按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
胞学结合了起来。美国的萨顿 （1877—1916）和德国的鲍维里是实现这一结
合的先行者。他们在1902年利用显微镜证实了染色体行为和遗传因子的相似
性。摩尔根利用著名的果蝇试验发现了“基因连锁”现象，即几个相邻的基
因往往组成“连锁”一起遗传而不彼此分开，不同染色体上的基因可以自由
组合，但在同一染色体上的基因却不能自由组合。这就是连锁遗传定律，亦
称遗传第三定律。摩尔根和他的学生在研究工作中还发现了基因“交换”现
象，提出了基因在染色体上直线排列的学说，说明了由杂交所引起的基因重
组是使生物发生变异的原因，并指出基因重组的发生与外界环境没有必然的
联系，因此获得性状是不遗传的等等。摩尔根提出了较完整的基因理论，发
展了孟德尔的遗传学说。
在19世纪下半叶，就生物学而言，除了细胞学说和生物进化论两大发现
之外，还有微生物学的研究和应用也取得了重大进展。尤其是法国的巴斯德
（1822—1895）为微生物学的建立及揭示微生物的秘密，取得了令世人瞩目
的功绩。巴斯德奠定了细菌致病学说，随后他不仅提出并且创造了细菌消毒
法，他还发现了免疫作用，成为抗御细菌感染，造福人类的千秋功业。
1870—1918年，在这近半个世纪的时间内，科学技术的发展取得了惊人
… Page 8…
的进步。首先是生活在这一历史时期的科学家们，他们的创造性劳动和对科
学技术的献身精神是推动科学技术发展的主要动力。在这一历史时期，活跃
着一大批出类拔萃的科学家和发明家，他们在各自的领域内都做出了不寻常
的贡献。例如卓越的物理学家法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦、玻尔、开尔文
勋爵（汤姆生）、普朗克、德布罗意、薛定谔、海森堡；数学大师希尔伯特、
彭加勒；化学家门捷列夫、凯库勒、霍夫曼、拜耳；生物学家孟德尔、摩尔
根、巴斯德；炼钢专家贝塞麦、托马斯、马丁父子、西门子兄弟；为内燃机
的发明和改进作出重大贡献的雷诺、奥托、戴姆勒、本茨、狄塞尔；为电力
技术的发展和应用建立了不朽功勋的爱迪生、莫尔斯、贝尔、波波夫、马可
尼，以及第一架飞机的制造者莱特兄弟和率先使汽车投入大规模生产的技师
兼企业家福特……
在这一时期各国的科学家们相继建立了一批著名的实验室，并在科学研
究中形成了多支享有盛名的学术流派。著名的实验室如贝尔实验室、爱迪生
发明工厂、卡文迪许实验室、拜耳实验室、巴斯德研究所等。著名的学术流
派有哥廷根学派、哥本哈根学派、摩尔根学派等。这些著名的实验室和学术
流派为科学技术的发展和学术研究的争鸣发挥了重要作用。
在科学理论的指导下，技术发明获得成功，技术改进取得突破，技术成
果又迅速投入应用，形成强大的社会生产力。这是1870—1918年这一历史时
期的一个最显著的特点。如在电学理论的指导下，电力技术迅速发展起来，
先后发明了发电机、电动机、电灯、电报、无线电等，这些技术发明投入应
用以后，使人们的生产、生活发生了前所未有的变化。有机化学的发展是如
此，炼钢技术的发展是如此，内燃机的发展亦是如此。科学技术能够产生强
大的生产力，科学技术就是生产力，在当时科学技术发达的国家不仅形成了
这样一种观念，而且成为活生生的现实。
… Page 9…
二、热机变革及对交通事业的促进
蒸汽机作为一种强大的工业动力机械，自 18世纪发明以来不断得到改
进，对当时的工业革命产生了巨大的作用和影响，并导致了火车和轮船的发
明。其后，在陆路和水路运输业中都迅速得到了应用。然而蒸汽机又存在着
许多难以克服的缺点，诸如效率低（热效率一般在5—8％）、速度慢、体积
大、运转笨、安全性差（时常发生爆炸）。由于其在性能方面难以取得突破，
因此不易在更大的范围推广，应用便受到了限制，因此，人们祈盼着发明理
想的热机。1859年8月29日，美国采矿工程师德莱克在宾夕法尼亚州利用
地下取盐的钻机打出了世界上第一口油井，从此，石油成为化学工业的重要
原料，亦为内燃机的发展提供了能源条件。在这种情况下，内燃机便应运而
生了。
1。内燃机的发明与发展
说起内燃机发明来，应当说首先是火炮给了人们重要启迪，甚至可以说
火炮是内燃机的雏形。最早利用火炮原理进行动力机械研究的是著名物理学
家惠更斯。由于发明内燃机的条件尚不具备，结果是尽管内燃机的设想在蒸
汽机之前，而内燃机的诞生却在蒸汽机之后。
（1）从煤气机的问世到汽油机的成功
18—19世纪随着煤炭、石油工业的发展，煤气的生成和石油的分馏使内
燃机的发明成为可能。在年燃机的发展过程中，不少国家的工程师、发明家
对内燃机的设计、改进做出了开拓性的贡献。而第一台可以实际应用并投入
生产的内燃机是一部二冲程、无压缩、电点火的煤气机，其功劳当归法国人
雷诺（1821—1900），制造成功时为1860年。虽然其热效率只有4％，但它
毕竟是一种非蒸汽动力的新型热机。其后，随着热力学理论的发展，法国工
程师德·罗沙在1862年提出了制造高效率内燃机的四冲程循环原理。这一原
理的实现是由德国人奥托 （1832—1891）率先完成的。他研制出第一台四冲
程活塞式内燃机并于1876年获得专利，1877年在巴黎博览会上展出便很快
得到推广。奥托内燃机是一种煤气机，其热效率达14％。奥托在35年中，
一直从事内燃机的研究，后来又把热效率提高到20％以上。他因此而获得了
内燃机发明者的荣誉。
内燃机在其发展过程中不断改进和完善，但其向小型化、高速化转变则
是在石油燃料出现之后，确切地说是采用汽油作燃料之后才实现的。在奥托
成功地研制出四冲程活塞式内燃机之后，他创立了德意志煤气发动机股份公
司，其合作者德国人戴姆勒（1834—1900）在奥托内燃机的基础上，改用汽
油作燃料，于1883年成功地制造出第一台现代四冲程往复式汽油发动机。其
中的关键部分是戴姆勒发明的汽化器。于是发动机的转数由煤气机的每分种
200转迅速提高到900转。1889年，戴姆勒又制成了V型双缸汽油机，用于
汽车并获得了专利。
（2）柴油发动机的诞生
在石油中的轻质部分——汽油，用来充当燃料驱动内燃机获得成功之
后，人们自然想到了石油中的重油成份。于是许多人开始研制煤油机和柴油
机。1886年，滕特和卜雷斯特曼研制成功100马力的煤油机，并用于农业耕
… Page 10…
作。1892年，德国机械工程师狄塞尔（1858—1913）研制成功了柴油机。这
是一种不用点火装置的压燃式内燃机。它加长了燃烧过程前的压缩过程，增
大了压缩比，使热效率大幅度提高到27—32％，取得了内燃机技术的重大突
破。狄塞尔研制的第一台18马力的压燃式内燃机，1897年在慕尼黑展览会
上一展出，立即引起了人们的注目和赞赏。狄塞尔看到自己发明的商业价值
之后，迅速申请了专利，并广为推销其发明，他还开办了自己的柴油机制造
厂，于是很快成了百万富翁。由于这种新型的柴油机还不够成熟，狄塞尔又
无暇进行继续研究和改进，于是他的柴油机制造厂所生产的第一批产品，由
于运转不良，用户纷纷退货。狄塞尔和他的柴油机一下子弄得声名狼籍，在
激烈的竞争中，不仅赔光了家产，而且负下了20万美元的债务。面对这一沉
重打击，狄塞尔悲观之极自杀身亡。此后，狄塞尔柴油机经过30年的改进才
日趋完善，并成为重型运转工具中无可替代的原动机。
（3）汽轮机的研制
在内燃机发展的同时，另外两种新型热机也在加紧研制之中。一种是蒸
汽涡轮机。另一种是燃汽轮机。蒸汽涡轮机的运动部件是转子，转子在蒸汽
反冲力的作用下发生转动，由此带动其他部件的运动。英国人查尔斯·帕森
斯（1854—1931）在1884年取得了蒸汽涡轮机的专利。这部涡轮机的转子以
每分钟750—18 000转的转速高速旋转。1889年瑞典人拉瓦尔（1845—1913）
制造的冲击式高速汽轮机的转速竟高达每分种1000030000转。由于汽轮机较
之蒸汽机具有明显的高速、强力、高效等优点，因此汽轮机成为更加理想的
热机。
燃汽轮机的结构与蒸汽轮机类似，所不同的是使用燃料，通常是用煤油
作燃料，使燃料与高压空气混合后，连续燃烧，产生的燃烧气体推动转子的
涡轮叶片转动。在燃汽轮机的发明、改进过程中，不少人为此进行了不懈的
探索，1872年德国人斯托兹第一个实际制造出具有现代特征的燃汽轮机，因
其热效率很低，并未获得应用。进入20世纪后，几经改进燃汽轮机才达到实
用阶段。由于燃汽轮机存在难以克服的缺点：热效率低、噪声大、成本高、
寿命短、污染严重，因而仅用于发电、飞机、船舶等几个有限的方面。