智慧的闪电--世界发明史话- 第28部分

待。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　晶体管的诞生　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1948年）　



　　　　　晶体管是在人们对半导体材料进行深入研究的基础上发明的。半导体材　

料是导电性介于金属和绝缘体之间的材料，一般是固体，比如锗和硅等。半　

导体中杂质的含量和外界条件　（如温度和光照）的改变会引起导电性能发生　

很大变化。半导体材料之间，或者半导体和某些金属材料之间相接触的地方，　

具有单向导电的性能，和二极电子管的性能相象。　

　　　　　1928年，有人提议用半导体材料制作和电子管功能差不多的晶体管。但　

一方面由于当时还缺少研究半导体电子特性的固体物理学知识；另一方面由　

于按温度、压力、化学组成等宏观概念产生的半导体材料在微观结构上是混　

乱的，没有规律，它的电子性能具有很大的偶然性，因此晶体管没有研制成　

功。　

　　　　　随着研究分子、原子和电子状态的固体物理学的发展，随着晶体生长理　

论和生长技术的发展，高纯度的晶体锗生产出来了，这就给晶体管的研制创　

造了条件。　

　　　　　美国贝尔研究所的巴丁、肖克利、布拉顿等人合作研制成功了晶体管。　

巴丁原是大学教授，担任贝尔研究所所长，研究半导体理论，1947年他提出　

关于结晶表面的理论。布拉顿是实验物理学家，他对半导体表面进行实验研　

究，发展了半导体单晶的精制、成长等有关技术。巴丁和布拉顿两人，一个　

是理论家，一个是实验大师。1948年他们合作研制成功第一个点接触型晶体　

管。肖克利从1936年开始进行关于固体物理学、金属学、电子学等基础理论　

研究。从1945年起在贝尔研究所从事半导体理论研究，1949年他提出了P　

—N结理论　（关于晶体中由于掺入杂质的不同所形成的P型和N型两种导电　

类型区域的理论）。不久，贝尔研究所研制成功第一个结型晶体三极管。由　

于研制成功晶体管，他们三人获得1956年诺贝尔物理奖。　

　　　　　晶体管最初采用锗晶体做原料，后来由于硅的提纯和加工技术的发展，　

硅晶体比锗晶体的性能优越得多，因此硅晶体管取代了锗晶体管。晶体管具　

有小型、重量轻、性能可靠、省电等优点。正是由于具有这些优点，到　50　

年代末和60年代初，晶体管逐渐代替了电子管。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　现代火箭的发明与发展　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（20世纪初）　


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　　　　　火箭的发展有着漫长的历史，古今火箭在性能和结构复杂程度上相差极　

为悬殊，但原理却是相同的：依靠不断向后喷射燃气而前进。　

　　　　　世界上公认，火箭是中国首先发明的。至晚在南宋，火箭已在中国用作　

武器，明代又有所改进。有的将多个火箭绑在一起以增大推力，有的使用了　

二级火箭。这与现代使用的集束式火箭和多级火箭原理上是一样的。　

　　　　　古代火箭主要用于作战，但已有人幻想利用它航天。据野史记载，1500　

年前后，中国一位叫万户的学者，把47枚火箭绑在椅后，自己手持风筝端坐　

椅上，请人同时点燃这些火箭，决心飞上天去。结果一声爆炸，碎片纷飞，　

再也找不到万户。为了纪念这位为人类航天而献身的先驱者，现代科学家将　

月球背面的一个环形山命名为“万户火山口”。　

　　　　　现代火箭的产生和发展是建立在大量的理论和实验研究基础上的。由于　

液体燃料燃烧的理论和技术问题都比固体燃料简单，所以现代火箭是从液体　

火箭开始的。苏联、德国、美国都有代表人物在研制火箭方面取得杰出成就。　

　　　　　齐奥尔科夫斯基是苏联人，他从小多病，曾经患猩红热，病后耳朵几乎　

聋了，被迫中途退学。但他顽强自学，22岁参加中学数学教师的招考被录用，　

开始了中学教师生活，业余时间搞科学研究。1895年他写了一本科学幻想小　

说《奇异的地球和天空》。1898年，他写成《用火箭推进飞行器探索宇宙》　

一文，拖延5年以后才发表在俄国《科学评论》杂志上。这篇文章第一次阐　

述了火箭飞行和火箭发动机的基本原理，具体说明液体火箭的构造，认为可　

以用液氧和煤油做推进剂，提出了质量比（起飞质量和推进剂消耗完后的质　

量的比值）概念，推导出计算火箭飞行最大速度的公式。它从科学上证明了　

太空旅行的可行性。齐奥尔科夫斯基共发表论文、科普文章、科幻小说等近　

600篇。1920年，列宁亲自下令支持齐奥尔科夫斯基的研究工作。他的研究　

成果对苏联火箭技术的发展有深远的影响。　

　　　　　奥伯斯关于火箭的研究工作是在德国进行的。1923年，他出版了《从火　

箭到星际太空》一书。他深入研究了许多技术问题，比如喷气速度、理想速　

度和火箭在大气层中上升的最佳速度等。奥伯斯的著作曾经由科普作家改成　

写通俗读物，产生了广泛影响。　

　　　　　哥达德是美国人，他被科幻小说描写的太空飞行所吸引，立志从事火箭　

研究。他把理论研究和实验结合起来。1926年3月，哥达德制造的用液氧和　

汽油做推进剂的第一枚液体火箭试飞成功。1929年，他又发射一枚装有气压　

计、温度计和照相机的火箭。从1930年到1935年，他发射了多枚火箭，高　

度达到2500米左右。　

　　　　从20世纪30年代起，火箭研究在德、意、英、法、奥等许多国家开展　

起来。尤其是德国，它的开创性研究，是在其他欧洲国家的严密监视下进行　

的。从30年代开始，特别是希特勒上台之后，德国广泛罗致人才，充分提供　

研究经费，在极端保密的情况下，使火箭研究迅速发展。　

　　　　　1932年，德国陆军接管了火箭研究工作，并进行了大量基础性研究。1933　

年，开始设计火箭。在冯·布劳恩的主持下，通过反复试验，在空气动力学　

方面取得了重要成果，在制导与控制、发动机设计、弹道设计方面积累了大　

量经验。　

　　　　在此基础上，1942年10月3日，在精心选择、严格保密的波罗的海沿　

岸佩内明德发射场，成功地发射了第一枚液体军用飞弹V—2，飞行190公里，　

横向偏差4公里，最大高度85公里。V—2飞弹全长14米，结构重量为3。99　


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吨，携带8。96吨推进剂和1吨的弹头，最大射程300公里。　

　　　　　从1944年9月至1945年3月，纳粹德国仅向英国就发射了1万多枚V　

—2，但这并不能挽救其覆灭的命运。不过飞弹本身却成了战后各国火箭发展　

的蓝本。　

　　　　　第二次世界大战以后，美苏两国成了德国V—2成就的继承者。美国俘获　

了包括冯·布劳恩在内的100多名德国一流的火箭专家，全部V—2资料；苏　

联俘获了一批二流专家和大量V—2及其零件。这为美苏发展火箭技术提供了　

有利条件。　

　　　　　在1945年以前，科学家们对距地表100公里以上高空的情况，只有通过　

间接手段得来的少得可怜的知识。战后，科学家们迫不及待地利用战争中发　

展起来的火箭，在头部安放仪器，对高空各方面的情况进行直接的探测。1946　

年4月美国首次发射V—2，这是一个探空火箭计划的开始，也是研究、仿制、　

改进V—2直到研究全新火箭这个过程的开始。不久，V—2火箭头部装上科　

学仪器被发射到73至130公里的高空。1947年第一次成功地使用降落伞将　

火箭安全降落下来。　

　　　　　苏联于1947年10月发射第一颗V—2。1947年至1949年还研制了几种　

探空火箭，一直用到50年代。　

　　　　　战后10年，火箭发动机技术、飞行控制、跟踪、遥测和遥控仪器都随着　

经验的积累和高空数据的获得而不断发展。1957年至1958年是国际地球物　

理年，出现了利用探空火箭探测高空的高潮。在此期间，美国发射了210枚　

火箭，苏联发射了125枚，英、德、法、日等十几个国家也都制定了探空的　

合作项目。火箭最大高度已达470公里。在这些探测活动中，各国获得了关　

于地球大气层的物理和化学性质、地磁场、宇宙辐射和太阳辐射以及陨石等　

大量资料，火箭的科学价值也逐渐为人们所充分认识。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　避孕药的发明　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1955年）　



　　　　　控制人口问题，曾在很长的社会历史时期被看作是不道德和不可能的　

事。维多利亚女王曾经说过：“上帝的意志是不可违背的。如果他决定要我　

们生育许多孩子，我们就只有尽力把孩子培养成社会上有用的人和社会上的　

模范人物。”　

　　　　　但随着人类社会的发展与进步，控制人口、计划生育问题开始受到各国　

的重视。各国也都采取了一些控制生育的方法和工具，但其效果并不理想。　

　　　　　1702年，英国一位叫马顿的人发表文章，曾提到过一种用来防止性交感　

染的用药物浸渍过的亚麻布套，但他拒绝透露浸渍物的成分，说透露出来“会　

鼓励淫荡行为”。　

　　　　　1916年，美国人玛格丽特·桑格在布鲁克林建立了世界上第一个生育控　

制咨询中心，积极推行计划生育。但纽约警察局认为有伤风化，便强行关闭　

了这个中心，还把桑格夫人投入了监狱。　

　　　　　但桑格并没有放弃自己的事业。1927年，她组织了第一个世界人口讨论　

会。1948年，她发起了国际计划生育联合会。1951年，她拜访了马萨诸塞州　

的平卡斯博士，鼓励他研制一种口服避孕药，并先在动物身上进行试验。　

　　　　　平卡斯博士和他的同事们决定研究某些激素的避孕作用。他们经过了许　


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多挫折和失败，发现有一种叫做“炔诺酮”的激素，是一种有效的妇女避孕　

药。但这种药容易产生副作用，会使服药妇女子宫出血。为解决这个问题，　

他们又在这种避孕药中加进了雌激素。　

　　　　　1955年，避孕药的研制终于取得了成功。从那时以来，市场上出现了若　

干种不同的避孕药片。通过进行广泛的试验，证明这些避孕药是有效的。它　

们都通过抑制受孕所需的某些激素的释放而发生作用。调查证明，服用避孕　

药的妇女，每年只有千分之一的人受孕。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　漫游宇宙的工具——宇宙飞船　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1957年）　



　　　　　飞到太空去，漫游大宇宙，这是人类的一个宿愿。传说中国古代，有一　

位名叫嫦娥的女子，因偷吃了不死药，变得身手不凡而奔向月亮，永居天堂。　

古希腊的一个神话说：莱湟的克里特国王囚禁了迷宫的建筑师代达洛斯和他　

的儿子爱琴。父子二人借腊制的双翼飞出了克里特岛。勇敢的爱琴因飞得离　

太阳太近，腊翼被熔化而坠入大海。后人为了纪念他，把他葬身的大海取名　

爱琴海……。　

　　　　　美丽的神话故事，朴素地反映了古人对于探索宇宙奥秘、揭示未知世界　

的神往。　

　　　　　1865年，凡尔纳写了一本著名的关于宇宙旅行的科幻小说，讲的是初次　

到月球上旅行的事情。虽然俄国科学家齐奥尔科夫斯基早在1903年对这个问　

题已进行了一些重要的物理学和数学研究，但是科学家们直到本世纪20年代　

才开始认真地考虑宇宙飞行的可能性。齐奥尔科夫斯基指出，只有火箭推进　

才适用于离开地球大气层的飞行器。　

　　　　　火箭是一种较为理想的推进工具。它的发动机与航空发动机不同，它自　

带燃料和氧化剂，不仅能在真空中独立工作（即不依赖空气），而且还有巨　

大的推进能力。　

　　　　　在火箭推进方面最重要的理论工作和实践工作，是德国完成的。德国物　

理学家奥伯特于1923年出版了一本有影响的书《宇航之路》。若干年后，汽　

车实业家冯·奥佩尔在柏林附近试制成功了一辆火箭推进的汽车。另外一个　

叫瓦利亚的火箭先驱者，于1929年制造出了一种用乙醇和液态氧作燃料的汽　

车，在冻冰的巴利亚湖上试车时，时速达235英里。　

　　　　　与此同时，美国的物理学教授戈达德正在作大量的、系统的火箭研究工　

作。他根据早期的一些实验写了一本小册子，名为《到达极大高度的方法》，　

于1919年出版。数年之后，他作了一系列的火箭发射试验，利用液态推进剂，　

火箭达到了7500英尺的高度，速度每小时达到700英里以上。　

　　　　　苏联人在空间探索方面取得了两项第一。　1957年10月，一枚苏联火箭　

携带着一颗较小的人造地球卫星飞升560英里后，开始以每小时17000英里　

的速度绕地球飞行，这就意味着有足够大的离心力以抵消地球的引力。后来　

苏联和美国的无人驾驶宇宙飞船曾多次进入外层空间，到达月球和太阳系中　

的其他星球。　

　　　　　苏联人取得的另一项第一是在1961年4月，他们用火箭发射了一个四吨　

半重的宇宙飞船。这艘飞船载着加加林进入轨道，以每小时18000英里的速　

度，绕地球进行了89分钟的载人宇宙飞行。在第一次载人宇宙飞行之后，季　


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托夫进行了第二次载人宇宙飞行，绕地球飞行了17圈。后来美国的格伦进行　

了第三次载人宇宙飞行。　

　　　　　1969年7月20日，美国首次进行了登月飞行，这是人类征服宇宙的伟　

大壮举。这枚三级、44吨重的阿波罗11号火箭燃烧液体燃料，用陀螺仪导　

航，电子