第一次科技革命（18世纪60年代），资产阶级统治在英国确立。这次科技革命，首先发生在英国，并以英国为主体；以轻工业为主导，发明了一系列纺织机器；以蒸汽动力为主要标志；技术发明主要源于工人和技师的实践经验。
第二次科技革命（19世纪70年代）资本主义制度在世界范围内确立。这次科技革命，科学开始同技术密切结合，新技术发明几乎同时发生在几个国家。主要有发电机、电动机在电力上的广泛应用，内燃机和新交通工具汽车、飞机的制造，新通信手段电话、无线电报的发明。这其中有一些国家两次科技革命交叉进行。
第三次科技革命（20世纪四五十年代）发生在二战后，资本主义推行福利制度与国家垄断资本主义，政局稳定。这次科技革命的直接推动力是二战及战后各国对高科技的迫切需要——这与前两次科技革命有别，主要以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表，包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术。
第四次科技革命（20世纪后期）以系统科学的兴起及分子生物科学的形成为标志。这次科技革命，通过细胞与分子的系统科学与工程研究，形成了生物能源、生物信息与生物材料的全方位生物产业革命，将带来生物太阳能、生物计算机与生物反应器的技术突破与产业化。除此之外，这次科技革命的标志就是大家更熟悉的信息技术革命（本书从略）。
托马缪·迪亚士：第一个发现好望角的人
就在非洲大陆最南端的土著人年复一年以缓慢的节奏过着日出而作、日落则息的农牧生活时，一支来自葡萄牙的船队正在非洲西海岸边的狂涛中奋力挣扎着驶向好望角。
1487年8月，葡萄牙航海家迪亚士（约1450—1500年）奉葡萄牙国王若奥二世之命，率两艘轻快帆船和一艘运输船自里斯本出发，再次踏上远征的航路。他的使命是探索绕过非洲大陆最南端通往印度的航路。迪亚士率领的船队首先沿着以往航海家们走过的航路到加纳的埃尔米纳，后经过刚果河口和克罗斯角，大约在1488年1月间抵达现属纳米比亚的卢得瑞次。船队在那里遇到了强烈的风暴。苦于疾病和风暴的船员们多数不愿继续冒险前行，数次请求返航。迪亚士力排众议，坚持南行。船队被风暴裹挟着在大洋中漂泊了13个昼夜，不知不觉间已经绕过了好望角。风暴停息后，对具体方位尚无清醒意识的迪亚士命令船队掉转船头向东航行，以便靠近非洲西海岸。但船队在连续航行了数日之后仍不见大陆。此时，迪亚士醒悟到船队可能已经绕过了非洲大陆最南端，于是他下令折向北方行驶。1488年2月期间，船队终于驶入一个植被丰富的海湾，船员们看到土著黑人正在那里放牧牛羊，迪亚士遂将那里命名为牧人湾（即今南非东部海岸的莫塞尔湾）。迪亚士本想继续沿海岸线东行，无奈疲惫不堪的船员们归心似箭，迪亚士只好下令返航。
在返航途中，他们再次经过好望角时正值晴天丽日。葡萄牙历史学家巴若斯在描写这一激动人心的时刻时写道：“船员们惊异地凝望着这个隐藏了多少世纪的壮美的岬角。他们不仅发现了一个突兀的海角，而且发现了一个新的世界。”感慨万千的迪亚士据其经历将其命名为“风暴角”。
1497年，葡萄牙航海家达·伽马再率船队探索直通印度的新航路。当年11月27日，达·伽马的船队再次绕过好望角，次年5月20日驶抵印度西海岸重镇卡利库特。又经历了千辛万苦之后，达·伽马约于1499年9月1日前后返回里斯本。
“好望角”一名的由来有多种说法。最常见的说法有两种：一说为迪亚士1488年12月回到里斯本后，向若奥二世陈述了“风暴角”的见闻，若奥二世认为绕过这个海角，就有希望到达梦寐以求的印度，因此将“风暴角”改名为“好望角”；另一种说法是达·伽马自印度满载而归后，当时的葡萄牙国王才将“风暴角”易名为“好望角”，以示绕过此海角就能带来好运。
顽强的迪亚士不期然地揭开了好望角神秘的面纱，他的名字也永远与好望角连在一起。葡萄牙诗人卡蒙恩斯在其优美的叙事长诗《鲁西亚德》中，讲述了好望角神奇的传说：古希腊时期，硕大无朋的亚当阿斯特伙同其他99个巨人图谋反抗诸神，试图用风暴攻取奥林匹斯山，但被诸神面前的赫尔克勒斯和沃尔坎打败。作为永久的惩罚，巨人们被流放到世界尽头，埋葬在火山群峰之下。亚当阿斯特的身体化为峥峥山岳，形成了好望角，开普敦北面的桌山是他制造风暴和雷电的作坊，好望角周围海域上怒号的狂风和肆虐的雷暴是他不断巡游的魂灵。对敢于在这一海域搅扰他的人，他会咆哮着施以可怕的报复。迪亚士首先闯入了亚当阿斯特的禁地，亚当阿斯特自然不会忘记对他施行报复。1500年5月，在随卡布拉尔率领的庞大船队再次远航印度的旅途中，迪亚士在好望角附近的一场风暴中葬身大洋。
好望角的发现，促使许多欧洲国家把扩张的目光转向东方。荷兰、英国、法国、西班牙等国的船队都先后经过这里前往印度、印度尼西亚、印度支那、菲律宾和中国。
1652年，荷兰的东印度公司掠取好望角的主权，并在现今的开普敦建立居民点，专为本国和其他国家过往的船队提供淡水、蔬菜和船舶检修服务。19世纪初，在海外已攫取大量殖民地的英国人看到掌握好望角制海权的重要性，遂侵入南非将荷兰人取而代之。在苏伊士运河1869年开通之前的三百多年时间里，好望角航路成为欧洲人前往东方唯一的海上通道。苏伊士运河开通后，这条航路的作用虽有所减弱，但仍然是欧亚之间不可或缺的重要通道，一些巨轮必须从这里绕道。据在好望角的南非人士讲，现在每年仍有三四万艘巨轮通过好望角。西欧进口石油的三分之二、战略原料的百分之七十、粮食的四分之一都要经过这里。
哥伦布发现新大陆
大航海家哥伦布生于1451年，他的父亲是热那亚的纺织工人。他从小就跟随父亲航海做生意。哥伦布未受过正式教育，却在悠闲的海上生活中利用余暇读了很多书，学会了拉丁文，接触了正在欧洲普及的地理学知识。他还仔细研究了《圣经》中有关预言的部分。在新旧世界大交替和东西方文明碰撞的历史洪流面前，哥伦布充当了时代弄潮儿的角色。他是勇敢非凡而又具有科学头脑的冒险家，还是信奉上帝而又掠夺成性的拜金狂。
哥伦布从少年时代起就喜欢看《马可·波罗游记》，后来不只是精读此书，还作了一番研究。坐落在西班牙塞维尔的哥伦布纪念馆中，至今还保存着一部拉丁文的《马可·波罗游记》，书上有哥伦布的许多眉批。哥伦布之所以爱读此书，不只因为它像《天方夜谭》一样有趣，更主要的是，它合乎一个拜金狂的理想。他看了《马可·波罗游记》，非常仰慕中国和印度的金银珠宝，尤其是关于日本的描写，更使他欣羡不已。
马可·波罗并没有到过日本，但在书中他根据传闻写了几章关于日本的情况。他说日本位于距中国海岸2 400千米的海上，国内的黄金极为丰富，是取之不尽的。但国王不让黄金输出，因此商人很少到那里做生意。日本国王宫殿的屋顶是用黄金盖成的，宫中的道路和房间的地板也全是用四厘米厚的金砖铺成，甚至连窗户框都是金子做的。在日本到处都能采集到玫瑰色的珍珠，土葬时要在嘴里放一颗珍珠……书中还叙述了中国元朝皇帝忽必烈听信传闻而发起对日本的战争。
哥伦布
哥伦布以为他可以实现忽必烈没有达到的目标。他处心积虑地要闯出一条抢先到达东方世界的航路。在一封信中，他曾说自己日夜祈求上帝赐给他产金的土地，“黄金是一切商品中最宝贵的，黄金是财富，谁占有黄金，就能获得他在世上所需要的一切，同时也就取得了把灵魂从炼狱中拯救出来并使灵魂重享天堂之乐的手段。”
1476年，哥伦布加入了一支法国的海盗船队。在攻击意大利船只的一次战斗中，因所乘船只起火，他跳海逃生，经过长时间游泳登上了葡萄牙的土地。哥伦布以为他大难不死，是上帝特意安排他到葡萄牙来的。
哥伦布在这“探险者”的国度里，进一步学习了许多航海知识，参加过多次远洋航行，熟悉了罗盘、海图和各种新航海仪器的使用方法，又掌握了利用太阳、星星的位置确定船位的方法。有一年，他抓住一个机会航行到了冰岛后，又继续航行了160千米。这对哥伦布后来立志西航有很大影响。
挪威的维京人作过许多探险，公元900年前后到达格陵兰，并在西海岸建立了居民点。公元1000年左右，冰岛人莱夫·艾列克逊率领一批人从格陵兰乘船到达北美海岸。因在那里发现了像葡萄样的藤科植物，故称其为“酒的土地”，音译为“汶兰”，据估计可能是后来定名为圣劳伦斯河的河口一带。他们原打算在那里建立居民点，后来因遭土著人的袭击而未能实现。
对于艾列克逊探险到汶兰一事，许多人只是将它当故事听，而哥伦布却对此深信不疑。他认为横穿大西洋可以到达陆地，汶兰就是东亚的某一个国家。他从船员的传闻中得知，在连续刮强西风的时候，海上有时飘来既不是欧洲人也不是非洲人的尸体，哥伦布认为那是大洋对面的亚洲人。
古希腊学者波昔多尼倡导关于大地的球形说，并推测从地中海向西航行可以到达东方的印度。中世纪思想家培根关于地球的概念对哥伦布有着深刻的影响，还有一些神秘的、妄自尊大的灵感也促使哥伦布去冒险。哥伦布以为自己是上帝选定的神舟——载运基督者，要去完成发现“新天新地”的使命。
1482年，裘安王子继承王位之后，召开了一次学者评价会，审查哥伦布的计划，最后将其否决。1485年，哥伦布的妻子去世，他离开了葡萄牙，带着独生子来到刚刚成立的西班牙王国。裘安二世怕哥伦布的计划被别国采纳而抢先到达印度，于是又诏请哥伦布回葡萄牙，但被哥伦布拒绝了。
哥伦布在西班牙的巴洛斯港结交了一些有学识的修士和阔绰的水手，这些人对哥伦布的计划很感兴趣。教会的上层僧侣搞了些幕后活动，使哥伦布有机会向王室献出自己的计划。但是他去的时机不对，当时西班牙正忙于统一，对哥伦布无暇以顾，这就又拖延了六年，在此期间他也曾上书英、法两国的君主，都是无果而终。
西班牙王国是伊比利亚半岛上的卡斯提尔和阿拉贡两个王国于1469年由联姻而联合起来的，由菲南多国王和伊萨伯拉女王做并肩王。这个新王国也像葡萄牙一样，是个中央集权的封建专制国家，远航探险、殖民扩张等都由封建王室直接控制。1492年1月，西班牙消灭了这个半岛上的最后一个伊斯兰王朝——格拉纳达。统一后的西班牙成为当时的欧洲强国之一，开始了向海外扩张的步伐。这时，哥伦布的计划重又提上了议事日程。国内最大的银行家和王室的财政顾问说服了女王伊萨伯拉，又由女王去说服了国王。
西班牙王室出于对东方财富的向往，并且企望联合“对基督教徒曾表示过极大好感”的元朝大汗（他们还不知道元朝已经灭亡）来夹攻伊斯兰的奥斯曼帝国。在这种背景下，哥伦布的计划得到了王室支持。王室于1492年4月17日与哥伦布签订协议，封哥伦布为他所发现土地上的海军上将、总督和首席行政长官；在这些领土上出产或交换所得的一切金银、珠宝、香料等的十分之一归哥伦布，十分之九上交西班牙王室。
就在这一年的8月3日，星期五的清晨，由哥伦布指挥的三艘卡拉维尔船于巴罗士港顺风起航，国王交给哥伦布一封递交中国“元朝”大汗的信函。
三艘船的大小各不相同，都装有大炮和6个月的粮食以及准备与未开化地区土著人作交易的用品。哥伦布任船长的旗舰“圣玛利亚号”，重130吨，长约35米，甲板长18米，有三根桅杆，都备有角帆。第二艘为“平特号”，重90吨，速度快，船体只为旗舰的一半，船长是马丁·宾森。第三艘是“宁雅号”，重60吨，船长是马丁的兄弟维森特·宾森。宾森兄弟不仅是有经验的水手，而且还是这次航海探险的投资者，探险能否成功与他们的切身利益紧密相关。
当时招募水手的工作是很困难的。探险队员中有不少是哥伦布的朋友、佣人，也有好奇的官员们，还有相当一部分船员则是以这次航海为条件而受到特赦的犯人。这样整个船队才凑足了88人。
9月6日，哥伦布的船队驶过加纳利群岛，进入了当时海图没有记载的大西洋海域。哥伦布根据《马可·波罗游记》的叙述，断定沿北纬29°航行就会到达离中国海岸约2 400千米的日本。值得庆幸的是，他的这个错误竟使船队得以一直在“贸易风带”中连续航行。
在从未到过的大洋上航行，而且一直看不到陆地，这使得船员们个个提心吊胆。似乎只有哥伦布胸有成竹，但他不给船员任何许诺。为了稳定人们的情绪，他记有两本航海日志，一本是自己看的，一丝不苟地记录实际航程；另一本是给船员们看的，所记航行距离比实际航程少许多。这样，在他到达预定目标之前，就可以使船员们忍耐下去。
这时新的问题发生了，习惯于在欧洲的大西洋海岸使用罗盘的海员们，看到的罗盘指针是指着比北极略为偏东的方向。而这个船队离开加纳利群岛四天之后，发现指针指向北极偏西的方向了。由于当时人们并不了解地球磁场带来的磁偏角问题，所以都惊慌起来，大家认为罗盘失灵了，只有靠北极星定航向。
在这水天一色的迷茫世界中，哥伦布不断地做着鼓舞士气的工作。9月16日，在海员们的眼中出现了“万蓝丛中一点绿”，他们兴奋极了，以为马上就要到绿草如茵的亚洲大陆了，于是拼命地向绿色的地方驶去。等他们到近处一看，顿时大失所望，哪里有什么陆地，原来是浮游在水面上的大片海藻。用绳子测量一下海水，几百米的长绳还碰不到底，说明附近不可能有陆地。后来人们才知道，这一海域位于北大西洋的环流中心，风浪小，水流平缓，马尾藻不能飘到远处，就在这里停积下来，繁衍后代，结果就出现了这大约450万平方千米的海上“大草原”，人称“马尾藻海”或简称为“藻海”。哥伦布一行在这“大草原”中艰苦地航行了三个星期。
离开这讨厌的“草原”后，人们依然看不到陆地的影子。为了分散大家的恐惧和不满情绪，哥伦布让人们注意观察船四周的水草。宾森兄弟看到一些海草很像陆地上的草，不久之后发现有鸟飞翔，又赶上一次无风天下的小雨，这些都是附近有陆地的征兆。9月25日黄昏，马丁·宾森自“平特号”船尾楼上报告说发现陆地了。于是，船队就向那个方向驶去，但第二天曙光初照时，进入人们视线的依然是大洋与天空。船员们的失望立即转化成对指挥官的不满，一部分人甚至开始酝酿叛乱计划。宾森兄弟获悉后，坚决主张将他们处以绞刑，哥伦布则表示，只要他们能再坚持几天，就可以原谅他们。同时，他也给船员们发一些钱，借以安顿大家的不满情绪。
10月7日，哥伦布根据鸟群飞行的方向作出判断，将航向改为西南。几天之后，船只周围漂着手杖和芦苇，夜里还发现远方似乎有微弱的亮光。11月12日一大早，忽然听到“平特号”发出一声号炮巨响，按预先约定，这意味着已经发现了陆地。
从他们驶离加纳利群岛算起，到登上陆地为止，历时37天。
哥伦布以为自己的梦想快要实现了，因为他终于横渡大西洋并发现了“亚洲”陆地。
实际上，他们到达的地方并不是亚洲，而是西半球的美洲。他们到达的第一站是佛罗里达东南820千米处巴哈马群岛中的瓜那哈尼岛（后改名为“圣萨尔瓦多岛”）。
到达瓜那哈尼岛的这天早晨，“总督”哥伦布穿上石榴红的服装，另外两名船长分别扛着绿色的代表国王和女王的“F”和“Y”字旗，举行了仪式，把两面旗帜升在刚刚竖立的木杆上。哥伦布宣布这里是西班牙王国的领土，然后率众匍匐在大地上，感谢上帝给了他们好运气。红棕色皮肤的岛上居民们，好奇而困惑地观看着这群白皮肤的不速之客的“表演”。
就这样，经过长达三个月的航行，哥伦布终于率领船队横渡大西洋，到达美洲，发现了“新大陆”。
达·伽马发现印度
达·伽马，葡萄牙航海家，1450年生于葡萄牙南方海港希尼斯。青年时代的达·伽马在艾瓦拉很努力地学习过数学和航海技术，后来他服务于舰队，擅长指挥。
这位年届四十的指挥官正面临着各种考验：航海时间比以前长，必须忍耐和克服可能遇到的种种困难，对付伊斯兰世界的海上挑战，处理与陌生的东方国家的关系，为葡萄牙的商人和传教士开路。
1497年7月8日，星期天，达·伽马率领整齐的队伍从葡萄牙首都里斯本市内向码头走去，僧侣们手持点燃的蜡烛为他们祈祷。170名船员登上四艘船：达·伽马乘坐旗舰“圣卡布列尔号”，重200吨；由达·伽马的弟弟保罗任船长的是同样大小的“圣拉斐尔号”；第三艘“巴利欧号”约100吨重；还有一艘是运粮船。“圣卡布列尔号”和“圣拉斐尔号”就是由发现好望角的迪亚士监造的。
船队在大西洋中驶向离加纳利群岛相当远的南方，在佛得角群岛补充新鲜的食物和饮水之后，于8月3日继续向东南航行。他们走了一条弧形航线，先向西南，后转东南，以避免进入几内亚湾的无风带或遭遇险恶的海流。这样连续航行了96天，由于缺乏新鲜水果和蔬菜，大部分船员都得了坏血病。11月4日，他们登上了一块陆地，冒险家们将这里命名为圣赫勒拿湾，在用星盘作了测定之后，弄清了这里在好望角北方190千米处。他们在此修理船只船具，采集食品、淡水、木材。
在此停留期间，葡萄牙人曾与当地土著发生了激烈冲突。事情起因是达·伽马为了解当地情况，派人捉住了一名正在采蜜的黑人。达·伽马在船上送了他许多粮食和衣服，并护送他平安上岸。不出达·伽马的预料，这事很快就吸引来了许多人。在开始的一两天内，双方关系还很好，后来有一名性格粗暴的船员惹恼了土著人，双方发生冲突，达·伽马脚上也受了轻伤。石头和掷枪不断投来，达·伽马只好命令船员急速起航。船队绕过好望角，来到了莫塞尔湾，他们在这里把粮食分装到各船，把原来装粮的船毁掉，轻装前进。船队在绕过阿哥亚湾后，终于驶入了印度洋。
他们首先停靠在克利马尼港，在此休息了整整一个月，使坏血病患者恢复了健康。接着，船队沿海岸向东北航行到莫桑比克。这里是伊斯兰教徒的天下，停泊着许多阿拉伯商船，商品中有令人垂涎的金银、香料、宝石等。当地人从来没有见过阿拉伯世界之外的船只，所以也把达·伽马的船队当做阿拉伯商船来欢迎。当达·伽马通过翻译向他们说明自己是基督教徒之后，当地官员马上改变了态度，船员上岸取水时也受到了攻击。达·伽马只好下令用大炮轰击岸边城堡，杀伤了许多当地居民，最后才取到了水。到蒙巴萨（肯尼亚境内）时，他们也同样受到猛烈攻击。而东北方的马林狄，就是89年前（1408年）郑和船队到过的“麻林国”，它们与蒙巴萨一向处于对立状态，所以达·伽马船队到达此处时大受欢迎。当地国王穿着花缎长袍，热情地接待了达·伽马，并在王宫设宴款待，举行了长达九天的祭仪。达·伽马向国王请求派一名海上领航员帮助船队，国王欣然允诺，委派了精通航海技术的阿马得·佑恩·马吉特，他在船上亲自掌舵，只用23天时间就顺利地横渡了印度洋。
在5月18日清晨，领航员告诉达·伽马：“印度就要到了！”果然，人们看到了远方的陆地。三天后，他们到达了印度西南海岸的中心港口——卡利库特（这就是郑和远航时到达的古里国）。马可·波罗笔下的富庶繁荣景象展现在面前。当居民们得知船队来自葡萄牙时，极其惊讶，他们问道：“你们为什么要远离故乡到这里来呢？”一句简单的话凝聚了葡萄牙人80年来努力争取的目标，他们的答复是：“我们来找香料。”
阿拉伯商人长期垄断着东西方之间的贸易，印度商人如果得不到明显的好处，是不愿意让葡萄牙人占便宜而得罪于阿拉伯人的，而达·伽马船队能拿出来的无非是黄油、蜂蜜、红帽子、衬衫、铜铃和珊瑚做的念珠之类的东西，拿这些东西唬一唬未开化的土著人还可以，在繁华的印度就显得太寒酸了。无奈之下，达·伽马只得谎称这些东西并不是葡萄牙国王准备的交易品，而只是他这个穷困的旅行者自己花钱买来的。
达·伽马在当地停留了三个月，5月28日会见了卡利库特国王。这一天，船上鸣炮，达·伽马乘上东方的轿子进入市区，先被安置在一座寺庙中。这里供着印度神及女神，墙上满是壁画，葡萄牙人误以为这里供奉的是圣母玛丽亚及诸圣者的雕像，还以为这里的宗教是属于原始基督教的一派。当天黑时，达·伽马被引入王宫。
卡利库特国王懒洋洋地躺在绿天鹅绒卧椅上欢迎他。达·伽马看到国王嘴里嚼着槟榔，手持一个约4.5升的大金杯，旁边放着一个大型金盘，大得要用两只手才能围抱起来，盘中装满了香料。这次见面唯一的成果是国王同意葡萄牙人在当地贩卖带来的货物。然而，没有上等的货物，就不可能有上等的生意。两个月过去了，货物还未脱手，条纹布堆放在货栈中，无人问津，他们只能用铜、水银和珊瑚等交换香料。
在酷热的夏天，一连几个月，达·伽马想方设法与卡利库特国王签订贸易协定，但阿拉伯商人从中作梗，说他们是海盗。性急的达·伽马实在不堪忍受，就野蛮地抓了六名当地贵族做人质，强迫国王改变态度。直到1498年8月29日船队即将回国之前，国王才请达·伽马交给曼努尔王一封信，同意与葡萄牙人进行商品贸易，要求他们带着金银、珊瑚和红呢绒来换取肉桂、丁香、胡椒等。不管怎么说，达·伽马总算是完成了使命。
在归国途中，达·伽马一行未能顺利归航，他们又经历了许多风险。风向不顺致使航期延长，有30名船员死于坏血病，因缺少人手，他们不得不把船员集中在两条船上，毁掉了“圣拉斐尔号”。达·伽马于1499年9月初返回葡萄牙，全程共花26个月的时间。船队出发时是170人，归来时只剩下55人，死掉的一百多人中包括了达·伽马的弟弟。
达·伽马以其充沛的精力和坚强的意志完成了这一艰巨的任务，作为凯旋的英雄受到曼努尔王的隆重欢迎。探险队从印度运回的香料、丝绸、宝石、象牙等商品到国内高价脱手后，纯获利为整个航海费用的60倍。这旷古未闻的厚利，对葡萄牙人是多大的诱惑呀！达·伽马的远航打破了阿拉伯帝国对海上贸易的垄断，达·伽马因此被葡萄牙国王授予爵位，并被任命为印度洋总督，得到了巨额的年俸。
亚美利哥：命名新大陆的人
亚美利哥（Vespucius，Americus），意大利航海家，1454年3月生于佛罗伦萨，1512年2月22日卒于西班牙塞维利亚。亚美利哥的父亲是一个为佛罗伦萨银行家工作的公证人，经常被派到西班牙办事。哥伦布的远航震撼了世界，人们都以为这次航行到达了亚洲，但却没有看到亚洲的财富和文明。1497年至1504年间，亚美利哥为了弄清这一问题，参加了去大西洋西岸的航行。亚美利哥此行并未获得任何根本性的发现，但他却做了一件更重要的事情。哥伦布一直到临终前还自以为到达了亚洲，而亚美利哥则认为这是不可能的——这块新的陆地向南方延伸太远。1504年，亚美利哥断言，这块新陆地不是亚洲，而是一块人们以前从不知道的新大陆。而这块新大陆和亚洲之间，一定还有一个大洋相隔。
1499年，亚美利哥随同葡萄牙人奥赫达率领的船队从海上驶往印度，他们沿着哥伦布所走过的航路向前航行，克服重重困难终于到达美洲大陆。亚美利哥对南美洲东北部沿岸作了详细考察，并编制了最新地图。1507年，他的《海上旅行故事集》一书问世，引起了全世界的轰动。在这本书中，引人入胜地叙述了“发现”新大陆的经过，并对新大陆进行了绘声绘色的描述和渲染。亚美利哥向世界宣布了新大陆的概念，一下子动摇了中世纪西方地理学的绝对权威普多列米确定的地球结构体系。于是，法国几个学者便修改和补充了普多列米的名著《宇宙学》，并以亚美利哥的名字为新大陆命名，以表彰他对人类认识世界所作出的杰出贡献。《新宇宙学》一书出版后，根据书中的材料，在地图上也加上了新大陆——亚美利哥洲。后来，依照其他大洲的名称构词形式，“亚美利哥”又改成“亚美利加”。起初，这一名字仅指南美洲，到1541年麦卡托的地图上，北美洲也算美洲的一部分了。
亚美利加洲在西半球，位于大西洋与太平洋之间，北濒北冰洋，南与南极洲隔德雷克海峡相望，由北美和南美两个大陆及其附近许多岛屿组成。巴拿马运河一般被作为南北美洲的分界线，在政治地理上则把墨西哥、中美洲、西印度群岛和南美洲统称为拉丁美洲，北美洲仅指加拿大、美国、格陵兰岛、圣皮埃尔和密克隆岛、百慕大群岛。欧洲移民后代、印欧混血种人、黑白混血种人占多数，还有黑人、日本人、华人和原居民印第安人、因纽特（爱斯基摩）人等。大陆从东向西分为三个南北纵列带：东部是久经侵蚀的山地和高原，有世界上面积最大的高原——巴西高原；西部为年轻的高峻山地，属美洲科迪勒拉山系，汉科乌马山海拔7 010米，是全洲最高点。山脉逼近海岸，沿海平原狭窄；东西部之间是广阔的大平原，北美中部大平原和亚马逊平原都是世界上著名的平原。主要河流有亚马逊河、密西西比河等，北美洲还有世界最大的淡水湖群——五大湖。亚美利加洲跨有不同的气候带：北美大部分属亚寒带和温带大陆性气候，有面积辽阔的针叶林和大草原；中美和南美北部主要属热带气候，有广大的热带雨林和热带稀树干草原；南美南部则属温带气候。地下资源十分丰富，煤、铁、石油、铜、镍等有色金属均占世界重要地位。15世纪末以来，西、葡、英、法等国纷纷前去探测矿产资源和殖民。1776年，美国宣布独立。19世纪初，拉丁美洲各国也相继独立。
巴尔波亚：第一个看见太平洋的欧洲人
1513年9月1日，西班牙王国冒险家巴尔波亚率队离开圣玛利亚·安提瓜据点，去寻找“西方的海”。他们在印第安向导的指引下，在向西航行了约150千米后，到了巴拿马地峡东部较窄处。9月6日登陆，开始向西横穿地峡。巴尔波亚所率陆上远征探险队包括190名西班牙人（其中原奥赫达的部下皮萨罗也随队前往）和数百名印第安人。在丛林中，探险队与当地印第安人发生激战并获胜。他们继续前进，但道路坎坷，自然环境恶劣，一些西班牙人因染上了丛林热而死去，故而前进速度缓慢，3星期内仅仅走了45英里。9月24日，探险队击退了上千名丛林印第安人的进攻，在夸雷夸人村落里缴获了一些食品。9月25日，探险队前行至一座陡峭的山峰之下，巴尔波亚登上山去，果然发现了西南方的大海，他把这片新发现的海洋命名为南海（即太平洋，那时人们根本不知道它有多宽多大，而且也缺乏区别海与洋的概念）。随后，探险队继续南下，9月29日到达巴拿马湾的圣米格尔湾。巴尔波亚趟进水里举行了占有仪式，宣布以西班牙国王的名义占有南部这些海洋、陆地、海岸、海湾和岛屿。探险队还做了独木舟在海湾航行，发现了珍珠丰富的渔场，并沿海岸考察了圣米格尔半岛，然后又横穿地峡。
1514年1月初，远征探险队回到了圣玛利亚·安提瓜据点。巴尔波亚向西班牙政府带回了发现大南海的报告以及包括宝石、珍珠和黄金在内的所获得财物的五分之一。这样，西班牙政府宽恕了巴尔波亚，并任命他为南海、巴拿马和科伊瓦总督。巴尔波亚发现大南海，这是意义重大的地理发现。此前，欧洲人在西半球的地理发现都集中在属于美洲的东海岸，而巴尔波亚首次横穿美洲大陆中部的巴拿马地峡，到达美洲西海岸，发现了欧洲人前所未知、东方人和印第安人前所未识的太平洋。大南海的发现为麦哲伦环球航行奠定了基础。另外，这次重大的地理发现是近一个世纪以来西欧人首次通过陆上跋涉探险来完成的，这就为其他探险家指明了另一条路径。
在殖民史上，这次发现则为征服印加帝国开辟了通道。不过，巴尔波亚本人当时并没有意识到他们的发现的重要性，他以为巴拿马地峡就是马来半岛，向西横渡大南海便可以到达印度。直到麦哲伦环球航行成功后，大南海的基本情况和巴尔波亚的发现所具有的真正意义才被世人所知。而发现大南海也使当时的欧洲人相信，盛产香料等东方特产的亚洲就在大南海的对面，距离新大陆并不遥远，如果能找到一条沟通大西洋和大南海的海峡或者走到南美大陆的尽头，就可以直接到达东方。于是，寻找这条海峡或南美尽头并开辟往西到达东方的新航路，就成了很多西欧航海家所努力的目标。
麦哲伦环球航行
麦哲伦是著名的葡萄牙航海家，第一次环球航行的倡导者和领导者。他出身贵族，青年时曾就职于葡萄牙宫廷，在国王若奥二世的宫廷充任侍从。
这个来自北部山区的贵族青年与南方海滨出生的前辈达·伽马一样，对大海无比钟情。1505年，他跟随阿尔梅达来到印度，后来为阿布奎克效力，曾经准备远航香料群岛，可惜计划落空。后来，他收到朋友希兰从摩鹿加寄来的一封信，信中写道：“摩鹿加群岛确实是一个无价之宝，它拥有全世界人永远也用不完的香料。你应该来此地探险，这可是一个人平生最大的幸运。”其实，去香料群岛探险的念头一直萦绕在麦哲伦的心头。
1512年，麦哲伦奉命回到故国，后来又前往北非跟摩尔人作战，不幸负伤落下跛足的残疾。而且，国王曼努埃尔听信谗言，不再信任麦哲伦。麦哲伦是个倔强的汉子，竟然当众宣布自己不再对国王效忠，并于1517年和好友法莱罗投奔西班牙国王查理一世（即神圣罗马帝国皇帝查理五世）。
麦哲伦的独特经历促使他萌发了环球航行的想法，坚韧不拔的性格又促使他非把自己的想法变成现实不可。通过阅读大量的航海资料和地理书籍，麦哲伦坚信大西洋和太平洋之间必定有一条水道相通，而且他坚信这条水道就在美洲大陆的南端，就如当时有些地图所标出的那样。也就是说，绕过南美洲就可进入巴尔波亚发现的“南海”。不过，麦哲伦以为这个把美洲和亚洲分隔开来的“南海”并不很宽，因此横渡它去香料群岛不会有很大的困难。
麦哲伦
像当初哥伦布一样，麦哲伦在西班牙宫廷内外广泛游说，争取王室、贵族和商人的支持。他指出，如果把教皇子午线延伸到地球的另一边，摩鹿加就在西班牙势力范围之内，然后循达·伽马的航线前往势必导致葡萄牙的强烈反对。假若向西航行，那么直至摩鹿加都完全属于西班牙的内部事务。经麦哲伦的岳父（他到西班牙以后才娶妻）、塞维利亚的长官，还有丰塞卡主教的大力宣扬，查理一世终于下了决心。1518年3月22日，他宣布支持麦哲伦的航行计划，并许诺如果航行成功，麦哲伦可分享所得全部收入的5％，还可出任新发现领地的行政长官。
当时，葡萄牙尚未完全控制摩鹿加，如果让麦哲伦捷足先登，那将彻底打破葡萄牙对东方香料贸易的垄断。所以，葡萄牙不顾一切地阻挠、破坏麦哲伦远航计划的实施，然而并没有取得任何效果。经过一年多时间的准备，西班牙为麦哲伦装备了5艘帆船，配备了265名全副武装的船员。航船满载食物和各种货物，其中玻璃镜、丝绒和水银等新颖物品是为了博得那些爱挑剔的亚洲王公们的欢心而准备的。
参加这次史无前例航行的人员组成也是前所未有的。他们来自欧洲各地，有葡萄牙人、意大利人、法国人、希腊人乃至英国人，西班牙则只有几个船长和麦哲伦同行，而且他们还负有监视麦哲伦的责任。这是一群极难驾驭的冒险家，他们一开始就不打算服从麦哲伦，甚至认为在必要时可以干掉他。然而事实上，后来麦哲伦多次平息了他们的对抗与反叛，因为多数船员知道，在未知的大海上航行，离开麦哲伦的高超航海技术和指挥才能，他们生还的希望就会极其渺茫。
临出发之前，麦哲伦的好友和合伙人法莱罗突然放弃出海的机会，他不愿去冒这个险。不过值得庆幸的是，一个难得的人才、意大利人安东尼奥·皮加费塔投奔到了麦哲伦麾下。多亏皮加费塔，他不仅能妥善排解纠纷，擅长同土著人打交道，而且为这次历史性航行留下了详细而珍贵的记录。根据逐日记下的文字，皮加费塔后来写成了《首次环球航行记》，使后世人受益匪浅。
1519年8月9日，麦哲伦的船队从塞维利亚出发，沿瓜达尔基维尔河入海。9月20日，船队离开河口，驶入浩淼无际的大西洋，开始了人类有史以来的第一次环球航行。
在前往加那利群岛途中，船队遇到了长达一个月之久的大风暴，几个西班牙船长指责麦哲伦没有直接横渡大西洋，可是麦哲伦严词反击：“你们的职责是白天跟随我的旗帜，夜晚跟随我的航灯前进。”
经过两个多月的航行，麦哲伦的船队才从加那利西渡大西洋到达巴西东北海岸。随后沿海岸南下，仔细搜寻通向“大南海”的海峡。12月13日，船队进入里约热内卢湾，起初以为它是海峡入口，后来才查明是个海湾。在这天堂般舒适的地方，疲惫不堪的探险队员进行了一番休整，然后继续扬帆南航。
1520年1月中旬，麦哲伦见到一个西去的宽阔水道，以为是海峡，结果竟是一条大河的出口。他想起两年前索里斯到过这一带的一条大河，于是把它命名为索里斯河（今拉普拉塔河）就离开了。这时，南半球寒冬步步临近，越往南行，白昼也就越短，加上沿海强大寒流的影响，天空变得阴沉可怕，狂风之中挟着巨浪，不断冲击着西班牙航船。
3月31日，麦哲伦发现了一个风平浪静的港湾，他取名为“圣胡利安湾”，并且决定在此过冬。船员们登上海岸后，发现情况似乎更糟。那里无比荒凉，人迹罕见，只能在沙滩上发现一些非常宽大的脚印，船员们因此把此地叫做“巴塔哥尼亚”，意为“兽迹之地”，实际上这是身躯高大的土著用兽皮裹足走路时留下的。后来，他们遇见了巴塔哥尼亚“巨人”。皮加费塔对巨人的描述为“我们这些人身高只及他的腰部”，并且说“容貌不差，宽宽的脸膛上涂着红色的油彩。他的头发很短，染成白色，他以兽皮裹身”。后来，麦哲伦带走了这名巨人，可惜在途中死于坏血症。
在圣胡利安湾，麦哲伦果断地平定了一次叛乱，两名西班牙船长被处死，一名被放逐到荒凉的海岸上。四个多月以后，春季才姗姗来迟。8月24日，船队刚刚起锚，马上就有一艘船触礁沉没。10月21日，前方出现了一个突入大洋怒涛之中的尖锐海角（即飓风角），绕过这个海角后，一条不宽的水道向西伸展开来，它再一次燃起了麦哲伦的希望。
麦哲伦乘坐的船只进入水道航行，他发现两岸的山峰覆盖着皑皑白雪，低谷中草木也未复苏，一派荒凉萧索景象。更令人担心的是，这条水道相当狭窄，而且异常曲折，布满岛礁、浅滩、航道和数不清的峡湾，河口犬牙交错，纠缠不清。此外，这里总是雨雾弥漫，狂风巨浪没有片刻的停歇。船行其中，难以辨认哪里是通道，时刻都有倾覆沉没的危险，麦哲伦多次派出船只先行探路，有一只船居然趁机溜回西班牙去了。最后，一只探路小船终于带来了令人振奋的好消息：他们已看到了海角与大海，大家高兴得流下了泪水。这就是沟通大西洋和大南海的海峡，一条“十分隐秘的海峡”。
经过38天神经高度紧张的航行，1520年11月28日，麦哲伦终于驶出了长达550千米的海峡。经过海峡之际，麦哲伦将其西端的海角取名为“狄齐亚多角”，即“希望之角”，“因为我们希望已久了”。后来，为了纪念麦哲伦，这条狭窄而又曲折的海峡就叫做“麦哲伦海峡”。此外，由于夜间行船时，船员们望见南面陆地上火光闪烁，因而把那里叫做“火地”。他们以为这是未知的南方大陆的北端。
麦哲伦指挥剩下的三艘船驶进了他朝思暮想的南海，不由得松了一口气。因为受当时流行的地理观念影响，他心目中的南海水域并不宽，也很容易渡过，所以他没有作好应有的物资和精神准备。谁知他们在无边无垠的海面上连续航行了一百余天才到达西岸，航程超过17 000千米，比大西洋宽得多。途中他们只见到过两个小岛，但是既无人烟，也无淡水。这段航程中，探险队经历了从未有过的饥饿、干渴和坏血病的煎熬。对此，皮加费塔记下了一段惊心动魄的文字：“我们已经有三个月零二十天未吃过任何新鲜食物。我们的主食饼干只剩下爬满虫子的粉末。我们喝的是储存多日的黄水，气味令人作呕。我们把干硬的牛皮放在海水里浸泡几天，再烤一烤咽下去。有时我们甚至以锯末果腹。老鼠的价格是每只一个多金币，还往往买不到。许多船员牙龈肿大，因不能进食而活活饿死。”
1521年3月6日，麦哲伦一行在关岛土著那里得到淡水、粮食和蔬菜水果补充。从关岛出发，10天以后即3月16日，他们发现前面有较大的陆地，这是盛产热带水果的锡亚高岛，船员们登上了海岸。第二天，又发现了附近的岛屿。3月17日是圣拉萨罗节，于是，麦哲伦将他发现的土地命名为“圣拉萨罗群岛”。22年以后，才被改称为菲律宾。
三个多月的航行中，尽管吃尽了各种苦头，然而不幸中之万幸是天气异常好，没有碰上任何风暴，因此麦哲伦把欧洲人最后发现的也是最大的海洋命名为“太平洋”。太平洋是麦哲伦此次航行最伟大的发现。
在麦哲伦以前，没有任何一位欧洲探险家到过菲律宾，欧洲人的世界地图上也找不到这片群岛。麦哲伦见到岛上的马来人，知道离摩鹿加不会很远了。麦哲伦在圣拉萨罗各岛之间航行考察，同时传播基督教。宿务岛的君主为了征服一水之隔的麦克坦岛，佯称信仰基督教，并请麦哲伦出兵相助，麦哲伦就这样卷进了当地人的冲突旋涡。1521年4月27日，麦哲伦在战斗中被麦克坦武士杀死在沙滩之上。
群龙无首的欧洲水手驾驶仅存的“维多利亚号”和“特立尼达号”继续寻找摩鹿加。由于不谙航线，他们在棉兰姥、巴拉望、文莱之间来回航行。直到1521年10月，他们才找到一个马来人向导。11月8日，向导把麦哲伦的残部带到了摩鹿加，他们在一个小岛上收购了大量贵重香料。“特立尼达号”由于损坏严重，只好留下来进行修理。“维多利亚号”在一贯反对麦哲伦的船长胡安·德尔卡诺的带领下，于11月21日匆匆离开摩鹿加，取道回国。
1522年1月底，“维多利亚号”航至帝汶岛。2月13日，自帝汶朝好望角驶去，这时离麦哲伦抵达锡亚高岛已有11个月之久。幸存的船员绕过好望角，但是在佛得角群岛又有不少人被葡萄牙当局逮捕，最后剩下18名衣衫褴褛、面目全非的船员回到当年的出发地塞维利亚。那一天是9月8日，但皮加费塔的日记上是9月7日，原来地球自西向东自转，所以从东向西环球航行一周就会减少一天。现在，解决这个问题的办法是沿180度经线划一条国际日期变更线，凡从东向西越过此线就应向前跳跃一天，而从西向东越过此线就应往后推延一天。
“特立尼达号”修好以后，1522年4月离开摩鹿加，企图去巴拿马，结果被风暴逼回摩鹿加，大多数船员成为葡萄牙人的囚徒，后来仅有四人生还西班牙。
麦哲伦的环球航行是一次无人可比的海上大探险，而且在科学史上也有着极其重要的意义，它证明了人类居住的地球的确是一个圆球体，从而最终结束了有关地球形状的无休止争论。麦哲伦的航行也证明世界各大洋都是相通的，而且地球上海洋的面积明显超过陆地面积，从而推翻了陆地大于海洋的错误判断。
哥白尼创立日心说
尼古拉·哥白尼1473年2月出生于波兰一个面包师的家庭。他10岁时，父亲去世，跟着舅舅生活。哥白尼的舅舅是一个主教，他送给外甥许多天文学方面的书，这些书籍使哥白尼对“天空”产生了兴趣，他总是不断观察着有趣而神奇的星宿变化。
1491年，哥白尼考入克拉科夫大学。在大学里，他获得了医生证书，还钻研了托勒密的天文学理论，学会了使用天文仪器。从此，他对天文学的兴趣更浓了。
22岁时，哥白尼前往意大利，先后在波伦亚大学、帕多亚大学和斐拉拉大学学习医学、法学、神学和天文学。四年后，哥白尼被聘为罗马大学的天文学教授。哥白尼在罗马大学一直按照托勒密的“地球中心说”来教授天文学。所谓“地心说”就是：“静止的地球是宇宙的中心，恒星天外是第九重天，上帝就住在那里。上帝为照亮白天，造了太阳，为照亮黑夜，又造了月亮。”哥白尼按照这种理论教了三年以后，深感不妥。因为他知道，早在2 000年以前，古希腊哲学家毕达哥拉斯就指出过，宇宙的中心是太阳而不是地球，地球只是环绕太阳运行的恒星之一。为了彻底证实这一理论的科学性，哥白尼放弃了罗马大学的教授席位，而回到波兰，在弗洛恩堡大教堂担任教士，他获得了充裕的时间来从事科学研究活动。
哥白尼
在弗洛恩堡教堂西北角的围墙上，有一座小阁楼。哥白尼为了研究工作的方便，就选定阁楼做宿舍，并在那里设置了一个小天文台，用自制的简陋仪器，坚持观察天体三十余年。他所著的《天体运行论》一书所选用的27个观测事例，其中的25个就是他在这个阁楼上完成的。
《天体运行论》是一部巨著。在这本书里，哥白尼指出：“太阳是宇宙的中心，所有行星都围绕太阳运转；人们每天看到太阳由东向西运行，是因为地球每昼夜自转一周的缘故，而不是由于太阳在移动；同样，天上星体看上去在不断移动，也是因为地球本身在转动，而不是由于星体围绕着静止的地球转动。”这些观点都勾勒出了太阳在“宇宙”中的地位，创立了“日心说”。
“日心说”推翻了公元前300年由古希腊哲学家亚里士多德提出的“地心说”的统治地位，描绘出了一幅太阳系的真实图景，为近代天文学奠定了基础，并从根本上将科学从神学的桎梏中解放出来。
随着自然科学的发展，1600年，哥白尼的“日心说”终于广为人知，并引发了一场思想革命。
伽利略发现新宇宙
1564年，伽利略出生于意大利比萨市一个没落的贵族家庭。他17岁考入比萨大学，在大学里，伽利略在宫廷数学家里奇的精心辅导下，把阿基米德的浮力原理和杠杆原理结合起来，获得了精密的测量方法，又发明了用以测定合金成分的“液体静力天平”，渐渐引起了学术界的注意。25岁时，伽利略受聘为比萨大学教授。
1590年的一天，伽利略邀请了许多学者和大学生来到比萨斜塔下面，他和他的助手登上斜塔，让一个重100磅和一个重1磅的铁球同时由塔上自由下落，轻的和重的几乎同时落地。伽利略把实验重复做了一次，结果仍然相同。伽利略的这次实验动摇了亚里士多德在物理学中长期占统治地位的臆断（亚里士多德认为不同重量的物体从高处下落时速度不一样），这给观众带来了很大的震撼。伽利略发现了真理，但却激怒了比萨大学里亚里士多德学派的信徒，他们攻击伽利略是圣教的叛徒。伽利略被赶出了比萨大学，但也正是这个实验让他发现了“自由落体定律”。
伽利略离开比萨大学后，来到学术空气自由的帕图拉大学。每逢他上课时，大厅里挤满了前来听课的学生。伽利略给学生们讲宇宙，并告诉他们：“宇宙中没有任何东西是一成不变的。”这个观点与亚里士多德的学说正好相反。他还告诉学生，宇宙中所有东西、所有原子、所有星球都在运动，而不是静止不动的。
1609年，伽利略经过刻苦钻研和实验，成功地研制出了世界上第一架放大倍数为33倍的天文望远镜。在这架望远镜的帮助下，伽利略有了一系列重大的发现：月球表面呈现不规则的凹凸状起伏；银河由千千万万颗暗淡的星星组成；太阳上面有黑子；土星周围有光环；木星旁边有四颗运转着的卫星；地球并不是各个天体旋转的唯一中心……所有这些结果，都有力地支持了哥白尼的“日心说”：地球和所有行星都围绕太阳运行。第二年，伽利略出版了他的《星际使者》，向全世界宣布了他的科学发现。
1611年，伽利略在《关于太阳黑子的通信》中，肯定太阳是宇宙的中心，支持哥白尼的“日心说”。他指出，天体的永恒，只是相信亚里士多德哲学的教士们自己的看法，而不是天主教的教义。然而，当时势力强大的教会反对哥白尼的日心说。他们认为地球是宇宙的中心，太阳围绕地球转动，而地球是静止的。因此，教会在1616年给伽利略下了一道禁令，不准他讲授哥白尼的学说。
1623年，伽利略冒险开始写作《关于两种世界体系之间的对话》。同时，他六次请求教皇乌尔班接见他。他谨慎地向乌尔班介绍有关哥白尼学说的书籍，教皇同意他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来，但不允许他得出地球绕着太阳旋转的结论。六年后，伽利略完成了他的杰作。在书中，他巧妙地阐明了自己支持哥白尼学说的证据，他把哥白尼的学说当做“一种纯数学假说来叙述”。1632年，这本书在得到教会监察吏的许可后出版发行。但是，教会的权威人士很快就发现了伽利略仍在支持哥白尼的“日心说”，于是一次又一次地把他押上宗教法庭。
这时的伽利略已年近七十，身患重病，体质虚弱。在宗教法庭上，他的精神和肉体受尽了折磨。1633年6月22日，他被迫发誓：哥白尼的理论完全是一派胡言乱语。伽利略刚宣布完他的誓言，却又大声说：“无论怎么说，地球到底是在运动着的。”这说明伽利略并没有放弃自己所坚持的学说。伽利略被判处终身监禁，监外执行。
尽管受到不公正的待遇，伽利略仍没有放弃科学，三年后，他又完成了《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》这部巨著。在书中，他大胆叙述了物体的各种运动和动力学的一些问题，为近代实验科学的发展开辟了道路。这部书后来得以偷运到荷兰出版。
伽利略的晚景极为凄凉，1642年1月8日，他含冤离开了人世。1983年，罗马教会终于为伽利略冤案公开平反，肯定他是一位科学巨人。
牛顿发现万有引力定律
伊萨克·牛顿，1642年12月25日诞生于英国林肯郡的伍尔斯托普村。少年时，牛顿喜欢一个人动手制作会活动的玩具，他对机械制作和实验有着浓厚的兴趣，同时也喜欢数学和绘画。
牛顿
19岁时，牛顿考入英国剑桥大学，从师于巴罗教授。1665年，牛顿毕业，为了继续搞研究，他仍留在大学的研究室工作。可是，就在这年的6月，淋巴腺鼠疫席卷英国，剑桥大学被迫停课，牛顿只好回到伍尔斯托普乡村的老家。在这段时间里，牛顿对自然科学中许多领域的问题进行了认真的思考。也正是在这段时间，他发现了科学史上最重要的定律。
1666年秋季的一天，牛顿一大早就拿着笔记本到家里后花园去散步。这几天，地球引力的问题总是困扰着他。他自言自语地说：“为了使地球、火星、金星等围绕太阳运转，太阳必须牵引着这些行星。为了使月球围绕地球运转，同样地球也必须牵引着月球。因此，天体之间肯定有引力在起作用。”
正当坐在苹果树下的牛顿陷入沉思时，忽然有一个苹果从树上落下，掉到他的头上。他摸了摸被砸痛的头部，心想：“这个苹果为什么会落下来呢？是因为它熟透了吗？可是，它为什么只往地上落，而不向天上飞呢？对了，苹果落地，那是因为地球在吸引它。地球对苹果的引力，就是在高山上也不会减弱。如此说来，这种地球引力也能够到达月球了！”
想到这里，牛顿的眼里放射出奇异的光芒，他一边想着，一边在笔记本上画了起来，嘴里还说着：“地球是圆的，在地面高处的任何一点，把一块石头轻轻放开，石头就会作自由落体运动，落到这一点的正下方，这是由于地球对石头有一种引力。如果不是将石头轻轻放手，而是向水平方向抛出，石头就会落到离这点较远的地方，其运行轨迹是一条抛物曲线，而且用力越大落地越远，这是因为石头在做水平运动的同时，也受地球引力的作用，所以飞过的路线是曲线。如果抛出的速度特别快的话，它就不会落到地面上，而是沿着一定的轨道，围绕着地球转起来。月球之所以能以一定距离围绕地球运动，就是因为月球总是向地球方向下落的缘故。就像苹果落地一样，月球也是向着地球下落的。”他边想，边画，边说，思路一步步地清晰，他终于解开了几天来思索的那个问题的谜底。
当天晚上，牛顿计算出了地球引力的减弱是与地球中心到月球距离的平方成反比的，这就是“平方反比律”。后来他又联想到太阳、行星，也计算出引力同距离的平方成反比。
十多年后，也就是公元1687年，牛顿在证明了万有引力定律后，在《自然哲学的数学原理》一书中发表了自己的万有引力定律和运动三定律。该书中提出大量的新科学知识，使世界面貌发生了巨大的变化。正是由于发现了万有引力定律，牛顿成为了世界有史以来最伟大、最有影响力的科学家之一。
库克船长环行南极圈
从1772年库克扬帆南下到19世纪末，先后已有很多探险家驾帆船去寻找南方大陆，历史上把这一时期称为“帆船时代”。
根据托勒密的地理学理论，在地球的南方，有一块未被发现的大陆。这块南大陆被当时的人们假设命名为“澳斯特拉利斯地”。为了寻找这个梦一样的地方，欧洲人最先迈出了他们的步伐。
1578年，英国女王伊丽莎白派遣弗朗西斯德雷克去寻找南方大陆。1580年9月26日，他们回到了出发时的港口——普利茅斯。这样，他们在海上度过了34个月。英国女王伊丽莎白为表彰德雷克的功绩，赐予他一把镀金的宝剑，并破格加封海盗出身的他为爵士。人们为了纪念他的发现，把南美南端与南极半岛之间的通道称为“德雷克”海峡。
然而南极是否存在着一片大陆，依旧是个惑人的梦。在100年后，英国人詹姆斯·库克成了人类史上第一个名副其实的南极探险家。
1768年出生于英国约克郡莫尔顿市一个贫寒之家的库克，凭借自己的勤奋好学，吃苦耐劳，成为了一名船长，时年30岁，被皇家科学院委派寻找南方新大陆。他把一艘370吨的独桅运煤船改装成探险船，命名为“奋斗”号。同年的8月25日，“奋斗”号离开普利茅斯港，向南航行。南太平洋的秋天气候非常恶劣，“奋斗”号经常处于狂风巨浪之中。到达南纬40°时，眼前仍是茫茫大海，没有一点陆地的影子，库克决定转舵向西，到达新西兰的东海岸。一百多年前，塔斯曼已经到过这里，但他错误地以为这是南大陆的北部海角。库克为了弄清真实情况，就沿东海岸北上，最终证实新西兰并非大陆，而只是毗邻的两个大海岛。
1770年11月，“奋斗”号抵达巴塔维亚，但蔓延着的痢疾和疟疾，夺去了“奋斗”号三分之一的船员，于是库克下令返回英国。
1771年，英国政府再次委派库克到南纬40°以南的地区进行考察。破损不堪的“奋斗”号早已不能担此重任了。皇家科学院又拨给库克两艘独桅船，一艘名为“果敢”号，由库克指挥；另一艘“冒险”号由托拜厄斯·弗尔诺指挥。他们于1772年7月13日起锚直驶南大洋。
穿过好望角，越往南行驶天气就越寒冷。冰雪不停地迎面刮来，令人难以招架，但库克仍然下令前进。1773年1月中旬，船队进入南极圈，这是人类首次闯入这个陌生的禁区。接着，巨大的冰山阻碍了他们的行程。他们被迫让船往北开，在克罗泽岛和克尔格伦岛稍事休整后，便向东准备到澳大利亚东海岸，但海上的大风和浓雾使“果敢”号和“冒险”号失去了联系。直到5月份，他们才在新西兰西部的海域重新会合。这时，库克通过实地航行，已证明南纬40°以南三分之一的水域中没有大陆存在的可能。
船队在新西兰休整后，便继续航行，但风暴很快又吹散了“果敢”号和“冒险”号。库克虽经多方寻找，但始终枉费精力，只得孤舟继续探险。“果敢”号再一次进入高纬度海域，“之”字形绕纬度线航行一周，先后两次进入南极圈，最远到达南纬71°10′。这时，厚实的坚冰挡住了他们的航道，库克根本没意识到，他离朝思暮想的南极大陆海岸只有240千米。
恶劣的气候使他灰心丧气。1775年3月21日，他回到好望角时，在报告中写到：“现在，我已经完成了高纬度的环南大洋之行，我们所到的地方是没有大陆存在的。这次航行所有的目的都已圆满地达到了，对南半球我们已经作了充分的考察。自古以来的地理学家和近两个世纪以来的航海家寻找南大陆的梦想接近结束了。在我之后，没有人会走到更远的地方去，如果真的有人能做到，我也不会嫉妒或羡慕他所获得的声誉。我敢说，世界不会因为那一发现而获得任何好处。”他还感慨：“人常常为自己的梦幻所困，而南大陆的梦是最为诱人的，所以破灭之后也是最痛苦的。”库克是世界上第一个既到过南极圈，又到过北极圈的探险家。后来，他在夏威夷与那里的波利尼西亚人发生械斗，一个伟大的南极大陆的寻梦者就在那场械斗中死于非命。
原子与分子学说的诞生
约翰·道尔顿（John Dalton，1766—1844年）是英国化学家、物理学家，近代化学之父。
约翰·道尔顿1803年继承古希腊朴素原子论和牛顿微粒说，提出原子学说，其要点如下。
一、化学元素由不可分的微粒——原子构成，它在一切化学变化中是不可再分的最小单位。
二、同种元素的原子性质和质量都相同，不同元素原子的性质和质量各不相同，原子质量是元素的基本特征之一。
三、不同元素化合时，原子以简单整数比结合。如果一种元素的质量固定时，那么另一元素在各种化合物中的质量一定成简单整数比。
1811年，意大利科学家阿伏加德罗提出了分子的概念，并阐明了分子与原子概念的区别和联系。物质的分子—原子结构学说确立，化学才取得了飞速的发展，但阿伏加德罗所提出的分子假说没有引起重视，更没有被承认。由此产生的严重后果，当时绝大多数化学家是没有预见到的。
在1860年以前的近半个世纪里，由于不承认分子是单质或化合物在游离状态下独立存在的最小质点，不承认分子是由原子组成的这一假说，世界各国化学家们对原子和分子的认识很混乱。当时化学家们所倚重的测定原子量的工作也遇到了麻烦，常被当做测定元素原子量相对标准的氧或氢，由于不被承认是双原子分子，那么采用如蒸汽密度法等物理方法来测定原子量，数值就难免会产生成倍的偏差。原子量不能准确测定，分子组成自然就无法测定了。每个化学家各有各的一套元素符号和化学式写法，以至于在著名化学家凯库勒编写的教科中，醋酸的化学式竟达19个之多。这种混乱的情况使许多著名的化学家甚至怀疑原子量是否能测定，原子量究竟是否存在，这实际上是对原子论提出了怀疑。如此混乱的化学怎么能继续向前发展？
为了结束这一混乱局面，统一大家对元素符号、原子量、化合价、化学式的认识，凯库勒等人发起召开了一次国际化学家大会。会议于1860年9月3日至5日在德国的卡尔斯鲁厄举行，主要来自欧洲各国的140名化学家出席了会议。会议经过激烈的争论，却没有获得统一的意见，只好不了了之。但在会议就要结束时，散发了一本名叫《化学哲学教程提要》的小册子，就是这本小册子使问题豁然明朗，很快统一了大家混乱不堪的认识。化学家们终于承认，阿伏加德罗的分子假说是扭转这一混乱局面的唯一钥匙，而这本小册子的作者就是意大利化学家康尼查罗。
法拉第发现电磁感应现象
1792年，法拉第出生在英国伦敦南萨里郡的组英顿。他早年在书店和印刷厂工作。1812年4月，英国王室在威斯敏斯特广场为大化学家戴维举行授勋仪式，之后，戴维在皇家研究所举办了一系列化学讲座，法拉第偶然得到了一张入场券。在会场，他认真地听讲座，记下了厚厚的一大本笔记。
几天后，法拉第写了一封信给戴维，同时寄上他听戴维演讲时的记录。记录经过了认真的整理，戴维收到这本记录集时感到十分惊讶，他发现这本册子里面不仅有他的演讲内容，而且还有很多他没提到的后来补充进去的化学知识，共有380页。戴维怎么也没想到，这本集子竟出自一个印刷工之手。
法拉第几个月后，在戴维的鼎力帮助下，法拉第得到了月薪25先令的皇家学院勤杂工职位。这份工作让法拉第学到了很多知识，他还得到了以仆人身份陪同戴维去欧洲各国进行科学旅行的资格。回国后，法拉第开始了独立的科学研究，很快就当上了皇家学院实验室总监和代理实验室主任。1824年，他当选为皇家学会会员。1829年，戴维去世，38岁的法拉第被聘为教授。法拉第通过自己的努力，终于成为电学方面的科学家。
在法拉第之前，丹麦物理学家奥斯特于1819年发现了电流的磁效应，这是人类第一次发现电动机的原理。随后，法国物理学家安培又发现通上电流的线圈本身也相当于一个磁体。法拉第得到这些消息后，验证了两位科学家的成果。1831年8月，法拉第发现了磁体运动时导线产生感应电流的原理。10月，他在改进的实验装置中成功地得到了感应电流。
法拉第是一个不满足于现状的人，他要向科学的更高峰迈进。有一次，法拉第把许多铁屑撒在磁铁周围，发现铁屑不仅被磁化了，而且在磁铁两极间排成规则的曲线。这个看似极其平常的实验让法拉第意识到：电和磁周围布满了电和磁的“力线”。法拉第的这一观点是对理论电磁学的开拓性贡献，为后来有关场的研究和应用开辟了道路。
法拉第在磁学、光学、电工学等一切与电有关的物理学领域及电化学、电磁与引力的关系等方面均获得了巨大成就。电磁感应现象的发现，使电气时代的到来成为可能，而力线理论的提出也预示着经典电磁学的最终完成。
达尔文开创进化论
进化论的创始人、英国自然博物学家达尔文，1809年出生于英格兰的施鲁斯伯里，他的祖父是著名的医生，父亲也是医生，母亲是当地陶器制造业负有盛名的创办者韦奇伍德之女。达尔文早年曾在爱丁堡学医，后来到剑桥大学学习神学，打算将来当个安立甘教的传教士，然而在剑桥大学期间，他却对科学和植物学产生了浓厚兴趣。
1831年，达尔文参加了皇家比格尔号（小猎兔犬号）舰队，用五年时间环游地球，研究动物和植物。1839年，达尔文把他的发现以《一个自然学者随比格尔的航行》为题公诸于世。他的进化理论形成于1837—1839年间，1859年他把自己的发现写进《物种起源》。这本书与1871年出版的《人类的由来及性选择》是达尔文一生影响最大的两部著作，他在写作时采用了大量丰富的野生生物材料。
达尔文与他的表妹爱玛·韦奇伍德结婚。不久，他的健康状况开始恶化，他们迁居到肯特郡，达尔文基本上是在那儿度过余生。晚年的达尔文很少旅行，只是偶尔到伦敦与他的亲戚见面。他有一笔遗产收入，还可以出售他的著作版权。他与当时科学界的领军人物建立了友谊，他的生活可以用谦虚和勤奋工作来概括。1882年，达尔文去世，安葬在威斯敏斯特教堂墓地。
进化理论对现代人而言可以说家喻户晓，妇孺皆知——至少也略知皮毛。进化的观念在达尔文之前已经存在了上百年，但从没有这样深入人心。达尔文第一次给出了进化现象的自然的、科学的解说，尽管早些时候，黑格尔的辩证法已经用进化的哲学取代了静止的宇宙观，德意志浪漫主义作家已经被变革的概念吸引。
19世纪开始的时候，进化的观念进入了科学领域，马上就对《圣经》的诠释和某些人极其深厚的信仰发起挑战。
19世纪初，人们还对《创世纪》里上帝创造世界的记载深信不疑。他们相信上帝在六天里创造了世界，并分别创造了每一种动物、植物；他们接受大主教乌色尔推算的时间纪年，即世界开始于公元前4004年；他们还接受亚里士多德的观念，即“存在的巨大链条”把万事万物安排在宇宙的各个等级上，人类被放在草木禽兽与神之间。根据威廉·佩利的关于最高设计者的说法，世界就像一架钟表，就像一部精心设计的机器，每个部件都让造物主安放妥帖了。
19世纪20年代至40年代，这种对世界的理解完全改变了。
对这种信仰的第一个挑战来自赖尔（1797—1875年）的地质学著作《地质学原理》，赖尔的著作描述了地球的变动过程并非是一次形成的，完全不是神的创造结果。赖尔指出了地质的过程如隆起、侵蚀和沉积发生在亿万年里，并因此形成了高山和峡谷。赖尔的著作以科学的论证说服公众，使其相信世界的创造乃是一个长久的过程，而绝非片刻间的奇迹，世界的变化应归因于物理的性质。
那时科学家们开始发掘化石和已经绝灭的物种遗迹，这些绝灭的物种看来没有被世界的“钟表制造者”或“存在的巨大链条”安装在合适的位置。这些化石的历史以百万年计，而不止有几千年。挖掘出来的骨头化石拼凑成古怪的恐龙，这些噩梦般的创造物的突然出现，带来一个噩梦般的事实：世界远比公元前4004年更为古老，曾经有些动物盛极一时而后又销声匿迹，证明并没有“存在的巨大链条”。这些情况都表明，《圣经》的记载显然不真实。基督教因此受到重创，许多人声称，基督教从此再也没恢复过来。
达尔文随比格尔舰队周游到南美洲的时候，收到了赖尔的《地质学原理》第二卷。这本书给达尔文带来极大的震动：“我总感到我的书有一半出自赖尔的智慧，而且我的知识从没有达到过如此之丰富，因此我总想到，《地质学原理》巨大的功绩是完全转变了我的心灵基调。”
当达尔文开始着手野生生物的研究时，有三种方式可以用来给物种分类，这些分类方式源自亚里士多德。
特殊类型：猫是显然不同于一条狗或者一匹马的猫。
家庭类型：豹子是猫家族的成员。
等级类型：人作为创造物的等级高于阿米巴变形虫。
这种理解使柏拉图主义得到加强，在柏拉图主义看来，世界上所有的猫都分享着“猫性”，因而明显地有别于其他动物。这种分类方式得到创世说的进一步加强，《创世纪》说：“现在，我主上帝造出了地上的所有走兽和天上的所有飞鸟。”换句话说，上帝分别地、自发地创造出每一个创造物。
达尔文
甚至在达尔文之前，瑞典植物学家林奈在他的《自然系统》（1735年出版）里，就已经在思考把每一个物种分门别类，但他没能一劳永逸地解决这个问题。
达尔文的理论石破天惊地宣称：“人类和猿猴有共同的祖先，人类是一种动物，与其他动物有着类似的进化过程。”在一次创造行动里造出人类的、备受崇敬的偶像突然被推翻，只是因为达尔文的理论考察了物种、适应和进化。
达尔文主张自然选择是进化改变物种的机制。他证明每一代物种中最强健的、最能适应环境的个体会存活下来，并把这些特性传递给下一代，经过一段长久的时期，动物的形态就会累积出可观的改变。动物和植物，达尔文说，靠进化在它们的生存环境里相互竞争，繁衍后代。有的物种，如人类，进化得较快；有的物种进化得慢，如鱼类，相对保持不变。正如斯宾塞的著名格言：“适者生存。”
达尔文的进化理论有几个直接的推论。
物种之间的差别融合。正如19世纪发现并被考察的化石记录表明，有的物种差别开始看出相互融合之处。达尔文把所有的动物画成一个树形谱系图，从图上看，所有的动物都有可能追溯到共同的祖先。他写道，从本质上看，“人与较低等的动物在自然属性上没有不同。尽管在进化程度上差别巨大，然而无论在进化程度上的差别有多么巨大，都没有道理将我们人类抬举到与众不同的领域”。换句话说，他将人类单纯地看做是一种动物。
进化发生于一个漫长的时期。达尔文的进化论迅速地让世人明白，复杂的动物需要几百万年的时间来实现进化，一个世代的时间是不足以进化出一头大象的。因而，《圣经》的记载显然不可当真。
进化论改变了生命的含义。人们曾相信上帝创造人类，上帝给人类安排了目的和计划，可忽然之间，人类变成了盲目的、随机的、自发的、自然过程的结果，这个推论给人们心理上带来极其巨大的震撼。“人类是上帝庇护的孩子”的观念被推翻，人类忽然发现自己漂泊在一个漫无目的的世界里，对于许多对进化论存在有着本能的反感的人来说，这无异于火上浇油。
达尔文没有从他的理论中铸造出任何哲学，尽管他唤醒了那个时代。达尔文也没有把他的理论应用于经济或者工艺。达尔文只是相信，不同的生命群体进化着不同的道德，这使他质疑上帝，质疑上帝唯一的道德权威。
激烈的争论终于爆发了。1860年，一场著名的辩论在萨缪尔·威尔伯福斯、牛津主教与赫胥黎（他已经变成达尔文观念的伟大鼓吹者）之间展开，当大主教结束发言时，他嘲弄进化论，问赫胥黎究竟是从他的祖父那里还是从祖母那里得到猴子的遗传？一位目击者写道：
“这时赫胥黎先生不慌不忙地站起来，一个瘦长的高个子带着严峻苍白的面孔，很平静很庄重，他站在我们面前，讲出了那些有分量的话——确切的话记不清了，在场的人都为对话的内容屏住了呼吸，对话的含义我们都确定无疑地明白，他说，他不会因为有一个猴子的祖先而感到羞耻，但却会因为与一个费尽心机来压制真理的人打交道而感到羞耻。他的话人人都听明白了，并受到极大的感染，有一位女士昏倒了，让人扶了出去，我几乎从我的椅子上跳起来。”
达尔文的进化论在这一天取胜了。赫胥黎的讲演稿《人在自然界中的位置之证明》于1863年发表，最终确定了人类与猿猴的关系。同年赖尔的《古代人类》发表，向读者证明人的起源可以追溯到几百万年以前。1871年，达尔文发表了《人类的由来及性选择》，在书中他对那次著名的辩论作了概括，把人类纳入一个进化体系。在科学面前，《圣经》输了，科学因胜利而狂欢，一个科学昌明的时代来临了。
诺贝尔制造炸药
1833年10月21日，在瑞典的斯德哥尔摩，一位普通的机械师家里传来了一阵婴儿的啼哭声，这个婴儿就是后来举世闻名的炸药大王诺贝尔，全名叫做艾弗雷德·伯哈德·诺贝尔。
瑞典首都斯德哥尔摩依山傍水，美丽如画。在一个较偏僻的里弄中，这个姓诺贝尔的家庭，过着小康而和睦的生活。机械师下班回家，主妇操持家务完毕，孩子们放学之后，屋子里就充满了欢声笑语，老诺贝尔一个接着一个地讲着古今的自然现象和科学发展的故事，小诺贝尔们则睁大眼睛，没完没了地提出各式各样的问题。日复一日，孩子们在这样的环境中受到了良好的家庭教育，夫妇俩看着他们的一群孩子都在健康成长，心中感到无比欣慰。
诺贝尔8岁那年入学，在同年级众多的小学生中，他表现出非凡的接受能力，学习成绩经常名列前茅。
他的父亲伊曼纽尔·诺贝尔没有学过化学专业，但为了工程的需要，只好自己试做炸药。有一次，非常不幸，炸药发生爆炸，引起一场大火，把自家和邻居的房子都烧掉了。顿时倾家荡产而且被街坊四邻所不容，他只好只身去邻国芬兰找事做。不久，他创制了一种水雷，被俄国公使知道了，又受邀去了俄国，安定下来之后，伊曼纽尔·诺贝尔就将全家人接到了自己的身边。
诺贝尔兄弟们不会俄语，于是他们都在家中由一位家庭教师教授功课，其余时间就跟着父亲到工厂里打打零工。诺贝尔从小在父亲身边，耳闻目睹，深受影响，1850年他刚满17岁时便以工程师的名义去美国学习和实习，又到欧美一些国家考察，四年后才重新回到祖国。在这一段时间里，诺贝尔不仅勤奋读书，掌握了多国语言文字，还了解到当时工业发展的实际情况和迫切需要解决的问题，并为自己定下了从事化学研究和改进炸药的理想。
黑火药是中国古代的四大发明之一。中国古代的炼丹家和军火制作人员，在用硝石、硫黄、木炭配制各种用途的炸药时，常有不幸的火灾、爆炸、烧伤、炸死等事故发生，但终于得到了不同的成熟配方和较安全的操作经验。黑火药后来传到欧洲，激起了欧洲人制造爆炸力更猛的炸药的要求，诺贝尔所处的正是人们提出这一要求的时代。当时，已经有很多人在研制烈性新炸药。法国人发明了性能优良的炸药的消息刺激了诺贝尔，促使他竭尽全力地加快研究活动进程，为此，他在一生中，经受了多次生命的考验。
1847年，意大利人苏伯诺制成了一种有强烈爆炸性的东西，它是一种液体，叫做硝酸甘油，但由于硝酸甘油对振动很敏感，制造和运输都很危险。从1862年开始，诺贝尔用了三四年的时间，经过多次反复试验，首先制出了炸药引爆药雷酸汞。在一次接近成功的实验中，突然发生强烈爆炸，室外的人都以为诺贝尔必被炸死无疑，然而等到弥漫的烟尘消散时，满身血迹的诺贝尔竟从破碎的瓦砾堆中奇迹般爬了出来。他伸臂跳跃，狂呼这次实验的成功，全然忘掉了全身的伤痛。现在人们所使用的一切爆炸的引信雷管中，都装有雷酸汞。
诺贝尔在研制硝酸甘油的引爆剂同时，也在研制硝酸甘油的稳定剂。开始他试着将硝酸甘油和黑火药混合，但放置时间稍长就会不爆炸而只燃烧，因此没有使用价值。后来他又用一种醇（甲醇）的液体跟硝酸甘油混合，效果较好。在瑞典国内获得了这一发明的专利之后，诺贝尔父子俩就带着这一成果来到法国。
在法国，他们开始想得到富商的资助开办工厂，但没人愿为这“不可思议”的爆炸物出资。直到一次偶然的机会，他们受到拿破仑三世（路易·波拿巴）的赞许，得到10万法郎的资金，才在法国的海伦坡建造了一座实验所。
不幸再次发生，1867年9月3日，海伦坡实验所发生了意外的大爆炸，正在作实验的诺贝尔的弟弟埃密·诺贝尔当场身亡，许多人遇难，就连诺贝尔的父亲也被炸成半身不遂。这次轰动一时的海伦坡爆炸事件，使诺贝尔不得不又回到瑞典，面对人们的嘲骂声，他反思自己的过去，重新开始实验。
为了防止事故殃及他人，诺贝尔在朋友的帮助下，租了一只船，在斯德哥尔摩郊外的马拉湖上，建立了一个实验室，经常工作到深夜。有时碰上刮风，船被吹向岸边，岸边的人就狠狠地驱赶他。由于诺贝尔在困境中坚持实验，经过多次申请，终于得到政府的批准，在温特维根地区，选定了一个适合的场所，建立起了世界上第一座正式生产硝酸甘油的工厂。
硝酸甘油是用浓硫酸、浓硝酸跟甘油反应制成的，但如果在成品中清洗不够，常会残留酸的成分，这样的后果一是会腐蚀容器，二是会促使硝酸甘油自行分解而引起爆炸。当时诺贝尔还没有意识到这种潜在的危险，所以在世界各地，由于硝酸甘油而引起的火车、轮船大爆炸，以及贮存和使用硝酸甘油引起库房、工厂大爆炸的事故，都相继发生。
诺贝尔在公众对硝酸甘油的实用价值产生怀疑时，在各国政府下令禁用硝酸甘油的打击下，并没有退缩。他决定暂时到使用硝酸甘油最多的加利福尼亚建厂，就地生产，减少运输和贮存的事故，同时加紧研究，以改进硝酸甘油的稳定性。
诺贝尔在经过一系列的失败之后，终于找到一种叫做硅藻土的多孔性固体物质用来吸收硝酸甘油，第一次制成了十分安全的猛烈炸药。因此，他和他的父亲在1868年获得了瑞典科学会颁发的“雷特斯泰特奖”。
1875年，诺贝尔又成功地用硝酸甘油和火棉（硝化纤维）制成不怕水的胶体炸药，并在这一基础上制成了颗粒状的无烟火药，为现代军事工业奠定了基础。
人们都知道诺贝尔是制造炸药的化学家，实际上他对多种学科都很感兴趣，富于革新创造精神，一生中共获得过355项发明专利。他对文学也颇为爱好，不仅写诗还写过小说，可以说是一位才华横溢的学者。
诺贝尔一生研制成功了多种炸药，本想让它去为人类的和平建设服务，但在晚年，当他看到炸药使成千上万的人在战争中死于非命时，十分痛心。因此他主张“所有国家都应该履行和平公约”，并愿意拿出私有财产的一部分作为奖金，颁给世界上对和平事业作出贡献的人。
诺贝尔终身未婚，由于长年夜以继日地在实验室里被各种药品熏蚀，多次经受爆炸创伤，后来又患上心脏病，终于在1896年12月10日与世长辞了。临终时，年仅64岁。
诺贝尔临终前留下遗嘱，将他遗产的一部分共920万美元作为诺贝尔奖基金，将其利息设作奖金。从1901年开始，全世界已有五百多位科学家（物理、化学、生理学和医学）、文学家、经济学家与和平战士以及十多个群众团体获得过诺贝尔奖金。
巴斯德发展预防接种技术
路易斯·巴斯德，1822年生于法国东部的多尔城，他是一位杰出的微生物学家和化学家。巴斯德一生为人类健康，为微生物的研究，都作出过辉煌的贡献，其中最著名的就是他发现了病原并发展了预防接种技术。
巴斯德很早就开始研究人类致病的原因，结果他发现了多种病菌。为了防止病菌传染，他向医院的医生们宣传和推广高温杀菌法。如今医院里使用的医疗器械都要用高温的水蒸气蒸煮，这种消毒方法就是巴斯德发明的。高温杀菌法除了在医学上使用，还能用来消除通过食物和饮料进入人体的病菌，如消除牛奶中的病菌等。人们为了纪念他的功绩，就把这种高温杀菌法称为“巴氏消毒法”。
1880年，法国一些农户养的鸡大批死亡，原因是鸡霍乱流行。怎样才能使鸡不生传染病呢？巴斯德于是向科学院送上了一份报告《传染病的免疫法》。原来，巴斯德很早就在研究鸡霍乱的病菌。起先，他把病菌培养物的浓缩液注射到鸡的身上，鸡很快就死了。后来，他把菌液放了几个星期以后再注射，鸡却没有死。经过反复实验，巴斯德认识到，病菌放置一段时间以后，不仅毒性大为减小，而且还有抗病效力。这样，他制成了鸡霍乱的疫苗，给鸡注射后，能增强鸡的抵抗力，以防止被疫病传染。
后来，巴斯德又用这种方法制出羊的炭疽病疫苗。但是，当他把疫苗注射进羊的身体以后，只见它四肢抖动，鼻孔流血，很快就死了。巴斯德把埋葬死羊的墓地掘开，仔细观察尸穴泥土，终于发现了一个奇迹：即使羊已经死了几年，炭疽菌孢子的毒性还是很强。“加温试试？”巴斯德想到。于是，他试着用高温来培养炭疽菌疫苗，结果获得了成功。
发现了培养疫苗的方法，巴斯德就开始研究使人类致病的病菌。他在研究所里进行广泛试验，制成了伤寒、霍乱、白喉、鼠疫等多种疫苗，控制了多种传染病。
巴斯德在科学界最大的成就是征服了狂犬病毒。
巴斯德在显微镜下仔细观察狂犬的脑髓液，并没有发现病菌，可是把狂犬脑髓液注射进正常犬的体内，正常犬马上得病死去。最终巴斯德发现，这是一种比细菌还要小的病原，也就是“病毒”。那么怎样攻治狂犬病呢？
巴斯德把刚死的狂犬脑髓取出，悬挂在一个干净的瓶子里晾干，过了14天，把它加水磨成糨糊，注射进正常犬的体中，结果没有发病。第二天，取13天前死的狂犬脑髓液注射进这只犬的体中，同样没有病。这样一天天地更换，到第14天，注射刚死狂犬的脑髓液，结果这只正常犬完全正常——一种医治狂犬病的疫苗诞生了。
有一天，一个妇女抱着9岁的儿子来找巴斯德。妇女流着泪说：“教授，救救我的孩子吧！前天，他被疯狗咬了，他快不行了。”巴斯德说：“我只做过狗的试验，还没有治过人呢，怎么办？”“你就用我的孩子作第一次试验吧！”这位妇女诚恳地说。“好吧，我试试看。”说着，巴斯德取出了14天前的狂犬脑髓液。一针注射下去后，孩子睡着了。第二天注射13天前的狂犬脑髓液，孩子仍然很好。日子一天天过去，髓液愈来愈新鲜，孩子的身体也愈来愈好。到了第14天，最新鲜的狂犬脑髓液注射进孩子的身体，孩子又睡着了。巴斯德着急了，他说：“这是毒性很大的液体，孩子能受得了吗？”天刚亮，巴斯德就跑到孩子的病床旁，发现孩子正在高兴地嬉耍，巴斯德愉快地大笑起来。
巴斯德因为发现病原并为预防接种技术的发展作出了杰出贡献，受到世人的广泛尊敬。
巴甫洛夫发现条件反射现象
20世纪初，俄国生理学家巴甫洛夫创立的关于神经系统的“条件反射”学说，将生物生理学最重要的神经系统研究分支推进到了高级神经活动研究的新阶段。
人类对生物神经系统的探索，已有数千年的历史。还在很早的时候，人们就观察到了神经，但对神经的结构和功能并不了解。到后来，盖伦在前人研究的基础上，认真研究了神经的结构，发现它和动脉、静脉一样，其中有一种不同的液体在流动。他认为，在神经、动脉和静脉中流动的三种液体，以神经中的液体最为纯净，因而他把它称为“动物灵气”。但遗憾的是，盖伦没能把神经与大脑联系起来，没能对神经的功能和“灵气”的功能给予说明。
生物是在哪里进行思维的呢？这是一个在人类诞生后几千年中一直未能解决的问题，有人说在心中，有人说在肝胆中，还有人说在脾脏中，但就是没有谁想到在大脑中，因而产生了今天的“胆小”、“心碎”、“发脾气”之说。连古希腊最聪明博学的亚里士多德，也错误地认为生物的脑只是调节空气的东西。
世界上第一个把神经和大脑结合起来从而开创现代生物神经系统研究的人，是生活于17世纪的英国解剖学家威利斯。此后，法国解剖学家维克达居尔等人又草拟出了脑的解剖学轮廓。直到18世纪，瑞士生理学家哈勒才完成了神经系统功能的第一个决定性的发现。
哈勒发现，刺激神经远比刺激肌肉本身更易于引起肌肉收缩，而且这种收缩并非随意的，甚至在机体死亡后刺激神经仍能引起肌肉收缩。他还把通往特定组织的神经切断，结果发现这些组织不再产生反应。由此，哈勒得出结论，感觉是由神经运载的，脑通过神经接收感觉信息，并通过神经传送引起诸如肌肉收缩那种反应的神经冲动。他推测所有神经都到达脑中央的接合站。
19世纪初，德国生理学家缪勒发现，感觉神经经常产生它自己固有的感觉，不管刺激的性质是什么。所以视神经不管是被光刺激，还是被猛击眼部的机械压力刺激，都感觉为闪光。此后，英国生理学家霍尔研究了另一类型的行为，诸如人手偶然碰到很烫的物体时，就会立即挪开的行为，首次发现了神经的无条件反射过程。
1873年，意大利生理学家高基找到了神经细胞染色体，终于弄清了神经细胞之间虽然靠得很近但并不互相融合的细微构造。1889年，西班牙神经学家拉蒙和卡哈尔在此基础上建立了神经元学说。此后不久，英国生理学家兰利又发现了“交感”和“副交感”两个神经系统几乎作用于每一个内脏器官，但却表现出效果相反的控制作用。
1849年出生于俄国一个神父家庭的巴甫洛夫，正赶上生物神经系统研究飞速发展的时期。还在上大学时，他就立下了把一生献给生物研究的志愿。大学毕业后他又体会到，虽然自己从小就在牢固掌握基础知识上下了很大工夫，但要从事生物学研究，自己掌握的基础知识还是远远不够的。为了弥补自己的不足，充实自己关于人体生理和病理学的知识，巴甫洛夫到外科医学研究院学习了一年，接着又到国外留学两年。
在大学学习期间，巴甫洛夫就已经开始了对循环生理学、消化生理学和大脑生理学的研究。留学归国之后，他的研究热情更为高涨。但由于当时的沙皇政府极不关心科学事业，所以巴甫洛夫的研究无人支持，连家庭生活也陷于极度的贫困之中。但是，对事业的热爱使他忘记了贫困，忘记了家庭。有一次，朋友看到他的日子过得很艰难，就凑了一点钱，嘱咐他给自己和孩子们添置几件过冬的棉衣，可他却把钱拿去买了几只狗。在巴甫洛夫看来，狗更重要，因为狗是他进行实验所不可缺少的。他的工资微薄，为了买狗并供给饲料，他常常一文不剩，甚至冬天买不起烤火的劈柴，有时连照明的灯油也买不起。
艰难是块磨刀石，它能磨砺人的斗志，谁有毅力在艰难中磨砺，谁就能磨砺出不朽的业绩。巴甫洛夫有毅力在困苦中磨砺，不久，他便发现了神经系统调节心脏和血液循环活动的事实。到19世纪80年代，巴甫洛夫又发现若把食物放到狗的舌头那里，狗的胃液就在胃里分泌出来，食物即便不进入胃，胃也会分泌胃液，但若把迷走神经在接近胃的地方切断，胃液分泌就会停止。巴甫洛夫据此提出了神经系统调节腺体和消化器官工作的学说，并因而获得了1904年的医学与生理学诺贝尔奖金。
此后，巴甫洛夫又开始了对生物分泌的自动性能——生物神经系统反射的研究。他选择唾液腺作为一种方便的、容易观察的实例。他每次把食物放到狗面前的同时摇铃，后来经过20～40次这种结合实验，狗只要一听到铃声，即使不给食物，也会分泌唾液。据此，巴甫洛夫又提出了他的神经系统“条件反射”学说，即狗听见铃声后的唾液分泌是一种条件性的反应，不管它愿意不愿意，只要它听到铃声就要分泌唾液，就像它看见食物时一样。当然条件反射也能够被解除，若当铃声出现时即给狗以电击，并不给它食物，这样重复多次以后，狗再听到铃声时不但不会分泌唾液，而且会出现畏缩反应。
条件反射与非条件反射不同，条件反射是动物在个体生活过程中适应环境变化而形成的反射，是在非条件反射的基础上形成的；非条件反射则是动物生来就有，在系统发育过程中所形成并遗传下来的。因而，巴甫洛夫的条件反射学说开辟了高级神经活动生理学的研究领域，引起了生物科学的革命，把生物学研究推到了一个崭新阶段。
巴甫洛夫在发现条件反射之后，还立即用条件反射形成和破坏的客观方法，清楚地观察到了动物高级神经活动的基本规律。巴甫洛夫指出，条件反射在动物大脑半球皮质中的形成和破坏以及神经系统的分析和综合运动，使动物得以明了复杂的现实，因而大脑皮质是反映现实状况和作出回应的好工具。进而，巴甫洛夫又提出了高级神经活动除有第一信号系统——对外部世界直接影响的反应外，还有第二信号系统——引起人的高级神经活动发生重大变化的语言。
晚年的巴甫洛夫主要从事精神病的研究，并为之作出了宝贵的贡献。巴甫洛夫一生中写了《消化腺机能讲义》、《动物高级神经活动客观研究二十年经验》和《大脑两半球机能讲义》等专门著作。同时他在自然科学方面的成就，也对社会科学中的心理学和哲学产生了巨大影响。
居里夫妇发现镭元素
今日被称为居里夫人的玛丽娅·斯可罗多夫斯卡，1867年11月7日出生在波兰华沙一位中学教师的家里。在那个鄙视知识的时代里，童年的玛丽娅对学习却有着一种特殊的爱好，而且随着年龄的增长，她的求知欲越来越强烈。为了多挣点钱，能让自己和姐姐出国读书，她18岁便远离家乡独自谋生，做了一名家庭教师。
居里夫人
前后六年的家庭教师生活使玛丽娅饱尝了人情冷暖，开启了玛丽娅人生的序幕，使她开始由弱者向强者转化，为她一生的事业打下了坚实的基础。从自身的经历她体会到要生存、进取，就必须坚强，必须奋斗。她在给一个朋友的信中说：“这是我一生中最残酷的时期，然而我激励自己，我天性中的勇气占了优势。我的原则是，不要叫别人打倒你，也不要叫事情打倒你。”透过这段话，我们看到了一名坚强刚毅的青年，具备了这样的品质，她必将在事业上有所成就。
玛丽娅终于来到了巴黎，进入了法国最高学府——索邦大学理学院，她用一个卢布一个卢布积攒起来的钱换来了听课的权利。玛丽娅快乐极了，她无比珍视这来之不易的学习机会。
起初，玛丽娅住在德意志路姐姐家。姐姐、姐夫待她很好，在那里她感受到了家庭的温暖，自己经济上的困难也小了些，但在那里她不能专心用功。姐夫喜欢弹钢琴，姐姐、姐夫是医生，常有病人、朋友来访，夜间找上门来的病人的铃声也常把她吵醒。另一方面，那里离学校太远，路上太浪费时间，而且往返车费也是一笔开支。一番思量后，玛丽娅毅然决定搬家。她在学校附近的拉丁区租了一间房子，这是一家六层楼房的顶层阁楼，又窄又暗，但是很安静，房租也便宜。学习环境有了改善，而生活环境却更艰苦了，为了节省灯油和取暖费，天一黑她就跑到图书馆去，那里成了她的“幸福收容所”。图书馆里明亮而温暖，玛丽娅每天在那里专心读书，直到10点钟图书馆关门才走。
在巴黎，玛丽娅结识了天才的法国学者彼埃尔·居里。共同的理想和追求使两位杰出的学者结合在一起，1895年他们结为夫妇。此后，玛丽娅被称为居里夫人。
婚后，居里夫人继续她的学习和科学研究。1896年在职业考试中，居里夫人名列第一，继而开始了放射性物质的研究。1898年7月，居里夫妇发现了铀和钍的放射性。接着，他们又发现了一种比铀和钍放射性更强的新元素，为了纪念居里夫人的祖国——波兰，他们把新元素命名为“钋”。五个月后，他们又宣布在铀沥青矿里有第二种放射性元素——镭。
钋和镭的放射性动摇了几个世纪以来学者们所坚信的理论。当时无论是物理学家还是化学家，虽然对居里夫妇的研究工作也很感兴趣，但都持否定态度，他们要看到、触到、化验过才能承认一种新物质的存在。
为了把镭展现在人们面前，向全世界证实镭的存在，也为了更进一步研究镭的各种性质，居里夫妇决心从铀沥青矿残渣中提取镭。
他们的工作间是一间破漏的木板房，他们的仪器是火炉、大锅、铁棍、水桶、瓶子。居里夫人烧火、上煤，拎着和她一样高的铁棍搅动锅中沸腾的液体，周围的烟刺激着眼睛和咽喉，她一个人就是一个工厂。日复一日，年复一年，居里夫人把八九吨的油沥青矿渣一锅一锅地煮沸、搅拌、倒出，装进大瓶子，搬进搬出，然后还要和居里一起作精细的试验。四年的艰辛终于有了回报，他们得到了一克镭，他们成功了！
1903年，由于在放射性方面的种种发现，居里夫妇获得了诺贝尔物理学奖。1911年，居里先生去世后的第五年，居里夫人又获得了该年度的诺贝尔化学奖。在当时的科学界，全世界两次荣获诺贝尔奖的只有她一人。
莱特兄弟设计出第一架动力飞机
美国的莱特兄弟是人类历史上第一架动力飞机的设计师，他们为开创现代航空事业作出了不巧的贡献。他们的故事在全世界广为传颂。
哥哥威尔伯·莱特出生于1867年4月，四年后，弟弟奥维尔·莱特出世。年幼时，兄弟俩就已经显示出对机械设计、维修的特殊才能。他们善于思考，富于幻想，每当闲暇时，兄弟俩要么讨论某一个机械的结构，要么就去看工匠们修理机器。他们的手艺精巧，经常做出好些有创新意义的小玩具，比如会自由转弯的雪橇等等。
一天，出差回来的父亲给莱特兄弟带来一件礼物：一个会飞的蝴蝶玩具。父亲轻轻地给玩具上了发条，小东西便在空中飞舞起来。小兄弟俩高兴得不得了，但是他们觉得它飞得不够远，于是仿造玩具的样子又做了几个更大一些的。这些仿制品有的能够飞越树梢，有的飞了几十米远，但一个尺寸很大的仿制品却遭到了失败。这激起了兄弟俩制造飞机的念头。
1894年，莱特兄弟在代顿市开了一家自行车铺。由于他们俩工作认真，手艺好，再加上价格公道，店铺的生意兴隆。富于创新精神的莱特兄弟当然不会满足于这些，他们不愿终生与这些自行车零件打交道，于是，他们决定去实现童年时的梦想。
莱特兄弟造飞机的想法得到了斯密森学会的赞赏。副会长写了一封热情洋溢的信件，并寄来了好多参考书籍。兄弟俩大受鼓舞，一有时间他们就钻入书堆内如饥似渴地饱读航空基本知识。很快，他们就具备了造飞机的能力。
1900年10月，他们的第一架滑翔机试飞了，但是，试飞的结果不尽如人意，飞机只能勉强升空而且很不稳定。那么问题出在哪儿呢？经过认真的分析，原来是他们所沿用的前人数据有理论上的错误。于是，他们制造了一个风洞，以便通过实验修正数据，设计飞机。
这个风洞就是一个2米长，每边0.4米宽的木箱，箱子的一端，鼓风机以一定的速度向里吹气。与现代的高速风洞相比，它真是简陋至极，然而就是这个小小的辅助工具帮了兄弟俩大忙，他们通过它得出了许多新的结论。根据它，兄弟俩设计出的第三架滑翔机获得了成功，无论是强风还是微风的情况下，它都可以安全而平稳地飞行。
滑翔机的滞空时间毕竟有限，那么假如给飞机加装动力并带上足够的燃料，它是否就可以自由地飞翔、起降？于是，兄弟俩又开始了动力飞机的研制。
莱特兄弟废寝忘食地工作着，不久，他们便设计出一种性能优良的发动机和高效率的螺旋桨，然后成功地把各个部件组装成了世界上第一架动力飞机。
1903年12月17日，天气阴沉，正值隆冬季节，强劲的寒风吹到美国基蒂霍克海滨空旷的海滩上，让人瑟瑟发抖。或许是出于不信任的原因，前来观看试飞的人寥寥无几，尽管如此，莱特兄弟依旧决定今日试飞。
远方的沙滩上，停着一个外形古怪的大机器，这就是莱特兄弟的“雏鹰”号。此时，兄弟俩正在进行试飞前的最后准备工作，他们仔细地检查飞机每一个部件，直至确认没有任何问题。然后，弟弟奥维尔·莱特率先登上飞机。
引擎发动，螺旋桨飞快地旋转起来。奥维尔打开刹车，强大的拉力开始带动飞机滑动。10，20，30……速度计的指针在不停变化，飞机越跑越快。突然，奥维尔感到一股强力使得机头抬起，而后，整个飞机完全脱离了地面。一切都像预料中那样，飞机飞行稳定，操纵性良好。12秒钟后，燃料用毕，飞机平稳地降落在沙地上。
兴奋的哥哥没等飞机停稳便挥动双臂，欢呼着向弟弟跑去。莱特兄弟紧紧地拥抱在一起。在没有任何技术、任何外来资金援助的情况下，他们完全靠自己的头脑和双手，设计并制造出了大量精密而又复杂的零件，他们付出无数血汗造出的动力飞机终于成功完成了试飞。也许他们没有想到，正是他们的创举改变了整个世界。现在，飞机被广泛地应用到人们生活中，每天都有大量的飞机满载着物资、乘客，在空中走廊穿梭往来。
这之后，他们又进行了三次试飞，累计飞行59秒，要不是强风把飞机吹翻，他们可能还要不停地飞下去。
然而，新闻界对此反应冷淡。因为，在莱特兄弟以前，也有一个人尝试过动力飞行，这就是斯密森协会主席兰利博士。当时，他不仅得到了政府的资助，而且还有大批一流人才在他手下工作。但是，他的两次试飞均以失败告终。社会对他们失去了信心，不久之后兰利郁郁而终。一个大名鼎鼎的科学家都没有使动力飞机上天，更何况是一对毫无声望的修车匠兄弟呢？莱特兄弟不仅没有得到应有的荣誉，反而受到了尖锐的讽刺和嘲笑。而且，更令人啼笑皆非的是，在莱特兄弟数次成功之后，仍有报纸刊登一些权威科学家的话：靠比空气重的飞行器飞行是不可能实现的。
莱特兄弟毫不介意这些。因为有许多航空事业支持者不断鼓励他们前进，他们的飞机有了很大的发展。到1908年时，莱特兄弟的飞机已可以持续飞行1小时以上，飞行距离可以超过100千米。此时，他们认为飞行器的时代已经来到，于是不断地向各国政府宣传他们的飞机，然而得到的答复都令人失望。还好，在友人的支持下，莱特兄弟决定到欧洲进行巡回飞行表演。
1908年8月8日，好运终于降临。威尔伯·莱特驾驶着他的飞机在众多法国名流面前进行公开表演。此时，人们再也不能不为眼前的情景所惊讶了：这架飞机已经在空中盘旋100多圈，停空时间达一个多小时，它打破了以往任何飞机所创下的纪录，而且能够爬高、倾斜、平衡地飞八字。第二天，几乎所有的报纸都报道了这一新闻。从此，一股航空热潮逐渐掀起，前来观摩、体验飞行的人络绎不绝，其中甚至还包括西班牙国王阿方索和英国国王爱德华七世。
10个月之后，奥维尔·莱特和他的飞机也在华盛顿梅雅要塞大出风头，它的飞行性能大大超过了美国国防部所制定的苛刻要求，终于得到了政府的采纳。
飞机终于到了实用阶段。1909年11月，兄弟俩在代顿市创立了莱特飞机公司，他们孜孜不倦地埋头研究，一架架性能更为优良的飞机从飞机厂诞生。到了第一次世界大战末期，莱特公司生产的二千多台发动机已在世界各个角落上空运转。
1912年5月，年仅45岁的哥哥威尔伯·莱特因病英年早逝。
奥维尔·莱特强忍悲痛，继承兄长的遗志，继续发展壮大自己的公司。到了后来，它成为资产上百亿美元的企业，在美国也算得上是首屈一指的大企业了。
1947年，美国最大的航空公司——泛美航空公司特别邀请动力飞行的创始人奥维尔乘坐当时最豪华的客机升空旅游，他深深地为现代科技的迅速发展而感慨：仅仅49年，动力飞机发展到如此地步，他感到很满足。
1948年元月，一代航空巨星陨落：76岁的奥维尔·莱特与世长辞。
莱特兄弟为现代航空工业的发展作出了杰出的贡献，他们实现了人们多年来的梦想。他们的名字将永远留在史册上为后人所敬仰。
爱因斯坦提出相对论
杰出的科学天才、现代伟大的物理学家、相对论的提出者阿尔伯特·爱因斯坦，1879年出生于德国的乌尔姆市。爱因斯坦在慕尼黑度过了青少年时期，童年时他喜欢幻想，喜欢音乐，讨厌游戏，看不出有什么天分。由于父亲生意失败，他离开学校，到米兰给父母当帮手。1901年，他放弃了德国国籍，加入瑞士国籍。他第一次报考苏黎世理工学院电气工程系时落榜，一年之后才被录取。
爱因斯坦毕业后未能谋求到一个教学的职位，只能到设在伯尔尼的专利局当一名职员。1904年到1917年间，借助当时普朗克和洛伦兹等物理学家的最新研究和测量成果，他在心里重新思索宇宙，他的里程碑之作是1905年提出的“狭义相对论”，论述高速运动的问题；1915年，他提出了“广义相对论”，论述引力的问题。经过几年的艰辛工作，爱因斯坦声誉日隆。1933年，纳粹在德国的兴起迫使爱因斯坦流亡比利时，他在柏林的别墅被盖世太保征用，由于他曾打算资助一个共产党组织加强武装力量，因此财产被没收。他的著作在柏林国家剧院广场上被当众焚毁，因为那是所谓的“犹太”物理学。他辞去普鲁士科学院院士职位，1933年来到美国的普林斯顿研究所，从此再没有回到欧洲。他住在一所简朴的房子里，那里堆满了书籍和笔记，他每天要工作好久。
爱因斯坦
爱因斯坦坚信对希特勒只有用暴力才能遏制，于是他写信给当时的美国总统罗斯福，向他讲述核裂变的威力。爱因斯坦的信开辟了核能时代——现在我们大家都生活于其中——结果美国于1945年秋天用两颗原子弹轰炸了日本广岛和长崎，从而迅速结束了世界大战。爱因斯坦并没有参与开发核武器，当他听到核弹轰炸广岛的消息时，他感到沮丧和伤心，并在晚年致力于反对使用核武器。他谦虚、孜孜不倦，是伟大的印度非暴力主义者甘地的推崇者。
20世纪初，爱因斯坦继承了包括牛顿关于万有引力的研究成果，还有詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的研究成果。
爱因斯坦表明，宇宙包含着有限的能量，如果你燃烧什么东西或者爆炸什么东西，并不能增加宇宙里的能量总量，它只是从一种形态转为另一种形态，宇宙能量的总量依然保持恒定。事实上，能量驻留于物质之中，能量就是物质，物质就是能量。根据这个理论，爱因斯坦推导出著名公式：能量等于质量乘以光速的平方，即E=mc2。这个理论概括了宇宙所有的运动和创造，解释了像太阳这样的恒星天体怎样燃烧释放能量，万有引力怎样弯曲光线，宇宙又怎样弯曲空间，怎样膨胀。爱因斯坦写道：“在某种意义上，我真的做到了用纯粹的思想领悟现实，如同古人所梦想过的那样。”
爱因斯坦著作里让人震惊的是他文体的优美和计算的简练，其中没有像其他科学家著作里常见的脚注和含糊不清，而是显而易见、轻松简洁。他推演出的公式使人类“更接近造物主之秘密”。
爱因斯坦反对量子理论，尽管他自己的工作修正着量子理论，他写信给马克斯·玻恩（Max Born）：“量子力学毫无疑问是言之成理、堂而皇之的，但是内心有一个声音告诉我，量子力学还不是靠得住的。这个理论尽管说得很多，但并没有让我们更接近‘造物主’，我在任何情况下都相信，神是不玩骰子的。”
量子理论首先由德国物理学家马克斯·普朗克于1900年提出，它保持着与先前物理学的种种联系。如果相对论可以处理大尺度物质的问题，量子理论只能处理小尺度物质的问题，量子力学处理对象小于原子层次。古希腊哲学家德谟克利特曾声言，物质都是由原子构成的，原子是宇宙间最小的单位。科学家们习惯于运用原子的观念，直到他们发现比原子更小的粒子。科学家们还发现这些粒子没有确定的行为方式，而是偶然与随机的，所以这些比原子还小的东西表现出不确定性。海森堡（Heisen-berg）的“测不准原理”表述了这一性质，即这些粒子的波动性、粒子性、空间位置等不能通过实验加以确定，物质从根本上来讲是不确定的，因此必须放弃绝对的概念。
相对论与量子理论的研究仅限于各自的领域，它们之间不能吻合。现代物理学面临的任务是发展一个统一的理论，并把相对论与量子力学协调起来。
爱因斯坦在早年就拒绝人格化的上帝，他也拒绝任何原教旨主义者对《圣经》的解读，如果说爱因斯坦追随某种宗教的话，那就是斯宾诺莎1632—1677年的泛神论。当爱因斯坦面对宇宙时，他怀有一种宗教式的敬畏。他写道：人生的含义是什么？或者，所有有机体生存的含义是什么？对这种问题的回答全都暗含着一种信仰——一个看不出自己和他人生活意义的人，虽然未必是不幸的，但他的生活几乎是不够格的。
爱因斯坦承认自己是有着“深深的信仰的人”。他的信仰感情是：“我们难以洞察的某个事物存在的知识、极其意味深长的理由和极其光辉灿烂的优美，只能以它最基本的形式接近我们的理性。”爱因斯坦钻研非常核心的宇宙问题，他的惊人发现让人们不停地追求科学的真相。
弗洛伊德的心理学研究
大凡读过《梦的解析》这本书的人基本上都有这样的感觉：整个阅读的过程基本成了潜意识自我发现的过程。实际上，这是作者弗洛伊德在帮你发掘“一条认识通往心灵里潜意识活动的康庄大道”。
1856年，弗洛伊德出生于捷克斯洛伐克的摩拉维亚省，但他从4岁到82岁之间，一直居住在维也纳。1881年，他修完医科，获得医师资格。不过他对从事实际工作不感兴趣，所以就继续他的研究。1882年，他到维也纳全科医院工作，主要供职于神经病理（脑错乱）科。但一直到1885年到了巴黎之后，他才对歇斯底里和神经官能症发生了兴趣。
在随后的10年里，弗洛伊德在维也纳把心理分析发展为临床治疗的手段，弗洛伊德的兴趣从观察神经过敏症状转移到检验人类一般心理活动和更深层的文化问题上。这段时期里，他与玛莎·伯娜斯结下美满姻缘。他平生不喜欢宗教，对美国抱有偏见。1938年，奥地利被纳粹德国兼并，弗洛伊德被迫流亡到伦敦。1939年，他死于口腔癌，这一绝症折磨了他15年之久。
19世纪下半叶解剖学和官能发生学（器官生理学）的发展，导致了一种医学唯物主义的形成，这对理解弗洛伊德的时代和他的学说甚为重要。
“心理学”的修辞学含义是“谈论（或研究）灵魂”。笛卡尔把人分解成肉体和灵魂两部分，无神论通向唯物主义，相信只有物质存在。唯物主义应用于医学，主张只有肉体存在，人有与肉体同在的心理，但没有不朽的灵魂。因此，心理乃是肉体的一部分。
心灵与肉体的关系是弗洛伊德的主要研究方向之一。
现在如果你由于精神压抑而生病，是很容易诊断出来的，但从前不是这样。即使今天，极端的精神障碍与极端的生理症状间的联系也并不总是显而易见。
弗洛伊德的工作既是临床的又是理论的。他既从事医疗实践，又终生从事写作。他把自己的工作比做考古学，他需要从人们心灵里发掘出东西，而这些东西早就埋藏在那里了。
弗洛伊德的两个主要发现是：潜意识和俄狄浦斯情结。通过这些发现，弗洛伊德相信，他已经深刻地理解了人们的心理结构，也理解了人的情欲的作用。
弗洛伊德生涯的转折点是在巴黎。1885年与1886年之交的冬季，他观察到心理医学前驱夏尔科治疗受歇斯底里症折磨的病人。夏尔科发现，在催眠状态下病人的歇斯底里症状会消失，反过来，健康人在催眠状态下会出现歇斯底里症状。夏尔科还发现，引起那些病人行动或精神障碍的原因（有时是极度的麻痹），并不是器质性的病变。
弗洛伊德现在开始行进在人类发现的征途上，他将改变人关于自身的概念。弗洛伊德的工作是一种探寻，他的想法也在多年来不断改变。
弗洛伊德
弗洛伊德放弃了催眠术，而让他的病人与他谈话。他发明出一种“自由联想”的方法，这样，病人的障碍可以根据病人讲话的方法确定下来，这种方法显示出病人的心理是如何活动的。
弗洛伊德开始相信精神病症状是由深藏的记忆引起的，但他后来才认定歇斯底里及其症状是由于儿童时代受到精神创伤或感情震撼所造成的。病人忘掉了或压抑着这种创伤或震撼，但这种创伤或震撼并没有消失，其结果就是表现为习惯和身体症状上的潜意识。通过心理分析，可以找到这些受损部位并加以治疗。弗洛伊德的治疗目标就是让病人恢复爱心和工作能力。
弗洛伊德认为，潜意识暴露于个人喜欢开的玩笑、说的口头语、说话时容易出现的口误，但潜意识最重要的显露是在梦里，“梦的解析是认识通向心灵里潜意识活动的康庄大道”。
对弗洛伊德来说，“一个梦是一个（被压抑、被遏制的）希望的（虚假的）满足”。换句话说，梦是一种密码，如果你能破译这个密码，你就会发现病因何在，进而治愈这种病症。对弗洛伊德来说，梦境是“昔日的痕迹”与被压抑的希望的结合物。
这样，弗洛伊德就看到了人的心理结构是如何构成的：
自我，显意识里的自我——明显的日常的人格；
本我，潜意识里的自我——被压抑的欲望和记忆；
超自我，社会从外部强加给个人的标准和道德，个人根据这些标准和道德生活着。
弗洛伊德认为，人格的发展就是本我从自我里浮现出来的过程。他还认为，人类受“爱”和“死”两种本能的驱动，这两种本能在根本层次上控制着人的行为。
弗洛伊德的著作采取了著名的“案例研究”形式，他用长长的篇幅写下了这些案例的症状和病历。弗洛伊德的一个发现是，儿童的精神伤害往往是“性”方面的。开始他相信一种“诱惑理论”，按照这种理论，儿童在早年被导入性经验。后来他相信，儿童的性年龄早于人们所认为的儿童有性意识的年龄。他的看法引起人们激烈的争议，因为许多人宁可相信孩子们清白、童贞、不受性欲望的困扰。
性欲望是人格的基础。对弗洛伊德来说，性欲望最广义地意味着爱慕、慈爱、恋情和好色，他把这种性的驱动叫做“力必多”。弗洛伊德的理论也是来源于他的家庭生活体验，从他父亲去世后，他开始理解他所谓的“俄狄浦斯情结”。
俄狄浦斯是古希腊神话里的主要角色，他在不知情的情况下，谋杀了自己的父亲，娶了自己的母亲为妻。弗洛伊德相信，男孩子第一个爱慕的对象是他的母亲，同时把父亲看成是母亲之爱的竞争者。然后，弗洛伊德又试图用“伊莱克拉”情结来描述女孩子类似的恋父现象，但“伊莱克拉”学说不像恋母情结那样广泛适用。男孩子对父亲害怕与忌妒的感情里交织着罪恶感，同时还有一些爱的感情。作为这种早期心理体验的结果，孩子们的性欲望受到压抑，直到青春期。这时由于他们身体发生的生理变化，这类情结又开始凸显。
弗洛伊德声称男人的若干生活目标是：
把自己从母亲那里解脱；
与父亲和解；
找一个与母亲不同的爱恋对象。
“这些任务，”弗洛伊德写道，“是每一个人所担负的，值得注意的是，人们难得以理想的态度处理这些任务。”
弗洛伊德解释了性是如何塑造人格的，表明了在一个人的成长过程里，被遗忘的、不幸的生活体验将来会引起怎样的麻烦。
1905年，弗洛伊德发表了他的《性欲理论三讲》，他把关于人的性欲望的结论写入了书中。弗洛伊德认为《梦的解析》和这本《性欲理论三讲》是他最重要的著作。
科学家发现南磁极
19世纪末20世纪初，人类对遥远的南极给予了更多的关注。当时最著名的南极探险家是英国人斯科特。但与斯科特同时代到南极内陆探险考察，并且想同他一争高下的还有另一位探险家——爱尔兰人欧涅斯特·沙克尔顿。沙克尔顿是一名非常出色的航海家。他体格强壮，从16岁起就从事远航，练就了一身高超的航海本领。1902年，当斯科特第一次深入南极内陆进行考察时，沙克尔顿就是他的一名得力助手。但他不幸染上了坏血病，身体变得极为虚弱，最后被斯科特遣送回英国养病。这一挫折并没有使好强的沙克尔顿松懈自己的斗志，他决心成为第一个征服南极的人。
1907年，在沙克尔顿的身体完全康复之后，他筹集大部分奖金，组成了一支南极探险队。他的这支探险队，完全是私人探险组织。他们兵分两路，计划实现两大目标：一路由沙克尔顿亲自率领，直奔南极点；另一路由澳大利亚50岁的地质学家埃奇沃斯·戴维教授和年轻的地质学家道格拉斯·莫森带领，测定南磁极的位置。1909年1月9日，沙克尔顿和三个同伴向南冲刺到南纬88°23′——离极点只有160多千米的地方，创造了人类在南极大陆活动的新纪录。但是，猛烈的风暴和严重缺粮使他们再也无法向南挺进。沙克尔顿被迫收兵回营，归途中天气很坏，队员们都被严重冻伤。在饥不择食的情况下，他们不得不吞食矮种马的尸体，结果大家都得了痢疾，险些送命。
相比之下，戴维和莫森率领的分队比较顺利。他们通力合作，在翻越南极横断山脉时进行了多方面的科学考察，并于1909年1月16日在维多利亚地东部高原有史以来第一次找到了南磁极的位置（南纬72°25′，东经155°15′）。这对于现代地磁学的研究和航海、航空事业的发展都具有重要意义。从那以后，南磁极的精确位置就只需根据各地的磁参量（磁倾角和磁偏角），经过计算即可获得。逐年的观测资料表明，南磁极并不固定，而是游移不定的。从1909年到1975年，南磁极已向西北移动了800多千米。
沙克尔顿并不满足于他所领导的探险队已取得的巨大成就。在阿蒙森和斯科特探险队先后登临南极之后，他制订了一个雄心勃勃的计划，准备从威德尔海的菲尔希内尔冰架出发，穿过南极极点，抵达罗斯岛。这是一条比前人的道路更为艰险的路线，他要创造新的奇迹，探索更多的奥秘。
1914年12月，沙克尔顿探险队乘坐“持久”号航行到威德尔海域。过去人们对威德尔海的了解远不如罗斯海。那里气候寒冷，海流急，且不规律；浮冰厚，且密集。这都给“持久”号的航行带来极大的困难。没有几天，“持久”号就被浮冰和冰山团团包围，进退不得，只好随冰漂流。探险队在船上被困了整整十个月之久。由于冰块的撞击和挤压，“持久”号变得千疮百孔，最后沉没。沙克尔顿和他的全体队员在一座冰山上建立起一个避难所，他们捕食海豹，住冰洞，在险恶的环境里顽强生存。1916年4月15日，冰山漂流到一个叫象岛的小孤岛上，他们结束了历时500天的漂流生活。可是在这座小岛上久留等于束手待毙，为了谋求生路，沙克尔顿亲自驾驶救生艇，向南乔治亚岛方向划去。经过近半个月的拼死搏斗，航行1 287千米，终于找到了南乔治亚岛上的挪威捕鲸基地——他们得救了。
尽管沙克尔顿跨越南极的计划彻底破产了，可幸运的是，他和他的探险队员传奇般全部生还，创造了南极探险史上的又一奇迹。
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