后来李冰发现宝瓶口地势高，流入宝瓶口的水量不多，分洪的效果不理想，洪水大时西岸仍然会发生水灾。这使他很焦虑，李冰父子再次对岷江进行详细的调查和勘测，一个宏伟的筑堰方案制定出来了——在距离玉垒山稍远的江心修筑一道分水堰，把岷江的水在玉垒山面前分成两股，使其中的一股进入宝瓶口。在两千多年前，要在浪涛翻滚的江心筑起一道大堰来，谈何容易！李冰父子带领民众往江心抛石筑堰，可是石头小，水一冲即走，用大石块投入，也被冲得东摇西晃，多次试验都没有成功。李冰毫不灰心，继续寻找新的筑堰办法，他带领儿子二郎和几个随行人员逆江而上，再次走访考察。在一条小溪边，李冰发现几个洗衣妇女，为了将浅浅的溪水聚深，她们有的把衣服放在竹篮中堵住水，有的在竹篮里放上一块竹席头，再装上石头挡住水流，形成一个小小的“水坝”。李冰受到启发，立刻想到用竹笼装鹅卵石筑堰的方法。李冰想到当地漫山遍野的竹子和就地可取的卵石，便马上回来发动民众砍伐竹子，请来竹工编竹笼，开始做用竹笼装鹅卵石在江中筑堰的试验。他发现竹笼小了是不行的，就让竹工编成长三丈、直径两尺的大竹笼，装满鹅卵石，然后一个一个地沉入江心，终于在江心筑起了一条狭长的小岛似的分水大堰。岷江水在这里分成两条支流。大堰西边的江水流经原来的水道，为岷江的本流，人们称它为外江；在大堰东边水道的水，流经宝瓶口后，再分成许多大小沟渠、河道，组成一个纵横交错的扇形水网，灌溉成都平原的千里农田，最后通向长江的另一条支流沱江，人们称它为内江；大堰前端伸出一个尖头，指向岷江上游，远望好像一个大鱼头，取名叫它“鱼嘴”。大堰两侧垒砌了大卵石护堤，靠内江的一侧称为“内金刚堤”；靠外江的一侧称为“外金刚堤”。大堰筑成以后，李冰给起名叫“都安堰”，后来改称“都江堰”。
都江堰的修成，化水害为水利，既防旱又排涝，灌溉面积达300余万亩，使得成都平原十几个县一年四季旱涝保收，成为“天府之国”。都江堰虽然修建于两千多年前，可是它的规划、设计和施工方法都具有高度的科学性和创造性，在中国古代许多宏伟的水利工程中首屈一指，在世界上也是罕见的奇迹。
智慧人生
李冰是我国古代杰出的水利专家。他掌握了丰富的科学知识，以科学的态度和方法，在实践中经过千辛万苦的努力修建都江堰，造福人类。他的功绩不只在于使老百姓身受其惠，更在于倡导了科学精神和求实态度。
张衡预测地震
作为一种地质灾害，地震可谓自然界最可怕的现象之一。随着科学技术的不断发展和观测水平的不断提高，科技人员能运用多种地震仪器及时地进行地震预报，将地震灾害减少到最低限度。可是在古代，人们是怎样进行地震预报，他们的地震仪器又是什么样子的呢？
设计制作出世界上第一个地震仪的人，是我国东汉时期伟大的天文学家张衡。
公元78年，张衡出生于南阳西鄂（今河南南阳县石桥镇）。他自小刻苦学习，很有文采，16岁以后便离开家乡到外地游学。他先到了当时的学术文化中心三辅（今陕西西安一带），以后又到了首都洛阳，进了当时的最高学府——太学。张衡非常喜欢研究天文、阴阳、历算等。后来，他在这些方面的名声引起了朝廷的注意。公元111年，张衡被征召进京，先后两度出任太史令。太史令是一个掌管天文、历法、预报天象气候的官职，张衡前后任此职达14年之久，他的许多重大发明都是在这一时期完成的。
东汉时期，我国地震非常频繁。据记载，自公元92年到公元125年的30多年间，共发生了26次大的地震。公元119年就曾发生过两次大地震，第一次是发生在2月间，洛阳和其他42个郡国地区都受到影响，有的地方地面陷裂，有的地方地下涌出洪水，有的地方城郭房屋倒塌，死伤了很多人；第二次是在冬天，地震的范围波及8个郡国的广大地区，造成了生命和财产的巨大损失。当时人们由于缺乏科学知识，对地震极为惧怕，都以为是神灵在作怪。张衡当时正在洛阳任太史令，对于那许多次地震，他都亲自经历。多次目睹震后的惨状，张衡痛心不已。为了掌握全国的地震动态，他记录了所有地方上发生地震的报告，在他已有的天文学基础上，经过长年孜孜不倦的探索研究，终于在公元132年（他50岁的时候）发明了世界上第一架用于测定地震方向的地震仪──候风地动仪。
据记载，张衡发明的这个仪器是铜质的，形状像一个酒樽，上面有一个隆起的圆盖。在仪器的内部中央有一根铜质“都柱”，柱旁有八条通道，称为“八道”，还有巧妙的机关。仪器外部周围有八个龙头，按东、南、西、北、东南、东北、西南、西北八个方向布列。龙头与内部通道中的发动机关相连，每个龙头嘴里都衔有一个铜球。对着龙头，八个蟾蜍蹲在地上，个个昂头张嘴，准备承接铜球。当某个地方发生地震时，樽体随之运动，触动机关，使发生地震方向的龙头张开嘴，吐出铜球，落到铜蟾蜍的嘴里，发生很大的声响。于是人们就可以知道地震发生的方向。
对于张衡发明的这个地震仪是否能预报地震，朝中大臣们议论纷纷，有相信的，也有表示怀疑的。但时间一久，人们对这件事也就淡忘了。公元134年12月13日，候风地动仪朝西方向的龙口突然张开，小铜珠落人蟾蜍口中。但当时洛阳并没有人感觉到有什么震动。于是满朝文武议论纷纷，说张衡的那架仪器不可靠。但过了没多久，洛阳以西相距一千多里的陇西（今甘肃省天水地区）有人飞马来报，证实那里前几天确实发生了地震。这一下，人们开始信服张衡的高超技术了。
张衡发明的候风地动仪虽然只能测知地震震中发生的大概方位，但在人类同地震作斗争的历史上却留下了光辉的一页，人类从此开始了使用仪器观测地震的历史，张衡因此被认为是人类从事地震科学研究的先驱和地震学的鼻祖。
智慧人生
张衡除了在天文学、地震学、机械技术等方面取得了辉煌成就外，在数学、哲学、文学、绘画等领域也有很深的造诣。张衡之所以取得成功，与他刻苦钻研并善于学习前人的经验而有所创新改进是分不开的，这种发奋进取的精神和认真负责的态度，同样是他留给后世的一笔宝贵财富。
托里拆利发现大气压力
地球的周围被厚厚的空气包围着，这些空气被称为大气层。空气可以像水那样自由地流动，同时它也受重力作用，因此空气的内部向各个方向都有压强，这个压强被称为大气压。大气有压力早已被人们所证实，最早测出气压值的是意大利科学家托里拆利。
托里拆利1608年出生在意大利华耶查城富裕的贵族家庭。他从小就受到了良好的数学教育，在十七八岁时，卓越的数学才能已初露锋芒。在他20岁时，伯父将他带到罗马，受教于伽利略的学生卡斯德利。卡斯德利是当时远近闻名的数学家和水利工程师，他在数学领域内很多方面都有卓著的成就，还为水力学创立了科学的基础。卡斯德利见托里拆利年轻聪慧，十分喜爱，便指派他为自己的私人秘书，在学术上给予他指导。1641年，托里拆利出版了《论重物的运动》一书，试图对当时伽利略的动力学定律作出新的阐释。卡斯德利在一次拜访伽利略时，将托里拆利的论著给伽利略看了，还热情推荐了托里拆利。伽利略看完托里拆利论著之后，表示非常欣赏他的卓越见解，便邀请他前来充当助手。1641年，托里拆利来到佛罗伦萨，会见了伽利略并成了他的学生。1642年，伽利略逝世，托里拆利接替伽利略任佛罗伦萨科学院的物理学和数学教授，并被任命为宫廷首席数学家。此后他开始有条件做一些实验研究，不再像以往那样只能从事理论探索。
当时学术界对空气是否有重量、真空是否存在的问题还认识不清，主要是受亚里士多德思想的影响，认为自然界不能容忍真空，即所谓的“自然嫌恶真空”。伽利略对此说法表示怀疑，他发现，抽水机在工作时，不能把水抽到10米以上的高度，他把这一现象归结为水柱受不了它本身重量之故。托里拆利坚定赞同伽利略的关于空气有重量和真空存在的说法。但为什么水抽不到10米以上的高度呢？托里拆利一直想把这个问题弄清楚。
1641年，一位著名的数学家、天文学家贝尔提曾用一根10米多长的铅管做成了一个真空实验。托里拆利受到了这个实验的启发，想到用较大密度的海水、蜂蜜、水银等做实验。他选用的水银实验，取得了最成功的结果。他将一根长度为1米的玻璃管灌满水银，然后用手指顶住管口，将其倒插进装有水银的水银槽里，放开手指后，可以看到管内部顶上的水银已下落，留出空间来了，而下面的部分则仍充满水银。为了进一步证明管中水银面上部确实是真空，托里拆利又改进了实验。他在水银槽中将水银面以上直到缸口注满清水，然后把玻璃管缓缓地向上提起，当玻璃管管口提高到水银和水的界面以上时，管中的水银便很快地泻出来了，同时水猛然向上窜管中，直至管顶。由此可见，原先管内水银柱以上部分确实是空无所有的空间。原先的水银柱和现在的水柱都不是被什么真空力所吸引住的，而是被管外水银面上的空气重量所产生的压力托住的。托里拆利在实验中还发现，不管玻璃管长度如何，也不管玻璃管倾斜程度如何，管内水银柱的垂直高度总是76厘米，于是他提出了可以利用水银柱高度来测量大气压，并于1644年同维维安尼合作制成了世界上第一具水银气压计。
1647年10月25日，年仅39岁的托里拆利英年早逝。为了纪念托里拆利在大气研究方面作出的贡献，人们把他在进行实验时水银柱上的那段真空称为“托里拆利真空”，而那种玻璃管也被叫做“托里拆利管”。
智慧人生
科学问题的发现和产生是进行科学研究的前提，爱因斯坦曾经说：“发现一个问题远比解决一个问题要困难得多，解决一个问题往往只需要一个技巧，而发现一个问题却需要勇气和智慧。”托里拆利正是凭着“敢为天下先”的勇气和智慧证明了真空以及大气压的存在。
帕斯卡的贡献
托里拆利通过实验证实了大气压力之后，很多人并不相信他的研究成果，有的人就提出，托里拆利使用的玻璃管上端内“纯净的空气”并非真空。针对这一问题，大家各抒己见，众说纷纭，引起了一场激烈的争论。最终用实验成功证实托里拆利的理论并结束这场争论的，是法国著名数学家、物理学家帕斯卡。
布莱士·帕斯卡于1623年6月19日出生在法国奥维涅省的克莱蒙费朗，在兄弟姊妹中排行第三，也是家中唯一的男孩。帕斯卡没有受过正规的学校教育。他4岁时母亲病故，由受过高等教育、担任政府官员的父亲和两个姐姐负责对他进行教育和培养。他父亲是一位受人尊敬的数学家，在父亲的精心教育下，帕斯卡从小就善于思考，不仅喜欢问为什么，而且特别喜欢动手做实验，通过实验和思考来找出问题的答案。有一次，帕斯卡在厨房外玩耍，听到厨师把盘子弄得叮叮当当响，这普通的声音引起了他的深思。他想：为什么刀离开盘子以后，声音不马上消失呢？于是就自己做实验研究。他发现盘子被敲击之后，声音连绵不断，但是只要用手一按盘子，声音马上就停止了，手指碰在盘子边上，还有点发麻呢！原来发声最重要的是振动，即使敲打停止了，只要振动不停止，还能发出声音来。通过实验，11岁的帕斯卡便懂得了声音是振动产生的。
在日常生活中，我们经常看到，没有灌水的水龙带是扁的。水龙带接到自来水龙头上，灌进水，就变成圆柱形了。水是往前流的，为什么能把水龙带撑圆？帕斯卡注意到这类现象后就想：也许是水对四面八方都有压强吧？为了证明这一点，他设计了一个实验，这就是“帕斯卡球”实验。帕斯卡球是一个壁上有许多小孔的空心球，球上连接一个圆筒，筒里有可以移动的活塞。把水灌进球和筒里，向里压活塞，水便从各个小孔里喷射出来了，成了一支“多孔水枪”。帕斯卡球的实验证明，液体能够把它所受到的压强向各个方向传递。水龙带灌满水以后变成圆柱形，就是因为水龙带里的水把自来水里的压强传递到了带壁的各个部分的结果。
细心的帕斯卡并没有就此结束他的研究。他又多次做实验，研究哪个孔喷出去的水最远。结果发现，并没有射得特别远的孔，距离都差不多。这说明，每个孔所受到的压强都相同。认真观察使帕斯卡发现了液体传递压强的基本规律，这就是著名的帕斯卡定律。现在所有的液压机械都是根据帕斯卡定律设计的，所以帕斯卡被称为“液压机之父”。
24岁时，为了减轻父亲在税收工作中繁杂的计算，帕斯卡用了两年的时间，设计并创制了历史上第一架机械计算器。此后，帕斯卡开始从事大气压力的研究。1646年，托里拆利实验的消息传到法国，帕斯卡立即根据托里拆利的理论重做了实验，并认为在水银液面上方的空处的确存在真空。可当时许多人认为真空是不可能存在的，管内上端有水银蒸汽，正是水银蒸汽把水银压到水银槽内，为了证明自己的观点，帕斯卡就分别用水及葡萄酒来代替水银，进行实验。事先他向围观的人提出了这样一个问题：把管子分别灌满水和葡萄酒，然后迅速将它们倒立在装有水及葡萄酒的池内，你认为哪一个玻璃管中的液面会更低？结果大家都认为葡萄酒的液面会更低些，理由是葡萄酒容易挥发，因此，液面上的气体就多，从而把葡萄酒更多地压向糟内。现在大家都知道，这种理解是错误的，实际上水面比葡萄酒液会更低些，因为水的密度比葡萄酒大。
