指引方向的指南针
指南针是中国古代四大发明之一。早在春秋战国时期，人们就对磁现象有了深刻的认识。在古代，中国人认为，磁石吸铁，有如慈母怀子，因此在先秦的许多文献中，多将“磁石”写作“慈石”。战国后期的哲学家韩非的着作中，不但有关于磁现象的记载，而且有把磁性用于辨别方位的记载。这表明，在那时人们已开始用磁石来制造最初的罗盘。
到了西汉时期，中国古代磁学有了进一步发展。东汉哲学家王充在其着作《论衡》中曾有过这样的记述：“司南之杓，投之于地，其柢指南。”这说明，作为指南针前身的司南在当时已得到较为广泛的应用。
西汉以后，古代罗盘技术的研究和应用已发展到了一个新阶段。首先，形如勺的司南已发展成为基本上具有近代形式的指南针。其次，对磁学的研究也有了进一步的发展。北宋时期的大科学家沈括是中国古代罗盘技术与磁学知识的集大成者。在罗盘技术方面，沈括系统地总结了制作指南针的缕悬法、水浮法等4种不同的制作方法。他在《梦溪笔谈》一书中有这样的叙述：选择新的蚕丝，用蜂蜡把它粘在磁针的中央，悬吊在没有风的地方，这时磁针便指向南方。或者是把磁铁针粘在灯心草上，浮在水面，这时磁针同样可以指示南方，但稍稍偏东。在汉、唐时代，指南针多用于迷信的“看风水”活动，到11世纪，指南针才开始用在航海上。宋德宗时，曾经南航苏门答腊的朱彧留下过这样的记载：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针。”这说明，当时确实已把指南针用于航海。
在我国指南针已经很普及的时候，欧洲还根本不知道它。12世纪，我国和阿拉伯之间的海上贸易逐渐发展起来，指南针也通过南海航路传到印度，以后又通过印度传到阿拉伯，又从阿拉伯辗转传到欧洲。
在欧洲，最先仿制出指南针的是法国人古约。1205年，古约在研究中国指南针制作技术的基础上，试制出了欧洲最早的指南针。
到了15世纪，由于罗盘制作技术在欧洲的普及，罗盘被广泛地用于海上探险活动。当罗盘的应用越来越广泛时，对磁学的研究也随之有了初步的发展。
1492年，意大利人哥伦布在航海时发现了磁偏角。虽然哥伦布发现磁偏角的时间比中国的沈括发现磁偏角的时间晚400多年，但哥伦布是在并不知道中国人的发现的情况下独立发现磁偏角的。这说明当时欧洲人对磁现象的观察和研究有了深入和发展。
16世纪，卡尔达诺完成了关于罗盘装置，即所谓的“卡尔达诺装置”的重要发明。这项发明由三个具有互相垂直旋转轴的同心环组成的支持装置，把罗盘固定在内环上，通过外环的轴把整个装置架设在船体上。这样，无论船体怎样晃，罗盘可以始终保持水平，准确地指示南方。
健身又环保的自行车
人类使用车轮的历史大约有5000年了，但是在1690年以前，没有任何人把两个轮子连接起来乘坐。
一个叫德·西弗拉克的法国人，曾坐过一辆被称之为“塞莱里弗勒”的两轮车，使用方法是：两腿分开坐在车上，两脚蹬地使之滚动向前。
1839年，麦克米伦发明了一种机械自行车。自行车的后轮通过连接到踏板上的曲柄驱动。有了自行车，人们获得了比步行快得多的速度。
1861年，一个叫布鲁内尔的法国人，把他的自行车带到马车匠人米肖那儿去修理，米肖的儿子欧内斯特看到那辆车后，提出：如果在前轮装上一个曲柄，并能够踏着转动的话，一定能使这种脚踏车得到改进。
还有一种叫“维洛西皮德”的脚踏车，踏板转一圈，轮子就转一周，这种车前轮很大，被人们称为“高自行车”。
它跑得快，就是不稳当。如果想刹车，特别是下坡时刹车，骑车的人就可能被甩到把手前面，骑一天的车就得摔几次。但是人们并没有被吓住。
1884年，勇敢的马斯·史蒂文斯骑着、推着，有时甚至扛着一辆叫“平凡者”的高自行车穿越了美国。
把自行车的前轮变小，从而使骑车更安全的尝试不断进行着，但限于当时的工艺水平，这些尝试都失败了。
1885年，英国人斯塔利发明了链条传动的自行车。这种自行车用链条把踏板的运动传达给轮，并使前后轮的大小一致。
为了加快行走速度，他还把脚踏板上的齿轮设计得大于后轮，以便后轮的转速大于脚踏的速度。
这种自行车的一个主要优点，是把车座、踏板、把手以及前后轮的旋转轴这五个点，互相之间都构成三角形结构，这种结构完全符合结构力学原理。
经过斯塔利的改进，自行车变得安全可靠，而且效率大大提高了。于是，自行车在欧洲很快地普及开来。
减少颠簸的充气轮胎
世界上第一辆自行车大约是在1817年诞生的。那时的自行车还很原始，既没有坐垫，也没有链条和飞轮，更没有轮胎。只有车身和两个木头轮子。而木头轮子又用铁皮箍起来，走在路上震动很大，这种自行车骑起来当然很不舒服。
后来，人们发明了充气轮胎，自行车构造也得到了改进，才使它成为人们普遍使用的交通工具。
那么，是谁发明了自行车的充气轮胎呢？说起来很有意思，充气轮胎原来是一位医生发明的。
这位医生叫邓洛普，是位居住在爱尔兰的苏格兰人。他有个儿子，非常羡慕别人骑着自行车在街上转来转去，很想有一辆自行车。为了满足宝贝儿子的要求，邓洛普买了一辆自行车。儿子得到自行车后欢天喜地，整天骑着车在铺着鹅卵石的街上跑来跑去。邓洛普看着儿子骑自行车时那种受颠簸的样子，十分心疼，于是开始琢磨怎样改善自行车的轮子。
邓洛普是个医生，也是一个业余的花卉爱好者。有一天，他用一根橡胶水管在花园里浇花。他手握水管，感到了水的流动。他故意将橡胶管握紧、放松，再握紧、再放松。橡胶的弹性给了他启发。他想：能不能把这灌满了水的橡胶管安到自行车的轮子上，以减少车子在行进时的震动呢？
按照这一大胆设想，邓洛普马上开始进行试制。他经过多次试验和失败，终于用浇花的橡胶管制成了世界上第一个轮胎。这种轮胎装水，在试骑时很不方便。因为注水很难使轮胎十分饱满，而且也不能减轻车身重量。为此，邓洛普又想出用气体代替水的办法，经过多次试验取得了成功，充气轮胎终于在1888年诞生了。开始时，这种新轮胎受到人们的嘲笑，被说成是“木乃伊”轮胎，但是骑车的人发现，用这种轮胎跑得更快，也跑得更平稳。当时有个叫迪克罗的人，专门建了一个公司来制造这种轮胎，后来这个公司变成了邓洛普橡胶公司。
装有内燃机的“自行车”
摩托车是装有内燃发动机的两轮车或三轮车，从诞生到现在已经有100多年的历史了。由于摩托车具有结构简单、造价低廉、越野能力强等优点。被广泛用于运输、旅游、体育运动等领域。
第一辆摩托车
1876年德国人奥托发明了汽油发动机，为摩托车的发明提供了动力源。同一国度的工程师戈特利普·戴姆勒在其基础上进行了改进，于1885年研制成功了单缸、风冷，功率为0.37千瓦，装有自动进气阀、机械式排气阀和热管式点火装置的汽油机。他将这台内燃机安装在以橡木为车架的单车上，于是世界上第一辆摩托车诞生了。戴姆勒于同年8月29日获得专利，成为世界摩托车工业的鼻祖。
摩托车技术的发展
19世纪90年代至20世纪初，早期的摩托车采用了当时的新发明和新技术，诸如充气橡胶轮胎、滚珠轴承、离合器和变速器、前悬挂避震系统、弹簧车座等，开始有了实用价值，得以批量生产。20世纪30年代之后，摩托车生产又采用了后悬挂避震系统、机械式点火系统、鼓式机械制动装置、链条传动等，摩托车逐步走向成熟，广泛应用于交通、竞赛以及军事方面。20世纪70年代后，摩托车生产又采用了电子点火技术、电启动、盘式制动器、流线型车体护板等，使摩托车成为造型美观、性能优越、使用方便的先进的机动车辆。
摩托车的分类
摩托车按照车轮的多少，可以分为二轮摩托车、三轮摩托车和四轮摩托车几种。二轮摩托车是我们最常见的一种，具有轻便、灵活的优点。三轮摩托车可分为正三轮和边三轮两种，经常见到的残疾人摩托车，就属于正三轮摩托车。
而边三轮摩托车，也就是俗称的挎斗车，曾是第二次世界大战期间德军摩托化部队的主力。四轮摩托车实际上是以二轮摩托车为基础所开发出来的高机动性车辆，正式名称叫四轮全地形车，也称为沙滩车。
人类的代步工具——汽车
也许我们都听说过或见到过“奔驰”牌小轿车。“奔驰”牌小轿车就是以汽车的发明者卡尔·本茨(KarlFriedrichBenz)的名字命名的。
1885年，卡尔·本茨造出了世界上第一辆装有四冲程汽油发动机的轻型三轮车，这要算是世界上最古老的汽车了。这辆汽车的试制成功，奠定了今天汽车工业的基础。
卡尔·本茨1848年生在德国，他的父亲在铁路上工作。年轻时，他曾在工业学校学习数学和机械。后来他又在工厂的工作中积累了许多实际操作的经验。
1871年，本茨在曼德投资建立了工厂，并开始了对内燃机的研究。他是怎样开始对内燃机产生兴趣的呢？
原来，当时自行车已经发明。不过，那时的自行车和我们现在的自行车不同。那时的自行车的脚蹬是装在非常大的前轮上的，蹬起来非常费力。
本茨想：如果能把发动机装在自行车上，行动起来，就会既快又省力了。
那个时候，欧洲已有一些国家利用蒸汽机来驱动船舶和火车。但由于蒸汽机非常笨重而且是燃料在汽缸外燃烧的外燃机，所以无法装在自行车和其他的轻型车辆上。
经过详细调查，本茨发现发动机中了除了蒸汽机之外，还有燃汽机。
燃汽机是一种将汽缸中的易燃气体点火引爆，然后利用气体爆炸膨胀所产生的力量来推动汽缸中的活塞的内燃机。当活塞的运动通过连杆带动汽车的传动轴时，传动轴就会驱动车轮旋转起来。当时所用的易燃气体是煤气。
1878年，本茨制成了使用煤气的燃气机。紧接着，他又开始研究把发动机装在小型四轮和三轮车上。
由于燃气机需要制造装气体的装置，这个装置很大，所以无法装在轻装的车辆上。为了解决这个问题，本茨绞尽了脑汁。
一天，本茨听到了这样一件事，有人用汽油清除衣服上的污垢时，使得屋子里充满了汽油，当火苗接触到这些弥漫在屋子里的汽油时汽油发生了爆炸。
本茨想，汽油既然有这么大的威力，可不可以将汽油用来代替煤气呢？这样，就不再需要装气体的装置，发动机的体积和重量就会得到很好的改善。在这之前，一位法国人曾制造过汽油发动机，但发现它的力量不大。本茨通过研究发现，蒸发后的汽油直接用在发动机中，是效率不佳的主要原因。本茨不断改变混杂在汽油中的空气比例，分析爆炸的强度。他发现，当压缩混合气体使其密度增加时，爆炸力就会随之增强。由此本茨成功地制造出了体积小、力量大的汽油发动机。但是这种内燃机因为只有一个汽缸，所以把它装在汽车上，汽车行驶起来很不平稳。
英国科学家克拉克发明了一项改进措施，就是在一台内燃机中装上两个汽缸。当一个汽缸处在回复阶段时，让另一个汽缸爆燃做功，两个汽缸交替做功，使输出的动力均匀起来。
本茨采用了这种方法，制成了四冲程的内燃机。
1885年，本茨首次成功地将内燃机与车轮结合在一起。他把他制造的汽油发动机装在了三轮车上。
到1885年的秋天，本茨所制造的汽车已能以每小时12千米的速度稳定地行驶了。由于它用汽油内燃机作动力，所以被人们叫做汽车。这就是世界上第一辆汽车。
“钢铁巨龙”的诞生
斯蒂芬森出生在英国的一个煤矿工人家庭。由于家境贫寒，8岁时不得不到矿上当童工，干些擦拭机器和保管零件等杂活。当他长到14岁时，开始操纵纽可门式气压蒸汽机。天天与蒸汽机打交道，使他与蒸汽机交上了朋友。他从小在矿上长大，与煤矿工人有着特殊的感情，并且对煤炭运输的艰辛产生了很深的感触。于是，斯蒂芬森立志，一定要发明一种强有力的运输工具，解除煤矿工人的劳苦。从此他开始了对火车的研究。
斯蒂芬森与当时英国的大多数技师一样，没有受过任何正规教育。17岁时，他还认不得几个字，科学知识更少得可怜。他是个被人瞧不起的小杂工。
可是斯蒂芬森不顾别人怎样看待他，他对自己充满信心，决心从头开始。他说：
“既然基础等于零，那就一切从零开始。”从此，他就开始参加夜校学习。
由于斯蒂芬森文化水平太低，17岁的他每天要同七八岁的儿童坐在一起上课。小同学都感到好奇，总是带着讥笑的眼光看着他。为了学习，他对这些毫不在乎。白天干活，晚上学习，就这样凭着坚韧的毅力，阅读了大量的科技书籍，他终于摘掉了文盲的帽子，并掌握了制造火车的数理化专业知识。
“火车”一词是怎么来的呢？
早在1803年，一个名叫特拉维西克的英国矿山技师首先利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车。这是一台单一汽缸蒸汽机，能牵引5辆车厢，它的时速为5~6千米。这台机车没有设计驾驶室，机车行驶时，驾驶员跟在车旁边走边驾驶。因为当时使用煤炭或木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”，于是一直沿用至今。但是这台机车有很多缺点，经常出事故。
1812年，有人在铁轨上试行改进，但没有成功。到了1813年又有人为解决铁轨打滑问题进行了改进，也没有成功。就在这时，斯蒂芬森开始了对蒸汽机车的探索。
