发明之路人类为什么要创造发明？

长期以来，各种发明让人类减轻了日常生活中的负担：人们发明了可以运输重物的工具，把自己的身体解放出来;然后人们还发明了“智能”系统：计算器、计算机。人们设法节省时间，过上更好、更健康的生活……

新与旧

社会的进步和新事物的出现总是意味着要抛弃旧的生活方式。比如，马达取代了马匹，电力让磨坊里的马拉大轮子变得落伍。同时，很多新设备使用的是更新换代以后的旧发明。比如，长期以来，人们一直都用风力带动风车;而现在，风车也在为风力发电机提供动力。

三项发明

有三项发明在历史上留下了印记，它们改变了时代：文字，使人们从史前走向文明社会;印刷术，拓宽了人们获取知识的渠道，为欧洲走出黑暗的中世纪，冲破宗教神学和封建思想的束缚，走向文艺复兴创造了条件;电，使世界进入现代。

虽然发明并不总是让人人都获得幸福的代名词，但整个人类历史都在朝舒适和健康的方向发展，虽然有时会损害地球的资源……在很长一段时间里，发明曾是发明家一个人的工作，而現在，它们是一个研究小组工作的结果;并且经常在世界不同地方同时出现几乎相同的发明。

人类最早的发明：

生火与照明用具

人类在大约公元前40万年学会了用火。 在那之前，他们只知道如何“采集”火种。比如，在雷雨天气，闪电点燃了某棵树，于是人们就采集到了珍贵的火种。火种是部落的宝贝，他们轮流照看，防止它熄灭。

火就是生命！

有了火，人类的生活发生了变化：篝火给人们带来温暖和光亮，人们用火烹饪食物、吓跑野兽。

学会生火，是人类发展的转折点

由于采集到的火种随时都有可能熄灭，因此人们开始想办法自己生火。第一种生火方式是将两块石头互相撞在一起，这两块石头可以是硅石，也可以是铁矿石，碰撞产生的火花落在干燥的稻草上，然后稻草就点燃了。第二种生火方式是将一根棍子放在木板上摩擦，摩擦产生的热量可以点燃秸秆。

光进入了人类的生活

2万年前，人类发现动物油脂可以点燃并发光，于是他们发明了照明用具——灯。最早的灯是用装满动物油脂的贝壳或空心石制成的。人们将灯芯浸泡在油脂中并点燃，灯芯逐渐燃烧并发光。在公元前2000年，第一支蜡烛出现：简陋的烛芯，外面包裹着牛油（或动物脂肪）或蜡。到19世纪初期煤气灯被发明之前，一直是蜡烛照亮着人类的生活。

火 柴

法国高中生查理·索里亚（Charles Sauria）于1831年发明了第一根火柴。他的做法是将细木杆浸入白磷中，然后将细木杆放在涂有硫和氯酸钾的粗糙面板上摩擦。在那之后，人们经过反复试验，又制造出了更安全的火柴。他们使用红磷作为刮片，然后在火柴末端涂上主要由硫组成的糊剂，这样的火柴使用起来更安全。

人类最早的发明：轮子

5000年前发明的轮子使人们可以花更少的力气走更远的路。轮子的出现又引发了其他交通工具的发明，比如蒸汽机车。

用圆木移动重物

在古代，大石头等重物如何运输？答案是将重物放置在一排彼此相邻的圆木上。在大家把重物向前移动一定距离后，就要有一名男子把最后面的那根圆木放到最前面。这也太辛苦了吧！于是，人们发明了轮子。此后，在制陶工作坊也出现了轮子的身影。在那个时代，人们将轮子安装在推车上，以利于搬运笨重的陶制物品。

车轮越来越轻便

最早的车轮是截断的实心树桩或者修凿过的实心石头。从公元前2000年起，人们开始掏空车轮的实心部分以减轻它的重量。古埃及的战车则拥有了轮辐，所以更为轻便。

通过调整让轮子转得更好

首先，车轴（穿过车轮的那几条轴）随整个轮子一起旋转。为了防止车轮磨损，早在公元前2000年，人们就用金属薄板覆盖在它的周围。为了便于旋转，人们又在轴的周围放置了一些较小的圆柱体，这样减少了摩擦，并使整体移动性更好。

从发现金属到制造工具

人类发现了金属，开始制造用于狩猎、制衣或耕种土地的各种工具，而人类的迁徙将发明传播到了各地，推动生产技术不断发展。

最早的工具

最早的工具可以追溯到250万年前。那时，人们切割出带有尖锐边缘的火石。同时，这种表面非常坚硬且锋利的石头可用于制造斧头、箭头、针、刀等等，金属出现后，这些工具逐渐被金属制品替代。

冶金技术的发现

人们最早从地下开采出来的金属是铜。人们对其进行简单打制，比如，做成首饰等。如果将它加热，它会变软并易于定型。如果将其熔化，它将变成液体，可以倒入模具，变成设定好的形状。

青铜时代

青铜是红铜（纯铜）与锡或铅的合金，它的硬度高，而且耐腐蚀，性能良好，青铜器具出现后，农业和手工业生产水平提高，对提高社会生产力起了划时代的作用。

坚硬如铁

大约在公元前1500年左右，人们将铁加热，然后对其进行敲打，使其成形。这样就制成了各种生产、生活器具，当然也出现了最早的钉子。当时由于火的加热温度还不够高，所以无法融化铁矿石。

人工，天然，合成

你是否曾听到周围有人讲这些话：“这个是化学合成产品，有污染”“不好，这个是化学合成的产品，对身体有害！”“这个有利健康，因为它是天然的”？

应该相信谁呢？是否跟化学沾点边的都是不好的，跟天然有关的都是好的呢？

天然与否？

“化学合成的”通常用于描述对人类或环境有害的事物，并经常与“天然的”相对。但是，你知道吗？我们生活中最常见的水也是一种化学物质，它有自己的化学分子式：H2O。并且专家建议每天要喝1.5升水！而你自己的身体也堪称一座化学工厂，因为身体里发生的一切（呼吸，消化等等）都是化学反应！

我们周围的大多数东西都是化学物质，是我们生存所必须需的，比如水，空气中的氧气，植物中的叶绿素，水果和蔬菜中的维生素……我们经常使用的洗发水，沐浴露，以及各种药物等都属于化学产品，因此，认为化学产品必然是有害健康，这样的想法是错误的。水是所谓的“天然”化学物质，因为它是在自然界中存在的。还有许多其他物质是天然存在的化学物质，比如，牛仔裤蓝是由靛（di3n）蓝颜料制成的，这种颜料来自一种叫作菘（s4ng）蓝的植物的叶子。与此同时，大多数毒品竟然也是天然产品：大麻就是在一种名为“大麻”的植物的叶子中被发现的，鸦片则来自罂粟花的种子，但它们最初是用来治疗疾病或缓解疼痛的，并非用于吸食。

所以说，有些天然产品如果使用不当，也不一定对健康有益！

合成牛靛蓝

另外，人工合成的某些化学物质，是受自然界启发，利用现代技术加以广泛应用的。它们与自然产品完全相同，但是避免了对自然的过度开发。例如，虽然可以从菘蓝的叶子中提取出靛蓝……但是，世界上每天生产的牛仔裤数量如此之大，以至于需要大量的靛蓝，因此需要大量的菘蓝，如此一来就需要大量的土地种植菘蓝……但是人类不可能用菘蓝地取代为我们提供粮食的小麦田或玉米田。于是人们合成了靛蓝，用于服装加工。

人造化学物质

我们为满足社会生产、生活的需要会制造出某些化学物质，它们在自然界中原本是不存在的。例如，紧身裤是用氨纶纱线制成的，而莱卡（Lycra?）也是自然界中不存在的物质，人类发明它们是为了改善我们的日常生活。

化学与日常生活

化学存在于我们的日常生活中，帮助我们解决了许多日常问题。

好滑啊，撒盐！

你知道为什么在北方每年冬天都要在道路上撒盐吗？这是因为水在0℃时会结冰，在冬天，某些地区温度会下降到0℃以下。如果下雨或下雪，由于温度过低，道路被冰面覆盖，就会变得非常滑。这时，撒盐可以大大降低水结冰的温度，从而防止交通事故的发生！

做一做以下实验

在一个碗中放少许水，小冰块，将它们混合并用温度计测量一下冰水混合物的温度。在另一个碗中，放入等量的水和小冰块，加入一汤匙盐，混合，并用温度计测量混合物的温度。注意，碗的壁沿可能会变得很冷！你有什么发现呢？

不会分离的蛋黄酱还有洗发水

油和水是两种不相溶的液体，也就是说，即便你把这两种液体倒在一块儿，过一会儿它们还是会再次分离。那么为什么蛋黄酱不会分层呢？这是因为蛋黄酱中加入了一种称为表面活性剂的化学物质，它们会使油和水互溶。一些表面活性剂与油具有亲和力，而另一些表面活性剂与水具有亲和力：因此，表面活性剂将油与水“铐在一起”，强迫它们保持混合状态。这与洗发水和清洁产品中需添加表面活性剂的原理是一样的！

如何制作蛋黄酱并使其保持稳定？

最简单的蛋黄酱的制作方法是将蛋黄和油混合起来，搅拌，直到酱汁光滑为止。注意：蛋黄的主要成分是水。

实验：在碗中，加入一汤匙油和水。搅拌。我们可以观察到什么？所得混合物看上去完全不像蛋黄酱那样，是混合在一起的，几分钟后，混合物开始分层，发生沉降，即油和水分离了。

粉色或蓝色的绣球花

除叶绿素外，某些化学物质也会给花朵、蔬菜或水果着色，这些植物对土壤的pH值敏感。 pH值是测量介质酸碱性的量值。 我们说当pH值小于7时，介质是酸性的;当pH值等于7时，介质是中性的;当pH值大于7时，介质是碱性的。花色素苷（g`n）（一种天然染料）的pH值就大于7。 又比如，绣球花的花朵在土壤的pH值低于6时为蓝色，在土壤的pH值是中性时为白色或绿色，而在碱性土壤中则为粉红色。

如果你的花园里有粉红色或白色的绣球花，你可以给它们浇一点水和一点苹果醋……你将看到花朵会变成蓝色！

實验：

在小锅中加入约300毫升的水，并将其加热。

将四分之一个紫甘蓝切成小块，放入水中。

水沸腾时停止加热。

收集菜汁，不要有菜渣（比如，可以用滤网将菜渣滤掉）。

在三个不同的杯子中倒入冷却的紫甘蓝汁，并在各杯中分别添加：

——第一杯：几滴柠檬汁，

——第二杯：矿泉水，

——第三杯：几滴洗洁精。

观察一下，你会发现：

第一杯变成红色，第二杯中的紫甘蓝汁不变色，第三杯中的变成蓝色。这是由于柠檬汁是酸性的，矿泉水是中性的，洗洁精是碱性的。紫甘蓝汁的颜色会因为溶液的pH值不同而改变。

这是魔术吗？不，这是化学反应！