一、避雷针的发明
两百多年前，我们的祖先还无法解释雷电是什么。民间有许多传说，说打雷是奥林匹亚山上的天神在发怒。欧美洲地区传说施放雷是上帝主宰的。在中国人们传说着许多有关天上打雷是老天爷惩罚罪人的故事。
18世纪中期人们已开始了解电的知识。有的用丝绸在玻璃上摩擦产生电，还有用猫皮在琥珀上摩擦产生电，当电产生时会在金属上发出火花，放出“啪、啪”的响声。有位美国人叫富兰克林，他把摩擦放电和雷电联系到一起了，经过试验他发明了避雷针。
本杰明？富兰克林(1706-1790)美国科学家、政治家，他1706年出生于波士顿一个小商人家庭，幼年时由于家庭贫困只上了两年小学就辍学了，卖过报，12岁到印刷厂当学徒。他勤奋好学，白天做工晚上在油灯下读书，天天读到深夜，14岁开始写文章，许多文章发表在《新英格兰》报上。他是美国独立运动的领袖之一，曾任外交使团团长，还当过三任州长。他进行过多种科学研究，发明了能节省燃料四分之三的新式火炉、老年人用的双光眼镜、医院使用的伸缩性导尿管等。
富兰克林从小就不相信关于雷电的神奇传说。他的想法是，上帝为什么只在夏天打雷，在冬天就不打雷呢？长大后，当他学到摩擦产生电的知识时，他就想到雨天闪电是否也是摩擦生电引起的呢？他决心要验证自己的想法是否正确。
1725年7月，天空中乌云密布，远处天空电闪雷鸣，大雨即将来临。46岁的富兰克林带着10岁的儿子手拿一只大风筝奔到郊外，他在风筝的线头上拴一块小金属片，乘着风势拉开线绳，风筝飞上天空，放得很高。他在风筝线的末端拴上一根不长的金属棒，又将线绳绑在一根木桩上，金属棒放在地面上。这时天下起大雨，风筝线淋湿了，一阵闪电，只见风筝突然的直挺地竖起来，同时看到地上的钢棒闪出耀眼的电火花，听到“啪、啪”的响声。富兰克林兴奋的高声叫起来：“成功了，成功了，雷电就是电。”他的试验成功，彻底破除了几千年来人们对闪电打雷的迷信，揭开了大自然雷电之谜。
不久，富兰克林收到一位法国朋友的来信，得知那位法国朋友家屋脊遭到雷击。他立即写信建议法国朋友做一根有尖的金属杆装在屋顶上，再用导线把铁杆连接起来引到地下，这样可以把天上的雷电引到地下去，防止房屋高层建筑再遭雷击。那位法国朋友接到回信后，做了一根40英尺高的铁杆直立在屋顶上，另一端插在地下。一天，天降大雨，电闪雷鸣，高铁杆真的把雷电引入了地下。这就是富兰克林发明的避雷针，很快传遍世界各地，至今人们还在使用。
二、指南针的发明
指南针是我国古代劳动人民发明的。它是指示方位的一种简单仪器，常用于航海、旅行和行军中；早在我国古代战国时已有用天然磁铁矿做成的指南针，称为“司南”，是我国古代四大发明之一。
在2000多年以前，我们的祖先发现一种铁矿石，它具有磁性，能把许多铁屑紧紧吸在一起，就像一位慈爱的母亲抚摸着她的孩子一样，所以当时把磁石叫作“慈石”。开始人们琢磨着把有磁性的铁矿石磨成磁石棒，然后用一根很细的绳子拴在磁石棒中间，使它能平行地吊起来，就会看到它的一端永远指向南方，而另一端就指向北方。
我们的祖先，为了制作出指示方向的工具，动了许多脑筋。他们观察北斗星时，知道北斗星指引人们朝北的方向。见到它的形状像一个大汤匙，从中得到启示。于是把磁石雕琢成很轻的汤匙。汤匙的底部磨成圆形，再把汤匙放在一个光滑的铜盘上。用手轻轻转动匙柄，待匙柄停下来时，可以见到匙柄永远指向南方。祖先把它叫“罗盘”，这就是古代的指南针。
人们在使用这种“罗盘”的过程中，觉得它体积大，携带不方便，有时不够灵敏，又改进成指南鱼--用一块铁片制成鱼的形状，再安一块磁石，使鱼形铁片磁化。只要把鱼形铁片往水里一放，它浮在水面上，鱼头是N极便会自然朝向南方。后来人们又经过多次改进，把磁石磨成很细小的磁针，用一根小细棒顶尖顶着磁针的中间，使磁针平行，这样人们使用就很方便了。无论是雨天或雾天，在海上或陆地，都能准确地辨认方向。
我国发明的指南针，在12世纪后传到了阿拉伯国家和欧洲，又很快传到了世界各地，从而推动了航海事业的发展，为全世界的文化、经济交流做出了不可磨灭的贡献。
三、地动仪的发明
我国古代东汉时期，有位杰出的科学家和发明家名叫张衡，字平子，出生于公元78年。河南南阳人。在安帝刘祜和顺帝刘保时，任太史令官职，掌管典籍、天象、历数、祭祀等事。他在继承前人成果的基础上，制造了演示日、月、星辰运行的侯天仪。公元132年张衡发明测定地震方位的地动仪，是世界上公认最早的地震测定仪器，比欧洲早1700年。他创造的测定风向的侯天仪，比欧洲早1000年。他还第一次正确解释了月食的成因。
东汉时期人们的封建迷信思想很深。张衡任太史令时，每天用心研究地动仪，几乎把全部精力都投入到地动仪的研制上。这引起了朝廷内外许多官员的不满，一些人四处说他坏话，说他的研究是徒有虚名，劳而无益。张衡面对各种干扰和压力，一天也没停止研究。他决心把地动仪研制成功。张衡边想边动手，绘图，指点工匠帮做。他根据人观察四周的视野界限，综合当时的工艺水平，适应人们迷信、神话的心理，设计仪器的外形。仪器内竖着一根铜柱，外表圆周八等分装有八条龙，龙头分别朝着八个方向，嘴里都含一粒铜球。与每条龙的龙嘴相对应，下面都放着一个金蛤蟆，头朝上张着口，等待接铜球。只要哪个方向发生地震，柱子就倒向哪个方向，触动杠杆，哪个方向的龙就吐出铜球，落进设在下面的蛤蟆嘴里。这样人们就可以知道哪里发生了地震。制成后在最初的几年里，地动仪一直没有动。遭到许多人的嘲笑，甚至他最好的朋友也产生怀疑。
公元138年3月1日，地动仪朝西的那条龙突然吐出了铜球，只听“当啷”一声，落进了蛤蟆的嘴里。可是京城洛阳并没有发生地震，朝廷上下闻讯一片哗然，有人趁机攻击张衡的地动仪是骗人的废物。但是，张衡坚信洛阳以西地区一定发生了地震。
没过几天陇西方面飞马来报，那里在3月1日那天发生了地震、陇西在洛阳西500公里，方向准确无误。完全证实了地动仪预报地震的准确性、灵敏性。
四、水运仪象台的发明
苏颂(1020-1101)，字子容，中国宋代天文学家，天文机械制造家，药学家。宋代泉州(今福建省泉州)人。23岁中进士，历任知县、刑部尚书、吏部尚书、尚书左丞、宰相等职，晚年被封为太子太傅。
元祜三年(1088年)苏颂和赵公廉等共同设计制造一座天文计时仪器--水运仪象台。在仪器构思上吸收了百家千艺之长，并加以创新、在结构上采用自古以来的水千、筒车、桔槔、凸轮和天平等机械原理，把观测演示和报时设备集中起来，组成一个整体。水运仪象台呈现正方形，高12米，底宽7米，分3层。下层设木阁，内分为5层，每层有门，到一定时刻门中有木人出来报时。木阁后面装有漏壶和机械系统。起控制水轮速度的作用，使水轮只能间歇运转，而转速由漏壶的流量决定；这个相当于今天钟表机械中的关键部件，一组使机能运转变慢，控制速度恒定的锚状擒纵器，因而它堪称钟表的祖宗。
中层为密室，放置浑象。它是一个球体，在球面上布列天体的星宿位置。浑象一昼夜自转-圈，不仅形象地演示了天象的变化。也是现代天文台的跟踪机械--转仪钟的祖先。
上层为露天平台，设有浑仪一座，用来观测日、月、星辰的位置。为了观测方便，上面覆盖了9块活动屋板。其作用和现代天文台可以开合的球形台顶相似？堪称现代天文台圆顶的先祖。这座利用水力运转的仪器象台，体现了我国古代机械工程技术是远远早于欧洲同类装置的一项重大发明。国际上曾对它给予高度的评价，认为“很可能是后来欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。
苏颂在晚年专门从事《新仪象法要》一书的撰写工作，于绍圣三年(1096年)成书，描述了水运仪象台和150多种机械零件，并附有60多幅图画。
五、火药的发明
火药是武器发射的能源，在军事上称为“发射药”，是我国四大发明之一。火药的发明与炼丹密切相关，是古代的术士们在炼丹中意外地发明的。
早在西汉时期，汉武帝刘彻想要长生不老，召集当朝所有大臣议事，要大臣们为他出谋划策，求得长生不老。有个大臣上前向皇帝叩拜，建议说：“陛下，卑臣听说有一种炼成的仙丹，吃了它，可以长生不老。”汉武帝刘彻一听，万分高兴，连忙下令全国术士为他炼丹。于是炼丹术盛行起来。
当时炼丹主要原料是硫磺、硝石、木炭混合，再加上蜂蜜炼制的。炼丹的术士们整天守在炼丹炉旁看护着，一心想炼出仙丹。谁知炼丹炉里常发生爆炸，有的术士还被炸伤了。但是炼丹的术士们不敢违抗圣旨。为了博得皇帝的欢心，他们脑子里想的都是仙丹。可是皇帝吃了他们炼出的仙丹，不仅没有长命百岁，还加速了“驾崩”。
炼丹炉经常发生火药爆炸事故，引起了一些军事家的重视，并产生了兴趣。他们进行了深入的调查研究后，将硝石、硫磺和木炭等按一定比例制成了世界上最早的火药。
后来，火药不仅用于军事上，还被广泛地应用在采矿、开山、筑路等。
我国元代西征使用了火药武器。那时中国的火药武器在世界上一直处于领先地位，很快传到了阿拉伯地区和欧洲。
六、连珠铳的发明
我国清代浙江杭州人戴梓是一位军械制造家，曾对天文、数学、水利等有所研究，在军事科学技术方面有显着贡献。
戴梓长期在清朝军队中任职，官至“威远将军”，从事军械、武器方面研究，发明过许多新式武器。最为突出的是“连珠铳”，又称“连珠炮”，类似现代的机关枪。还有“冲天炮”，体积不大，行军驮运方便。射程较远，杀伤力较大。康熙十三年至三十五年(1674-1696年)噶尔丹背叛祖国，与沙俄勾结，在沙俄支持下吞并辉特、杜尔伯特、硕特等三个部落，势力逐渐强大。康熙二十七年(1688年)，噶尔丹向东进兵击败喀尔喀蒙古。在同一个时期，沙俄侵略者先后窜入我国黑龙江流域，残害当地居民，烧杀抢劫，无恶不作。康熙曾对沙俄的侵略行为多次提出抗议，沙俄置之不理，竟强占雅克萨等地，以雅克萨为侵略我国黑龙江流域的军事据点，霸占我国领土。清政府为抵抗沙俄的侵略，粉碎沙俄帝国的侵略野心，平定噶尔丹叛乱，命戴梓赶制其发明的新式武器。戴梓接受命令之后，夜以继日地赶制，仅用8天时间就造出一批冲天炮和连珠炮。清政府用这些新式武器装备清军，命黑龙江驻军将领萨布素率兵进攻雅克萨。战斗中击毙了沙俄军首将托尔布新，俄军大部伤亡无力再战，沙俄政府被迫接受清政府提出的和平谈判。同一个时期噶尔丹被清军击败于昭莫多(今蒙古乌兰巴托东南)。噶尔丹走投无路，于1697年死去。戴梓发明的连珠炮和冲天炮，在反击沙俄入侵和平定噶尔丹叛乱的战斗中，发挥了巨大作用，战争结束了，清政府为表彰戴梓的功绩，任命他为“威远将军”，并把“威远将军”的命名刻在炮体上以作纪念。
七、炸药和雷管的发明
诺贝尔(1833-1895)瑞典化学家、工程师。他一生有过许多发明，共取得129种物品的发明专利权，最突出的发明是炸药和雷管。
诺贝尔于1833年10月21日出生在瑞典首都斯德哥尔摩。他幼年时随父侨居俄国，跟家庭教师学习。15岁起在意大利、英国、法国、美国等国家学习；后回到其父在俄国圣彼得堡办的工厂工作。17岁时他父亲叫他到美国的机械厂学习两年。此间他看到工人们为了开通铁路在荒山野岭上，用铁锤砸石头，要付出艰苦劳动。他想要能发明一种东西一下子把大山劈开多好啊。学习结束了，诺贝尔回到瑞典后，就把兴趣放在了炸药的发明上了、经过几年的艰苦努力，他发明了一种液体炸药，由于爆炸力十分强大，人们称之为“诺贝尔爆发油”，很快风行世界。
液体炸药是非常容易爆炸的。有一次，一艘巨轮满载液体炸药，在大西洋里航行。因为风浪颠簸引起液体炸药爆炸，整船沉没在大海中。还有一次在美国旧金山有一列火车运送液体炸药时，由于受到震动，列车被炸得粉碎。这样一来，许多政府都下令不准进口“诺贝尔爆发油”，许多运输公司都拒绝运送这种可怕的液体。
面对危险的事实，诺贝尔想怎样才能保证炸药安全运输呢？于是，他继续研究和试验。
1864年9月3日，只听“轰”的一声巨响，诺贝尔的实验室顿时化为灰烬。爆炸现场鲜血满地。诺贝尔的弟弟和四名工作人员当场死去，诺贝尔的父亲从此半身不遂，终身残废。这一天诺贝尔不在现场，才得以幸免。
这次爆炸后，政府下令，诺贝尔必须立即停止爆炸试验，否则将追究他的法律责任。在严峻的现实面前，诺贝尔并没有灰心，他仍然在想办法，要继续研究。诺贝尔租了一艘大船在瑞典首都附近的马拉伦湖上搞实验。历经几百次的失败，他以不屈不挠的精神在船上度过四年，1867年秋天，试验终于成功了。
诺贝尔把液体炸药吸入硅土里，变为固体炸药(黄色炸药)。这样在运输中摩擦或震动也不容易爆炸了。要想爆炸必须有引爆才行。这样，诺贝尔又发明了一种引爆物--雷管。
从此，人们劈山筑路，打通隧道，凿穿矿井再也不要用力一锤锤的砸了。
接着，于1875年诺贝尔又发明了威力更加强大的胶质炸药。1887年诺贝尔又发明了无烟炸药。为了发明诺贝尔投入了他毕生的精力。他一生没有结婚，临终前，他把一生中100多项发明的专利费，统统存入银行。他的遗嘱是把诺贝尔奖金，每年发放一次，奖给那些在物理、化学、生物、医学、文学等五项事业上成就最突出的人。前四项奖金在瑞典首都斯德哥尔摩颁发。和平奖金在挪威首都奥斯陆颁发。后来又增加一项“经济奖”，也在瑞典颁发。这就是一年一度的诺贝尔奖金的由来。
