专家们初步确认：老君山的这些洞穴是为了采硝而开凿，时间不会迟于清代。而且，老君山周边的环境也显示这里很可能就是当时的硝经营集散地。这里虽然交通不便，却汇集了广东、福建、湖南、浙江等各省的会馆，有的会馆至今保存完好。专家们一致认为，这极有可能是经营硝的各省客商云集于此，并建起了各省的会馆。在这些会馆的旁边，至今还有一条名为“火炮街”的古街道，当地居民说这条街是古代经营火药原料和爆竹的。
另外，四川是中国本土道教的发祥地，两汉前后道教炼丹盛行，火药又是道教的发明，而老君山的深山密林中至今有宋代修建的4座道教教观，这其中一定有必然的联系。
十、活字印刷技术
众所周知，印刷术是我国古代的四大发明之一。隋唐时期出现的雕版印刷术，是最初的印刷模式。雕版印刷虽然比手抄书写要快很多倍，质量也提高很多，但还存在着不少的缺陷。
雕版印刷要花费大量的木材，而且用版量很大，不仅存放不便，不好管理，出现错字也不易更正；而且雕版用过之后就变成废物，造成资源的浪费。
北宋庆历年间（1041～1048年），印刷术取得了重大突破。布衣发明家毕昇发明了活字印刷术。活字印刷术弥补了雕版印刷术的不足，大大节省了人力、物力和财力，非常方便快捷。活字印刷术的发明是印刷术发展史上一项具有划时代意义的创造。
关于活字印刷术的发明者毕昇，历史缺少记载，仅能从沈括的《梦溪笔谈》中知道他是庆历年问的一介布衣，生平籍贯均付阙如。毕昇死后，他的活字印被沈括的“群从所得”。
《梦溪笔谈》里记载，活字印刷的程序为：首先选用质地细腻的胶泥，刻成一个个规格统一的单字，然后用火烧硬，即成胶泥活字；把活字分类放在相应的木格里，一般常用字，如“之”、“也”等字要备用几个至几十个，以备重复使用。排版的时候，在一块带框的铁板上面敷上一层用松脂、蜡和纸灰之类混合制成的药剂，接着把需要的胶泥活字从备用的木格里拣出来，按文字顺序排进框内，排满就成为一版；排好后再用火烤，等药剂开始熔化的时候，用一块平板把字面压平，等到药剂冷却凝固后，就成为固定的版型。这样就可以涂墨印刷了。印完之后，再用火把药剂烤化，用手一抖，胶泥活字就可以从铁板上脱落下来，下次可以再用。
毕昇首创的泥活字版，使书籍的大量印刷更为方便。《梦溪笔谈》说“若印十百千本，则极为神速”。活字印刷，还可以一边印刷，一边排版，胶泥活字还可重复使用，实在是既节省了时间，又节省了材料。活字印刷术的方便快捷由此可见一斑。
毕昇之所以能够发明活字印刷术，来源于他对于生活的耐心观察、思考和体悟。有个有趣的小故事说，毕昇发明活字印刷是受了他两个儿子玩过家家的启发。他的师兄弟们不明白为什么毕昇那么幸运地发明活字印刷术，师傅开口了：“毕昇是个有心人啊！你们不知道他早就在琢磨改进工艺了。冰冻三尺，非一日之寒啊！”
毕昇在发明泥活字印刷的过程中，还研究过木活字排版。但是由于他所选用的木材的木质比较疏松，刷上墨后，受湿膨胀不均，干了还会缩小变形，加上不能和松脂药剂粘连，因此没有采用。后来经过人们的反复试验和研究，木活字印刷最终获得了成功。元代的农学家王祯造木活字3万多个，排印自己编撰的书。可以说，毕昇的早期探索，在某种程度上启发了木活字的发明者。
毕昇的创造和探索，开了后世一系列材料活字的先河。南宋时，出现了铜活字。南宋末或元初，有人使用铸锡活字。明代出现了铅活字。清代，山东徐志定使用瓷活字印刷。这些活字都是在毕昇的胶泥活字基础上进行的改进。
活字印刷术的发明和使用，不仅大大推动了中国印刷业的发展，而且对于世界文明的发展产生了巨大的影响。从13世纪开始，活字印刷术开始由中国传入朝鲜、日本等地，后来又经丝绸之路传入波斯和阿拉伯，再传入埃及和欧洲。大约在1450年左右，德国人古登堡受活字印刷的影响，发明了铅、锡、锑的合金活字印刷。活字印刷术的传人，为欧洲的文艺复兴和近代科学的兴起提供了重要的物质条件。
活字印刷术的发明，促进了人类文化知识广泛的传播和交流，大大推动了世界文明的发展。
十一、时间的标尺——钟表的发明
今天，随风飘荡的钟声以及指针滴答的移动声，将我们带入了另一个世界。在这个世界里，无论是飘然而逝的过去，还是不可预知的未来，都被指针清晰地定格在了一根无限长的数轴上。钟表的出现，使人类能够精确地把握生命中的每分每秒。
在古代，人类主要利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。中国人发明制造的日晷、漏壶，以及水运仪象台都是世界上最古老的计时器。而能够持续不断工作的钟表的出现，改变了白天黑夜分别计时的传统，使一昼夜24小时的计时制得以推行。这一计时制的出现，成为时间观念史上的一件大事。
欧洲古老的机械钟，出现在14世纪的欧洲，它是由挂在绳子一端的重锤所驱动，绳子的另一端绕在一个轴上，随着重锤的下降，轴相应地转动，再通过齿轮带动钟的指针旋转。
1510年，德国锁匠彼得·亨兰率先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟表，然而这种表的计时效果并不理想：发条若是上得太紧，指针就会走得过快；发条若是上得过松，指针就会运行得慢。
针对这一缺点，捷克人雅各布·赫克对其进行了改进。他设计出一个锥形涡轮，由锥形涡轮和一卷发条共同组成表的驱动机构。当发条逐渐舒张时，它通过一条绳子带动锥形涡轮和表内的齿轮。锥形涡轮的形状恰好能够补偿发条作用的变化。当发条卷紧时，作用力强烈地作用在锥形涡轮的顶端，这里的杠杆作用较弱；当发条慢慢放松时，它的拉力就减弱，作用力作用在涡轮轮子的底部，而这里的杠杆作用则较强。因此，钟表机械得以均匀地运转。
1657年，荷兰物理学家惠更斯首先把重力引入钟表，做成了世界上第一台精确的摆钟。摆钟不像以前的钟表要另设驱动机构来推动对称横臂，而是由地球重力推动。随着单摆被用于时钟，时钟的精度越来越高，到了17世纪中叶，钟表的最小误差已由每天15分钟，减少到10分钟。精确时钟的出现，使各地区的时间协调统一起来。
17世纪后期，游丝的发明，为现代精密机械钟表的出现奠定了基础。机械钟表虽有多种结构形式，但其工作原理基本相同。它主要是由原动系、传动系、擒纵调速器及指针系式上的条拨针系条组成。到了18世纪启蒙运动和工业革命开始的时候，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并且达到了相当高的水平。钟表已经充分扮演了“一切机器之母”的重要角色，成为社会生活快节奏的缔造者。
到了20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字显示式石英钟表相继问世。1929年，在贝尔实验室工作的英国人霍顿和加拿大裔美国人玛利森首次研制出晶体石英钟。这种高质量的石英钟在温度不变的环境中每天误差仅0.1毫秒或误差十亿分之一。石英钟一经问世，便引起了人们的轰动。
1942年，著名的英国格林尼治天文台也开始采用石英钟作为计时工具。20世纪70年代，石英钟的制作技术突飞猛进，应用同一原理制成的石英表亦开始风靡全球。继石英钟之后，更为先进的原子钟问世了。它是由原子振动来控制的，是目前世界上最精确的钟，即使经过100万年，其偏差也不会超过1秒钟。如今，时间观念已经渗透到每一个人的生活中，守时成为一种美德。
十二、肥皂的发明
肥皂是人们日常生活中经常接触到的东西，我们现在所熟知的肥皂也是经历无数演化才展现在我们面前的，这其中包含了无数劳动人们的智慧。
据史料记载，最早的肥皂配方起源于西亚的美索不达米亚（两河流域）。大约在公元前3000年的时候，人们便将1份油和5份碱性植物灰混合制成清洁剂；在欧洲关于肥皂起源的传说很多，据说古罗马的高卢人，每遇节日便将羊油和山毛榉树灰溶液搅成稠状，涂在头发上，梳成各种发型。一次，节日突遇大雨，发型淋坏了，人们却意外发现头发变干净了。又传说，罗马人在祭神时，烧烤的牛羊油滴落在草木灰里，形成了“油脂球”。妇女们洗衣时发现，沾了“油脂球”的衣服更易洗干净。这都说明人们用动物脂肪与草木灰（碱）皂已用了千年。
考古学家在意大利的庞贝古城遗址中发现了制肥皂的作坊。说明罗马人早在公元2世纪已经开始了原始的肥皂生产。中国人也很早就知道利用草木灰和天然碱洗涤衣服，人们还把猪胰腺、猪油与天然甙混合，制成块，称“胰子”。
古代不管是东西方，最早的洗涤成分不外乎都是碳酸钠和碳酸钾。前者为天然湖矿产品，后者就是草木灰的主要洗涤成分。肥皂之所以能去污，是因为它有特殊的分子结构，分子的一端有亲水性，另一端则有亲油脂性，在水与油污的界面上，肥皂使油脂乳化，让油脂溶于肥皂水中；在水与空气的界面上，肥皂围住空气的分子形成肥皂泡沫。原先不溶于水的污垢，因肥皂的作用，无法再依附在衣物表面，而溶于肥皂泡沫中，最后被整个清洗掉。
从科学的角度来讲，肥皂是脂肪酸金属盐的总称。日用肥皂中的脂肪酸碳数一般为10～18，金属主要是钠或钾等碱金属，也有用氨及某些有机碱如乙醇胺、三乙醇胺等制成特殊用途肥皂的。肥皂包括洗衣皂、香皂、金属皂、液体皂，还有相关产品脂肪酸、硬化油、甘油等。
肥皂中除含高级脂肪酸盐外，还含有松香、水玻璃、香料、染料等填充剂。从结构上看，在高级脂肪酸钠的分子中含有非极性的憎水部分（烃基）和极性的亲水部分（羧基）。憎水基具有亲油的性能。在洗涤时，污垢中的油脂被搅动、分散成细小的油滴，与肥皂接触后，高级脂肪酸钠分子的憎水基（烃基）就插入油滴内，靠范德华力与油脂分子结合在一起。而易溶于水的亲水基（羧基）部分伸在油滴外面，插入水中。
这样油滴就被肥皂分子包围起来，分散并悬浮于水中形成乳浊液，再经摩擦振动，就随水漂洗而去，这就是肥皂去污原理。但普通肥皂不宜在硬水或酸性水中使用。在硬水中因生成难溶于水的硬脂酸钙盐和镁盐，在酸性水中生成难溶于水的脂肪酸，大大降低其去污能力。
早期的肥皂是奢侈品，肥皂的制造，靠的是有经验的工匠。利用油脂与碱汁的比例来调制，由于没有资料可参阅，经常因为无法凝固而重新再试。肥皂的材料来源，是从橡树、山毛榉等木材中提炼涩汁，作为碱汁的来源，如果不够，就从暖炉的灰烬中添加。有了碱汁，再从动物脂肪或是料理用的植物油取得油脂，可是一旦油水分离，就得再重头来过。
1791年，法国化学家卢布兰用电解食盐方法廉价制取火碱成功，从此结束了从草木灰中制取碱的古老方法；18世纪，法国人利用盐及石炭制作“人工苏打”，取代传统白灰烬中取出的碱汁；到了19世纪，德国人发明以电气分解食盐水来制作氢氧化钠；自此之后，苛性钠的普及，得以让肥皂从原本只有王公贵族买得起的商品，摇身一变，变成平民百姓的日常生活用品。19世纪末，制皂工业由手工作坊最终转化为工业化生产。
十三、“不务正业”的科技发明——压力锅
压力锅也叫高压锅，它是居家生活中最常见、最实用的一种理想炊具，那些难以对付的顽固肉食品，经它一煮很快就可以变得香软可口。非常有趣的是，这项发明被很多人冠以“不务正业”的名字，因为它是一个年轻人无法插柳的成果。
17世纪末，法国国王亨利四世上，疯狂迫害新教徒。为了逃离厄运，一个名叫丹尼·帕平的年轻人跑到瑞士避难。他沿着阿尔卑斯山艰难跋涉，一路上风餐露宿，渴了找点儿山泉水喝，饿了煮点儿土豆吃。
有一天，帕平走到一座山峰附近，他觉得饿了，于是找了一些干树枝，架起篝火，煮起土豆来。水一直滚滚开着，土豆在里面煮了很久却依然煮不熟。为了填饱肚子，他无可奈何地把没煮熟的土豆硬吃了下去。这个偶然的事件给他留下了深刻的印象。
在国内时，帕平曾进行过蒸汽发动机、蒸汽锅炉方面的研究，在异国他乡的大环境中，他仍然没有放弃自己的研究，正因为如此，才引发了他对压力锅的发明。
几年后，帕平的生活有了转机，他来到英国一家科研单位工作。阿尔卑斯山上的往事令他记忆犹新，他决心寻找到其中的秘密。经过深入的研究，帕平终于有了合理的解释：大气压与水的沸点之间为正比例关系，大气压高时，水的沸点也高；大气压低时，水的沸点也低。高山上的大气稀薄，气压低，水的沸点也低，虽然水开了，但热力不足，所以土豆很长时间也煮不熟。
