。公元138年2月的一天，地动仪对准西方的龙嘴突然张开，吐出了铜球。按照张衡的设计原理，这就是报告西部发生了地震。过了几天，有人骑着快马来向朝廷报告，离洛阳一千多里的金城、陇西一带发生了大地震，还出现了山体崩塌。张衡61岁那年得病死去。他为我国的科学事业做出了巨大的贡献。

望远镜的发明——伽利略

伽利略在帕多瓦大学工作的18年间，最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面，他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性；他做过有名的斜面实践，总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系；他还研究了炮弹的运动，奠定了抛物线理论的基础；关于加速度这个概念，也是他第一个明确提出的；甚至为了测量病人发烧时体温的升高，这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是，一个偶然的事件，使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。那是1609年6月，伽利略听到一个消息，说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶尔的发现中，用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西。“这难道不正是我需要的千里眼吗?”伽利略非常高兴。不久，伽利略的一个学生从巴黎来信，进一步证实这个消息的准确性，信中说尽管不知道利帕希是怎样做的，但是这个眼镜商人肯定是制造了一个镜管，用它可以使物体放大许多倍。“镜管!”伽利略把来信翻来覆去看了好几遍，急忙跑进他的实验室。他找来纸和鹅管笔，开始画出一张又一张透镜成像的示意图。伽利略由镜管这个提示受到启发，看来镜管能够放大物体的秘密在于选择怎样的透镜，特别是凸透镜和凹透镜如何搭配。他找来有关透镜的资料，不停地进行计算，忘记了暮色爬上窗户，也忘记了曙光是怎样射进房间。整整一个通宵，伽利略终于明白，把凸透镜和凹透镜放在一个适当的距离，就像那个荷兰人看见的那样，遥远的肉眼看不见的物体经过放大也能看清了。伽利略非常高兴。他顾不上休息，立即动手磨制镜片，这是一项很费时间又需要细心的活儿。他一连干了好几天，磨制出一对对凸透镜和凹透镜，然后又制作了一个精巧的可以滑动的双层金属管。现在，该试验一下他的发明了。伽利略小心翼翼地把一片大一点的凸透镜安在管子的一端，另一端安上一片小一点的凹透镜，然后把管子对着窗外。当他从凹透镜的一端望去时，奇迹出现了，那远处的教堂仿佛近在眼前，可以清晰地看见钟楼上的十字架，甚至连一只在十字架上落脚的鸽子也看得非常逼真。伽利略制成望远镜的消息马上传开了。“我制成望远镜的消息传到威尼斯”，在一封写给妹夫的信里，伽利略写道：“一星期之后，就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看，他们感到非常惊奇。绅士和议员们，虽然年纪很大了，但都按次序登上威尼斯的最高钟楼，眺望远在港外的船只，看得都很清楚；如果没有我的望远镜，就是眺望两个小时，也看不见。这仪器的效用可使50英里以外的物体，看起来就像在5英里以内那样。”

过去，人们一直以为月亮是个光滑的天体，像太阳一样自身发光。但是伽利略透过望远镜发现，月亮和我们生存的地球一样，有高峻的山脉，也有低凹的洼地（当时伽利略称它是“海”）。他还从月亮上亮的和暗的部分的移动，发现了月亮自身并不能发光，月亮的光是透过太阳得来的。伽利略又把望远镜对准横贯天穹的银河，以前人们一直认为银河是地球上的水蒸气凝成的白雾，亚里士多德就是这样认为的。伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确。他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带，不禁大吃一惊，原来那根本不是云雾，而是千千万万颗星星聚集一起。伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团，发现星团也是很多星体聚集一起，像猎户座星团、金牛座的昂星团、蜂巢星团都是如此。伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密，他发现了木星周围环绕着它运动的卫星，还计算了它们的运行周期。现在我们知道，木星共有14颗卫星，伽利略所发现的是其中最大的4颗。除此之外，伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子，他通过黑子的移动现象推断，太阳也是在转动的。一个又一个振奋人心的发现，促使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书，他要向全世界公布他的观测结果。1610年3月，伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版，立即在欧洲引起轰动。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。

指南针的发明——不详（春秋战国时期）

指南针是中国古代四大发明之一。早在春秋战国时期，人们对磁现象有了深刻的认识。古代中国人认为，磁石吸铁，有如慈母怀子，因此在先秦的许多文献中，多将“磁石”写作“慈石”。战国后期的哲学家韩非的著作中，不但有关于磁现象的记载，而且有把磁性用于辨别方位的记载。这表明，在那时人们已开始用磁石来制造最初的罗盘。