太阳传到外大气层的辐射能量非常巨大，比人类消耗的全部能量还要大出28000倍之多。而到达地球大气层的太阳热能，被反射回去的居然有35％，18%被大气层吸收，转变成风力，一次又一次地降临地球，另外的47％则穿透大气层，来到地球表面。这样一来，世界上所有国家的能量消耗，与落在他们屋顶上面的免费太阳能相比，是远远赶不上的。
太阳能虽然相当丰富，可以随便用，但实在太分散了，收集、利用它简直是太困难了，因为代价太高，所以费用不斐。
不过，人类利用太阳能的历史却很久远。人们很早就学会在冬天晒太阳，中国人居住在北半球，总是喜欢把房子建成坐北朝南的样子，其实主要是为了采集阳光，让屋子更暖和些。
在公元前214年，科学家阿基米德在叙拉古海的沿岸设置了大量金属镜，用来反射阳光，将兵临海上的罗马舰队烧得大败而归。后来，有很多的人用镜子聚光，将纸屑点燃，甚至用来点烟。
1615年，法国工程师德高斯向公众宣布，说自己发明了一种太阳能水泵，可以利用太阳为民众造福。仅仅过了一个半世纪，瑞士物理学家德索苏就创制出一种太阳能锅，令世人嘱目。它由一套同心玻璃透镜组成，使太阳能在中央容器上聚焦，能用来烧汤。这些早期的探索，极大地影响了后世。
到了1861年，法国的莫谢教授创造出一种太阳能发动机。这种机器用一面镜子使太阳光在小锅炉上聚焦，用这种能量来驱动蒸汽机运转。1869年，他还出版了第一本讲太阳能的书。后来，在巴黎博览会上，他还颇为得意地展出了一种太阳能冰箱。
1872年，在智利拉斯萨林纳斯，一位名叫威尔逊的英国工程师创制出第一套太阳能蒸馏器。它的结构包括64个镶玻璃的框架，每天生产19000升淡水，但所需的费用与烧煤蒸馏器相比，只是它的l/4。
这种蒸馏器的原理是仿效地球的水循环制成的：太阳的热力不断蒸发海水，使之进入大气中，然后凝结成雨，降落到地面上。这种太阳能机器是最简单的，直到今天仍然在很多干旱少雨的沿海地区得到广泛应用。
20世纪70年代以来，以石油为代表的能源危机出现，人们极想利用太阳能。这样，太阳能的利用得到很多人士的大力推动。利用太阳能给水加热、供暖、发电，以及太阳能电池发电，是现在太阳能利用发展的几个颇为重要的方面。
太阳灶的由来
目前，太阳能主要用于供热和发电。人们见到最多的太阳能机器，就是人们常说的太阳灶，主要用于水的加热和供暖。
制作太阳灶时，最关键就是利用平板收集器，将太阳辐射的热量迅速收集起来。收集器的设计有多种，而原理大致相同，就是把管子装在一个扁盒里，扁盒向阳的一面透明，管内则有水流通过。这些管子总是在一块平板上紧紧固定，平板漆成黑色，尽量将太阳辐射予以吸收。
吸热板后面周围还有一些隔热层，尽量保持热量，减少热量的流失。液体通过管子，吸收平板所获得的热量，流出来后，温度就提高了。
其实，平板收集器是一个名叫德索苏的瑞士人发明的。他用一个黑色底、有玻璃盖的简单木盒，使水温达到88℃。为了使效率得到提高，一种双层管道的收集器被被制造出来，把吸热管套在一根较大的管子内，将两层管道之间的空气抽掉，使热量损失减少。
世界上第一个太阳灶是法国的穆肖设计出来的。1860年，他奉了拿破仑三世的旨意，研究用抛物面镜将太阳能反射，使之集中到悬挂的锅上，让驻在非洲的法国士兵们使用。1878年，阿塔姆斯又进行了研究和改进。在这之后，太阳灶在印度得到推广，有10家工厂生产这种器具。10年后，全世界有了许多太阳灶的专利，各式各样的太阳灶先后出现。
平板收集器也有供暖的功能。但要是一开始就想着通过太阳能来取暖，这样设计出的房子必定有很好的取暖效果。可以设计向阳的大窗，在白天尽量吸收热量，同时装设高效的隔热百叶窗，减少夜间的热量损失。此外，还可以在屋顶、墙壁、地板上使用质量信得过的隔热材料，这样还能使热量损失得到降低。
如果居住在全靠太阳能供暖的房屋，为了对付长期阴冷的天气，贮热器是必须使用的法宝。贮热器的原料可以采用水箱、热容量较高的岩石之类的材料，多数情况下可以放在地下室里。有阳光时，从平板收集器用管道引来热水加热，气温下降时可从管道释放出一些热量。
太阳能收集器为了追求美观，常常做成一口大锅的样子。因为这个缘故，人们就很自然地管太阳能收集器叫“太阳灶”。
太阳能电站的由来
目前利用太阳能发电，有两种方法：一种是通过太阳能的利用，将液体加热，使之变成蒸汽，导致涡轮机运转起来，另一种是用太阳能电池直接发电。有一种“发电塔”，由许多镜子组成，镜子随太阳转动，把阳光向高塔上的中央接收器反射过去。
在意大利的圣伊拉里奥-纳维，就制造了一些直径为90厘米的镜子，足有270面。这些镜子，可以产生摄氏500℃的热蒸汽。
美国太阳能的先驱，是两位着名的科学家，他们是艾登和梅纳尔。他们提出另一种“太阳能场”的办法，用一排排抛物面反射器，使太阳辐射在内有溶盐、热气的管子上集中起来，再用泵把加热的流体从隔热的管道抽到中央发电站进行工作。
这种太阳能场一定要等到天气晴朗、阳光充足的时候，其效能才能发挥出来，大概只有设在沙漠地带才能常常起作用。
如果对发电塔和太阳能场进行综合考察，就会发现他们有一个共同的缺点：白昼作业，而晚上歇业。
许多对开发太阳能有着浓厚兴趣的科学家，都很关注可以直接发电的太阳能电池。1954年，美国贝尔电话公司创造了第一批实用装置。他们通过研究发现，在一块很薄的硅片下，放一块更薄的浸过硼的硅片，太阳能电池就产生了，它可以把阳光直接变成可以使用的电能。光线在上层照射，使电子迁移到下层，这就在两层之间产生了一种电压差。
太阳能电池的优点非常多：没有活动部件，使用寿命又不短，不用花费多少保养费用，又不需要多少燃料。
可如果把硅转变为单晶硅，却要付出非常高昂的费用。当然，在一些极其特殊的情况下，由于使用起来很方便，即使造价贵，仍让人觉得划算。太空船就是用太阳能电池供电的，自动化气象站也用太阳能电池。
1968年，美国工程师葛雷塞向世人提出了一个非常了不起的太阳能计划：在赤道上空37000公里的同步轨道上，将一个巨大的太阳能电池组安装起来。在那里，太阳能电池可吸收的太阳能，比地面上要高出15倍之多。这是个太空发电站设想，实在是太宏伟了。
矿灯的由来
矿灯全称是矿工安全灯。它的发明者是英国人戴维。这种器具之所以被称为“安全灯”，是因为先前使用的照明灯往往会带来一些安全隐患。
19世纪初期，由于英国工业革命得到了迅猛发展，人们越来越需要煤这种资源。煤矿的矿井也变得越来越深。坑道里没有电线，工人们干活时却需要明亮的灯光。矿工们先前使用的是明火油灯，这种灯无疑会使瓦斯爆炸的危险性大大增加。
到了1812年，在达勒姆的费林科利里煤矿中发生了一起严重的瓦斯爆炸，导致92名矿工丧生，受伤者更是不计其数。
1815年，戴维被请来解决瓦斯爆炸问题。他对瓦斯进行了认真的化验和分析，发现瓦斯是氢和碳的化合物，它的燃烧需要一定的条件。如果与不足6倍，还有多于14倍的空气混合，爆炸就不会出现。
他还发现，这种气体不管用多少比例和空气相混合，如果用来装它的管子的直径比1/8英寸小一些，它照样不会发生爆炸。
戴维经过一再的试验，终于研制出一种实用性较强的矿工安全灯。他对自己的灯这样描述：“在四周不透气的灯罩里，蜡烛在燃烧，燃烧所需的空气由灯罩下面的小管子导入。灯罩上面设置了一个燃烧室，废气会从烟筒里向外排除。这种灯与普通的灯相似，携带起来相当方便，相对来说，价钱也很便宜。”
后来，戴维渐渐发现，金属网丝也能起到小管的作用。他就用有细密网眼的铁丝网作为制作灯台的原料。制作这种灯台还能带来一个显着的优点，就是只要有瓦斯，火焰就会逐渐变大。
这样一来，等于给矿工发出了警报，而变大的火焰又能将道路照亮，使人们能够迅速地逃避。
矿工安全灯问世后，戴维总是在惦记着矿工们的安全，对自己的切身利益没有过多考虑。所以他一直也没有为自己的发明去申请专利。但他的发明无疑为矿工的安全立下了汗马功劳。与他同时代的人无不对他倍加称赞，而矿工们对他也表示出了万分的感激，还用他的名字为安全灯命名，称这种灯为“戴维灯”。
炼钢的由来
公元前15世纪的时候，居住在高加索中南部的亚美尼亚人就知道如何炼钢。他们的炼钢技术名叫“渗碳法”，具体方法是将熟铁反复加热锤打，使碳素在熟铁表面渗入。这种原始的炼钢办法后来得到人们的重视，一直到18世纪还在应用。
早在2000多年前的汉代，中国人就掌握了一种名叫“炒钢”的技术，并在中国影响深远。近年来，考古学家在河南巩义挖掘出一些汉朝的遗物，其中就有那时颇具规模的炒钢宝炉。
“渗碳法”这种炼钢技术流传了很长时间，虽然造出的刀剑锋利惊人，被当成是至宝。但这种千锤百炼的办法实在太耗费精力，炼出来的钢数量也很有限，与人们需要大量钢铁的情况已经大不适应了。
1740年，英国人哈尔曼以印度的“坩锅”炼钢法为基础，通过不断实验，创制了一套现代的炼钢技术。他把铣铁、碎玻璃和木炭盛在坩锅里，放在反射炉里从上加热。经过这番研究，铣铁就能够熔化成钢落入坩锅底部，然后使之进入模型，冷却后就能作为制造工具和武器的材料了。
说到现代炼钢技术，其发明权则应属于另一个英国人贝塞麦。
1854年，英、法、土联军在近东和俄国作战，打得非常激烈，这场硬仗就是克里米亚战争。贝塞麦发明的来复线派上了用场，它使大炮射程更远，也能更准确地击中目标，可当时的大炮因为所用的钢铁原料质量不佳，炮管总是会破裂。
军方给贝塞麦下了一道指令，要求他研制出一种坚固耐用的大炮，以利于克敌制胜。而他却知道，要使炮的质量达到上乘，关键是要炼出高质量的钢。为解决这一难题，他阅读了大量与冶金技术相关的资料，考察了英格兰的炼铁厂，随即又创建了冶炼实验工厂。
有一次，贝塞麦正在实验工厂炼铁，他使鼓风箱运转起来往坩锅里吹风，偶然发现一块铁片在锅边上紧紧粘住。当他将这块铁片取下来，仔细察看时，发现这是一块炼成了的钢。此时他十分兴奋，于是下定决心要将铁片变钢的奥秘揭开。
经过多次试验，贝塞麦终于明白了。原来，由于氧气吹进坩锅，导致生铁中的碳大部分被氧化，成为货真价实的钢。想到这一点，他茅塞顿开，想出一个从锅底部吹进大量氧气的好办法。
很快，这种办法得到了实际运用，因而造成了一种新式转炉。这是一个罐形装置，可以转动和倾斜。铁水进入转炉，人们再加入清除杂质的物料，然后从炉底吹入强烈的热风。
1855年7月的一天，贝塞麦发现，从锅口有许多雨点般的火花飞出，仅仅过了一刻钟，就没有火花了，火焰由红变白，再变弱，最后完全消逝。他迅速取出样品进行化验分析，证实这次炼出来的是相当优秀的纯钢。以往要用几个星期才能炼成的钢，现在只用了十几分钟就完成了。
这年8月，他在英国将这项炼钢的新技术予以公开。1877牢，英国人托马斯使用碱性耐火材料，使转炉有了一层碱性内衬。这样一来，过去容易被磷腐蚀的转炉，其性能有了极大的提高。
1952年，奥地利的林茨公司和德纳威茨公司进行合作，通过不断研究，创造了氧气顶吹转炉炼钢法。这种转炉是从上部用高速喷嘴向炉里吹氧气，而不是从底部将氧气吹入，这样就将炉子的容量扩大，也使产品质量得到很大提高。
目前在多数情况下，现代化钢厂还是使用这种耐用的转炉。
采矿的由来
一些证据说明，人类最早发现的矿是铜矿，而釆燧石矿是后来才有的事情。人类在能进行金属加工以前就使用了燧石器具。在塞尔维亚，人们已经发现了大约公元前4500年历史上最早的铜矿，而在西欧发现的燧石矿是在大约公元前4000年时开采的。
人们采燧石矿时，总是用鹿角制成的锹进行挖掘。而牛肩胛制成的铲主要供清除废石之用。
埃及贵族们总是向往黄金，他们将带着锁链的囚犯放出，让他们在东部沙漠和南到努比亚的地区不停地开采金矿，使金子源源不断地流向宫廷和富人的府第。在今天的伊拉克的纳杰夫沙漠和西奈半岛上，有许多绿宝石和铜矿被发现。到了公元前2000年，埃及人对这些矿产非常垂涎，就动用武力占有了这些矿产。所罗门国王所控制的矿实际上是铜矿。
早在汉朝时期，聪明的中国人就对煤矿有所关注，并进行开采。在河北省发现的一个古代煤矿，其竖井的垂直有150英尺那么深。罗马人看中了西班牙的铜和银，以及英国的煤和铁，下令进行开采，而西班牙的几处古铜矿和银矿，都有600英尺的深度。
矿产能带来巨大的财富，吸引着许多开掘者。它的被开采，使其他技术蓬勃发展起来。
考古学家在西班牙的里奥·廷托通过不断挖掘，发现了公元前1世纪时的罗马脚踏水轮系统装置，这个装置能从约100英尺深处调动水源。水轮的铜轴上装有八个轮，在高度不同的水箱里用脚踏轮，水就从一级水箱提到另一级水箱，最后提到地面。到了公元1500年后，西班牙人将类似的汲水系统应用于中南美洲的金矿和银矿。
开矿还加快了照明、通风、拖运以及测量技术进步的速度。最早的铁轨车是矿里使用的斗车，而铁制工具的改进品，以及为清除矿内积水而设计的抽水系统，对蒸汽机的发明功不可没。
煤气的由来
在科技革命时代，人们通过大量的科学试验，发明了一种人造煤气，该产品很快普及到民间，又有民用煤气之称。可是直到19世纪初期，该物质才正式用于照明。
大约1683年，英国牧师约翰·克莱顿进行实验，实验地点选在靠近煤矿的一个天然“气泉”上。他在进行实验时，看到有的过路人利用“气泉”喷出的火苗来煮鸡蛋，就将其中的煤挖出来，从中提取出煤气，想把它装到一个牛膀胱里，好长时间使用它。
