1968年，17岁的包起帆初中毕业，一场“文化大革命”断送了他学文化、升高中的梦想。他不得不到上海港木材装卸公司报到，当了一名装卸工。从此，包起帆便和木头、吊车打起了交道。夏天，船舱里闷热难耐，他和工人们也要在里面搬运木头；冬天，木头上都结了薄薄一层冰，他们也必须按时完成装卸任务。在这样的工作条件下，稍不留神，就会祸从天降——那些又重又粗的原木就像一只只“木老虎”，随时有可能挣脱钢丝绳的束缚，从高高的吊车上滑落下来，一旦砸在工人们的身上，其后果真是不堪设想。
包起帆就曾亲眼目睹过这样的惨状。
有一天，包起帆和一位同事正在船舱内工作，只见吊车吊起的大木头在空中打转。突在，险情发生了，一根原木从吊车上滑了下来，压在了这位同事的身上。只听“啊”地一声，这位同事便在包起帆的身边倒了下去，鲜红的血液从嘴里吐出。经过医生的检查，砸下的原木压断了这位同事10多根肋骨。
这种事故在包起帆的身边是经常发生的，从他进公司以后，就有500多人受重伤或轻伤，10多人死亡。
同样的事故也在包起帆的身上发生过。那是1974年春天的某一天，包起帆正在船舱里拉着钢丝绳捆扎原木，就在他把钢丝绳挂上吊钩的一刹那间，挂钩升起来了，将他的左手大拇指连同手套都拉碎，鲜血直流，手上露出了白白的骨头。伤好了以后，包起帆重新进入船舱装卸原木，不料又被木头砸伤了脚腿。
面对此情此景，包起帆心想：“这种落后的装卸方法劳动强度高，生产效率低，真是一只令人畏惧的 ‘老虎口’啊！我一定要想点办法，治一治这只 ‘木老虎’！”
由于伤病在身，包起帆不得不离开自己洒了多年血汗的工作岗位，来到了机修车间当修理工。包起帆就是这样，到哪里都想有所作为。于是，他到新华书店去买了许多书籍——《机械制图》、《车工基础》等，然而，对一个文化水平只有初中二年级的人来说，要读懂读通这一本本厚厚的书，谈何容易啊！包起帆真想有一个重新学习的机会，补上科学文化这一课。
机会终于来了。1978年，大学恢复了招考，包起帆如愿以偿，考取了上海市第二工业大学。当然，他读的是半脱产的业余大学，4天脱产学习，2天工作。
从初中二年级的水平一下要跃到大学，其困难是可想而知。然而，包起帆却知难而进。三角函数、解析几何虽然是第一次碰到，但是人家做10道习题，他就做20道、30道；电学、光学、力学尽管理解起来有困难，但是人家复习1遍，他就复习2遍、3遍……功夫不负有心人，学习上的困难在一点点地克服、一步步地后退，而包起帆却在一天天地进步。
为了补上初中、高中的知识，他特地到书店买来了数理化自学丛书，每天晚上做完功课后就从基础知识补起。包起帆还摸索出一套他自己的学习方法呢，他把厚厚的书本拆成薄薄的几本，揣在口袋里，走到哪里学到哪里，马路边、车站上、汽车里……所有零星的时间都被他利用了起来。就这样，包起帆终于跟上了学习的步伐。
就是在拚命读书的时候，包起帆也没有忘记治服“木老虎”的使命。
平时，包起帆常常在码头边散步，看到别的公司在装卸黄沙、石子时都是用抓斗，一上一下，一张一合，非常自如。于是，他想：黄沙、石头能用抓斗，为什么木头就不能用抓斗呢？对！我得制造一种安全的能抓木头的抓斗。
他利用读书的空闲，又来到自己工作过好几年的船舱调查研究；他还到图书馆、情报所、资料室查数据、找公式；回到家里，他还用硬纸板做成各式各样的抓斗模型……
一次次的试验，一次次的失败，关键都在抓斗的开闭结构：抓木头时，它必须张大口；抓起木头时，它又必须紧闭口，将木头紧紧夹住，不让木头滑脱。
有一天，包起帆将自家的缝纫机零件拆下来，做成了一个小抓斗，再用两根绳子代替起重索，一上一下地来回放松、收紧，嘿！这小玩意儿竟然能够抓起东西了。
经过紧张地画图设计、制造加工，包起帆终于梦想成真。第一只木材抓斗发明成功了！时间是1981年10月，这是包起帆永远难忘的一天，他眼看着自己发明的抓斗轻松自如地装卸着原木，心中涌起了一股自豪感。
包起帆发明的第一种抓斗叫“双索门机抓斗”，它是用两根起重索使抓斗打开和闭合的。有了这种抓斗，工人们终于从“老虎口”中解放了出来。
这项发明不仅使包起帆获得了国家发明奖，还使他荣获了第16届日内瓦国际发明银奖呢！
大学毕业以后，包起帆调到了公司技术科当技术员，这更使他如鱼得水，几乎每年都有新的发明问世。
1983年10月，包起帆被推选为工会代表，赴京参加全国总工会召开的
“十大”。在开幕式上，他忽然发现大会发给每位代表用作记录的圆球笔的伸缩结构十分灵活，“哎，这个结构能不能用到我的抓斗上去呢？”真所谓
“心有灵犀一点通”。正是这枝普普通通的圆珠笔，使包起帆想到可以将“双索抓斗”改为“单索抓斗”，用一根绳索就可以完成打开、闭合抓斗两个动作了。
晚上，代表们都去看电影了，而包起帆却呆在宿舍里拿着这枝圆珠笔出了神，这枝圆珠笔是怎样的结构呢？一连几个晚上，他都没有得出什么结论。
一回到上海，包起帆就直奔黄浦江西岸的一家圆珠笔厂，向工人请教圆珠笔芯伸缩的奥秘。但是，接待他的人以为他是同行，是来窃取情报的，对他十分冷淡。包起帆仍不死心，去公司开了介绍信，还是不管用。后来，他又几次登门求教，终于感动了圆珠笔厂的接待人员。当他们知道包起帆是为了搞抓斗发明，才希望弄懂圆珠笔芯的伸缩原理，别无他意时，接待人员才把“秘密”告诉了他。
包起帆如获至宝，立刻投入了紧张的发明之中。他和工人们在试验现场连续工作了3天3夜，连春节也是在码头上度过的。就这样，“单索抓斗”诞生了！只见两对平行的爪子，插进原木堆里，原木就顺势滚到抓斗里，起吊工轻轻起动单索抓斗，被夹得紧紧的原木，立刻就成捆成捆地从船舱里抓了上来。
一种新的抓斗终于在包起帆的刻苦钻研下诞生了。
传送带
现代工业的大规模生产主要依靠传送带。
亨利·福特设计了第一条大型“装配线”，用来大规模地生产著名的T型福特牌汽车（这种车是1908年开始生产的）。在大多数欧洲汽车还用手工制造时，专门为大规模生产安装的传送带是福特新建的汽车厂的心脏。它有1／5英里长，然而这种想法却是基于可替换的部件。可替换的部件可追溯到工业革命的初期。
1789年，美国教师惠特尼（轧花机的发明者）跟政府订了一项合同：在15个月内向政府交10000支滑膛枪。如果采取传统的方法，让造枪工人从头到尾一支枪一支枪地造，在15个月内要造这么多的枪是不可设想的。因此惠特尼想出了一个新主意，把造枪的工作化整为零，每一个工人都用一种连续的操作生产一种部件，而所有的部件都必须制造得很精确，能够互相替换。
在那时，它是一种完全新的系统，需要新的工具。为此，惠特尼设计了使工人便于使用锉刀的夹具，在适当的地方可钻多达12个孔的型板，使生产的工件不至于太长或太短的固定在车床上的机械止动器，用来铸造各种部件的铸模。惠特尼带了若干个袋子，每个袋子里装着10个同样的部件，到费城的财政局去，叫财政局的官员在每一个袋子里任意拿出一个部件来。他用这些部件当着这些官员的面装成了一支完整的枪。惠特尼证明这种系统是非常有效的。比能“很好地装配”更令人惊异的事情是，他用事实证明不用熟练的军械工人制造的部件，而是用半熟练的机械工人制造的部件，也能在很短的时间内装配起来。
对福特有帮助的另一个重要因素是皮带运输机的发展，这种机器在整个19世纪都在发展，主要是用来在港口运输大宗货物。利物浦在1868年安装了第一台大型的粮食传送机。而福特则用他的装配线把正在装配的汽车连续不断地从一个工人传给另一个工人。每一个有工具和部件的工人，必须在给定的时间内干完一件工作。工人不断地干活儿，工件不停地传送。
电学仪器设备
电流计的发明
1780年的一天，当伽伐尼（意大利波伦亚的一位医学教授）在自己的家里给学生们讲课的时候，他的妻子正在隔壁的厨房里用他的解剖刀来剥青蛙皮。她一边干活儿，一边听丈夫讲课，不觉听得出了神，手术刀从手里滑落到了放在锌板上的青蛙的腿上。青蛙突然急促地抽动起来，吓得西格萝娜·伽伐尼一声惊叫。伽伐尼教授急忙跑进厨房，看发生了什么事。经过一番研究之后，他立即向学生们宣布：“我有一个伟大的发现，发现了动物电——生命的本源！”
然而他并没有作出什么伟大的发现。他终生都坚持这种错误的看法，用死青蛙作了无数的实验，当然，什么也没有证实。然而这却使他的声名传遍了欧洲，使他的名字永远跟“电镀”、“验电器”和“电流计”这些术语联在一起了。帕维亚的伏打——一个比伽伐尼更伟大的科学家——正确地解释了这种神秘的现象。伏打说：抽动的青蛙并没有证明什么”生命的本源”，只起了电的导体的作用；解剖刀是钢制的，板是锌制的——这倒是更重要的因素。伏打指出，用一个潮湿的导体把两种不同的金属隔开时便会有电流流动。青蛙大腿的抽动只表明有电流存在。伏打在这个发现的基础上发明了第一个电池——伏打电堆。然而伏打电堆产生的电却被荒谬地称为“伽伐尼电”。
那是1800年的事情，从那以后，科学家们就有了一种供做实验用的有效电源。长期以来，他们一直怀疑电与磁之间存在着某种关系。1819年，丹麦物理学家奥斯特偶然发现，把一根有电流通过的铁丝拿近航海罗盘时，罗盘的指针会猛烈摇摆。由电流产生的这种磁效应，成了一种用来测量低压电流的仪器（电流计）的基本原理。
19世纪20年代，电流计被各种研究人员发展成了各种各样的形式，并为德国格廷根天文台台长高斯首先用来派上实际用场。1832年，他发明了最初的电报 （虽然法国科学家安培在此之前已提出了这种想法）。高斯利用靠近电流的磁针会偏转的现象，通过一根铁丝把信号从家里输送到天文台。这种电流计称为动磁式电流计。然而现在应用得最广泛的却是动圈式电流计或镜式电流计。它由一个用细金属丝紧密地绕成的一个线圈组成，线圈悬于一个磁场中。当电流接通时，施于线圈上的“转矩”为悬置导丝的“扭力”所平衡，偏转角的测量由装在线圈上的一面镜子的方位、一盏小灯和能读出电流单位 （安培数）的表来进行。
1866年在欧洲和美洲之间敷设第一条激动人心的永久性电报电缆时（在1858年曾敷设过一次，但是失败了），镜式电流计起了决定性的作用。杰出的英国科学家汤姆孙教授——后来称为开耳芬勋爵——在敷设电缆的船“伟大的东方号”上利用电流计来不断地检测流经电缆的电流（如果有电流的话）的大小。横跨大西洋的海底电缆有2500英里长，从电报信号转变成的电流，从大西洋的彼岸传到岸上时，当然已经是非常微弱了，因此，汤姆孙设计的是最灵敏的电流计。他使用的记录器叫“虹吸记录器”，包括一根极细的玻璃虹吸管，黑水由于毛细作用可在管内流动，把到达的信号记录在纸带上。拾取信号的电流计本身由一个用极细的金属丝绕成的线圈组成，线圈悬置于一个马蹄形磁铁的两个磁极之间。没有汤姆孙的虹吸记录器，要在这两个大陆之间保持可靠的电报服务，而且保持了这许多年，简直是不可能的。
蛙腿的启示
意大利波洛尼亚大学解剖学教授伽伐尼有一个设备完善的实验室。室里有许多标本、解剖用具；还有像起电机、莱顿瓶等电器设备。伽伐尼早年学习神学，后来学医，成为人体、疾病和治疗方面的权威学者。
1786年的一天，伽伐尼指导学生解剖。有一位调皮的学生没有认真地做实验，反倒对旁边的起电机发生了兴趣，他趁教授不注意的时候摇起了起电机，突然啪的一声起电机和盛蛙腿的铜盘打出一个大火花，把这个学生吓了一跳。伽伐尼和同学们都转过身来，但是此时一个更奇怪的现象引起了大家的注意，摆在金属盘里的蛙腿随着电击抽动了一下，教授的眼睛瞪大了，他顾不上批评这位淘气的学生，而让他从新摇动起电机，全体同学都注视着那个蛙腿，啪的一声铜盘上又打出一个大火花，蛙腿随着电击又抽动了一下，学生们你看我、我看你地议论纷纷。
伽伐尼走过来，用解剖刀的刀尖翻动一下蛙腿打算探个究竟，此时蛙腿像活了一样忽然又跳动了一下，这可又使伽伐尼大吃一惊，他用颤抖的手又触动一下蛙腿，果然又引起蛙腿肌肉的抽搐。实验课再也不能正常地进行下去了，同学们都回到自己的桌子上用解剖刀去触动蛙腿希望能看到同样的现象，不过有的学生能使蛙腿抽动。有的则不能，课堂里像开了锅一样，同学们在实验室里跑来跑去，伽伐尼也顾不上去管学生，只是满腹疑惑地用解剖刀去触动蛙腿，直到下课铃声响。
尽管伽伐尼不明白其中的道理，但是他像一切科学家一样不放过任何偶然现象。他花费了11年的工夫去研究这件事。
有一天，伽伐尼用铜丝勾住蛙腿把一些蛙腿挂到阳台的铁栏杆上去晾干，一阵微风吹来，蛙腿在栏杆上荡来荡去，伽伐尼发现蛙腿每次碰到铁栏杆时都要抽搐一下，这个偶然事件又引起他的思考。他目不转睛地注视着这个怪现象。忽然产生了一个念头：蛙腿的电是来自大气中和生物体中，但是这是一个错误的结论。
有一个最不肯接受“生物电”的人就是伽伐尼的同胞意大利帕维亚大学的物理学权威伏打，伏打的性格比较内向，幼年时是一个十分安静的孩子，他4岁才会说话，家里人曾认为他智力迟钝，但到了7岁，他就赶上并超过了其他学生，14岁时就决心当一名物理学家。因此，伏打从小养成了善于思考和不盲从的习惯。伏打在戳蛙腿时注意到，只用一种金属或不用金属时蛙腿是不抽动的，只有两种金属同时存在的时候，蛙腿才会抽动。这个现象伽伐尼已观察到了，但是并不理解，这个现象却引起伏打的深思，他觉得似乎真理就在这里面。
伏打用两种金属制作了一根弯棒，一头是钢，一头是铁，中间连在一起。他把一头放在嘴里、另一头靠在眼睛上，当金属棒和眼睛接触的一瞬间，眼睛里有一闪的亮光。如果是同一种金属做成的棒就不会有这种现象。还有一次他用舌头舔着一个金币和一个银币，当用一根导线把金币和银币接通时，舌头就会尝到苦味。这些现象伏打认为都是电造成的。而不是生物特有的，但是，电是从哪里来的呢？
他想可能是从两种金属加唾液来的。唾液是一种复杂的化学物质，它能使金属生锈，在这种化学反应中会不会产生电呢？
他在两种金属片之间夹上一层饱含盐水的布片，电立即加强了许多倍！而且能输出稳定的电流。
“成功了！”
伏打高兴极了。
“是化学反应！化学反应产生了电，蛙腿的抽搐只是对电的检验，起了验电器的作用。”
他明白了腿蛙抽动的真正原因：腿蛙中含有水和盐类，钢制的解剖刀和铜盘是两种金属，当两种金属中间有盐类物质的时候就会产生电，与蛙腿本身无关。不用蛙腿换一个别的方法也能检验化学反应产生的电流。
伏打进一步实验，他用了铜片和镀锌的铁片交替放置，中间再用一层层在盐溶液里泡过的布片隔开，制成了一种称为“伏打电堆”的东西，这就是现代电池的原形。
电池后来又经过许多科学家的改进，1887年，英国人赫尔森发明了第一块干电池，使电池便于携带，干电池中的电解液是一种黏稠状的物质，所以液体不会溢出。
从电变磁到电磁铁
19世纪初期，丹麦物理学家奥斯特在对伏打电池改进时，曾对电流做过各种研究，还特别研究了电与磁之间的关系。
有一次，他在试验中发现当电流流过铜丝时，放置在铜丝旁边的磁针产生了哆哆嗦嗦的抖动。奥斯特感到很惊奇，不知磁针为什么会摆动。于是，他重复进行试验，以查找磁针抖动的原因。
他将磁针平行地放置在铜丝下面，当铜丝中有电流通过时，磁针确实发出厂摆动；而当把磁针平行地放在铜丝上面，并给铜丝通电时，磁针又向相反的方向摆动；当磁针与铜丝很接近时，磁针摆动的角度最大，达45°；而在磁针逐渐离开铜丝时，磁针摆动的角度也随之逐渐减小。
接着，奥斯特还用铁丝、黄铜丝代替铜丝进行同样的试验，但所得结果也是一样的。随后，他又在磁针与铜丝之间放置玻璃板、水和木板等，进行仔细观察。尽管如此，磁针的偏转摆动仍然不变。
奥斯特对这些试验进行了分析研究，得到了这样的结论：当电流流过导线时，在导线附近产生了像磁铁那样的磁性，即电流也具有和磁铁一样的磁力。1820年，他发表了这一研究成果，引起学者们重视与注意，也为电磁铁的发明揭开了序幕。
后来，法国物理学家安培根据奥斯特的发现作了更深入的研究。他在试验中发现，在两条平行的铜线中，如果流过方向相反的电流时，就会看到两条铜线互相吸引而靠近；而流过方向相同的电流时，两条铜线相互排斥而远离。安培还通过这个试验建立了电磁学计算中最常用的公式，即人们常说的安培定律。但更为重要的是，安培得到了这样独到的见解：用通过电流的线圈完全可以代替磁铁的作用。
除安培外，当时的法国科学家盖吕萨克也对奥斯特的试验进行了研究。他也制作了像安培那样的线圈，并在线圈中挂了一枚钢针。当电流通过线圈时，他发现钢针竟被磁化了，变成了永久磁铁。
到了1825年，英国人斯特金用软铁棒代替放在线圈中的钢针做试验，结果软铁棒也变成了和钢针一样的磁体。但当切断电流时，和钢针不同的是，软铁棒却未能变成永久磁铁。斯特金觉得挺有趣。他想，如果将流经线圈的电流交替地接通、切断，有电流时软铁棒即有磁性，而切断电流后软铁棒的磁性就消失，这不正好符合人们所需要的那种“通电变磁铁”吗！于是，他深入钻研，终于发明了电磁铁。
斯特金发明的电磁铁，是将软铁棒做成U字形，即我们平常说的马蹄形，然后涂上清漆，再在上面绕上18圈左右的铜线。
当斯特金制成电磁铁后，美国青年学者亨利给予了很高的评价，并对斯特金的电磁铁进行了改进。亨利不是在软铁棒上涂清漆，而是往软铁棒上绕绝缘导线，这样制成的电磁铁有更强的磁力。
电磁铁发明后不久，发电机和电动机便相继问世，它们都采用了U形电磁铁作为主要组成部分。由此可知电磁铁发明的重要意义了。另外，现在许多电磁式仪表，以及速度达到每小时几百千米高速磁悬浮列车等，也都是电磁铁的“用武之地”。因此，电磁铁还有着灿烂的发展前景。
法拉第发明了变压器
爱迪生发明了电灯，但是有一个问题使他很为难。因为，当时输电距离不能超过3千米，电流沿着电线走得太远以后，电压下降，不能把电灯点得雪亮，只能发出黄晕的光甚至不如煤气灯。
如果提高输电电压，靠近发电机的电灯就会被烧毁，为了解决这个难题，爱迪生在大约方圆3千米的区域内，就建一个冒着浓烟、隆隆作响的发电厂。居民常常抱怨发电机发出的噪音、震动和烟尘，但是，为了解决越来越多的需求，爱迪生还是投资建厂。
正当爱迪生计划建立大量的发电站的时候，因发明空气制动器发了横财的威斯汀豪斯察觉爱迪生的方法存在着很大的局限性，他不断地思考用什么更好的办法输电，恰好这时候他得知，法国的化学家和物理学家哥拉尔在1882年发明了变压器，这为他解决这个问题提供了一把钥匙，他立即购买了他的专利。
变压器的原型应该是法拉第发明的，他曾经做过一个实验，就是把两组线圈绕在同一个软铁环上，当在一个线圈内通电的瞬间，会在另一个线圈上感应出电流来。断电时也会感应出电流。但是当稳定的直流电通过时，另一个线圈中什么电流也没有。只有通以交流电，另一个线圈中才可以不断地感应出电流来。
这种大小和方向不断变化的电流，叫交流电。虽然电流大小在变化，但是对点电灯是无妨的，因为电流瞬时间断，灯丝还没有来得及冷下来，又接通了，电灯一点也不会闪烁。
但是，当威斯汀豪斯买来了专利后发现，变压器的毛病百出，只好又组织专门的班子进行研究。
1885年，正式成立了威斯汀豪斯电气公司，第二年春天就实现了用3千伏高压输电6．4千米的输电网。
新成果立即引起了大家的重视，公司的生意日益红火，威斯汀豪斯并不以此为满足，他得知在爱迪生的研究所里有一个叫特斯拉的年轻人，对交流电动机很有研究，就专程到纽约去拜访。特斯拉出生于克罗地亚，在匈牙利格拉茨大学学习工程学，后来移居美国。
特斯拉是一个脾气有些古怪的人，他和爱迪生之间有些矛盾，后来特斯拉终止了与爱迪生的合作，威斯汀豪斯用100万美元的代价买下了特斯拉的40多件专利，以借助他的新技术发展交流电动机。
爱迪生对这悄悄兴起的对手大为光火，于是掀起了一场诋毁交流电的宣传战，他花了数千美元组织了新闻、杂志和广告画，向外界宣传交流电的可怕，威斯汀豪斯也不甘示弱，舌剑唇枪地给以回击，但是，他没想到，纽约的法庭决定用交流电来执行犯人的死刑，还说只有交流电才有把人很快电死的效果，这是爱迪生做的手脚，对威斯汀豪斯是一个致命的打击。
为了抵消电椅的冲击，威斯汀豪斯盼望着有一个国际会议，恰好在芝加哥举办纪念哥伦布发现美洲400周年的国际博览会，作为会上的精品之一，就是点燃25万只电灯，威斯汀豪斯不惜血本以极低的价格竞争承担这项工程。1893年5月1日，数万支灯火在夜幕下光耀夺目，蔚为奇观。
在会上，尼亚加拉大瀑布建筑公司的经理拟建一座水电站。但是这座水电站远离城市，他看到威氏在展览会上的成就之后，就决定由他来承担这项任务。这件事也只有用交流电和变压器才能完成。
1892年，爱迪生通用电气公司由于直流电的主张而遭到惨败，公司责令爱迪生退出公司，并去掉爱迪生3个字，改名为通用电气公司，又向威斯汀豪斯公司提出和解，两公司修好，共同使用技术成果，而爱迪生则从此不能经营发电事业了。
现在任何一个街头上都可以看到变压器，发电厂发出的电先升高电压到几十万伏，输到城市后再把电压降下来，这样大大地提高了输电效率，降低了损耗。升高和降低电压都离不开变压器。
看不见的热
1946年的一大，美国雷西恩公司的一位名叫珀西·斯潘塞的工程师正在全神贯注地做雷达起振的实验。忽然，他的同事看到他胸前的衣兜上渗出暗黑色的血迹，就慌忙地说：“你受伤了，上衣袋那儿渗出血了！”
珀西用手一摸，湿糊糊的，脸色立刻变得煞白。可是这时他突然明白了，上衣袋里的巧克力糖融化了，真是一场虚惊。
珀西换了一件干净的衬衣又继续工作，但是巧克力糖为什么会融化？
珀西正在研究25厘米雷达电波在空间分布的状况。此时雷达天线正在发射着强大的电波。
是不是雷达波的作用。忽然，脑子一亮，他想通了，一定是微波的作用。人们知道，世界上的物质都是由带电粒子组成的。电磁波是变化的电场和磁场组成的。电磁场的方向不断地变来变去，带电粒子跟着转来转去，产生热量，巧克力便融化了。
这件事情引起他的极大的兴趣，他想这种加热方式和传统的加热完全不同。当我们在锅里煮一个鸡蛋或一块肉的时候，热量是从外面慢慢传进去的。外面的蛋清已经煮老了，里面的蛋黄还没有太热，为了把整个鸡蛋煮熟，就要延长加热时间而浪费许多热量。如果用雷达波加热食物，每一小部分都在电磁波的作用下同时热起来，并不需要热的传导，因此非常省时。想到这里，珀西立即动手制作了一个用雷达波烤肉的灶具。第二年——1947年珀西所在的雷西恩公司就制造出一个微波灶。
微波灶加热食物快，而且只对富含水分的食物起作用，而盛食物的瓷盘子却不会被加热，当你从微波灶中取食物的时候，一点也不用担心被盘子烫着手。
美国哈维实验室正在研究一种拆除原子能反应堆混凝土建筑的方法，由于有放射性不允许扬起一点灰尘，科学家想到了用微波加热混凝土中含的水分，水在变成水蒸汽的过程中膨胀，就会使混凝土炸开，在此过程中不会产生任何灰尘，这些微波又变成科学家手中的工具。筑路时，工人常常为融化沥青而苦恼，沥青的浓烟造成污染，在运输过程中又要保温。所以筑路工人宁愿在炎热的夏季铺路，如果使用微波加热沥青就可省去这些麻烦。
微波还是战胜癌症的利器。有一次有一个癌症病人高烧不退，家里人已经为他准备后事了。但是，在高烧退去后，病人的癌肿竟完全消失了。这件怪事引起了医学界的重视，经过研究发现癌细胞比一般的正常细胞对热更敏感，高烧杀死了癌细胞。这就是高烧后在癌症病人身上发生的奇迹。
不过温度的控制是十分重要的，不然就会损坏正常的细胞。1975年德国科学家佩蒂克大胆地使用了一种全身麻醉加热的方法。他把麻醉后的病人放到50摄氏度的石腊液体中，同时让他吸入高温气体，使体内达到41. 5～41．8度，据说治愈了很多肿瘤病人。
有的癌肿要更高的温度才能杀死。例如：热死脑癌的温度阈值是43．5摄氏度。但是人体不能长期处在这样的高温下，应该有一种局部加热的办法才行。科学家又想到以微波灶的原理。也不能把整个人放在微波下烘烤，那是非常有害的。不过微波天线可以做得很细很小，然后把它送到有肿瘤的部位。现在制成了一种极细小的微波发生器可以从口腔中送到食道里，这种微波发生器可以把食道中的癌细胞杀死，使堵塞的食道畅通。不必实行大手术。对于前列腺肿大也可以用类似方法治疗。
还可以把极细的微波发生线圈送到血管里就可以烧去血管管壁的多余物质，使血管内壁变得光滑和富有弹性，目前在许多医院里已经可以进行这种手术了。
对于微波加热，过去人们认为，微波只能加热含水的东西，对于不溶于水的有机物质是无能为力的。但是加拿大的科学家发现，微波可以使一些有机物之间的化学反应速度提高1200多倍，这引起科学家极大的兴趣，并由此得到一系列的新成果。
微波的另一个妙用是用它来传递能量。
据说从前美国驻某国大使馆的工作人员经常感到身体不适，却又查不出什么病来，也许是水土不服吧！于是大使馆的工作人员轮流定期回国休养。后来由国内派来的电子专家进行使馆内的例行公事检查的时候，发现有一束微波每天定时照射这个大使馆，大使馆的工作人员由于受到过多的微波照射才影响了健康。
但是，为什么总有一束微波来照射这个使馆呢？
电子专家发现，大厅的一个木雕雄鹰是微波照射的目标。这个雕像是美国的象征，是这个国家为了表示友好送给美国大使馆的，送来后就一直挂在这个会议大厅里。
拆开木雕才发现，里面有一个窃听器。这个窃听器没有电源，它的能量是由一束微波送来的。当微波束照射这个木雕像时，窃听器便开始工作，并把大厅中的声音由一束微波送回去。这种设计真是太妙了。
如果把这个思想用到空中飞行的飞机上，飞机就可以从地面射来的微波束中得到能量。1987年9月第一架无人驾驶的微波飞机在加拿大渥太华郊外的上空悠然自得地盘旋，它的能量来自飞机肚子下面的圆盘天线，一个像电话亭大小的发电机组把能量通过微波送上天空，飞机接受到微波后，再转化成电力驱动螺旋桨。因此这种飞机可以不用着陆不用空中加油持续不断地环球飞行。不过要每隔一二百千米设一个微波发送站。
人们最感兴趣的是，有朝一日用微波的能量把航天飞机送上太空。用火箭发射时，大量的能量浪费在火箭本身上，只是一个航天飞机没有多重，用微波发射可以节省20倍的经费。
预计在下个世纪人类将在月地之间建立一个大型太空城，太空城由于能充分利用太阳能来发电，所以向地球出口的贸易中电力占主要成分，向地球输送电能的最好方法是通过微波束，当然如果飞机或生物穿过微波束的时候会受到严重损害，不过地球上有许多荒无人烟的沙漠，在那些地方建立微波接收站就可以避免意外事故的发生。
科学家对于微波各个角度的思考，产生了非常不同的发明。这种思维范例值得我们学习。
燃料电池
有时一种新的技术思想是“一个尚未出现的问题的解决办法”，事情常常是在找到解决办法后不久问题就出现了。燃料电池就是这样。
有3种产生电或贮存电的基本方法：一种是靠发电机，一种是靠电池，一种是靠蓄电池。第4种方法是靠燃料电池。燃料电池的历史可追溯到戴维爵士。在上世纪初期，戴维在作电解实验后提出，当电流通过水时，它会把水分解成组成水的氧元素和氢元素。后来，在1842年，另一个叫格罗夫爵士的英国科学家，成功地逆转了这一过程，即是说，通过氢和氧这两种气体互相反应的方式产生了电。然而用这种方式产生的电却是微不足道的，“电解反应的逆反应”的想法由于这个原因被埋没了达90年之久。
但是到1932年，一个叫培根的英国剑桥的年轻化学家开始从新的角度来看这个问题。27年之后，他演示了自己的“燃料电池”。实际上它是由一个电池组构成，每个电池都有两个电极，电极是用镍粉压制的多孔平板做成的；电池悬在40％的氢氧化钾溶液中，在每平方英寸数百磅的压力下和摄氏数百度的温度下输入氢气和氧气。结果获得5千瓦24伏的电流，可为一把圆锯或一个焊接装置提供足够的动力。这个结果是令人鼓舞的。可是培根希望燃料电池的效率最终能提高到80％，即是说，一磅气体能产生一千瓦时以上的电力。
具有巨大研究能力的一些大公司在美国开始从事这项研究。通用电气公司为了便于汽车上使用而成功地精简了燃料电池的组装，而且有一辆用1008个燃料电池和一台电动机作动力的拖拉机已试验成功。它使用丙烷和氧，产生15千瓦的电，足以拖动一个犁。克莱斯勒公司制造了一辆燃料电池汽车，车上有4台电动机，每一个车轮上装一台，因此无需齿轮箱、传动装置、差动装置、主动轴或后轴。俄国人也在进行类似的研究。若要没有噪声、不排放污染物的汽车，从现在看来，解决这个问题显然是要使用燃料电池。
然而燃料电池的首次实际应用，则是用于美国的卫星，在卫星上为无线电发射机提供用电。要研制用燃料电池提供动力的经济电动小汽车或货车，还必须做大量的研究工作。甚至可以用燃料电池来建立小型发电站为工厂和局部地区提供用电。在遥远的将来，我们可能会有用燃料电池作动力的火车或轮船。
光学仪器设备
激光器
激光的出现是本世纪60年代最重大的科学技术成就之一。它以其高亮度、高方向性、高单色性、高相干性等突出特点，得到了广泛的应用，并在科学技术的许多重大领域开辟了新的生长点，引起了革命性的变化。
1916年，爱因斯坦发表了《关于辐射的量子理论》一文，首次提出了受激辐射的概念。按照这个理论，处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用，将转变到低能态，并产生第二个光子，同第一个光子同时发射出来，这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大，而且是相干光，即两个光子的方向、频率、位相、偏振都完全相同。
随着量子力学的建立和发展，人们对物质的微观结构及其运动规律有了更深入的了解，微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等也得到了更有力的证明，这就在客观上更加完善了爱因斯坦的辐射理论，为激光的产生奠定了理论基础。40年代末，出现了量子电子学，它主要研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用，并从而研制出相应的器件。这些理论和技术的进展，都为激光器的发明准备了条件。
1951年，美国物理学家珀塞尔和庞德在核感应实验中，把加在工作物质上的磁场突然反向，结果在核自旋体系中造成了粒子数反转，并获得了每秒50千赫的受激辐射，这是在激光史上有重大意义的实验。
1954年，美国科学家汤斯和他的助手戈登、蔡格一起，制成了第一台氨分子束微波激射器。这台微波激射器产生了1.25厘米波长的微波，功率很小，但它成功地开创了利用分子或原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例，因而具有重大意义。差不多与此同时，苏联的巴索夫和普罗霍洛夫以及美国马里兰大学的韦伯，也分别独立地提出了微波激射器的思想。
由于微波激射器的成功，使人们进一步想到，如果把微波激射器的原理推广到光频波段，就有可能制成一种相干光辐射的振荡器或放大器。生产和科学技术发展的需要，也推动科学家们去探索新的发光机理，以产生新的性能优异的光源。
1958年，肖洛与汤斯将微波激射器与光学、光谱学的知识结合起来，提出了采用开式谐振腔的关键建议，并预言了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同一时期，巴索夫、普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。
1960年7月，美国青年科学家梅曼成功地制造并运转了世界第一台激光器。工作物质用人造红宝石，激励源是强的脉冲氙灯，它获得了波长0.6943微米的红色脉冲激光。
第一台激光器问世以后，激光发展很快，短短时间里就出现了许多不同类型的激光器。1961年、1964年，先后制成钕玻璃激光器和掺钛钇铝石榴石激光器，它们和红宝石激光器都是迄今仍被大量应用的固体激光器。
1960年底，贝尔电话实验室的贾万等人制成了第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年，有3组科学家几乎同时发明了半导体结激光器。1966年，又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外，还有输出能量大、功率高，而且不依赖电网的化学激光器等。
由于激光器的种种突出特点，因而很快被运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。比如，利用激光集中而极高的能量，可以对各种材料进行加工；激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段，已在医疗、农业上取得良好的效果；激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外，各种激光武器、激光制导武器已投入实用。今后，随着激光技术的进一步发展，激光器的性能和成本进一步降低，其应用范围还将继续扩大，并将发挥出越来越重大的作用。
纤维镜
能够拐着弯进行观察的显微镜，是研制成功比头发还细若干倍的玻璃纤维后出现的一种奇妙的仪器。
研制纤维镜碰到的第一个问题，是制造形状像鞋带一样的镜子，而且要有自己的光源。把有一定折射率的玻璃裹在一根折射率不同的玻璃棒上，就可能满足全反射定律，换句话说，光就会沿着它们来回传输而没有损耗。这样，不管距离多远，要拐多少弯，人们都能从外面看到“内部的情况”。
最大的困难是制造极细的玻璃纤维，细到能把一束玻璃纤维插进人体内的孔道中，插进用于皮下注射的针中，或者通过防漏密封观察一台正在工作的机械的内部情况例如观察一个核反应堆的内部情况。玻璃纤维有两种：一种传输“相干”光，在目镜处产生图像；另一种传输“非相干”光，传到内部以照亮目标。被照着的东西通过形成两种光束的形式，在目镜或摄影机上形成影像。
英国的原子能局，还有较晚近的兰克组织，已率先进行这方面的发展工作，到1965年已开始生产25微米 （1微米等于0.001毫米）的玻璃纤维。
若干美国公司，最著名的是宝雪龙公司，一直致力于研制更细的玻璃纤维，结果研制成功了15微米的玻璃纤维。宝雪龙公司的纤维镜最初是在工业上用来做检查工作（由于它发出的是冷光，所以适合于用来检查燃料箱的内部）。美国心脏收缩镜公司给玻璃纤维消毒获得成功，这就为医学上的应用开辟了广阔的前景。支气管镜 （让患者吞下）和胃镜（用来检查胃）通常都是7微米粗的玻璃纤维束。但是，在未能用相机拍照之前，用于研究和发展的数百万美元是收不回来的。
光电池
1817年，瑞典化学家柏济力阿斯发现了一种新的、他叫做硒的元素。硒是一种非金属，在地球上分布很广。很久以后，人们才发现硒适合作电阻用，例如、爱尔兰沿海的巴伦西亚岛上的电缆站就曾用它作变阻器。在这里，一位名叫梅的工程师注意到一个奇怪的现象：电流通过太阳下的硒棒比通过夜晚的硒棒要自由得多。
梅氏虽然在1873年作出了上述发现，但同样未曾即时应用（尽管在1883年，早期的电视先驱者—一德国工程师尼普科夫，在发明用来扫描电传图像的著名的“尼普科夫扫描盘”时，根据硒的这种性质研制出了图像传输系统。几年以后，第一位产生和接收电磁波的赫兹，对所谓的“光电”现象进行了一些研究。最后发现电子的汤姆孙提出了一种理论，说有的物质会由于有入射光而发射电子。再晚一些，爱因斯坦把量子理论应用于光电现象，说明了为什么只要光一投射在硒的灵敏的表面上，它就会开始发射电子，电子速度为什么取决于光的波长。
1902年，第一次开始了光电现象在技术上的应用，当时的德国物理学家阿瑟·科恩研制成功了一种有效的传真电报系统。大概就是他发明了作这种用途的一种重要的光电池：一个小的高真空的玻璃电池，除了可以进光的一个狭小“窗口”外，内壁都涂上了某种碱金属。电池里面只有一个薄金属环；这只环和碱金属涂层保持负电位和正电位。当光照到涂层上时，它就根据光的强度放出电子，金属环则吸引电子。这样就产生一个容易放大的弱电流。在科恩的传真电报中，是用一个光电池逐点照亮和扫描准备传这的静止图像，然后将已调电流传送到接收装置，在那里用图像的光值调制一盏灯，灯逐点、逐行地使滚筒上转动的光敏纸或底片爆光。这一系统目前仍用于有线传送或无线电传送图像。
这种类型的光电池叫做光电发射管。目前还使用另外两种光电池：一种是光电导电池，仍采用硒，用于自动开关路灯最有效；另一种是光伏电池，它包含两种物质，例如铜和氧化亚铜，中间夹一个专门制备的边界层。当光落在边界层上时，就会产生伏打电流。
各种各样的光电池已经得到了广泛应用，例如用于照相曝光表、防盗警报器 （在破门而入的人遮断一束看不见的紫外线时，警铃便会响起来）、工厂用的计数装置 （记录在传送带上通过的每一件货物）、色敏元件（能对不同波长的光作出不同反应，因而可以检查出某些水果或蔬菜，例如豌豆是否色正，是否应在装罐前剔出）等。
当然，光电池的最重要的应用是在电视中的应用（摄像机就是一个大的光电池）以及在录音胶片的生产和显示中的应用；在这些应用中，光电池把录音磁带上的讲话，音乐和音响变成胶片上的光学声迹，再把这种声迹还原成声音。在工业和科研方面应用光电现象的另一种仪器，是探测弱光的光电倍增器或电子倍增器；它是一个由一系列类似继电器的电极构成的系统，能把由于光的入射而释放的电子数量放大到容易测量的程度。
电器
发明时代
发明伽伐尼电地
1780年11月的一天，意大利生物学家伽伐尼教授正在厨房里做菜，今天他准备做的菜是烩蛙腿——这是一道传统的波洛尼亚名菜。教授是位解剖专家，操起手术刀来游刃有余，把一只只青蛙整治得十分妥贴。他的妻子柳契卡站在旁边看得津津有味。看着，看着，柳契卡也一时兴起，拿起一把小刀，用刀尖去拨弄一条蛙腿。刀尖触及到蛙腿外露的神经时，死蛙突然颤抖了几下。“啊呀，青蛙又活了。”伽伐尼赶紧走过来，他注意到离桌子不远的地方，自己的助手正在调试一架起电机。“会不会是起电机打火而产生的感应？”想到这里，伽伐尼产生兴趣了。他立即调试起电机，使它连续打火，但却看不出死蛙有什么反应。这时教授想起了富兰克林的话，大气中的电和莱顿瓶中的电具有相同的性质。于是他用铜钩把蛙腿挂在花园里的铁栅上，每当雷雨天气时，果然可以看到蛙腿会颤动。不过这种奇怪的颤动有时在大晴天里也可以看到，这又是为什么呢？伽伐尼百思而不得其解。
6年后，一艘英国船从南美把几条电鳗带到伦敦。电鳗是生长在南美的一种特殊的热带河鱼。当地土著人都知道在捕捉电鳗的时候会遭到它狠狠的一击，捕鱼人因此会身体灼痛、发热、发胀、发麻。于是土著人就利用电鳗的这种攻击来治疗风湿痛。这次由轮船带来的电鳗被放养在伦敦的水族馆里，引起了市民们的极大兴趣。有人去摸鱼的头部，尝到了攻击的滋味，这种滋味与莱顿瓶放电时给人的电击是一样的。后来，有位科学家让电鳗给莱顿瓶充了电，从此大家都相信了电鳗的攻击是一种动物放电现象。消息传到意大利，伽伐尼顿觉眼前闪过一道亮光。6年前的往事又历历在目。青蛙颤动的原因并不是起电机放电，也不是大气放电，而是在于青蛙体内本身就储藏着电。是啊！世界上有着各种各样的电：有摩擦产生的玻璃电和树脂电；有富兰克林发现的空中的电；还有我发现的动物身上的电，也就是动物电。想到这里，伽伐尼兴奋地高声背诵起德国哲学大师谢林的名言：“啊，电是宇宙的活动，宇宙的灵魂！”
为了证实自己的想法，1786年9月20日伽伐尼在一间密闭的房间里作了这样的实验：他用铜钩勾住蛙腿，平放在玻璃板上，再用一根细长的弯铁杆，一端去接触铜钩，另一端去碰蛙腿。果然看到了蛙腿会颤动。但是换一根玻璃弯杆去试验，青蛙却一点也不会动。这样就更证实了伽伐尼的设想，动物体内存在着“动物电”，金属弯杆只是起着一种传导作用。于是伽伐尼在1792年发表了《论肌肉中的电力》一文，向科学界宣布他对“动物电”的论述：“在紧缩现象发生时，有一种很细的神经流体从神经流到了肌肉里去了，这就像莱顿瓶中的电流一样……”
伽伐尼的研究成果立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬，大家推崇说这是科技史上一件有意义的大发现。
再说伽伐尼成名之后，到各地去演说，宣扬他的“动物电”观点。1793年某日，他应邀来到伦敦皇家学会的大厅作演讲。由于“动物电”学说是科学界里继富兰克林之后又一次爆炸性的新闻，所以大厅里掌声如雷，盛况空前。此时前排坐着一位中年人，虽然全神贯注地听演讲，但自始至终却一声不吭。此人是伽伐尼的同乡，名叫伏打，是电学界里一位新秀。他在几年前因为发明了起电盘而升为教授，两年前还被选为伦敦皇学家学会会员。今天见搞解剖的同乡伽伐尼在讲台上大谈电学，心里颇不服气。他想，死青蛙体内究竟有没有电，得让我回家后细细琢磨才知道哩！伏打回到家里，潜心研究了几个月，居然提出了一种新的观点。他认为：“蛙腿本身不放电，而是外来电使蛙腿神经兴奋产生抽搐，蛙腿只是起了个电流计的作用而已。电的真正来源是铜和铁两种金属的接触。”为了证实自己的观点，他只用一种金属来替换伽伐尼实验中的铜钩和铁杆，结果蛙腿一点也不会颤动。于是伏打认为伽伐尼在实验里发现的电流，不应该叫动物电，而应该叫“金属电”或者“接触电”。伏打的观点受到了电学家们的支持，而伽伐尼的学说得到了生理学家们的赞同。这两种学说之间的争论一直延续了几十年之久。
伏打是一个脚踏实地的人，他并不去理会众说纷纭，决心要让事实来说话。他闭门谢客，经过7年含辛茹苦地钻研，他在“接触电”的研究上取得了重大的突破。他发现了一种金属序列：铝、锌、锡、镉、铅、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯等。只要把两种金属接触，序列中排在前的金属带正电，排在后的金属带负电。这个序列称为伏打序列。更有意思的是用一根导线把两片不同金属片联起来，再把两片金属片浸入到电解液里，线路里就会产生电流。
1800年6月26日伦敦的皇家学会演讲厅里又像过节般的热闹。这次轮到伏打在这里演示他的新发明了。只见伏打把17枚银币和17枚锌片，一片隔一片叠放起来，并在银币和锌片之间放了一层浸透了盐水的马粪纸。34片小圆片叠放起来有几十厘米高。然后他从顶、底两片金属片上各引出一根导线。令大家惊诧的是，这些天天都看到的银币和锌片叠放起来后，真的产生了电。伏打把两根引线的外端靠近时，响起了噼啪声、迸发出火花，引得大厅里发出阵阵掌声和赞叹声。伏打示意大家静下来说：“如果用30、40、50或者更多的银币和锌片来做实验，效果会更好。它产生的电击虽然不如莱顿瓶放电那样的强烈和激动人心，但它的优点却是莱顿瓶无法与之相比——它不需充电！只要我们去碰它，它就会产生电击，而且无论碰它的次数多么频繁……”伏打一边说，一边使两根引线不住地相碰，迸发出一连串爆鸣声，闪烁起一簇簇火花。使大厅里的观众热情高涨，欢声雷动。最后他提议把自己发明的电堆称为“伽伐尼电池”，以此来表达自己的感激之情。他说：“没有他的启发，我是不会获得今天的成就，我永远感激他，我们永远不可忘记他。”
几个月后，伏打带着他的仪器来到了巴黎，正当他在科学院演讲大厅的讲桌摆起瓶瓶罐罐、环环片片准备演讲时，突然一位全副武装的法国军官走上台来，在伏打耳边轻声说：“请等一下开讲，有人在休息室里要接见你。”伏打一看这架势，知道有大人物想见自己，心里有点忐忑不安。跟着军官来到了后台休息室，推门进去，只见一个小个子的将军向他立正敬礼。伏打定神一看原来是威名赫赫的拿破仑皇帝。只听拿破仑大声宣布：“你为科学事业干出了伟大的业绩，我宣布授予你侯爵封号，任命你为意大利王国的上议员。”拿破仑是识人才的，伏打的发明具有重大而深远的意义。伽伐届电池是世界上第一种可以控制的制造电流仪器，戴维就用这种电源发现了许多种元素，法拉第用它发现了电解定律，早期的电弧灯、电动机、电报等新技术都是用它来作为能源的。它对近代科学技术的发展有着巨大的促进作用。
伽伐尼电池的发明轰动了整个欧洲大陆，当时各类杂志都相继报道这种仪器，又有许多学者仿造和改进这类装置。俄国有个科学院院士名叫彼得罗夫，竟别出心裁地用4 200片金属叠起了一个伽伐尼电池的世界之最。可惜当时还没有“吉尼斯”记录，否则倒可以留下一个名字来。
发明蓄电仪器
看过电影 《巴黎圣母院》的读者，一定记得那座庄严宏伟的大教堂吧！这座建于12世纪从罗曼式过渡到哥德式的文艺复兴时代的建筑物，巨大的钟楼、拱形的大门、玫瑰花前装饰的圆窗和彩色的屋顶，一定给你留下了深刻的印象。教堂前有一片广场，整天是人声喧嘈，熙熙攘攘。
1746年4月的一天，阳光明媚。广场的四周围人头攒动，摩肩接踵，挤满了看热闹的市民。沿着“圣母院”正门的台阶上临时搭起了一个观礼台，台上坐满了达官显贵和皇室人员。台的四周旗帜华丽、鼓乐齐鸣。今天在这里既不是举行国庆典礼，也不是进行宗教仪式，大家来观看一场神奇的科学表演。
下午3时，表演开始了，在巴黎实验物理学校教师诺莱神父的带领下，700名身穿灰色长袍的修道士缓缓地步入了广场。他们手拉手地围成了一个长长的半圆圈，队伍大约有270米长。诺莱先向观礼台走近几步，鞠躬致礼并简述了他即将要进行的科学表演。他双手将一只玻璃瓶高高举起，说：“这瓶就是几个月来人们热衷议论的，具有巨大威力的莱顿瓶，下面我将使各位大人来亲眼目睹它的神威。不过这种巨大的威力并不是来自莱顿瓶，而来自莱顿瓶里储藏的电。电将是未来世界的主宰。”诺莱说完话，退回原来的地方，先用手摇玻璃球起电机向莱顿瓶充电，然后他让排头的修道士双手捧着瓶，排尾的修道士用手去握住从莱顿瓶中央引出的导线。只听得“噼啪”声响，700多名修道士同时遭到了一场电击，跳了起来，一个个吓得面如土色。这一惊心动魄的场面，使所有的观众都惊得目瞪口呆，小小的瓶子，看不见的电，竟然有如此巨大的威力，真是不可思议啊！
那么这瓶子是谁发明的呢？
事情要回到几个月以前。在荷兰这个美丽的鲜花之国里，西部有一座静谥的小城——莱顿城，她地处阿姆斯特丹和海牙之间。城里的莱顿大学是欧洲最古老，最著名的高等学府，它创建于中世纪。当时该校的物理教授名叫莫兴布罗克，从事着电现象的研究。那时候电学还算不上是一种学问，电现象的研究也刚刚起步。欧洲大陆的学者们造出了几种摩擦起电机，但是用起电机好不容易得到的电荷不过几分钟就会在空气中逐渐消失。能不能找到一种可以把电“储藏”起来的容器呢？这个难题常常萦绕在莫兴市罗克教授的心中。
一天他走进自己的实验室，见助手已经把仪器都安置好了：从天花板上用丝线水平悬挂着一根铁制的枪管，枪管的右边正好碰在起电机的玻璃球上。原来教授想用实验来证明从玻璃球上起得的电会沿着水平放置的枪管，从枪管的右边传递到左边。这时他脑里突然产生了一个灵感。他取过一根钢丝在枪管的左端绕了几下，再浸入一只盛了水的玻璃瓶里。他想枪管上的电荷也许会流过铜丝跑到玻璃瓶里得到保存。实验开始了，他原来是要用手接近带电的枪管，观察枪管与手指之间的电火花。做了几遍实验后，他觉得那只盛了水的玻璃瓶有点晃动，于是他用另一只手去托住瓶。忽然一声巨响，他被击倒在地，立即觉得手臂麻痛，比平时实验时受到的针刺般的灼痛要厉害不知多少倍。后来他在给朋友的信里说起这件事是这样写的：“忽然间，我的右手遭了猛击，全身好像触了闪电一样，玻璃瓶虽然很薄，可是没有破裂，手也没有因此移位，但是手膀和全身都受到了说不出来的影响，一句话，我想，这次我完蛋了。”
这次事件使教授意识到，一定是那只盛了水的玻璃瓶把起电机得到的通过枪筒传过来的电都储藏了起来，然后再突然释放，所以有如此巨大的威力。但他还不清楚究竟是瓶子，还是瓶子里的水，起到了保存电的作用。
虽然教授还一时未弄清楚这现象的来龙去脉，但是强烈的放电立刻引起了周围的好奇。消息传开来，一连许多天，闻迅赶来看热闹的人络绎不绝，其中不少人对电是一无所知，但闪电和爆鸣声给了人们追求刺激的心理以极大的满足，也给他们平淡的生活增添了欢乐。
消息传到了法国巴黎，诺莱神父饶有兴趣地反复实验，终于弄明白了是干燥的玻璃瓶可以把电保存起来。这样，电学史上第一只保存电荷的容器诞生了，由于这个瓶是由莫兴布罗克最早在莱顿城发明的，因此大家称它为“莱顿瓶。”
现在来介绍一下莱顿瓶的工作原理。在一只玻璃瓶的内、外壁上分别贴上锡箔。瓶里的锡箔通过链子与金属棒相连，棒的上端是一个金属球，瓶外的锡箔一般要接地。
大家知道，当一个孤立导体带了电之后，电荷是很容易跑散到空中去的，而现在就不一样了。当用一个带电体（设带正电）接触金属球时，瓶里的锡箔上就会带正电，由于静电感应的缘故，大地上会有一部分负电荷跑到瓶外的锡箔上，这时把带电体移去，内外锡箔上带的正、负电荷由于彼此相互吸引，都安分守己地留在那里，很长时间都不会跑散，好像组成了一个“家庭”。上述过程叫做莱顿瓶充电。
要使用莱顿瓶里的电时，只要把金属球上的引出线和瓶外锡箔的接地线靠近，就会产生火花放电。放电时，莱顿瓶的内外两种电荷互相中和，一直到瓶里不带电为止。
莱顿瓶发明后，一时有不少人来重复它的放电实验，甚至有人以此来做表演，维持生计。经常表演的节目有电杀小鸡、小鸟，使钢针磁化，以及用长距离的引线横跨江湖水面，进行长距离的放电。这些有趣的实验在客观上为电现象做了广告，吸引大众的注意力，也促使了一些有识之士投身到电学研究的事业中来。
莱顿瓶的发明给电学研究带来了方便。现在广泛使用的各类电容器很多是在莱顿瓶的基础上发展起来的，它们的基本原理是相同的。
发明起电机
假如你找来一根玻璃棒，用一种丝绸布把它摩擦一会儿，它就能把桌上的羽毛片或小纸屑吸起来，这是一种什么现象呢？现在大概连小学生也能回答，这是“摩擦起电”。
其实，人们很早就知道了摩擦起电。大约在2500年以前，古希腊有七位
“圣人”，其中之一便是著名哲学家泰勒斯，他是一个非常聪明的人。有一天，泰勒斯在家休息时，看到了桌上的一块美丽的琥珀，这是一种透明的淡黄色的石块，是古代的一种珍贵的装饰品。他就把它拿起来，并用自己的长袍反复摩擦，让它更加光彩夺目，然后再把它放回桌上。突然，泰勒斯发现桌上的一片小羽毛向琥珀移过去，最后粘到了琥珀上，他拿开羽毛，一松手，羽毛还是被琥珀吸过去了。泰勒斯惊喜万分，立即把家里人喊来，重复做了几遍，都发生了和上面相同的现象。后来泰勒斯又进行了其他一些有趣的实验，把羊毛和其他一些轻细的物体放在摩擦后的琥珀附近，发现这些物体同样都能被琥珀所吸引。
为什么经过摩擦之后的琥珀会吸引轻小的物体呢？泰勒斯当时还无法解释，但是他认识到这是一个很重要的现象，就把它详细地记录了下来。
我国古代对摩擦生电方面的发现和记载也是很多的。东汉初期 （公元1世纪时）的科学家王充就在他的著作《论衡》一书中写道：“顿牟掇芥”，
“顿牟”就是玳瑁，是一种跟龟很相像似的海洋动物的甲壳，“掇芥”就是吸引芥籽的意思，总的意思就是经过摩擦的玳瑁能够吸引一些轻小的芥籽。
世界上第一个认真研究这一现象的人是16世纪末的英国医生威廉·吉尔伯特。他是英国女王伊丽莎白一世的御医，除了具有高超的医道之外，他还以研究磁力现象而著称于科学史。他对泰勒斯的故事十分感兴趣，动手做了大量的实验，还特地在女王面前作了琥珀吸引羽毛的表演，吉尔伯特把这一现象称为“电”。“电”这个字的英文读音“Electricity”就是希腊文“琥珀”一词的译音，吉尔伯特第一个提出了“电”这个概念。
从泰勒斯发现摩擦琥珀可以起电后的2300多年的时间里，摩擦起电几乎成了人们获得电的唯一方法。随着时间的推移，欧洲人对自然界的兴趣越来越浓，他们不断地提出问题，例如琥珀经过摩擦可以吸引轻微的东西，那么摩擦得猛烈一点，吸引力会不会增加呢？琥珀会不会带上更多的电呢？摩擦起电促使欧洲科学家继续研究、继续探索。
世界上第一个发明摩擦起电机的人是德国（当时称普鲁士）萨克森的马德堡市市长格里克。虽然他是市长，公务繁忙，但是对自然科学研究还是投入了大量的时间和精力。他经常钻到那个现在称为实验室的房间里进行小实验，由于他长期地钻研，硕果累累，著名的“马德堡半球”实验就是其中之一。马德堡市民为了表达对他的敬佩，选举他担任市长达35年之久。
1660年的某一天傍晚，格里克又在他那个房间里做摩擦起电的实验。当他用手指拈住一块则刚摩擦过的琥珀时，好像听到了一点很微小的噼啪声。他觉得很奇怪，又连续做了几次，这时天已全黑了，当他再用手拈住它时，则又看到每一次噼啪声都伴有很微弱的闪光。他认为这声响和闪光可能是一部分电被释放出来了。但是由于这声音太轻，闪光也太弱，无法证实，如果要将这一实验继续进行下去，必须要有一块很大的琥珀，让它充上更多的电，然而大块的琥珀价格非常昂贵，格里克不得不转向考虑用什么物质来代替琥珀呢？他作了许多实验，最后试验成功，用硫磺代替琥珀做成了摩擦起电机。
格里克拿来一个有足球那样大的球状玻璃烧瓶，里面装满了黄色的硫磺碎块，用火加热到硫磺全部熔化，同时不断地向瓶里加进硫磺，直到烧瓶里充满硫磺溶液为止。然后向烧瓶正中插入一根圆木柄，待硫磺冷却以后，就把外面的玻璃烧瓶敲掉，这时就得到了一个比脑袋还要大的带有一个木柄的黄色硫磺球。格里克把硫磺球放在一个木制的托架上，使它可以自由转动，他用一只手握住木柄，使硫磺球绕轴旋转，另一只手按在球体上，随着球的不停转动，硫磺球表面就会因摩擦而生电，充满大量的电荷，这就是第一个经过摩擦而得到最多量电荷的器件。在电学历史上，格里克是第一个通过实验而观察到物体放电时发生的噼啪声和闪烁的电火花。由于电量大，火花也亮，即使在白天也清晰可见，他高兴极了，逢人就说，他要与人们共享这一喜悦。这就是世界上第一个摩擦起电机。
17世纪的欧洲科学家纷纷致力于制造起电机，他们想要进行的任何电学实验，都必须使劲地摩擦物体，然后才能进行各种各样的实验。当然依今天的眼光，这些实验真是太可笑了。如当时有一个人做了一个大轮子，在轮子上他装了许多像风车似的叶片，在叶片端头嵌上琥珀，他把自己家中的猫绑在轮子下面，随着轮子的旋转，一块块琥珀不断地摩擦猫背，于是猫背的毛皮就不断地因摩擦而闪烁着电火花。那时的人们就是用这种原始而又近乎荒唐的方法来获取少得可怜的电。
1709年，英国一个名叫霍克斯比的科学家根据格里克起电机的原理，制成了当时非常吸引人的玻璃球起电机。他用一个带柄的中间是空的玻璃球代替格里克用的实心硫磺球，当人的手按在旋转的玻璃球上时，球内部的空间区域就不停地闪烁着不明亮的电火花。电光透过透明的玻璃球壁，霍克斯比居然可利用它在暗室里读书、写字。这是人类历史上电气照明的前奏，霍克斯比的起电机还真可以说是世界上第一盏“电灯”呢？
到了1742年，苏格兰科学家戈登又改进了摩擦起电机，他用圆柱代替玻璃球，并提高转速，达到每分钟680圈，因此能产生强烈的火花，甚至可以杀死小鸟。1745年，戈登的同胞温克勒又把玻璃管安装在用脚踏板踩动的轴上，这样可用脚踏代替手摇，并用安装在弹簧上的皮革垫子代替干手掌摩擦玻璃柱。他用改进后的起电机在很多人的集会上表演，用产生的火花来点燃酒精灯，并且从人的手指上产生火花。
1882年，英国维姆胡斯创造了圆盘式静电感应起电机，其中两同轴玻璃圆板可反向高速转动，摩擦起电的效率很高，并能产生高电压。这种起电机一直沿用至今，在各中学的物理课堂上作电学演示实验时，就经常用到它。
摩擦起电机的出现，这种由人工产生的新奇电现象，引起了社会广泛的关注，不仅一些王公贵族观看和欣赏电的表演，连一般老百姓也受到吸引。整个社会都对电现象感兴趣，普遍渴望获得电的知识。电学讲座成为广泛的要求，演示电的实验吸引了大量的观众，甚至大学上课时的电学演示实验，公众都挤过去看，以至达到把大学生都挤出座位的地步。摩擦起电机的出现，也为实验研究提供了电源，对电学的发展起了重要的作用。
经过英国、德国几代科学家改进摩擦起电机，其效力和威力都有了很大提高，能够产生强大的火花。特别是能从人身上生出火花来，引起世人的惊奇，使促人们对电的本质、物质结构以及雷电现象等进行探索，从而促进了电学的发展。
探测电磁波
在一间遮得很暗的实验室里，靠屋角摆着一台电学仪器，上面两枚金属做的亮晶晶的小球，像两只瞪圆的眼睛，这是一台制造电火花的仪器，当把电源接通以后，仪器便会发怒般地嗡嗡作响，两个球之间不时地发出吓人的响声和闪光。在这两个导电的金属球旁边，再连上两处向外伸展的金属片，活像一个长着两只硕大耳朵的双眼怪。
在另一张桌子上，立着一个装在绝缘底架上的金属圆环，圆环的顶上有一个很小的缝隙，缝隙的宽度可以调节，一项人类久已盼望的秘密就要从这个缝隙上揭开。
一切准备就绪，实验者合上了电源开关，在嗡嗡作响的声音中两个金属小球噼噼啪啪地发出耀眼的电火花。为了不使眼睛被强光刺激，实验者转过脸去。因为他要观察对面圆环上的细缝，他紧张地注视着，仿佛在上面看到微弱的辉光，这是真的放电辉光，还是眼睛看花了？他揉了揉眼睛，把圆环上的间隙调小，再注意观察，此时辉光似乎亮起来，再调小一点，调小点，当两端碰到一起时，辉光消失了。现在不会有疑问了。在圆环的缺口上确实有徽小的电火花穿过。
这就是人类第一次通过实验有意识地探测到的一个电磁波信号。实验装置出奇的简单。实验者是德国优秀的青年物理学家赫兹。
这是1887年，此时赫兹只有31岁，恰好与麦克斯韦预见电磁波时的年龄一样。但是，麦克斯韦已逝世8年了。如果麦克斯韦还活着，他一定会被他笔尖下预言的电磁波被证实而感到无限欣慰。
赫兹是如何想起做这样一个实验呢？说起来也是一件偶然的事件引起的。
1886年春，作为卡尔斯鲁厄工科大学教授的赫兹，在给学生讲授实验的过程中发现，在一个电容器放电的时候，放在附近的一个线圈上突然飞出了一个火花。这件奇怪的事情引起了他的注意。
回家路上，沿着莱茵河畔，赫兹一面走一面思考这个问题：线圈能飞出火花来，说明里面有电，可是这电是那里来的呢？线圈上并没有连接着电池啊！
不过，不接电池的线圈里也能有电流，他想起法拉第的实验，当把一个磁铁插入或拉出线圈的瞬间，线圈中能产生感应电流，但是，当时并没有像法拉第那样去做上面的事情啊！赫兹又想到，如果在这个小线圈的旁边，另外有一个通以交变电流的线圈，也可以在它上面感应出电流来，这是变压器的原理，赫兹回忆实验时的情形，旁边也没有这样的线圈，只有一个充了电的电容器，放电的时候打了一个大火花。
赫兹抬起头来向美丽的莱茵河望去，河水在夕阳的余辉下泛着玫瑰色的涟漪，他望着那消失在远处的水波，突然闪出了一个念头：那电火花一定是电磁波引起的！他抓住这个念头继续想下去，麦克斯韦曾经用理论计算证明，在电容器放电的时候，剧烈变化的电场可以产生变化的磁场；反过来，变化的磁场又能产生变化的电场，变化的磁场和变化的电场“手挽手”地离开了产生它们的地方，形成电磁波，电磁波能像激起的水波纹一样向外传播，不过这只是理论推导，还没有人真正的看见过电磁波。他想，如果电磁波的“波纹”传到小线圈处，那里便有了变化的电磁场，对！就是这样，不断变化的电磁场就好像是一只看不见的手，把“磁铁”在线圈里抽来抽去，从而感应出电流来，于是闪现出火花！
想到这里，赫兹特别高兴，因为柏林科学院最近对研究电磁场的工作提供了一笔奖金，他的老师亥姆霍兹建议他从事这方面的研究。他却不知道应该从什么地方开始。这个意外的实验鼓励了赫兹，他决心去摘取柏林科学院的悬赏课题。
为了产生更加强大的电火花，他使用了一个能产生很高的交变电压的感应圈。在感应圈的两极上装了直径为30厘米的锌球，从锌球上又引出两根铜线，在铜线中央形成 3/4厘米的火花间隙。
接收器是用粗铜线弯曲成半径为35厘米的圆形作成的，并留有极小的火花间隙。这样就出现了本文一开始的实验场面。
早在人类出现以前，不！在地球诞生以前，在宇宙开始时，电磁波就存在了，只是过去不为人们所知，当你收听无线电广播的时候，如果天空中突然打了一个闪电，你会立刻从收音机里听到咔嚓一声，电视机的荧屏就会闪动一下，这。都是由于接收到了闪电发出的电磁波，电火花产生电磁波也可以通过拉动电灯开关来证明，当你开灯关灯的时候，在收音机和电视机上也可以看到同样的现象。
赫兹实验中使用的火花发生器，按现在说就是一个“电台”，圆环的作用则跟电视机上的天线一样，只是没有电子放大电路，所以赫兹在圆环上留下一个小缝，以便用跳过的火花来判断天线中是否接收到了信号。
赫兹是一个训练有素的科学家。他不仅仅满足于观看到的小火花的产生，而且对电磁波的性质进行了系统的、深入细致的研究。
他想，如果真的是电磁波，它应该具有波的一切特性，例如水波，它在传播的过程中有反射、折射、干涉、衍射等波的特征。那么，电磁波具有波的这些特性吗？！电磁波看不见摸不着，研究起来的困难就大得多了，赫兹是一个很有才华的年轻人，他把理论与实践接合起来。他不是盲目的进行实验，而是先经过严密的计算再进行实验的验证。他使用一块边长为60厘米的正方形的铜板和一个同样的金属框，计电磁波进行反射、干涉。他发现了，电磁波确实具有一切波的特性，并且需要一定的传播时间。
赫兹最后得到的结论是：在空气中确实存在着以有限速度传播的电磁波。1888年2月2日，他向柏林科学院报告了这一个结果。
实验是在静悄悄的实验室里进行的，对于科学界的轰动却是巨大的，它有划时代的意义。麦克斯韦天才的预言，在26年后终于被同样大才的实验证实了。这简直比海王星的发现更使人惊叹。人们开始认真地对待麦克斯韦的著作。
如果把电磁理论比作一座雄伟的大厦，法拉第给它打下了坚实地基，麦克斯韦在地基的基础上建起了大厦。赫兹则是让这座大厦通过了严格的验收，从此人们完全依赖这座大厦并且使这座大厦的内部变得更加辉煌壮丽。
赫兹的实验不仅证明了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开辟了电子技术的新纪元。赫兹向人们指出早已存在在我们周围的电磁波。他被誉为无线电通讯的前驱，后人为了纪念他，把频率的单位称为赫兹。
但是，对于这些，他本人是没有料到的。在1889年，赫兹收到一封信，写信的人署名是亨利希·哈伯，信中询问：“是否可以用电磁波来传递变压器或电话产生的电振动信号。”赫兹在回答中说：“变压器或电话产生的振动太慢了，即使你取每秒1000次，电磁波的波长已是300公里，因此，所使用的电磁波反射凹面镜的焦距也要有300公里大小，如果你能建筑一个像欧洲大陆这样大的一个凹面镜用来反射电磁波，就能用来进行实验了，然而实际上是不可能的。而用普通的反射镜，效果很微弱。”
赫兹上述的分析虽然没有错，但是缺乏预见性。
其实，在地球的上空存在着一个电离层可以反射无线电短波，这个电离层比欧洲大陆要大得多，只是当时没有发现它，另外如果提高电磁波的频率，波长就会变短。例如：现在发送电视所使用的微波频率很高，它的波长不足1米，因此只需一个不太大的天线就可以接收。
在赫兹实验后不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫就分别实现了无线电传播和接收。无线电通讯发展十分迅速。无线电报（1894年），无线电广播（1906年），无线电导航 （1911年），无线电话 （1916年）、短波通讯（1921年）、无线电传真（1923年）、电视（1929年）、微波通讯（1933年）、雷达 （ 1935年）以及遥控、遥测、卫星通讯、射电天文学等，都是赫兹电波的产物。
发明发电机
在伦敦博物馆里珍藏的法拉第的科学日记表明，从1820年到1862年，法拉第从未间断过记日记，英国皇家学会在1932年出版的法拉第日记有七大厚本。当你翻开这厚厚的一摞日记本的时候，会在1821年到1831年这部分的每一页上，都看到一个醒目的“NO”字。“NO”，在英语里代表否定，为什么法拉第在每一页上都否定自己呢？
原来，这里记录了法拉第10年以来探索磁生电的艰苦历程。
1821年法拉第在自己的日记里写下了一个闪光的设想：“从磁产生电！”他确信电和磁好比是一枚硬币的图案和字样，是同一事物的两面，这虽然只是法拉第的一种直觉，但反映了他对自然规律的一种信念。
当时，世界上探索这件事的科学家不只法拉第一个人。德高望重的电学家安培，也在思考这个问题。安培想到，静电感应现象，当用一根带正电的玻璃棒，靠近一个和地面绝缘的导体时，在导体上靠近玻璃棒的地方会聚集着负电荷，而远端则聚集着正电荷。这就是静电感应。静电感应可以使少量的电荷源源不断的感应出大量电荷，现在中学里使用的静电起电机就是用这个原理制成的。安培在想，能不能用电流感应出电流来，如果人们可以感应出源源不断的电流，就可以完全抛开伏打电池了。
安培为了这个伟大的理想不断地工作着，开始他用一根不通电的导线去靠近一根通电的导线，希望在那根电线里感应出电流来，但是没有成功，后来，又改用磁铁，等待他的又是失败。安培总结经验后，认为自己使用的磁铁太小，就到瑞士去订购了一个大的，因为法国还不会造那么大的磁铁。在归来的途中马车翻了，安培被摔伤，更重要的是磁铁也摔坏了。
这个不大的打击，对于安培来说却有些承受不了。回到法国，伤好之后，安培便终止了自己这项实验而转向电的理论研究。戴维从朋友的来信中知道了安培的遭遇，并把信交给法拉第。安培的失败没有使法拉第动摇，反而觉得自己的责任更加重大。于是写信向安培请教。他对安培的智慧一直怀有敬意，也相信安培的思想中蕴藏着有价值的东西，还没有完全挖掘出来。
安培毫无保留地把自己的研究成果转告给法拉第，并鼓励他继续干下去。这使法拉第深受感动。科学家之间的友谊比金子还要珍贵，实际上，当某一个定律前面冠上一位科学家的名字时，这位科学家只是那些忠于科学，奋斗不息的科学家群的一个代表。一个科学家如果得不到别人的帮助，是绝对不会有任何成就的，这正如牛顿在晚年说的话：“我只是站在了巨人的肩上……”
1823年，32岁的法拉第，由于他在化学方面的成就，已经由一名助理实验员成为皇家学会的会员了，这几乎是最高的荣誉和学术地位。不少公司和厂家用重金聘请法拉第，他可以得到上千磅的酬金。这时皇家学院正处于经济拮据的窘境，法拉第的妻子经常为衣食发愁。但是，法拉第毅然放弃发财的路而选择了在荆棘之路上的探索，他为了集中精力进行电磁研究，还辞去了学院的大部分职务，妻子理解他，宁愿过清贫的生活。
法拉第的一位同事，科学家丁铎尔后来感慨地说：“这位铁匠的儿子，订书商的学徒，把他的一生概括起来，一方面可以得到15万英磅的财产，一方面是完全没有报酬的学问，要在这两者之间作出选择。结果他选择了后者，终生过着穷困的日子。然而这却使英国的科学声誉比各国都高，获得接近40年的光荣。”
起初，法拉第的实验只是仿照安培的做法，安培的磁生电的实验完全是对静电感应的模仿，因为静电感应时，只要把带电体靠近绝缘导体。在导体的另一端，就能感应出电荷。法拉第把两根导线靠在一起，在一根导线里通上电流，希望在另一根导线上感应出电流来，但是，实验结果是失败。后来，他又用一个强大的磁铁靠近接有电流计的导线，但是，导线里也没有像法拉第想象那样出现电流。这样的实验许多人都做过，结果都是失败，唯有法拉第没有被失败吓倒。
法拉第认为，失败的主要原因是自己对电和磁的本质知道得太少，他听说如果把铁屑撒在通电导线的周围，能形成环形图案。这些图案必定包含着什么秘密。法拉第决定从这神秘的磁力图案开始研究。
法拉第拿来一张白纸，纸下面放一块条形磁铁，把细铁屑撒在白纸上，轻轻地弹动这张纸，铁屑立即排列成从磁极出发的许多条美丽的曲线，这件事600多年前佩雷格里努斯就做过，但是理解它的只有法拉第。
法拉第给这些曲线起了一个名字叫磁力线，法拉第是一个使科学概念精确化的大师，我们现在使用的许多科学名词都是由法拉第命名的。法拉第每天都摆弄这些磁铁和铁屑，研究磁力线的性质，他画出了条形磁铁，马蹄形磁铁，甚至形状像地球的球形磁铁的磁力线。他发现了磁力线的许多性质。磁力线从磁铁的一个磁极出发终止到另一个磁极；磁力线之间有排斥的倾向，在空间总有散开的趋势。当一个线圈通上电流时，磁力线便引发出去；切断电流时，磁力线就收回消失；而电流接通后，磁力线就不再运动。法拉第对这些关于磁力线的研究，实际上已经揭示了磁场的本质，但是不被当时的科学界所接受。因为这里没有数学，在法拉第所在的19世纪初期，数学已经高度发展，大大超过现在非数学专业大学毕业生的数学水平。数学是研究物理的重要工具，但是它永远不能代替物理。从纷繁复杂的物理现象中找出实质，需要的是思想，有时并不需要有高深的数学知识。
著名的科学家汤姆逊在几十年后曾经评论说：“在法拉第的许多伟大贡献当中，最伟大的一个就是磁力线概念了，电场磁场的许多性质，依靠它就可以简明而形象地表示出来。”
法拉第发现，磁力线像一些链条一样把电流和电流，磁铁和电流之间联系在一起。如果能从这些拉拉扯扯的线团里理出一些头绪来，磁生电的愿望就会实现了。
法拉第发现，磁力线在通过通电螺旋管时，非常顺从，就像梳理好的一束秀发。于是法拉第把两个螺旋管绕在一个铁环上，此时他想，如果给其中的一个线圈通电，磁力线一定会穿过一个螺旋管后，再穿过另一个螺旋管，从而把两个线圈联系在一起。
法拉第把其中一个线圈和有10个电池的电池组相接，另一个线圈和电流计连接，当他合上电键时，他看到电流计的指针振动了一下，又回到零的位置，当切断电源时，电流指针又受到扰动。
法拉第非常高兴，但没有立即领会到这种现象的全部意义，他在 1831年9月23日的一封信中写道：“我现在又忙于电磁的研究，并且认为抓到了一点好东西，但是还不能说明白。它可能是杂草而不是鱼，竭尽全力，我终究可以把它拉起来。”
法拉第利用磁力线进行分析，他断定，当其中一个线圈通电的时候，一束磁力线立即从它发出穿过另一个线圈；而切断电源时，磁力线便缩回到第一个线圈中消失掉。恰是在磁力线伸缩时，产生瞬时电流。
法拉第开始领悟到安培实验失败的原因了。原来是静电感应现象的类比使自己走入歧途。在静电感应中，一切都是不动的，而这里运动则是关键。法拉第把这种运动形象地叫做线圈切割磁力线，只有此时才会有瞬时电流产生。
这些思考大约花去了法拉第三个月的时间，法拉第当时也担任着皇家学院的讲座工作。
据说和奥斯特类似法拉第也是在课堂上做出了电生磁的重大发现。说起法拉第演讲还有一个故事。皇家学院的科学讲座一直没有停止，因为，这样可以解决学院的部分财政问题。年轻的法拉第一开始是没有资格来举行讲座的，有一次法拉第为电学家惠斯顿准备好了实验仪器，等待他来演讲，但是惠斯顿突然有事情不能来。大厅里已经坐满了前来听讲的听众。此时只好由法拉第代为演讲。毫无准备的法拉第进行了即兴演讲，做了许多有趣的实验，博得了听众的好评，从此以后，法拉第成为主要的演讲人，代替他的老师戴维。
在一次演讲中，法拉第向人们讲述了什么是磁力线，他把一个条形磁铁插入与电流计相连的线圈之中，就在这个时候，法拉第看到电流计指针的摆动，当把磁铁从线圈里抽出来的时侯，指针向相反方向摆动。法拉第让磁铁不动，把线圈突然套在磁铁上，电流计的指针也在摆动，把线圈从磁铁上抽出来，指针又向相反方向摆动。如果磁铁和线圈全不动，则不管磁铁是不是在线圈里，均不产生电流。
法拉第在演示磁力线的瞬间，自己切实地看到了，只有当线圈切割磁铁周围的磁力线时，才能有感应电流产生。这正是他十年所追求的结果，只要线圈不断地切割磁力线，感应电流就会不断地产生出来。
这是他经过十年奋斗得到的结果！磁生电的理想终于实现了！这不仅是对法拉第，对整个人类来说也是一个莫大的喜讯！
讲座结束以后，法拉第回到家里，立即做了一个更精确的实验，实验过程都记录在1831年10月17日的日记上。
也许有人认为，法拉第的这项发现是出于偶然，法拉第偶然地把磁铁插入线圈中，又偶然地瞥了一眼桌上的电流计。其实这种看法并不是完全正确的，在十年前，安培和法拉第都曾观察到电流计出现的瞬时摆动，但是并不理解它，因此，也就不知道如何进一步去挖掘它。十年的研究使法拉第对电磁场有了深入的了解，尤其是他建立的磁力线学说，实际上几乎包含了电磁理论的全部内容，这是导致他发现电磁感应定律的内在原因。
法拉第并没有就此停步，他对于把磁铁从线圈里不停地拉出来又放进去这种产生电流的方法还不满意。他想，必须使磁铁在转动中就可以产生电流才有意义，因为当时的水轮机、蒸汽机，都是以转动的方式输出动力的。
法拉第找来一块大的马蹄形磁铁，把一个中心有轴的圆形铜盘固定在支架上，铜盘的一部分伸到马蹄形磁铁两极间。在铜盘的轴线处引出一根导线，铜盘在边缘通过一个电刷和另一根导线连接，两根导线连在同一个电流计上。当摇动这个铜盘时，电流计就指示出电流的读数。
在圣诞节举行的盛大演讲会上，法拉第非常兴奋地向听众展示了这个新奇玩意儿。法拉第有卓越的演讲技巧，演讲中充满了热情，就连擅长讲演的小说家狄更斯都很钦佩他，维多利亚女王的丈夫艾伯特亲王和儿子爱德华王子也是他的听众。
他详细地介绍了磁生电的原理，并开始摇动那个铜盘，电流计指针偏离了零点，随着摇动的加快，电流的读数越来越大。
听众中传来欢呼声，法拉第的额头也沁出汗珠，当他轻轻地拭去脸上的汗水时，却听到一位贵妇人不以为然的问话：“请问，先生，您发明的这小玩意有什么用呢？”
法拉第不失风度地向这位夫人微微一欠身从容地回答道：“夫人，新生的婴儿又有什么用呢？”
多么恰当的比喻，法拉第的铜盘发电机确实只发出了微小的电流。然而，它又是真正的实用的发电机的原始形态。历史已经表明，由此导致的发电机的诞生，向人类揭开了电气时代的第一页，到现在，任何人也不会否认，婴儿已成长为巨人。
发明电动机
现在人们把美国科学家约瑟夫·亨利看成是电动机的创始人。1799年亨利出生在纽约州的奥尔巴尼。由于家境贫困，父母把他寄养在一位亲戚家中，他10岁时就在乡村的小店里做伙计。苦难的童年，只有他养的那只小白兔与他朝夕相处，给他带来一点欢乐。说来也真有趣，竟是这只小白免引导他走上了一条新生活的道路。一天，小白兔从笼子里跑出来了，亨利尾随后面紧追不舍，一直追进了教堂才将兔子逮住。这时他才注意到教堂里悄然无声，四周色彩斑斓的壁画和大量的藏书使他觉得这里是多么的神圣和肃穆。从此他经常到这里来读书。有一天他读到了一本 1808年伦敦出版的《格利戈里关于实验科学、天文学和化学讲集》，扉页上写道：“你向空中扔一块石头或射出一枝箭，为什么它不朝着你给予的方向一直向前飞去？”这个问题一下于把亨利给迷住了。他读完了这本书后就下决心献身于科学事业。
亨利在电学上有杰出的贡献。他发明了继电器（电报的雏形），比法拉第更早发现了电磁感应现象，但却没有及时去申请专利。只有对电动机的设想使他荣获了发明家的殊荣，他在1831年7月的《西门子》杂志上阐述了有关电动机的原理和构想。他说：“这一原理——或者经过较大幅度地修改——应用于某种有益的用途，不是不可能的。”显然，他的话是太谨慎了。电动机具有十分广泛的用途，它开拓了电气化时代的新纪元。
1838年某天，俄罗斯中部涅瓦河的一个码头上，挤着不少人。有的人在搓手，有的人在呵气。这么冷的天气，他们在寒风里干什么？“来了，来了。”人群中有人喊。大家朝上流方向眺望，只见灰蒙蒙的寒气之中，出现了一个黑影，原来是一艘机动船在慢慢地驶来。船渐渐近了。大家看得清晰，船上坐着12位旅客，船尾的机舱边站着一个胖子，兴奋得满脸通红，还不住地向码头上的人群招手示意。此人就是船主雅可比。“这船有什么好看？”人群里有人问。“看，这小船上没有烟囱，不烧油、不烧煤，它是用电力来开动的呢！”是啊！这条由雅可比创制的不起眼的机动船是用40部马达和320个大电池来驱动的，是世界上第一艘电机船。
雅可比生于德国菠茨坦，曾在柏林大学读过书。去年他来到了俄国，成为彼得堡科学院院士。他研究了当时许多人发明的“玩具电动机”，认为这种电动机之所以没有实用价值是因为天然磁铁的磁场强度太小了。于是他利用电磁铁产生出强得多的磁场，从而使电动机向实用迈开了一大步。由于电动机不需要燃烧，不会产生污染，又有容易控制的特点，所以它的出现立即显示出巨大的生命力。
不过几年，形式各异的电动机层出不穷。英国技师大卫制成了电动双人座车；美国铁匠托马斯和法国的吉弗罗兰也先后申请了电动机专利。但这些电动机都必须用伏打电池来供电，这种电池供给的电流很小，又不耐用，使用起来显然是得不偿失，怎么办呢？这个看起来十分困难的问题却在一次偶然事件中获得了圆满的解决。
1873年维也纳国际博览会开幕了。当时欧洲各国的科技界和工商界都将最新的发明样品送去展览。数以千计的人从欧洲大陆各地赶到这“音乐之城”参观这个科学、工业、艺术和建筑的最新奇迹。而这次奇迹中的奇迹是展览会里发生了一次偶然事故。
一位工作人员因为疏忽把两台发电机连接了起来。这时一台发电机发出的电流，流进了第二台发电机的电枢线圈里。奇迹出现了，第二台发电机的电枢竟在这股电流的驱动下迅速地旋转起来。在场的工程师们惊喜若狂。这许多年来连做梦都在觅找的廉价能竟这样令人难以置信地找到了，只要用发电机提供的电力，就能使电动机运行起来。伏打电池现在可台退居二线了。工程师们在欣喜之余，立即动手搭建了一个新的表演厅，用一个小型的人工瀑布来驱动水力发电机，发电机发出的电流来带动电动机，电动机又带动小水泵来喷射泉水。
这个奇妙的实验，意义极为深远。它不仅告诉人们只要利用发电机发出的电力就可以驱使电动机旋转，从而代替人力和畜力做功。而且还说明用机械能驱使发电机发出的电能，可以通过传输线传递到很远的地方去，并通过电动机再重新变为机械能。从而实现了能量的远距离传递和转化，开创了一个崭新的时代——电气化时代。
一个故障引起的发明
电力大规模的应用，离不开发电机、电动机的不断改进。法拉第第一台电动机的巧妙设计，在当时立即引起人们的重视。许多科学杂志马上转载了法拉第的文章。人们纷纷仿效法拉第，开始研制电动机。
俄国科学家雅柯比用20个小电动机驱动一个“电力艇”在涅瓦河上跑了一圈。他的实验受到了鉴定委员会的赞赏，但是他的电动机使用的是电池供电。委员会指出，“电力艇”的直流电池组的价格超过了用蒸汽机牵引价格的10倍。这种“电力艇”显然缺乏巾场的竞争力。看来要想普遍使用电动机，必需要有廉价的电力。
法拉第发现的电磁感应定律，为人们寻找廉价的电力指明了方向。从此发电机的研究就像接力赛一样迅速地发展起来。出现了各式各样的发电机。到了1833年，物理学家楞次发明了一种非常有趣的发电机，它不仅能发电，如果反过来给它的两条电线送入电流时，又能变成电动机。这件事启发了人们，原来从结构上看。发电机和电动机是非常类似的。从此人们开始把发电机和电动机的研究合为一体来时行。大大加快了发展的步伐。
无论是发电机还是电动机，都需要一组强大的磁铁。例如，比利时、法国、英国组成的“同盟”公司，他们研制的发电机，是用24块永久马蹄磁铁，三个一排分8组固定在发电机的周围。中间有32个线圈做切割磁力线的转动。这种发电机能够给灯塔上的强力弧光灯供电。1857年至1865年间，有近百台这样的机器投入使用。
永久磁铁的磁力比电磁铁小，而且容易慢慢减退，于是一位英国工程师怀德发明了使用电磁铁的发电机。为了给电磁铁的线圈供电，怀德专门设计了一个永磁体的发电机。所以怀德设计的发电机就由两个部分组成。在原大发电机电磁铁的线包上还顶着一个小的永磁体发电机，这种发电机叫独立励磁电磁铁发电机，是发电机发展的第二个阶段。
如果读者作为一个发明家，立刻会看出这第二阶段的发电机有可以改进的地方。这就是当发电机开始工作以后，那个小的永磁体发电机就是多余的了，因为完全可以从发出的强大电流中取出一部分来供给电磁铁用电。永久磁体电机只要开始发电时用一下就行了。1854年，丹麦的希奥特根据这个思想设计了这种发电机，但是没有引起人们的重视。
对于发电机和电动机的改进，贡献最大的是德国科学家西门子。在物理学中，电阻的倒数叫电导率，它的单位就是用西门子的名字命名的。如果一个导体的电阻为2欧姆时，它的电导率就是1/2西门子。
德国的西门子电气公司也是称雄世界的电气公司之一。它是由西门子创立的。
但是，幼年时的西门子只是一个小佃农的儿子。他的父亲靠租种地主的土地来养活9个孩子。所以西门子为了抚养贫困的双亲和众多的兄弟姐妹，有一股特顽强的奋斗精神。
西门子上小学和中学的时候，就特别喜欢自然科学。但是中学毕业后，双亲已无力帮助他实现上大学的愿望。
西门子不愿意就此终止自己的学业，他的衣袋里虽分文全无，但是为了寻找到深造的机会他还是来到了柏林。一路上历尽艰辛，饱受磨难。正当他走投无路的时候，他看到了柏林军事炮兵学校的招生布告。这张已经有点破损的布告是西门子生活的转折点。
在炮兵学校里，他学习到工程技术的必要知识，毕业时已经是一名英俊的年轻炮兵军官了。
单调的军事生活使许多军官感到无聊，但是西门子把自己全部的业余时间都用来探索自然科学的奥秘和进行各种技术方面的实验。
西门子的兴趣十分广泛。开始他研究镀金技术，利用电流给一些家用的小金属器皿镀金，赚来的钱可以帮助父母和兄弟。
当然，西门子的兴趣也不仅是赚钱养家。他还为提高蒸汽机的效率绞尽脑汁。1846年，西门子开始研究电报。他成功地设计了可控断续手动发报机。由于这种发报机特别适用于普鲁士国家电报网，所以使西门子也赚到一些钱。
西门子在从事发明研究的过程中，曾长期得到一位大学机械师卡尔斯克的协助。所以他们共同创立了“西门子——卡尔斯克”公司。
1849年，在军队服役了14年的西门子，为了经营自己的公司，离开了军队。他又从事高压输电的研究，设计了一种可以给裸铜线自动缠上一层绝缘胶皮的机器。
1866年，西门子在发电机的装置上有一项重大改进，就是去掉发电机上那个小的永久磁体发电机。
为什么可以省去这个小发电机呢？如果省去了，那么，电磁铁开始工作所需要的电流由什么来供给呢？
原来，西门子想出一个非常巧妙的办法。他最初也设计制造了一个新式的独立励磁发电机。这种发电机只是在一开发电机时作为过渡使用，等发电机正常工作以后，电磁铁中的电流就由大发电机供给。
但是，有一次小发电机的线圈断了。西门子没有发现，当助手跑过来告诉他的时候，带动发电机的蒸汽机已经突突地转起来了。非常奇怪的是，发电机仍然发出了正常的电流。大厅里的电灯通明。
助手和西门子都很惊讶。难道这个小发电机是一个毫无用途的东西吗？如果没有它，电磁铁中最初的磁性是哪里来的呢？
一连串的问题搅得西门子坐卧不宁。他干脆把小发电机和电磁铁线圈的连线拆掉，把大发电机上的一部分电流用电路分流到电磁铁上，继续进行实验。
果然，小发电机不存在时，照样发电，只是一开始时灯不那么亮，过一会电压就正常了。
其实，这个问题的答案十分简单，连现在的小学生也知道，当你把一把刀子在磁铁上蹭几下以后，刀子便会磁化，也变成磁铁了。人们知道钢可以变成永久磁铁，纯净的铁又叫软铁是不能变成永久磁铁的。所以电磁铁的铁芯都是用软铁制造的。但是，软铁也会有微弱的剩磁。
电磁铁上总会有一些剩磁，所以发电机开始转动的时候，就会有电流产生，只不过电流比较小，当电流被送到电磁铁的线包里时，线包里的磁性就会增大，反过来又加强了电流的输出，这样用不了多久，发电机就会正常地工作了。这种发电机使用了自激的原理，使发电机的结构大大简化了。这是西门子的一项重大贡献。
由于西门子对科学技术的贡献，他两次被授予荣誉博士称号，1873年，当选为柏林科学院院士；1888年，得到贵族的封号。他有两个儿子，在他去世后主持西门子公司的工作。
发电机和电动机的不断改进，使整个工业得到了新的能源和动力。从此在工厂里再也看不见突突冒烟的蒸汽机；在商店大楼里的升降机，也由蒸汽机换成电动机带动，坐在电梯里的人再也不会被冲进来的浓烟呛得难受；发电厂移到很远的郊区，电力由电线送进城里各工厂、各家各户，城市不会被煤渣和黑烟弄脏……
曾经带来工业大革命的蒸汽机，已经完成了它辉煌的历史使命，人类的文明技术进入一个电气化时代！
电动机和发电机后来又有许多改进，现在的交流感应电动机，转子上根本不通电，也不是用永久磁体做成的，而是由硅钢片和导电的金属制成的。
转子上没有磁性也不通电，这种电动机的原理是特斯拉研究出来的。特斯拉发现，如果定子上的磁场是旋转的，便可以在转子上感应出电流，这样转子在定子的旋转磁极的作用下，就会跟着旋转磁场转动起来。
为了理解旋转磁场的原理，把一个马蹄形磁铁用绳子吊起来，扭动绳子再放开，磁铁就会旋转。找来一个铝盒盖，用小钉在中心钉一个小凹，用铅笔尖顶在盒盖上，放在磁铁下面。当你让磁铁旋转的时候，铝盖就会随着它旋转。
在电动机的定子里，是利用向定子线圈依次供电的方法产生旋转磁场效应的。这种旋转磁场的效应与旋转蹄形磁铁的效果一样，而且装置十分简单。
创造时代
驱散黑暗的爱迪生
如果外星人乘飞船飞临地球的时候，他们只要看到地球上的夜景就会立即判断，这是一个有智慧生物的星球。无数的电灯像撒在大地上的珍珠把地球的夜晚装扮得美丽异常，尤其是沿海繁华的大都市，灯光连成一片，彻夜通明。
但是，在19世纪80年代以前，地球的夜晚还是漆黑一团。少数的煤气街灯发出黄晕的光，人们匆匆地赶路，似乎在尽快地逃离这黑暗的世界。
1879年圣诞节前几天，纽约的先锋报刊出了一个标题：
世上最高革命性的发明电灯诞生了。玻璃灯泡把黑夜变成白昼！
这消息一发出，立即引起轰动，照明瓦斯公司的股票立即下跌，变得一钱不值。
电，可以用来照明，这件事任何人都不怀疑，但是，许多发明家却没有能实现它，大家还记得戴维吧！他在19世纪初（1800年）就研究过电弧，戴维把一个由 2 000个电池组成的电池组和两根碳棒连接起来，两根碳棒先相互靠近接通电流，然后慢慢地把两根炭棒分开，这样就会在它们之间拉出一个很亮的电弧。利用电弧做成的灯称为弧光灯，弧光灯耗电量极大，而且炭棒又在渐渐地烧短，需要不断调正，在没有发电机以前，弧光灯是没有实用价值的。电弧非常亮，对家庭不适用，如果你在近处对着电焊的弧光看上那么一眼，就能体会弧光灯的危害，不过你还是不要这样做，那会足足叫你的眼睛流泪发红很长时间的。当时在英国，弧光灯也只是用在钟楼的顶上，或灯塔上，尽管是这样，人们已经看到了电的曙光，但人们需要一种不太刺眼的电灯。
因此，许多科学家在寻找一种更好的办法。1878年，31岁的爱迪生向全世界宣布，他要解决电照明的问题。他给自己选择了一个极困难的课题，因为当时已有许多发明家对这件工作研究了一年多了。竞争肯定是艰难而又激烈的。
当时的爱迪生已经是一位著名的发明家了，他已经获得了 1000多项发明专利，在新泽西州的门罗公园附近建立了自己的实验室——世界上第一个工业研究实验室。有8位有才华的科学家为他工作。他曾改进了电话的受话器，发明了他最心爱的项目——留声机等。
爱迪生所爱好的工作方法是，先收集资料了解一切，然后竭尽全力进行风驰电掣般的突击，他常常由于这种全力以赴而获得胜利。他不喜欢慢慢来，思想不集中的作法。在他的回忆录中这样写道：
“我……买下了煤气工程学会等的所有与外界交易的文件及历年的煤气杂志，我得到全部数据之后，又亲眼观察了纽约的煤气输送线路，终于认为，电流的分路问题可以解决，电灯可以商业化。”
这是爱迪生多年以来在痛苦的磨难中形成的风格。爱迪生的发明历程不是一帆风顺的。他出身于一个贫困的家庭。几乎没有受过正规教育，因为上小学的时候，就被教师当作一个“湖涂虫”轰出课堂，幸好母亲是一个教师，她懂得孩子的需要。因此，他的教育是由他的母亲完成的。
母亲给爱迪生买了一本帕卡写的《自然科学学校》一书。这本书介绍了初等物理学，并详细地阐明了在家里可以做的各种科学实验。爱迪生认真地阅读了这本书。后来他曾这样说过：“这是我少年时代读的，并理解的第一本有关科学的书，那时我才9岁。”
接着，母亲又给他买来了《科学辞典》。他对这本书也非常感兴趣，并认真地读完了这本书。到了10岁，他开始热衷于化学。在他自制的架子上摆满了他收集到的药品和土造的仪器。
爱迪生非常感谢母亲对他的启蒙教育；他说过，“母亲最理解我，她根据我的兴趣爱好循循善诱地引我走上科学的道路。塑造了我的是母亲。”
自学使爱迪生养成了一个说干就干的作风，要使电灯商业化，就必须使灯泡持久耐用，而为达到这个要求，他必须找到一种不会被电流热的炽热烧断的金属。进行这种实验很麻烦，他先要把金属拉成丝，然后装在一个玻璃泡内，抽去里面的空气，再封好。这样，每做一次实验就要花去好多钱和时间。爱迪生用去了5万美元和整整一年的时间，才发现一向被认为熔点很高的铂丝和铱丝并不能做成灯泡里的灯丝，因为实际上用不到8分钟，它们就熔断了。
但是，当他干了一段时间以后，就发现他承担了一项几乎不能完成的任务。他曾经说过，“人生最大的快乐一是发明，二还是发明。”对于失败，爱迪生已经习以为常，当他为设计一种新的蓄电池而失败了 8 000次的时候，他说：“哦，我至少知道了 8 000种不能使蓄电池工作的东西。”
许多人知道爱迪生的一句格言——天才是九十九份血汗加一份灵感。他还补充说：“成功之中有百分之九十九是对什么路子走不通的认识，剩下的百分之一也许是天才成份，因为，据我所知，要想成功，就要坚持不懈地耐心地观察，除此之外别无它路。”爱迪生这种发明方法看上去有点笨，但是在人们对物质结构一无所知的时代，发明的方法主要是靠试验的方法，正好像现在我们对于超导材料的研究一样，也是进行大量的实验，对每一种配方都要试一下。当然理论的指导作用很大，但是在理论还没有产生之前，伟大的探索者的艰辛的劳动是不可避免的。
当时英国业余科学家斯旺也在研究电灯。斯旺早年在一位药剂师手下当学徒，空闲时学习科学。他大概没有钱购买贵重的铂和铱来作为灯丝，就转向研究碳丝白炽灯。因为炭弧灯使用的就是炭棒，炭是一种很耐高温的物质，只是非常容易燃烧。他在1860年制成了碳丝灯泡，但是由于灯泡的真空度不够，碳丝在高温下与空气中的氧化合，烧毁了。后来他请求斯特恩帮助。
斯特恩是利物浦银行的一名职员，和斯旺一样也是一位业余科学家。他们认为，如果能制出高真空的灯泡，隔绝了灯泡中的碳丝与空气的氧化合，就可延长灯泡的寿命。而斯特恩对高真空的研究有很深的造诣。所以，每当斯旺来请求他帮助时，他都给予很友善的解答。他们又请吹制玻璃的专家托普哈姆吹制玻璃泡。三个人合作，终于在1879年2月，公开展出了在真空玻璃泡里装有碳丝的灯泡。斯旺的碳丝是把棉线捻起来放在硫酸里碳化而成的。
期旺的成功使爱迪生彻底放弃了对铂和铱的试验，转向寻找制做碳丝的纤维。
谁能找到最好的碳丝，谁就握住了通往光明之路的入门券。于是，在几个发明家之间，展开了一场你追我赶、激动人心的竞赛，还有关于专利权的争夺。
爱迪生的上千项专利给他带来了一定的财富，他把自己的全部财产都投入到这项实验中去。开始使用棉线，他将棉线装入镍板上刻出的U形槽中，在炉子里小心地烘烤几个小时，进行碳化，挥发掉其他物质以后，就变成了一根脆弱的碳丝，但是这种碳丝很难装到灯泡里，有的刚放到实验台上就变成了粉末。爱迪生曾经有过这样一个记录：
“我的助手巴切勒通宵都在我的身边，第二天白天、夜晚，他仍然坚守岗位，最后，我们用克拉克棉线造出了一根碳丝，巴切勒小心翼翼地拿起这个宝贝，要把它送到吹制车间去，我走在它的后面，好像在保护一件无价之宝，可是，正要到达玻璃匠的工作台时，可恨的碳丝断了，我们目瞪口呆，只好又回到试验室重新做起，直到黄昏，我们才生产出另一根碳丝，但是螺丝刀掉在了碳丝上，又把它碰断了，我们没有气馁，接着投入工作，在半夜以前终于将制出的碳丝装入了灯泡，我们抽去了灯泡中的气体，将它封好，通入电流，盼望已久的景象出现在我们的面前。”
灯泡点亮了45个小时，而白金丝的灯泡只点亮过8分钟。这是一个极大的进步，但是，这种灯泡怎么能用到一般家庭呢，稍稍一碰，脆弱的灯丝就会粉身碎骨。
必须要寻找到一种新的碳化纤维材料。而且灯丝的形状也是很重要的，灯丝既要耐热，又不能把热量散失得太快，热量散失得太快，灯丝就不会发光。我们现在知道，不同材料的碳原子之间的结合力是不一样的。目前制成的碳纤维材料，是世界上最结实又最轻的材料，上天的卫星就是用碳纤维材料制成的。但是，在那对物质结构一无所知的年代，唯一的办法就是反复试验。
炎热的夏季里，爱迪生和他的助手们也没有中断他们的研究工作。他们甚至用人的胡子进行碳化试验，有一天爱迪生看到有人用一把竹扇扇风便把扇子要过来，扯下一根纤维，碳化后放在灯泡里一试，效果竟出乎意料的好，这使爱迪生大喜过望。
折扇来源于中国，后来传到日本。于是爱迪生立即派人到中国、日本、巴西，总之，凡是有竹子的地方都去，他试过6000多种竹子样品，花去了他10万美元的资金。最后，发现一种日本产的竹子最好。用这种竹纤维做成的碳丝，生产的灯泡寿命最长。
为了保证货源不断，爱迪生甚至派人去日本种这种竹子。但是，这种事是非常麻烦的，必须想点新方法。
此时英国的斯旺用人造丝的方法开始生产碳丝，他先把棉花做特殊处理，变成粘稠的液体，再让这种液体从一个喷嘴里喷出来，形成细丝，然后进行碳化。有趣的是，本来这种发明是为了生产碳丝，但是后来却成为制造人造丝的先驱。
爱迪生也在实验室里造比竹纤维更好的碳丝，人类走到了大自然的前面，做出比它赐予的还好的东西。
但是当爱迪生正准备生产灯泡的时候，斯旺给《自然》杂志去信，申明他的关于碳丝的发明权。1880年斯旺成立了斯旺联合电灯公司，公开与爱迪生展开了竞争。
但是他们很快就认识到应该联合，1883年成立了爱迪生——斯旺联合电灯公司，电灯于是正式走向市场。
爱迪生是一位发明家，也是一位会做生意的商人。在商业的经营上他比斯旺高明。他从12岁起就要靠自己挣钱来养家糊口和进行科学实验。他知道如何用自己的发明来挣钱，因为只有挣来钱才可能有经费搞新的发明。他非常重视宣传自己发明出的东西，因为只有让大家知道电灯，电灯才能走进千户万家，他的辛苦才不会白费。
爱迪生想出一个让公众大吃一惊的妙法。在圣诞节那一天，他在门罗公园举行了一个别开生面的晚会。门罗公园是一个远离城市幽静的去处。在圣诞节期间到这里游玩也是一件趣事。爱迪生向所有的人发出邀请，任何人只要愿意来就在邀请之列。
爱迪生为晚会做了细致的安排，他向铁路局接洽增加特别的列车，接运从纽约与费拉德菲亚来的客人。车费由爱迪生掏腰包。
这真是一个盛大的晚会，有3 000人乘火车前来，附近的农民驾着马车赶来，人人怀着好奇心，要看看这位被称为门罗公园的“魔术师”表演些什么？
天已经漆黑了，雪花飞舞，贵妇人已经等得有些不耐烦了。爱迪生突然把开关一合，骤然间，整个公园给耀眼灯光照亮了。无数个白炽的灯泡把黑夜变成白昼。众人望着从树木与房屋上垂下的灯光，目瞪口呆，接着爆发出齐声的欢呼。
与爱迪生相识的社会名流走上来向他祝贺。人们怀着极大兴趣参观他那个充满了古怪东西的实验室——世界上第一个发明的摇篮。
突然，传来了一个女士呼喊救命的尖叫声，爱迪生和一些人跑过去一看，便哈哈大笑起来。原来有一位盛妆女士在拼命地抓住自己的长头发，美丽的头发散落在背上，就像金色的瀑布。几乎达到腰间。这是因为她刚才进入了放发电机的机房，由于好奇，她离发电机太近，发电机上强大的磁铁，吸引着她的发夹，发夹脱开了，使她那新奇的发型一下子散开了。
爱迪生和蔼地递上一条手帕，拢住那散乱的头发，并指着机器旁边的警告牌上的说明：带手表或其他铁器的人不要太靠近发电机。
门罗公园的晚会是成功的，电灯成为人们圣诞节期间的话题，人们把高高挂起的电灯称为“爱迪生星”。从此以后，地球的夜晚就摆脱了那烦人的黑暗。
电灯的发明是爱迪生一生中达到登峰造极的成就，对人类的贡献也是巨大的。当然，现代的灯泡里已经用钨丝代替了碳丝，新式的电照明器具层出不穷。但是，第一位让大众接受电灯的人是爱迪生。
爱迪生虽然没有牛顿、安培或麦克斯韦的知识渊博，但是他的智慧比起这些科学家来说毫不逊色。例如，著名的电磁学家麦克斯韦也想改进电话机的受话器，但是，他的发明产品和爱迪生的碳粒话筒相比就逊色多了，爱迪生用碳粉造成的电话受话器一直应用到现在。人类既需要发现科学定律的科学家为人类开拓新的境界，也需要把科学规律应用到实际的发明家。这两种人才，缺少了哪一种人类社会都不会进步。
钢丝也能录音
1877年爱迪生制成了留声机，实现了录音和录音的再现。但留声机主要用机械方式来留声和使声音再现。它声音很轻，录音时还得对着大喇叭大声讲话和歌唱，很不方便。
为了改进这种录音机，许多国家的发明家都进行着努力，他们利用完全不同的原理来录下声音。
首获成功的是丹麦的玻森。他利用磁性把声波记录在铁丝上。铁在磁力的作用下变成磁铁，在磁力消失后铁丝仍带有磁性，科学家称它为剩磁。加上的磁力越大，剩磁就越强。如果把声波的变化变成电流的变化， （这早已为爱迪生、贝尔等人解决）再通过电磁铁把电流变回为磁力的变化，进而把这磁力拖加在铁丝上，这样强弱不同的声音变成了剩磁的变化，也就是录下了声音。
在1900年的巴黎展览会上，玻森展出的录音机获得成功。玻森把莫尔斯信号的电极变成磁性变化而录在铁丝上。随着电话研究的进展，将声音变成电流又变成磁性越来越完善，已能将人物讲话、歌唱、甚至交响乐都录在铁丝和钢带上。
当时的磁性录音要用质量很高的钢丝和钢带，非常笨重和不方便。首先改进这一点的是德国人弗劳伊玛。他将铁粉涂在纸带上代替铁丝和钢带，并于1936年获得成功。纸带价格便宜，携带方便，很快为人们所接受并发展起来。
使磁性录音机获得大发展的第一功臣当推美国人马文·卡姆拉斯。由于他持续不断地努力和改进，才使磁带录音发展到今天这样几乎完美的地步。
马文·卡姆拉斯从小就喜欢动手制作东西，并酷爱无线电。还在求学时代他就制作了一架灵敏的晶体管收音机，而后又自制了火花式发射机。当他刚制成发射机并作试验时，对周围邻居的收音机产生了干扰，人们还抱怨说：
“这大概又是马文在搞他的发明了。”
马文有个堂兄喜欢在浴室里歌唱并幻想有朝一日成为一名歌唱家，他自认为唱的每个音符都可与收音机中播放的歌唱家的歌声媲美。他想，如能将自己的歌录在当时已出现的唱片上，该有多好！于是他就找上了堂弟——马文·卡姆拉斯，要他设法帮忙。而马文却想：仅为了练习，用唱片录音，太浪费了。得另用他法录制。马文想，如果能把声音录在钢丝上就好了。但钢丝从一个卷轴绕到另一个卷轴时会发生扭曲，从而损坏录上去的磁信号，怎么办呢？马文试图做到在钢丝表层匀称地录下声音。这就不能用玻森的钢丝和针尖接触的办法。因为这样钢丝仅在与针尖接触的地方才能磁化。
马文采用完整的磁圈作为磁头，钢丝穿过线圈并与磁圈保持一定间隔，这样就能利用钢丝周围的空气间隔进行录音。因为这一层气除包围在钢丝的表层，所以它是均匀的。有了好的想法，马文立即动手用学校里的车床做成卷轴制成一台新原理的钢丝录音机。
马文·卡姆拉斯把堂兄颇为得意地哼着“物基·都德尔”的曲调进行录音。在把录好的钢丝卷回来时，可听到逆向的歌声。但在放音时，却一点声音也没有了。这到底是怎么回事？
马文继续研究，终于发现是磁头被磁化了。所以当倒转钢丝时，声音就给擦掉了。于是他再给磁头进行消磁，这样，无论在正转或倒转时都能放出录音，“物基·都德尔”的歌声响彻房间。马文和堂兄都快乐极了。这次成功是在1937年。
马文将试验成功的录音机放在堂兄屋中。晚上来了很多同学和邻居，济济一堂，谁都可以听听自己的嗓音是怎样的。人们都为机器能如此真实地将声音录在钢丝上面赞不绝口。
马文·卡姆拉斯是个不满足现状的发明家。他的新型钢丝录音机已获很大成功。为了普及，他致力于将钢丝录音向塑料录音的转化。他进行了数千种不同材料的试验，找到了较为理想的磁性颗粒——针状γ型氧化铁粉。
将这些粉末混入亮漆或凡立水中，然后再涂在纸带或塑料带上。当涂料未干时，将它放入磁场，所有的颗粒就会按一定的方向排列起来。这种方向使录音成为可能。直至今日，马文·卡姆拉斯的磁粉还被使用着。他终于制成了又轻又薄的塑料磁带。
马文·卡姆拉斯最终目标是“高保真”“立体声”。这还需经过艰苦的努力。
马文自认为他最奇妙的发现是“高频偏振”。在一次试验中，马文试图录下某高频信号，结果没能成功，但在放音时却听到平时无法录到的频率很低的声音。甚至听到真空管中灯丝振动而发出的叮当声。如果没经过高频处理的磁带就完全放不出这些声音。于是马文尝试录下自己的声音。他用高频处理过的磁带录下的第一个声音是“试验一、二、三、四”。重放时，声音是那么响亮和清晰！马文十分激动。这太偶然了！为了录下高频信号，却使磁带性能得到如此改善。他一直想得到的“高保真”声音有了实现的可能。
而后马文又发明了有几个声道的真实的立体声录音。在他以前，人们仅把一个声音用几个喇叭放在不同位置去播放。其实那根本不是立体声。马文在录音时就采用可录不同频率的装置录下，然后再用适应不同频率的喇叭播放。这样，你就是在家中也能得到和剧场相近的效果。这也就是今天的所谓
“高保真多频道立体声”放音了。
马文·卡姆拉斯并没满足已经取得的成就。在科技发明日新月异的时代，他又卓有远见地将磁带与电脑装置结合起来，创造出新的奇迹。
磁带实际是个记录装置，马文将它和电脑搭配，为电脑存储数据。使电脑成为有“记忆”的活机器。
磁带还可用于图书馆的资料储存。为了弄清和研究某些问题，人们往往在图书馆花上几周几月的时间翻阅成百本书。现在书上的信息全能用磁带记录转入电脑中，只要需要，立即能将储存的信息在屏幕上清晰地显示出来。
今天的磁带录音不仅仅应用在文化娱乐上，它在教育科研、国防军事、经济建设中都有着很重要的作用。
马文·卡姆拉斯从录下堂兄唱歌的钢丝录音机开始，至今已取得500多项发明专利。这是多么惊人的成就！马文在1979年被授予美国最佳发明家称号，1985年他的名字被列入美国著名发明家纪念堂里。
电池长寿了
20世纪是电的世纪，电灯、电报、电话、电车、电梯、电唱机、电视……各种发明创造相继诞生，真叫人目不暇接。各式各样电器发明得越多，人们对电的依赖也越大。可以说人类的生活与和生产活动与电简直到了形影不离的地步，什么地方都要用电，离开了电，人们还真不知如何生活呢！
要用电，自然先要有产生电的装置，那就是“电源”——电力的来源。在20世纪初的时候，电力主要靠两方面提供：一是发电机，发出的电通过电线向四面八方输送；二是蓄电池，它比起发电机来，要小巧玲珑，十分轻便，易于携带，但偏偏是个短命鬼。人们为此事伤透了脑筋，因为好多地方非要用蓄电池不可，如电动货车、电曳引机等，不可能装上发电机，只能用蓄电池，但蓄电池的寿命不长。
这件事也深深地牵动着大发明家爱迪生的心，在这之前，爱迪生已经发明了电灯、电影、留声机等等，成为赫赫有名的发明大王。当1900年迎来新的世纪的时候，蓄电池短命的幽灵也时时围着他打转，使他坐卧不安，心烦意乱，甚至到了失魂落魄的地步。
如何使蓄电池寿命变长呢？爱迪生苦苦地思索着。他分析如今的蓄电池都是铅与硫酸制成的，称为铅一硫酸电池（简称铅蓄电池）。在这种电池里，铅与硫酸碰在一块，就会发生化学反应，而在变化过程中，便产生了电流。可是硫酸的腐蚀性非常强，铅难以招架，不久就弄得皮烂骨头酥，完全变了质。一变质，原先能正常产生电流的化学变化，就无法进行，成了“短命鬼”。
一天，爱迪生在家中吃晚饭时，他眈眈地望着汤盆发愣。他的夫人米娜知道他在为蓄电池问题发愁，就关切地问：“你打算怎么治它呢？”
“病根在肚子里，我打算给它开开刀，另换一副肚肠。”
米娜想了想，又问道：“不是说，做蓄电池非用铅不可吗？”
“有这种说法，不过……”
“不可能的事是没有的——对不对？”米娜知道爱迪生一定会说这句经常说的话，就抢先代他说了，弄得他只好淡淡一笑了。
第二天，爱迪生一早就来到实验室，开始了新的试验，他决定试制一种新型蓄电池。这些天分析研究的结果表明，铅蓄电池的病根出在酸性溶液——硫酸上，因此他对症下药，打算用一种碱性溶液代替硫酸，再找一种能与碱性溶液发生一定化学作用并能产生电流的物质，代替铅。
从表面看，问题似乎不难，只要决定用哪种碱性溶液，再找一种能与它起化学反应，并能产生电流的物质就行了。但事实上，爱迪生动员了好多人力，几乎试用了可以搞到的所有化学元素，做了上万次实验，结果却是一连串的失败！失败！！
面对这种情况，有些工作人员不免丧失信心，开始怀疑起来。他们背地里嘀咕说：“这上万次的失败，更证明别人的看法没有错，要制造蓄电池，不用铅是不可能的。”
这话传到爱迪生耳朵里，他还是淡淡一笑，说：“我不信大自然会这么吝啬，会把制造好电池的秘密扣住。只要我们埋头苦干，百折不挠，迟早总能发现的。”他决定加倍努力工作，继续钻研下去。他把实验室的工作人员，分成日夜两班，轮流干活，轮流休息。而他自己呢，还是老习惯，从早到晚，通宵达旦，坚持吃住在实验室。有时实在困倦得不行了，就靠在椅背上打个盹，稍作休息后，又精神抖擞地干起来。
在制造新蓄电池试验期间，爱迪生谢绝接待各种客人，实在非见不可的，也请秘书先生接待。只有他的一位极要好的老朋友，他才破例接待，并带他参观了他的实验室。在实验室的大长桌上摆满了各种试验的小电池，估计有四五百个，模样都玲珑小巧，十分逗人喜欢。那位客人欣赏了半天，问道：
“怎么样，奋战了两年多，有些什么收获？”
主人带着爽朗的笑声答道：“收获嘛，有，而且很多，我已经知道有好几千种物质，是不能用做蓄电池的。”
“好几千种？”客人似乎不大相信，“到目前为止，你总共做过多少次试验？”
主人竖起右手的四个指头比了比：“已经突破四万大关，可是与实际使用要求，还有相当距离。”
听了这个数目，客人不觉倒抽一口冷气，瞪着眼珠呆了好一会，又问：
“你预备怎样越过这段距离呢？”
“没有捷径可走，”主人不假思索地说，“常言道，不怕慢，只怕站，只要一步步往前走，总有一天会走过去的。”
这深沉而有分量的话，很耐人寻味。爱迪生正是把它作为自己的座右铭，试验，失败；再试验，再失败……直至1904年初，终于突破重重困难，用烧碱 （氢氧化钠）溶液代替硫酸，用镍、铁代替铅，制成了一种新型镍铁碱电池。因为烧碱溶液对镍和铁没有腐蚀作用，所以完全克服了铅蓄电池那种“短命”的毛病。
正当大家兴高采烈，欢呼试验成功的时候，爱迪生的秘书像往常一样，赶忙找到主人，问：“蓄电池试验已经成功了，是不是现在马上向新闻界发一消息？”
爱迪生把手一摆说：“别忙，试验到此并未结束，最大一道难关还在后头哩！”
秘书与其他工作人员一听，心里凉了半截，也十分纳闷，新蓄电池样样都好，电力足，寿命长，精巧灵便，经久耐用，还有什么“难关”呢？
原来爱迪生认为，任何产品仅仅在实验室中试验成功，并不能算最后的成功，还一定要经受实际考验。为了试验蓄电池的机械强度和耐久性，爱迪生用新电池装配了6部电动车，叫6个工人，每人开一部，到野外坎坷的道路上每天去跑100英里。这样一连进行了两个多月，6部电动车，受不了这样的颠簸折磨，差不多都弄得胎破轴断，破损不堪，可是作为原动力的镍铁碱电池，都情况正常，一点毛病也没有。
另外，爱迪生还作了这样的试验，先把成箱成箱电池，从二楼、三楼、四楼往下摔，再装到手推车上，每小时15英里的速度，朝大石头上猛撞，要连撞500次才算合格。经过这种种考验都合格了，才算过了“难关”，这的确是很难的“难关”。
正是爱迪生的这种顽强拼搏的精神和严格的科学态度，终于在1909年制成一种相当理想的镍铁碱电池，并投入了大规模生产，直至今天，人们还在使用这种蓄电池。为了纪念它的劳苦功高的发明人，人们把这种电池称为“爱迪生蓄电池”。
戴维与安全灯
记得有部电影名叫《燎原》，它对煤矿发生瓦斯大爆炸的悲壮场面作了非常真切的描述：那震耳欲聋的爆炸声、“呜……呜……”的警报后，以及声嘶力竭的哭喊声，交织成一幅煤矿瓦斯爆炸的可怕情景。
那么什么叫瓦斯？瓦斯又为什么会爆炸呢？原来在煤矿的矿井中常含有少量甲烷气，名为瓦斯。这种气体“性情”暴烈，遇火即燃。矿工们在井下挖煤，伸手不见五指，没有灯不行，当时矿工们照明是用蜡烛，遇到这种瓦斯——甲烷气体，就会爆炸，可怕的灾祸就降临到矿工头上。
18世纪英国的煤炭工业蓬勃发展，大批煤矿在开发，矿井中事故频频发生，特别是瓦斯爆炸，时有发生。一旦瓦斯爆炸和瓦斯引起了火灾，在煤矿中只有一个办法来对付，那就是马上堵塞巷道口，截断火的蔓延以减少损失，但这会使正在巷道内工作的矿工们来不及逃出，造成大量死亡。
1815年，有人向英国知名科学家戴维绘声绘色地描述了瓦斯爆炸的惨景，同时也请求他设法找出一个能预防爆炸的良策。戴维出身较贫苦，年少时就丧父，当过学徒，因此对矿工的悲惨遭遇很表同情。听了瓦斯爆炸的介绍，大大激发了戴维，应“预防煤矿灾祸协会”的请求，开始研究火焰与爆炸。在他之前，也曾有人做过研究，例如在1813年，有一位英国的格拉尼博士曾制作过“安全灯”，但由于生产和使用都很麻烦，所以未能普及使用。因此要设计一种制造容易、使用方便的安全灯的研制任务，就落在戴维身上了。
戴维亲自下到矿井进行实地观察，矿工们热情地接待了他，向他介绍矿井里的工作情况，叙述了他们的艰苦、危险的工作环境，恳切请求化学家为人类的幸福、矿工们的生活贡献智慧和才干。
戴维与他的助手法拉第一起，对瓦斯进行了反复研究。矿井里一片漆黑，需要灯光，有灯光就可能引起瓦斯爆炸，因此首先要寻找出一个使灯光与外部隔绝的办法。但火焰灯需要氧气，完全密封的灯不会发光，这就必须有一个与外部不完全隔绝的灯罩。
经过反复试验，他发现细的金属管子火焰不能通过，而外部的空气却能够自由进入，这真是一个惊人的发现。那么怎样用细管组成一个灯罩呢？戴维想方设法要突破这道难关。他把细管密集排列，成为一个带小孔的厚片，然后一点一点减薄，同时观察它的作用。他发现即使减薄成一张网，其作用仍然不变。
“啊，原来铁丝网也有相同的功能！”到了这时，他心中豁然开朗了。他用铁丝网做了一个圆筒形的灯罩，火焰在灯内跳跃着，即使外面有瓦斯，却不会燃烧，自然不会引起瓦斯爆炸。
他又进一步进行实验，制造各种人造瓦斯环境，都证明这种简单的灯非常安全可靠。
这时是1915年12月。
戴维的安全灯就是用金属网罩起来的灯。金属网罩为何有这样神奇的作用呢？原来这里热传导起着决定性的作用。大家知道，铁或铜等金属都是热的良导体，它们能很快地把热从受热端传向远处。在网罩内燃烧着的火焰，温度当然高于着火点，但金属网罩能不断地导热散热，使罩子外面的温度低于着火点，因此即使罩外有瓦斯，由于温度达不到瓦斯着火点，就烧不起来。
这里不妨介绍你做个小试验：用铁丝或铝丝绕成螺旋状，罩在一支点燃的蜡烛火焰上，火焰一下子熄灭了。或者做一个稍大些的金属网，把烛焰罩住，可以看到火苗仍在罩内闪烁，这时若将煤气喷到网罩外面，你会惊奇地发现，煤气仍不会燃烧。网罩起着热屏蔽的作用。
安全灯发明出来了，模拟试验也成功了，但还必须到矿井现场做实地试验。
