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锤百炼”的办法太费功夫，炼出来的钢铁数量有限，难以满足产业发展对大
量钢铁的需要。
1740年，英国的哈尔曼在印度古老的“坩锅”炼钢法的基础上，发明了
一套现代的炼钢技术。他把铣铁、碎玻璃和木炭盛在坩锅里，放在反射炉里
从上加热，这样，铣铁就可以熔化成钢而沉在坩锅底部，然后把它倒入模型
里，冷后用来制造工具或武器。但这种炼钢法的产量仍然太小，一次最多只
能炼几十公斤钢。
而真正发明现代炼钢技术的是英国人贝塞麦。贝塞麦生于英国的查尔
顿，他的父亲是法国人，一生从事发明研究。贝塞麦在父亲的影响下，从小
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就喜欢搞发明。他在18岁时就因发明了邮票印刷机而闻名于世。
到1854年，英、法、土联军在近东和俄国展开了一场激战，即所谓克里
米亚战争。贝塞麦在此期间发明了来复线，使大炮射程更远，打得更准。但
由于当时制造大炮的钢铁质量低劣，致使发射中常因炮管破裂而影响发射。
贝塞麦按照英国军事当局的指令，要研制坚固耐用的大炮，而解决这一
问题的关键是炼出高质量的钢。为解决这一难题，他开始钻研冶金技术。他
查遍了所有图书馆有关冶金技术方面的大量资料，考察了英格兰的炼铁厂，
并创建了冶炼实验工厂。
一天，贝塞麦正在实验工厂炼铁，他用鼓风箱往坩锅里吹风，偶然发现
一块铁片粘在坩锅边上。当他取下这块铁片细看时，发现这是一块炼成了的
钢。贝塞麦十分兴奋，决心揭开铁片变钢的奥秘。经过多次试验研究，终于
弄清了原因：由于吹进了氧气，才使生铁中的碳大多被氧化而变成了钢。于
是，他设计了一个从坩锅底部吹进大量氧气的方法。这样，一种新式转炉诞
生了。
这种转炉是一个罐形装置，架在转体上可以侧倾装料和卸钢。铁水倒入
转炉，同时加入其他物料以清除杂质，然后强烈的热风通过炉底吹入。空气
中的氧首先与铁生成氧化亚铁，氧化亚铁再把生铁中的锰硅等杂质氧化除
去，再与生铁中的碳化合，生成二氧化碳从上边排出。
1855年7月的一天，贝塞麦用一根陶土制成的管往坩锅的铁水进行吹风
试验时，突然从坩锅口飞出雨点般的火花，一刻钟之后，火花不见了，而火
焰则由红变白，再变弱，最后完全消失了。贝塞麦迅速取出样品进行化验分
析，证实这炼出来的确实是纯钢。以往要用几个星期才能炼成的钢，贝塞麦
只用了十几分钟就完成了。1855年8月，贝塞麦在英国公开发表了他只用15
分钟炼成纯钢的新技术。
贝塞麦发明的转炉只需十几分钟就可以炼出10吨以上的钢，这样能为建
筑材料、机床及枪炮等大型武器的制造提供足够的原料。
转炉炼钢法出现后，人们对它的改进仍在继续进行。1877年，英国人托
马斯用碱性耐火材料给转炉加上了碱性内衬，使过去容易被磷腐蚀的转炉性
能得到大幅度提高。
第二次世界大战后，1952年，奥地利的林茨公司和德纳威茨公司合作，
研究出了氧气顶吹转炉炼钢法。这种转炉是从上部用高速喷嘴向炉里吹氧
气，而不是从底部吹氧气，这样就扩大了炉子的容量，也提高了产品质量。
目前现代化钢厂大都使用这种转炉。
失败的成就——合成染料
（1856年）
朋友，当你走在大街上，看到人群、车辆及建筑物构成的那五光十色的
景象时，你是否会想到，这主要是染料给生活增添的色彩呢？100多年前，
生活的色彩还没有今天这样地丰富多样，因为那时染色还非常困难。谁要想
把布料染成自己喜爱的颜色，只能用茜草、郁金、蓝靛、大黄、红花等植物
的根、叶和皮之类的汁来染色。由于这些植物染料种类不多，数量也少，而
且染出来的东西色泽不够明亮，远不能满足人们对色彩的爱好与需求。
直到化学合成染料出现后，才解决了人们对色彩的需求。而这项化学上
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最重要的发明，是由英国人柏琴完成的。
19世纪40年代，非洲的英国殖民地曾流行疟疾。奎宁是治疗疟疾的特
效药，但是天然的奎宁产量少，满足不了需要。
当时任英国皇家化学院院长的霍夫曼为了用人工方法合成奎宁，开始研
究从煤焦油中提取奎宁的办法。1856年，霍夫曼收了一个积极热情的18岁
研究生，这就是柏琴。
柏琴在自家庭院角落的一间小屋里夜以继日地进行实验，连节假日也不
休息。他从煤焦油制取了一种苯的化合物叫甲苯胺，想使它再通过一些化学
变化变成奎宁，但失败却接踵而至。
于是，他又从煤焦油的另一个成份——苯胺盐想办法。在合成的最后阶
段加重铬酸钾进行氧化时，他没有得到所希望的白色奎宁结晶，却得到了一
种黑色的粘稠液体！
柏琴没有灰心丧气，他想看看这种黑色沉淀物到底是什么。于是，他向
瓶子里加了点酒精。顿时，黑色液体沉淀溶解成了鲜艳的紫红色。这一来，
更证明它不会是奎宁。
试验失败了，但聪明的柏琴却注意到了那鲜艳漂亮的紫红色。他想：能
不能用它来作染料呢？于是，柏琴拿块布片放进去进行试验。结果，布片被
染成了同样的色彩，而且美观鲜艳，这就是第一种合成染料——苯胺紫。
柏琴获得合成染料的发明专利后，就说服他的父亲，在哈罗附近建起了
一个印染厂。经过改进，生产出一种淡紫色染料，深受女士们的欢迎。就连
当时的英国女王维多利亚也非常喜欢这种颜色，有一次她穿了这种颜色的裙
子出席一个集会，很快产生了强烈的广告效应，人们竞相模仿，风靡一时。
柏琴35岁时，就因生产这种染料而成为巨富。后来他不愿再继续经营染
料工厂，便重操旧业，开始从事化学研究工作。
苯胺紫的发现极具偶然性，但这一发现却是化学上的一个重大突破，它
开辟了新的研究道路，也为化学工业和人类生活增添了光彩。
新的动力机械——内燃机
（1866年）
内燃机是相对于蒸汽机来说的。蒸汽机是利用煤的燃烧来加热锅炉内的
水，使水变成蒸汽，且蒸汽具有较高的压力。将这种蒸汽引入气缸，从而推
动活塞，使曲轴旋转。因为煤是在气缸外面燃烧，所以可以说蒸汽机是一种
“外燃机”。由此我们可以推想，如果用某种“适当”的燃料，让它在气缸
内燃烧，以推动活塞，使曲轴旋转，就可以称为“内燃机”了。
究竟需要什么样的“适当”燃料呢？不难想像：首先，燃料要能方便地
送进气缸，最好能像空气一样，能被吸进去；其次，在气缸里易燃、好烧；
第三，燃烧后气体要能方便地从气缺内排出去，不留残渣，否则气缸内将很
快被残渣占满，而且活塞是在气缸内往复运动的，残渣会更加剧活塞和气缸
的磨损。这是最基本的三条。还有一些其他的要求，如这种燃料容易获得，
携带方便，使用安全等。但只要能满足以上三条，内燃机的设想即可实现。
人类的生产实践和科学试验使符合上述三个基本条件要求的燃料一个一
个地实现了。最早出现的是煤气。煤气是将木炭或煤等，置于通风不太好的
炉子里燃烧而产生出来的一种气体。它的主要成份是一种容易燃烧的一氧化
碳气体。一氧化碳燃烧后生成二氧化碳，仍是气体，一般没有什么残渣。所
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以，煤气是满足上述要求的。
正是在这样的条件下，1866年，德国人奥托创制了第一台能够实际使用
的煤气内燃机。这台内燃机除了有气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮外，与蒸
汽机不同的是：气缸上有两个蘑菇形的气门，一个为进气门，另一个为排气
门。为了定时开启这两个气门，在内燃机内设置了一根由曲轴带动的凸轮轴，
对应每个气门，凸轮轴上就有一个相应的凸轮，当凸轮的较多部位转到与气
门杆的端部接触时，气门便被推开；当凸轮较高部位转过去后，气门便在气
门弹簧的作用下关闭。
奥托的内燃机在当时可算得上最出色的动力机械了，本身小巧紧凑，运
转较平稳，费用较低。但在当时却未能得到广泛采用，这主要是由于它需要
一个较大的煤气发生炉给它提供煤气。因此，在重量、体积和起动前的准备
工作等方面与蒸汽机相比，优越性就不太多。加之内燃机刚出现，故障较多，
人们对它的兴趣也就不大了。
事隔不久，另一种比它好的内燃机出现了，这就是现代汽车上装用的汽
油机的原型。当时，好几个国家都先后有人造出了这种内燃机。不过，较有
代表性和很快得到实用的是1882年由德国人戴姆勒造出的汽油内燃机。
从汽油内燃机这一名称，即可想到它用的燃料就是汽油。将汽油用于内
燃机，首先遇到的是如何将液体的汽油与空气均匀而迅速地混合起来，形成
很好的可燃混合气，供给内燃机工作。为此戴姆勒创造了一个化油器。化油
器的基本原理就是利用内燃机进气过程中，气流通过化油器中的一个“喉管”
将汽油吸出并吹散，而形成混合气的。
戴姆勒的汽油机转动起来了，一条惊人的消息轰动了欧洲：这台汽油机
创造了当时令人难以置信的高转速——每分钟1000多转。这样的转速在我们
现在看来实在很平常，但那时人们所见过的只有每分钟200多转的蒸汽机，
自然认为这是十分了不起的事了。
石油里的汽油可供汽油机用，剩下的部分还有没有可作内燃机燃料的
呢？新的探索又开始了。
石油加温后，汽油被蒸馏出去了，再将温度升高一些，另一种油——柴
油又被蒸馏出来。柴油不易蒸发，也难以用气流来吹散它。要使它与空气形
成易燃混合气，只好另找途径。
1893年，一个叫狄赛尔的德国人首先造出了一台用柴油作燃料的内燃
机，并于1897年制成压燃式的柴油机及其喷油装置。后来，由于制做经验不
成熟却忙于向各国推销，第一批20台售出后纷纷退货。但是柴油机固有的优
点却得到不断完善和发展。在1904年已有近千台50—100马力的柴油机在使
用。1908年至1914年间，有6个国家的潜艇采用柴油机驱动，这是柴油机
取得发展的重要标志。
光明之源——发电机
（1866年）
发电机的发明，是以电磁学的创立为理论基础的。而奠定电磁学的实验
基础的，是英国化学家和物理学家法拉第。
法拉第由于家庭贫困，只上过两年小学，12岁就上街卖报，13岁到一个
书商兼订书匠的家里当学徒。他求知欲望十分强烈，利用订书的空闲时间，
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如饥似渴、废寝忘食地阅读了许多有关自然科学方面的书籍。他在听过大化
学家戴维的科学讲演以后，把整理好的讲演记录送给戴维，并且附信，表明
自己愿意献身科学事业，进行“毛遂自荐”，结果如愿以偿。他22岁当了戴
维的实验助手。
1820年，奥斯特发现了电流对磁针的作用，法拉第敏锐地认识到它的重
要性。1821年，法拉第在日记中写下了一个设想：用磁生电。到1831年他
终于发现，一个通电线圈产生的磁力虽然不能在另一个线圈中引起电流，但
是当通电线圈的电流刚接通或中断时，另一个线圈中的电流指针有微小偏
转。法拉第抓住这个发现反复做试验，证实了当磁作用力发生变化时，另一
个线圈中就有电流产生。
法拉第发现线圈在磁场运动中可以产生电流，指明了制造发电机的原
理。按照这个原理，最初制造的几种发电机都用永久磁铁提供磁场，用蒸汽
机带动线圈转动。从1840年到1865年，已经有庞大笨重的永久磁铁发电机
在运转。这种发电机的磁场太弱，发电效率很低。1866年，德国工程师西门
子发明了一种发电机，它能够提供强有力的电流。
西门子年轻的时候曾经在炮兵中工作，熟悉新发展起来的电报。1847年
他成立西门子公司，从事生产电报设备和建立电报线路的工作。西门子公司
不单是生产现成设备，它还有科学实验室。这个实验室发明了用于电报线的
树胶绝缘体和电报装置中的电枢引铁等。实验室的种种发明大大推动了公司
的业务活动。为了解决德国电镀工业对电力的大量需要，在西门子的指导下，
1866年公司实验室研制成功用电磁铁代替永久磁铁的自激磁场式发电机。这
种新型发电机效率高，发电容量大，成为现代电力工业的基石。
有了发电机，发电厂相继建立起来，输电网也随着出现。发电机的诞生
标志了人类开始进入电气时代。
诺贝尔与安全炸药
（1867年）
提到诺贝尔，人们都会想起诺贝尔奖金来。而诺贝尔奖金的设立，又是
与安全炸药的发明联在一起的。
诺贝尔是一位瑞典人，他父亲专门从事硝化甘油炸药的生产和销售。硝
化甘油是意大利化学家索布雷罗在1846年发明的，这是一种油样的液体，稍
受冲击便会发生猛烈的爆炸。因此，老诺贝尔的工厂一再发生爆炸事故，死
伤了好几个人，其中包括诺贝尔的哥哥。老诺贝尔也因操劳过度得了中风病
而卧床不起。
诺贝尔继承了父亲的事业，开始经营这家工厂，但爆炸事故仍不断发生。
诺贝尔下决心研究新的安全炸药。当时，工厂的硝化甘油都采用铁皮罐子盛
装，然后装箱外运。装箱时在铁罐中间用锯末塞紧，防止震动。但由于硝化
甘油含有杂质，容易腐蚀铁板，因此经常出现铁罐穿孔、液体外流的现象。
于是，他改用一种善于吸收液体的硅藻土来充填铁罐间的空隙。有一次，工
人偶然打开一个箱子，看到铁罐里的硝化甘油漏空了，但一点也没有流到箱
子外面去。原来液体被硅藻土吸收了，成了硬块。这种硬块无论怎样碰撞，
也不会爆炸。
这个现象使诺贝尔受到启发，由此发明了“达纳”炸药，并于1867年取
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得了专利权。但是硅藻土是一种惰性材料，在爆炸过程中，它会吸收硝化甘
油气化时产生的部分热量，从而影响爆炸力。硅藻土炸药受潮后，硝化甘油
还能从中析出，影响有效成份的含量。
诺贝尔决心研制出一种既安全、爆炸力又强的新型炸药。
1875年的一天，诺贝尔在实验室工作时，手指被割伤，他顺手拿了一小
团珂珞酊棉敷在伤口上。那一夜，他因手指疼痛末能入睡，躺在床上默想着
实验配方问题。他曾对250余种硝化纤维做了实验，都未获得满意的结果，
他这时忽然想到：用敷手的这种硝化不完全的珂珞酊棉试试，看效果怎样。
于是，诺贝尔凌晨4点钟就来到实验室，又进行了一次新的实验。试验
成功了，诺贝尔制出了新的炸药样品。他把硝化甘油与不同的火药棉相配，
得到了几种胶体炸药。这种炸药效力高，造价低，安全可靠，成为当时最理
想的炸药。
但这种炸药有一个缺点，就是不易起爆。于是，研制引爆剂与引爆装置
又成了一个亟待解决的问题。
这一年，诺贝尔通过研究当时的一些有机化学资料，发现了德国化学家
李比希在1822年至1823年间发现雷酸的有关研究成果。雷酸的盐类具有猛
烈的爆炸特性，其中以雷酸汞最为显著。但是与硝化甘油相比，它的敏感性
又要比硝化甘油小。能否用雷酸汞制成一种引爆装