发明之路

探索群星

火箭还是航天飞机？这两种航天器都能被发射到太空中去，但是航天飞机能在完成任务后返回地面，火箭却不能。在20世纪，美国和苏联两大阵营相互对立，“太空征服计划”就是双方对抗的一个重要方面。

目标：太空

1961年，苏联首次发送运载火箭，载人进入太空，这个人就是我们熟悉的“太空第一人”——尤里·加加林。由于太空中没有氧气，普通燃料无法持续为火箭提供动力，所以科学家们发明了一种富含液氧的燃料来推动火箭。等到完成任务之后，有一个模块会从火箭上分离出来，将宇航员带回地球。

你以为这是最早的火箭？不！最早研究完成的火箭是德国在二战期间发明并使用的弹道导弹——V2火箭。你知道吗？第一个在太空中旅行的生物不是人类，而是一只名叫莱卡（Laika）的狗。

突破地球的大气层

要探索太空，人们首先要解决一个重大挑战，即如何摆脱地心引力。这就要求火箭的速度必须达到第一宇宙速度——每秒7.9千米。美国的“阿波罗号11号”能够在1969年登上月球，正是依靠这种非凡的速度。火箭最常执行的任务是运载卫星，并且将卫星运送到预先设定的位置。

航天飞机

航天飞机能够返回地球。首先，航天飞机需要依靠火箭运载进入太空。火箭在飞行达到一定高度之后，与航天飞机脱离。然后，航天飞机在地面计算机的控制下绕地球飞行，完成任务后便执行返回命令，最终在地面跑道上降落。

在铁轨上

乘坐轨道交通旅行可以追溯到19世纪。这种出行方式与电气工程的发展有关，因为是以电作为动力，所以那个时代被称为电气时代。与蒸汽机车相比，轨道交通对环境的污染少了很多。

火车

1870年，坐火车和轮船从巴黎到伦敦需要10多个小时。由于当时的火车以煤为动力燃料，发动机正后方需要给火车供应煤和水，这使火车增重了很多，再加上要靠火车头拉动车身前进，所以火车运行的速度就比较慢。当时的火车铁轨固定在木质枕木上，轨道的下面铺着大量的沙子和鹅卵石，雨水可以渗透进去，避免积水。

高速列车

2007年，法国制造的高速列车“欧洲之星”号从巴黎到达伦敦只需2小时15分钟。早在1964年，日本就开通了世界上第一条高速列车，火车轨道配备了混凝土枕木，列车运行速度可达到每小时210千米。目前，很多国家大力发展的是一种新型高速列车，发动机被安装在列车的每一节车厢，使列车能够以平均每小时360千米以上的速度运行。

地铁

从1863年起，地铁开始在伦敦运行。当时的机车还是以蒸汽为动力，不但非常嘈杂，而且会产生大量的烟雾。后来，机车配备了电动马达，相对安静且干净了不少。这比巴黎地铁早了30多年，巴黎的第一条地铁线于1900年投入使用，列车以每小时30千米的速度运行。此后，地铁技術不断改进，现在巴黎有两条地铁线路是全自动的，没有司机，车门的开关由计算机系统控制。

有轨电车

有轨电车依靠电力运行，速度快且经济实惠。过去，它是通过“辫子”与电网连接的，但高空架设电线会给城市带来不便，所以新技术是从地面给有轨电车供电。这样，有轨电车不但不会破坏周围景观，反而成了城市中心地带的一条风景线。

小知识：

通常古老的蒸汽机车紧跟着车头的车厢是储煤车，功能是储存燃料（木材、煤炭、柴油）和水。

石油，现代生活的伙伴

18世纪以前，人类还没有广泛地开采石油。一直到了21世纪，石油才成为人类活动不可缺少的能源。石油历史久远，在古代就已为人们所熟知，石油也曾被称为岩油，人们用它来涂抹船体从而起到防水的作用。有文章记载，早在唐朝时期，中国人就将石油用于照明，只不过那时的石油是未经加工的原油。

大规模开采

19世纪，石油再次被用于照明并受到重视。1859年，美国人发掘了第一批油井;1900年左右，人们建造了井架以便于深度开采石油资源。挖掘出来的原油需要精炼，然后制成各种石油产品。

汽油发动机和汽车的发展

汽油是石油的衍生物。汽油发动机是使用汽油作为燃料的内燃机，汽油发动机与蒸汽发动机相比有许多优点：重量轻、功率大、自主性强……内燃机的工作原理是燃料和空气的混合物输入机器内部，燃烧产生热能并转化为动能，从而驱动发动机气缸内的活塞。这种“内燃机”的出现为汽车行业的进一步发展铺平了道路。

从石油到塑料

化学家们将石油中的简单分子组合成长链进而制造出塑料。用这样的方法可以制作不同强度的塑料，并且易于着色、拉伸、熔化和定型。

石油无处不在

日常生活中的许多物品都能看到石油的影子：眼镜、玩具、蜡笔、衣服、瓶子、食品包装、汽车材料等等。