在我国的江南的一些地方，至今还在使用着一种木制的灌溉工具——龙骨水车，它的最初发明者不是近代人，更不是现代人，而是古代的一位杰出的机械发明家——马钧。由于他改进了织绫机，发明了龙骨水车，制造了指南车、抛石机、“水转百戏”等精巧的机械装置，在历史上曾获得了“巧思绝世”的机械发明家的美称。
指南车的指引
马钧，字德衡，我国三国时代的魏国扶风（今陕西武功县、兴平县一带）人，生卒年代不详。他出身于一个贫苦的家庭里，祖籍世代务农。马钧从小就口吃，因而一生都不善言谈。他虽动口不好，但却善于动脑、动手，尤其喜欢读书。每当看到一本好书，他往往爱不释手。有一次他从书上读到了一个发明的故事，便立刻被吸引住了。
书上讲的是上古时代黄帝大战蚩尤的故事。一次，黄帝领兵作战，因天降大雾，军队辨不清方向，结果被蚩尤打败了。回去之后，黄帝就想，在这种多雾的地区作战，如能辨明方向就好了。这时手下一个聪明的谋士便提出一个设想。他建议制作一种装置，能始终指向一个固定的方向，将士们看到它就可以不迷失方向了。黄帝觉得这个设想很好，便命人进行研究和试验，终于制作了一种指南车。这是一种奇妙的车，车轮与一套装置相联，这套装置又与车上一个手臂指向南方的小木人相联。当车子转变方向时，通过这套装置的转换，总能保证木人的手始终指向南方。这样，在大雾再一次降临的时候，蚩尤部落倾巢出动，想藉此机会使黄帝全军覆没。但他们没有想到，这一次黄帝的军队，由于有了指南车的指引，加上黄帝指挥有方，使队伍进退自如，士兵们越战越勇，最终却把蚩尤打败了。
在读了这本书之后，马钧又从另一本书上读到，在周朝初年，南方的越裳氏派来的使臣迷失了回去的路线，周公便利用制作的指南车，派人护送他们回国了。
这些故事简直使小马钧着了迷，当时只有十几岁的他，竟异想天开，也要造一台指南车。他找来父亲干木匠活的工具和一些木板，边琢磨边动手试验，一干就是几天。可究竟怎么才能指南，书上没说，他试验来试验去仍是一筹莫展。母亲见儿子这几天神秘地忙个不停，常常愁眉苦脸，不思茶饭，便心疼地问他在干什么。他告诉母亲黄帝造指南车的故事，并说他也在造指南车。母亲一听就笑了，说那只是传说，不一定是真事儿。可小马钧挺倔犟，非说是真事儿不可。母亲见他一脸孩子气，又是那样认真，便半开玩笑地逗他说：“我儿现在年纪还小，等长大了就一定能造出指南车来。”马钧听到妈妈的鼓励才高兴地笑了。他决心等自己再长大一些时，再来造指南车。尽管这一次没造成指南车，但却培养了小马钧对机械的兴趣和勤于动手的习惯。这无疑影响了他日后的发展方向。
改进织绫机
马钧从小生活在乡间，从父老乡亲们每日沉重的劳动中体味到生活的艰辛，并总想用什么办法来减轻乡亲们的劳动。为此，他非常注意研究当时所能见到的各种机械，并设法改进它们。其中比较突出的是他对织绫机的改进。
我国是世界上最早发明养蚕缫丝的国家。早在商朝的时候，以桑养蚕与缫丝织绸的技术就有了相当的发展。当时的人们已经掌握了平纹织法和挑织法，用以织出带有各种图案的丝织品。到了春秋战国时期，已掌握了能织出十几种丝织品的方法。到了汉代，中国的丝绸开始传入国外，我国由此获得了“东方丝国”的称号。
与此密切相关的是纺织机的发明和改进。我国最早的织布机大约发明于商朝的手纹织机，到周朝又发展出提花机械，至少在战国末期已经开始使用足踏织机了。利用脚踏板作提综（织机上使经线上下交错分开以便梭子通过的装置）开口的装置，就可以腾出手来投梭，手脚并用，使功效大大提高。这种织机是纺织技术史上具有划时代意义的发明。到了西汉初年，对织机又有了进一步的改进，有人还曾发明了一种新型提花机。它用120根经线，60天就能织出一匹花绫。但这种织绫机的最大特点是每根经线都要用一个脚踏的蹑（即踏板），这样120根经线就要有120个蹑，操作起来既费力又费时，很不方便。后来有人对它作了改进，把它简化成“五十综者五十蹑”或“六十综者六十蹑。”
马钧家的一位邻居大妈就有一台这样的“六十综者六十蹑”的织绫机。这种织绫机虽然效率有所提高，但织一匹绫子仍需几十天的时间，且复杂笨重、不便操作的问题仍没得到解决。
马钧从小就非常喜欢去大妈家看织绫。他觉得大妈的织绫机神秘、可爱，在大妈的熟练操作下，一匹匹色彩鲜艳、图案生动的花绫从织机中“流出”，比妈妈巧手绣出的刺绣还漂亮。随着马钧逐渐长大，大妈一天天变老，面对60根线、60个踏板，逐渐有些力不从心，动作也明显不如以前熟练，以往一个月就能织出的布，现在往往要用三个月甚至更长时间才能干完。马钧觉得这都是由于这种织绫机太复杂造成的。如果能使它的机构再简化一下，操作方便一些，就不会这么费力了。马钧那颗喜欢钻研的心又活动起来了，他决心要对这种织机加以改进。
马钧趁大妈有一段时间卧病在床之际，把她的织机全部拆开，仔细地研究了它的结构和各种零部件的功能。然后经过日夜的苦心钻研和反复实验，又重新设计了织机，将“五十综者五十蹑”和“六十综者六十蹑”两种旧织机，都改装成只需12个蹑的织机。这样就大大简化了织绫机的构造，使生产效率一下子提高了5倍。
当大妈身体康复，再次站到织绫机前时，看到的是一台很简便的织机。当她坐到机前操作时，更觉得方便至极，自己仿佛一下子又回到了身体强健的年轻时代，甚至比那时还要强。原来织一匹绫至少也要一个月，可现在她十来天甚至更短的时间就可织出一匹。她高兴得合不拢嘴，逢人便称赞马钧的才能。由于用新绫机织出的图案自然，变化多端，质量也有很大提高，所以在市场上成了畅销的抢手货，深受人们的欢迎。
于是，远近的许多人都慕名而来，请求马钧传授制作新型织机的技术。看到自己的发明赢得了人们的欢迎，马钧也很兴奋，对上门求教者都热心传授，并且不收分文。由此，经过马钧改进的新型织绫机便迅速地被推广开来，为家庭手工织布业的发展做出了贡献。马钧的名字开始为世人所知，“天下知其巧矣”。
夭折的抛石机
马钧即使在改进织绫机的时候，脑海里仍不时地闪现着童年时代要制造指南车的梦想。但同时也觉得单凭自己当时的力量，很难完成如此复杂的大型器械的制作任务。为此，他于公元233年来到魏国京城洛阳。此次来京城所抱的希望之一，就是能借助朝廷的力量来实现自己的梦想。后来经人介绍，他认识了京城的一位著名学者、文学家傅玄。中国历代统治者都有重视文学的倾向，所以作为文学家的傅玄能够有机会与上层权贵们接触。傅玄很欣赏马钧的才学，也听说过他改进织绫机的事。因此，两人相识不久便成了莫逆之交。傅玄答应帮他想办法，找机会向朝廷推荐。
傅玄深知，在他那个时代里，要想举荐成功，仅有才华是不行的，一定要为当时的官府作出一定的贡献，才能为权贵们所重视。马钧虽然成功地改进了织绫机，但对于那些视生产为“下人”所为的权贵们来说，根本不屑一顾。当时，由于魏、蜀、吴三国之间经常打仗，所以朝廷对个人的军事功绩比较重视。傅玄思忖，按马钧的才能，虽然不能在领兵打仗上建立功勋，但却可以在兵器的改进方面有所作为。
当时，蜀国丞相诸葛亮创制了一种武器叫连弩，可以连续发射几十支铁制弩箭，对魏国的军队威胁很大。马钧看到了魏军从蜀军那里缴获的连弩后，认为巧是很巧，但还不是最好的，如果改进一下，威力还能提高几倍。但他没有马上着手去改进连弩，而是看中了一种威力更大的攻城武器——发石车。这种发石车就像一个大天平，一头挂着一个斗，里面可以装几斤或几十斤重的大石球；另一头挂着很多根绳子。几十或几百名士兵拉着绳子，一齐用力把挂绳子的这一头拉下来，挂石头的那一头飞快地翘了起来，石头就被抛了出去，借以打击敌人。马钧发现，这种发石车不但用人多，花费时间长，抛出去的石头速度低，威力不大，敌人只需在城楼上悬挂湿牛皮，就可以轻而易举地挡住石弹，而且它只能间断性地单射，不能连射。
为了克服这些缺点，马钧研究设计了一种新的攻城武器——轮转式连续抛石机。他设想，用一个竖置的并能绕轴转动的大木轮，在轮缘周围用绳子吊上几十块“石弹”，然后用机械使轮子飞速旋转，轮边的“石弹”也会随之一起旋转，当转速达到一定程度，按一定节奏断开绳索，就会使石弹“首尾电至”，连续发射打击敌人。马钧按照这一设想，利用车轮和几十块砖瓦作了简易实验，结果与设想的一致，接连不断打出去的砖瓦，能飞出几百步远，威力很大。
傅玄见到这一试验结果非常高兴。他想，国家正处在交战之时，权臣们一定会对这一发明感兴趣，也一定会重用马钧这样的不可多得的人才。于是，他便亲自带领马钧，拿着设计图，直接去拜见安乡侯曹羲。曹羲见傅玄推荐的所谓“人才”，只不过是一个乡村匠人，便有些不以为然。但碍于傅玄的面子。才勉强地问了问这种武器的一些情况。由于马钧本来就不善言辞，加之又是第一次见到如此高官，未免有些紧张，一时间竟不知该说些什么。曹羲便以不善辞令、讲不出深奥的道理为由，不同意让他进行试制。傅玄为国荐才心切，只好亲自向曹羲讲述了这种武器的精巧及其威力，并将其称之为“国之精器”，力劝曹羲应“以考试为衡器”进行试验，以便不至于把美玉当成石头而随意抛弃了。经过傅玄的耐心说服，曹羲才同意将此事上奏主持军事并辅政的武安侯曹爽。但曹爽此时正忙于和司马氏争夺权势，对马钧的这一发明根本无心理会。傅玄和马钧都很失望。这一天才发明就此夭折。对这件事，傅玄曾感叹说：试验一下，本来是极容易的事。可是像马钧这样天下知名的巧人尚且得不到重视，更何况那些不出名的人呢！
水转百戏
此事过后不久，有人给魏明帝进献了一种叫做“百戏”的木偶玩具，它设计精巧，造型优美，美中不足的是不能动作。善于谄媚的曹爽这时才又想起了小马钧。为了取悦于明帝，这次曹爽派人找到了马钧。魏明帝问马钧：“你能使这些木偶人动作起来吗？”马钧略一观察，便自信地回答说：“能！”于是魏明帝便命马钧加以改制。
马钧奉诏后，便在宫廷内开始研制起来。他调动了自己的全部才智，制作了一套复杂而巧妙的齿轮、连杆、凸轮等组成的传动装置。然后又用木材制成了原动轮，用水作动力，使其旋转，通过传动装置的传递，使旋转运动变成了各个木偶各自不同的动作。这就是传说中的“水转百戏。”
制作完成后，魏明帝传旨，让群臣到后花园观赏改进后的“水转百戏”。这一天，宫廷里张灯结彩，鼓乐齐鸣，群臣朝服齐整，嫔妃们妆抹艳丽，一同随着明帝来到了设置“水转百戏”的后花园里。人们只见一个圆形的水池中，设有一木制大轮，平放在池底，轮子的侧面设有喷水的竹管。当竹管向外喷水时，轮子开始转动起来，同时，轮子上面“戏台”上设置的木人也都一起动作起来，有的击鼓吹箫，有的翩翩起舞，有的跳丸（古代的一种杂技，以手掷球，上下交替）掷剑，有的爬绳倒立，还有的舂米磨面，斗鸡杂耍，出入自如，变化无穷，场面热闹非凡，直看得明帝和嫔妃及群臣们目瞪口呆，拍案叫绝。
发明指南车
通过“水转百戏”，马钧虽然得以进入宫廷，但也没受到重视，只给他当了个“给事中”的小官。马钧对此倒也不十分计较，他心中惦记的仍然是要制造指南车。于是他决定把制作指南车的事上奏明帝。在等待明帝召见的朝房里，马钧和部分官员谈起了指南车的问题，许多人对此都抱怀疑态度。当时在场的散骑常侍高堂隆和骁骑将军秦朗则全然否认指南车的存在。于是，马钧和他们便展开了争辩。
马钧说，黄帝、周公都曾制造过指南车；他们则说，这只是传说，不可靠。马钧又指出，史书上记载过，春秋时期也曾出现过指南车，特别是近时（指东汉）的张衡也曾造过指南车；他们说，这是古书上随便说说的。马钧坚定地认为，古代很可能造出过指南车，只是我们没有深入去研究罢了，其实，这也不是多么深奥的事，给我时间和材料，我就可以把它造出来。
一听马钧也要造指南车，高堂隆和秦朗便拿出平时空谈中练就的绝招，利用文字游戏来讽刺马钧。他们说：“先生名钧，字德衡。‘钧’是器物的模型，‘衡’可以定物的轻重。可你说话连个轻重都不分，难道可以作为模型吗？”意思是说马钧没有真凭实据，只是信口开河，乱说一气。马钧深知没有事实的证明，很难说服这些“空谈高手”，于是便直接了当地回答说：“徒作空论是没有用的，不妨试制一下，自见分明。”
他们一同去见魏明帝，奏明此事。魏明帝虽然对管理朝政庸碌无为，但对游玩奢侈之事却兴致甚浓。他以前也听说过古代帝王出行时有一种先驱车，叫指南车。车上站着一个木人，伸臂南指，不管车子怎么转动，木人手臂总是指向南方。他虽未曾考虑过这种说法是真是假，但现在听马钧说他可以为自己造出一台来，想到自己以后也可享受用指南车开路的气派，便立即下旨命令马钧重造指南车。这样，马钧不但获得了充足的材料、上等的工具，而且由于皇帝准奏，宫廷内的能工巧匠都可以由马钧调配了。
经过马钧的苦思冥想，终于弄清了指南车的动作原理，然后开始设计机构，并画出了设计图。在工匠们的帮助下，没有多长时间，终于制成了指南车。这下，高堂隆和秦朗无话可说了。
尽管受到人们的称赞，但马钧却是一个从不爱炫耀自己的人。当时的一位著名地理学家裴秀，第一次见到马钧后，见其言语迟钝，便对人们给予马钧的赞扬不以为然。他自恃知识广博，要找马钧辩论。马钧听说后，便有意避开他。裴秀更加得意了。马钧的朋友傅玄听到此事后，便找到裴秀，对他说：“你擅长的是说话，马先生擅长的则是智巧。你用自己的擅长去攻击马先生，当然会占上风。要是你和马先生较量智巧，未必能占上风！马先生非常谦虚，不愿和你纠缠，所以一直避开你，你还不知道吗？”裴秀听后也觉得有些惭愧。
自马钧制成指南车以后，朝廷上下都逐渐佩服马钧这位很有智巧的人，“天下服其巧矣”。
发明龙骨水车
马钧虽然有许多杰出的发明创造，却始终也未能受到封建统治者们的重视，反而常常受到阻挠和蔑视，才能也未能得到充分的发挥。对此，马钧的好友傅玄曾慨叹说：马先生的巧，虽古时的公输般、墨翟，近时的张平子（张衡）也比不过，但公输般、墨翟为时所用，有益于世；平子虽任侍郎，马先生虽为给事中，但都没有做工官，不能发挥更大的作用，用人不能尽其才，实在太可惜了。尽管如此，马钧并没有过多计较，而是在完成了指南车的制造之后，便又开始了一个造福于子孙后代的构思，即要发明一种新的灌溉机构——龙骨水车。
离马钧在洛阳的住处不远的地方，有一片坡地，由于地势较高，无法引水灌溉，一直荒芜着。马钧觉得，如果能解决灌溉问题，则将是一片好菜地。由此，又萌发了他要发明新的灌溉机具的想法，并开始了对以往的灌溉工具的研究。
我国在东汉以前的主要提水灌溉工具是桔槔和辘轳。桔槔早在春秋战国时期就已经应用，实际上它是一种利用杠杆原理的提水装置。它是在井旁支一个木架，在木架上安装一根结实的木杆，木架将木杆分成短端和长端，短端系着木桶，长端坠个石块。当桶向上提水的时候，由于杠杆和坠石的作用，便比较省力了。辘轳则是利用轮轴原理制成的一种提水灌溉工具，它特别适用于深水井。但无论是桔槔还是辘轳，都不能连续灌溉，且效率也很低。马钧在研究了原有灌溉器具的基础上认为，只有使提水工具连续动作才能提高灌溉效率。为此，他开始了新的设计和试验。经过反复的试验和研究，终于制造了一种新的灌溉器械——龙骨水车，完成了具有世界历史意义的一项发明。
龙骨水车又叫翻车、踏车或水车。其构造是这样的：用木板作一个长约6.6米、宽约1.32～2.31米、高约0.33米的木槽，在木槽的一端安装一个比较大的带齿轮轴，轴的两端安装可以踏动的踏板。在木槽的另一端安装一个比较小的齿轮轴。在两个齿轮轴之间安装上木链条（即所谓龙骨），木链条上栓上串板。这样，在灌溉农田的时候，就把木槽的安有小齿轮轴的一端放入池塘或河中，人只要踏动大齿轮轴上的踏板，就可以使串板在槽里运动，刮水而上，实现了将水从低处提升到高处的目的，并且可以“更出更入”，循环不息，能连续不断地提水。龙骨水车比原来的提水工具效率提高近百倍。特别是由于它的结构轻便灵巧，妇女儿童都能踏转，所以很受欢迎，并迅速得到推广应用。这是当时世界上最先进的提水工具。
一千多年来，马钧发明的龙骨水车，一直作为一种重要的农业灌溉工具，在我国的农村被广泛的应用着。甚至在今天，江南的一些地方仍在使用着。
马钧的一生虽有过许多的发明创造，但一直未受到当时的统治者、官府的重视。然而，他的发明却受到了广大劳动人民的欢迎。后人敬仰他，称颂他为“天下至巧”。马钧已作为“巧思绝世”的机械发明家永远载入史册。
中古时代的天文学巨星郭守敬
在世界历史的中古时代，欧洲正处于中世纪时期，古希腊天文学的光辉被淹没了，天文学似乎出现了千年沉寂。当时，亚洲的中西部、埃及和西班牙是阿拉伯帝国的统治区，天文学还比较发达。而在世界的东方，中国天文学在上古时代诞生后一直沿着自己的道路独立地发展着，在这过程中出现过许多著名天文学家，本文所介绍的郭守敬则是其中最杰出的一位。在世界上同一时期，他的天文学成就也是极其突出的，他不愧被誉为中古时代的天文学巨星。与此同时，他还以治水方面的卓越贡献而彪炳史册。
少年显天赋
13世纪初至30年代，中国的南方由南宋王朝统治，而北方由日益没落的金朝和日益强盛的蒙古汗国统治。金哀宗天兴三年（1234年），成吉思汗之子、蒙古大汗窝阔台灭金朝，统一了中国北方。在这之前三年，即金哀宗正大八年（1231），本文主人公郭守敬出生于邢州的邢台县（今河北省邢台县）。他出生时邢台已为蒙古汗国所辖。
郭守敬号若思，其父亲大概在他出生后不久便去世了，所以郭守敬由其祖父郭荣抚养长大。郭荣粗通五经，熟谙数学、天文、水利等多种学术，给郭守敬以深刻的影响。少年的郭守敬不爱和年岁相若的孩子们嬉戏，而热衷于读书和观察周围的自然现象。据记载，他在十五六岁时曾获一幅《莲花漏图》，莲花漏是当时计时仪器壶中较先进的一种。因战乱，那时已很难见到实物，郭守敬仅凭此图加以琢磨，很快弄懂了它的原理。后来，在他31岁那年，据少年时的记忆独立研制出一台莲花漏。
郭荣有位老朋友刘秉忠博学多才，深通天文、算学、音律、术数等各种学问，受到成吉思汗之孙忽必烈亲王的器重，把他留在亲王府内当谋臣。大概在郭守敬十七八岁的时候，刘秉忠回家乡邢州奔丧。3年服丧期间，他带了一位名叫王恂的少年到邢台县以西100多里的紫金山闭门读书。郭荣听到这个消息，立即把郭守敬送至刘秉忠门下进修，王恂比郭守敬略小几岁，他们两人成了师兄弟和好朋友。3年后两人的学业都大有长进，刘秉忠对他们很赏识。
大概正当刘秉忠3年服丧期间，忽必烈亲王听取了另一谋臣张文谦的意见，派良吏去治理地处南北要冲但因长年战乱而农业凋零的邢州地区。张耕、刘肃被派到了邢州，他们采取了多种措施恢复农业生产，其中整治水道也为措施之一。邢州城的北郊有3条河流顺着地势从西向东流，最北的一条河道因泥沙堆积而淤塞，河水破堤泛滥，形成一片泥淖，中间的一条连河上架的石桥都陷于淤泥中，日子一久，连桥的所在处也找不到了。张耕、刘肃打算治理河道、修复石桥，便命年方21岁、刚师从刘秉忠3年后回家不久的郭守敬负责勘查和工程的治理设计工作。郭守敬通过现场实地勘测，提出了治理设计方案。根据他的方案，官府征调400多民工，挖出淤泥，疏通河道，使3条河流各有归宿，通行无阻，连埋没多年的旧石桥也被顺利地挖了出来，重新架设在河上。去往北方的大路上，过往行人再也不用艰难跋涉于泥淖之中了，河流也得以通航，农田又得到了灌溉之利。这项工程的顺利完工，首次显示了郭守敬在治水工程方面的杰出才华。
治水专家
蒙古蒙哥汗元年（1251），蒙古王公大臣拥立成吉思汗之孙、窝阔台之侄蒙哥为大汗，于是蒙哥成了蒙古汗国的最高统治者。蒙哥把包括邢州一带的广大汉族居住地区的军政大事全部交给其胞弟忽必烈亲王掌管。为巩固自身的统治，忽必烈采取了笼络汉族士大夫阶层和发展农业生产的方针。他召来在家乡守丧的刘秉忠。蒙哥汗三年（1253），他又让19岁的王恂担任其次子的伴读。郭守敬暂未进入仕途，他留在家乡潜心研究学问。
蒙哥汗九年（1259）秋，蒙哥汗在攻打四川合州的战役中阵亡。翌年，忽必烈在一些蒙古军事首领的支持和汉族谋臣的策划下，打破大汗应由王公大臣推选的蒙古传统，抢先自立为大汗，建都于开平（后称上都，在今内蒙古多伦县西北上都河北岸），并参照中原传统，下诏用年号纪年，这年便是中统元年（1260）。张文谦被封为“左丞”，不久又特派他兼任大名路（今河北省西南部地区）和彰德路（今河南省东北部地区）宣抚使。张文谦来到自己家乡邢州，诚恳邀请郭守敬出山做他的助手。
当时，忽必烈的军事力量主要用于蒙古族居住地区，与他的汗位争夺者阿里不哥和海都等人打内战。忽必烈十分需要一个巩固且能保障军需供应的后方。因此，发展农业生产成了大名路、彰德路宣抚使张文谦的主要任务。郭守敬认为，治水是恢复和发展农业的一个根本问题。在张文谦的支持下，郭守敬在大名路、彰德路两地区的各处奔波，认真勘察河流水渠分布，仔细研究地势地形，周密考虑引哪条水、修哪些渠、能增加多少灌溉耕地的面积等问题，最后逐渐在头脑中酝酿出一套整治水利的地区规划设想。
张文谦任大名路、彰德路宣抚使仅一年左右，便奉忽必烈之召返回都城开平。中统三年（1262），张文谦向忽必烈推荐了郭守敬，称许他“习知水利，且巧思绝人”。忽必烈很快召见了郭守敬。郭守敬向忽必烈汇报了自己在大名路、彰德路两地区的水利勘察情况，提出了6条治水建议，并详细阐述了每条建议中的工程方案及其效用。这些建议的实施，将对发展燕京（今北京市）以南、黄河以北的大片地区的农田水利灌溉和水上运输带来极大的好处。忽必烈对此深感兴趣，他当即派郭守敬担任提举诸路河渠的职务，让他经办各地河道水利事宜。翌年，郭守敬又被提升为佩带银符的副河渠使。
郭守敬的6条治水建议未能一一得以实施，原因是在他的第一条建议获准付诸实施之后，朝廷又派他去执行别的任务。中统五年，忽必烈更改年号，改称这年为至元元年（1264年）。这年初夏，郭守敬被派到西夏一带去视察河渠水道。几个月后，忽必烈决定建都燕京，并将其改称为中都。接着张文谦被派任西夏地区行政长官。西夏位于沿黄河的河套平原，一向是西北重要农耕地带，很早就开凿了许多灌溉渠道，但那时这些河渠大多已年久失修。在张文谦的领导下，郭守敬以副河渠使的职衔负责筹划整修西夏古渠，计划制定后，得到许多当地官员的支持，民众也踊跃参加。不到一年时间，不仅疏浚了旧有河渠，还开辟了几条新渠，同时设计修建了许多水坝、水闸来控制和调节河渠的水量。于是这一带出现了渠水四达、稻麦丰收的景象。后来，西夏人民特意在当地建了一座生祠，来纪念他的功绩。
至元二年（1265），郭守敬回到中都，忽必烈升他为都水少监，这是掌管全国治水的中央官署的副长官。郭守敬升任都水少监时期，中都日益成为蒙古汗国的政治中心。但从华北平原利用天然水道和运河只能到达离中都四十多里的通州（今北京市通县），从通州到中都原先虽有一条运河，但因所引水源太小，流量有限，无法通航，有时甚至河水干枯，因此通州和中都两地间只能依靠陆路运输。郭守敬提出改引卢沟河之水为运河水源的方案，为防河水暴涨，还提出了开凿减弱水势的减水口的补充建议。经忽必烈批准，此计划得以实施。但在至元三年（1266）完工后，并未完全解决水路运输问题，主要原因是卢沟河挟带泥沙太多，运河上不能加设可调节流量却会阻碍泥沙冲走的水闸，同时由于引水后水流湍急，巨大的粮船无法逆流而上。但它对两岸农田的灌溉则起了很大的作用。
至元八年（1271），忽必烈建国号大元，中国历史上的元朝便从这一年正式开始起算。翌年，忽必烈将中都改称大都，成为元朝的统治中心。郭守敬于至元八年升任为都水监，即掌管全国治水的中央官署的正职长官。至元十三年（1276），忽必烈将治水部门并入工部（掌管各种工程、水利等事务的中央官署），郭守敬被封为工部里的高级官员工部郎中，仍分管河工水利事务。郭守敬在任都水监和工部郎中任内，做了大量工作，勘察和治理过的河、渠、泊、堰以数百计，他还奉命沿着黄河和黄河故道测量地形，掌握了黄河以北纵横数百里地区内地势的起伏变化，并绘出地图，注明情况。
在长期负责河工水利工作中，郭守敬逐渐形成了地形相对高度的概念。元代齐履谦著的郭守敬传记《知太史院事郭公行状》中说，郭守敬“又尝以海面较京师至汴梁（今河南省开封市）地形高下之差”，即尝试拿海平面作标准来比较大都到汴梁不同地方的地势高低之差，这是当今地理学中“海拔”概念的最早应用，也是他长期水利工作中的一项创造性成就。这一概念的提出远比西方为早。
研制天文仪器
在金朝灭亡之后的三四十年中，南宋王朝与蒙古汗国处于南北对峙的局面。但南宋王朝腐败没落，军力衰弱，而忽必烈在一些汉族士大夫的谋划下，治国有方，军事强盛。至元十二年（1275），忽必烈发兵攻打南宋王朝，军事行动节节胜利，大军直逼宋都临安（今杭州市）。翌年，南宋恭宗赵投降。这以后，虽然宋室在文天祥、陆秀夫等人领导下，相继拥立赵正曰、赵奋力抵抗了三年多，但大势已去。至元十六年（1279），南宋王朝完全覆灭，元朝政权一统全国的局面形成。
中国历代封建王朝都把制定和颁布历法视为皇权的象征，忽必烈和他的谋臣们当然也这样认为，再加当时旧有历法错误甚多，的确也迫切需要一部准确的新历。至元十三年（1276），元军一占领临安，忽必烈就下令成立专门机构太史局（掌管天文、历法的中央官署），筹划编订新历。此事起初由王恂具体负责，不久忽必烈又同意王恂等人的建议，把郭守敬从工部调到太史局来，负责仪器制造和天文观测工作。两年后太史局扩大为太史院，张文谦任该院最高领导人太史院事，王恂为太史令，郭守敬为同知太史院事。太史院还集中了全国许多天文学者和历法工作人员。
郭守敬上书说：“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表。”这就是说，制订历法的根本在于实际观测，而观测得先准备好适用的天文仪器。这种在实测的基础上编订新历法的原则得到太史院同仁的认同和元世祖忽必烈的批准。
郭守敬不光是制造传统的天文仪器，而且大胆革新，研制出许多前人所没有的、测量精度更高的新仪器。他首先对传统的圭表进行改革。圭表诞生很早，相传西周初（公元前11世纪）周公就已使用过圭表。它由直立的表和被称为圭的正南北方向水平放置的尺组成。正午时，太阳将表的顶端投影在圭面上，夏至时表影最短，冬至时表影最长，通过长时间的实测可以定出一回归年的长度。同样是在夏至或冬至，圭表在南方或北方所处的地理位置不同，影长也不同。历代的圭表其表的高度一般均取为8尺，但郭守敬却建造了高4丈的巨型圭表，因此称为高表。表加高到4丈后，圭长也相应增至128尺（指专门测量表影长短的影表尺，1尺等于24.525厘米），圭面周围有水槽，以便注水检验圭面安装是否水平。高表中的表系铜制品，原长5丈，入地深1丈4尺，在圭面上露出3丈6尺，表顶东西两端支撑起一道横梁，横梁至表顶4尺，这样横梁到圭面的高度差正好为4丈。横梁两端可系铅垂线，以检验表是否与圭面相垂直。设置高表的目的是为提高测量日影长度的精度，但表加到如此之高之后，表的影子就会模糊不清。为解决这一问题，郭守敬发明了一种叫景符的装置，它是一个宽2寸、长4寸的中间有一小孔的铜叶，北高南低地放在一个架子上，并随同架子在圭面上来回移动，利用小孔成像的原理，可在圭面上清晰地呈现出太阳和4丈高表的横梁的像，当梁影正好平分太阳像时，即可由此位置正确地读出日影长度。
为了测量星星和月亮的视位置，郭守敬又为高表设计了一种叫窥几的附属仪器，它是一张桌面开有长缝的长方桌，桌子长6尺、宽2尺、高4尺。将窥几顺着南北方向放在圭面上，人在窥几之下观测。窥几几面的狭缝中有两根界尺，叫窥限，观测时，使两窥限分别与天体及横梁上下边缘成一直线，然后取两窥限的中值，由此可算出天体在圭面上的“影长”，从而求出该天体的地平高度。
中国古代，测量天体在天穹上视位置的常用仪器是浑仪。它是在支柱上面，安装多组互相垂直的圆环，圆环上还有刻度。这多组圆环有的在最外层固定不动，有的位于较内层，可以绕中心转动。这些圆环彼此交结成一个浑圆的球，故称浑仪。在浑仪的中央，设有观测天体的窥管，它可以自由地转动，指向天穹上任何位置的天体，然后再从多组圆环上读出天体的几种不同的量度坐标。这似乎相当方便，但浑仪由于有多组圆环，一重套一重，这样不仅容易发生涩滞难运的现象，而且用窥管观测某天体时，常会被某一圆环所遮挡，从而对观测带来了许多不便。针对这一缺点，郭守敬对浑仪作了根本的改革，创造了著名的简仪。
郭守敬摒弃了把几种不同坐标的圆环集中在一起的做法，废除了浑仪中设有的黄道坐标环组，而且把浑仪中的赤道坐标环组和地平坐标环组分解成两个独立的部分——赤道装置部分和地平装置部分。前者由北高南低的两个支架支撑极轴，极轴的南端内外套叠着固定的百刻环和游旋的赤道环，南北两极之间夹着四游双环，四游双环中装有窥衡，与浑仪中窥管不同的是，它是依靠窥衡前后横向突出物上的两个圆孔来瞄准天体的。窥衡对准天体后，从四游双环以及百刻环和赤道环的相对位置上可以读出天体的赤道坐标。地平装置部分由安放在下部的固定的地平环以及可绕铅垂线旋转的立运环组成，立运环中间夹有窥衡，窥衡瞄准天体后，从地平环和立运环上可以读出天体的地平坐标。
简仪中的赤道装置部分，与现代天文望远镜中的赤道式装置原理完全一样。所以，英国著名科学史家李约瑟在评价简仪时说：“对于现代望远镜广泛使用的赤道装置来说，郭守敬的做法实在是很早的先驱。”
郭守敬所制的简仪未能保存至今，但明代仿制的一台简仪如今还存放在南京紫金山天文台。
郭守敬还研制了仰仪。与简仪一样，它也是郭守敬首创的一种仪器，其形状好像一口平放的大锅，“锅”的直径达12尺，高为6尺。“锅”口有水槽，注水后便可校正仪器置放是否水平。在“锅”的南部放置东西向和南北向的竿子各一根，南北向的竿延伸到半球中心，称缩竿，它可以在南北方向上稍作伸缩，以便使竿顶连着的玑板中的小圆孔精确地位于半球中心，玑板还可以绕南北向和东西向转动。东西向的杆称衡竿，它的作用只是用来架住南北向的杆。在仰仪的内半球上，刻有赤道坐标网，不过这个坐标网和实际的天球坐标网东西、南北、上下正好颠倒。转动玑板，使它正好正对太阳，太阳光通过玑板中心的小孔在仰仪的内半球上成像，从坐标网上即可读出太阳在天穹上的视位置。日食时，针孔还可以把太阳像投影在“锅”内，据此可以确定日偏食的食分、日食发生和结束的时刻。
郭守敬研制的天文仪器，除上面已介绍的高表、景符、窥几、简仪、仰仪5种外，还有候极仪、浑天象、玲珑仪、立运仪、证理仪、日月食仪、星晷定时仪等7种，以及专供野外观测用的正方案、丸表、悬正仪、座正仪等4种。在此不作一一介绍。总的说来，郭守敬研制的各种天文仪器都具有精确、灵巧、简便等优点，无怪乎明代初年修成的《元史》中，称誉郭守敬研制的仪器“皆臻于精妙，卓见绝识，盖有古人所未及者。”
举世闻名的“四海测验”
如上文所述，为开展精确的天文实测工作，编制出一部高质量的历法，郭守敬创制了大量的天文仪器。但这并不是说，郭守敬是在这些新仪器问世后才开始进行天文观测的。实际上在至元十三年（1276），郭守敬刚从工部调到太史局，他就开始用旧圭表测定每日中午的圭影长度，以便推算当年的冬至时刻。这以后，郭守敬的天文实测工作一直没有间断，他始终坚持一面使用旧仪器从事天文实测工作，一面又研制新仪器。至元十五年（1278），新天文仪器的研制工作已接近完成，王恂和郭守敬向忽必烈建议：“建司天台于大都。仪象、圭表皆铜为之，宜增铜表高四十尺，则影长而真。”忽必烈采纳了他们的意见，拨款建造大都司天台，并装备仪器，充实人员，使它成为当时世界上最有名的天文台之一。
至元十六年（1279），新天文仪器的研制工作基本就绪，忽必烈又召见了郭守敬。郭守敬献上了所研制的一些仪表的样品，并当场加以试验、讲解，忽必烈大为欣赏。郭守敬乘机向他提出扩大天文观测范围的建议。郭守敬认为，唐朝一行于开元年间令南宫说天下测影，在全国选择了13个观测点。而元朝的疆域比唐朝还要大，所以天文观测范围也应进一步扩大。只有通过大规模的天文实测工作，积累足够的资料，才能编制出精确的历法。忽必烈采纳了郭守敬的意见。于是，在忽必烈的支持下，郭守敬在全国选定了27个观测点，其中最南的南海纬度仅15度，而最北的北海纬度高达65度，在这些观测点上开展了大规模的天文测量，测量每一地方的北极出地高度（相当于当地的纬度）、夏至日圭表的表影长度、夏至日昼夜的长短等。这就是郭守敬举世闻名的“四海测验”。
在郭守敬进行的“四海测验”工作中，有两件事是要特别加以强调的，一是在阳城（今河南省登封县告成镇）的天文测量工作，二是在大都司天台的天文测量工作。
阳城自古以来被人们称为“地中”（大地的中央），历代天文学家都很重视在那里开展天文观测。唐朝一行主持的大规模天文观测所得的数据，主要是取阳城的数据为标准进行比较和归算的，所以郭守敬也特别重视这个观测点。别的许多观测点由他派人前往观测，而这一观测点则是他亲自前往开展观测的，而且在那里建造了永久性的建筑，这就是著名的元观星台。该观星台有一巨大的石圭自南向北延伸，其影表尺长度正好是128尺。因此这座建筑物实际上就是一个特殊的高表。4丈高的表很可能建造时就省去了，因为此建筑物略低于左右两窗的中部可以横向搁置一根梁，它离圭面的高度正好是4丈，它可以起高表中的横梁的作用，配合景符同样可以在圭面上投影出被横梁平分的日影。该建筑物北面的左右两侧有踏道盘旋而上，直至顶部宽阔的平台，在那里可以安置仪器开展天文观测，如观测测量北极星的测地高度等。
在大都司天台的天文测量工作，郭守敬当然更为重视。该台是郭守敬列出的“四海测验”中27个观测点中的一个，与其他观测点一样的常规天文测量工作当然是必须进行的。除此之外，郭守敬还主持开展了三项重要的测量工作，一项是测量二十八宿距星的位置，所谓距星是二十八宿中每宿选定的一颗定位用的标准星，对它们的位置的精确测定是测量其他恒星坐标的基础。第二项是郭守敬在测得二十八宿距星位置的基础上，又测量了数以千计的肉眼可见恒星的坐标，并编成星表呈报忽必烈，可惜由于该星表已失传，其详细情况我们已不得而知了。在大都司天台，郭守敬开展的第三项重要的测量工作就是测量“黄赤道内外极度”，即黄道与赤道间的交角，如果我们把以观测者为中心、天穹半径视为极其巨大的假想球称为天球，那么赤道就是地球赤道面向外扩展与天球相交的大圆，而黄道则是太阳一年中在天球上众恒星间穿行所绘出的大圆，两者间的交角便是黄赤交角。郭守敬当时已发现此角逐年有微小的变化，而且此角测定的精确与否会影响到编历工作中的其他结果，特别对日月食预报的正确性颇有影响，所以他主持对此交角进行了长期的实测，最后获得了相当精确的结果。
授时历诞生
创制新天文仪器、建立上都司天台以及进行“四海测验”，需要投入大量的人力和财力。忽必烈做出如此巨大的投入，其最终目的，就是要求编出一部精确的历法供他颁行全国，以显示他所开创的元朝帝业的稳定和繁荣。编历工作具体负责是王恂和郭守敬两人，王恂擅长数学，故侧重于负责历法推算；郭守敬则主要负责研制新仪器和天象的观测和历法基本数据的校验。制历工作还有两位很重要的顾问，一位是已告老还乡的许衡，一位是后来邀请来的深明历理的杨恭懿。此外还调集了原先在南宋王朝从事天文历法工作的官员和民间通晓天文历数的人士，组成了一个强有力的班子。这个班子首先认真“遍考自汉以来历书四十余家”，总结以往的历法，接着又以新创制的仪器进行天象实测，重新测定新历法的各种基本参数，然后在此基础上编制出新历，此历取《尚书·尧典》中的“敬授民时”一语，将它定名为《授时历》。至元十七年（1280）十一月二十六日甲子日，忽必烈下诏正式颁布《授时历》，并规定从至元十八年（1281）正月一日起在全国实行。
《授时历》是在大量天文实测工作基础上制定出来的，它废除了以往历法中一些繁琐的运算方法，还创造性地采用一些新的数学运算来完成一些复杂的计算，因此该历法十分精确。例如它所取的回归年长度为365.2425日，此值与格里历（即现行公历）所采用的回归年长度值相同，但却比格里历的颁布（1528年）整整早了300年。
《授时历》的正确性也可从另一方面看出。该历从元初到元末共行用了88年。明朝洪武元年（1368）改颁《大统历》，但一切天文数据和推算方法都沿袭《授时历》，实际上是《授时历》的继续施行，其原因是明初的历算家们认为它当时还相当正确，无法作出改进，因此只有改头换面、换个名字来应付明太祖朱元璋。在整个明代，《大统历》的实行未发现明显的失误，足见《授时历》编订时精度之高。如果把《授时历》和《大统历》看成一种历法，《授时历》从元初到明末，共行用了363年之久，是我国历史上实行最长的历法。
在《授时历》颁行之年，该历法的初稿虽已完成，但许多工作还有待继续进行下去。然而人事倥偬，发生了许多变化：年已70多岁的许衡辛勤工作了4年，生起病来了，退休回家乡了；杨恭懿本来就不想做官，也告辞返归故里，此后再也不肯出仕；王恂因家父亡故回原籍守丧，不幸因哀伤过度竟在47岁英年早逝。于是剩下的大量工作就全落到郭守敬的身上。郭守敬整理资料、总结经验，编写成书，四五年中共写就有关《授时历》的专著10多种，计约100卷之多。至元二十三年（1286），郭守敬被任命为太史令，时年他已56岁，他将编纂好的各种著作一一进呈忽必烈。但由于元代三令五申，禁止民间私习天文和历法，私习者甚至收藏有关图书者均要被判罪。因此这些书稿根本不可能出版，而由皇家专门收藏，后来在封建社会频繁的战乱中变得踪影全无。其中只有绝少部分因被收入《元史》、《历志》等书中而得以保存下来，此外只有从明代的《大统历》来了解《授时历》的基本面貌了。
灯漏与治水
忽必烈在他登上元朝开国皇帝的前期，采取了不少措施发展经济，治国有方，显得生机勃勃。但到了后期，任用酷吏执掌朝廷大权，专事横征暴敛，搞得民不聊生，其统治就逐渐走下坡路了。在这种情况下，郭守敬所领导的太史院当然也难有大作为，只是奉行逐年编出民用历书和完成日常观测的例行公事而已。
在忽必烈在位的晚期，郭守敬做的一项重要工作是研制了“七宝灯漏”。它实际上是一架原动力为水力的较精密的机械时钟，由于它十分精致，而且又比欧洲第一台机械时钟早一个世纪诞生，因而在科学史上有一定地位。七宝灯漏总体的高度为一丈七尺，其主体是一个大灯球，分成四层运转不息。最高的一层四方环绕着代表日、月、参宿、心宿的所谓“四神”，它们每天自东向西转动一周，以表示天体在作周日运动；第二层四周刻有每日一百刻的度数，又团团排列着代表十二时辰的“十二神”，每神手中各执一块不同的时辰牌，按时轮流出现在正门处，以报告时辰，另外还有一木人立在门口，一直用手指明着刻数，这样由这一层的指示物，何时何刻一看便知；第三层按东、北、西、南方向依次布置苍龙、龟蛇、白虎、朱鸟，即代表二十八宿的四象的造型，它们能按一定时刻跳跃、舞蹈和鸣叫。最下面的一层四角是各执乐器的木人，随各个时辰的不同时段，或鸣钟、或打鼓、或敲锣、或击铙钹。七宝灯漏的动力装置是一组水力机械，用水车注水入水壶，再送到特殊的漏壶中，该漏壶的出水量相当大而且出水稳定，水流冲击枢轮使之运转。枢轮旁装有一整套轮轴装置，利用凸轮机构、齿轮系统和轮轴传动装置最后带动各层不同的物象运动，机械传动装置内还装有控制齿轮运动速度的擒纵器，以使走速均匀、计时准确。七宝灯漏外部点缀着各种珠宝与金银饰物，华丽非凡。郭守敬将这座七宝灯漏献给忽必烈，忽必烈十分高兴，将它置放在皇宫正殿大明殿上，故又称“大明殿灯漏”。
至元中期以后，大都每年消耗的粮食激增，但来自南方的一船船粮食，由水路只能运送到大都东南方40多里的通州，无法直达大都。前文提出，至元三年，郭守敬曾主持完成了引卢沟河为水源的连通大都与通州之间的运河工程，但卢沟河夹带泥沙太多，为不使泥沙沉积，抬高河床，运河上不能建闸坝，水速无法得到减缓，湍急的水流使粮船无法从通州逆流而上到达大都。
至元二十八年（1291），在事先做了充分考察的基础上，郭守敬向忽必烈提出一个新方案，改引大都之北神山脚下白浮泉泉水为水源，先引进上都，蓄入积水潭中，再从积水潭引水南流，进入大都与通州间的运河中，这样可以解决通州与大都间的粮食运输问题。
至元二十九年（1292），忽必烈下令开始这项治水工程，他除让郭守敬任太史令原职外，再兼职主管都水监事务，并总体负责这项工程。治水工程开工那天，忽必烈下令自丞相以下的所有百官都得到工地参加劳动，以示倡导。这项工程从神山到通州全长160多里，于至元三十年（1293）完工，并由忽必烈将它命名为通惠河，从此通州与大都间的水路运输问题终于得到了解决。
在这项工程中，郭守敬再次显示出他的聪明才智。其一，从神山引白浮泉到大都，是沿一条先向西、再向南然后再向东的一条弧形线行进的，在这条路线上地形大体上从海拔60米到40多米逐渐下降的，如果从白浮泉直接向南奔大都，中途有海拔低于40米的河谷地带，水位下降了再上升就困难了，这说明郭守敬对这一带的地形和海拔高度有相当深入的研究。其二，从大都到通州，海拔下降了约20米，但由于这次引的是白浮泉，清澈见底，没有什么泥沙，所以可以建闸坝来缓和水势，不会因泥沙淤积而抬高河床。由于水势较缓，大粮船也就可以航行了。其三，为减缓水势，郭守敬在整段通惠河上设置了20多处闸坝，闸坝上有闸门，距闸门不太远处又加设斗门，闸坝和斗门上都有放船进出的通道口，口上装有能上下升降的启闭设施。一启一闭，两相配合，调整中间部分水位，便可放行船只。
由于郭守敬在天文历法和河工水利上的巨大业绩，至元三十一年（1294），忽必烈升任他为昭文馆大学士，这是元代带荣誉性的级别较高的虚衔，他的实际官职是知太史院事，主管太史院的天文历法工作。同年晚些时候，年已80高龄的忽必烈驾崩，其孙铁穆耳继位，为元成宗。
在元成宗继位那年，郭守敬已65岁。此后他又在元武宗和元仁宗执政下为官。在他暮年的20多年中，皇室挥霍无度，国库空虚，再也没有多少财力投入到天文工作和水利建设中，再加他年事已高，精力已衰，但皇帝又不准他退休，所以他只能安于其望重而位尊的生活，难有多少作为了。元仁宗延佑三年（1316），郭守敬去世，归葬于其家乡邢台。
郭守敬毕生重视实践，在实践中他既善于吸取前人的经验和长处，同时又不墨守成规，而是敢于创新、善于创新。这是郭守敬一生取得如此卓越成就的最重要的原因。
明末来华的德国传教士汤若望曾推崇郭守敬是“中国的第谷”。郭守敬和第谷都是卓越的天文仪器制造专家和观测天文学大师，他们的天文观测精度都已接近甚至达到使用古代天文仪器所能获得的极限精度。第谷提出了第谷宇宙体系，而郭守敬则编制了当时世界上最精确的历法——《授时历》；第谷同时是星占家，而郭守敬则兼有比星占更实在得多的专长，他是著名的治水专家。对比之下，郭守敬确实不比第谷有什么逊色之处。然而，郭守敬比第谷要早三百多年。因此，有人认为，也许应该把第谷誉为“欧洲的郭守敬”更恰当些。
为纪念郭守敬的卓越贡献，月球背面一座位置为〔134°W，8°N〕的环形山被命名为郭守敬环形山，编号2012的小行星也用郭守敬的名字命名。
伟大的博物医学家李时珍
我们的祖国是一个伟大的文明古国。在古代，一直到19世纪以前，我国的科学文化，都是居于世界最前列的。
就医学而言，我国医药学已经有数千年的历史了，而且内容十分丰富。在近代西医还没有发展起来以前，中医是具有世界先进水平的。它向外传播，在世界上有着十分重大的影响。许多东方国家像朝鲜、日本、越南、东南亚各国的古代医学，都明显地受到中医的影响。
在古代中医发展的过程中，出现过许许多多有名的、杰出的医学家，有的具有世界性的影响。
由于中医的理论体系独特，其他国家的文化与我国有很大差别，不易为外国人所理解。惟独中药学这门学问，其所研究的对象是自然界的动物、植物和矿物，其内容很容易为人们所接受。古代的中药学叫做本草学，研究的是自然界的各种事物，所以又称为博物学。
我国古代的博物学是世界闻名的。其中，明代的本草学家李时珍及其代表作《本草纲目》为世界科学界所推崇。英国的科技史学家李约瑟和鲁桂珍博士称李时珍为世界上“伟大的博物学家”，是博物学界的“无冕之王”；生物进化论奠基人达尔文曾引用李时珍著作的内容，并把它列入“古代中国百科全书”。李时珍被世界科学界认为是可以与哥白尼、伽利略等并列为科学界的伟人。
志在从医
李时珍是蕲州人，就是现在湖北省的蕲春县人。
他的父亲叫李言闻，又名李月池，是一名远近闻名的医生，家中常有不少病人来求诊。李言闻在平时常上山采药，李时珍小时候也经常跟随父亲去采药，抓蚂蚱、蝴蝶，玩玩花草。
李言闻也很有学问，他不但收藏许多医药方面的书，还收集一些古代的经书。不仅如此，他自己还有著述，他的著作有《艾叶传》、《人参传》、《四诊发明》等等。
生活在这样一个环境中，李时珍从小就受到医药的熏陶。他同情那些被病魔折磨的患者，喜欢那些芬香的药草味，对做一个医生十分向往。当他看到患者经他父亲调治痊愈以后，自己心中有说不出的欣慰和羡慕。他渴望自己将来也能做一个济世救人的医生。
可是，李言闻却不这么想。他盼望李时珍能步入官场，为自己的家庭争得荣誉，所以从小就督促李时珍读书。儒家的“四书”、“五经”是必读的，有些还要求背诵烂熟。当时社会上实行的是科举制度，就是通过考试，选择其中统治阶级认为优秀的人去做官。
尽管李时珍的志趣不在官场，而是在医药这门学问上，但他当时还很小，只是个刚刚懂事的孩子，他还不敢与父亲的命令拗抗，硬着头皮读下儒家那些经典著作。他天资聪颖，虽觉乏味，却也都记了下来，并且能灵活运用。
13岁那年，父亲带他到黄州参加考试，果然一试命中，得了个“秀才”。父亲十分高兴，更加起劲地督促他深入读书。可是李时珍却愈觉厌烦，也无心再深造了。他16～19岁曾两次到武昌参加中级水平的考试，都失败了。
就在这个时候，李时珍也得了骨蒸劳热病，发烧、咳嗽不止，人也日渐消瘦。他苦苦哀求父亲，不要再迫他读那些枯燥的八股文了，他愿做一名继承父业的医生。
父亲看到这般情景，也不忍心再迫逼他，只好答应他的要求。他一方面用自己高超的医术，亲自为儿子调理，一面安慰他。李时珍心情也逐渐开朗起来，不多久，病也痊愈了。
经过这一番曲折的经历，李时珍开始步入医药职业的行列了。
读书、实践与著书
自从得到父亲的谅解和同意之后，李时珍的心情就一天天好起来。他不喜欢四书五经，并不是不爱读书，而主要是那时候的读书目的不明确，觉得没有“奔头”。
现在，为了当一名为病人解除疾苦的医生，他拼命的读起书来了。他不但复习了以前读过的四书、五经，还广泛涉猎其他能看到的书，其中包括小说、稀奇古怪的故事、寓言等等。与此同时，他也开始脱离只是帮父亲抄抄方子的阶段，而进入独立处理病人的阶段。每当他有不够了解或无法解决的难题时，他才去向父亲讨教。每当他自己治好一个病人时，他心中那种宽慰的心情，就更无法形容了。
不过，随着时间的推移，李时珍的兴趣开始发生了变化。小时候因与父亲上山采药，所以对大自然的一草一木，一山一水，一虫一兽，他都感兴趣。但他对治疗病人所用的药物，比对疾病的兴趣更浓一些。为了满足自己这方面的兴趣和志愿，李时珍开始阅读古代那些专门论述自然界各种事物的书籍，像《山海经》、《尔雅》等，都是他阅读的重点。有些专门论述自然界花草虫兽的书，像《竹谱》、《香谱》、《菊谱》、《兽经》、《龟论》等等，以至于历史书、地方志、小说、炼丹书、药方书、笔记、传记、博物志……他都感兴趣。换句话说，只要他能看到的书，他就要拿来看。他还边看，边摘录，边做笔记和写心得。
就这样，他在家中关门读书达十年之久，据说连大门也不出。他十年内读书多达800种。这个数字现在看来不算太多，但在四五百年前的明代，是一个很了不起的数字。他在27岁那年，还以医术高明，被推荐入朝，在北京当上了太医。这对他自己来说，倒不是什么值得引以为自豪的事，但他自己倒觉得这是读书的好机会。这是因为，在当时那种条件下，有许多宝贵的好书，在民间根本看不到，只有在朝廷的藏书处才能看到。李时珍正是利用这个机会，收集到许多十分宝贵的医药资料的。
李时珍知道，书本上的知识是前人的亲身经历所记载下来的十分宝贵的资料，但他自己也觉得这些资料可能会存在不少不正确、甚至是错误的东西。例如，梁代陶弘景的《本草经集注》“亦多谬误”，唐代的《新修本草》“亦多驳误”，而宋代唐慎微著的《证类本草》也常常“草木不分，虫鱼互混”。他还举出一些例子，如他指出书中把“萎蕤”和“女萎”混为一种药物，其实前者是草本，后者却是藤本植物；而前者是补益性的药，后者却是排浓、消肿的解毒药。更为严重的是把有毒的钩吻误当成能补益身体的黄精。这些都是严重的错误。
李时珍深深知道，医药是人命关天的大事，如稍一不慎，用错了药，那就会是害人而不是救人，这种事是医生所绝对不许可出现的。神圣的责任感，促使李时珍立下志愿，要重修一本新的本草书，也就是中药学著作。
在李时珍以前，历代的本草学著作，重要的就有四五十种。他为了超过前人，除深入钻研前人的本草书和参考其他各类著作以外，还重视实践，用亲身经历的第一手资料来补充前人的不足，纠正前人的错误，发挥自己的新知。
在广泛阅读前人著作的基础上，他决定到自然界去，做实地调查，亲自实践。他除了在自己家乡各地巡游学习、为人治病以外，还不辞辛苦，跋涉万里，足迹踏遍几乎大半个中国，包括河北、江苏、湖南、安徽、河南等地。通过实地考察，获得了可贵的第一手资料，这就大大增加了写作的科学性。
李时珍就是这样，前后用了近30年的时间，读书、实践、实地考察，最后投入著作。他把自己的著作取名《本草纲目》，全书52卷，190万字左右，书中共收药1892种，其中374种是前人没有提到过，由他新增加入本草书的。书中还绘有药物图1000多幅，治病验方10000多个。
由于书的篇幅过大，刊刻出版困难，直到他去世以后3年才得以出版。
实事求是的科学精神
为了研究每一种药物的效用，使读者能得到正确的知识，并在临床时准确地应用这些药，李时珍除了大量查阅前人已取得的成就并加以利用外，他还对自己认为尚未研究清楚，或还存在疑问的地方，都认真负责地进行调查、研究、分析，最后才得出应有的结论。
为了证实鱼类有发声的功能，他特地到海边向渔夫请教学习，终于获得了这方面的知识：渔人们总是认真倾听水中的声音，如果声音如雷声轰隆隆，这就是石首鱼群来了；如果水中发出轧轧声，那是黄颡鱼群的声音。
为了证实猎人捕蛇的方法，并看看白花蛇身上的花纹的结构，他特地去拜访猎人，并与猎人一同去捕蛇。他看到猎人在石南藤下面铺上沙堆，等白花蛇爬过来盘在沙堆上，便用叉子把蛇捕住。他亲自把蛇翻来覆去地看了一遍，证实这种蛇身上的确有24块方格的花纹。
古代有一本书叫《诗经》，在描写一种细腰蜂的生活时，写下这样的诗句：“螟蛉有子，蜾蠃负之，教诲尔子，式壳殳似之。”这首诗说的是一种细腰蜂（蜾蠃），又叫做，自己不会繁殖后代，它总是到螟蛉这种昆虫的窠里，把螟蛉子衔到自己的巢里，并且会念念有词，不久就把螟蛉都变成自己的后代，变成小蜂，用这种方式来繁殖后代的。
这段诗经故事，历代有许多争论：一种意见认为《诗经》所说的就是事实；另一种认为这是错误的，螟蛉不可能变成细腰蜂。在历代本草学家中，也有这两种意见在争论。梁代的陶弘景主张后一种意见，而宋代的苏颂则是前一派的拥护者。做为一个本草学家，如何解决这个争端，证实和判断哪一种意见是对的，李时珍采取认真的态度，亲自到细腰蜂的蜂巢里去解剖，打开蜂巢。他发现：在蜂巢里，有很小的小蜂，它们把螟蛉虫咬住、撕碎，并且把虫子咽下去。原来，它们是在吃虫子，把虫子作为自己的粮食。李时珍说：我“屡破其房”，也就是不止一次地破开蜂房，来证实细腰蜂自身具有繁殖后代的能力，从而否定了《诗经》的说法。而古代把那些自己没有孩子的人，向别人要个孩子抚养的义子，称为“螟蛉子”的说法，当然也是基于错误的认识的。
为了证实铅对人体是有毒的，李时珍曾亲自到铅矿井，与工人一起下井采矿。他还看到采矿工下井以前，总是先吃许多肥肉、狗肉，并喝一些酒，然后才下井去采矿。矿工说：如果空着肚子下井，必然会中铅气的毒，日久就浑身瘫痪，面色发黄，贫血而死亡。李时珍把亲自见到的情况记了下来。
像这样的记载，《本草纲目》多不胜数。过去好多本草学家都没有这样认真负责的精神，所以不是记得不确切，就是缺乏记载。李时珍在这方面大大超过了前代的本草学家。他记载了矿工常发生汞中毒，煤矿工人发生煤气中毒的症状都十分确切，这些在我国是最早的记载。
然而，一部载药1892种的大部头的本草书，一个人是不可能样样都亲自去实践和试验其功效的，更何况其中还有不少是域外、异国的物产，更无法去一一检验。对于这类问题，李时珍只好如实地加以记录，并提出个人的见解和建议。
如有一种药叫麻勃，古书上说凡患疔疮的人忌见到这种麻勃，如见了就会死去。李时珍对此表示怀疑。他说，不知为什么这种病人不能见麻勃，这是“理不可晓”。
古书上记载两种植物，一种叫白龙须，一种叫万缠草。这究竟是些什么东西，李时珍自己根本弄不清，他知道这是古人有时故意给植物起的暗语，所以他说：“二树名皆隐语，无从考证。”他不敢随便乱猜，不懂装懂。
还有一种奇怪的说法，说金刚石是“鹰隼”把沙子吃进肚子后，然后由粪中排出，在河北的沙碛石间变化而成的；还有一种叫“撒八儿”的东西，是玳瑁这种动物遗精在水中，被蛟鱼所吞食，经过多年才结成的……对这些稀奇古怪的东西，多数都是外国传过来的说法，是无法肯定其真假的，李时珍只好说，这些事“无所征询”，但对它也不敢随随便便就加以否定，只好说“理外之事，容或有之”，也未可知，只好留待以后搞博物学的人进一步证实，再加以肯定或否定了。
李时珍这种实事求是的精神，表现出一个自然科学家所应具备的高贵品质，很值得我们大家学习的。他的著作之所以有很高的科学价值，为人们所推崇，这也是其中的一条理由。
为科学而献身的勇气
从事自然科学研究，需要亲身实践，进行科学研究，才能取得第一手资料。在某些学科，亲身的实践有时是需要冒一定的风险的。例如搞化学试验，有时会起火、爆炸等等，没有牺牲精神和勇气，是不可能取得真知灼见的。
对一个本草学家来说，同样存在这样的问题。
李时珍曾经说过，要取得正确的知识，需要亲自实践，绝不能道听途说。例如有一种药叫蛇床，对男人、妇女都有补益作用，而且是比较普通易得之药，但一般群众不愿用它，而随便听人介绍，舍近求远另用它药。李时珍批评这种做法是“贱目贵耳”，就是只相信别人的话，而不相信自己亲眼所见。又如一种叫的植物，历代对它也有很多说法，他引述了历代所说的、金莲等不同说法，指出古代之所以这样众说纷纭，没有一定说法，是因为他们“惟据纸上猜度而已”，这种主观的猜度根本要不得，也是解决不了问题的。李时珍解决这种纷争的办法，是亲自去实践，“一一采视，颇得其真”，通过对每一种植物的采集，加以比较，才得到真实的结论。他对于那种胡乱猜度、道听途说的做法，痛加批判，认为那种做法，不足以效法，“殊无指归”。
有些药物的作用，需要亲身去实践，如他对鲮鲤（即穿山甲），曾经自己做过解剖，以观察它是否真的是以蚂蚁为食，结果发现这种动物胃中果然是充满了蚂蚁。他就是用这种亲眼所见，亲手所做来加以检验的，所以他的著作具有很高的科学性，道理就在这里。
更为可贵的是李时珍还以自己的身体去检验某些药物的药理作用。这是需要有献身科学的精神才能做得到的。
有一种叫罗勒子的药物，据记载可以把眼睛中的异物移去，其功效究竟如何呢？是真是假，李时珍决定做试验。他先用一个碗，碗中放些水，把罗勒子放在碗中，不多一会儿，罗勒子即吸水膨大，形成一层膜，这就说明了它在眼中也能把眼泪吸收起来，这层膜就会吸住异物，所以它确有这种作用。后来他还用自己的眼睛做了试验，效果的确不错。
李时珍的献身精神还不止此。用药试眼，最多眼睛受病。他还曾试验一种药理作用极剧烈的曼陀罗花。曼陀罗花具有麻醉作用，饮用后有如酒醉，可以用来做麻醉药，开刀做手术，都没有问题。古书上曾经说过，曼陀罗花汤喝下去以后，人就会感到像酒醉一样，不由自主地又笑又闹，手舞足蹈。究竟是不是这样，要喝多少才能达到麻醉的程度呢？当时没有现成的经验可循，只有自己亲身试验，才能知道多少药量合适。麻醉药有一个特点，就是麻醉用量与中毒用量常常相差不多，也许就是一滴之差，多一滴即可使人中毒，而少一滴即有麻醉作用。李时珍深知，这个试验不能在病人身上试验。病人有病，已经很痛苦，身体也弱，不能再经受折腾，他决心自己亲自饮药试验。
他是知道用药的危险性的，但为了把药量药性搞清楚，“不入虎穴，焉得虎子”，他亲自试验了。药量一点一点地加，他自己也以身体的感受来判断用药量，最后，他终于弄清了这种药的用量，要达到“半酣”，也就是半醉的状态，人就会不自觉地手舞足蹈，欢笑而不自主。
李时珍成功了，他用自己的身体，把这种麻醉药的用量弄清楚了。
伟大的科学成就
李时珍学问渊博，对博物学有深入的研究，其中有许多成就是具有世界水平的。
就《本草纲目》中对药物的分类来说，在当时是具有世界先进水平的。中药的分类最早是汉代《神农本草经》的三品分类法，就是把药物分成补养作用（无毒）、治疗兼补养作用及治疗作用（有毒）三类，叫上、中、下三品。这些方法比较原始，也比较笼统。到梁代的《神农本草经集注》，就改成按药物自然属性把药分成七类，即玉石、草木、虫兽、果、菜、米食、有名未用等，这就比以前进了一步。生物学家发展史表明，分类的情况在一定程度上代表着该学科的水平。经过近千年的进步，李时珍在药物分类学上取得了极大的进展。他把1892种药分成16部62类。就植物而言，他把1195种药分成5部30类，其中包括草部（分山草、芳草、隰草、毒草、蔓草、水草、石草、苔、杂草）、谷部（分麻麦稻、稷粟、菽豆、造酿）、菜部（分荤辛、柔滑、菜、水菜、芝）、果部（分五果，山果、夷果、味果、果、水果）、木部（分香木、乔木、灌木、寓木、苞木、杂木）等。植物的分类法，在《本草纲目》表现出相当高的科学性，例如他已经把桔梗科的沙参、荠、桔梗编排在一起；把伞形科的柴胡、防风、独活排在一起；把姜科的高良姜、豆蔻、白豆蔻、缩砂密、盖智子排在一起；还把菊科的菊、野菊、蓍、艾、千年艾、茵陈蒿、青蒿、黄花蒿、百蒿排在一起；把蓼科的蓼、水蓼、马蓼、荭草、毛蓼排在一起。这样的排列法，说明李时珍已经对植物的自然分类法有较深入的了解，有较高的科学水平。国际科学史界有人把他的这种科学分类法，与18世纪植物分类学家林奈的分类法，也就是现在通用的拉丁双名分类法相提并论。虽然林奈的分类命名比较科学，但林奈最初的分类，仅仅有12页的《自然系统》，还不如《本草纲目》高明，而且比李时珍晚了140多年。
最值得提出的是，李时珍在动物分类学及遗传学方面的成就。在《本草纲目》中，李时珍共记载动物药444种，占全部药物的23.4%。他把这些动物药分成虫、鳞、介、禽、兽和人这几部。为什么要这样分，必然有一个主导思想。李时珍对这个分类法，有他自己的原则，认为这是“由微至巨，从贱至贵”。微与巨，可能是指动物机体体积的大小，从小小昆虫，直至哺乳动物等巨大的兽类。这里的贱与贵最值得注意，它并不是指动物的经济价值的贵贱，也不是人们思想中关于贵与贱的含义。
大家都知道，在封建社会里，龙与凤在人们思想中是至贵的生物，皇帝自比为真龙天子，要穿龙袍，睡龙床；而皇后则比为凤凰，这样才能龙凤匹配。旧小说还认为龙是一种神物，能呵气成云，甚至呼风唤雨。如果是用这个意义上的贵贱而言，则龙、凤应当排列在诸动物的榜首，但实际上《本草纲目》把龙列在鳞类，而比龙应该说低一等的凤，书中把它列为禽类。
再看看猩猩，当时认为猩猩只是一种与鹦鹉相仿，只会学舌的动物。但李时珍却把它列入兽类，而且是兽类中最高的寓怪类。至于人本身呢，李时珍把人列在动物中最高的一级，专立“人”一部。
由此看来，他所说的“贵贱”另有所指，不是指动物的经济价值，也不是指人们思想中所认识的贵贱。那又是指什么呢？
我们具体看一下各类中都有什么动物。虫类都是一些微小的昆虫，鳞则是鱼类，介类中有爬行动物，也有两栖动物；禽类则是指飞禽包括鸡、鸭、鸟等等，兽类几乎都是哺乳动物，最后是万物之灵的人类。
由此看来，李时珍所说的贵与贱，是指动物在智力进化及生物高低方面的贵贱。他排列的这个顺序，与达尔文生物进化论中关于动物进化顺序的排列几乎不谋而合，除了具体到每一种动物，可能有归类不当之处外，从总体上说，李时珍的排列正好符合生物进化的顺序。
由此，人们可以得出这样的结论，李时珍在动物学的研究上，已经具有了生物进化的思想了，至少已有了生物进化思想的萌芽。李时珍较达尔文早二三百年，他的这种思想在生物学上是非常先进的。
李时珍还对生物环境的适应，有相当深刻的认识。他十分重视环境对生物，尤其对动物的影响。如地域、气候对生物的影响，他早就注意到了。如说天方国的罂粟花到7～8月以后，其皮还是青色的，他指出这是地域方土差异的结果。他指出百谷在中国九州内，其性质都不一样。而鱼类的颜色及其习性，生活在清水和浊水、流水和止水的都不一样。
有些动物为适应环境，其身体的结构与环境有密切关系。比如生活在山中的鸟类的尾巴长而鸟喙短，而生活在水上的禽类则相反，尾巴短而其喙长。鱼的鳞与水波粼粼是相适应的，他甚至说鱼的鳞就是这样起的名字，也就是清澈的水中，块块小石清晰可见的意思；又指出鸟类因为栖息在树林里，因此，它们的羽毛就与树叶片片相似；兽类身上披着的是毛皮，这是因为兽类动物都穴居山中，所以这些毛都与草相像。这些都是动物与环境相适应的结果。他把这种现象概括地说成是“毛协四时，色合五方”，也就是动物的外态形色，都与时间，地域的变化不同相适应。
对于生物的遗传现象，李时珍也已经有所认识。我们经常碰到这种情况，有些人才20多岁，头发已经布满银丝，满头花白了，我们称之为“少白头”。有些人说这是未老先衰，也有的说这是用脑过度，说法不一。其实，对这种现象李时珍早就有了解释。他说一个人的头发变白，有迟有早，有的老了才白，有的少年就白了，这些现象与人的寿命长短没有关系，而是由于“祖传及随事感应而已”。这里，他已经涉及了白发发生的两个因素：一个是“祖传”，也就是先辈传下来的因素，我们现在称之为遗传因素；二是“随事感应”，也就是与人的精神活动有关。李时珍的这个观点也是相当全面而正确的，在遗传学发展史上有着重要的地位。
就医学而言，他的主要贡献当然是在本草学方面，但他本人又是一位高明的医生，他对中医的脉诊特别有研究，著有《濒湖脉学》一书，具有世界性的影响。
此外，李时珍在天文、地质、矿冶、化学等等方面，也都有不少成就。
深远的影响
李时珍的本草学著作面世以后，一直受到人们的重视，不仅在国内如此，在国外同样影响深远。
《本草纲目》自16世纪问世以后，历代对它进行过深入的研究。像这样一部将近200万字的巨著，就是在现代，要翻印起来也并不容易。但是，就在这将近400年间，人们对它的翻刻次数，包括现代用活铅字排版的印刷，竟多达近60次！其重要性可以不用再多费笔墨了。
近代以来，人们以现代科学，包括现代医学的眼光，研究李时珍的科学思想、工作方法、生平事迹、医疗成就，甚至他的文学修养等等，研究《本草纲目》中博物学，包括现代自然科学的各个学科的成就的学术论文，数以百计，研究专著也源源不断。李时珍已经成为我国古代自然科学家的杰出代表。
在国外，他的影响也是相当大的。生物进化论的奠基人达尔文（1809～1883）在他研究和创立进化论的过程中，曾经引用过李时珍在生物学方面的成就。如他在《人类的由来》这本著作中曾经引用过一段关于金鱼颜色的形成的材料，指出其颜色是由于人工细心的培养而引起的突然变异，指出这种动物在中国很早就被人们细心地培养着，认为宋代就已开始培养了。这一材料就是从《本草纲目》中引用过来的。达尔文曾经提到他所引用的是“古代中国百科全书”，指的就是《本草纲目》而言。
《本草纲目》很早就传到国外，被日本、德国、欧美的学者进行研究、翻译。这样大的部头巨著，其中还有不少中医特殊的名词术语，要译成外文，是有相当大的困难的。
至今，《本草纲目》已经被全文或部分译成英文、日文、德文、朝鲜文、拉丁文、法文等等译本。此外，《濒湖脉学》也已经有了德文的译本。
李时珍已经成为我国古代科学家的杰出代表，与世界科学名人罗蒙诺索夫、达尔文、哥白尼等相并列。
病菌的克星科赫
在17世纪以前，人们还没有发明显微镜。那时候，观察微小的东西，只能靠肉眼，最多只能用放大镜，能放大10倍左右，算是很不错的了。也就是说，把一根头发放大，最多只能放大像一根缝衣服的线那么粗。
那时候，人们还看不到细菌，因为它很小，要放大上百倍以上，才能看得见。
17世纪的时候，荷兰有一个给人当看门人的青年，名叫安东尼·列文虎克。他喜欢摆弄放大镜。他把几块不同的放大镜组合在一起，结果，这种组合镜能把物体放大100倍以上，这就是显微镜。列文虎克从牙缝里取一些牙垢，放在显微镜下，他发现牙垢里有好些小家伙，有圆球形的，有长条形的，这就是细菌。
在列文虎克的时代，没有人注意到细菌和人们生活的关系。一直到19世纪，人们才利用显微镜来研究细菌，并且逐渐发现，人们所患的好多疾病，是由这些细菌引起的。
最早对细菌进行研究的人有好几个，科赫就是其中的一位。
平凡的小男孩
在德国汉诺威市克劳斯特尔镇，住着科赫的一家。老科赫是这个镇上一家矿山里的高级职员。老科赫有一个贤慧的妻子，为他料理家务，让老科赫安心地去工作。
那时候，人们可不懂得什么计划生育。老科赫夫妇也是这样，没有很好地计划生育。他们几乎每年都要养育一个孩子。他们连续生育了13个孩子。罗伯特·科赫是其中的第三个，也是我们这里所要介绍的科赫。
小时候的科赫也没什么奇特的。他与一般孩子没什么两样。由于孩子多，父母也照顾不过来，只是读书、吃饭才有工夫招呼大家在一起。
有一天晚上，老科赫工作完毕，回到家里准备吃饭。饭前，他们像往常一样，要把十多个孩子集中起来，点名报到。只是到了这个时候，才发现罗伯特·科赫不见了。这可急坏了妈妈，她吩咐别的孩子别再乱跑，自己和老科赫去找老三这个调皮的孩子。他们先到花园，找遍了每一个角落，没见到他的影子。他们又来到邻居斯特劳斯家找小科赫，也没有下落。还是老科赫想起房后的小池塘，夫妇俩赶忙向小池塘找去。
天快黑了，远远望去，好像有个影子。走近一看，果然是小科赫。只见小科赫蹲在池塘边入神地望着池塘，他还没发现有人向他走来呢！母亲赶上一步，把小科赫搂到怀里，心疼地责备小科赫：“孩子，你怎么自己一个人跑到这里来了，也不告诉爸爸妈妈一声？你在这里干什么？”“妈妈，我……我在这里看。您看，船！”说着，用右食指指向池塘里。妈妈顺他指的方向望去，只见远处大湖里一只白色的小船，正顺着微风摇摇晃晃地飘向远方。
小科赫从小就向往成为一名水手，长大了乘船到大海里去航行，到远方的大海中，无忧无虑地飘荡……走上医学的道路小科赫想当水手的理想并没有实现。汉诺威城离海还很远，与海接触的机会毕竟不多，与船接触的机会那就更少一些。
8岁那一年，母亲带着小科赫到克劳斯特尔城外一座古老的教堂去。在那里，人们正在哀悼着一位去世不久的牧师。
在回家的路上，科赫用好奇的眼光望着母亲，问道：“妈妈，牧师为什么会死的？”“他是得了病死的。”“他得的是什么病呢？”小科赫紧追不舍。“是一种发热的病。在我们这里，还没有一个医生能治好他那种病。”“那是什么病呢？那叫什么病呢？”小科赫总喜欢打破沙锅问到底。“大家都说这是一种绝症，只要得了这种病，就没有救药了。”
小科赫睁大眼睛，入神地听着，好像在思索着什么？正是这样一个问题，深深地打动科赫的心。他一直在想着：为什么会有这样的“绝症”，他也暗暗下定决心，将来我总要有一天能把绝症弄清楚。这个好奇心，驱使着科赫走上医学的道路，走上他大有作为、大显身手的宽广的路。
科赫在18岁读完中学，然后又在克劳斯特尔的大学预科班读了1年。以后，他考入德国哥丁根大学医学院，开始了他大学的生涯。
大学生涯
当时，科赫在医学院学习时的老师名叫雅可布·享尔。他是有名的解剖学家和病理学家，曾对疾病提出一种传染的理论。享尔认为，有很多病是可以互相传染的，没有病的人只要接触到病人，就会受到传染。科赫对这个学说非常感兴趣，他在回想，他家乡那位牧师得的是不是就是传染病呢？
科赫学习非常努力，成绩也总是名列前茅。但他有一个缺点，就是粗心，在他的笔记中，经常出现一些笔记的错误。对于这一点，享尔老师十分注意。他深知要把科赫培养成才，首先要纠正他这粗心的毛病。有一次，享尔把科赫叫到办公室，交给他一部论文稿，要求科赫把它从头到尾誊抄一遍。科赫从头到尾翻了一下，发现文稿字迹清楚，并不难看懂。他觉得很奇怪，终于问享尔老师：“老师，这不是很清楚吗？干嘛还要费工夫再抄一遍呢？”秋赫感到疑惑不解。享尔已经看透了科赫的心思，就对他说：“是的，这稿并不乱。但你要知道，抄写一遍，主要是要你重视每一件工作，不要马虎出错。聪明的人大多看不起这种繁重乏味的誊抄工作。我们从事医疗工作的人，一定要具有一丝不苟、认真负责的精神。医疗与抄写可不一样，抄错了可以修改。医学上如果出一点差错，那可是人命关天的大事，没法挽回的呀！”老师的告诫深深打动科赫的心，使他深深懂得医疗研究的重要性。从那以后，他处处谨慎小心，极少出现过去那种粗心大意的错误。
23岁那年，科赫学完医学课程，并荣获医学博士的学位。他在汉堡总医院实习了3年临床之后，就到波森的拉克威茨开业行医。
不久，发生了普法战争。当时，因为他患有屈光不正症，也就是近视眼，所以不能参军。科赫是一位爱国者，在他坚决的要求下他成为医疗队一名志愿军。他随军到前线，为伤病员治疗各种病症。当时，医学的水平还有限，还不知道细菌是人体病害的主要敌人。战伤使很多士兵和平民的伤口感染，最终因败血症或毒血症夺走了无数伤病员的生命。科赫亲眼看见这些伤病员活活被折磨死去，心中十分难受，这更激起他对病原体进行研究的决心。
生日礼物
普法战争结束后，科赫复员了，他再次来到波森当一名开业医生。这次他是在沃尔斯登镇行医的。他每天除了给人看病外，就是没日没夜地研究致病的病原菌。当时，显微镜虽然已经发明了一百多年了，但人们还没有充分利用它来研究细菌。人们更没有想到在显微镜下面能显现出这些与人体疾病有密切关系的细菌原形。
科赫决心对细菌进行研究。他开始用显微镜来观察这些微小的生物。显微镜是他不可缺少的武器。开始，科赫用的是一个很粗糙的显微镜，其放大的倍数很有限。他多么想要有一个好一些的显微镜啊。
有一天，科赫正聚精会神地在自己简陋的实验室里工作，埋头看书。妻子悄悄地走进实验室，手里拿着一个盒子，这盒子包装得还相当精致。“亲爱的，你知道今天是什么日子？”妻子含情脉脉地问。“什么日子？亲爱的。”科赫边转过身来，边思索着。“看你！连自己的生日都忘记了。”
科赫这才恍然大悟，原来，他没日没夜地只顾埋头自己的工作，根本想不起自己的生日。他已经度过了30个春秋了。妻子把盒子细心地放在桌子上，仍然含情脉脉地对科赫说：“亲爱的，我把全部积蓄都拿出来了，把这个礼物送给您，希望您能喜欢。”科赫急忙把盒子打开。“啊哈！太妙了，太好了。是一台显微镜！”科赫禁不住跳了起来，他朝思暮想能得到一台精致的显微镜，在他30岁生日的喜庆日子里终于实现了，他多么感谢自己的妻子啊。他一把抓住妻子的手，泪水不禁夺眶而出。他用劲地握住——不，是捏住妻子的手，直到妻子感到受不了地叫了起来，他才松开，连连说：“太感谢了，太感谢了！”
细菌喝肉汤
在那个时候，科赫还不是太富裕，条件也还不够成熟，所以他的实验室还是比较简单的：在自己诊室的一角，他用一块布帘子隔出一个小小的角落，只有一个案子，上面摆着瓶子、杯子、试管、酒精灯，还有他心爱的那台显微镜，其他还有一些乱七八糟的破玻璃杯、瓶子……几乎每天早饭以后，科赫总要先交代妻子：“请你替我做一碗肉汤，要浓一点的，鲜美一些的。”然后，他就到诊室去，给病人看病，如果没有病人，他就专心做他的实验。
妻子对科赫的事业，可以说是全心全意地支持的。每当丈夫叫她做肉汤时，她总是顺从地回答说：“是，我一定把肉汤做好。”等到吃中饭时，肉汤早已准备好了。
让妻子觉得奇怪的是，科赫并不喝肉汤。他总是匆匆地吃过中饭，就把肉汤连碗端走，带到自己的实验室去了。这件事让妻子感到很纳闷。她想把事情弄清楚。
有一天，妻子在吃过晚饭以后，特意来到科赫的实验室，想看看科赫是怎样喝这些肉汤的。当她一走进实验室时，只见桌子上摆着好几瓶肉汤。妻子奇怪地询问科赫：“怎么？每天给您做的肉汤，您都没喝？”科赫笑着解释说：“是的。我要的肉汤，不是自己喝，而是让细菌‘喝’，你看看，细菌多喜欢您做的肉汤。”
说着，他把一瓶瓶肉汤拿起来，指给妻子看：“你看，细菌在汤里长得多好，它们繁殖得很快。汤都变混了，说明细菌在面里长得很合适。现在，让我来告诉你，细菌是什么样子的。你大概还没见过吧。”“是的，我还不知道细菌都是什么样子的。”
于是，科赫小心地用一根很细的毛细玻璃管子吸出一滴肉汁汤，把它滴在玻璃片上，再小心地把它放在显微镜下面，对好光线，然后让妻子仔细观察。妻子看了一眼，觉得什么也没见到。科赫告诉她，要慢慢对准焦点后才看得到。果然，经过认真细致的对焦，在显微镜下面，见到有一些从来没见过的小东西。
“看到什么了？”科赫问。
妻子说，“有一些奇奇怪怪的小东西，有小圆球形，有小长条形，模模糊糊，有的好像还能活动”。科赫说“这些就是细菌，肉汤就是让它们吃的”。他还说，“这就叫细菌培养”。
固体培养基
有一个问题一直困扰着科赫，这就是怎样才能获得一种纯正的细菌。科赫开始用的肉汤固然很好，细菌很爱“吃”，长得很快，肉汤很快就变混了，表明它们繁殖得很好。但是，肉汤也有缺点，因为在肉汤里，各种细菌都在一块长，各种各样的细菌都在自由自在地繁殖。科赫很想培养出纯种的，也就是只是单一品种的细菌。几种细菌混在一起，根本分不清每一种细菌有什么特性。为了得到这种单纯品种的细菌，科赫朝思暮想，就是想不出好办法来。
那天，妻子在厨房做饭，科赫在屋里来回踱步，琢磨的还是细菌的问题。忽然间，听到妻子在厨房喊：“这是怎么回事，怎么有这些点点？”
科赫被他喊醒过来，走到厨房一看，原来妻子说的是土豆上长出好些小点子，有白色的、有黑色的……科赫想：“这些点点是不是细菌搞的呢？”他拿起一块土豆，走到实验室。他细心地把黑色点子上的东西，按平时的方法放在显微镜下检查。
“太好了！太好了！”科赫几乎跳了起来。原来，他在显微镜下面看到的是一些单纯的、同一品种的细菌，而不像在肉汤中生长的那样，什么菌都混在一起。
科赫开始用土豆来培养细菌，他把细菌抹在土豆切面上。等待细菌繁殖起来。可是，科赫失望了。细菌没有像他所希望的那样，能迅速地繁殖起来。
这是为什么呢？
科赫的想法基本上是正确的。土豆是一种固体，如果细菌在土豆切面上繁殖，由于它们并不长脚，也没有翅膀，只能在原地上繁殖，不会像在肉汤中那样，互相混淆在一起。可是，土豆的营养比起肉汤来，相差太远了，所以它长得很慢、很慢，甚至生长的时间不长。
“怎样才能做出一种营养既丰富，又能取得单纯品种的细菌呢？”科赫再一次沉思着。
这一次，还是妻子无意中帮了他的忙。这一天，妻子做了一顿比较丰富的午餐，其中有一盘洋菜胶做成的菜，看上去又好看，吃起来味道真好。吃着，吃着，科赫停了下来。蓦地他用右手往桌子上一拍，然后抓住妻子的手深情地说：“亲爱的，谢谢您，谢谢您。这次您又帮了我的大忙了。”
妻子莫明其妙地瞪大眼睛，呆呆地望着科赫。
“怎么？您还不明白吗？这盘洋菜胶，就是这盘洋菜胶给我很好的启示呀！快，请您再给我做一盘洋菜胶，要加肉汤的……”科赫兴奋地说，有点迫不及待了。
“还要肉汤？您还吃肉汤？”
“不，不是我吃。您忘了，我是喂给细菌吃的，不是我自己吃的……”
“噢，我忘了。我这就给您做去。”妻子对丈夫的事业，一向是无条件支持的。
原来，面对桌子上摆着的洋菜胶，科赫忽然想起可以用它来培养细菌。因为洋菜胶一碰到热就溶化了，而当一冷下来，就凝固成胶冻，是一种固体。他想，如果把肉汤加到洋菜胶里，这样做出来的肉汤样菜胶，既有肉汁的高营养料，又是一种固态的洋菜胶，这岂不是兼有二者的优点吗。当天，他们就把含肉汁的洋菜胶做出来了。科赫把它倒入一种圆形的玻璃皿里，等到冷了以后，玻璃皿里就凝出一片平滑的洋菜胶。
科赫用自己设计的一种接种的器具，从肉汤中取出一点细菌，轻轻地把它划在洋菜胶平面上，并盖上玻璃盖。过不几天，洋菜胶的表面产生一些小的点子，这每一个小点，就是一群细菌。由于洋菜胶是固体，细菌没法乱跑，繁殖起来都积集在一堆，成为一个细菌的菌落。科赫从一个菌落取出一点东西，放在显微镜下面看看，是纯净的一个品种的细菌！
成功了。科赫的这种培养细菌的方法，获得纯净品种的细菌，这种方法，后来不仅成为研究细菌的重要方法之一，而且还一直沿用到今，人们把它叫“固体培养基”。
给细菌穿上衣服
科赫的下一个目标，是想办法在显微镜下面观察细菌。
经过显微镜放大，细菌是现了原形了。但是，细菌既很小，又是透明的，在显微镜下面观察，很是吃力。上次让妻子看细菌，她就找了很久才能勉强看清。他必须想法儿解决这个问题。科赫想到，人要是穿了颜色鲜艳的衣服，就能老远被人看见，而且很醒目。那么细菌是不是也能穿上衣服呢？可是细菌那么小，怎样让它穿上衣服呢？科赫把各种带颜色的染料都拿来了，他一样样给细菌试验，可是细菌一点也没染上颜色，在显微镜下面照样是透明没有颜色。
科赫具有敏锐的眼光，极善于思考问题，并从中得到启迪。有一次，他在一位朋友家中做客，这位朋友是位化学家。他看到这位朋友正在摆弄一种叫苯胺的东西，颜色比较鲜艳，这也是一种染料。这种染料科赫还没有用过。科赫决心再试一试这种染料。这一次果然成功了。细菌被苯胺染成鲜艳的颜色，在显微镜下面，染上颜色的细菌一个个现出原形，还与其余不被染色的细菌形成鲜明的对比。这样，要检查和观察细菌，就容易得多了。不但如此，科赫还设计了在显微镜下照相的方法，他把细菌的原形一个个给留了影子。
就这样，细菌在科赫的手下，变得服服帖帖。科赫从培养细菌入手，设计了培养基，处理细菌的各种器具、细菌染色法、细菌摄影法。这一整套研究细菌的方法，为后代研究细菌，提供了十分方便的条件。
缉拿元凶
科赫在当时成为最著名的细菌征服者，他发现了细菌王国里许许多多的秘密。
33岁这一年，他开始研究一种叫炭疽病的病原菌，即炭疽杆菌。他发现，当外界环境不利时，炭疽杆菌会变成一种孢子，即在细菌体的外表形成一层壳。孢子能抵抗恶劣的环境，诸如严寒、酷热、干燥等等，它都不怕。这样不吃不喝，能活上几年，甚至还能抵御煮沸的温度。到了环境适宜时，它就从孢子上长出新的杆菌来，并能继续兴风作浪。
科赫指出，炭疽杆菌就是使人和家畜患炭疽病的元凶。这是人类第一次证明一种病菌引起人体疾病，明确疾病与细菌之间的因果关系。
从这一年开始，科赫与他的同事们不停地向细菌王国探索，找到了许多秘密：1880年，他们找到了引起人体患伤寒病的病原菌——伤寒杆菌；1881年，他们发明了利用蒸汽的方法，杀灭病菌，达到消毒的目的；1882年3月24日，科赫在柏林生理学会上宣布，他已经发现引起人体患结核病的结核杆菌。
这期间，德国政府把他吸收到帝国卫生局工作。这样，他就有条件放弃他为人看病以谋生的业务，可以专心一意地从事他研究细菌的工作了。
1883年，东方有许多国家流行霍乱病，其中，埃及、印度为最厉害。人们求援于科赫，希望他能研究出一种对副霍乱的办法，因为这种病的确太凶猛了，死伤的人无法计数。
德国组织了一个“德国霍乱研究委员会”，由科赫率领，奔赴霍乱现场。没有无畏的精神，人们是不敢冒这种风险的。科赫的同事、法国人杜列奥正是在这一次远征中，染上了霍乱，献出了宝贵的生命。科赫深受这位同事言行的感染，他决心深入研究，早日缉拿霍乱的元凶。
不久，他成功了。他从霍乱病人肠道内排出的白色液体中，成功地培养出霍乱病菌。经过他辛勤的努力，最终使霍乱病菌现出了原形。这种病菌在显微镜下呈略微变曲的形状，浑身还长满了细长的纤毛。人们给它起了霍乱弧菌的名字。科赫还进一步提出如何预防霍乱等措施。为此，德国政府特为他颁发了高达10万马克的奖金。
此后，科赫还接连不断地研究各种病菌所致的传染病，其中有疟疾、睡眠病，还有鼠疫。他奔忙于埃及、印度、爪哇、意大利、非洲这些地方。他带领了一支突击队，哪里传染病的情况紧急，他们就在那里出现。人们称它为“瘟疫消防队”。
他在鼠疫研究方面的贡献很大。当时，鼠疫在欧洲极度猖獗，有时使整个城市覆没，死伤者无法统计。科赫冒着极大的危险，告别亲爱的家人，向流行疫区进军。
“不入虎穴，焉得虎子”。科赫在疫区做了深入的研究，他发现人体所患的腺鼠疫是由鼠蚤的叮咬引起的。后来，他又深入到非洲的丛林地区，在那里，他研究了回归热，发现回归热是由壁虱传播的。对非洲流行的奇怪的睡眠病，他也做了深入的观察，提出它是由一种特殊的昆虫叫采采蝇的螫咬引起的疾病。
科赫勇敢地向传染病进军，向细菌王国进军，不断地发现传染病的元凶，不断地揭露细菌王国的秘密。
最高奖赏
在科赫与细菌打交道的生涯中，最为精彩的一幕要算是他与结核菌的战斗了。
结核病是一个历史相当悠久的疾病。在当时把许多疾病与细菌挂钩的日子里，人们自然地认为结核病的元凶也是细菌。科赫按照平时研究细菌的方法，也就是使用培养、染色、照相等等方法，都没有取得成功。种种迹象使科赫相信，结核病的元凶必然还有其他细菌，只不过这种细菌比一般的细菌来得特殊，需要加以特殊处理罢了。
科赫经过无数次的试验，最终找到了给结核病菌“穿衣服”的办法。原来，一般普通细菌只要用苯胺一类染料，就能现出其原形了。可是结核病菌却不吃这一套，普通苯胺不能染色。科赫终于摸索出一套新的办法，就是用美蓝这种染料加上乙醇酒精的溶液来染色，还需经过整整一天一夜，然后加热到40°C，放1小时左右，再用别的化学药品（如卡波品红）去褪色。在一般情况下，普通细菌及组织染上的颜色都会褪去，变成棕黄色，而结核菌具有抗酸的能力，它不褪色。这样一来，只有它才能染成蓝色，一眼就能看得出来，它是一种长条形的杆菌——结核杆菌。因为它有抗酸的能力，所以又叫抗酸杆菌。
科赫就是在这样艰苦复杂的工作条件下，在1882年宣布他发现了结核杆菌的。
为了证实人体与动物的结核病都是受结核杆菌侵袭的结果，科赫设计了一套极为严密的论证方法。他发现，有一些动物很容易受到结核杆菌的侵害，其中主要是豚鼠。他首先从患结核病的组织中，取出一些组织，放在实验室里培养。经过精心培养后，从培养物中，科赫用染色的方法证明它们是结核杆菌。然后，他把这些培养物提取出来，注射到健康动物体内。受注射的豚鼠过不多久就得病了。它们的病状与患结核病的病状一模一样。接着，科赫把患病的豚鼠杀死，把有病的组织拿去培养，然后从培养出来的组织提出物中，用染色法检查，直到找到与原先患病动物组织中找到的细菌相同的病菌为止。
这个全过程，叫做科赫氏假设，它包括：
患病动物组织培养证实致病微生物注射到健康动物体内引起同样病症取出被接种的患病动物组织组织培养发现与原先发现的同样细菌。
这个假设，后来成为细菌学中不可缺少的一个公式，可以用它证明某一种疾病是由于某一种病菌引起的。
在科赫以前，人们对痨病，也即结核病没有统一的认识，对最常见的结核病，即肺结核，给它起了种种病名，有“慢性肺炎”、“肺尖卡塔尔”、“肺尖肺炎”等等。
经过科赫的研究，这些都是肺结核，是结核杆菌引起的。从那以后，这些杂乱的病名就不再用了。科赫还正确地指出，结核菌不仅能侵犯肺脏，还能侵袭其他各种人体组织，这些组织包括肠子、骨骼关节、肾脏、皮肤、淋巴腺，从而导致肠结核、骨结核、关节结核、肾结核、皮肤结核和淋巴结核。不仅如此，科赫还致力于研究治疗结核病的方法。他设法从结核杆菌中提取出一种结核菌素，他先把这种结核菌素在试管里试验，又在实验动物上试验，看它是否能治疗结核病。可惜的是，经过一再验证，结核菌素并不能治疗结核病，但人们从科赫这个研究中得到了两个启示：一个是对任何传染病的治疗，必需先在试管里试验，然后再在患同样疾病的动物内试验，在取得肯定的结果后，才能过渡到人体治疗。另一个是人们以同样的原理，提取了抗白喉菌的血清，对于治疗白喉病十分有效。
科赫在结核病方面的研究，大大超过他在其他传染病方面的成就。为此，瑞典的卡罗琳医学院以1905年的生理学和医学的诺贝尔奖授予给科赫。这是世界上在自然科学方面的最高荣誉。科赫成为现代的细菌学之父，他为现代细菌学制定了一整套的规范。这套规范一直到现在仍然为细菌学，特别是实验室里的细菌学所遵循着。其中包括细菌固体培养基、蒸汽消毒法、染色法、照相法以及涂取细菌培养液、玻片染色法等等，这些都是科赫当年所制定的规范。
科赫在1910年5月27日去世，享年67岁。他的骨灰安放在柏林传染病研究所，而他用过的那台显微镜，仍然作为珍贵的文物珍藏在柏林大学。
宇航之父齐奥尔科夫斯基
飞机的发明，人类终于实现了向往已久的夙愿——飞上天空。但是，每当人们遥望星光闪烁的夜空，便会激发出新的渴望：如果我们能够在这样广阔无边的星际空间自由地飞翔到其他星球上去看看，那该是一件多么振奋人心的事情啊！
可是，飞出地球不是一件容易的事。就拿气球来说吧，目前世界上最好的气球也只能升到3万米的高空。至于飞行速度，那就不用说了。那么，飞机又怎样呢？情况也不理想，尽管后来许多飞机专家不断地对飞机进行改进和完善，但是目前世界上飞得最高的飞机所能达到的高度，也不过跟气球相仿。而最快的飞机的最高飞行速度，也只能达到冲出地球引力所需要的最低速度的八分之一。
可见，飞往宇宙空间是摆在人们面前一个十分艰巨而复杂的问题。经过成千上万科学家和工程技术人员费尽心机的研究和百折不挠的实践，人们才找到了一种方法，就是利用火箭把人送往太空。到目前为止，火箭是惟一打开宇宙大门的“钥匙”。然而是谁最先掌握了这把神奇的钥匙呢？他就是被人们誉为“宇航之父”的俄国科学家齐奥尔科夫斯基。
孤苦的童年
1857年9月17日，俄罗斯梁赞省伊诺夫斯克林务员埃杜阿尔德·伊格纳吉耶维奇·齐奥尔科夫斯基家又生下一个男孩，起了个名字叫康斯坦丁，奶名叫柯斯嘉。柯斯嘉的前额高高的，眼睛圆圆的，有一头的卷发，长得黑胖黑胖，很逗人喜爱。
柯斯嘉7岁那年，背着妈妈做的书包，高高兴兴上学了。他在家里爱说爱笑，顽皮淘气，可是到了学校却一声不吭，低着头坐在小椅子上，不敢正视老师。学年结束了，他的考试成绩很不理想，勉强升了级。
10岁那年，柯斯嘉得了一场猩红热，一连9天高烧不退。妈妈日夜照料，精心护理，病总算好了，可他的两只耳朵什么也听不见了。喧闹欢乐的世界，对他来说一下子变得非常寂静可怕。柯斯嘉变了，他沉默、发呆、孤僻，圆圆的脸上失去了笑容，紧闭的双唇像是贴上了封条。倔强的柯斯嘉怎么也不能相信自己会成为聋子，他心想：一定是有什么东西把耳朵眼堵住了，如果能把它掏出来就会听见的。他把小手指用力塞进耳朵，使劲地掏呀，掏呀，耳壁掏破了，他咬着牙，一声也不吭。有一天，他突然像发疯似地叫喊起来：“妈妈！妈妈！我听见了！我听见公鸡的叫声了！我听见牛脖子上铜铃的叮当声了！我没有聋，我怎么会聋呢！”可是孩子看到的，只是妈妈脸上忧愁、痛苦的表情。可怜的小柯斯嘉扑到妈妈怀里，放声大哭。妈妈紧紧搂着他，眼泪顺着双颊流下来。
妈妈玛丽娅·伊万诺芙娜为了减少耳聋给柯斯嘉带来的痛苦，她把自己的全部业余时间几乎都用在孩子身上：教他读书、写字、画画，但是不久，玛丽娅也病倒了。柯斯嘉耳聋后的第二年，妈妈悄悄地离开了人间。埋葬了妈妈以后，柯斯嘉一个人躲在坟旁边的白桦林里，哭得非常伤心，谁也拉不走他，最后，还是爸爸硬把他背回了家。
妈妈死后，爸爸肩上的担子更重了，他严肃的脸上很少出现过笑容。一天，爸爸拉着柯斯嘉的手大声说：“孩子，要忍耐呀，不忍耐又有什么办法呢！要记住，长大了要做一个诚实的人，做一个对人们有用的人！”爸爸的手粗硬、冰凉，他的话也和他的手一样粗硬、冰凉。但是，这几句包含着深刻哲理的话也如同妈妈的眼泪一样温暖着孩子幼小的心灵，分担着他的痛苦和不幸。
柯斯嘉耳朵聋了以后，在学校里遇到了更多的困难，在课堂上，他常常因为答非所问，引起哄堂大笑。尽管困难重重，他还是顽强地坚持去上学，他比过去更用功了。有一天上神学课，老师说话声音低，柯斯嘉什么也听不见，只好闭上眼睛想。老师发现了，走到他跟前，扯起孩子的耳朵大声叫喊着说：“你在干什么？为什么不看黑板？”柯斯嘉以为老师提问他呢，赶紧站起来大声背书，于是又引起同学们的一阵哄笑。气急败坏的老师以柯斯嘉上课睡觉为由，将他赶出了课堂。受到极大委屈的柯斯嘉低着头靠在走廊的窗户边，泪水一滴一滴地掉在地板上。望着紧闭的教室大门，他暗暗下定决心：再也不上学了。
在回家的路上，柯斯嘉背着书包边走边哭，不知不觉走到了家门口。他急忙擦干眼泪——他不愿意让别人看见他哭红的眼睛，他也不想碰见任何人，所以回家以后，拿了块黑面包就跑出去了。到哪儿去呢？房子东边有棵大树，树上最安静。他爬上树藏在茂密的枝叶里，闭上眼睛沉思起来。他幻想自己变成一只大鸟，只要把两臂一摆动，就会飞起来。可是睁开眼睛一看，他还是坐在树上。
夜幕降临了大地，爸爸就要回来了，柯斯嘉不敢见爸爸。万一爸爸问起上学的事，他怎么回答呢？他悄悄溜进屋子里，顺着梯子爬上了屋顶阁楼，又从阁楼的窗户钻出去，上了屋顶。他坐在高高的屋顶上，回想着自己的不幸和受到的委屈，他想着想着，抬头仰望天空。啊！夜空无边无际，深蓝透明，皎洁的月亮在白云间忽隐忽现，晶莹的繁星不停地给他眨眼，好像是在叫他到天上一块儿玩耍，大地沉浸在寂静之中。柯斯嘉凝视着熟悉而又陌生的月亮和星星，内心无比激动。
“天空呵，你是这样伟大！你也和我一样，听不见任何声音，你也是个聋子！”柯斯嘉想，“而且你还不会说话，又是个哑巴！你还不如我哩！孩子们才不愿意和你一块玩哩！这有什么呢？咱俩一块儿玩……”想到这里，柯斯嘉忘记了上神学课时受到的委屈，忘记了深夜的寒冷，甚至忘记了自己是个聋子。他想：如果我能飞上天，该有多好哇！我可以把天上看到的一切告诉大家。当他顺着梯子下来的时候，觉得自己像是从天上返回地面，而且一下子长大了好几岁。
从此，柯斯嘉不上学了，但他一天也没有停止过学习。他整天钻进院子外边的小草棚里。一个月过去了，两个月过去了，半年过去了……他个子长高了，但却明显地消瘦了。他上身穿着爸爸的一件破褂子，下身穿的裤子又短又窄，半截小腿露在外边，谁看见他，都会发笑，可是他却毫不在乎，他的心全放到学习上了。每次吃饭，爸爸总是吩咐说：“去叫柯斯嘉，不然他会饿死的。”
邻居的孩子们经常成群结队来到小草棚门口，但谁也不敢进去，因为柯斯嘉从来不许孩子们到小草棚干扰他的学习。他们只好站在门口恳求说：“柯斯嘉，拿出你做的机械玩具让我们看一看吧，保证不弄坏。”只要小朋友们做了保证，柯斯嘉就把自己的玩具一件件拿到外边，表演给大家看。你看他一会拿出来一架风车，把机关一按，风车就转动开了，起初转得慢，后来越转越快。柯斯嘉放进去几粒燕麦，风车像真的石磨一样把麦粒磨成了面粉。一会儿他又拿出一辆小车，刚放到地上，小车嘎嘎响着向前走了，车轮压在松软的泥土上，留下两条车辙。这些东西对孩子们来说只是新奇的玩艺儿，可是柯斯嘉不这样看。有一天，他指着这些玩具对爸爸说：“爸爸，这不是玩具，这是我的学习成绩，就要为人类创造奇迹！”
每当他用自己的手，成功地制作出玩具时，他高兴得跳了起来，忘记了吃饭，忘记了睡觉……他做了一辆自动车，既不像现在的火车，也不像现在的汽车，只有一个车头，上边装着小锅炉，不停地往外冒热气，蒸汽推动杠杆，带动车轮转动，它跑得可快了！接着，柯斯嘉又做了一台小车床，当他当着众人的面作表演时，一名当机械工人的邻居感到十分惊讶，连说了不起。
几天后，一位中学老师听说柯斯嘉一直没有间断学习，便半信半疑地给他出了五道代数方程。柯斯嘉接过题看了一遍，不一会儿，整整齐齐写满了两张纸，五道题都解出来了。这位老师看过“考卷”后，大吃一惊，连声称赞说：“没有想到你真行！数学这门课，我可以给你打‘优’。”
图书馆的“大学生”
当柯斯嘉16岁时，他已将父亲存的书、邻居们家里的书全读完了，这时想征服宇宙的念头更强烈了。他终于说服了父亲，只身来到莫斯科，在一个洗衣工家寄住，开始了他独特的“大学”生涯。
肉市大街的鲁勉柴夫斯基博物院里有一个公共图书馆（1925年改名为“苏联列宁图书馆”），齐奥尔科夫斯基每天一早就来到这里，每天开门迎接他的总是那个穿一件旧军大衣、戴一顶宽檐帽子、又高又瘦、有一脸毛胡子的老头，他是图书馆优秀管理员费多罗夫。他把齐奥尔科夫斯基引进图书馆，并领他在一排排高大书架中间转来转去，指给他各类书籍摆放的地方。
“天哪！我从来没有见过这么多的书！”齐奥尔科夫斯基高兴得差点喊出来，“可是，我该先读哪本呢？”
在费多罗夫的建议下，他制定了一个读书计划：高等数学、物理学、机械学，还有化学、天文学……没有系统学过中学课程的齐奥尔科夫斯基，现在自学这许多高深的理论著作不是没有困难的，但他有一个坚强的信念：没有读不懂的理论，再复杂、再高深的理论也是人写出来的。别人能写出来，我怎么能读不懂呢！他把大本书、小本书、厚本书、薄本书摆了一桌子，一头钻进书本里。整天和数字、公式打交道，他丝毫不感到枯燥，而且得到极大的乐趣。他在抽象的公式中看到了美好的未来。
齐奥尔科夫斯基在这个图书馆里共念了两年“大学”。每当有人说他没有上过大学时，他总要诙谐地说：“谁说我没有上过大学！我在图书馆里念了两年大学。大学要学的书，图书馆里都有；大学里不念的书，图书馆里也有。图书馆里不但有俄罗斯的权威、教授，而且有世界著名的教授、学者——不但有现代的，而且有古代的！哪所大学里能有这么多好老师呢？当然我得虚心向他们学习，向他们请教。可见，大学我是念过的，我念的是图书馆大学！”
齐奥尔科夫斯基念“大学”这两年是很刻苦的，刻苦的程度使人难以想象。他几乎天天在图书馆里，可是，除了图书管理员费多罗夫以外，他好像没有见过任何人。原因是每天还没到开馆时间，齐奥尔科夫斯基就已经坐在台阶上等候了，费多罗夫只好让他先进去。齐奥尔科夫斯基一走进图书馆，就熟练地从书架上取下要看的书，专心致志地读起来了。开馆以后，阅读大厅里借书、还书的人络绎不绝，这时他早就钻到公式和数学算式里去了！每天在闭馆之前，借阅书的人便纷纷离开了阅读大厅，闭馆的时间到来时，阅读大厅已经空荡荡的，只有齐奥尔科夫斯基一人还在看书、演算。每次都是费多罗夫走到他身边告诉他，闭馆的时间到了，他才恋恋不舍地合上书，离开图书馆。
爸爸每个月只给他寄10个卢布，为了节省钱，他每三天去面包铺买一次面包。除了吃面包的钱以外，其余的都用来买书，买做实验用的材料。他重视理论学习，也重视做实验，他常说：“我一方面学习，一方面创造。”他学到理论一定要亲手用实验证明。如果说图书馆是他念“大学”的课堂，那么他寄住的矮小房间就成了他的“科学实验室”。
两年的图书馆“大学”毕业后，他为了实验费用支出，必须要有一定的收入。齐奥尔科夫斯基经过反复思考决定去报考中学教师。1880年夏天，齐奥尔科夫斯基顺利地通过了考试，圣诞节前才接到任命通知书——派他到巴洛夫斯克城中学教物理。巴洛夫斯克是梁赞省一个偏僻的小县城，交通极不方便。他在那里举目无亲，中学的条件很差，也无教师宿舍，只好在离学校不远的地方租了一间房住下了。
奇特的恋爱和婚礼
齐奥尔科夫斯基的房东叫苏格罗夫，5年前死了老伴，留下一个女儿名叫瓦琳卡。瓦琳卡从11岁起不得不中断学业，负担起全部家务。瓦琳卡个子不高，举止大方，性情温和，待人接物很有礼貌。她心灵手巧，样样活都能干。
齐奥尔科夫斯基不但住在苏格罗夫家，而且还在他家搭伙吃饭。瓦琳卡起初不明白：为什么一个单身教师要住3间房，也许要在这里举行舞会？不过看样子房客不像是爱跳舞的人——衣着破烂，耳朵又聋，眼睛也近视。当齐奥尔科夫斯基打开箱子，拿出自己的仪器书籍和自制的小机器以后，里屋外屋摆得满满的，3间房对他来说确实不算大。瓦琳卡帮他拿这搬那，忙得不可开交。姑娘不小心把一个仪器碰倒了，但没有弄坏。就这样，齐奥尔科夫斯基还发了一顿脾气，可把姑娘气坏了。
齐奥尔科夫斯基来到学校才两周，全县城的男女老少都知道他是个怪人，有点“神经不正常”，理由有两点：一是他谁也不拜访。有的同事暗示要和他聚餐，他直截了当地回答说：“我没有请客的习惯，谁也甭想来我屋里作客。我是聋子，我也决不会到别人家里作客的。”二是。上星期日。教堂的钟响了，全城的人穿着整洁的衣服到教堂作礼拜去了，惟独这位物理老师没有去——他到城外滑冰去了。只是滑冰倒还不大要紧，他披了一床大被单子，两手张开作成船帆的样子，在冰上迅速地滑来滑去，从远处一看，他很像一只大鸟。孩子们跟在他后面，笑得前俯后仰，他的喊声大大压倒了孩子们的欢笑声。督学知道后，生气地说：“成何体统！哪里有一点作教师的样子，精神病！”
齐奥尔科夫斯基每天起得很早，去学校上课以前，他在家还要工作两三个小时。下课后，他一分钟也不在学校里呆，急忙回到住所研究自己的飞行器。夜深了，县城沉浸在死一般寂静中，惟独齐奥尔科夫斯基的房间亮光闪闪，不时传出他的咳嗽声。在闪烁的烛光下，他披件旧大衣，坐在椅子上，右手不停地写着什么。其实他正在总结前一段时间与风作斗争的经验。瓦琳卡隔着门缝看了一会儿，抬起头暗暗想：他既能当木匠、当钳工、当铁匠，又能写诗作文章，真是个文武双全的人！
瓦琳卡总是关注齐奥尔科夫斯基的生活，并深深地爱上了他。姑娘爱他谦虚、正直、勤奋、好学，爱他专心研究科学。耳朵聋当然是个缺点，眼睛近视也不好，但这些在瓦琳卡眼里是微不足道的。齐奥尔科夫斯基也倾心瓦琳卡，却老也找不到机会表示。
相爱的心总是相通的。一个偶然的机会，终于使他们互诉衷肠，并商定两天以后去教堂结婚。
巴洛夫斯克县城的教堂都在城外，最近的那个离城也有四五千米。这天早晨，天刚亮，两个人就动身去教堂了。他们决定7点以前履行完结婚的一切手续，新郎8点以前还要赶到学校上课呢。结婚仪式一完，小俩口就跑了——瓦琳卡回了家，齐奥尔科夫斯基到学校去了。放学了，齐奥尔科夫斯基一看时间还早，在回家路上，绕道到沃洛比尼科夫家搬运上个月买好的一部旧车床。他雇了一辆马车，把车床拉回家来。
齐奥尔科夫斯基一走进院里，发现岳父苏格罗夫正陪着证婚的神甫和七八位客人在房里喝酒。他在房门口站了一会儿，看样子“宴会”一时还散不了，只好推门进去对客人们说：“尊敬的来宾们，请大家不要见怪，我要把车床从这儿搬过去，请各位让开一条路，不要弄脏了你们的衣服。”客人们吃惊地刚刚站起身，齐奥尔科夫斯基接着说：“时间也不早了，请各位回家去吧，谁没有喝够酒，可以带一些回家，慢慢喝。”
客人们对他这种无礼的行为感到气愤，但也不好说什么。你看看我，我瞅瞅你，一个个噘着嘴，拂袖而去。出门以后，他们纷纷议论说：“瓦琳卡这孩子真可怜，嫁给了一个疯子，以后的日子可怎么过呢？”
接二连三的挫折
齐奥尔科夫斯基生活在极度贫困中，有时孩子哭着要一块黑面包吃，瓦琳卡都拿不出来。为了让丈夫研制飞行器，瓦琳卡把家里能够当卖的东西都当卖光了。她常常坐在屋角里流泪。每当见到这种情景，齐奥尔科夫斯基总是亲切地安慰她：“忍耐一些，等我把金属飞行器研究成功了，造出世界上第一个既经济又方便可靠的飞船来，那时咱们的生活会好的。”
18岁那年，他就想设计一个金属飞行器。12年过去了，他只得出三个结论：一是飞行器的外壳一定要像轮船那样坚固，像鸟儿那样轻巧；二是它的外壳要有一定的伸缩性，适应不同的气候条件；三是它的外壳应该是金属的。制造金属外壳的飞行器不简单呀！齐奥尔科夫斯基整整用了两年的时间，反复设计、计算、实验，终于搞出了点眉目。
他写了《气球原理》一书，里边有80个公式，150幅插图。设计草图挂满了墙，制作的模型摆满了屋子，但能充上气飞行的只有一个。他回忆这段生活时说：“这两年，除了在学校上课以外，我几乎没有和别人说过话。看来人不说话也能生活。”望着自己两年的心血，齐奥尔科夫斯基多想把它介绍给社会，以求得资助呀！
机会终于来了。1887年春天，齐奥尔科夫斯基得到自然科学爱好者协会的允许，可以就飞行器研究状况办一次讲座，但首先要通过一名权威的考核。接到消息后，齐奥尔科夫斯基立即动身去了莫斯科。一下火车，他就直奔考核专家斯托列托夫教授家。
教授打量着这位貌不惊人的年轻人，随后发出了一连串的提问：牛顿的自然哲学原理，冯特的因果关系学说，奥斯特瓦尔德的能量守恒定律，黑格尔和莱布尼茨的学说，气体动力学原理……这突然袭击式的“考试”，不但没有吓倒齐奥尔科夫斯基，反而驱走了他初来时的不安心情，他讲话声愈来愈高，好像不是在回答提问，而是在演讲。他从来没有遇见过能跟他谈论这么广泛、这么深奥科学知识的人，好不容易碰上了这个机会，他怎么能放过呢！
“考试”完了，斯托列托夫教授站起来说：“好极了！我没想到，你这位居住在穷乡僻壤里的青年人能精通这么多科学理论，明天请介绍你的飞行器吧！”
第二天在综合技术博物院礼堂，第一个做报告的就是齐奥尔科夫斯基。他的整个报告几乎全是实验结果、公式和数据。报告结束时，只有稀稀落落几个人鼓掌。大会主席礼节性地和他握手表示祝贺。齐奥尔科夫斯基闷闷不乐地回到了住所。
可就在这天晚上，斯托列托夫教授派人送来了一封便信，信上写道：“亲爱的朋友，我祝贺你！尽管在你今天的报告结束时鼓掌的人寥寥无几，这也难怪，因为你的报告太枯燥，同时你大胆的设想和科学上的独创不是所有的人都能理解的。然而我认为你的每句话都建立在可靠的科学基础上。你的飞行器一定会制作出来的，它将是我们俄罗斯科学的骄傲！我要尽全力帮助你实现这个宏大的理想。我决定以我个人名义向皇家技术协会航空部推荐你的报告。我想，他们会拨出钱来资助你的。你要马上返回巴洛夫斯克，把所有的资料，还有你做的模型寄往彼得堡，一天也不要耽误，越快越好！”
齐奥尔科夫斯基连夜乘火车赶往巴洛夫斯克，可是不幸的灾难发生了，邻居家发生火灾，殃及到周围几家，齐奥尔科夫斯基的家也被大火吞没。他用10多年积累起来的图纸、数据，及模型全部被大火烧毁。
火灾后，齐奥尔科夫斯基病倒了，而且病了很长时间。病情稍稍好些，他就不顾医生的劝告，撑着虚弱的身体又开始工作了。全家人既要吃穿，又要买工具、材料，可是钱从哪儿来呢？压缩生活开支，这是惟一可行的办法。菜不吃了，黑面包也只允许吃八成饱。穿的好办：一件衣服大人穿完小孩穿。
齐奥尔科夫斯基忍受着难以忍受的困难，以难以想象的毅力又整整研究了3年，总算把飞行器的详细设计图和模型搞出来了，连同手稿一起寄给了斯托列托夫教授，由他将飞行器设计方案呈送皇家技术协会航空部。
一两个月过去了，他的设计方案如石沉大海。在绝望中，他看到彼得堡一家报纸上登的一条消息：昨天在皇家技术协会航空部会议上，彼得洛夫上校就齐奥尔科夫斯基先生提出的制造金属飞行器设计方案作了长篇报告，与会者对报告感到极大兴趣，并进行了激烈的争论。
齐奥尔科夫斯基喜出望外，激动得热泪盈眶。全家人像过节一样愉快地度过了两天，第三天上午，邮递员送来一封信：皇家技术协会否定了他的论文。尽管有许多学者为齐奥尔科夫斯基的论文进行辩护，终因大权掌握在不学无术、对科学技术一窍不通的一伙人的手中，给人类造福的一项重大科学发明被否决了。
锲而不舍
一连串的打击，并没有使齐奥尔科夫斯基气馁。1895年，齐奥尔科夫斯基提出了征服星际空间的具体主张，他发表了人造卫星的图样，提出人造卫星星际航行的中途“基地”，以及再从这个“基地”向月球和其他星球发射火箭的主张。这个主张获得了许多科学家的钦佩。
这个勇敢的幻想家，决心通过实践，征服地球引力，使人类变成宇宙的主人。
1895年，他写了一本科学幻想小说《奇异的地球和天空》。1898年，他又写了《用火箭推进飞行器探索宇宙》的论文。但是，这篇论文拖延5年以后，才于1903年发表在俄国《科学评论》杂志上。
这篇论文第一次阐述了火箭飞行和火箭发动机的基本原理，具体地说明了液体火箭的构造，认为可以用液氧和煤油作燃料，提出了质量比（起飞质量和燃料消耗完以后的质量的比值）概念，推导出计算火箭飞行最大速度的公式。它从科学原理上论证了太空旅行的可能性。也就是说，他首先提出了用火箭探索宇宙空间的思想，并作出了深刻的论证。他所提出的著名的火箭速度公式，被人们称为齐奥尔科夫斯基公式。这尽管是设想，但他有把握地说：“星球和星球之间的旅行是可能实现的。”因此，他曾自称为“宇宙公民”。
经过无数个日日夜夜，而又不知多少万次的计算，他知道了，要摆脱地球引力，火箭必须具有每秒11.2千米的速度，才可以沿抛物线轨道飞离地球，进入茫茫的星际空间。可是，当时他所设计的火箭速度没超过每秒2.5千米。他坚信：今天不可能，明天就必然会变成可能。
齐奥尔科夫斯基继续顽强地对火箭进行着研究。到1929年，他终于提出了用多级火箭取得高速，使火箭飞离地球的理论。齐奥尔科夫斯基把他的星际航行站有趣地称为“地球外的火箭码头”。当星际航路经过码头时，可以在这个码头上加燃料和食物，然后再飞身向遥远的星际空间。他还为卫星设计了一幅美丽而壮观的图画，上面有大街、住宅、温室、燃料库、综合科研站等。这真是一个美好的世界啊！
“宇宙公民”
齐奥尔科夫斯基不知疲倦地发表了一系列的科学论文。如1883年的《自由空间》，1892年的《可操纵的金属气球》，1903年的《用火箭推进飞行器探索宇宙》等等。
然而，沙皇政府对他的这些伟大科学成就并不感兴趣，只有一些科学家给这个中学教师以最高的评价和鼓励。
伟大的十月革命以后，列宁把齐奥尔科夫斯基从孤独困苦的生活中解放出来。他得到了苏维埃政权的特别重视，从而才有可能发挥他的聪明和才智。
在政府的帮助下，他制成了一只不锈钢的飞船模型。这只飞船长15米，最大直径是7.2米，体积达1000立方米。接着，他又在中央流体动力研究所中制造了一批喷射推动机。同时，他又发表了许多著作，如《宇宙火箭列车》、《钢质飞船》、《喷射推进飞机》、《星际航空》等。
他75岁寿辰的那天，前苏联科学院为他举行了祝寿大会，庆祝他在航空科学上的成就。
1935年，伟大的科学家齐奥尔科夫斯基与世长辞了，终年78岁。科学家们继承了他航行星际的大业，终于制造出了高速度的喷气式飞机、洲际导弹、人造卫星、宇宙飞船……这一切神话般的创造，对这位长眠在九泉之下的“宇宙公民”，该是多大的安慰啊！
星系天文学之父哈勃
18世纪中叶，瑞典的斯维登堡、英国的赖特、德国的康德和朗伯提出，我们所见的银河和恒星构成一个巨大的天体系统，并提出在这个巨大的天体系统之外，在浩瀚的宇宙中还存在着无数这样的天体系统。18世纪下半叶，英国天文学家威廉·赫歇尔用天文观测证实了前一点，并将这个巨大的天体系统称为银河系。但在银河系之外是否存在别的类似银河系的天体系统（河外星系）的问题，在威廉·赫歇尔之后约一个多世纪中始终没有解决。直到20世纪20年代，美国著名天文学家哈勃才率先解决了这个问题。他还对河外星系进行了形态分类，发现了河外星系退行速度与它离我们的距离之间关系的哈勃定律，探讨了河外星系的空间分布……这些成果开创了人们对星系世界的研究，因此他被誉为“星系天文学之父”。
早年生涯
哈勃的全名叫埃德温·鲍威尔·哈勃，1889年11月20日生于美国密苏里州马什菲尔德。哈勃的祖先在17世纪从英国移居美国，他的父亲约翰·鲍威尔·哈勃是一名律师，母亲婚前叫维琴尼亚·李·詹姆斯。哈勃在肯塔基度过了他的童年生涯，后来在芝加哥上高级中学，在校时学习和体育运动两方面都很出色。高中毕业后他获得了一项奖学金进入芝加哥大学，1910年毕业于该校天文系，获理学士学位。他还是该校有名的拳击运动员，一位体育运动教练想训练他同当时世界冠军杰克·约翰逊进行拳击，培养他成为一代拳王，但他却在1910年作为罗兹奖学金获得者来到英国牛津女王学院攻读法学，1912年修完所有法学课程，获文学士学位。1913年哈勃回到美国，在肯塔基州路易斯维尔开了一家法律事务所，但翌年便放弃了这个职位来到芝加哥大学叶凯士天文台，成为弗罗斯特的助手和研究生。1917年他完成了“暗弱星云的照相研究”的学位论文而获博士学位。
美国最有声望的天文学家海尔早年曾与哈勃有一段师生情。哈勃刚跨入芝加哥大学校门时，海尔虽已就任威尔逊山天文台台长但却未完全脱离芝加哥大学和所属的叶凯士天文台，他培养了年青的哈勃对天文学的兴趣。十多年过去了，海尔得知哈勃重返芝加哥大学并出色地完成了天文学博士论文，认为后者很有发展前途，于是以威尔逊山天文台台长的身份邀请后者去该台工作。当时该台1.52米的反射望远镜已投入观测，举世无双的口径2.54米的胡克望远镜也即将建成。哈勃认为威尔逊山的工作条件极佳，但当时美国参加了第一次世界大战，他被征入伍。他打电报给海尔说，一旦他复员便接受海尔的邀请去威尔逊山天文台工作。此后哈勃随美国远征军到法国服役，在军中晋升到陆军少校军衔。1918年11月11日停战日之后，他又随美国占领军留驻德国，直到1919年10月才返回美国。
揭开旋涡星云本质之谜
哈勃一退伍回到美国，即遵前诺赴威尔逊山天文台任职，当时他已达而立之年，始得安心从事日后使之声望卓著的天文研究工作。此后，除第二次世界大战期间曾在美国军队中参与领导弹道学研究，并在马里兰州阿伯丁试验场超声速风洞实验室担任领导工作外，哈勃始终在威尔逊山天文台工作。
从1922年起，哈勃将研究的注意力集中到旋涡星云本质的问题上。这是一个争论已久的问题。早在18世纪中叶，康德就把呈云雾状的星云看成是我们天体系统（银河系）之外的别的巨大天体系统。一个世纪后，德国科学家洪堡又把宇宙中一个个这样的天体系统比喻为大海中的无数小岛，称“宇宙岛”。
18世纪末至19世纪末，人们在宇宙岛是否存在这一问题上的研究走了许多弯路，遇到许多挫折。康德、洪堡等人推测呈云雾状的星云是宇宙岛，但在小望远镜中，看去像云雾状的星云的天体有许多复杂的情况：它们有的是银河系内的星团，仅仅是因为分辨不清才被当成星云；有的是银河系内的气体尘埃云，这种气体尘埃云与宇宙岛实际上是毫不相干的两回事；当然也的确存在作为宇宙岛的星云（后来称为河外星云）。由于这三方面的混淆和测量手段上的局限，宇宙岛的猜测难于得到证实。
20世纪初，人们用照相方法发现了大量旋涡星云，它们形如旋涡状，大多数很暗弱，只有极少数如仙女座大星云（通过照相发现它是一个半侧向对着我们的旋涡星云）等比较明亮。有人认为，这种旋涡星云很可能是宇宙岛。20世纪10年代末，美国天文学家柯蒂斯用“新星测距法”求得仙女座大星云的距离为1000万光年（1光年是指太空中光在1年中所走过的距离，1光年约10万亿千米）。所谓新星测距法是假定仙女座大星云中的新星与银河系中的新星光度相当，即认为两者在单位时间内发出的总光量很相近，只是由于仙女座大星云很远才使其中的新星显得很暗弱，然后推算出该星云的距离。这种方法在原理上并不错，但误差很大，连柯蒂斯本人在公布此结果后也很快加以更正，将仙女座大星云的距离从1000万光年减至50万光年。柯蒂斯认为银河系的直径只有数万光年，所以仙女座大星云远在银河系之外，是银河系之外的别的星系。美国天文学家沙普利认为柯蒂斯的测量不可信，他认为仙女座大星云不在如此遥远的距离上，而他却把银河系的直径定得过大，达30万光年，他认为仙女座大星云只是银河系内的真正的星云状天体。他还引证了荷兰天文学家范玛南提供的观测结果，旋涡星云M101，M33和M81每年以百分之几角秒的速率自转，这样大的角速度意味着这些旋涡星云不可能太遥远，其距离仅数千光年而已，由此沙普利推论旋涡星云都是银河系内的天体。后来人们发现范玛南的测量是错误的，是把某些系统误差当成旋涡星云的自转了，但当时沙普利却把它当做自己见解的重要依据。
1920年4月26日，由当时威尔逊山天文台台长海尔发起，在美国国家科学院召开了“宇宙的尺度”辩论会。沙普利和柯蒂斯代表对立的两方，就银河系的大小和旋涡星云的真相展开面对面的论战。这就是天文学史上著名的沙普利—柯蒂斯大辩论。这场辩论当时胜负未分，旋涡星云究竟是否是银河系之外的别的星系并未有统一的结论。
1923年，哈勃用威尔逊山天文台的口径为2.54米的胡克望远镜拍摄仙女座大星云的照片。由于这架当时世界上最大的望远镜的惊人分辨本领，照片上该星云的外围已被分解为恒星，在这些恒星中他证认出第一颗造父变星。翌年，他又在该星云中证认出更多的造父变星，并在三角座星云M33中也发现了一些造父变星。接着，他用“造父变星测距法”测出了这两个旋涡星云的距离。
什么是造父变星和造父变星测距法呢？造父变星是以仙王座δ为典型星的一类变星。中国古代用传说中的驾车能手造父来命名仙王座δ和它周围的几颗星，其中仙王座δ称造父一，因此以它为典型星的变星便被称为造父变星。这类变星是因星体本身的周期性膨胀和收缩而产生光度变化的，它的光度变化有一个重要特点，就是其光变周期和其光度之间存在确定的对应关系，这种对应关系是沙普利在1915年首先建立的。于是，通过测出某造父变星的光变周期，它的光度也就可以定出。某造父变星的光度定出后，再用观测定出其视星等，就可以定出它的距离。这就犹如在晴空万里的夜晚，从海船上遥望海岸边的一盏航标灯，如果该灯多少烛光已经确定，海船上所见到的它的视亮度就只依赖于海船离它的距离了，于是有经验的水手就可以根据他所见到的此航标灯的视亮度估计出海船离海岸有多远。使用造父变星的这种测量距离的方法称为造父变星测距法。
20世纪10年代后期，沙普利在银河系内的许多球状星团中发现了造父变星。由于球状星团离我们很远，它本身的尺度与它离我们的距离相比是可以忽略不计的，因此如果测出了球状星团中任何一颗造父变星的距离也就测出了该球状星团离我们的距离。根据这一点，沙普利应用“造父变星测距法”测出了许多已发现造父变星的球状星团的距离。如果他及时去寻觅旋涡星云中的造父变星，那么首先定出旋涡星云距离的也应该是他。但他却没有这样做，而哈勃却进行了这至关重要的一步，1924年，哈勃用“造父变星测距法”测量了仙女座大星云和三角座星云M33的距离为93万光年。当时，已知银河系的直径在10万光年左右，这意味着这两个旋涡星云远在银河系之外，是与银河系相当的独立的星系。哈勃将这一研究成果写成了论文。
1925年元旦，美国天文学会和美国科学促进学会在华盛顿联合召开了学术会议，哈勃并未到会，但他的上述论文被带到会上得以宣读。这篇论文一经宣读，在座的许多天文学家都已明白，关于旋涡星云本质的大辩论已告结束，宇宙岛的推测已获证实。当时，几年前进行此项大辩论的代表人物沙普利和柯蒂斯都在场。哈勃的论文分享了美国科学促进学会为这次学术会议设立的最佳论文奖。同年，该论文以“旋涡星云中的造父变星”为题发表在《美国天文学会会刊》上。
1925年，哈勃又用“造父变星测距法”测定了人马座星云NGC6822的距离，证实了该旋涡星云也是一个河外星系。同年，这一成果以“NGC6822，一个遥远的恒星系统”为题发表在美国《天体物理学报》上。哈勃的这些工作，翻开了人类研究大宇宙的新的一页，从此人们的视野超出了银河系，进入了星系世界。
绘制“音叉图”
1922年，哈勃发表了论文“弥漫银河星云的一般研究”，文中将银河星云分为行星状星云和弥漫星云两大类。他还指出有一类非银河星云存在，虽然他当时无法确认它们位于银河系之外，但却发现它们在空间分布上远离银河所在平面（银道面），且离这个平面越远，所见到的非银河星云越多。在该文中，他还对非银河星云作了初步的分类。
1925年，国际天文学联合会在英国剑桥召开学术会议，哈勃在会上作了一篇有关河外星云形态分类的论文报告。当时他已认识到三年前他在论文“弥漫银河星云的一般研究”中所提到的非银河星云实际上就是位于银河系之外的河外星云（亦即河外星系），所以他在报告中已明确地将以前称为的非银河星云改名为河外星云。这篇报告经修改、整理后发表在1926年的《天体物理学报》上，论文题目是“河外星云”。
在“河外星云”一文中，哈勃指出大多数河外星云都有一个在星云中占主导地位的球状核心，整个星云对它表现出某种旋转对称性，这类河外星云称为规则星云。它又可以分为椭圆星云和旋涡星云两类：椭圆星云以符号E表示，依据其椭率不同，又分为E0，E1，E7共8个次型；旋涡星云则又被分为正常旋涡星云和棒旋星云两族，前者以符号S表示，后者以符号SB表示，后者与前者的最大不同在于星云的中间有一棒状物，这两族旋涡星云每族按旋臂由紧到松的程度不同均分为a，b，c三个次型。
在“河外星云”一文中，哈勃认为除规则星云外，还有一类星云不具备中心核和某种旋转对称性，其形状往往不规则，这类星云称不规则星云，以符号Irr表示之，不规则星云只占河外星云总数的3%以下。
后来，哈勃又对这一分类体系作了发展，并在1936年他出版的《星云王国》一书中作了更详细的描述。在该书中，他首次给出了一个河外星云分类图，由于此图很像一个音叉，所以后人将此图取名为“音叉图”。此“音叉”的交接处列出了一种S0型星云，它是无臂的旋涡星云，哈勃当时认为它是一种多少带有假设性的类型，但后人果然发现了许多S0型星云，人们将它命名为透镜状星云。此外还存在不规则星云，在“音叉图”中未予列出。
由于河外星云的本质便是河外星系，所以哈勃当时所称的椭圆星云、正常旋涡星云、棒旋星云和不规则星云后来分别改称为椭圆星系、正常旋涡星系、棒旋星系和不规则星系。上述分类则被称为星系形态的哈勃分类，亦称星系形态的哈勃序列。哈勃序列表明众多的星系乃是同一家族中互有联系的成员。它在看来纷乱庞杂的星系王国中引入了秩序，仿佛为人们进入这个神秘的世界提供了一幅总体导游图。
20世纪30年代以后，陆续发现了多种特殊星系，这些星系的星系核中往往有强烈的活动。这类星系无法纳入星系形态的哈勃分类之中。所以，人们进一步认识到，哈勃对星系形态的分类只是对正常星系的一种分类。但由于正常星系在星系总数中占极大多数，因此除了对特殊星系的专门性研究工作之外，星系形态的哈勃分类至今还常被采用。
哈勃定律
哈勃对星系天文学的又一重大贡献是发现了河外星系退行速度与距离之间存在着正比关系，即发现了著名的哈勃定律。
20世纪10年代，美国天文学家斯莱弗用装在大望远镜上的高色散摄谱仪拍摄了数十个旋涡星云的光谱，发现它们大多存在谱线红移，根据多普勒效应，这种红移可解释为这些星云在不断退行，即远离我们而去。
哈勃在1925年确认旋涡星云是河外星云亦即河外星系之后，他对这种星云普遍存在谱线红移问题也发生了兴趣，他不仅也参与测量它们的谱线红移和退行速度，而且采用“造父变星测距法”以及其他方法，努力测量它们的距离。1929年，他在《美国国家科学院会议文集》上发表了“河外星云距离与视向速度的关系”的重要论文，文中分析了46个已求得其退行速度的河外星云，其中已定出其距离的为24个，对于另外22个河外星云，他采用将其中几个组合成一群的方法，求出其平均退行速度，并根据其平均视星等求出其平均距离。通过分析这些资料，他指出河外星云的退行速度V和它的距离D之间存在着正比关系，即V=HD此式被称为哈勃定律，式中的比例常数H被称为哈勃常数。在该论文中，他还给出了河外星云退行速度与其距离之间存在线性关系的一幅图。
由于所涉及的河外星云，其距离最远的仅600多万光年，其退行速度则不足1000千米/秒，所以哈勃在1929年发表的重要论文的结尾中这样说：“目前的讨论所得的线性关系乃是有限距离范围内的某种初级近似”，也就是说他当时还不能确定，对于距离更远、退行速度更大的河外星云而言，哈勃定律是否依然成立。因此，哈勃定律发表后，哈勃立即与另一位美国天文学家哈马逊合作，利用威尔逊山天文台当时世界上最大的口径2.54米的胡克望远镜观测距离更远、退行速度更大的河外星云。1930年，哈马逊测出了退行速度高达20000千米/秒的某河外星云的距离。翌年，哈勃和他在《天体物理学报》上发表了长篇论文“河外星云的速度——距离关系”，指出对退行速度高达20000千米/秒的河外星云而言，哈勃定律依然适用。1936年，他们两人观测了退行速度高达40000千米/秒的大熊座2号星系团（遥远的由河外星系构成的集团），测定了该星系团的距离。1948年口径5.08米的反射望远镜在帕洛马山天文台落成，翌年哈马逊又用它观测了退行速度高达60000千米/秒的长蛇座星系团。这些观测都表明，对如此之大的退行速度的星系团而言，哈勃定律依然成立。1953年，哈勃在《英国皇家天文学会月刊》上发表了论文“红移定律”，总结了以往的工作，自信地表示，河外星云退行速度与其距离成正比的哈勃定律是得到了充分检验的客观规律。
哈勃定律的发现，有力地推动了现代宇宙学的发展。现代宇宙学应用广义相对论这一新引力理论为武器来研究宇宙的结构和演化。广义相对论刚问世，爱因斯坦便在1917年发表了论文“用广义相对对宇宙学所作的考查”，这是第一篇应用广义相对论来考察宇宙的论文，它是现代宇宙学的奠基之作。但该文建立的静态宇宙模型并不正确。爱因斯坦为获得此模型，在求解广义相对论的引力场方程时，不惜在该方程中增加了具有宇宙斥力性质的“宇宙项”，使引力与宇宙斥力刚好达到平衡，从而获得该方程的静态解，建立了一个静态宇宙模型。
1922年，前苏联数学家弗里德曼重新求解了爱因斯坦的引力场方程，发现此方程不仅存在静态解，而且存在两类膨胀解和一类振荡解，从而建立起弗里德曼宇宙模型。
1927年，比利时天方学家勒梅特也重新求解了爱因斯坦的引力场方程，他找到了一个新解，据此推出了一个随时间而膨胀的宇宙模型。
1929年哈勃定律的问世，表明爱因斯坦的静态宇宙模型与事实不符，爱因斯坦后来也承认为寻求静态解而在广义相对论的引力场方程中增加具有斥力性质的“宇宙项”是他一生中做的最大的一件蠢事。
哈勃定律不排斥弗里德曼宇宙模型和勒梅特模型，宇宙确实在膨胀，各部分正在彼此远离。由于我们的宇宙是四维时空的宇宙，它的膨胀很难直观地加以描述，但可以通过下面的类比来理解。一个上面有许多斑点的气球被人吹大时，该气球上任何两个斑点间的距离都在增大，不论从哪一个斑点来看，所有其他的斑点都在远离它而去，且越远的斑点远离它的速度越大。宇宙中，越远的星系以越大的速度退行与这种情况很相似。
1929年哈勃定律刚问世时，哈勃定律V=HD中的H值被取为500千米/（秒·百万秒差距）。由于此值中的千米和百万秒差距均为长度单位，而且1百万秒差距=3.086×1019千米，所以H值的倒数1H具有时间的量纲，可以算出1H约等于20亿年。有人将1H命名为哈勃时间。在具有初始奇点的膨胀宇宙模型（例如著名的热大爆炸宇宙模型）中，如假定宇宙始终在以与当今相同的速率膨胀，则1H的含义相当于宇宙从其初始直至当今所经历的时间，即相当于宇宙年龄。然而，有趣的是，尽管学者们对哈勃时间1H的含义各持己见、争论不休，但哈勃本人对此从不发表任何高见，他也从未表示过1H就是宇宙年龄。
还需指出，上面算出的宇宙年龄20亿年显然太小，它甚至比太阳系年龄和地球年龄都小得多，这使许多人感到奇怪。后来人们发现，哈勃所取的H值偏大，经过许多学者的长期测定，H值现已缩小到约50千米/（秒·百万秒差距），即已缩小到哈勃当初测定的值的十分之一。于是，哈勃时间从20亿年增加到200亿年。许多人认为，把此值视为宇宙年龄也许更为合理。
从哈勃定律还引出了一个重要物理量。按照相对论，任何物体的运动速度不可能超过光速，故哈勃定律中星系退行速度V的上限为光速C，此时的距离D被称为哈勃距离DH，从哈勃定律V=HD不难看出DH=1H·C即它是哈勃时间1/H与光速的相乘积。当H取为50千米/（秒·百万秒差距）时，哈勃距离DH约等于200亿光年。它的物理意义是，观测者所能见到的宇宙尽头，此处的星系在以光速远离我们。与哈勃时间1H相类似，尽管哈勃距离这一物理量在现代宇宙学中至关重要，但哈勃本人同样对它缄口不语。
河外星系的空间分布
20世纪30年代，哈勃致力于河外星系空间分布的研究，在这方面的工作成果被认为是他对星系天文学所作出的第四项重要贡献。
在天文学中，以银道（穿过银河中间的天球上的大圆）为基本大圆、南北银极（天球上与银道角距离处处等于90°的两点）为基本点的天球坐标系称为银道坐标系。在此坐标系中，南北银极与银道上不同点连成的天球大圆构成了银经圈，在同一银经圈上银经均相同；从银道向南北银极两个方向量度的角距离称银纬，向北银极方向量度的银纬取为正，向南银极方向量度的银纬取为负，与银道大圆平行的许多小圆构成银纬圈，同一银纬圈上的银纬值相同。银道坐标系的这种定义方法和地球上地理经纬度的定义方法相当类似，所以实际上并不难理解。
哈勃以银道坐标系为依据，研究了河外星系在天球不同方向上的视分布。1937年，他在他出版的《星云王国》一书中给出了一幅十分有名的河外星系分布图。图的中间栏腰一分为二的横线0°—0°代表银道，银道下端0°，30°，60°…330°的刻度代表银经；银道上下两侧与银经圈相交的横线分别表示+30°，+60°，-30°，-60°等不同银纬的银纬圈。图中的小黑点表示星系分布具有正常数目，大黑点表示星系分布超过正常数目，且黑点越大、越集中表示超过越多，空圆圈表示星系分布不足，短横线表示那些地方未发现星系，银道附近两支曲折线表示银河所在的范围，图内左右两侧特别是南银纬左右两侧有较多的空白部分，这是哈勃所在的威尔逊山天文台无法观测到的南天区域，那些地方的星系分布未作统计。在此图中，银河内和银道两旁根本看不到星系，这被称为哈勃隐带，在这之外的低银纬地区空圆圈甚多，这是星系分布严重不足的地区，而高银纬地区星系的分布则明显超过正常数字。
河外星系在天球不同方向上的这种视分布可作如下解释：河外星系在天球不同方向上的分布实际上是相当均匀的，但由于我们在银河系之内去观测它们，视线必需先穿过银河系，银道两侧不仅有大量暗星，而且有很多星际消光物质，它们挡住了我们的视线，使我们无法看到河外星系，从而造成了天文学上所称的“哈勃隐带”。随着银纬的增大，星际消光物质减少，高银纬天区星际消光物质已微乎其微，因而河外星系随银纬的增加而增多。
除了研究河外星系在天球不同方向上的视分布外，研究河外星系空间分布的另一课题是探讨它们随距离分布的方式。哈勃利用威尔逊山天文台口径2.54米的胡克望远镜开展了一项宏大的观测计划。1934年他在《天体物理学报》上发表了长篇论文“河外星云的分布”，该文可看成是他这方面研究工作的代表作。他的基本结论是，从统计平均的角度看，河外星系在不同距离上的分布是均匀的，因此它应被看成是大尺度空间中物质分布的基本单元。他还试图通过测定暗至一定星等的河外星系的计数，来探讨空间曲率问题，但由于涉及的因素十分复杂而未能获得明确的结论。
硕果累累
除上文专门论述四个方面的杰出贡献外，哈勃在天文学上还有许多其他贡献，例如：
（1）阐明了发射星云和反射星云的根本区别。在哈勃之前，已发现银河系内由气体、尘埃物质构成的弥漫星云，有的其光谱是暗黑背景上的发射线光谱，有的其光谱则是七色彩带背景上的吸收线光谱。具有这两种不同光谱的星云分别被称为发射星云和反射星云。1922年，哈勃发表了论文“弥漫银河星云的一般研究”，正确地指出，之所以产生这两种星云是由于其中存在着光谱型不同的照亮星，发射星云中有光谱型为O、B0、B1型的表面温度很高的恒星，而反射星云中只有表面温度转低的光谱型为B2直至M型的恒星。本世纪30年代末，丹麦天文学家斯特龙根提出了高温恒星使星云中的氢电离形成发射星云的理论，进一步解释了这个问题。至于反射星云，因其中的低温恒星不足以激发星云中的氢电离，产生发射光谱，星云只是简单地反射该恒星的光，所以其光谱只是该恒星光谱（七色彩带背景上的吸收线光谱）的简单复制。
（2）率先发现有的银河星云是超新星爆发的遗迹。1928年，在他发表的“新星或暂现星”一文中，指出蟹状星云正在迅速膨胀，他测定了它的膨胀速率，推算出从很小体积膨胀到目前尺度需要900年，同时他又考虑到位置上的对应性，率先大胆地提出这一银河系内的弥漫星云是中国宋代记录下来的公元1054年超新星爆发的遗迹。这一见解现已得到公认。
（3）1930年，首次精确测量了椭圆星系的面亮度轮廓（从中心向外亮度是如何递减的），他所建立的面亮度轮廓模型后来被称为椭圆星系的哈勃光度轮廓。
（4）在近邻的河外星系中率先开展不同种类恒星和恒星集团的详细研究。其中对这些星系中造父变星的发现和研究形成了测量这些星系距离的最重要方法。1932年，他在仙女座大星云中证认出一些球状星团，并发现它们的平均光度似乎比我们银河系中的球状星团暗4倍。后来，德国天文学家巴德发现这实际上是由于当时测定的仙女座大星云的距离不当造成的。
（5）在1935年及此后发表的数篇论文中，研究了星系中尘埃带的不对称性，辨别星系哪一侧离我们较近，进而确定这些星系旋臂的旋转方向。
（6）与在威尔逊山天文台工作的德国天文学家巴德共同研究玉夫座星系和天炉座星系，发现它们是矮椭圆星系，即光度相当低的椭圆星系。
1948年帕洛马山天文台的5.08米反射望远镜落成后，他第一个使用它开展专业性的天文观测，并花费大量时间制订使用该望远镜的研究计划。他还担任了威尔逊山天文台和帕洛马山天文台的研究委员会主席，主要负责制定帕洛马山天文台的大施密特望远镜（1948年落成）的巡天观测计划。该望远镜的主镜口径为186厘米，改正镜口径为122厘米，建成后十二年中它一直是世界上最大的折反射望镜，直到1960年才被德国建成的一架施密特望远镜所超过。由于哈勃等人的筹划和组织，这架大施密特望远镜的巡天工作开展得十分出色，著名的帕洛马天图正是使用该望远镜进行巡天工作的结晶。
哈勃的伟大业绩在其生前就已获得公认，他曾获许多荣誉，如1935年在美国获巴纳德金质奖章，1938年在美国获富兰克林金质奖章，1939年获英国皇家天文学会金质奖章等。
哈勃毕生勤奋，晚年深受心脏失调带来的痛苦，但他依然坚持不懈开展研究工作。1953年秋，正当他准备前往帕洛马山天文台用5.08米望远镜进行为期四夜的天文观测时，突然患脑血栓于9月28日与世长辞。
哈勃才思敏捷，富有想像力，善于在研究工作中择定主攻方向并把握问题的关键；处事细心慎密，注意寻求充分的论据，有人认为这与他早年曾受到的法律训练有关。他使用的研究方法主要是归纳方法，在搜集大量观测资料的基础上进行归纳和总结，从中获得某些普遍结论。当然分析的方法有时他也采用，但相对来说用得较少。他用他的研究方法所获得的卓然超群的成就，在现代天文学中几乎无人可与之相媲美。
哈勃有广泛的兴趣爱好。他身高1.88米，爱好体育运动，在芝加哥大学求学时就是一位重量级拳击手，在牛津大学求学时曾被选为校径赛队员，还在一场表演赛中与法国拳王卡庞捷交手。他还是一名假饵钓鱼的能手，在美国和英国的一些地方，都有他垂钓的足迹。1924年和伯克小姐结婚后，一段时间中常与妻子及一些好友外出观光旅游。他还喜欢收集珍本图书，1938年当选为美国洛杉矶附近的亨廷顿图书馆和艺术馆的理事。遵其遗嘱，他的科学史古籍珍本赠送给了威尔逊山天文台。
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