争攀生命螺旋梯
化学生物大发现
氧的发现
火与人类的生活密切相关，火的使用是人类进步文明的一个重要标志。希腊神话中说，火是由普罗米修斯从太阳那里盗窃来的。虽然这只是故事，但很久以来人们的确不清楚火究竟是怎么回事，有些物质为什么会燃烧。
到了17世纪，随着冶金工业和化学工业的发展，人们更频繁地使用各种燃烧手段，这就更迫切地需要弄清燃烧的本质。
燃素说的兴起
德国有两位著名的医生贝歇尔和斯塔尔，由于工作需要，他们对燃烧现象进行了系统的观察和研究，于1703年提出了燃素学说。他们认为：一切可燃物如木材、磷、硫等都含有燃素，不可燃物如石块、黄金皆不含燃素。当可燃物燃烧时发出光和热，就被认为是可燃物的燃素逸出，他们依此得到一个公式：
可燃物－燃素＝灰烬
用这个公式可以轻而易举地解释许多化学现象。纸张、木材、油类之所以易燃，因为它们都含有大量燃素。物质含的燃素越多，燃烧就越旺。油类里含的燃素最多，所以就比木材、纸张燃烧得更剧烈。石头、黄金等不含燃素，所以不能燃烧。但燃素说却无法解释金属灼烧后质量增加这一事实。
两位勇于探索的勇士
在探索燃烧本质的过程中，瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特列是两位不屈不挠的勇士。
1742年舍勒诞生于瑞典一户贫苦人家，他的兄弟姐妹很多，更增加了家庭经济困难。因无钱上学读书，14岁他便到一家药店当学徒，开始自食其力地生活。但是舍勒聪明好学，又有坚强的意志，在三年学徒中，他自学了当地图书馆里的全部化学书籍。这大大充实了他的基础知识，扩大了他的视野，使他了解了当时化学研究的一些重大问题。舍勒还有一个很大的优点就是对实验有浓厚的兴趣，非常喜欢动手做实验。他常常将制药中的问题通过实验去解决。
1771年秋季的一天，舍勒在实验室里正埋头做制取硝酸的实验。他把硝石（硝酸钠）和矾油（浓硫酸）放入曲颈甑里进行高温蒸馏，并用盛石灰水的猪尿泡吸收放出来的棕色气体。他无意中把点燃的小蜡烛伸进猪尿泡，可是烛火不但没有熄灭，反而发出耀眼的光芒，这可把舍勒吓了一跳。他苦苦思索，反复实验，结果都一样。于是他得出一个结论：猪尿泡里含有一种未知的无色气体。
舍勒继续用其他药品进行实验，如加热硝石、硝酸汞或把二氧化锰与浓硫酸混合加热，都可以制得能使点着的小蜡烛发出更亮光芒的神奇的气体。舍勒把这种神奇的气体取名为“火气”。接着他又做了许多实验，发现“火气”在空气中也有，且占空气体积的1/5。
但由于舍勒受燃素说的影响太深，没能越过陈旧的观念，他把燃烧仍解释为空气中的“火气”与可燃物中“燃素”结合的过程。于是本可以发现的关于燃烧的新原理却悄悄地溜走了。
无独有偶，正当舍勒精心做自己的实验的时候，英国人普利斯特列也在做他的探索实验。
1733年普利斯特列生于英国黎兹城的郊外。他的父亲是个裁缝，家中生活也很贫困，他一度辍学打工。成年以后生活迫使他当了一名牧师。艰苦的环境使他养成了许多优良品质，如爱学习，珍惜时光等。1766年，他遇见了著名美国物理学家富兰克林，受其教诲，决心献身自然科学的研究，从此他对空气产生了兴趣。
1774年8月1日上午，天气特别好，晴空无云，他的实验室也显得格外明亮。他的心情特别愉快，因为他前一天刚收到朋友瓦尔泰尔送来的一包红色三仙丹（氧化汞），他想用聚焦太阳光来分解它。
11点钟，太阳光正强烈，他先把三仙丹放在玻璃瓶里，然后手持一个大的凹透镜，把太阳光聚焦到三仙丹上。很快，它便分解了，除生成银白色的水银珠外，还有一种无色气体。普利斯特列也把点燃的小蜡烛放入玻璃瓶里，看到的现象和舍勒的一样，小蜡烛的光芒更亮了。他把这种气体收集到另一个瓶子里，并试着用鼻子嗅了一下，没闻出什么味儿。接着，他从瓶子里深深地吸了一口气，肺里顿时觉得十分舒畅。他又把一只小白鼠放入瓶中，小白鼠非但没窒息而死，反而十分活跃。
普利斯特列记录上述实验时风趣地写道：“有谁能说这种气将来会不会变成时髦的奢侈品呢？不过，现在世界上享受到这种气体的只有一只老鼠和我自己。”
非常可惜，普利斯特列面对自己的新发现，却作了完全错误的解释。他认为从三仙丹里分解出来的气体能使蜡烛燃烧得更旺，那么它本身一定是没有燃素的，它一定要疯狂地去吸取蜡烛里的燃素，才能使小蜡烛光芒更加明亮。因此普利斯特列把这种奇特的无色气体取名为“失燃素的空气”。
普利斯特列和舍勒一样，没有从旧的学说中摆脱出来，而是用“旧瓶子装新药”，从而使一个重要的发现被埋没了。所以后人称以上两个勇士为“鼻尖碰到真理还不能发现真理的人”。
换个想法
1774年10月，普利斯特列渡过英吉利海峡，来到巴黎，访问了法国科学院，有幸会见了法国著名化学家拉瓦锡。他向拉瓦锡等人表演了他制取“失燃素空气”的实验。表演非常成功，轰动了法兰西和整个科学院，大家都感到惊奇和迷人。
看了表演之后，拉瓦锡立即回到自己的实验室重复做了普利斯特列的实验，结果和英国客人所做、所说的完全一样。但是拉瓦锡在解释这个实验时，却换了个说法，他否认有“失燃素空气”的说法，而把三仙丹分解放出的气体称之为“上等纯空气”。
接着他把锡和铅放在空气中加热，结果加热后的金属质量增加了。这是化学家波义耳早就做过的实验。他又把锡和铅放在密闭容器中加热，结果无论加热多久，金属质量不变。这是1748年俄国化学家罗蒙诺索夫曾做过的实验。但是拉瓦锡并不满足验证前人的实验，经过许多天的周密思考，他又设计了一个具有划时代意义的新实验。
他在一个曲颈甑里放入已称量好的少量水银，曲颈甑口用一个玻璃罩罩上，并与盛水银的槽相通，玻璃罩的体积是已知的。接着他加热曲颈甑使水银沸腾，加热到第二天，银白色的水银面上浮起了红色鳞斑似的渣滓。继续加热数天，红色渣滓一天比一天多，直至加热到第十二天，红色渣滓不再增多时，结果发现玻璃罩子里的空气的体积差不多减少了1/5，而红色渣滓的质量也比原来的水银增加了。随后，拉瓦锡把点燃的小蜡烛放入玻璃罩，烛火立即熄灭。他又放进小白鼠，小鼠也窒息而死。
随后，拉瓦锡将红色渣滓收集起来，放在另一个较小的容器中，用凹透镜聚焦太阳光加热红色渣滓，重新得到水银和无色气体。而此时得到的气体体积等于加热水银时玻璃罩中减少的体积。他把这种气体加到原先的玻璃罩里，和剩余的气体混合，结果得到的气体跟空气的性质完全一样。拉瓦锡终于发现了这一气体新的特征，他把这种气体取名为氧。他认为：燃烧绝不是什么燃素的放出，恰恰相反，是物质跟氧的猛烈作用，并放出光和热。进一步分析后，拉瓦锡提出：空气是由两种气体组成的，一种为能帮助燃烧的氧气，约占空气体积的1/5；另一种为不能帮助燃烧的气体，叫氮气，约占空气体积的4/5。
依据拉瓦锡创立的新燃烧理论，在空气中加热金属时，金属与氧气化合生成了氧化物，由于氧参加进去了，所以氧化物的质量比原金属重了。而木材、纸张燃烧时，由于有二氧化碳生成，逸到空气中了，仅剩下灰烬，所以质量减少了。
拉瓦锡的理论还能够解释呼吸作用不是缓慢放出燃素，而是较缓和的氧化过程，吸入氧气，呼出二氧化碳气体。
至此，燃烧的本质才被揭示，拉瓦锡创立的的燃烧理论把在化学界统治70年之久的燃素学说彻底推翻了。他的理论被后来更多的实验所证实。他的发现使化学研究大大地前进了一步。
每当人们做化学燃烧实验，或用到氧时，都不会忘记它的发现者——拉瓦锡。
氮气的发现
人类生活的地球被厚厚的大气层所包裹着，不仅人的生存离不开空气，任何动植物的生长都依赖于它。现在我们已经知道，空气中最主要的成分是氮气，它始终围绕在我们身边与我们朝夕相处。然而这可以感觉到却又看不见的朋友是如何被人们所发现的呢？
由二氧化碳引出的思考
1755年，英国化学家布拉克通过煅烧石灰石发现了一种气体（CO2）。当时他认为这种气体是固定在石灰石中，于是就将这种气体命名为“固定空气”。以后布拉克又以碳酸镁做了类似的试验，发现碳酸镁中也含有“固定空气”。
布拉克对“固定空气”做了多方面的研究：发现它能被苛性碱吸收，使苛性碱变为性质温和的苏打；燃烧的蜡烛在“固定空气”中不能继续燃烧；麻雀和小鼠在“固定空气”中会窒息死亡。
布拉克又做了一个实验，将木炭在玻璃罩内燃烧，他发现燃烧后的气体有一部分和“固定空气”相似，即燃烧后的一部分气体能被苛性碱吸收，使苛性碱变为性质温和的苏打。他加大苛性碱的量，试图将燃烧后的气体全部吸收，结果都未能如愿。不管苛性碱用量多大，总有相当数量的气体剩余下来。他几次重复，都是如此。布拉克想弄个明白，便让他的学生丹尼尔·卢瑟福研究这种剩余气体是什么。
浊气——氮气最初之名
1772年，卢瑟福正在爱丁堡大学攻读医学，他重做了这个实验，并对剩余气体进行研究。
卢瑟福将木炭燃烧后的气体先用苛性碱吸收，再把吸收后的气体密封在器皿里，然后把小鼠放进这个密封的器皿里。不一会儿，小鼠便闷死了。他发现器皿内气体的体积有所减少。卢瑟福想，器皿里能助呼吸的气体肯定是减少了，但能否继续助燃呢？
卢瑟福接着在闷死小鼠的器皿里又放入点着的蜡烛，蜡烛光线很弱，但仍能燃烧。实验结果使他意识到很难从空气中把那种助呼吸、助燃的气体完全除净。为了尽可能去除助燃气体，卢瑟福用白磷代替木炭，重复上面的实验，发现小鼠在器皿中闷死得更快。这时，器皿中的剩余气体既不能维持生命，也不能帮助燃烧，而且也不溶于苛性碱液。卢瑟福便将其命名为“浊气”。
同一年，英国教士、科学家普里斯特利也做了一个实验。他把潮湿的硫磺粉放在密闭容器中，过了一段时间，发现容器里的空气体积减少了1/5。他对剩余气体进行检测实验，发现这部分剩余气体与卢瑟福所做实验的剩余气体性质相似，不助呼吸，也不助燃，又不与石灰水作用，还较空气轻。由于普利斯特利相信燃素说，所以他认为这种剩余气体是“燃素化的空气”或“被燃素饱和了的空气”。
它是空气的成分
1772年，在卢瑟福和普里斯特利研究剩余空气的同时，出身于药剂师的瑞典化学家舍勒也在研究燃烧与空气的关系。
舍勒认为：既然燃烧必须在空气中进行，因此一旦辨明火的本质，空气的组成也就清楚了。于是他把一系列认为可发散出燃素的物质，如硫磺、松节油等，分别放在密闭的容器中点燃，再对燃烧后的空气进行测量。他发现空气体积缩小了，剩下来的气体较原来空气的密度要小，因此他判断燃素并未结合在剩下的气体中。他把这剩下的气体称之为“劣质空气”，把被可燃物消耗掉的那部分气体叫“火空气”。他由这个实验得出了“劣质空气”是空气的成分之一。
舍勒又做了一个很有意义的实验：他把蜡烛放在一个密封的容器中，容器里面是洁净空气，点燃后计时，火光维持了80秒。
他又把蜡烛放在同体积的空气与“固定空气”（即CO2）的混合气体（体积比为6∶5．5）中，蜡烛便立即熄灭；但把蜡烛放在同体积的空气与“劣质空气”的混合气体（体积比也是6∶5．5）中，则大约燃烧了26秒，这一实验事实说明：“劣质空气”的灭火效力比“固定空气”要差一些。
普里斯特利、舍勒都没有公开发表自己发现的结论。
1774年法国化学家拉瓦锡在普里斯特利和舍勒实验的基础上，仔细研究了物质燃烧的过程，从而发现了氧。他将舍勒称为“火空气”的气体命名为氧；将“劣质空气”取名为Nitrogen，意思是“无益于生命”，译为中文为“氮”，虽然氮是由拉瓦锡命名的，但科学界认为它的真正发现者是丹尼尔·卢瑟福。从此，人们知道了氧气和氮气是空气中的重要组成部分，只要把空气中的氧气吸收，就可制得较纯的氮气。
1775年，普里斯特利利用一氧化氮作为吸氧剂，从空气中取得了较纯净的氮气，并对这种气体的性质又有了进一步的研究，发现氮的性质不活泼。
后来人们利用加压冷却的方法制得了液态的氮，发现氮气较易被液化，在常压下冷却到－195．8℃，或在常温下加压到6～7个大气压，都能把它液化成无色透明的液体。
氮的用途
自氮气发现以后科学家们还继续做了大量实验，证明了氮主要以单质状态存在于空气中，约占空气体积组成的78%。对氮气的不断研究，大大促进了人们对氮元素的认识和利用。
氮气虽然不能助燃，也不能帮助呼吸，但它在工业、农业、国防、医药以及人们的生活中有着极为重要的作用。
比如，农业上使用最多的是氮肥；用氮气填充粮仓可以保管粮食，使粮食不霉烂，不发芽，长期贮存。
博物馆里的贵重书画，常保存在充满氮气的密闭容器中，防止蛀虫的生存，避免氧气对书画的氧化作用。
在医疗上，分馏液态空气得到的液氮可作为深度制冷剂，用于治疗一些皮肤病，甚至癌症，冻死病变细胞。另外，许多药物如常用的磺胺类药物，心脏病患者急救用的硝酸甘油等也都是含氮化合物。氮还可以制备联胺及重要的氮化物和氰化物，这些物质在化工方面又有很多用途。
氮在工业上的用途也很广泛。由氮制成的硝酸，可以制造炸药；钢经过氮化处理后，表面形成了一层坚硬的合金氮化物，使钢硬度、耐磨性和抗疲劳性都提高，还有较强的抗腐蚀性及热硬性，从而大大提高了钢的性能，扩大了钢的用途。可以这样说，氮是人们须臾不可离开的朋友。
21世纪将在氮的研究方面有重大的突破，比如化学模拟生物固氮的成功，将促进农业的巨大发展。
氢的发现
氢是所有化学元素中最轻的元素，在周期表中排列第一位，可谓元素之首，但是氢却不是化学元素发现史上最早发现的元素。从人们最初接触它到后来确定为一种元素，经历了200多年的努力探索。
可燃气体
氢的发现至今仍然是个谜，很难说清是谁首先发现的。就连大家公认对氢的发现做过重大贡献的卡文迪许，也曾不止一次地说过，“这事早有人注意到了”，认为氢的发现不只是他一个人的功劳。
人们对于自然界物质的认识，最初是从固体和液体开始的。直到18世纪之前，人们对于气体的认识还处在朦胧阶段。由于对空气以外的气体缺乏足够的了解，从而误以为所有的气体都是“空气”。
16世纪初，瑞士著名医生帕拉塞斯将铁屑放到醋酸中加热，制得了一种气体，发现它可以燃烧。但这种气体究竟是什么气体，他却没有做进一步研究。
17世纪，英国著名化学家波义耳在研究金属铁、锌等与酸作用时，也曾观察到有气泡产生，但同样没有引起他的注意，也不曾对其性质做过任何探讨。
其实帕拉塞斯和波义耳所观察到的气体，就是我们今天所说的氢气。之所以在18世纪之前，人们对于这种气体还没有深入地研究，一个重要的原因是缺乏有效的收集方法。
后来英国化学家哈里斯发明了一种气体浴槽。他将充满水的烧瓶倒转过来，利用导管将气体引进烧瓶，气泡便排出了水，烧瓶内便收集到了纯净的气体。这样便可用于进行专门的研究。
这种排水集气法的发明，为后来气体化学的发展，起到了极大的促进作用。英国化学家卡文迪许，正是应用这一有效手段，发现了“可燃气体”。
能上天的猪膀胱
1731年10月10日，卡文迪许生于法国。1742年，他在英国伦敦附近的哈克尼学校开始读书，6年后考入剑桥大学，未及毕业又到巴黎留学。后来他回到伦敦，在其父的实验室当助手，主要从事物理和化学研究。
1766年，他用铁、锌等金属与盐酸作用，制得了一种气体，并用哈里斯发明的排水集气法将气体收集起来进行研究。他发现这种气体与空气混合装在开口容器中，点燃时会猛烈爆炸，随之冲出容器，产生尖锐的爆鸣。显然，这种新气体不同于空气。于是卡文迪许依其性质，将该气体命名为“可燃气体”。
当时德国化学家施塔尔提出的燃素学说正值昌盛时期，而卡文迪许又是这一学说的忠实信徒。他认为金属中含有燃素，因此当金属溶解在酸中时，“它们所含的燃素便释放了出来，形成了这种气体”。他甚至认为得到的“可燃气体”就是燃素，从而失去了发现氢元素的机遇。
后来为了对这种气体做出进一步研究，卡文迪许将其灌入猪膀胱中。当他把手松开时，猪膀胱便徐徐上升。这在当时是十分新奇的现象，引起了人们的极大兴趣。
这一实验进一步说明了“可燃气体”不同于普通空气，它重量要比空气轻。但是卡文迪许仍然没有意识到自己发现是一种新元素。
瓶壁上的露珠
就在卡文迪许企图弄清“可燃气体”的本质时，他的爆鸣实验却激起了另一位英国化学家普利斯特列的关注。
普利斯特列觉得“可燃气体”点燃后发出的爆鸣声能吸引观众的注意力，于是拿这个实验当作魔术进行表演。有一次，他的好友瓦尔泰尔偶然发现盛气体的干燥容器在爆鸣之后，内壁忽然变潮了。
这个奇怪现象立刻引起了普利斯特列和卡文迪许的重视。他们两人分别在各自的实验室进行着独立研究，以便说明变潮的原因。
与此同时，1776年，法国化学家马柯将“可燃气体”通过细管嘴导出后点燃，在火焰上放置一个小瓷盘，结果瓷盘先是变潮，随后逐渐形成了小珠滴。但他对此现象未作出任何解释。
到1781年，普利斯特列将“可燃气体”和空气装在闭口的玻璃瓶中，用电火花使之爆鸣，果然在瓶内壁上出现了露珠。然而普利斯特列却不敢断定露珠就是水。
同年，卡文迪许也用各种不同比例的“可燃气体”与空气混合物进行爆鸣实验，证实了露珠就是纯净的水，说明“可燃气体”是水的一种组成成分。
这时氧已经被发现了，卡文迪许又改用纯氧代替空气进行实验，不仅证明可燃气体和氧化合后生成了水，而且发现大约2体积的可燃气体与1体积的氧恰相化合。但卡文迪许仍然摆脱不了燃素说的束缚，坚持认为氧是失去燃素的水，可燃气体则是燃素本身，或是含有过多燃素的水，从而又一次与氢元素的发现擦肩而过。
氢元素的确认
18世纪下半叶，法国著名化学家拉瓦锡发现氧后，创立了氧化理论，批判了燃素学说的错误观点，否认了燃素的存在。
为了进一步弄清“可燃气体”的本质，1783年拉瓦锡通过两种不同方法进行了深入研究。
首先，他在纯氧中燃烧“可燃气体”，发现只生成了水。
之后，他想能不能把水分解成它原来的组成成分呢？于是他利用铁“贪婪”地与氧化合的特性，把铁屑装在一个枪筒里，把枪筒放在煤火上加热，让水蒸气通过枪筒接触烧红的铁屑进行分解，果然生成了“可燃气体”和铁滓（四氧化三铁）。而后，他又反过来进行实验，让“可燃气体”通过烧红的铁滓，结果又得到了水。
由此，拉瓦锡通过分析得出了这样的结论：金属铁、锌与酸作用后生成的气体，可以在氧气中燃烧形成水；水分解后又可以得到氧和这种气体。由此可见，水是由形成这种气体的元素和氧元素组成的。更直接地说，这种气体是一种单质，它不同于空气和其他气体，是组成水的一种元素。
这样拉瓦锡就正确地阐明了这种气体的本质。为了给这一新元素起一个响亮的名字，他用希腊文将其命名为“水的生成者”，中文称为“氢”。
意义非凡的氢
氢的发现，不仅丰富了人们的生活，而且在工农业生产中具有广泛的应用。
氢气约为同体积空气重量的1/14，可用它来填充气球。氢气球除可以烘托节日气氛外，还被用于高空气象探测和防空，以及利用它携带干冰、碘化银等药剂在云层中进行人工降雨。
近代工业制造盐酸的方法之一，就是将氢气在氯气中燃烧先生成氯化氢气体，然后溶于水而制得，氢气还可与氮气直接合成氨，进而制成各种氮肥，在农业生产中大显身手。
在有机化学工业中，在一定温度、压力和催化剂作用下，氢可以与一氧化碳反应，合成汽油、甲醇等。另外，氢还可跟煤、焦油、残油等作用，制造出人造汽油和其他化工原料。
作为燃料，液态氢有质量轻、发热量高、无环境污染等优点，因此氢是大有发展前途的优良燃料。日本等一些国家已研制出了氢能汽车。预计不久的将来，氢燃料将进入实用化阶段，我们生存的环境污染问题将会得到极大的改观。
锰元素的发现
谁最早发现了锰元素？化学界一直把这份功劳归于瑞典化学家舍勒和加恩。
可是有人认为最早得到金属锰晶粒的是凯姆，他于1770年在维也纳发表的论文中就谈到了锰，只是没有完成他的研究。有一本化学书中提到了凯姆的发现：“凯姆把一份软锰矿粉末和两份黑色熔剂的混合物加热，得到了一种有光泽面的晶状脆性金属。这种金属的外形各有不同，断面有从蓝到黄等各种色调的虹彩。”
软锰矿（又叫二氧化锰）是人类自古以来就熟悉的一种黑色矿石，早先在玻璃制造中发挥了惊人的作用。16世纪，意大利科学家比林古乔在《烟火制造术》一书中说，软锰矿可呈棕色……如果在其中加入透明的物质，就会染成美丽的紫罗兰色。玻璃工人用它给玻璃着色，陶瓷工人用它为自己的工艺品绘出紫罗兰图案。此外，软锰矿还有一种特殊的性能：当它和熔融的玻璃熔合时，能使玻璃净化，并把玻璃变成无色透明，而不是变成绿色或黄色。
中世纪时，人们叫它“玻璃肥皂”。在希腊语中，锰是“净化”的意思，也就是它有能使玻璃脱色的能力。它还有一个名字叫“黑镁”。原来在小亚细亚地方有个马格内西亚镇，那里盛产两种矿藏：黑镁和白镁。黑镁就是软锰矿，白镁就是氧化镁。
瑞典化学家伯格曼在凯姆之后进行了实验，指出黑镁是一种新的金属氧化物，它不能和焙烧的石灰混合，也不能和白镁混淆在一起。可是他没有能从中提炼出锰来。
伯格曼的研究由他的朋友舍勒继续进行。1774年，舍勒向斯德哥尔摩科学院提交了一篇论文《锰和锰的性质》，说软锰矿中含有一种新的金属元素。
就在这一年，加恩在坩埚的内壁用湿木炭粉涂敷，然后在坩埚中放进油和软锰矿粉末的混合物，一起加热。1小时后，在坩埚中发现了一颗颗金属锰的晶粒。
1774年5月16日，舍勒送给加恩一些纯软锰矿，还写了一封信说：“我焦急地等待着你用‘魔火’加热纯软锰矿后得到的结果我希望你能尽快送给我一小块这种金属。”
“魔火”在42天后开始燃烧。过了一个多月，舍勒又写信给加恩，感谢他送去的锰块：“……我认为你从软锰矿中得到的金属块是一种区别于其他所有半金属元素的新元素，它和铁有密切的关系。”舍勒根据软锰矿的产地给它取名叫“锰”。锰的拉丁语来源于马格内西亚镇。
锰是银灰色的金属，它像铁，但比铁要软些，表面还极容易生锈，变得灰蒙蒙的没有光泽。因此锰和铁一样，被称为“黑色金属”。
纯净的锰既容易生锈，又比铁的熔点低，机械强度不如钢铁，而价钱却比钢铁贵得多，没法在实际中应用。100多年过去了，锰不为人们重视，一直默默无闻。
在锰的历史上，1882年是一个里程碑。这一年，英国的冶金学家罗伯特·哈德菲尔德研制出了一种含锰13%的锰钢，从此锰的身价大增，并且在工业建设中大显身手。
哈德菲尔德对锰的研究也不是一帆风顺的。最早，他将锰加进钢铁中，试图改进钢铁的性能。当钢铁中加进2．5%的锰后，炼出的钢脆得经不住铁锤敲击；当掺进3．5%的锰后，炼出的钢铁更脆了，简直像玻璃那样一摔就碎。人们对锰失去了信心，认为派不上什么用场。哈德菲尔德不怕失败，坚持实验。他将锰的含量不断提高，但炼出的钢仍然不理想。可是当掺进13%的锰后，炼出的锰钢变得既坚硬又富有韧性。
钛元素的发现
20世纪60年代以来，建筑工程师们在建造纪念塔、纪念碑时，表面装饰材料竞相采用金属钛。这是有道理的。因为钛是一种耐久性的材料，有高度的抗腐蚀性，能够将被纪念者的丰功伟绩，长留人间。
1964年，在莫斯科科普罗斯克特米拉屹立起一座银白色的火箭纪念塔，塔的表面装饰材料用的是抛光的钛板。这是为了纪念宇航工作者征服外层空间的功绩而建造的。
联合国教科文组织为了纪念电子通讯国际联合会成立100周年，在日内瓦国家广场建造了一座纪念碑，高10．5米，由两个混凝土构架组成，表面也用抛光的钛板做装饰。当人们沿着一条特殊的通道经过两个构架之间时，可以听到自己的脚步声、说话声，还可以在建筑物上的两个圆盘的中心看到自己的影像在不断向后退。
钛是什么样的金属呢？这还得从它的历史说起。
1791年，英国化学家和矿物学家格雷戈尔在钛铁矿的矿石中发现了一种新的元素，取名叫“梅纳辛”，这是发现矿石的地点。
1795年，德国化学家克拉普洛特在匈牙利布伊尼克的一种金红石矿中也发现了这种新元素，给它取了一个美丽而富有寓意的名字：“钛”。钛是希腊神话中地球神的长子“太旦”。克拉普洛特说，格雷戈尔所发现的新元素“梅纳辛”就是钛。其实他俩找到的都只是二氧化钛，一种白色的晶体粉末。
后来许多化学家试图从钛化合物中分离出纯净的钛，大多失败了。1887年，瑞典的尼尔森和彼得森在一个密封的钢瓶中，用金属钠还原四氯化钛，得到了一种含钛约95%的物质。1895年，法国科学家莫伊桑在精炼中得到纯度达98%的金属钛。
到了1910年，美国化学家亨特进一步改进了尼尔森等的方法，终于制得纯度达99%以上的金属钛，但是总重还不到1克。
这个消息引起了许多国家的强烈反响。提炼纯净的钛多么困难啊！从发现钛到制得金属钛，前后经历了120年的漫长历程。
这还不是绝对的纯钛，还含有杂质。这杂质使钛又脆又弱，经不起机械加工，派不了大用场。钛的化合物二氧化钛、四氯化钛得到了应用。二氧化钛是雪白的粉末，用来制造“钛白”，是很好的白色颜料，没有毒性，比铅白（碳酸铅）、锌白（氧化锌）都好。二氧化钛还可用在油漆、造纸、塑料、纺织品的染色以及玻璃制品、瓷器和搪瓷的着色等方面。四氯化钛能形成浓密的白烟；在霜冻季节里，人们用它来熏蒸农作物防霜；在战时作为人造烟雾剂。
1925年，荷兰科学家范阿克尔和德博尔在一根加热的钨丝上还原四氯化钛，结果得到了高纯度的钛，从而否定了亨特的说法：钛的脆性使钛经不起机械加工。相反，这种高纯度的钛具有高度的可塑性，可以像钢铁那样轧成板、棒、丝、箔片。
纯净的钛是银白色的金属，它比重小，强度高，耐高温，抗腐蚀性强。同钢相比，钛的强度与钢相似，而重量只有钢的一半。甚至多才的铝也被迫将一些工作让给钛，因为钛的重量是铝的1．5倍，而强度却比铝高5倍。
钛一向被当作“稀有金属”，其实经过人们勘探，发现钛的储藏量非常丰富，在地壳中的含量仅次于铝、铁、钙、钠、钾、镁，比铜、铅、锌、锡等常用的有色金属储量的总和还多十几倍。我国的钛资源得天独厚，仅仅是四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿，半生钛金属的储量，就接近国外探明储量的总和。
到了1947年，才实现了钛的工业化生产，当时年产量只有2吨。到1972年，钛年产量激增到20万吨。
现在钛——“地球神之子”真是名实相符了，在科技世界中扮演着奇特而又重要的角色。
钒元素的发现
一个新元素的发现，往往要无数次地对物质进行分析实验，遇到细微迹象，抓住不放，追踪探索下去才行。否则，新元素即使出现在身旁，也会失之交臂，错过良机。钒元素的发现和命名，有着一段生动有趣、发人深思的故事。
“很久很久以前，在遥远的斯堪的纳维亚的北凡娜迪斯，住着一位美艳绝伦的女神。一天，她斜倚绣帐，正在百无聊赖的时候，忽然听到敲门声。美人心想：等他再敲时就去开门。但是第二次敲门声没传来，美人却听到了离去的脚步声。美人很想知道，这位与众不同的来客到底是谁呢？于是她打开窗户向街上望去，原来是一个叫维勒的人，他匆匆忙忙地离开了女神的庭院。”
“过了一些时候，美人又一次听到有人敲门。这一次，敲门声连续不断，美人只好站起来去开门。站在她面前的是一位英俊少年，他的名字叫尼尔斯·塞夫斯特伦。他俩一见钟情，不久就生了一个儿子，他们给孩子取名叫‘钒’。”
这虽然是个神话故事，可是故事里的两个敲门的人确有其人，他们都是著名的化学家。1830年，瑞典物理学家和化学家尼尔斯·塞夫斯特伦发现了一种新元素，用来纪念女神凡娜迪斯，因为“钒”是女神的“化身”。
其实第一个敲美人凡娜迪斯门的人还不是德国化学家维勒，而是墨西哥的著名化学家和矿物学家安德列斯·曼纽尔·德尔里。早在1801年，他在研究墨西哥的褐铅矿时，就发现这种矿石里含有一种没见过的金属。这种未知金属的化合物颜色不断变化，先给它取名叫“帕克罗米纳”，意思是“全色”。后来又改名叫“埃来特罗尼姆”，意思是“红色”。德尔里曾经发现了它，后来又误认它是铬。
第二个敲凡娜迪斯门的是世界上首次合成尿素的德国化学家维勒。他为了找寻一个推定的新元素，曾多次分析一种产自墨西哥的铅矿石。可正当他发现凡娜迪斯的踪影的时候，却不幸因氟化氢中毒而被迫中断了工作。
最后敲开凡娜迪斯门的是塞夫斯特伦。19世纪初，瑞典的冶金业崭露头角，工厂纷纷建立起来。当时冶金学家发现，用某些矿的铁矿石炼出的铁是脆的，而用另一个矿的矿石却炼出了塑性很高的铁。塞夫斯特伦决心揭开这个谜。他研究了瑞典塔贝尔山的磁铁矿，分析那种能炼出优质铁的矿石的化学成分，经过反复实验，终于发现这些矿石中都含有一种新元素——钒。
维勒在给一个朋友的信里说：“我是一个十足的笨伯，没有发现在褐铅矿中有新的元素。柏齐利阿斯嘲笑我在敲凡娜迪斯美人的门时是那么软弱、羞怯和不幸，的确是十分恰当的。”
在塞夫斯特伦报告发现钒以后维勒又重做了德尔里的实验，发现德尔里研究的矿石里确实有钒，证明了塞夫斯特伦和德尔里发现的是同一个元素。维勒对钒还是有贡献的。
钒是被发现了，可是人们对它还是很少了解。到了1869年，英国化学家亨利·罗斯科用氢还原二氧化钒，第一次制得金属钒。
纯净的金属钒是银灰色，富有光泽，比重为6，是比较轻的金属。钒熔点高达1735℃，硬度为7．5，比钢还硬，可以刻划玻璃和石英。
金属钒富有延展性，可以拉成细丝，或者压成比纸还薄的钒箔。钒可以用做电子管、X射线管里的阴极材料。含少量氮、氢、氧等杂质的钒，就变得很脆了。
钒最早是在墨西哥和斯堪的纳维亚找到的。现在知道，它的踪迹几乎遍布全世界。在地壳中，钒的含量为百万分之十五，比铜、铅和锌都多，只是分布很分散，没有形成集中的单独矿床。
在我国金沙江畔攀枝花地区发现了一个世界上少有的钒钛磁铁矿，它既有丰富的铁，贵重的钪，含量高的钛，还有高品位的钒。北方女神凡娜迪斯躲在攀枝花丛中欢笑，期待着中国科学家去敲开美女的大门呢！
氯元素的发现
氯在地壳中的含量很多，约为万分之三，在人体中的含量一般为万分之十二，主要分布于细胞外液。
氯在自然界很少单独存在。浩瀚的大海是氯的大本营。海水中含有相当高浓度的氯的化合物，如氯化钠、氯化钙、氯化镁等等，还有80多种其他元素，其中氯的含量占第一位，总量约有3亿亿吨。
可是氯元素的发现，却经历了一段较长时间的探索。
1774年，舍勒进行锰矿石（主要成分为二氧化锰）试验的时候，把盐酸和二氧化锰的混合物在一起加热，意外地发现，有一种黄绿色的气体冒出来，它十分刺鼻，人们呼吸后感到窒息。
舍勒对这种气体的性质进行观察和研究，发现它能够溶于水，使水略带酸味。这种气体还有魔术师般的本领：把鲜艳的花朵或翠绿的叶子放进其中，美丽的色泽很快褪掉了。它还能腐蚀各种金属。舍勒叫这种气体为“脱燃素的盐酸”。
这种气体是氯气。在当时拉瓦锡等不知道这是新发现的元素，说它是“氧化盐酸”。从此，氯被误解了30多年。19世纪初，英国化学家戴维对这种气体进行了仔细地研究，于1810年在英国皇家学会论证并正式提出“氧化盐酸”是一种新元素。根据它的颜色定名为氯，希腊文的意思是“绿色的”。我国清末翻译家徐寿，最初把它译成“绿气”，后来才把两个字合成一个字——“氯”。
海洋是生命的摇篮。生命起源于海洋，陆地生物是由海洋生物登上陆地进化而来的。海水中含有大量的盐（氯化钠）。人类血液中所带氯化钠的咸味，是大海遗留下来的标记。人每天要吃一定数量的盐。人的胃像一个小小的盐酸工厂，不断地生成胃酸，它是氯化氢的稀溶液，能促进食物的消化，把混入食物中的病菌杀死。
氯气比空气重2．5倍，在常温和6个大气压下，就可以液化变成黄绿色的液体——“液氯”。
氯的化学性质很活泼，能同绝大多数的普通金属、非金属（除碳、氮、氧外）直接化合。液氯常常被装在外面漆有绿色的钢筒里，因为它不会同铁发生作用。
人们每天都要跟氯打交道。饮用的自来水里，就通进了少量的氯气，进行消毒、杀菌。天然水中含有大量病菌，把氯气通进石灰水中，制成次氯酸钙（漂白粉），也可为饮水消毒。氯成了人类健康的“卫士”。漂白粉还可以用来漂白棉纱、布匹和纸张等。
氯气和氢气在一起燃烧，生成氯化氢气体。氯化氢是制造聚氯乙烯的主要原料。氯化氢的水溶液就是盐酸，是重要的化工原料，在纺织、食品、冶金工业中有广泛应用。
通过电解食盐水的方法，可以得到氯气、氢氧化钠和氢气。以此为基础的工业被称为氯碱工业，主要产品是氯和碱。
氯的各种化合物用途日益广泛，正在塑料、无机颜料、有机染料、农药、医药等化学合成中发挥更大的作用。但是许多氯化物具有毒性，会对环境造成污染，必须严加防治。
铯元素和铷元素的发现
德国有两个科学家，一个是化学家本生，一个是物理学家基尔霍夫，他们相互帮助，结合在一起，终于获得了一个惊人的发现。
在海得尔堡实验室里，刚使用上瓦斯。本生试验了各种构造的灯，没一种是理想的，于是他自己发明了瓦斯灯——本生灯。这种很妙的灯不冒烟，灯焰的热度可以随意调节，火舌也可以变得或大或小。
1860年，本生和基尔霍夫发明了观察光谱的仪器——分光镜。这是一种具有平行光管的光学仪器。管的一端装透镜，另一端开了条狭缝。管子架在一个能旋转的台座上，中央装有一块三棱镜，另外还装上了另一根镜筒——窥管。
当本生用一根白金丝蘸了一小粒纯食盐送进灯焰里，灯焰立刻变成了明亮的黄色。基尔霍夫见了就把眼睛凑到窥管口上，只看见两条黄线并排在一起，背景是黑色的。本生又分别将碳酸钠（苏打）、硝酸钠（硝石）、硫酸钠等钠盐送进火焰里，它们所产生的光谱全都一样。
本生又蘸了几粒钾送进灯焰里，灯焰被染成了淡紫色。基尔霍夫又把眼睛凑到了窥管口上，看到那黑暗的背景上有一条紫线和一条红线。
不同的元素，发出的谱线也都不相同，包括线条数目、颜色和排列。例如，所有锂盐都产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线，所有锶盐都有一条明亮的蓝线和几条暗红线。此外，还有镁、钡以及许多元素，也都有自己的特征光谱。
本生和基尔霍夫创造了一种对物质进行化学研究的新方法——光谱分析。他们把当时已经发现的元素的谱线都作了记录，然后向天上、地下、河里、海中去寻找新的谱线。
有一天，本生在观察杜尔汉矿泉的时候，先将这种又苦又咸的泉水蒸发，使它浓缩，然后取出一滴，送进灯焰里，看到了钠、钾、钙、锂、锶的各色光谱。接着他将溶液里的钙、锶、锂提出，剩下一些钠、钾和极少一点的锂盐。他取了一滴这种提取过的液体，送进灯焰里，从窥镜里看到了两条陌生的浅蓝色谱线。本生怕搞错，马上去翻阅自己和基尔霍夫所画的那本彩色光谱图表。可是图表上既没有这种记录，也没有任何一种元素有两条蓝色谱线出现在这个位置上。这说明，又有新元素发现了。本生决定给它定名为“铯”，铯的拉丁文是“天蓝色”。
铯是发现了，还得从矿泉水中提炼出更多一些。本生通过一家制造苏打的化工厂，用大锅炉帮助处理了矿泉水440吨，得到了纯净的铯盐7克。在提取过程中，本生又在另一次光谱分析实验中发现了几条陌生的暗红色谱线，特别清楚。原来在杜尔汉矿泉水里还有一种新元素，本生给它起名叫“铷”，铷的拉丁文是“暗红色”的意思。在处理的杜尔汉矿泉水中，得到纯净的铷有10克，比铯还多了3克。
从光谱里发现的铊、铟等元素
本生和基尔霍夫利用分光镜发现了铯和铷新元素，还发现各种元素都有自己的明亮谱线，在各自的位置上独立地放光。例如，钠的黄线，钾的紫线，锂的红线，锶的蓝线，在光谱的固定位置上，清楚地放着光。
这种光谱分析，不但可以用来研究地球上的物质，还可以研究天体。太阳上物质的化学成分，可以用太阳光谱来确定。观测证明太阳上有氢、钠、铁、钙、镍等元素。1859年10月20日，基尔霍夫向柏林科学院报告了他的发现，消息很快传遍全球。
这些新发现引起了许多科学家的兴趣，他们纷纷装上了分光器设备，然后将各种各样的物质送进灯焰里去燃烧，观察它们的光谱，企图发现新元素。
1861年，英国人克鲁克斯从一家化工厂里弄来了一些特别的淤泥，这是沉淀在制造硫酸的铅室底部的东西。在这种淤泥的光谱上，克鲁克斯发现了一条陌生的绿线，它属于新元素铊。铊，希腊文的意思是“绿色的枝条”，是因谱线颜色得名的。
铊是比铅略轻的金属，很容易飞散，熔点302℃，火焰呈绿色，在自然界铊分布很散，没有单独矿床。制取铊的主要原料是煅烧某些金属的硫化物矿石以后产生的灰。制造光学玻璃和光电管要用到它，有些耐酸合金中含有铊。
1863年，德国化学家赖希和里希特在一种锌矿的光谱里发现一条蓝色的新谱线，很像蓝靛，这就是新元素铟。铟的原文意思是“蓝靛”，也是由于谱线颜色而得名的。
在自然界，铟是稀有的分散元素，目前还没有发现含铟较多的矿物。但是好多种金属矿石里都含有极少量铟的化合物，特别是锌的矿石。游离态的铟是银白色的金属，比铅软。铟是制造镜子最好的金属；锑化铟和砷化铟等都是制造半导体的好材料。
1868年，科学家又发现了一个新元素的踪迹。不过这一次的发现不是化学家，而是天文学家。物理学家曾经帮助化学家解决了化学的难题，现在化学家又帮助物理学家解决了物理学的难题，还共同解决了天文学的难题。
这个元素的新谱线不是在地球物质的光谱里找到的，而是在太阳光谱里找到的。这一年8月18日，印度发生日全食。法国天文学家詹森带着分光镜，千里迢迢来到印度。日全食开始了，詹森把分光镜对准太阳，结果在平常出现钠的黄线的位置上，找到了另外一条明亮的黄线。他想看清楚，日全食却已经过去了。第二天，他去观测日珥的光谱。果然不出所料，他发现那条黄线是在钠谱线旁边的一条新谱线。
詹森立即写信给法国科学院报告他的发现，因为路远，于10月26日才到达巴黎。说来真巧，同一天，法国科学院还收到了一封英国天文学家洛克耶在10月20日写的信，报告的是相同的事：在观察日珥时也发现了那条不属于钠的新的黄线。
这条黄线属于一种未知的元素，洛克耶叫它Helium，希腊文的意思是“太阳”。这就是氦，是人们从没接触过的，当时人对它一无所知。
法国科学院同时宣读了这两封信后，决定铸造一块金质纪念牌：一面刻着传说中的驾着4匹马战车的太阳神阿波罗像，另一面刻着詹森和洛克耶的头像和名字，还有“1868年8月18日太阳突出物分析”字样。
光谱分析还帮助别的科学家发现了镓、钬、镱、钪、钐、铥、钆、钕、镨、镝等元素。
氩元素的发现
詹森和洛克耶发现氦以后24年——1892年，著名的英国科学杂志《自然》9月号上刊登了一封来信，信中说：“我对于最近测得的氮的几个密度，并不一致。虽然两个密度相差只有5‰，但是仍然超出了实验误差的范围。希望贵刊的读者们能提供宝贵意见。瑞利谨启。”
这是怎么回事？瑞利是一位英国物理学家，他研究各种气体的密度已经有10个年头了。实验室里有当时最精密的天平，灵敏度达到万分之一克。在测定氮气的密度的时候，他使用两种来源的氮气进行测定，以便比较。一种氮气是从空气中去掉氧、二氧化碳和水蒸气以后得到的，测得的密度是1．2572克/升。另一种氮气是从氨中制得的，它的密度是1．2508克/升。虽然两者只差0．0064克/升，可这是不正常的。
瑞利又重复做了好几次测试，结果还是一样。瑞利就这样请求《自然》杂志的读者一同来解答这个难题。可是一封回信也没收到。
1894年4月19日，瑞利在皇家学会上介绍了他的实验结果。报告完了，化学家拉姆赛来找瑞利说，两年前我弄不清这个问题，现在明白了：从空气中得到的氮气一定含有较重的杂质，一种未知的气体。于是两人就一起合作来解决这个科学上的难题。
在这次会上，有一位物理学家杜瓦向瑞利提供一个重要的线索，瑞利回去后立刻查阅古老的技术档案。果然，早在1785年，英国科学家卡文迪许就做过了这个实验。从空气中将人们已经知道的氮、氧、二氧化碳这些成分除尽后，发现还残留着少量的杂质。这些杂质即使在放电条件下也不和氧气化合。杂质总量不超过全部空气的1/120。
当时谁也没有想到，就在这少量杂质里竟隐藏着一个化学元素家族。
瑞利在实验室中重新做109年前卡文迪许做过的实验。他利用一个大圆底烧瓶倒竖在碱水槽里，烧瓶内通进两根金属导线，两线尖端相距只有几厘米。然后通电发生电火花，使瓶中空气里的氧气和氮气化合成二氧化氮。另外，将苛性钠溶液经由一根玻璃管通向瓶内，把生成的二氧化氮吸收掉。他终于得到了足够的气体。
拉姆赛用的是另一种方法。他用干燥剂除水，碱石灰除二氧化碳，热铜屑除氧，先后将空气中的这几种成分清除干净。接着，他让气体一次又一次地流过装有赤热的镁屑的瓷管。镁屑同大部分氮气反应生成氮化镁，剩下一小部分气体。这样每通过热镁屑一次，气体体积就要缩小一些，密度则增大一些。最后剩下的一点点气体，在通过热镁屑时，体积不再缩小，密度也不再增大了。
拉姆赛把这种气体封装在两端焊有电极的玻璃管里，通上电，玻璃管中的气体闪闪发光。用分光镜检查，发现光谱中有橙色和绿色的谱线。这是已知元素所没有的谱线，是一种新的元素。
物理学家瑞利在两年前提出的问题，这次由化学家来帮助给弄清楚了。原来用氮的化合物制成的氮气，是纯粹的氮气，密度较小；由空气中得到的氮气是不纯粹的，密度较大，里面混有一些未知的气体。
这种新发现的气体元素，跟氢、氯、氟和各种金属都不发生化学作用，跟碳、硫也不发生任何化学作用。不管加温、加压或用电火花也好，用铂做触媒也好，它还是不跟任何物质反应。根据这个性质，科学家给它取名为“氩”。氩的希腊语就是“懒惰”的意思。
氩是无色的气体，在空气中约占0．93%，比别的惰性气体含量高。氩比空气重约50%。氩在电场的激发下，会发出浅蓝色的光，可用来制作蓝色的霓虹灯管。用氩来填充白炽电灯泡，可增加亮度，还可延长灯泡寿命。在焊接一些活泼金属时，用氩做保护气体，可以防止镁、铝等在高温中氧化。
铀射线的发现
1789年，德国化学家克拉普罗特在沥青铀矿里发现了“铀”。铀的拉丁语是“天王星”的意思。原来早在1781年，英国天文学家威廉·赫歇尔用望远镜观察天空中的繁星时，发现了一团发光的云状物，确认是太阳系的第七颗行星。为了纪念希腊天神尤拉诺斯，就把这颗新星叫做“天王星”。克拉普罗特对此深有所感，就以它的名字来命名他新发现的元素。
到了1841年，法国化学家尤金·佩利戈特用四氯化铀和金属钾反应得到第一块单质的金属铀。铀是一种带有银白色光泽的金属，比铜还软一些，具有很好的延展性。铀的比重为18．95，同金子差不多。铀的熔点为1690℃。当时冶金学家、工程师对这种又重又软的金属不感兴趣。只有在制造玻璃、陶瓷器皿时，人们才用铀的氧化物来得到美丽的黄绿色或天鹅绒黑色。玻璃制品中掺进一点氧化铀，会变得清澈透明，历久不变。
1869年，俄国化学家门捷列夫在制定元素周期表时，发现一些元素的原子量有错误。铀的原子量原以为是120，他认为应该是240，后来实验证实了精确值是238．03。门捷列夫还预言到铀元素的光辉未来：“在所有已知的化学元素中，铀以其最大的原子量而引人注目。在已知的元素中存在于铀中的物质浓缩程度最高，我确信，从铀的自然本源出发来进行研究，会取得更多的新发现。”
事隔25年后，这个预言成了现实。1895年，德国物理学家威廉·康拉·伦琴发现X射线，轰动了全世界。这一种新光线是人眼看不见的，但它能对照相底片起作用，即使在漆黑的地方，也能照下相来。如果在光线经过的地方放上一个涂有特种化学物质的玻璃屏，它就会发出磷光来。新光线还能够自由地穿过各种物体，像普通光线穿过玻璃那样。新光线能够透过紧闭的门，没缝的间壁以及衣服和人体。
许多不同国籍的科学家知道了这种射线后，忙着做实验，报告它的性质和新发现，“Z射线”、“黑射线”的消息纷至沓来。“射线热”弥漫在欧美的科学实验室里。
法国物理学家亨利·贝克莱尔也参加到围猎X射线的行列中。有一天，他在一张用黑纸包着的照相底片上，放上一块剪有花样的金属片。片上铺张薄纸，上面涂上一层铀盐（硫酸钾铀酞），然后把它们送到日光下。4小时后，他把晒过的底片冲洗出来，看到黑底子上面有金属片的白色的图案。他一次又一次地重复这个实验，所得的结果依然一样。
1896年2月24日，贝克莱尔向法国科学院的年会作报告说，把双铀酰和硫酸钾等能发出磷光的物质放在光照下，就会发出一种看不见的射线。这种射线可以透过不透光的纸张，在照片底片上还原银盐。
2月26日，贝克莱尔决定继续做实验。可是天公偏不作美，一连几天不见阳光，不能产生磷光。这位科学家只能把准备好的底片和铀盐试样一起收进箱里，放了4天。3月1日，天气转晴，他决定冲洗出底片。贝克莱尔想，底片几乎全部时间待在黑暗里，大概只发射过极短时间的磷光，而且这磷光的力量也一定极其微弱。因此X射线即使产生过，也一定非常之少，底片上的暗影，一定非常模糊。
事实却完全相反，底片上呈现出轮廓分明的黑底白花，磷光盐从来就没有产生过，可是铀盐发射出的又是什么射线呢？贝克莱尔用另外的铀化合物继续实验，甚至连那些没有磷光特性的和在黑暗地方已存放了几年的铀化合物也都用上了，而每次他都得到同样的结果：在底片上看到图像。贝克莱尔查出X射线和磷光现象并没有什么关系，却意外地发现了一种新射线——铀射线。
铀射线和X射线相似的是，它们都是看不见的光线，都能对底片起作用，都能使空气带电。不同的是，铀射线只能透过黑纸和薄铝片，却不像X射线能透过人体、板门和薄墙。
1896年11月23日，贝克莱尔向法国科学院报告了自己的新发现：铀原子核的自生裂变。贝克莱尔的发现开辟了元素蜕变的新纪元。从此，人类的认识又前进了一步：原子不再是一个不可分割的整体了，在原子内部另有一个神秘的物质世界。
新发现的中子，成了轰击原子核最理想的炮弹。意大利化学家费米用慢中子轰击了一个又一个元素，在短短的几个月里，制造出40多种新的人工放射性元素，铀元素受轰击后，变成了铀X的新元素。哈恩和迈特纳、居里夫妇等也都发现，被中子轰击过的铀，会变成一种新的元素。
被中子轰击过的铀，会变成一种新元素
钋的发现
研究铀射线的，还有法国物理学家皮埃尔·居里和物理学家、化学家玛丽·斯克洛多夫斯卡——居里夫妇。
玛丽从侦察铀射线的存在，并从精确测量它的强度着手，制作了一种测量铀射线的仪器——平面电容器。她从很多地方收集到了各种各样的化学物质，从实验室弄到了一切已知元素的化学上纯净的盐和氧化物，包括几种稀少得比黄金昂贵得多的盐，还有生物馆赠送的采自世界各地的矿物标本。两位科学家就在一个废弃的小板屋里进行工作。
玛丽把这些物质一一放到电容器的金属片上，观看电流计上的读数。可是电容器下边的那片金属上虽然已经更换了成百种不同的物质，电流计的指针始终没有摆动。玛丽不怕失败，继续实验下去，最后，金属片上放了钍的化合物，电流计上的指针终于摆动了。原来钍和钍的化合物也能发射看不见的光线。
玛丽测量了铀的射线强度，又测量了铀的氧化物、铀盐、铀酸和种种含铀矿物的射线的强度。它们都能够或强或弱地增大空气的导电能力，含铀的百分比同空气导电的能力成正比。铀的射线强度比一切铀的化合物的都强。
奇怪的事情发生了：把沥青铀矿和铜铀云母分别放到那片金属上时，电流计反映出来的电流都比铀反映出来的要强得多！这意味着，这两种矿物里可能隐藏着另一种能够发射出射线的元素。
玛丽用人工方法合成了铜铀云母，就成分看，它同天然的相同，含铀量也相等。可是当人造的铜铀云母研成粉末，撒到那金属片上时，它的射线却比天然矿物弱18%。这说明，在天然的铜铀云母矿中，存在着一种活泼的物质，它的射线比铀更强。这样使皮埃尔·居里决定暂停自己的研究，同妻子一起揭露新射线的奥秘。
居里夫妇决心把那谜一般的物质从沥青铀矿里提炼出来。他们把矿石溶解在酸里，再往里面通进硫化氢，溶液底部沉积了各种金属的硫化物。沉淀物里含有铅、铜、砷、铋。那透明溶液里是铀、钍、钡和沥青铀矿所含的其他几种成分。他们把沉淀物和溶液分别放到那金属片上实验，结果是沉淀物发射的射线更强。这说明，那种活泼的物质是在沉淀物中。
居里夫妇把沉淀物里的杂质一一除去以后剩下来的这一部分物质所发出的射线，比铀发出的强400倍。这一部分里有很多的铋，还有很少的一点未知物质，不过还不能将它们分离开来。
1898年7月，居里夫妇向法国科学院提出一份工作报告，肯定地说他们已经发现了一种新元素，它同铋相似，却能够自发地射出一种强大的不可见射线。他们把这元素命名为“钋”。钋的法文意思是“波兰”，居里夫人为纪念她的祖国才取了这个名字。它的化学性质很像碲，属放射元属的镭系。半衰期是137．6天。
镭射线的发现
居里夫妇在发现了钋以后并没有就此停步。5个月后，也就是1898年12月，他们又在沥青铀矿中查出了一种未知元素，把它起名为“镭”。镭的拉丁语是“射线”的意思。这种能发出射线的镭元素，从化学性质上看，很像金属钡，所以镭的盐类很难和钡的盐类分开。还发现镭的放射性比铀的放射性强900倍。
镭和钋是发现了，可是还不是纯净的元素，而只是作为杂质混合在铋和钡里的极少的一点新元素。还得把它们分离出来。
从钡里提镭比从铋里提钋要容易得多，因此居里夫妇决定先从镭着手。他们请求奥地利科学院的支援，奥国政府同意将成吨的没人要的炼铀剩下的残渣，免费送给两位法国科学家。
居里夫妇就在旧板屋里进行提镭实验，整整工作了两年。那里没有机器和锅炉，有的只是玻璃杯、烧瓶和自己的双手。他们溶解矿石，蒸干溶液，使晶体从溶液里沉淀，吸出上面的液体，滤出沉渣，加以溶解，再使晶体沉淀。
就这样居里夫妇从成吨的铀盐废料中将镭一小粒、一小粒地提取出来。不久，他们所掌握的铀钡混合物发射的射线强度相当于铀的5000倍。随着时间消逝，这种混合物里的镭越积越多，放射性也就越强，1万倍、10万倍。到炼出纯镭的时候，查出它的放射性比铀高出几百万倍。从几吨的铀盐废料中提出的镭，一共只有0．3克，相当于从几千万粒米中，找出所需要的一粒米，这是多么繁重而又艰难的工作啊！
镭射线的强度增加到比铀强百万倍时，会使物质发生奇妙的变化。利用镭射线能使照相底片转瞬间就能出现迹印。在它的撞击下，磷光屏会突然发出很亮的光。在镭射线照射下，那些平常不能发射冷光的物质，也能发光。含镭的晶体本身也能发射极强的光，强到可以照亮人们看书。
碱土金属硫化物如硫化锌、硫化钙，在镭射线的照射下，能发出淡绿色的磷光。夜光表指针上的黄绿光，就是在指针和表盘数字上涂上一种掺有镭盐的荧光粉。在含有少量铜化合物的硫化锌或硫化钙粉末里，加进微量的镭盐，再掺进塑料中，能制成发出绿光的发光塑料。用它制成的电灯开关、电铃按钮、路牌、路标、航标等，在夜间闪耀出绿光，使人们在黑夜中也能辨清目标。
镭射线能杀伤恶性肿瘤组织、病菌，在医疗上用来医治癌症和皮肤病。
在镭射线的照射下，无色的玻璃会变为有色的，无色透明的金刚石的表面会变成黑色的石墨。它还能促使物质的分解：水分解成氢和氧，氯化氢变成氯和氢，氨成为氮和氢……
镭是银白色的金属，很柔软，在960℃时熔化。金属镭在空气中不稳定，很容易挥发。
最令人惊异的是，镭可以不停地放出大量的能。每克镭，每小时大约可以放出热量140卡。它成年累月不断地每小时放出热量140卡。在放出能量的同时，它又在走向毁灭。这个过程很缓慢，慢到每克镭大约经过1580年后才会消灭一半。从这开始每克镭每小时放出热量减少为70卡。
人们又查出，镭原子是会分裂的，它变成两个更小的原子——氡原子和氦原子。据计算，在720亿个镭原子中，平均有一个原子要分裂，向周围以每秒2万千米的速度发射出“碎片”。镭不断放出的放射能，正是镭原子裂变时释放出来的能量。随着镭原子的不断裂变，镭放出的能量也不断减少，镭不断毁灭，到最后变成铅和氦。
由此可见，一种元素确实能够变成另一种元素。谁能料想到几百年来人们一直以为炼金术士的“点石成金”是无稽之谈，现在它却变成颠扑不破的科学事实了。
核裂变反应的发现
费密教授的设想
1934年，约里奥－居里夫妇用他们发现的天然放射性元素钋放射出的α粒子轰出硼、铝和镁制成的靶子，发现了一个奇怪的现象：在轰击的过程中除产生中子以外，靶本身还自动发射正β射线。反应是：
由于
的半衰期只有
分钟，所以自然界是不存在的。以上核反应的实现其巨大意义在于：这是第一次利用外部的影响，引起某种原子核的放射性，即首次取得人工放射性的成功。
在人工放射性发现以后著名意大利物理学家，罗马大学教授费密和他的助手重新做了这一实验，不同的是他们用中子
去轰击由各种不同元素构成的靶子，费密发现：周期表中前面的八个元素没有反应，但从氟开始，几乎所有的元素都发生了核反应，而且所生成的放射性同位素大多具有β放射性，并经β衰变后变成了原子序数更高的元素。于是他提出了一个大胆的设想：利用核反应可制得原子序数比铀大的元素——超铀元素。为了证实这一设想，费密及助手们用中子轰击铀靶，发现此时生成了半衰期分别为10秒、40秒、13分和90分的四种放射性核素，费密以为它们是93号、94号、95号、96号元素。
与费密的想法不同，德国化学家诺达克认为用中子轰击重核元素时会使后者裂成几个大碎块，这些碎块必然是已知元素的同位素。这好比用一块顽石去击一个竖放着的大砖，会使大砖裂成几个碎块，但它们仍是砖。
核裂变反应的发现
费密的想法和诺达克的见解引起科学家们的兴趣，大家特别关注中子轰击铀时的产物，纷纷对此进行研究。1938年，约里奥－居里从铀的中子照射产物中发现了一种与镧的化学性质一样的具有放射性的镧的同位素。这一发现引起了德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼的注意，因为他们在1937年就曾经用中子轰击铀靶得到了9种具有不同半衰期的放射性元素，他们当时确认其中3种是铀的同位素，另外6种是原子序数在93～96的超铀元素。当居里夫人报告她发现镧的放射性同位素以后哈恩和斯特拉斯曼用同样的方法重复做了他们1937年时所做的实验，结果发现：在所产生的新核中有原子序数为56的钡和原子序数为36的氪，同时有两三个中子放出。
哈恩把这一重要发现告诉远在斯德哥尔摩的合作者奥地利物理学家梅特涅。他在信中写道：我们从铀里得到了钡，经过多次反复，确证无疑，问题是铀的原子量几乎是钡的2倍，这说明一个原子核能分裂，这件事可能出现吗？
梅特涅在分析以后回信说：“这个实验结果是无可怀疑的，也许从能量角度来分析，一个这样重的核有可能分裂。”于是哈恩和斯特拉斯曼断定：“铀核吸收中子后，分裂成大小相近的两个原子核，一个是原子序数为56的钡，另一个是原子序数为36的氪。”他们把这种现象称为“核裂变”。
后来经过梅特涅及弗立希、约里奥-居里夫妇、匈牙利核物理学家西拉德、意大利核物理学家费密、丹麦化学家玻尔以及我国著名核物理学家王淦昌等无数科学家的精心研究，才知道裂变产物非常复杂。现在已知的分裂产物有35种元素，放射性核也有200种以上。
在裂变反应中特别应该注意的是一个中子射进铀核，便会有两三个中子放射出来，而其中慢中子对于产生裂变有效得多。如果将放射出来的快速中子减速，那么这两三个慢中子又能再进行铀核的裂变。依此类推，就形成了循环串联的裂变。由于裂变过程极为短暂，又是一触即发，因此叫做“雪崩式”的裂变，即链式裂变。梅特涅根据爱因斯坦质能联系定律E＝mc2进行计算，发现每一个铀核裂变时伴随着有200多兆电子伏特的能量释出。这一能量是十分巨大的，比碳燃烧时的化学能，即一个碳原子和两个氧原子结合能要大5000万倍，这就是意义巨大的原子能。
不为法西斯效力
哈恩因为发现核裂变反应而获得1944年诺贝尔化学奖，这是当之无愧的。
哈恩之所以取得如此重要的发现，这是与他在中学时期就热爱化学、终生致力于化学事业分不开的。1879年3月哈恩诞生在德国的法兰克福，父亲是位农民，只有他这一个儿子，可他从小身体就不好。上中学后哈恩对数学、化学、物理非常热爱，学习成绩优异。中学毕业后他考入马柏格大学化学系，1901年获博士学位。1910年任柏林大学教授，1912年担任德国威廉皇家学会化学研究所所长。
哈恩发现核裂变反应之时，正值希特勒发动第二次世界大战，许多科学家对此感到不安，担心希特勒会生产出原子弹用于战争。但是哈恩坚决反对生产原子弹，拒绝参加纳粹组织的原子弹的研究工作。因此希特勒终究没有制造出原子弹。但美国利用这一发现于1945年7月16日试验成功世界上第一颗原子弹，制出的另外两颗原子弹在同年8月投在了日本的广岛和长崎。
1955年哈恩负责起草了诺贝尔奖金获得者的“海洛宣言”，对滥用原子能的危险提出警告。1957年，18位德国杰出科学家反对德国获得任何核武器，哈恩也是其中一员。1968年7月28日哈恩与世长辞，在悼词中有这样一段叙述：“哈恩是一位名副其实的最仁慈的人，而这正是他作为一位探索者和科学家，作为马克思－普朗克学会的创始人和主席，作为在蒙受耻辱的年代中坚忍不拔的战士，以及在他晚年时作为一位贤明的忠告者而吸取其创造性力量的源泉。”这是对哈恩热爱科学、反对战争最恰当的评价。
开辟科学新时代
哈恩发现裂变反应并能放出巨大的能量，为人类开辟了一个新时代——原子能时代。众所周知，煤和石油是目前主要能源，但它们燃烧时会放出大量灰尘和有害气体，造成严重的环境污染，且资源有限。核裂变的发现使核能成为世界各国非常重视的新能源。从1954年6月27日前苏联建造了世界上第一个原子能发电站以来，至今已有300多座原子能电站建成，我国也相继建成了秦山和大亚湾两座核电站，为工农业生产输送着强大的电力。
除此而外，核裂变时产生的放射性同位素可以标记原子，广泛应用于工业探伤及农业、医学等科学实验中。裂变时产生的中子和射线不仅运用于物理研究之中，而且在军事、天文、医疗等方面发挥重要作用。
核裂变的发现加深了人们对原子结构的认识，科学家们运用各种最新的手段探索原子的奥秘，以后又发现了核聚变。
由于裂变反应的深入研究，一些新的边缘学科随之诞生，如：放射化学、同位素化学、辐射化学、靶子化学、元踪原子化学等等。这些学科的发展为人类的健康及物质生活带来了无可比拟的变化，使人类跨入了原子时代。
从95号到100号元素
人们继续努力去寻找94号以后的超钚元素，用人工方法又制得了镅、锔、锫、锎等。这些元素都是自然界里所没有的。
1944年，西博格、詹姆斯和吉奥索用质子轰击钚原子核，先制得了第96号元素，取名为“锔”。锔的希腊文意思是“居里”，是为了纪念居里夫妇的。
锔是银白色的金属，也是放射性元素。它射出来的能量很大，使锔的温度可升高到1000℃。在人造卫星和宇宙飞船中，常用锔来做热源，也用做长寿命、结构紧凑的能源。
锔有8种同位素，锔-245是寿命最长的一种，半衰期500年以上。锔是裂变物质，可用来制造有特殊用途的超小型原子反应堆和原子弹。
1945年，西博格、詹姆斯、汤普森和吉奥索用同样的方法又制得了第95号元素，他们命名它为“镅”。镅希腊文是“美洲”的意思，用来纪念发现的地点美洲。
镅是银白色的金属，很柔软，可以拉成丝，也可压成薄片。镅有十种同位素，有1种镅-243，寿命最长，半衰期约1万年。镅-242是裂变物质，用来制造超小型原子反应堆和原子弹。
我国用人造元素镅-241制成了一种离子感烟报警器，它是利用镅-241自动放出α射线的特点，做成电离室，使空气电离，形成离子电流。当火灾产生的烟雾飘进电离室时，离子电流发生变化，使和它相连的报警系统发出火灾警报。这种报警装置体积小，不污染环境，灵敏度高。利用镅-241还可制造监测温度、毒气等的仪器。
人造元素都能放出不同的射线，是良好的辐射源。例如，镅-241放出γ射线，可以做γ射线源，用来测定痕量元素、分析溶液等。
1949年，美国科学家汤普森、吉奥索和西博格用人工方法轰击镅-241，制得了第97号元素，他们命名它为“锫”。锫是从“贝尔克利”转化来的，因为它是在美国加利福尼亚贝尔克利城的回旋加速器帮助下制成的。
锫是放射性金属元素，寿命很短，到目前为止所得到的锫的同位素的半衰期不超过几小时，因此应用就困难了。
1950年，美国科学家汤普森、小斯特里特、吉奥索和西博格用α粒子轰击锔-242，制得第98号元素，他们命名它为“锎”。锎是从“加利福尼亚”得名的，它是在加利福尼亚州制得的。
锎有11种同位素，其中锎-249、锎-251、锎-252、锎-254等4种同位素比较重要。最引人注目的是锎-252，它在原子核裂变过程中，会自动地放出中子，因此它被用做最强的中子源。每1微克（1微克＝0．000001克）锎-252，每秒钟能自动地释放出1．7亿个中子，同时放出大量的热。
锎-252也是很好的核燃料。锎-252发生爆炸所需要的最小质量只有1．5克。也就是说，只要有绿豆那样小的一点儿锎，就可以制造微型原子弹。
锎-246的半衰期只有35小时，而锎-252的半衰期是2．65年，它能自动地放出大量的高能中子。锎-252是一种得天独厚的中子源，是任何反应堆所望尘莫及的。中子照相是一种新发展起来的无损检验方法，既可以检查机械部件的内部有无缺损，还可以用作医院临床诊断，比X光照相辨别更为明晰。
锎-252做中子源，可以用于中子活化分析。这是一种灵敏而快速的物理分析法，在几分钟内可以分析出一百万分之一到一亿分之一克的痕量元素。在考古工作中，用中子活化分析法，可以判断古代文物的年代和其他特征，对被照射过的古物没有损害。
利用锎-252中子源可以测定石油油井出油层和水层的界面，也可以测量土壤湿度、地下水的分布等情况。英国、日本等国已开展中子治疗癌症，疗效比X射线和γ射线更好。
人工制造锎，工艺复杂，产量极少，成本昂贵，应用上就受到了限制。目前世界上每年只制得锎几克。价格用微克来计算：每0．1微克锎价100美元，每克锎价格就是10亿美元。可以说，锎是世界上最昂贵的金属了。
人们继续寻找超钚元素。第99号、第100号元素还没有制得以前，却在一次爆炸试验中无意被发现了。那是在1952年11月，美国在太平洋马绍尔群岛的一个珊瑚岛上空爆炸了第一颗氢弹。这次是利用氘聚变成氦时所释放的巨大能量进行爆炸的。爆炸的威力相当于1000万吨TNT炸药，是在广岛爆炸的那颗原子弹爆炸力的500倍。这次爆炸是那样厉害，竟把那个小岛炸个精光。
科学家收集了附近爱尼维托克环形岛上约1吨珊瑚，对它进行了大量化学处理以后分离出了微量的锿-253同位素（第99号元素）和镄-255同位素（第100号元素）。
1952年，美国的吉奥索等人用人工制得了锿元素，锿的原意即“爱因斯坦”，是为了纪念美国著名科学家爱因斯坦。
1953年，美国的吉奥索等人用人工制得了“镄”元素，镄的原意是“费米”，是为了纪念意大利科学家费米。
从钔到铹
早在1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮，就使氮元素变成了氧元素，第一次实现了元素的人工转变。当时由于α粒子的能量还不够大，因此没有能制造出更重的元素。到了30年代，美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，使加速的粒子像炮弹那样去轰击原子核，从而产生出新的原子核。首先，用氘轰击钼，制造出第一个人造元素锝，以后又制得了一个又一个人造元素。
可是利用中子方法——“轻炮”不能无限地制造人造元素，这是因为打入铀核中的中子数不能无限制地增加。看来到第101号元素（钔）就结束了。必须另找新的途径。
1955年，美国科学家吉奥索、哈维、肖邦、汤普森和西博格等用肉眼看不见的极薄一层锿-253同位素的原子（总共将近1亿个原子），涂在比人的头发丝还细的金箔上，作为靶，用α粒子以5万千米/秒的飞快速度从靶上打中了锿核，新元素的原子核从第一片金箔上飞出，“落”在后边的第二片金箔上。
化学家们从第二片金箔上得到了第101号元素。数量竟如此之少，总共收集到了17个原子。这种微量物质既不能用分辨率最大的显微镜去察觉，也不能用最精确的天平去称量。即使这样这种新元素的发现者还是测定了它的某些放射性能和化学性能：他们把101号元素命名为“钔”。钔的原文是“门捷列夫”的意思，以纪念俄国化学家门捷列夫。这个发现成了元素周期律的创造者的最好的纪念碑。周期律在近百年来一直作为并将继续作为寻找和合成新元素的“指南针”。
钔所以引人注目，不仅是周期表中100号以上的元素是由它开路的，而且还由于它的合成是超铀史诗中的一个顶峰。到钔为止，使用“中子炮弹”接连合成了9种超铀元素的老办法，宣告结束。
要合成新元素，必须要有更强大的装置。一种能量更大的粒子加速器诞生了。它不用中子流，而改用加速的碳、氮、氖核。利用回旋加速器产生加速重离子“炮弹”，去轰击另一种重原子核，这两种原子核碰在一起互相融合，于是变成了新的元素。
101号元素钔以后的新元素，都是用加速重离子“炮弹”制造出来的。
1958年，吉奥索、赛克兰、沃尔顿和西博格用碳离子炮弹轰击锔，制得了第103号元素。这个新元素被命名为“铹”，用来纪念美国物理学家、回旋加速器的发明者劳伦斯。
铹是短命元素，半衰期为3分钟。
第一个人造的元素
20世纪30年代初，在化学元素周期表的“大厦”里，有9个“房间”：第1号“房间”的住户是氢元素，最末的92号“房间”，住户是铀元素。从氢到铀的所有“房间”中，还有4间房没有住户。
这4间空房是43号、61号、85号和87号。它们的元素主人在哪儿呢？人们早就在寻找这4个元素，而且不断有人声称自己已经找到了这些元素，有的人甚至还给这些元素起了名字。但是最后都被否定了。人们认为它们是“失踪了”的元素。
随着人们对放射性元素的深入研究，逐步揭开了原子和原子核的秘密，加上“原子大炮”——回旋加速器的出现，终于把这些失踪了的元素一一找到了。
原来这4种元素都是放射性元素，原子核会不断分裂，放出α粒子或者β粒子，变成另外一种原子核，这种变化的过程叫做衰变。每一种放射性物质，都有固定的衰变速度；而不同的放射性物质的衰变速度是各不相同的。放射性元素的量衰变减少到它原来的一半所需要的时间，化学上叫做半衰期。各种放射性物质的半衰期有长有短，差别极大。长的可达100多亿年，短的还不足一秒钟。在自然界，有的放射性元素还可以在矿物中找到，有的却在地球上早已绝迹了。
这4种失踪了的元素的半衰期都比较短，在自然界存在极少，甚至快绝迹了。人们长期找不到它们，就不奇怪了！
人们发现，对于那些不会自动破裂的稳定的原子核，也可以用人工的方法去打开它，从而使一种元素变成另一种元素。这就是人工核反应。最早，人们用放射性物质放射出的α粒子作为“炮弹”，去轰击原子核，实现了人工核反应。后来还使用了其他种类的“炮弹”——质子、中子、氚核，还使用了各种粒子加速器，来增加“炮弹”的威力。
1937年，意大利化学家西格雷和佩里埃用能量约500万电子伏特的氘核去“轰击”第42号元素——钼，第一次制得了第43号新元素，他们把这新元素起名为“锝”。锝的希腊语意思是“人造的”。
锝，成了第一个人造的元素。它制得的数量极少，总共才一百亿分之一克。这个新元素的性质同锰有些相似，而同铼更相似。
1938年，西格雷和美国科学家西博格共同发现半衰期约20万年的锝的同位素。现在用各种核反应制得了20种锝的同位素。锝-99同位素具有最长的半衰期，长约22万年。现在每年能制得几百千克锝。
锝并没有真正在地球上消失，人们发现在大自然中，也有微量的锝存在。
1949年，美籍中国女物理学家吴健雄和西格雷在铀的裂变物中也发现了锝。据测定，1克铀全部裂变以后大约可取得26毫克锝。
锝是银白色闪光的金属，具有放射性。它熔点高达2200℃，很耐热。锝在－265℃时，电阻会全部消失，变成一个没有电阻的金属。锝在酸中溶解度很小，人们常用它来做原子能工业设备中的防腐材料。
元素周期律的发现
19世纪30～50年代，化学分析技术已很进步，化学家们能够知道在岩石、土壤里含有哪几种元素，各有多少。他们又制造出了复杂的天平，能够进行精密的测定。可是在一段较长的时间里，化学家只发现了钒、镧、铽、铒、钌5种元素。连前面发现的一共是58种元素。
还是物理学给化学帮了忙。像先前伏特发明的电池那样，电帮助戴维接连发现了几种新元素。这一次，化学家发现的铯、铷、铊、铟、氦等，都是得到了光的帮助。
1869年，俄国化学家门捷列夫在总结前人经验的基础上，发现了元素之间的内在联系——化学元素周期率。
门捷列夫分析了元素的颜色、比重、硬度、沸点、导电性、磁性、导热性等各种性质后，终于找到了一种元素相互之间的联系：各自的原子量。
门捷列夫把各种化学元素按照原子量，从小到大排成一长列。他发现，任何一种元素，每隔大约7个，就会出现一个性质十分相似的元素。例如，锂和钠、钾相似，都是一价的碱金属；铍和镁、钙相似，都是二价的碱土金属；硼和铝相似，都是三价的，它们的金属性和非金属性都不很强烈；碳和硅相似，都是四价的，都有较弱的非金属性……
在排列周期表的时候，也出现了不少难题。首先，当时已发现的元素只有63种，那些还没被发现的元素放在什么位置上？其次，当时测定的原子量有一些是错误的，如何对待？
门捷列夫大胆而又巧妙地解决了这些难题：在周期表里留出一些空格，每个空格就代表一个未发现的元素，并且推算出了这个未发现元素的原子量，预言它的性质。当发现某个元素的原子量同它在周期表里的座位不相符合的时候，就根据这个元素的其他性质来确定位置。
门捷列夫由此得出了一个重要的自然规律：元素的性质周期地随着它们的原子量而改变。
元素周期表的诞生，开创了化学科学发展的新纪元。它不仅反映了化学元素的自然分类和它的最根本的规律，同时为人类认识自然界提供了一个重要工具。人们不仅可以总结已有的化学知识，而且可以预见未来。
门捷列夫使用元素表曾预言的11种未发现的元素，后来一个个都先后被发现了。化学家测得这些元素的性质，同门捷列夫的预言惊人地相似。
1875年发现了镓（就是门捷列夫预言的亚铝）；1879年发现了钪（就是预言的亚硼）；1886年发现了锗（预言的亚硅）；1898年发现了镭和钋（预言的亚钡和亚碲）；1899年发现了锕（预言的亚镧）；1917年发现了镤（预言的亚钽）；1925年发现了铼（预言的三锰）；1937年发现了锝（预言的亚锰）；1939年发现了钫（预言的亚铯）；1940年发现了砹（预言的亚碘）。
门捷列夫利用元素周期表还纠正了某些测量不准确的原子量。他一共修正了近10个元素的原子量，还建议重新精确测定另外几个元素的原子量。例如，在元素周期表的铝下边，曾留有一个空格，门捷列夫预言了这个元素的名称（亚铝）和性质。4年后，德布瓦绍德朗发现了一个新元素，定名为镓。预言的亚铝同镓的性质大多相似，只是比重一项差值比较大。预言是5．9～6．0，测定是4．7。门捷列夫写信给德布瓦绍德朗说，镓的比重是错误的，建议重新测定。当时世界上只有德布瓦绍德朗有一小块镓，他收到信后不相信这样的事，回信说不会错。门捷列夫再次去信，坚持自己的意见。德布瓦绍德朗重新提纯了镓，测出比重为5．95，正好在预言的比重之间。
探索新材料的工作需要用到周期表。锗和硅在周期表里的位置邻近，都是半导体材料，可以启发人们在邻近的元素中去寻找新的半导体材料。氯、硫、磷也是邻居，它们都是制造农药的元素。第八族元素铁、钴、镍、铂等都是催化剂材料。
人们还根据化学元素周期律，发现了一系列的惰性气体。从元素周期表发表起到19世纪末，又先后发现了镓、钬、镱、钪、钐、铥、钆、钕、镨、镝、锗、氟、氩、铕、镭、钋、氪、氖、氙、锕、氡等21种元素，连前面发现的一共是84种元素。
化学元素周期律既推动了现代有机化学、催化化学、放射化学的发展，也帮助解决了现代原子物理学上的难题：原子核里正电荷数的测定、核外电子的分布。
但是人们对周期表里的一切，并不都是了解得很清楚了。例如，周期表里的氩和钾、碲和碘、钴和镍、钍和镤，从同一周期里元素性质的递变和同一族里元素性质相似上看，是合适的。可为什么它们原子量大小排列的次序却都颠倒了？
再比如说，在当时周期表的各个周期里，第二、三、四、五、六周期中，至少都有8个元素，可在第一周期里，为什么却只有氢和氦两个元素，一边一个孤零零地呆在那儿？
元素的性质为什么会随原子量递增的顺序而出现周期性的变化呢？等等。
这些问题在当时都是一些不解之谜。
玻璃的发现
关于玻璃的发现，欧洲有一个古老的传说：在2000多年前，有一艘腓尼基商船在航行中遇到大风浪，没法继续前进，只好就近抛锚。船员们纷纷上岸，准备做饭吃。那里是一片沙滩，到处都是砂粒，找不到石块来架锅。他们从船上搬来碱块当石头，垒起炉灶，烧火做饭。当风平浪静后，他们收拾锅灶，准备扬帆启航，这时有个船员发现，在原先支炉灶的沙滩灰烬上，有一些闪闪发光的明珠似的东西。据说这就是最早的玻璃。
古罗马博物学家普林尼把这个传说写进了他的著作《自然史》里，指出腓尼基人发现的东西是玻璃。那里的沙滩上有很多砂粒，大多是细小的石英颗粒。船员们用碱块垒成炉灶，烧饭的柴火把石英砂粒和碱烧化熔成一体，就成为玻璃了。
传说不一定可靠。近代有些科学家按普林尼记载的古老传说中的办法，重新做了一遍，没有得到玻璃晶体。但是有一点倒是真的：玻璃确实是由石英沙子做主要原料熔融而来的。矿物学家说：“石英是玻璃的父亲。”
从埃及古墓中发掘出来的啥舍苏女皇的项珠——一串墨绿色的玻璃珠，在地下整整埋了4000多年。这是目前发现的人类历史上最早的玻璃制品，当时比金银首饰还珍贵。只是那时熔炼温度不高，玻璃珠不很透明。
古代埃及很早就知道用泥坯来烧制陶瓷了。先制成泥坯，然后在上面涂上一层砂粒和碱（苏打）的混合物，这层混合物在焙烧中熔化后，就沿着泥坯表面流散开来，于是使泥坯外面包上了一层光滑的釉。釉也是一种玻璃。
人们在烧制彩釉陶瓷过程中，用石英砂粒、苏打、石灰石等为原料，终于发现了烧制玻璃的方法。
关于玻璃的历史，外国学者有的说，公元前12世纪，埃及首先发明制造玻璃的方法，而后传人腓尼基和叙利亚；有的说，玻璃发明于叙利亚，时间约在公元前15～前16世纪，而后才传到埃及。
在我国古代文献中，最早有汉武帝（公元前2世纪）命人至海外“市玻璃”的记录。但近年来我国不少出土文物证明，我国古代也有自产玻璃。洛阳西周早期墓中发现一个白色料珠，把我国自产玻璃的起点提前到公元前11世纪。至今，上自西周、春秋、战国、秦汉直到明清，都有玻璃器物发现，工艺水平日渐进步。清宫玻璃厂当时已经能生产透明玻璃和颜色多达15种以上的单色不透明玻璃，还创制了二色和三色“套料”。清宫制造的玻璃灯更是瑰丽多彩。
在很长的时期里，玻璃一直是王公贵族厅堂上的摆设和艺术品。如今，玻璃已经成为日常生活中不可缺少的用品啦。眼镜、茶杯、果盘、酒瓶、热水瓶、玻璃板、灯泡、镜子、照相机镜头等等，都得用玻璃来制造。琳琅满目的玻璃工艺品，上面蚀刻着漂亮的花纹，花、草、虫、鱼，栩栩如生。(https://www.daowen.com)
玻璃受到碰击就会碎裂，可是它却十分耐压，甚至比同体积的生铁还耐压。玻璃很坚硬，普通的刀、钻都不能动它分毫，只有用高级合金钢刀和金刚砂轮才能在玻璃上刻出痕迹来。
玻璃制品有许多独特的优点：透明、不锈、不烂，这些是金属、砖石、木材等望尘莫及的。玻璃性质稳定，它不怕盐酸、硫酸、硝酸和王水的侵蚀，也耐强碱的腐蚀。玻璃制的烧杯、试管、曲颈甑等是化学实验室使用最多的实验工具。
可是“一物降一物”，玻璃一碰上氢氟酸就会被腐蚀。氟是最活泼的元素，几乎能同粘土所有元素发生化学反应。氟和氢结合生成氟化氢，氟化氢溶于水成为氢氟酸，它遇到玻璃就会产生化学反应。原来玻璃中的二氧化硅遇到氢氟酸，会生成能挥发的四氟化硅气体和水，于是玻璃就被腐蚀成为毛玻璃。
氢氟酸是蚀刻玻璃的巧匠。利用它的这种特性，可在玻璃工艺品上刻出各种美丽的图案。先将玻璃器皿放进熔化了的石蜡中浸一下，然后用刀子划破蜡层刻成花纹，再涂上氢氟酸，或者放进氟化氢气体中，进行腐蚀。当洗去残余的氢氟酸，刮掉石蜡后，玻璃器皿上就留下了美丽的花纹。在玻璃化学仪器如量筒、滴定管上进行刻度，也采用这种方法。
氢氟酸会腐蚀玻璃，因此不能将氢氟酸存放在玻璃容器中。
水泥的发明
现代水泥的主要成分是硅酸盐类，所以它的新名字是硅酸盐水泥。
今天，科学上把制水泥、制陶、制玻璃的工业统称硅酸盐工业。因为从化学的角度来看，它们都是不同形态、不同组成的硅酸盐。
现代水泥是谁最早发明的，曾经有过不同的说法。英国人说，最早发明水泥的是英国人阿斯普了。他曾用“波特兰”水泥建造了英国伦敦泰晤士河河底的隧道。
俄国人说，最早发明水泥的是俄国人契利耶夫。
事情还得从18世纪初开始说起。那时候，人们长期使用火山灰和人造火山灰来做胶合材料。它们虽然能在水里结硬，可是使用起来不方便，而且捣得不结实，就不很坚固。人们一直在寻找更好的水硬性胶合材料。
人们发现，有的石灰能够在水里结硬，有的石灰不能这样，却不知道是什么原因。俄国工程师揭开了这个谜：含有粘土的石灰石烧成的石灰，在水里有结硬的性质。
1825年，世界上第一本有关水泥制造的书籍在莫斯科出版了。这本书就是契利耶夫写的，他在这本书里介绍了水泥的制造、性能及其调和的方法等。把一份石灰和一份粘土加水拌和，制成砖块，用干木柴在炉里煅烧到白热，然后把所得的产品碾细过筛，就制成了水泥。他说，要使水泥增加强度，在搅拌的时候可加些石膏。
这种制造水泥的原理，跟现代完全相同。
1985年，我国考古学家在甘肃省秦安县大地湾新石器时期文化遗址，发现了用水泥和人造轻骨料铺成的混凝土地面。在一座保存完好的建筑物里看到，主室地面全部用混凝土铺设，呈青黑色，表面平整、光洁。经分析、实验，证明大地湾古水泥的主要成分是硅和铝的化合物，同现代的硅酸盐水泥基本相同。它的抗压强度相当于现在的100号硅酸盐水泥。
这说明，中国约在5000年前就已经有了水泥。
钢筋和钢管混凝土的发现
水泥做成的石头，抗压能力强，但是它的抗拉能力却只有抗压能力的1/10。正是这种情况，使水泥的应用受到了限制。
1867年，法国有一位名叫蒙约的花匠，为了使花盆不至于被植物根系胀裂，在花盆外绕上铁丝，效果很好。后来他用铁丝扎成花盆骨架，再浇注进水泥，结果效果更好，并取得了制造专利。以后这种技术引伸到板、拱、管等建筑结构的制造方面，使混凝土得到了广泛应用。
1891年，俄国的别列柳布斯教授把钢铁做成钢筋，浇制在混凝土里，进行试验，这就是最早的钢筋混凝土。1904年，由他建议建造的世界上第一座钢筋混凝土的灯塔在俄国建成了。从此，水泥的用途就更广了，钢筋混凝土在建筑史上开创了一个新纪元。
钢筋混凝土有着许多优越性能，钢的抗拉力和水泥抗压力结合成了一个整体，在外力作用的时候，水泥和钢筋一起变形，不会发生分离。钢铁在空气中容易生锈，但是钢筋混凝土中，水泥在钢铁外面包了一层密实的外衣，使钢铁跟空气隔绝了，不生锈。钢铁受到600℃以上的高温，就会烧得通红，软化下来。可是钢筋混凝土是很好的防火材料，遇到1000℃以上高温，也不会发生危险。
有了钢筋混凝土，那些原来使用钢铁的地方，有很多可以用它来代替，这样就节约了大量的钢铁。现在那些高耸云霄的大厦，大跨度的桥梁，深邃的矿井，抗风搏浪的海堤等等，都离不开钢筋混凝土。
除了钢筋混凝土外，还有竹筋混凝土、钢管混凝土。
1915年，我国广州首先建造了竹筋混凝土房屋。以后陆续修建了一批这样的建筑物。解放后，广州市建筑工程局经过科学的计算，对竹筋做了防水和防腐处理，又修建了一座试验所和疗养所。试验证明，民用建筑的楼板、门窗框、窖井盖等，都可使用竹筋混凝土。
20世纪60年代，出现了一种新型结构材料——钢管混凝土。它有好几种，一种是在钢管内填充混凝土，另一种是在钢管外浇灌混凝土，还有一种是在钢管内外都加混凝土。
钢管混凝土强度高，承载能力大。同样一个混凝土结构，如果使用钢管混凝土，它的重量只有钢筋混凝土的重量的1/3或一半。它的用钢量要比钢筋混凝土的用钢量降低40%以上。
混凝土是一种脆性材料，可是当混凝土充填到钢管内，由于受到钢管的箍紧作用，处于三向应力状态，情况就完全两样了。在受荷过程中，它和钢管一起发生明显的塑性变形。
20世纪60年代以来，我国科技工作者对钢管混凝土进行了一系列的基本性能试验研究，提出了设计计算公式，并且在各种不同的工程中推广使用。地铁车站柱、单层厂房柱、高炉平台和锅炉构架等等，都使用了钢管混凝土。这些工程为国家节省了大量的钢材。例如，我国第一台60万千瓦发电机组的锅炉构架，如果采用钢柱，用钢量需1450吨，而采用了钢管混凝土后，用钢量只需621吨。
普通钢筋混凝土结构，受到超过强度的冲击荷载时，结构就会崩裂倒塌。而钢管混凝土即使是在超过强度的冲击荷载作用下，由于结构具有很大的韧性，构件也不会崩裂，只产生较大的塑性变形。因此钢管混凝土的抗震性要比钢筋混凝土优越得多，适合于建造地震区的建筑物。而且这种结构比普通钢筋混凝土施工快，不要模板，节约木材。
不锈钢和铬的发现
钢铁是现代工业的宠儿，宏伟的工业化计划需要各种钢材——不锈钢、结构钢、工具钢、滚珠轴承钢等等，它们大多含有铬。
不锈钢的发现是很偶然的。1913年，英国科学家布里尔在研制合金时，制得一种铬铁合金成品，因性能不符合标准，就把它抛在一边。过了一段很长的时间，废品堆里的不少金属已被锈蚀得千疮百孔、面目皆非了，而独独那块被抛弃的铬铁合金却依然故我，完整无恙。布里尔十分惊奇，把它拣回去重新研究，终于制成了最早的不锈钢。
为什么不锈钢特别耐腐蚀呢？原来铬在潮湿的空气中很稳定。当接触到强氧化剂浓硝酸时，首先在金属表面形成一层致密的三氧化二铬薄膜，阻止进一步被氧化。合金中添加铬，也会形成这种稳定的薄膜，阻止电化学腐蚀。
在钢中加进12%以上的铬（有的含铬17%～19%，含镍8%～13%），就得到不锈钢。这种钢的含碳量要求低于允许的最小含碳量（0．1%）。因为过多的碳会形成碳化物，在钢的晶粒边界析出，从而降低铬在晶粒内部的含量，使钢难以抵抗酸和氧的作用。
不锈钢具有很好的韧性和耐腐蚀性。人们曾做过试验：用重量都为20克的不锈钢和普通碳素钢各一块，放进稀硝酸中煮上一天，取出称重，结果普通碳素钢重13.6克，而不锈钢却重19.8克。在常温下，不锈钢同空气、水蒸气、海水、酸、碱等接触，耐蚀性很好。因此汽车工业普遍地采用不锈钢来造内燃机零件；化学工业用不锈钢来制造各种管道、反应塔等防腐设备；造船工业用不锈钢来制造轮船、汽艇和潜水艇的船身。在日常生活中，人们常同不锈钢打交道。手表、全钢的表带和表后盖都是用不锈钢做的；半钢的、表后盖是不锈钢做的，而表壳是用其他金属做的。现在茶杯、饭锅、蒸锅，也有用不锈钢制的。医疗器械如手术刀、剪、注射器、针头等，大多是用不锈钢做的。人们常说的镀“克罗米”，其实就是镀铬。
铬是拉丁语的音译。
在合金中，加进数量不同的铬，可以制造出各种不同用途的合金。滚珠轴承钢坚硬而耐磨，这种钢含1%的碳、1．5%的铬。铬钢中含有25%～30%的铬，可以经受1000℃的高温。这种钢做的零件，受热后也不起“鳞皮”。镍、铬和铁的合金，可以制成良好的加热元件，如果再加进钴和钼，能耐650℃～900℃的高温，可用来制造涡轮机的叶片。钴、钼和铬的合金，对人体无害，可用于外科的修补材料。一种以锰、铬和锑合金为主的材料，它的磁性可随温度的改变而变化，普遍应用于自动装置中。
轮船外壳长期浸在海水中，往往受到腐蚀。1969年，日本的一艘5万吨级的矿石船，因船身腐蚀断裂而沉没。因此各国科学家纷纷进行研究耐海水腐蚀的钢材。我国研制了一种铬铝的合金钢，耐海水腐蚀性能比普通碳素钢高一倍。国外研制的铬硅合金钢，能在金属表面形成硫酸盐膜，也很耐腐蚀。
铬的化合物三氧化二铬，颜色绚丽。在氧化铝中添加一定量的氧化铬，就可人工造出光彩夺目的红宝石来。氧化铬还用于制造拖拉机发动机摩擦零件。当氧化铬燃烧时，形成了细小的颗粒，它们飞落在汽缸的内壁和其他摩擦表面上。在摩擦过程中，把所有粗糙的地方都磨平抛光，使零件紧密地吻合。录音磁带表层的颗粒，用氧化铬替代氧化铁，录音质量显著提高了。
铬耐大气腐蚀的特性是金属王国中出类拔萃的。科学家曾经试验在金属表面上镀铬，遇到不少困难，花了75年时间才得到解决。1920年，人们发现，只有六价铬才能生产出符合要求的铬镀层，它开始用于电解液中。六价铬有毒性，现已开始用三价铬代替它。根据不同的要求，镀层厚薄也不同。汽车、摩托车和自行车的外部零件上，镀层厚度在0．1毫米以下，而用于装饰美观的镀层，如眼镜架、钟表表面、手表带、门把手、车灯、照相机架，镀层薄到0．0002毫米～0．005毫米。在一些炮筒、枪管内壁，镀铬层很薄，但是当发射了千百发以后镀层仍然存在。
镀铬层还另有妙用。镀铬的聚苯乙烯比不镀铬的塑料耐用，它不受磨损、弯曲和冲击等的影响。用这种材料做零件，使用寿命也长。用薄的镀铬层来保护金刚石，那些有细小氧化裂纹的天然金刚石，仿佛披上了一件碳化铬的“铠甲”，从而得到了双重的效果：既可使金刚石做的刀具、钻头更耐用，又可使金刚石变得更硬。
墨水的来历
墨水多数是蓝色的，也有红色、绿色的，黑色的墨水很少。那为什么却叫它“墨水”呢？原来从前墨水只有黑色的，没有蓝色和绿色的。最早制造墨水的原料是煤烟和水，它黑得像墨，由此得名。
2000多年前，埃及和阿拉伯的学者和商人，就用墨水来写字和记账。这种墨水容易沉淀，蘸水前得摇晃墨水瓶，写字很不方便，字迹也不清楚。后来人们在墨水里掺进胶水，墨水变稠了，煤烟就不易析出来。
100多年前，化学家发现五倍子等植物里含有鞣酸，它同铁离子生成的黑色物质可以牢牢地粘附在纸、布等纤维上，形成字迹，永不褪色。用它来做墨水很理想。可是鞣酸铁是细粉末，不溶解于水，没法使用，而鞣酸亚铁却能溶解在酸性水溶液里，它在空气中会慢慢氧化变成黑色的鞣酸铁。
人们就用五倍子，加上鞣酸亚铁和胶水来制造墨水。用这种墨水写的字，必须借空气的帮助，使鞣酸亚铁氧化以后字迹才变得清楚。人造染料发明以后人们在墨水中掺进点蓝色染料，制成现在的蓝黑墨水。
蓝黑墨水写出来的字，刚开始时是蓝色的，这是蓝色染料的原色。过了一段时间，无色的鞣酸亚铁被氧化成黑色的鞣酸铁，字迹便由蓝变蓝黑了，蓝黑墨水变色的奥秘就是这样。
为了防止鞣酸亚铁产生沉淀，墨水里还得放进一些硫酸。为了便于墨水的保存，还得在墨水中加进一些防腐剂。在使用墨水时，必须注意随时将墨水瓶盖盖好，以防鞣酸亚铁过早地氧化成鞣酸铁，发生沉淀。墨水还怕见阳光，太阳光不仅会使墨水蒸发浓缩，而且会使墨水褪色。应该把墨水放在阴凉的地方。
用纯蓝墨水或者红墨水、绿墨水写的字，日子久了会褪颜色。这是因为纯蓝墨水、红墨水和绿墨水的主要成分是染料，没有鞣酸亚铁。普通的染料碰到空气会被氧化，时间一长字迹就越来越淡啦。
当然，蓝黑墨水里的蓝色染料也会氧化褪色，但是由鞣酸亚铁氧化变成的黑色鞣酸铁是永不褪色的。因此人们为了要把书写的字迹（如档案、文件等）长久地保存起来，就要用蓝黑墨水。
纯蓝墨水是用水溶性的染料做的，一遇上水，字迹会“溶解”，蓝黑墨水也有水溶性染料，但主要成分是鞣酸亚铁，被氧化后变成黑色的鞣酸铁，是不会溶解于水的。
同样是用染料做的墨水，还有不同：有的墨水是用酸性染料制成的，有的墨水是用碱性染料制成的。酸和碱碰在一起就会中和，产生沉淀。因此不要将两瓶不同性质的墨水倒来倒去，不要用没有洗过的墨水瓶去盛另一种牌子的墨水。一枝自来水笔最好吸一种牌子的墨水。如果换墨水，得先将笔胆用清水洗干净。
用钢笔或自来水笔写字，写错了怎么办？如果墨水用的是纯蓝、红色、绿色、紫色的，那只要涂上一点漂白粉溶液，染料经过氧化作用，颜色褪去，字迹就消掉了。如果用的是蓝黑墨水，那就得用“褪色灵”药水，它有甲乙两种瓶，甲瓶里盛的是草酸溶液，乙瓶里盛的是漂白粉溶液。使用时，先将草酸溶液涂一点在字迹上（它能把黑色的揉酸铁还原成为无色的鞣酸亚铁）用吸水纸吸干，然后再用漂白粉溶液在字上涂一下，剩下的蓝色染料字迹也消掉了。
炸药的发现
一谈到硝酸甘油，就会联想到炸药和“炸药大王”诺贝尔。其实硝酸甘油既是炸药，也是一种治病的药物，而且作为药物使用要比用做炸药还早。
1847年，意大利化学家索布列洛（他和诺贝尔都是法国化学家皮劳斯的学生）最先合成了硝酸甘油（学名叫丙三醇三硝酸酯），发现它是一种治疗心绞痛的药物。现在这种药物几乎在每个药房中都有出售，每当病人心绞痛发作时，只要把这种药片含在舌头底下，病症就会很快消除。硝酸甘油这种神奇的功能，拯救了成千上万处于危急状态的病人，成了他们随身携带的“护身符”。
南斯拉夫药厂曾制造出“苏思达克-米提”和“苏思达克-佛尔提”两种粉红色带白斑的药片，主要成分也是硝酸甘油。这两种药片中每片分别含2．5毫克和6．4毫克硝酸甘油，比通常的硝酸甘油片含量要高出好几倍。由于经过特殊的加工处理，病人吞服一片药片后，喝少量的水，先释出一小部分硝酸甘油，病症就可减缓。在1～12小时内，其余大部分的硝酸甘油也逐渐释出。不过，心绞痛急性爆发的人，不适宜服用“苏思达克”，而应服用硝酸甘油片。
19世纪中叶，硝酸甘油被称为“爆炸油”，它同玉米油和橄榄油相似，是无色或略带黄色的黏稠液体。普通的油类都比水轻，但硝酸甘油却比水重得多。当它受到摩擦或打击时就会引起爆炸。由于欧洲不少化学家在研究过程中，接二连三地发生爆炸事故，使人们对硝酸甘油“望而生畏”，甚至有些国家禁止使用纯净的硝酸甘油。
诺贝尔为制造实用的硝酸甘油，进行了艰巨的探索工作，为之献出了毕生的精力。他的最大成就是发明炸药和雷管。他一生中获得的发明专利达355项，成为19世纪最富天赋的发明家。
1833年10月21日，阿尔弗雷德·巴恩哈·诺贝尔出生于瑞典斯德哥尔摩一个工程师的家庭。他是家里最小的孩子，身体虚弱。他自己曾说过：“诺贝尔——这是一个虚弱不堪、奄奄一息的人，仁慈博爱的医生其实应该在他呱呱坠地之时就叫他再回到上帝那儿去。”但正是这样一个健康状况一直不佳的人，却成了著名的发明家。
1842年，诺贝尔的父亲受俄国政府的邀请去那里办工厂，诺贝尔便随家庭迁到俄国首都彼得堡，并在那里跟随家庭教师学习。他勤奋好学，除了学好老师布置的功课外，还着重学习化学、数学和外语，先后学会了俄、英、德、法和意大利语。1850年，诺贝尔先后到法国、德国、意大利和美国游历，随法国化学家皮劳斯学习两年之久。1853年，诺贝尔回到俄国，在父亲的工厂里工作。他父亲伊曼纽尔·诺贝尔为俄国制造战舰和水雷，曾因工作卓有成效而获得俄国皇室授予的金质奖章。
1859年，伊曼纽尔的工厂破产倒闭。这一年，诺贝尔随父亲回到瑞典。诺贝尔把发明的一种气量计向瑞典政府申请专利，并得到批准。这是他的第一个专利。
诺贝尔立志要制造出当时工业发展需要的大量开矿和炸石的炸药。他知道为使硝酸甘油具有实际用途，必须首先能控制它的爆炸。
1862年，诺贝尔开始了引爆实验。他把黑火药装在玻璃管内，再插上导火索，然后把它放在装有硝酸甘油的锡罐内。诺贝尔邀他两个哥哥一起到河边去实验。当他点燃导火索将炸药罐投入水中时，“轰”的一声巨响，水花四溅，地面震动，引爆实验成功了。这是现代炸药史上第一次实现人工控制的爆炸。诺贝尔把这种引爆装置叫做“诺贝尔火件”，也申请获得了专利。
引爆实验的成功，增强了诺贝尔寻求安全制造和应用硝酸甘油的信心。经过反复实验，终于找到了安全制造硝酸甘油的方法。可是在运输和使用时，硝酸甘油依然容易发生爆炸。仅1866年这一年，就发生了运输硝酸甘油的爆炸事故多起：3月4日，澳大利亚运输硝酸甘油的车辆在悉尼发生大爆炸；4月3日，“欧罗巴”号轮船上的硝酸甘油发生爆炸，全船沉进大海；5月，德国克鲁米尔硝酸甘油工厂在搬运中发生爆炸，全厂炸毁……
诺贝尔又反复进行实验，终于找到了安全运输硝酸甘油的方法：用两份甲醇同一份硝酸甘油配成的溶液就没有爆炸的危险。这种方法很安全，只是增加了运输成本。
诺贝尔又尝试用固体物质吸收硝酸甘油，以便利运输。他先后用黑火药、锯末粉、木炭粉、水泥、砖灰等做过大量的实验，几次爆炸事故几乎把他的实验室炸成一堆废墟。1864年9月3日，在一次引爆实验中，海伦堡实验室被炸成碎片，他的兄弟奥斯加和4个助手被炸死，诺贝尔因不在实验室得以幸免。
诺贝尔虽然很悲痛，但仍坚持做爆炸实验。他把实验仪器和工具搬到斯德哥尔摩郊外的玛拉湖的小船上，驶到湖中心去做实验。“有志者事竟成”，终于在1864年制成了一种叫“硅藻土代拿迈特”炸药。这种甘油炸药由75%硝酸甘油和25%硅藻土组成，它很快以安全和廉价而闻名世界。
1866年，诺贝尔在斯德哥尔摩的文特维肯建立了世界上第一座生产代拿迈特炸药的工厂。当年美国开凿的第一条铁路大隧洞——胡萨克隧洞，就是用这种炸药爆破施工的。不久诺贝尔又在瑞典、德国和法国等地办起了12家工厂，大量生产硝酸甘油和代拿迈特，远销欧、美、非洲和大洋洲。
1867年，诺贝尔又发明了雷管。他冒着生命危险用雷汞代替黑火药，装进铅制的管壳内，插上导火素，再插到黑火药包中，然后点燃导火索。“轰”的一声巨响，实验室立刻被滚滚浓烟吞没了，他也被炸得浑身血淋淋的，却高喊着：“我成功了！”以后他又反复实验，用调整管壳长度和其中雷汞的装药量，获得不同的起爆能力。
雷管的发明在人类进步史上有着重要的意义。自从发明黑火药后，炸药界最大的进步就是雷管的发明。它使硝酸甘油、硝化棉等物质的爆炸力可以有控制地释放出来。如果没有雷管，这些物质就不能用做炸药，开矿、采煤和筑路等建设速度就会十分缓慢。
后来诺贝尔又制造出了明胶炸药、巴里斯泰火药（又叫火棉炸药，是无烟火药的一种）、高爆速炸药、缓性炸药、特种炸药、兵工炸药、燃烧-爆炸型炸药等。他被誉为“炸药之父”。
1895年，诺贝尔在巴黎立下遗嘱，把他的3150万瑞典克朗遗产赠给瑞典皇家科学院等单位，作为诺贝尔奖金的不动基金，然后用它的年利作为5个诺贝尔奖的奖金——物理学、化学、生物学（包括医学）、文学以及和平奖。前4个奖由瑞典科学院授予，而和平奖由瑞典的邻国挪威授予。获得诺贝尔奖金常被认为是一项崇高的荣誉。
诺贝尔发明炸药原希望在经济建设上造福人类，但是后来炸药却被大量用于战争，加重了战争的残酷性和灾难性。他设立和平奖，以表达他倡导和平、反对战争的愿望。
1896年12月10日，诺贝尔在意大利的桑·瑞莫逝世，遗体火化后骨灰运回瑞典，安葬于斯德哥尔摩市郊。
细菌作用的发现
自从列文虎克用自制的显微镜首次发现细菌以后在很长一段岁月里，很多科学家都继续着列文虎克的工作。他们用经过改制的显微镜，从高山到海洋，从沙漠到湖泊，到处寻找各种细菌的足迹。但对细菌和人类有什么关系，它们在人类生活中究竟起什么作用，人们还一无所知。巴斯德的研究，首先揭开了细菌的这一奥秘。
勤奋的巴斯德
1822年，巴斯德诞生在法国多尔城一个勤劳能干的鞣皮匠的家庭里。
巴斯德在9岁时曾经历过这样一件事：他看到一家铁匠铺门口，有人拿白热的烙铁烫人的皮肉，被烫的人痛苦地呻吟着。这个被烫者是刚被一只疯狼咬伤的人，当时人们只有用这种方法进行治疗。但几周后这个被疯狼咬伤的人还是死于狂犬病。当时他问爸爸：“狼或狗怎么会疯？为什么人被疯狼咬了就要死？”他的父亲说：“大概是魔鬼附到了狼身上。”当时就连世界上最精明的医生，恐怕也只能这样回答。这伤口，这烙铁，在巴斯德的记忆中留下的烙印太深了。
巴斯德很早就入学读书，他是班上年龄最小的学生。他很喜欢学习而且好胜心强，学习成绩一直很好。中学毕业后，他又以优异的成绩，考上了著名的巴黎高等师范学院。
巴斯德在大学专攻化学，应该说试管、烧杯是他的亲密助手，但是他更喜欢用显微镜来观察实验过程中所发生的一切变化。他顽强努力，日积月累，不仅使自己成为一名优秀的化学家，而且最后还成为世界闻名的细菌学家了。
巴斯德26岁时，由于在酒石酸方面的卓越研究成果，一举成名。他被任命为法国里尔学院院长兼教授。在里尔城他第一次撞着了微生物，开始了他的重大研究，并向世人证明微生物是何等的重要，它和人类的关系是何等密切。
探索酸啤酒的秘密
一天，一个制酒作坊的老板，心事重重地来到巴斯德的实验室，说他的酒变酸了。
本来香味芬芳的啤酒怎么会变酸呢？这样的现象在一个一个制酒作坊里相继都发生了。老板们个个焦急万分，眼看着一批批酿好的啤酒发出酸味，全部堆在酒窖里，再也卖不出去了。那时大家都认为化学是神秘万能的，老板们就找到化学家巴斯德，寻求问题的答案。
巴斯德来到制酒作坊，闻闻那些出了毛病的酒桶，从中取些样品，又从未发酸的酒中取了样品，带回实验室。
他在显微镜下进行反复的观察。发现在这些酒里，总能看到许多以前列文虎克曾描述过的细菌。奇怪的是在发酸的酒里，它们共有两种类型，其中有一种随着酒味变酸，逐渐增多，并且变得活跃起来；而另一类细菌则始终没有变化。但是在不发酸的酒里，却只能看到后一种细菌的存在。
巴斯德经过几百次的核对，他终于弄明白了酒味变酸的原因。
原来麦芽酿成酒是由后一种细菌作用的结果因此在每种酒里都能发现它们。而前一种细菌则是酒味变酸的祸首。它们能把酿酒成分分解成酸，这样酒就变酸了。
巴斯德把酒味变酸的原因告诉了老板们，而且说只要在显微镜下检查一下酒汁，不用到嘴里品味，就能知道酒是不是变酸了。
老板们全瞪大了眼睛，“这微不足道的小东西就能使酒变酸？”他们拿来各种各样的酒，有酸得难以下咽的坏酒，也有陈年好酒，想试一试巴斯德是不是在说大话。
巴斯德把这些酒逐个滴在玻璃片上，放在显微镜下观察。他根据两种菌的情况，来判定酒味是香郁还是酸涩。每当他说出一种酒的性质后，就由一位品酒的师傅来尝味，作出鉴定。结果每一种酒的情况都被巴斯德言中了。
巴斯德继续研究发现，只要把刚发酵完毕的酒加热到一定温度，保持一定时间，就可以把能使酒发酸的细菌杀死，啤酒就可保持浓郁香甜的味道而不会变坏。这就是一直沿用至今的“巴氏消毒法”。
啤酒发酸的问题解决了，人们从此意识到微生物与人类生活密切相关。后来科学家把有益的酿酒菌叫做“酵母菌”，而把令酒发酸的菌叫做“乳酸菌”。这两种菌对人类的生活都有十分重要的作用。我们吃的面包、馒头之所以又软又甜就是酵母菌发酵的结果；许多人爱喝又有益于消化的酸牛奶则是乳酸菌的功劳。
寻找蚕病病因
自从中国的养蚕和织丝技术传到欧洲以后在法国的南部形成了一个养蚕业中心。
1865年，法国南部几乎所有的蚕都得了一种蔓延于整个欧洲大陆的奇怪疾病。蚕身上长满黑色斑点，不再吃桑叶，也不再吐丝作茧，而后病蚕成批地死亡。
蚕农们为了挽救病蚕，想尽各种办法，人们用硫磺、木炭，甚至用烟灰撒在病蚕身上，但蚕还是大批死亡，蚕病继续蔓延扩大。
蚕农们给政府写信，请求政府派专家来挽救濒于毁灭的养蚕业。来自法国南部，深知蚕农困境的化学家杜马教授在心急如焚的情况下，想起了自己的学生巴斯德。他虽然知道巴斯德不是这方面的专家，但他认为巴斯德勤奋好学，观察精细，思考大胆，长于实践，一定能解决这一问题。所以就找到巴斯德，要他想方设法为蚕治病。
巴斯德对此很是为难，他说：“我对蚕一窍不通……不仅如此，我连一条蚕也没见过呢！”
但出于对老师的尊敬和对蚕农的同情，巴斯德毅然把这事应允下来了。
巴斯德来到法国南部，一边学习养蚕知识，一边查找蚕病原因，探寻救治方法。
有些养蚕人向他绝望地苦笑，甚至有人口出怨言：“政府为什么不派一位动物学家或一位蚕学家来，却选了一位化学家？”“显微镜对于蚕病能解决什么问题？”
对于这些话巴斯德并没有在意，他认真地实验观察着。
巴斯德把病蚕用水磨成糊汁，吸一滴放在玻璃片上，在显微镜下观察。经过多次细微地检查，他发现病蚕身体内都有一粒粒棕色的微粒存在，这是一种椭圆形的细菌。而这种细菌在健康蚕身上是找不到的。通过百次的观察，巴斯德最后肯定这些微粒——椭圆形的细菌，就是蚕害病的根源。这种细菌是从外部进入到蚕身上的。它不仅在病蚕身上存在，在产卵的雌蛾体内也同样存在着。
巴斯德根据这个推断，采用了一种简单而又准确的检种方法。
他把产卵后的雌蛾用水磨成糊状，在显微镜下观察，如发现有致病菌，就将母蛾和卵一起烧掉。如果完全没有这种细菌，就把卵留下作为来年的蚕种。
由于无病蚕种的保存和病蚕的隔离、消灭，保证了健康蚕种的生长繁殖，终于挽救了整个濒于毁灭边缘的法国养蚕业。巴斯德首先发现了细菌与动物生命的关系。
微生物学之父
巴斯德还研究了许多人、畜病患。指出了当时死亡率极高的产褥热是由细菌引起的，炭疽杆菌是炭疽病的病原体。他在狂犬病、鸡霍乱的研究中，实际上开创了免疫应用的先河。
巴斯德的发现使我们认识到，微生物既是人类最凶恶的敌人，也是人类最有益的助手。
巴斯德把自己的一生，全部献给了研究细菌的事业。他建立了一系列研究细菌的独特技术方法，把细菌的研究从形态描述推进到生理学研究的新水平；开创了寻找各种可怕传染病的病原工作；指出了细菌在人类日常生活中所起的作用，是他奠定了微生物学的理论基础。
正如有位学者所说：巴斯德的一生，给人类带来了史无前例的影响……他的工作在人类最早的三门应用科学中都引起了变革。在工业方面，他给所有发酵工业奠定了巩固、合理的基础。在农业方面，给农学家的基本任务与方法指出了崭新的道路。在医学方面就更是做出了卓越的贡献。自从原始人类摆脱了森林野兽的威胁之后，在历史上还不曾有过像巴斯德的研究工作所引起的这样有决定意义的进步。
病毒的发现
在人类发现细菌以后很多凶顽的病原菌都先后被捉住了，由它们引起的传染病，也被控制住了。
但是仍有很多威胁人类生命的烈性传染病，在很长一段时间里找不到病原体。
1875年，费德希国王去澳大利亚旅行，患上了在澳大利亚大陆几乎每个孩子都得过的“麻疹”。当国王痊愈后回到自己美丽的岛国不久，岛上就开始了麻疹的流行。这里从未见过麻疹，人们对它没有丝毫的抵抗力。麻疹在费德希岛横行无阻，在很短的时间内，竟使这个只有1万余人口的小国，增加了四千多个坟墓，然而人们都一直不知道麻疹是怎么得的。
1918～1919年，全世界流行了一次可怕的瘟疫。它跨过高山峻岭，越过辽阔海洋，从炎热的赤道，到酷寒的两极，使全世界1/4的人得病。这次疾病使得许多工厂停工，学校停课，社会生活的正常秩序全被搞乱，成为全球性的灾难。2000多万人由此而丧生，比第一次世界大战中死亡的人数还要多。这就是“流行性感冒”，可人们依然找不到致病的根源。
从烟草花叶病说起
大流行病不仅在人群中发生，而且在动物、植物中也有类似的情况。
19世纪末，在欧洲一些种植烟草的农田里，发现好多烟草的叶片产生了疮斑，形成深浅相间的花叶，而且这种烟草花叶病到处传播。在荷兰工作的德国人麦尔出于好奇，把烟草花叶病病株的汁液，用注射器注射到健康烟草叶片的叶脉中，结果这些健康叶片，也发生了花叶病，这是人们最早知道这种烟草花叶病具有传染性。
1892年，在俄国大片种植烟草的农田里，也发生了这种瘟疫，而且传播十分迅猛，成片成片农田里的烟草叶片上长出疮斑，不久整个烟叶就完全枯萎腐烂，成百上千个种植烟草的农户，陷于破产的境地。
当时俄国年轻的植物病理学家伊万诺夫斯基看到这种可怕的流行病，就设法帮助这些种植烟草的农民，开始研究这种烟草花叶病。
他到农田采了一些染有花叶病的烟草叶片，把它们捣烂，加水调成浆液，再把它滴在没有患病的烟叶上。不久，这株原来健康的烟叶，也患上了同样的烟草花叶病。
他取出了一些捣碎了的花叶病烟叶浆，放在显微镜下观察，想找到一些引起这些疾病的细菌。但是一次一次地观察，始终没有能看到这种引起花叶病的细菌。
他想：如果把细菌都过滤掉，这种病还会传染吗？于是第二天就动手干起来了。
这一回，他把害病烟叶的浆液，通过一个非常精细的，连细菌都过不去的过滤器，进行过滤，并接了一瓶滤液。
他把这些没有细菌的滤液滴在健康的烟叶上，但令他惊奇的是这株烟草还是染上了花叶病，叶片上出现了块块疮斑，最后终于枯萎死亡。看来花叶病不是由细菌引起的。
那么会不会是由某种毒素引起的？因为毒素可以溶解在浆液里，也可以通过过滤器。
他把试验又做了一次，将通过过滤器的滤液，滴在一株健康的烟叶上，不久烟叶上就出现了疮斑，他再把这片烟叶加水捣成浆，再通过过滤器，将滤液滴在另一株健康的烟叶上，这株烟草也害起了花叶病，而且比第一次更快更强烈。他用同样的方法把第二株烟草的花叶病的滤液，给第三株、第四株烟草……结果所有的烟草全都染上了花叶病，而且病情全都一样。
这是多么奇怪的现象啊！伊万诺夫斯基想：如果烟草花叶病是由毒素引起，那么毒素从一株到又一株烟草上接种，应该是越来越淡，致病的作用越来越弱。然而事实上没有出现这样的情况。
“这绝不是没有生命的毒素，”他断言：“这一定是比细菌还要小的生物，它可以通过滤器的细孔，从一株烟草传到另一株烟草上。”
1898年，荷兰的生物学家贝哲林克，继续研究烟草花叶病，进一步肯定了伊万诺夫斯基的结果，并且发现烟草花叶病的病原，虽然在显微镜下看不见，在试管里用培养细菌的方法也培养不出来，但能在琼胶中扩散。于是他认为烟草花叶病的病原体，是一种比细菌还要小的“有传染性的，活的流质”。他给这样的病原体起名叫做“病毒（Virus）”，拉丁语的原意是“毒”。
随后，其他一些可通过细菌过滤器的病原体陆续被测知，1898年德国细菌学家勒夫勒和弗施，发现牛口蹄疫的病原体，也能通过细菌过滤器。1915～1917年，托特和德爱莱尔分别发现了噬菌体等等。
让恶魔现形
虽然人们知道了病毒具有传染性，但病毒到底是什么？还是个大问号。
1935年，美国的生物化学家斯坦利，从烟草花叶病病叶中提出了病毒结晶，人们又有了一个新的认识。斯坦利几乎磨了上吨重的花叶病烟草叶，将汁液过滤结晶，最终他得到了一小匙针状结晶的东西，把结晶物放在少量水中，用手指沾一点这溶液，在健康烟叶上摩擦几下，几天后这株烟草就会得花叶病。可见提纯结晶物的确是烟草花叶病毒。人们只知像食盐、蛋白质这类无生命的东西可以结晶，可这项实验使人们知道活的病毒也能结晶。
20世纪30年代初，发明了电子显微镜。它可以把物体放大1万倍以上，一些比细菌更微小的东西，也可以在电子显微镜下呈现出来。1943年德国科学家考希首次在电子显微镜下拍摄到烟草花叶病毒的照片，人们终于看到它那杆状的外形。随着科技的发展，人们又用各种现代的观察测试手段如电子显微镜、超速离心沉降法、电泳法、X射线衍射法等，看到了各种病毒的形态，而且知道了它们都有一个蛋白质的外壳，中心是核酸。这核酸，有的病毒是核糖核酸，有的是脱氧核糖核酸。有些病毒在蛋白质壳外，还裹有一层包膜。
病毒太小了，难怪人们一直难以发现它，大的如牛痘病毒，直径是250纳米，小的如口蹄疫病毒只有21纳米，比血清白蛋白的分子（22纳米）还小。1纳米有多大呢？1纳米只有百万分之一毫米（10-6毫米）。
1971年，在美国从马铃薯纺锤形块茎病中，分离出一种具有感染性和自主复制能力的低分子核糖核酸，科学家把它称为类病毒，是当今所知道的最小、没有蛋白质只有核糖核酸一种成分，专在细胞内寄生的分子生物。
1981年至1983年，在澳大利亚从绒毛烟、苜蓿和地下三叶草上又发现了一种后来称为拟病毒的生物。拟病毒可认为是包裹在植物病毒内的类病毒。
1982年又发现了一类与传统病毒有显著差异的病毒，只由一些蛋白质组成，被称为朊病毒。它能侵染动物并在寄主细胞内复制。
了不得的小东西
病毒的发现，使人类对微生物的认识进入了一个新的领域。现已知几乎所有的生物包括动物、植物和微生物普遍受到病毒的侵染。前面曾提到的麻疹、流感就是病毒在历史上造成的人间悲剧，即就是在科技进步社会文明的今天，病毒仍然在威胁着人类。艾滋病、传染性肝炎、小儿麻痹症等，都是由各种不同的病毒引起的。病毒不仅危害人体生命健康，也会导致动植物患病，使牲畜大量死亡，农作物颗粒无收。
据统计人类的各种传染病中，由病毒引起的占80%，在人类的恶性肿瘤中，也有约15%是由于病毒感染而诱发的。显然病毒是当前人类生命健康和农牧业生产的大敌。发现了病毒，了解了它的本质，就可有针对性地研制疫苗进行预防治疗，还可以对农作物病虫害进行病毒生物学防治。
然而病毒并非完全有害，某些病毒还有可利用的一方面，比如某些病毒可以调动人体免疫力，去抵御其他恶性疾病。
另外，这一发现以及随之而进行的研究，在探讨生命本质、生命起源以及遗传工程基因工程中，都得到广泛应用，为人类的生存，创造出巨大的社会效益和经济效益。
磺胺药物的发现
在发明了“六〇六”以后全世界的医学家和化学家参照欧立希的方法，继续从事抗菌药物的研制。
可是20多年过去了，却没有一种疗效显著的新药制造出来。直到1935年，德国医生杜马克才发现了一种名叫“磺胺”的新药。这种药对一向认为很难制服的链球菌、葡萄球菌等，具有极强的抑制作用。
最早，杜马克和他的助手们用金、汞等有毒化合物着手制造杀菌药物，没有一点效果。杜马克尝试着用欧立希改造砷化合物结构制造“六〇六”的办法，选用一种红色的染料，用化学方法来改变这种染料的结构，得到了好几种物质，然后用它来对付链球菌。这种病菌是猩红热等疾病的根源。
试验进行了无数次，结果都不成功。最后，轮到一种红色素——百浪多息来试验，奇迹出现啦：那些注射了链球菌而没有经过治疗的小白鼠，都死去了，而注射了百浪多息的小白鼠，都活了下来。多次实验结果都一样，这说明这种红色素有杀菌作用。
可是用红色素来杀菌，需要的剂量很多，把它用到临床就需要更多。杜马克经过不断试验，改变红色素的化学外构，结果制得了一种白色的粉末，它比红色素的杀菌效力大几十倍。
百浪多息是属于苯磺酞胺类的化合物。它能够杀灭细菌，是由于它在人体内能分解成一种比较简单的化合物——对氨基苯磺酰胺（简称磺胺）。
接着，杜马克又在兔子和狗等动物身上实验，都显现了磺胺杀灭链球菌的神奇本领。但把它应用于治疗病人还得选择适当的病例。
事情也巧，杜马克的小女儿爱莉莎的手指被刺破，链球菌从伤口进入血液里。经医生医治无效，病情十分危险。杜马克在痛苦中想到了磺胺，它能杀灭小白鼠身上的链球菌，能否用它来试一下，也许能使女儿得救。
杜马克给女儿注射了两小瓶磺胺，第二天早晨，小爱莉莎张开了双眼，不久热度消失，终于恢复了健康。这是磺胺在人体中第一次制服了链球菌。
在当年，人们对病菌感染缺医少药，磺胺药的问世，是人类战胜链球菌的福音。
磺胺为什么能杀死细菌呢？原来链球菌的生长，依靠一种叫做对氨基苯甲酸的物质，它的化学结构同磺胺很相似，但是它俩的脾气刚好相反。当病人服用磺胺以后磺胺被人体内的链球菌吸收，磺胺同细菌体内的酵素结合，阻碍新陈代谢作用，促使细菌死去。
磺胺是磺胺类药物中最简单的一种，又叫消发灭定。著名的消治龙药膏中就含有磺胺。
磺胺类药物是无臭、无味、白色或黄色的粉末。常用的有：磺胺甲氧嗪（又叫消炎片）、磺胺噻唑、酞磺胺噻唑、磺胺嘧啶、磺胺咪、消炎磺、新明磺、制菌磺、吡嗪磺、周效磺胺、柳氮磺胺吡啶等。
磺胺类药物主要用来医治各种炎症，如肺炎、脑膜炎或者伤口化脓等症，能够杀死许多凶恶的病菌：链球菌、肺炎球菌、脑膜炎球菌、淋球菌、葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌等。
可是人长期服用磺胺药以后体内有些病菌改变了自己的代谢方式，或者产生了对磺胺的抗药性，使磺胺失去作用，细菌又重新繁殖起来。
人们需要有一种能对付更多病菌的药物！
青霉素的发明
抗生素又叫抗菌素。第一个被广泛使用的抗生素——青霉素，是英国细菌学家弗来明发明的。
1928年，弗来明是英国圣玛利学院的细菌学讲师。很多年来，他一直在同这些肉眼看不见的微生物打交道。这一年，弗来明开始研究葡萄球菌。这是一种圆球形的细菌，常常聚集一起，像一串串葡萄似的，因此得名。
为了研究细菌，必须培养细菌。一天早晨，弗来明观察许多培养碟里葡萄球菌的生长情况，突然发现一只培养碟里，有一种来自空气的绿色霉菌。在这种霉菌周围，葡萄球菌全部消失不见啦。
这一奇妙的现象，使弗来明产生了极大的兴趣。实验室的其他研究人员也看到了这种现象，但并没有引起重视，而弗来明却细心地记下了这个奇怪的现象。是什么东西把葡萄球菌消灭了呢？他决定把这位“不速之客”培养繁殖。几天后，他将专门培养得到的溶液，分别和一些细菌混放在一起。他发现这些霉菌所分泌出的溶液把许多致病的细菌消灭了。
弗来明想，如果培养这种“霉菌”，取得更多的杀菌液，不是就可以医治好某些病菌感染的疾病，挽救许多人的生命了吗？
弗来明把这件事告诉他的两位助手李雷和克拉多克，进一步地专心研究这些霉菌。
他们把霉菌接种在肉汤的培养液里，使它们更好地生长、繁殖，然后又把这些长满了青绿色霉菌的液体仔细过滤，最后得到了一小瓶滤液。接着，把滤液滴进长满葡萄球菌的玻璃器皿里，几小时后葡萄球菌全部死亡。他们又把滤液用水稀释，从1倍、10倍、100倍一直稀释到800倍，杀菌效果都很好。
曾经夺去许多小孩和老人生命的肺炎菌，现在只要用八百分之一的滤液稀释液，就可以把它们杀死；连那凶恶的链球菌，也只要1%的稀释液就可以杀死。看来，这种青绿色霉菌所分泌的神奇物质，是人类发现杀菌药以来最有效的了。
弗来明怀着激动的心情，在记事册上写道：“我对这种现象详细观察，感到十分有兴趣，细菌培养皿里的情况竟使我不能控制当天所应做的工作。”
还得用这种神奇的滤液，在动物身上进行有无毒性的试验。他们用针筒把滤液注射进兔子的血管里，结果兔子生活得很正常，没有得病。这证明滤液是没有毒性的。
1929年，弗来明在英国的一本医学杂志上发表了一篇学术论文，报告了他们的发现。经鉴定，滤液里是霉菌中的一种——青霉菌（当时叫配尼西隆）。青霉菌经过培养、繁殖后，会分泌、排泄出一种有抗菌能力的化学物质。加以提炼，结晶出白色的粉末，就是举世闻名的药品青霉素。
可惜，当时人们正热衷于欧立希的“六O六”和杜马克发现的磺胺，对弗来明的这个重大发现没有引起重视，而青霉素的提纯问题也还没有解决，于是这一研究工作就停顿下来了。
科学自有“知音”人。1938年，英国牛津大学生物化学家欧内斯特·钱恩和病理学家弗罗里，从《英国实验病理学》杂志上看到弗来明在10年前的文章，青霉菌的作用引起了他们的注意。青霉素终于被第二次“发现”了。
钱恩负责青霉素的培养、分离和纯化，使之抗菌力提高几千倍。放在小瓶里的一小匙制备的粉末，是他们几十个昼夜劳动的成果，比黄金还贵重。钱恩带着这粉末来到实验室。弗罗里把很少的一点粉末溶解在水里，然后滴在长满了病菌的培养碟里，细菌很快被杀死了。即使把溶液稀释到二百万分之一的浓度，也可杀死病菌。
一种纯度很高的青霉素诞生了。
但是还得继续进行动物实验。他们分别在猪、大白鼠、小白鼠、家兔和豚鼠身上注射了这种粉末的稀释溶液，过了好多天，它们都生活得十分正常。
弗罗里又在50只老鼠身上，注射葡萄球菌、链球菌、梭菌，然后分成两组，一组注射青霉素，一组不注射青霉素。大约过了24小时，注射青霉素的25只老鼠成活了24只，不注射青霉素的25只老鼠全部死去。至此，青霉素的功效得到了证明。
钱恩和弗罗里扩充了实验室，成批成批配制培养液，苦干了好几个月，终于又制成了一小匙青霉素粉末，可以用它来做临床试验了。
1941年的一天，在牛津的一家医院里，一个15岁的男孩躺在病床上发着高烧。由于手术后受链球菌感染，伤口流着血和脓，眼看细菌将要夺走这位少年的生命。医生和孩子把最后的希望寄托在刚从实验室里试制出来的新药上。当药液注入男孩体内12小时后，男孩的高烧退了，脓液也消失了，孩子的生命得救啦。
这时候，正值第二次世界大战期间，英国遭到纳粹飞机的不断空袭，青霉素的生产工作无法进行。在亚洲、非洲和欧洲，到处都燃起了反法西斯的战火。从前线浴血奋战下来的成批伤员，被轰炸受伤的城市居民，他们的伤口受着病菌的侵袭。病菌仿佛法西斯那样，也在杀害着许多人的生命。人们急切地等待着能生产出大批大批的青霉素来。
钱恩和弗罗里决定到大西洋彼岸的美国去，同美国“皮轻”公司密切合作，大量生产青霉素。
1942年，反法西斯战争在激烈地进行着。美国是远离前线的大后方，许多大城市的街头，贴着一幅幅醒目的招贴画，号召人们同时间展开赛跑，赶快建成青霉素制造工厂，生产更多更好的青霉素。成千种霉菌在实验室培养起来，这包括从世界各地的泥土中分离出的好几百种霉菌，从农民那里搜集来的霉菌，从发霉的面包和垃圾堆的西瓜皮上来的菌种。而当时最好的青霉素菌种，是一位名叫玛丽的姑娘从水果店的霉烂甜瓜上采集到的。
接着又探索着霉菌喜欢的食料。在各种食料试验中，只有玉米粉调制的培养液，最适合青霉菌的“胃口”。青霉菌在玉米浆里生长，分泌大量的青霉素。如果在里面再掺进一些乳糖，那产量就更高了。
1943年，青霉素批量进入市场。这年春天，美国中部的伯利汉城一所2500张病床的后方医院，运来了成百上千个在太平洋激战前线负伤的士兵。
伤员们有的被弹片伤害，有的被火焰烧伤，伤口都化了脓。当时只有磺胺类药物，由于细菌产生的抗药性，已不能有效地战胜病菌，因此很多伤员悲惨地死去。正在这个严峻的时刻，医院里来了一位名叫李昂士的年轻医生，带来了一种淡黄色的粉末。他把少许淡黄色的粉末溶解在生理盐水里，然后把它注入到19名危在旦夕的病人身上。1小时、1小时过去了，奇迹开始发生，居然有12名病人从死神那里夺回了生命。
接着，李昂士又对49名骨折病人进行治疗。他们的伤口都已经化脓，久久不肯收口。用这种淡黄色的粉末治疗，有42名病人伤口脓液很快消失，愈合得很好，经过手术处理的骨折也逐渐长合起来。
从此，青霉素在工厂里大量生产出来，经过不断改进、提纯，成为白色的粉末。它及时抢救了许许多多伤病员，也拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命。
青霉素被公认为第二次世界大战中，同原子弹、雷达并列的第三个重大的发明。为了表彰这一造福人类的贡献，弗来明、钱恩、弗罗里于1945年获得诺贝尔医学和生理学奖金。
激素的发现
巴甫洛夫解错的难题
大家知道，巴甫洛夫是研究消化生理的权威，并在用新方法研究消化生理的过程中，发现了“条件反射”这一新概念。1888年，巴甫洛夫发现迷走神经可以支配胰腺分泌，因为把盐酸放进狗的十二指肠，可以引起胰液分泌明显增加。他认为这是一种反射，它的传入神经和传出神经都是迷走神经。
可是在1896年，巴甫洛夫的一个学生帕皮斯基在实验时发现，在切断狗的双侧迷走神经、损坏延髓后，进入十二指肠的盐酸照样使胰液分泌增加。会不会是交感神经在起作用呢？把交感神经也切断，这个反应仍然出现。
巴甫洛夫则坚持认为有直接的神经联系。帕皮斯基把小肠切断，并把十二指肠分离出来，再把所有的神经都剥离干净，没想到一灌酸，胰液分泌还是有增无减。此时，巴甫洛夫继续坚持是神经反射调节，并起了一个名字叫“顽固性神经反射”，只是承认这种神经实在剥离不到，也难以切除干净、彻底。
其实关于酸性食糜进入小肠引起胰液分泌这个现象，1850年就由著名的法国实验生理学家克劳·伯尔纳发现过，但似乎没有引起世人的注意。
那么胰液分泌的这一正常现象，除了神经调节之外，还有什么物质秘密支配这一活动呢？
施塔林的贡献
汉·施塔林是英国著名的生理学家，主要从事血液循环生理研究。1866年4月17日出生于伦敦。
施塔林在伦敦受过高等教育，在盖益斯医学院从事教学和研究。是一位极富创造性的学者。他的青年时代，正是巴甫洛夫消化生理学成就饮誉世界的时候。他对新的科学动态极为敏感，而且对胰液分泌的问题也十分感兴趣。他敢想敢干，不迷信权威，大胆革新实验，走自己的实验道路。
为了寻找胰液分泌的原因，1910年施塔林和他的同事姆·贝利斯以一种新的方法进行实验：把一条实验狗的十二指肠黏膜完全刮下来，将过滤后的液体注射给另一条实验狗，结果这条狗胰液分泌也明显增加。无论如何总不能说这两条狗有什么神经联系吧。那么怎样解释这个结果呢？
施塔林大胆地跳出“神经反射”这个传统概念的框框，设想：这可能是一种新现象——“化学反射”。也就是说，在盐酸作用下，小肠黏膜可能产生一种化学物质，当它被吸收进入血液后，随着血流被运送到胰腺引起胰液分泌。
为了证实这一设想，施塔林便把同一条狗的另一段空肠剪下来，刮下黏膜，加砂子和稀盐酸研碎，经过过滤，做成粗提取液，注射到同一条狗的静脉中去；结果引起了比前面切除神经的实验更明显的胰液分泌。这样完全证实了他的假设。一个刺激胰液分泌的化学物质被发现了，这个特殊的物质被命名为“促胰液素”。这是生理学史上的一个伟大的发现。
施塔林和贝利斯关于促胰液素的发现公开发表后，立即引起了世界生理学界的极大兴趣，也引起了巴甫洛夫实验室工作者的极大震惊，因为这个新概念动摇了完全由神经调节的神经论思想，使这一学派的人一时难以接受。巴甫洛夫一方面派人收集已有的证据来反驳这个化学调节论，另一方面则认真重复施塔林和贝利斯的实验。但促胰液的客观存在，使巴甫洛夫无不遗憾地说：“自然，人家是对的。很明显，我们失去了一个发现真理的机会！”
施塔林和贝利斯发现这一新的化学物质，证明了机体的机能活动不仅受神经调节，还有一种体液调节，从而提出了一个新概念，开辟生理机能研究的新领域。
那么新发现的化学物质叫什么名称？两位发现者考虑再三，于1905年采纳了同事哈代的建议，采用了“激素”（hormone荷尔蒙）这一名词。hormone来自希腊文，是“刺激”、“奋起发动”的意思。因而，促胰液素便成了人类历史上第一个被发现的激素。从此，生理上产生了“激素调节”这个新概念，以及通过血液循环传递激素的“内分泌”方式，从而建立了“内分泌学”这个新领域。
神秘的激素
自从施塔林和贝利斯发现激素以后国际上便出现了一个寻找激素的热潮，使内分泌学得到惊人的发展。1921年8月，加拿大多伦多医学院的年轻医生班廷在麦克劳德教授的指导下发现了胰岛素。1923年班廷因此而获得了诺贝尔医学生理学奖。麦克劳德虽未直接参与此项研究，但由于他的帮助使班廷获得成功，也获得了诺贝尔奖。
接着，又有一些激素被发现，这些发现证明不论在植物界还是动物界都有激素存在。据目前所知，在低等和高等动物机体内已发现的激素有几十种，而且每年都有新的激素被发现。
那么激素究竟是怎么样一类物质，它在机体生理活动中到底起什么作用呢？尽管这里还存在许多不解之谜，但科学家已经初步揭开了激素的庐山真面目。
激素是没有导管的分泌腺分泌的特殊物质。激素的分泌量极微，为纳克（十亿分之一克）水平，但其调节作用却极为明显。
激素要通过血液循环传递到机体多种有关器官才能起作用，血液内虽包含有多种激素，但每一种激素只能对它的特定的感受组织或器官发挥调控作用，犹如一把钥匙开一把锁，有它的专一性。比如，促胰液素只能对胰液的分泌起调节作用，但它却不参加机体具体的代谢过程。
激素的发现，使人们不仅可以了解某些激素对动物和人体的生长、发育、生殖的影响及致病的机理，还可以利用测定激素来诊断疾病。人体有多种内分泌腺，它们有着极其重要的生理效应。例如，肾上腺外面的皮质部分分泌的皮质激素，主要调节水、盐、糖的代谢；髓质部分分泌的肾上腺素调节全身内脏和肌肉的活动，愤怒、惊恐、抑郁等情绪性紧张能使它们迅速释放，导致心率加快、呼吸急促、身体紧张，所以又称它是战斗或逃避激素。在体育竞赛或一些紧急情况下，有时会力举千钧，创造奇迹，甚至“狗急跳墙”都是这个原因。
认识了激素的重要生理作用，人们开始利用它，制造它。如今，许多激素制剂及其人工合成的产物已广泛应用于临床治疗及农业生产。利用遗传工程的方法使细菌生产某些激素，如生长激素、胰岛素等已经成为现实。人们不光利用各种激素治疗疾病，在农业、林业上人们还使用激素促进植物的生长，增加产量。
干扰素的发现
抗生素是一种家喻户晓的消灭细菌的良药，各种凶险的细菌性传染病，都被它有力地控制或消灭了。
可是对于只有细菌1%大小的病毒，人们却缺少对付的办法。肝炎、感冒、水痘等几十种病毒，长期危害着人的健康，人们期待着一种能杀死病毒的良药出现。
科学家向病毒发起了总攻击。1957年，英国的科学家艾萨克斯和林登曼发现，当任何一种病毒感染生物时，生物的细胞就会产生和释放出一种物质。这种物质具有非常奇妙的作用，它能干扰和抑制病毒“为非作歹”。他们称这种物质为“干扰素”。
这一发现震动了科学界。经过20多年的研究，初步弄清了干扰素的性质和防病的作用。干扰素是由不同氨基酸按一定数目和排列次序组成的复合体，其中起抗病毒作用的是蛋白质部分。
临床试验证明，干扰素对感冒、肝炎、麻疹、带状庖疹、角膜炎、水痘、狂犬病等病毒所引起的疾病都有一定疗效。1972年，美国医学委员会对志愿参加试验的感冒病人，每天注射350万单位的干扰素，疗效显著。斯坦福大学医学院给严重水痘病人每天注射百万单位的干扰素，病人很快就痊愈了。
干扰素为什么能抑制病毒呢？原来当人体细胞感知病毒来侵扰时，就释放出干扰素。它很快附在病毒上，在病毒体内产生两种酶：一种酶会把呤酸盐引进病毒，使它没法合成蛋白质；另一种酶会破坏病毒里的核酸，使它失去繁殖力。
最近，有些国家的研究表明，干扰素对恶性肿瘤细胞也有抑制作用，是抗癌的生力军。干扰素对人体的免疫能力也有刺激作用，能增进抗体的产生，从而加强人体巨噬细胞杀伤侵入病菌的功能。
1975年，瑞典卡劳林斯卡研究所的医师曾对21个患严重骨癌的病人做试验，每天注射200万～300万单位干扰素，每周3次。过了18个月，病人寿命延长，药效显著。法国医疗研究机构用干扰素来治疗肺癌，也有疗效，使一些肺癌病人延长了寿命。目前使用的一些抗癌药物，毒性大，在杀死癌细胞的同时，也会杀伤正常细胞。而干扰素是细胞的一种自然产物，对正常细胞毒性很小，使用安全。
可惜干扰素得来极不容易。目前它是从人体血液中提取的，每提炼100毫克，要用3万升人血，因此价格昂贵，而且也不能大量生产。据法国医疗单位计算，治疗一个感冒病患者要花费1万法郎，而医治一个癌症病人，就得耗用5万法郎。
芬兰科学家肯特尔利用输血站的一种副产品——白细胞层为原料，用病毒作为干扰素诱生剂，生产出粗制干扰素，然后制成干扰素的注射剂。中国医学科学院病毒所等也用类似的方法制造成了干扰素，质量已达到国际标准。
人类对干扰素的认识不断深化。美国的一个科研机构的科研人员初步查明了组成干扰素的13个氨基酸结构。日本癌症研究所的专家又进一步搞清了干扰素的主体部分，它是166个氨基酸的遗传基因。
1979年，瑞士苏黎世大学生物学教授和一些科研人员根据遗传基因的结构原理，从生物体白细胞中取出同干扰素相适应的遗传基因，移植到大肠杆菌中，终于用生物化学方法大量产生出了干扰素，为人工培养制取干扰素开创了一条新的简易途径。
此外，美国科学家在了解干扰素的化学分子结构后，正在用人工合成的方法来制造干扰素。
目前，国外已经合成一种干扰素诱导剂，它是由聚肌苷酸和聚嘧啶核苷酸以1∶1合成的双链高分子聚合物。原来除了病毒可以诱导生物细胞放出干扰素外，有些高分子的阴离子也能诱导生物细胞放出干扰素。这种能够诱导生物细胞放出干扰素的物质，叫做干扰素诱导剂。我国也已合成了这种诱导剂。
经过试验，这种干扰素诱导剂可预防或医治多种由病毒感染的疾病。科学家曾对猩猩和人分别进行试验，发现其对抵抗病毒能取得良好的效果。
维生素的发现
1880年，瑞士巴塞尔大学实验室的俄国研究生鲁宁在做一个有趣的实验：人和动物离开了糖、蛋白质、脂肪、矿物质和水等5种物质，就不能生存；反过来说，如果单纯用这5种物质配合起来喂动物，动物就一定能活命了。他把相同品种的老鼠分成两组，都喂以糖、蛋白质等5种物质，不同的是，第一组老鼠喂的是自然状态的食物如稻谷等，第二组老鼠喂的是经过精制或提纯的食物如精米等。实验结果出人意外，吃粗粮的老鼠，长得很健康，能繁衍后代；吃精制食物的老鼠活了几个星期就都死了。
经过多次实验，结果都相同。这是怎么一回事呢？鲁宁没法回答。在第十次试验时，鲁宁不断地注视着第二组老鼠的动静，一直到深夜。他肚子饿了，吃了几片面包，喝了口牛奶。冰凉的牛奶没法再喝，他随手将剩下的牛奶倒进第二组老鼠笼中的食槽里，便回房睡觉。
第二天清晨，鲁宁来到实验室，发现第二组老鼠没有死去，过了几天仍活得很好。鲁宁惊奇地想到，会不会是牛奶救了它们的性命？于是他继续给第二组老鼠喂牛奶，几天后这些老鼠像正常的老鼠一样活蹦乱跳。
难道说是牛奶使老鼠起死回生的吗？鲁宁又进行了一个实验：把老鼠分成三组，第一组喂自然食物，第二组喂粗制食物添加牛奶，第三组喂精制食物。结果只有第三组老鼠都死了，其余的都很好地活着。
鲁宁的发现在瑞士一家杂志上发表了，结论是：除了糖、蛋白质等5种物质外，还有一种维持生命的重要物质。这种物质存在于天然的食物——牛奶中，但是这种营养物质是什么，鲁宁一生也没有研究出来。
鲁宁的发现引起科学家们极大的兴趣。科学家用猴子做试验，发现水果中含有猴子不可缺少的物质。荷兰医生艾克曼发现，米糠里含有一种人类和许多动物不可缺少的物质；日本科学家从米糠中提取出一种浓缩液，治疗脚气病有很好的疗效。英国科学家霍比克认为动物为了维持新陈代谢的正常进行，除了糖、蛋白质等5种物质外，还必须加上少量的“神秘的物质”，他叫它为“食物辅助因子”。
人们虽然对这种物质的认识前进了一步，但依然没有揭开这一个谜。
1913年，波兰科学家冯克对这些问题进行了深入细致的研究，努力寻找食物中的另一种营养素。经过千百次试验，他终于从米糠中提取出一种能够治疗脚气病的白色结晶，每吨米糠只能提取到5克。冯克分析了这种物质，发现它是化学上一种很普通的物质——胺，是一种有机化合物。这种物质在食物中含量虽很少，但生物体缺少了它，就不能维持正常的生命。冯克就叫它“生命胺”。我国最早译为维他命，现在统一叫它——维生素。
维生素，顾名思义，是维持生命的要素的意思。它在生物体中需要量虽然不大，却是绝对不可缺少的物质。对人体来说也是这样，一旦缺乏某种维生素，就会引起某些疾病。
维生素B5的发现
200多年前，在地中海地区和美国南部曾经流行过一种奇怪的疾病——糙皮病，这种病像决堤的洪水那样到处泛滥。19世纪末叶，意大利和法国有几十万人，美国有10多万人得糙皮病，全世界每年有100万人患上严重的糙皮病。
得了这种病的人，皮肤泛出红色斑点，生水泡，流黄水，皮肤变得粗糙且似火灼痛，严重的时候，皮肤表面变成棕黑色，像砂纸一样粗糙，舌头通红，咽喉红肿，进食困难，腹泻，大便奇臭，走路时歪歪斜斜，神经失常，最后死亡。
各国的科学家、医生为拯救人的生命，深入农村进行调查研究，想方设法战胜病魔。
科学家发现，这种病跟食物有关。这些地区的人都种植玉米，他们单纯吃玉米，除了玉米，没有其他粮食。于是有些科学家认为这种病是吃了玉蜀黍中毒而引起的，叫它“玉蜀黍糙皮病”。奇怪的是如果谁家养了奶牛，谁家的人就不会得糙皮病。
有些科学家却有不同的看法。他们有的说，这种病像瘟疫那样蔓延各地，祸首是一种不知名的细菌；也有的说，这同脚气病一样是由于缺少某种营养物质而引起的。
事实究竟是怎样的呢？1913年，美国生物化学家哥德柏格用狗来做试验。他喂养4条家犬，每天供给精白粉饼干、去皮豌豆和棉籽油等食物。3个月后，4条狗都得了糙皮病。这说明，由于食物中缺少了某种必需的物质，使狗患了病。
1915年，有11名美国人来到实验室，为了战胜病魔，自愿接受试验。哥德柏格为他们进行体格检查后，开始了实验。接受实验的人每天吃精白面粉、精白米、去皮玉蜀黍、猪油、食盐等食物。4个月后，他们都得了糙皮病。这说明糙皮病的病因，不是玉蜀黍中毒，也不是细菌传染，而是像脚气病那样缺少了某种营养。
实验成功的消息传开后，轰动了美国，人们来信来电向哥德柏格祝贺。可是还得寻找治疗的方法，来消除糙皮病带来的凄惨景象。到了1924年，哥德柏格终于发现用牛奶、羊奶、米糠皮、啤酒酵母等都可治疗糙皮病。
哥德柏格肯定，这些食物中有一种抗糙皮病的物质，他把它叫做维生素PP，它是英文“糙皮病”的缩写。
接着，哥德柏格尝试从牛奶、米糠皮、酵母等食物中提取维生素PP。经过许多次试验，只意外地得到了维生素D2，而维生素PP却没有抓获。用维生素B2来治糙皮病，当然治不好，但是再用牛奶等来治疗，效果依然很好。
到了1935年，维生素PP在无意中被抓获了。美国生物化学家华保等在研究马的红细胞的成分时，化学家阿尔比格在真空中蒸馏动物心脏时，都意外地发现了一种叫“烟酸”的物质。
用烟酸来治疗糙皮病，临床的效果比用牛奶等食物高几百倍，真像“仙丹”那样有奇效。这种烟酸就是维生素PP，是维生素B家族中的一员，又叫维生素B5。
动物中的鸟和猪等，因为肠内都能制造烟酸，所以不会得糙皮病。人体缺少这种功能，所以需要从食物中得到烟酸。玉蜀黍中缺少烟酸，长期单纯吃玉蜀黍的地区，就会流行这种病。我国北方地区玉蜀黍产量多，由于还兼吃其他粮食，所以糙皮病很少见。
成人每天只需要烟酸12毫克～21毫克就够用了，可从牛奶中得到补充。
麻醉剂的发现
在美国的杰斐逊城和波士顿城，耸立着两座纪念碑，都是为了纪念麻醉药的发明者。杰斐逊城的纪念碑上写着：“献给麻醉药的发明者”——这是为了纪念当地一位著名的伦格医生。波士顿的纪念碑上写着：“献给发明麻醉药的莫顿”——这是为了纪念波士顿的口腔医师莫顿。
在19世纪中叶，伦格和莫顿互不通气、各自独立地使用乙醚来作为镇痛的麻醉剂。1842年，伦格第一次将乙醚用做外科手术的麻醉剂。莫顿并不知道伦格使用了乙醚麻醉剂。4年以后也把它用来麻醉。后来人们为了纪念这一共同的功绩，分别为两人建立了纪念碑。
不久，人们还研究了其他醚的麻醉性能，结果发现二乙烯醚比乙醚麻醉性强6倍。这种醚由于作用于中枢神经系统的缘故，可使病人完全失去对痛的感觉。
但是在麻醉时，很难掌握乙醚的用量，往往因用量过大对人的中枢神经造成损害。乙醚在保藏过程中，特别是在光照下，很容易形成氧化物，产生爆炸。所以现在它已经基本不被用做麻醉药物了，可是我们不能忘记它在麻醉史上起的作用。
在工业中，乙醚虽然有毒性和易燃易爆的“脾气”，可是却依然不能缺少。例如，硝化棉火药的生产要用乙醚作为增塑剂；照相软片的生产也要用到乙醚。
乙醚价格低廉，是使用广泛的一种萃取剂和溶剂。乙醚加进水溶液中，把水层和乙醚层分解，最后把易挥发的乙醚从乙醚层中蒸去，可得到各种有机化合物。
乙醚还在元素有机化合物中起十分重要的作用。1849年被称为元素有机化学的开端。因为这一年里，英国化学家弗兰克兰第一次合成了碳、锌原子直接结合的化合物——二甲基锌和二乙基锌。这是两种很重、能自燃的、与水接触会爆炸的无色液体。
弗兰克兰的发现引起科学界的注意，但当时很少有人想到元素有机化合物的实际应用。后来法国化学家在无水乙醚的作用下，成功地合成了镁有机化合物——格利雅试剂。所谓格利雅试剂，化学式可写成RMg X，这里R代表烃基，X代表卤素。格利雅由此获得了诺贝尔奖金。
通过格利雅试剂可以制备出形形色色的有机物，如具有生物活性的、芬芳的表面活性物质等等。格利雅试剂的成功合成，开创了元素有机化合物世界的新纪元。
阿斯匹林的发明
1899年，德国拜耳药厂的阿斯匹林问世以后不久便被视为奇药，用于治疗感冒、头痛、神经痛等各种疾病，至今已有近100年的历史。
阿斯匹林的学名叫乙酰水杨酸，或醋柳酸，它在医药史上是一个古老的药品。古代，印第安人曾用捣烂的柳树皮敷在搏动的前额上，以解除头痛；罗马人用柳树皮的浸出液来治疗坐骨神经痛；非洲霍屯督士人用柳树皮制成饮料来治风湿病。从捣烂的柳树皮中渗出的有效成分是水杨酸。水杨酸同阿斯匹林关系密切，名称就是从柳树来的。
大约2300多年前，希腊医学家希波克拉底就曾建议以柳树树皮处理妇女在分娩时的疼痛和产后发热。1763年，一个名叫爱德华·司通的牧师在伦敦皇家学会宣读了一篇《柳树皮治疗寒热病成功》的论文，这是对水杨酸类物质具有退烧功效的最早总结。后来人们又发现这种物质可以治疗风湿热，使患风湿性关节炎者疼痛得到缓解。由于它的刺激性太大，临床上的应用受到了限制。
1853年，德国化学家杰尔赫首次用干燥的苯酚钠和二氧化碳反应，再用硫酸处理而制得纯水杨酸。纯水杨酸虽有退热止痛作用，但毒性大，对胃有强烈的刺激，还有恶味，不受欢迎。40多年后，拜耳药厂的科学家费力克斯·霍夫曼对它产生兴趣。霍夫曼把纯水杨酸同醋酐反应，生成乙酰水杨酸，这就是沿用至今的阿斯匹林。霍夫曼将该药第一个给他父亲试验服用，结果他父亲的风湿性关节炎痛楚大减。事隔6年以后拜耳药厂看准了苗头，用化学合成的方法大量生产阿斯匹林，畅销全球。
人们发现，在花瓶的水里放进一片阿斯匹林，可以使快凋萎的花变得生机盎然。用阿斯匹林溶液浇植物，可以加速形成花芽和叶芽，促进叶子生长，减少水分吸收，还可促进苔鲜芽细胞繁殖。用阿斯匹林喷洒到田间的菜豆和玉米作物上，这些作物的耐旱能力增强了。给烟草植物注射阿斯匹林，能立即阻止烟草花叶病病毒繁殖。
这并不是什么意外的事，因为植物实际上含有阿斯匹林或同阿斯匹林有关的化合物。
阿斯匹林是人们广泛应用的一种药物，特别是在制成了以它为主药的多种复方制剂后，阿斯匹林成了一个“家族”。人们熟悉的APC，就是这个家族中的一员。此外，复方扑尔敏和扑尔感冒片、小儿退热片等等，也是这个家族中的成员。现在解热止痛的新药种类很多，但阿斯匹林仍不失为是一种安全、有效而价廉的解热止痛药。
到了20世纪50年代，人们发现阿斯匹林用来防治动脉硬化、冠心病以及脑血管疾患等，能收到一定的效果。
近几年的研究表明，阿斯匹林可以抑制前列腺素的合成，从而对机体发挥多方面的作用。英国皇家学会的外科医师万恩揭开了这个谜。原来前列腺素不仅产生于男性生殖器官，在女性身体中也有分布，对心脏、血管、支气管、子宫等，都有很大的影响。前列腺素同炎症、疼痛、发热的发生机理有密切的关系。由于阿斯匹林对体内前列腺素合成的抑制，使血管内的血小板很难聚积形成血栓，从而对冠心病和脑血管疾患能起到一定的防治作用。
科学实践使老药阿斯匹林获得了新的生命力。阿斯匹林是世界上常用药之一。据统计美国每年平均每人服阿斯匹林150片，全年要消耗300亿片，共重1．5万吨。
阿斯匹林的新疗效尚在试验中，还不够成熟。目前，国内外学者正在探讨阿斯匹林对人体的作用机理、临床疗效以及药物剂型等问题，使老药谱写出“新传”来。
值得注意的是，服用阿斯匹林一定要适量，最好在医生指导下服用，因为它也有一定的毒性和副作用。耳鸣是阿斯匹林产生副作用的第一信号。
细胞的发现
人类在很长时期内，都是依靠肉眼来观察世界上形形色色的事物，但是能看到物体的最小极限只有0．1毫米，超过这一极限，肉眼也就无能为力了。自从显微镜发明和改进后，使人的眼睛一下子深入到茫茫微观世界，科学家在它的帮助下，观察到了一些动植物中从未见到过的微细结构。第一个通过显微镜观察到细胞的人是英国的科学家胡克。
自学成才
罗伯特·胡克是一位牧师的儿子，1635年生于英国怀特岛。他从小多病，但在少年时就显示出了机械设计和制造方面的才能，自制了许多机械玩具。按家庭传统，他的职业应是牧师，但因他常年头痛，不能坚持这种学业。1648年，父亲去世后他去伦敦当学徒，遇到一位威斯敏斯特学校的教师，这位教师很欣赏他的天赋，给他很大帮助，为他创造了学习条件。胡克学习了拉丁文、希腊文及希伯来文，自学欧几里德的数学，并把几何学应用于机械学。
1653年，他移居牛津，依靠自学，掌握了丰富的科学知识，结识了许多有名的学者。在与其他科学家合作中，他的多方面才能，引起了他们的注意，而他也从这些大科学家那里学到许多东西。他当过解剖学家威里斯的助手和化学家、物理学家波义耳的助手，以后就独立地从事多方面的科学研究。胡克的成就是很大的。他根据弹簧试验的结果提出了胡克定律，即在弹性极限内，弹性物体的应力与应变成正比。他在光学和引力方面的研究仅次于牛顿。他在改进空气压缩机等方面的工作，为确立波义耳定律作出了贡献。他还对钟表、显微镜等机械仪器进行改进，为望远镜提供了十字标线、光瞳光栏并通过螺旋调节达到直接读数。他用自己制造的第一台反射望远镜观察了火星的运动。他还是公认的科学气象学的奠基人。
像胡克这样一个在物理、化学、生物、机械等多学科作出贡献的科学家，竟没有受过正规的科学院校学习训练，这在科学史上还是少有的。他的最高学位是1663年在牛津得到的文学硕士。
胡克对显微镜的研究和改进，使得人类第一次走进微观世界，开始对生物结构有新的发现。
细胞的发现
1665年，担任英国皇家学会光学仪器修理匠的罗伯特·胡克，在自己改制了的一台复合显微镜旁（放大率为40～140倍），专心地用锋利的削笔刀，从一小块清洁的软木上，切下光滑的薄片。当他把切下的软木薄片放到显微镜下进行观察时，似乎看到了一些小的空洞，但并不十分清楚。他更加细心地再切下极薄的一片，因为它是白色的，便把它放在一片黑色载物板上，再用一反射镜投光其上，于是他便清楚地看到薄片全部是多孔多洞的。这些空洞不规则地排列着，结构很像一个蜂窝。多么有趣的小空洞啊！原来软木体的结构是这个样子。于是他便给这些空洞取了一个“细胞”的名字，细胞在拉丁文中是空房之意。就这样胡克于1665年第一次发现了细胞，成为人类了解植物基本构造的开创者，为生物结构的研究奠定了基础。
胡克当时研究软木是为了考证软木的弹性、疏水性等特点，但结果却发现软木的切片中有许多蜂窝状的不规则的小孔。通过粗略计数，每平方英寸超过100万个。如果不是用显微镜直接观察，几乎是难以相信的。以后他又观察了一些树木的髓部，发现与软木的情况相似。除植物外，他还对一些动物的细微结构用显微镜进行观察。
胡克将他观察到的许多东西汇编成了一本书，书名叫做《显微谱志》。这本书中有83页插图，记录下了人类最早发现细胞的许多珍贵资料。
后来人们进一步研究观察，证明胡克所说的“细胞”，实际上只是软木塞组织中一些死细胞留下的空腔，即是没有生命的细胞壁，不是活的细胞。尽管如此，胡克第一次发现了细胞，使生物学从宏观深入到微观，即由形态结构研究深入到细微结构。从此以后“细胞”一词就用来表述生命的基本结构单位，他所提出的“细胞”的名称一直沿用至今。
打开微观世界的大门胡克用显微镜对许多生物做了细致的观察。在植物方面有苔鲜、霉菌、海藻、荨麻刺毛、野生燕麦刺毛、罂粟种子等十几项。他还通过观察阐明了霉菌的发育过程、苔藓的结构等等。
在动物方面，有鱼鳞片上美丽细小的花纹，蜜蜂螫针的结构，家蚕的卵，苍蝇的头、足等。有些工作从此成为显微镜研究的经典对象。他对鸟类羽毛结构的精细研究，直到19世纪也没有被人超过。他所描述的小昆虫、蜘蛛、螨类，除了荷兰人施旺姆丹一人外，在一个世纪内，无人可以匹敌。他还描绘了一个逼真的、令人畏惧的似乎长达46厘米的跳蚤。
后来胡克由于视力减弱，把显微镜的观察研究搁置下来。自1674年开始，荷兰自学成才的显微镜学家列文虎克，用他自制的能放大270倍的显微镜，发现了原生动物和细菌，第一次绘出骨细胞和横纹肌的细胞图。他还观察到了蛙和鱼类的带核的红细胞，列文虎克于1695年发表了以《宇宙秘密的发现》为总标题的著述。
与胡克同时期从事显微镜观察研究的，还有意大利人马尔比基、英国人格鲁以及前述的列文虎克及施旺姆丹。前三人分别对植物细胞、原生动物、细菌、红细胞等进行观察描述，并对细胞的一些主要结构冠以小囊、小泡、气囊、小球等名称。其中尤以格鲁对细胞的描绘远较胡克的精确，但他对细胞的概念却比较模糊。施旺姆丹对昆虫发育和微细结构做了大量工作。胡克和他们一起，作为早期的显微镜学家，记录下许多重要的观察结果为人类揭示出一个令人难以置信的复杂的微观生物界。
300多年来，随着对细胞的研究不断深入发展，在现代电子显微镜观察下的细胞结构，已同胡克当初的描述无法比拟，然而胡克最早发现细胞的功绩，仍然是不可磨灭的。
遗传物质DNA及其结构的发现
遗传学始终是生物学领域中的“领头羊”，从拉马克的“用进废退”，孟德尔的“遗传因子”，到摩尔根的“基因论”。它的每一次重大发现，都会引起生命科学，乃至整个人类社会发生巨大变化。
遗传基因究竟是一种什么样的东西？这一重大生命科学之谜，从20世纪初开始，吸引着众多生物学家，还有物理、化学家。各路科学大军，从不同方面对夺取“遗传密码”展开了“攻坚战”。
遗传物质DNA的发现
早在1869年，瑞士有位专攻细胞核化学组成的青年生物化学家米歇尔，在他用胃蛋白酶来分解人体脓细胞的蛋白质时，发现胃蛋白酶可以把细胞质中的蛋白质全部分解，但对细胞核却无能为力。看到这个现象后，米歇尔决心揭开细胞核化学组成这个谜。经过细致的化学分析，他发现细胞核主要是由一种含磷物质构成的，它与蛋白质完全不同，称之为核酸。
后来德国著名化学家科赛尔进一步研究了核酸的分子结构，发现核酸是由核糖、磷酸和有机碱三种物质构成。
名师出高徒。科赛尔的学生，俄国出生的美国生物化学家莱文又发现，核酸里有五个碳原子组成的五碳糖分子。他明确指出，前人发现的酵母核酸和胸腺核酸的差别就在这个五碳糖分子上，是两种不同的核酸。他把酵母核酸中五碳糖叫核糖，而这种酵母核酸就叫做核糖核酸，英文缩写为RNA；另一种胸腺核酸中的五碳糖比核糖少了一个氧原子，把它定名为脱氧核糖核酸，英文缩写就是DNA。细胞核里的DNA有什么作用呢？
科学探索的道路有时也会有曲折，上述重大发现，当时只看成是弄清楚了细胞核的化学组成，在20世纪40年代前，并没有引起人们的关注。不少研究寻找遗传基因化学实体的科学家，都还是在蛋白质或者酶上打主意，结果都没有找到，因为基因不在蛋白质上。遗传基因到底在哪里？
1928年，英国的细菌学家格里弗斯做了一个非常有意义的实验。肺炎球菌有两种类型：一种是有毒的，可使人得肺炎和致死小老鼠，称之为S型；另一种无毒丧失了致病能力，称为R型。格里弗斯给小老鼠注射R型活细菌，小老鼠未死亡；注射经加热杀死后的S型细菌，也未死亡；而将加热杀死的S型细菌和活的R型细菌同时注入一个鼠体内，小老鼠却死亡了。
格里弗斯分析这一现象认为可能是S型细菌内的一种“转化因子”进入了R型细菌，使R型的本性发生了改变，由无毒型转化成了有毒型，使杀死了的S型细菌又复活了。美国的艾弗里等生化学家，对这种奇异的转化现象，十分重视，决心把它弄个水落石出。1944年，艾弗里和他的助手们进一步做了一个实验：他们将大量S型细菌细胞破碎，从中分离，提取出糖类、脂类、各种蛋白质、DNA和RNA等。然后将它们分别与R型细菌混合培养。结果发现，只有在DNA的混合培养液中是S型细菌，而其他各种培养液中都是R型细菌。
艾弗里的实验证实，决定性状的遗传物质就是DNA。由此，DNA再度引起人们的注意。
到了20世纪50年代，细胞化学、生物化学、细菌学的研究方法和思维摸式，已经十分和谐地与遗传学研究结合了起来，与此同时，物理、化学的进步，也为生物学研究提供了许多先进技术设备，如X射线衍射、电子显微镜、超速离心机和电子计算机等，它们都是进入分子水平的遗传学研究所必需的条件。众多科学家运用各种手段，对破译生物遗传密码，DNA的分子结构发起了总攻，然而首先揭开这一奥秘的却是两个年轻人。
沃森和克里克
沃森1928年生于美国芝加哥，少年时期聪颖勤奋，学习成绩一直名列前茅。中学毕业后，进入印第安那州立大学学习动物学，依他的成绩原本可以留校，师从当时因使用X光诱导果蝇基因突变名震生物学界的穆勒教授，继续进行果蝇研究。但薛定谔的名著《生命是什么》改变了沃森的选择，他认为果蝇的黄金时代已经过去了，要从新的角度去探索生命遗传基因的奥秘。
沃森毅然投奔病毒学家卢里亚教授，在读研究生期间，他就成为当时有名的“噬菌体研究小组”成员。22岁那年，沃森以X射线对噬菌体产生突变的影响研究获得博士学位。为了进一步揭示DNA的结构与复制基因的关系，沃森又到丹麦哥本哈根去进修生物化学。1951年5月，在意大利的一次生物学讨论会上，他听了英国生物物理学家威尔金斯有关DNA的X衍射报告，首次看到DNA结晶的衍射照片，使他大开眼界。在这里，他遇到后来的合作者克里克。
克里克1916年生于英国北安普顿一个富有的鞋商之家，中学毕业后，入伦敦大学物理系学习。1937年他以优异的成绩毕业，随即攻读博士学位。
克里克同沃森对科学的热爱，有着惊人的相似，一次偶然的机会，他也读到了薛定谔的《生命是什么》。书中对生物现象和物理现象之间所具有的潜在联系，进行的大胆推想，深深地吸引了克里克。为了弥补生物学、有机化学和结晶学等知识的不足，他从头学起，广泛地阅读了大量书籍，并大胆地指出当时生物学研究中的一些错误；通过实验用事实纠正了当时的一些错误观点。
1951年，沃森和克里克在卡文迪许实验室相遇。共同的志向使他们走到了一起，从此开始了他们密切的合作。
争攀生命螺旋梯
20世纪50年代，世界上有三个科研小组正在进行DNA生物大分子空间结构的分析研究，这三个学派互相展开了激烈的竞争：生物化学学派，是以美国加州理工学院著名结构化学家鲍林为代表，他们研究三叠链而不是双链研究，因为设想错误未能得出嘌呤与嘧啶的合理配对，也不会有双螺旋的构思，造成遗憾。结构学派，是英国伦敦皇家学院著名物理学家威尔金斯带领的一帮人。在威尔金斯实验室里，弗兰克林设法制成了高度定向的DNA纤维，拍摄到了一张高超的DNAX光衍射照片。照片轮廓清晰，细致入微，清楚地证实了DNA分子中，每个核苷酸间有一定距离，并且从照片上可以确认DNA的结构是螺旋形的。再一组就是以沃森和克里克为代表的信息学派，研究信息如何在机体世代间传递以及该信息如何被翻译成特定的生物分子。
DHA双螺旋结构模型
同经验丰富、学有成就的鲍林和威尔金斯等相比，沃森和克里克就显得“稚嫩”多啦！然而也许正是“初生牛犊不怕虎”的“稚嫩”劲头，使他们少了许多条条框框的束缚。他们博采众家之长，利用已有的研究成果，借鉴鲍林建立蛋白质的X螺旋模型和弗兰克林所摄的那张DNA照片，并通过学术交流取得大量参考资料。然后他们用现代科学研究建立结构模型的方法，以及对碱基配对的独特见解，经过反复运算、观察和分析，终于在1953年4月建立起DNA双螺旋结构的分子模型。他们的论文《DNA的分子结构》，在英国的《自然》杂志上发表，引起了全世界的轰动。它开创了分子生物学新时代。
DNA复制示意图
他们所制的DNA双螺旋结构模型，很像一个旋转楼梯。两侧扶手由两条多核苷酸链上的糖和磷酸组成。碱基在内侧，以氢键相联，好比阶梯。氢键的形成不是随意的，而是一个嘌呤对一个嘧啶，这叫“互补原则”。DNA上携带着遗传密码，它们就像电影或录像带的胶片一样可以复制。复制前，两条互补链因中间的氢键破裂而分离，各自以自己为模板，从活细胞中吸收新的元素，按照原来相对应的碱基，形成一条新的互补链。通过精卵结合，准确无误地传给后代。这就是控制上下代相像的遗传密码。
沃森和克里克两位年轻科学家，拉开了20世纪——生物学世纪的帷幕，从而极大地加快了人类认识生命现象的步伐。从此以后造福人类的基因工程、克隆技术等，像雨后春笋般不断出现。
为了表彰沃森、克里克和威尔金斯三位科学家，对揭开生命之谜——破译遗传密码的重大贡献，1962年他们同时荣获诺贝尔奖。
