為什麼導彈在長時間的飛行中都可以不需要駕駛員操作，而不會迷失方向?在導彈飛行的一係列複雜動作中，關鍵是要保證導彈的自動操縱係統能始終有一個固定的方位參照係。因為隻有通過彈體與這個參照係的對比才能辨別各種方位，而要做到這一點，就離不開定向儀。
自動定向儀的核心部分是回轉儀，它是根據小孩經常玩耍的陀螺的原理製成的。玩具陀螺在急速轉動時一般不會倒下來，偶爾由於其他因素搖擺幾下，又會自動地恢複原來的轉動狀態。
玩具陀螺在地麵轉動時，由於僅靠其底部尖端觸地，所以阻力矩很小，即外力矩可以忽略不計。根據物體所受外力矩為零時角動量守恒定律，陀螺的角動量可近似看做保持不變，即陀螺能在較長時間內圍繞原來的自身軸線旋轉。
根據陀螺的原理，人們設計製造了陀螺回轉儀。在支架上裝有可以轉動的外框，外框內又裝有可以轉動的內框，在內框中安裝著高速轉動的轉子，也就是一個高速旋轉的陀螺。由於外框和內框以及陀螺轉子的轉動軸三者相交於轉子的重心，而且所有的軸承都十分光滑，所以，陀螺轉子可以在三維的空間中自由地轉動，它的轉軸方向不會因為底座位置的變化而發生變化。
人們把這種陀螺回轉儀安裝在導彈內，並將底座固定在導彈中，這樣在導彈飛行過程中，無論導彈姿態如何變化，回轉儀的外框、內框位置和方向發生變化，而高速旋轉的轉子的轉軸方向是不會發生變化的，因而就成為一個可靠的方向參照係。有了這個參照係，就可以隨時測出導彈的滾動或偏轉，並及時由控製係統進行校正，使導彈按照預定的方向飛行，直至擊中目標。
一架裝有陀螺回轉儀的飛機，在長時間的飛行中都可以不需要駕駛員操作，而不會迷失方向，甚至在降落的時候，自動駕駛儀也可以操縱飛機從高至低逐漸下落，平穩地降落在跑道上滑行，最後自動地停下來。
陀螺回轉儀還被廣泛地運用在坦克和艦艇的射擊控製係統中。在坦克和艦艇運動時，不管如何顛簸、搖晃，陀螺回轉儀始終能給出一個基準方位。依靠這一基準方位，可以在運動過程中隨時測出炮管的方位變化，並依靠控製係統自動進行調整，保持炮管指向的穩定。
陀螺回轉儀的作用不僅是上麵所說的這些，更為奇妙的是，聰明的人類還利用地球的自轉，發明了比磁羅經更有用的陀螺羅經。陀螺羅經已經成為現代軍艦不可或缺的重要裝置，每當軍艦出海執行任務之前，航海部門的戰士們就要啟動陀螺羅經，經過一段時間的運轉，陀螺羅經的轉軸會穩定在與地軸平行的方向上，這樣陀螺就指示出地理南北極了。
地球自轉又為什麼會使陀螺羅經的轉軸平行於地軸呢?原來，陀螺羅經中的陀螺回轉儀內環下部加裝了擺性裝置和阻尼器，利用擺性裝置獲得擺性力矩作為控製力矩，能使陀螺回轉儀主軸具有自動找北的性能。
隻要陀螺羅經的轉軸不與地軸平行，旋轉中的陀螺總會受到科裏奧利力，當陀螺羅經的轉軸與地軸垂直的時候，科裏奧利力最大，而當陀螺羅經的轉軸與地軸平行的時候，科裏奧利力等於零。能夠自由取向的羅經裏的陀螺，在這種科裏奧利力的作用下，就會逐漸轉向與地軸平行的位置穩定下來。
市長的猜想1660年，德國曼古迭布魯達市的市長蓋立凱首先製造出氣壓計，並且首次根據自己的氣壓計進行了天氣預報。
市長蓋立凱很喜歡研究機器。
他利用泵，把各種東西裏的空氣抽出來做真空實驗。一天，他在水桶裏立一根長管，封住管子上端，然後抽去管內空氣，水就在管內升起來。當時蓋立凱想：如果管子更高那又會怎樣呢?他就換了一根更長的管子，最後發現水柱在三樓和四樓間停住了，離地約有10米高。
每天注視水麵高度時，蓋立凱發現一個奇怪的現象：晴天時水柱升高，雨天時水柱降低。
有一天，水柱比以前降的還低許多，蓋立凱緊張起來：是不是要來暴風雨了?他趕緊向市長室跑去，並通知說：“暴風雨要來了!”可是大家看著碧藍的天空，誰也不相信。一個小時後，風開始忽忽地刮起來了。
“猜中了，猜中了!”蓋立凱興奮地叫著，街上的人很欽佩他，這位市長的名聲也開始愈來愈高了。這就是氣壓計的由來，從此，人們使用儀器觀測氣象的研究也一點點地隨之展開。
相互吸引的兩艘輪船1912年秋天，有艘當時世界上最大的遠洋輪船“奧林匹克”號和鐵甲巡洋艦“哈克”號相距100米並行。突然，有一股巨大的力量迫使兩船靠攏，兩艘船上的舵手發現了兩船在急速靠近，都采取了果斷措施，竭力反向轉舵，但已無濟於事，兩船仍然撞在了一起。“哈克”號的船頭撞在“奧林匹克”號的船舷上，把“奧林匹克”號撞了個大洞，造成了一起重大的海上交通事故。為此，海事法庭以“奧林匹克”號沒有給“哈克”號讓路為理由，判“奧林匹克”號船長為失職罪。
可是，科學家們不同意這種判決，他們認為“奧林匹克”號船長是無罪的，這個意外事故，主要是流體的性質所造成的。根據伯努利原理，液體的壓強跟它的流速有關係，流速越大，壓強就越小。當“奧林匹克”號和“哈克”號並排航行時，在它們之間形成了一條水溝，這裏的海水雖然沒有向前移動，而船卻向前高速行駛著。從相對運動的觀點來說，這相當於海水高速向後移動，而兩船外側的海水，雖然也相當於向後移動，但比起兩船之間的海水來說，流速要慢得多。因此兩船外側海水對船舷的壓力大得多，正是這個壓力差，把質量較小的“哈克”號推向“奧林匹克”號。所以“奧林匹克”號船長的確應該是無罪的。
這種事故以前是經常發生的，不過在大船沒出世以前，這種現象還不嚴重。現在大輪船多了，必須非常重視這種現象，避免發生意外。
和伯努利原理有關係的現象很多，如正在飛速前進的火車，對車外就會產生一種“吸力”。有人計算過，當火車時速為50千米時，人站在火車近旁，這個力竟有8千克，它足以把人吸向火車一邊。因此，站在正在飛速行駛的火車旁邊是非常危險的。
第一個試圖乘火箭飛行的人元末明初，火藥的製造越來越科學。據考證，西安出土的元代火銃的藥室還殘留有塊狀火藥。經科學檢測，其中硝、硫和木炭的配方比例大約是硝占60％、硫占20％、木炭占20％。與元代以前的火藥相比，其中硝的含量已明顯增加，除硫黃和木炭外，剔除了其他雜質。現在看來，它也是一種較好的粒狀發射火藥。
在北宋時，兵部令史馮繼升、神衛水軍隊長唐福都曾向真宗皇帝進獻過火箭，都是以火藥作推動力，發射箭矢殺傷敵人的。再往後，在金哀宗開興元年(1232年)，金兵在開封抵抗元兵時，就使用了一種火箭“飛火槍”。它是用紙卷成筒，內裝火藥、鐵渣、磁末、砒霜，點燃引線後，火焰可噴射出3米多遠，殺傷敵人。到明朝，火箭的品種就更多了，有神機箭、火龍箭、九龍箭、四十九矢飛廉箭、百矢弧箭等。其中最先進的是火龍出水，它可稱之為最早的二級火箭。在水戰時，“火龍出水”可飛行1500米左右，能使敵船焚毀；在陸戰中，攻城殺敵的作用也很大。由於火藥武器的廣泛使用，明成祖就建立了“神機營”，其武器都是火藥武器。在明朝一個煙火工匠最起碼的技術就是會配製火藥，會製造火箭之類的武器，當然也要會製造爆竹、煙火、地老鼠、流星之類的娛樂品。王古就是這樣一個技術嫻熟的煙火工匠。每當他看到自己製成的煙火、流星等焰火製品直衝上天時，他心中就會想：人，能不能像這樣飛上天？
在我國古代，許多人都思考過這樣的問題，同時也有許多人進行過這樣的試驗：創製一些“飛行器”，借以實現飛行的理想。最早的大概是西漢末年。王莽想招募能人，以征伐匈奴。有一個人來應征，他說他能飛行，並進行了現場表演：隻見這個人做了一雙大鳥翅樣的翅膀，身上披著羽毛樣的衣服……飛行了數百步後才墜落下來。這人是滑翔，還是振翼飛翔?史書上沒詳細描述，也就難以斷定他究竟飛行上天沒有?
元朝至正年間(1341—1368年)，湖南平江有個姓王的油漆匠製造了一架憑借風力飛行的“飛車”，飛車旁邊有兩隻翅膀，車裏麵有輪子，輪子轉動起來，飛車就可以升降自如。車上有一隻袋子，可隨風向而轉動，袋口可以張開，風從後麵吹進袋口，像船帆一樣借助風力而促使飛車飛起來。
還有一例飛行試驗是由一位皇帝主持的。南北朝時北齊文宣帝高洋也想試試：人究竟能不能飛。他找來一些死囚，讓他們乘著用席子做成的風箏，從六十七丈高的台子上往下跳，誰能飛起來安全落地，就赦免誰。結果是其他人都摔死了，唯有一個人隨風“飛”到城外，並且平安地降落在地。這可以稱之為人類一次成功的滑翔飛行。
王古聽說過一些人的飛行試驗，但那都不算高，不能像飛鳥一樣在高空裏翱翔。他打算用火箭作動力，使自己能夠像鳥兒一樣飛上天。
主意拿定後，王古就設計了一個“火箭飛行器”。這個火箭飛行器上綁著47支大的“起火”(可以稱之為是一種原始火箭)，作為飛行的動力，這些“起火”連接在一起，像兩條“飛蛇”，中間還安排了一把坐椅。
在試驗的那天，王古坐在椅中，雙手各拿一把大扇，大概是想在空中利用扇子的撲動達到飛行的目的。王古讓人點燃“起火”，轟的一聲，王古坐火箭衝上了天，隨後引起更強烈的爆炸……王古遇難了，這次火箭飛行失敗了。
在本世紀50年代，英國人瑟姆在自己寫的《火箭與噴氣》一書稱王古是“世界上第一個試圖利用火箭作飛行的人”。
“神人”懷丙和尚懷丙和尚，北宋出色的工程家，他聰明善思，曾多次解決當時誰也解決不了的難題。
宋仁宗慶曆年間(1041—1048年)，黃河就曾多次決堤。有一年，河中府(今山西永濟縣)發生大洪水，河水衝壞堤防，蒲津橋也遭毀壞。
蒲津橋是座浮橋，先秦時便開始架設，後來屢斷屢修。在唐代開元十二年(724年)重新修建時，在兩岸的石堤上增設了八隻鐵牛，以固定浮橋的巨纜。每隻鐵牛重達幾萬斤。黃河這次發大水時，驚濤駭浪把蒲津橋衝斷了，連固定浮橋巨纜的大鐵牛也一並衝到下遊，深深陷於河沙之中。
洪水退後，人們打算重修這座浮橋。可惜八隻鐵牛全都沉沒河中，誰也無法打撈。沒有鐵牛，在洶湧的黃河之中，浮橋是無法固定的。在河中府一帶掌管糧食、財賦兼帶巡視地方的轉運使張燾，便下令張貼“招賢榜”，以募求能打撈大鐵牛的人，並許以重獎。
“招賢榜”貼出後，吸引了許多人，但誰也沒主意，不敢揭榜。一連幾天，都隻有人議論，而沒人敢出頭揭榜。這一天，忽有一個和尚一把就將“招賢榜”揭了下來。頓時人群嘩然，都分外驚奇。有一個人還調侃：“和尚!
你有什麼辦法，是不是念經請神仙來幫忙？你要知道每隻鐵牛都有幾萬斤重呀!”
這和尚十分文靜，也不像很有氣力的樣子，他笑嘻嘻地說：“哪能請神仙來幫忙呢?是水衝走了鐵牛，我便叫水將鐵牛送回來!”
這邊早有人稟報至轉運使衙門，張燾便讓人打聽這和尚的來曆。在修複堤防和橋梁的工匠中，有一個木匠認識這和尚，聞訊也來稟報：“大人!有辦法了，這個和尚真是個神人。他叫懷丙，真定(今河北正定縣)人。真定有一座佛塔，是木頭建築的，有十三層，高聳巍峨，在縣境內特別引人注目。
久而久之，木塔中層的大主柱朽壞，塔身不穩而往西北邊傾斜。別的工匠都無辦法，隻有這個懷丙和尚表示能修複木塔。懷丙和尚上塔，測量了那根腐朽主柱的長短，另外又照樣做了一根主柱。他讓眾工匠將新支柱吊上塔，然後，讓眾工匠全部退出木塔。他關閉塔門，一個人呆在裏麵。過了一會兒，朽柱被換下，新柱穩穩地支撐著樓層，在塔外的工匠根本沒聽到斧鑿聲音，不知他用的什麼辦法。”
另一位石匠也補充說：“懷丙和尚確實是個神匠。趙州洨河石橋，修建至今已有幾百年了，大水也衝不壞。但由於一些鄉民常常偷鑿穩定橋身的腰鐵，致使橋身有些歪斜。據我們同行估計，沒有千餘人同時出力，是無法扶正橋身的。懷丙和尚隻用了幾個人，輕輕巧巧地將橋身扶正了。懷丙和尚的巧思，我們一般人是學不來的。”
張燾忙說：“快、快!請懷丙和尚!”
守榜的小吏說：“回稟大人。那和尚揭了榜就到河邊去了。”
張燾一行急忙趕往河邊，隻見懷丙和尚停立河邊，靜靜思考。圍觀眾人也不出聲，見轉運使到了，便閃開一條道。懷丙和尚見過轉運使張燾後說：
“請派兩條大船，船上裝滿沙土，再在船上架起桔槔樣的木架。”
船隻準備好後，懷丙和尚帶上熟悉水性的堤工，將船劃到鐵牛沉沒的地方，讓水手潛下水，用繩索牢牢地綁住鐵牛，再將繩索的一端拴在兩條船間的木架上。最後，懷丙指揮大家將船上的沙土掀進河裏，隨著船上的沙土減少，船身慢慢地浮起。巨大的浮力將淤積於河泥中的鐵牛拔起來了，吊在水中。懷丙又指揮兩條船的船工，將船劃到岸邊，再使勁，象用桔槔提水一樣，大鐵牛便輕巧地吊上石堤，放置在原來的位置之上。堤邊圍觀的民眾看呆了，瞠目結舌，到一隻大鐵牛放到原來的位置時，大家才醒悟過來並連聲叫好!
隨後，懷丙下了船，讓別的工匠去照著做。連續八次，不到一天的時間，這八隻幾萬斤重的鐵牛又穩穩當當地安放在河堤上的老地方。
這“舟浮牛出”的方法，是對水的浮力的科學運用，與當代打撈沉船的“浮筒打撈法”極為相似。可見懷丙和尚是位了不起的古代工匠!
轉運使張燾十分欽佩懷丙和尚的才智，便說要賞賜黃金給他。
懷丙說：“大人!和尚遊方四海，黃金乃身外之物，和尚不用。”