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发布时间:2020-06-09 14:26:25

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作者:李慕南

出版社:辽海出版社

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像科学家一样学习

像科学家一样学习试读:

前言

牛顿、达尔文、爱因斯坦……这一个个闪光的名字在他们所处的时代刻下了一个个深深的印章,更为其毕生钻研的领域留下了一座座无比珍贵的丰碑。这些伟大的科学家所留下的故事更是引人深思,催人奋进。阅读他们的故事能够给我们带来很多宝贵的启示,激发中小学生的上进心,从而走上求知求索的道路。《科学家传奇》系列丛书包括:《科学家的最高荣誉》、《科学家的青少年时代》、《站在科学之巅》、《像科学家一样思考》和《像科学家一样学习》。《科学家的最高荣誉》收集了世界上最负盛名的科学大奖,为读者讲述众多科学家获得巨奖背后的故事。一个个如雷贯耳的科学大奖,如同竞争激烈的竞技场,引来无数的科学巨人一展风采;一个个走上领奖台的科学巨匠,如同一颗颗璀璨的星星,闪耀在科学的天空中。在通往科学的道路上,满是荆棘与鲜花,留下的是他们的一个个动人又神奇的故事。期望读者从这些神奇的故事中,既能了解相关的学科知识,更能感受到科学家们献身科学的崇高精神,从中受到激励,得到人生的启迪。《科学家的青少年时代》用伟人的事迹激励孩子,远胜于一切教育。历史的长河中,总有一些人像河底的鹅卵石一样,深深地嵌在历史的河床内。纵观此书,你不仅可以从中目睹第一座核反应堆如何建造,爱因斯坦在怎样的恶劣环境中创立了相对论,爱丁顿如何证明“光线可以转弯”……你还有幸分享他们在做出发明与创造时的喜悦与激动,以及遭受挫折时的沮丧与懊恼。你更可以感受到从呱呱坠地之时与普通人无从区别的这些巨匠们具有怎样的一种创新品质与科学精神……崇高的理想,坚强的意志,勤奋的努力,科学家的青少年时代是你学习的好榜样。《站在科学之巅》是攀爬科学之峰的至高荣誉!事业、人生的追求无不如此,就在你冲刺巅峰的艰辛过程中,无数个予以衬托的山顶被你抛之身后,最后,你终于登上了孤悬高拔的群峰之巅,领略那心旷神怡的奇妙和美丽。面对这本书,你不是在面对枯燥的文字和繁杂的图片,而是面对着科学发展真实而传奇的历史。智慧在一个又一个科学家的大脑中接力,科学的火花在历史的长河中跳跃。无数智者倒在了探索科学的道路上,但是更多的人接过他们留下的知识继续完成这无尽的探索。当你看到这本书的时候,你已经踏上了科学探索之路。《像科学家一样思考》通过讲故事的形式,介绍了科学家在科学研究中所运用的思维技巧:阿基米得是如何鉴别皇冠的真假的?华佗看见蜘蛛和马蜂斗相得到了什么启发?法拉第是怎样解开紫罗兰褪色之谜的?欧拉如何巧妙解决了“七桥问题”?卡文迪许是怎样“称”出地球质量的?……这些奇妙的问题,都闪耀着科学家思维的光华。该书涉猎范围十分广泛,既有我们身边的事情,又有高科技研究领域;既有日常生活的发现,又有军事领域的发明。从小到大,无不展示了众多科学家与众不同的思维风采,读来很吸引人。如果你想学会如何像科学家一样思考,就请你打开本书,和小伙伴们一起进入科学思维的殿堂吧!你会发现,科学家的思维并不神秘,科学就在我们身边!《像科学家一样学习》通过介绍科学家的成长过程,使你体会到以学习者为中心的学习的重要性。科学家是如何学习的?是什么驱使他们渴望获得知识?科学家是如何提出问题的?是如何思考问题的?是如何寻求这些问题的答案的?他们用了哪些方法来寻求这些问题的答案?从哪个环节开始,这种探究变成了科学的探究?……本书为你一一作了解答。本书是为了使大家能够去快乐地学习而编写的。学习是人类生存的必要手段和过程。终身学习是我们提倡的学习理念。在本书中你能看到在你的学习过程中所遇到的熟悉的东西,能了解到在学习过程中需要注意和总结的地方。有许多科学家都在哲学和科学的荆棘路上艰难地探索。他们执著地把纯净的目光投向自然和宇宙。于是,科学的光芒从浩瀚的宇宙折射到人类的每一个角落,一切都变得光明了。

本书从不同侧面,形象生动地反映了历代科学家崇高的品德,以及艰辛的科学奋斗经历。希望此书能够使小读者们从思想上体会到科学的伟大力量,为其开启一扇智慧的大门。

本套丛书由李慕南任主编,李桂香任副主编,参加编写的有杨静、张强、杜天峰等同志。

本书编纂出版,得到许多领导同志和前辈的关怀支持。同时,我们在编写过程中还程度不同地参阅吸收了有关方面提供的资料。在此,谨向所有关心和支持本书出版的领导、同志一并表示谢意。

由于时间短、经验不足,本书在编写等方面,可能有不足和错误,衷心希望各界及读者批评指正。本书编委会

敢向死神挑战的贝林

贝林(1854—1917),德国医学家。1901年,因他在抗毒素血清治疗白喉和破伤风等病症方面的功绩,获得首次诺贝尔生理学及医学奖。

贝林出生在德国一个普通百姓的家里。10岁那年一个寒冷的冬夜,父亲因胆道蛔虫痛得昏死过去,贝林冒着刺骨的寒风,驾着疾驰的马车,将父亲送往医院。路上贝林不慎摔下马车,当他头破血流地走进医院大门时,便与医学结下了不解之缘。

贝林发奋学习,立志从医,终于以优异成绩考入了柏林医学院。为了实现自己的理想,他在大学期间刻苦努力,成绩始终名列前茅。贝林大学毕业时,普法战争打响了,他毅然入伍做了军医。在出生入死的战场上,军医贝林与士兵结下了深厚的友谊。为了抢救伤员,他不幸中弹。一位等着截肢的战士把止痛针让给了被抬上手术台的贝林。伤员的惨叫和血肉模糊的尸体,使年轻的贝林懂得,为了救死扶伤,他必须掌握更多的知识。

战争结束后,贝林受到著名的细菌学家科赫教授的器重,到科赫研究所当助手,从事细菌研究。当时这个研究所因发现了白喉和破伤风的病原菌已蜚声世界。贝林仿照治疗狂犬病的办法,把感染过破伤风的动物血清,注射给刚刚感染破伤风的动物以及有可能感染破伤风的动物。经过300多次试验,他终于证明这种血清可以预防破伤风。

白喉在当时是绝症,每年死人无数。为了找到治疗白喉的办法,贝林在德国医学学会上,根据实验结果提出了“抗毒免疫”这个新概念。然而他的报告却遭到了同行们的讽刺和嘲笑,但是贝林毫不气馁,他实践着自己的理论,坚定地向白喉逼近。

1890年,贝林根据自己的理论,经过多次实验,发现了能中和白喉毒素的抗毒素血清。1891年,一个因患白喉而奄奄一息的孩子被抬进了贝林的诊室。无药可救的现实和绝望的眼泪促使贝林做出了一个大胆的决定:注射自己刚实验成功的血清!奇迹发生了,那颗本已属于死神的心脏,开始了逐渐有力的跳动,呆滞的眼睛又重新闪出生命的光辉!这是人类历史上第一个被血清救活的白喉病人,曾夺走无数儿童生命的白喉终于被人类制服。

由于劳累过度和不断接触病人,贝林染上了当时的不治之症肺结核。他深知疾病的险恶,但他想得更多的是他还能做些什么。他把自己所有的资产,包括诺贝尔奖金,全都捐献出来,成立了结核病研究所。正是这个研究所后来为人类治疗肺结核做出了巨大贡献。

痴迷实验的化学家范特霍夫

范特霍夫(1852—1911),荷兰化学家。因为在化学动力学和化学热力学研究上的贡献,于1901年成为第一位获得诺贝尔化学奖的科学家。

范特霍夫生于荷兰的鹿特丹市,父亲是当地一位有名的医生。家中7个孩子,他排行老三。

上中学时,学校的化学实验课吸引了他。实验中红色的液体瞬间变成了紫色,平静的液体会突然冒出许多气泡,这些现象令他兴奋不已。他非常想知道其中的奥秘,总想亲手摆弄一下那些瓶瓶罐罐。有一次,范特霍夫从学校的化学实验室外经过,望着那整齐排列的实验器皿和化学试剂,他不由自主地站住了,“要能进去做个实验多好啊。”范特霍夫发现一扇窗子开着,他犹豫了一下,便纵身跳上窗台,溜进了实验室。他支起铁架台,把玻璃器皿架在上面,找来化学试剂。他全神贯注地盯着试管,内心的喜悦使他脸上露出了笑容。

实验室内的响动,引起了老师的注意。老师从窗口望去,范特霍夫正在那儿专心致志地做实验呢。这太危险了!老师怕范特霍夫在惊慌中出危险,没有惊动他,绕到门口,悄悄把门打开。范特霍夫目瞪口呆地站在那里,就像刚从梦中惊醒。这位老师知道范特霍夫平时是个勤奋好学又尊重老师的学生,没有严厉批评他,只是平静地制止了他的探索行动。后来,老师把这件事告诉了范特霍夫的父亲。

范特霍夫的父亲从这件事中得知儿子很喜欢化学,于是就在家里腾出一间房子当工作室,专门供儿子做化学实验。从此,范特霍夫开始拥有自己的小实验室。他用积蓄的零用钱购买了各种实验器具和化学试剂,课余时间开始自由地从事自己喜爱的化学实验。

父母并不想让他成为一个化学家,而想把他培养成一名工程师。范特霍夫进入了荷兰的台夫特工业专科学校学习后,主教化学课的奥德曼教授推理清晰,论述有序,很能激发起同学们对化学的兴趣,范特霍夫在奥德曼教授的指导下进步很快。范特霍夫毕业后说服了父母,还是选择了化学专业。他来到德国波恩,在著名化学家凯库勒的实验室工作,并在这里获得了博士学位。

范特霍夫的两篇著名论文《化学动力学研究》和《气体体系或稀溶液中的化学平衡》使他获得了首届诺贝尔化学奖。

借助妻子之手的X射线发现者伦琴

伦琴(1845—1923),德国物理学家。因对伦琴射线(X射线)的发现与研究,获得第一届诺贝尔物理学奖。

伦琴出生在德国鲁尔的一个小镇。父亲经营着一个已祖传四代的纺织品商店,到了伦琴父亲这一辈,生意一天比一天兴旺,女主人又善于持家,家境逐渐富裕,在镇上颇有名望。

小伦琴非常淘气,与其他的同龄孩子相比,并没有什么特别出众的地方,只是手巧一些。老师见到他父亲时会礼貌地说:“您家的孩子,性格好,聪敏,将来会有前途的。”老伦琴对儿子最大的期望就是继承祖传的商店,所以对老师的客套话心满意足。

小学毕业后,父亲想要小伦琴留在镇上,读完中学就继承家业。伦琴母亲强烈反对。她一心想要儿子见世面,将来有个好前程。伦琴没有那么多的考虑,但是对离开家乡,他感到新鲜有趣。

在外祖父家,伦琴进了颇有名气的乌得勒支中学读书。正规的学校教育不仅丰富了伦琴的知识积累,更激活了他的思想。伦琴脑子里的问题越来越多,想动手做些什么的欲望也越来越强烈。伦琴迷上了机械制造,整天和一堆零件泡在一起,并梦想着当科学家。他开始学着用科学的方法来思考:光为何能穿透,为何又能被遮挡?水为何成为蒸汽,为何又成为窗上的冰花?他觉得知识不够用了。伦琴带着许多问题进入了大学,又带着更多的问题开始了研究。祖传的店铺早已被扔在脑后。

1895年的一天,伦琴用克鲁斯管做实验时,发现荧光板能发出荧光。他用纸和书本遮住荧光板,荧光板仍然发光。使伦琴更为惊讶的是,当他把手放在荧光板前时,荧光板上留下了手骨的阴影。伦琴认为从克鲁斯管中放出的是一种穿透力极强的射线,并把它命名为“X射线”(因为伦琴并不明白这种射线的本质,故用未知数符号X来命名)。伦琴制成了第一个X射线管,并发表了一系列研究论文,但是无人信服。为了证实自己的发现,伦琴说服了妻子,用这种射线拍摄了妻子的手。这张显示出手部骨骼结构的照片立即在社会上引起了轰动。

X射线能穿透普通光线所不能穿透的材料,这对生活和生产都很重要。1901年第一届诺贝尔奖的物理奖颁给了伦琴。

一生只做自己想做的事的费雪

费雪(1852—1919),德国化学家。因成功地阐明了糖的结构以及在嘌呤衍生物、肽等方面的研究成果,于1902年获得诺贝尔化学奖。

费雪是五兄妹中惟一的男孩,父亲是一个实业家。父亲对他的期望是学会经营之道,继承自己的事业。然而父亲的有心栽花却适得其反,受到宠爱又被寄以厚望的小费雪,不仅贪玩而且体弱多病。因为体质弱,他不与其他孩子一起玩,总是独自一人做自己想做的事。随着知识的增加,他玩的水平也在提高,而且越来越专业。他逐渐迷上了奇妙的化学实验。

到了上大学的年龄了,费雪却因病休学在家。父亲安排费雪跟姐夫学做生意。费雪应付着,心不在焉地把账目记得一塌糊涂,背地里时常躲在一边搞他的化学实验。库房里不时传出怪味和爆炸声。父亲的期望落空了,最终还是成全了儿子的追求,让他进大学学习化学。

费雪在斯特拉斯堡大学化学系学习时遇到了著名化学家贝耶尔教授。贝耶尔教授在染料、炸药和药物的研究方面有很深造诣。在教授的指导下,费雪完成了《有色物质的荧光和苦黑素》论文,获得博士学位,22岁的费雪成为该校有史以来最年轻的博士。后来他在贝耶尔教授指导下进行苯肼的研究。这个研究首先要合成粪臭素。费雪一心扑在实验上,尽管他衣服、头发和皮肤上都粘上了粪臭素,散发出恶臭,但他全然不顾。当费雪成功地合成粪臭素,高兴地跳起来时,才发现实验室里只剩下他一个人了。因为实验室里冲天臭气,大家都逃到外面“避难”去了。

费雪是一位歌剧爱好者,工作之余,只要有演出,他是必到的观众。一天,实验结束后他动身前往歌剧院,进入大厅后发现有些人掩着鼻远远地离开他,他并没介意。可是刚一落座,周围的观众就开始不约而同地掏出手绢捂住鼻予,甚至有人逃离了座位。终于有人受不了,大声地抱怨起来。费雪这才如梦初醒,原来是自己给观众带来了不便,他连忙离开了剧场。回到家里,费雪仔细地洗过澡,从里到外换了衣服,但是臭味就像渗入了体内一样,走到哪带到哪。费雪的歌剧没看成,但他的科学研究从未中断。

1892年他来到柏林大学工作,在阐明糖类的结构方面做出了重大贡献,并合成了葡萄糖、果糖、甘露糖等。解决糖的结构是当时有机化学中最困难的问题之一,费雪成功地解决了这个难题,于1902年获得了诺贝尔化学奖。

开创了对虫媒传染病的研究的罗斯

罗斯(1851—1932),英国医学家。因从事关于疟疾的研究,发现疟疾的传播途径,1902年获得诺贝尔生理学及医学奖。

罗斯出生在尼泊尔的阿尔莫拉,父亲是英国驻印度的军官,母亲是印度人。

在19世纪末20世纪初,疟疾是一种严重危害人类健康和生命的疾病,世界上每年至少有3亿人患疟疾,300万人死于疟疾。罗斯从小生长在尼泊尔北部的喜马拉雅山麓,那里是疟疾的高发区,所以罗斯很小就知道疟疾是一种可怕的疾病。那时,人们不了解疟疾是如何传播的,母亲怕他传染上疟疾,只好把他关在家中。就像躲避不知会从哪里扑过来的魔鬼一样,罗斯不敢出去玩,天天提心吊胆地害怕着。听着那些可怕的传闻,他心中一直有个疑问:人是怎么会得上疟疾的?

罗斯幼年受母亲的影响,爱好音乐和美术,但高中毕业后,还是顺从父亲的意愿,考入伦敦大学学习医学。大学毕业后,他开始致力于有关疟疾的研究。

1880年,法国的拉弗朗提出了疟疾是由“疟原虫”引起的假说,但这种原虫是怎样进入到血液中去的,这种疾病又是如何由一个病人传给另一个病人的,这些问题始终未获答案。罗斯本来以为蟑螂是传染疟疾的媒介,但是在蟑螂体内找不到疟疾原虫。他又怀疑蝙蝠,或是水里的贝类是传染媒介,结果仍找不到证据。19世纪末,印度疟疾流行,每年死于疟疾达百万人。没有被传染疟疾的人,却染上了恐虐症,惶惶不可终日。恐怖气氛笼罩着整个社会。1891年,罗斯参加了印度马德拉斯医疗服务团,深入到印度疟疾流行的地区进行考察。他发现疟疾横行的地区蚊子多得出奇,因此他联想到,疟疾是否与蚊子有关?他捕捉、解剖、观察了无数的蚊子,学会了鉴定蚊种,做了许多实验。

经过十几年的艰苦努力,罗斯首先证明了饮用被成蚊或幼虫污染的水不会患病;接着,他让蚊子吸吮疟疾患者的血液,终于在一种“按蚊”的胃里找到了拉弗朗报告过的那种疟原虫,从而证实了蚊子是传播人类疟疾的媒介。他又查清了疟原虫的生活史,并由此提出了通过扑灭蚊虫以预防疟疾的方案。由于这一方案的实施,疟疾流行的猖獗势头受到控制。

罗斯的关于疟疾传播途径的研究是一项开创性的工作,从此揭开了人类对虫媒传染病研究的新篇章。

敢于创新的化学家阿累尼乌斯

阿累尼乌斯(1859—1927),瑞典物理化学家。由于提出电解质溶液理论,获得1903年诺贝尔化学奖。

阿累尼乌斯生于瑞典乌普萨拉附近的维克城堡,父亲是乌普萨拉大学的总务主任。父母因成天忙于事务,无暇顾及孩子的教育,阿累尼乌斯跟着哥哥玩,看着哥哥写作业,3岁就学会了识字和算术,6岁时就能帮助父亲进行复杂的计算。“无师自通”式的启蒙教育使阿累尼乌斯养成了很强的自学能力和动手能力。

进入中学后,阿累尼乌斯各门功课都名列前茅,他特别喜欢物理和化学。他以优异的成绩考入乌普萨拉大学,选择了物理专业,但他仍保持着对化学的兴趣。进入大学两年后,他提前3年通过了候补博士学位的考试,被校方认为是奇才。

他选择了电解质方面的课题作为博士学位论文。在实验室里,他夜以继日地重复着枯燥无味的实验,整天与溶液、电极、电流计、电压计打交道,这样的工作他一干就是两年。

通过两年多的实验和计算,阿累尼乌斯发现,电解质溶液的浓度对导电性有明显的影响。最使他惊奇的是氨的性质。这种物质在气体状态时是不导电的,而它的水溶液却是导体,溶液越稀,导电性越好。阿累尼乌斯查明卤酸也都有类似的性质。为什么会出现这样的现象呢?根据实验他做出了这样的结论:“溶液稀释时,导电性增加的原因是水。由于水的作用,电解质在溶液中具非活性的分子形态和活性的离子形态。溶液稀释时,活性形态的数量增加,所以溶液导电性增大”。

于是,阿累尼乌斯向一些化学专家提到了自己的理论,但有的专家对他的理论持怀疑态度。阿累尼乌斯深信自己的解释是正确的,专家们的怀疑挖苦丝毫没有使他丧失信心,后来他把《电解质的导电率研究》、《电解质的化学理论》这两篇论文作为博士论文提交了。

答辩进行得很激烈,尽管阿累尼乌斯搜集了大量的实验材料以及无可辩驳的证据,但是答辩委员会还是认为论文只能以“及格”的成绩“勉强获得博士学位”。

博土学位得到了,但是电离学说却不被人理解,当时在瑞典国内几乎没有人支持他,德国的物理学家、化学家等对他的电离理论也没有任何表示。幸运的是俄国著名化学家奥斯特瓦尔德教授意识到,阿累尼乌斯正在开创一个新的领域——离子化学,于是给予了充分的肯定。阿累尼乌斯的电离理论为物理化学的发展开创了新阶段,同时也促进了整个化学的进步。

艰难困苦培育出的伟大女性居里夫人

居里夫人(1867—1934),波兰裔法国物理学家和化学家。因对放射现象的深入研究,1903年居里夫妇获诺贝尔物理奖;因发现“钋”和“镭”两种放射性元素,1911年居里夫人获诺贝尔化学奖。

居里夫人,原名玛丽亚·斯可罗多夫斯卡,出生在波兰华沙。她的父亲毕业于俄罗斯圣彼得堡大学,在一所大学预科学校担任数学和物理老师,母亲是华沙一所女子学校的校长。

玛丽亚从小就特别能吃苦耐劳,学习非常专注。在中学,她已经掌握了英、德、俄、法、波兰等5国语言,中学毕业时获得金质奖章。她渴望着继续学习,但为了帮助家庭和积攒学费,她不得不在乡村当了一名家庭教师。6年后,她带着一包旧衣服离开家乡,到巴黎求学。

在巴黎,她一心扑在学习上,从不为都市的繁华和喧闹动心。长期的营养不良,使她体质非常虚弱,常常因又饿又累而晕倒。严冬寒冷的夜晚,屋里的水都结了冰,她冻得浑身颤抖无法入睡,只好把所有的衣服都找出来,尽可能穿得多一些,钻进被窝再把剩下的衣服都盖在被子上,连惟一的一把椅子也压在被子上,造成一种有重量和温暖的感觉。她比任何人都更渴望巴黎的春天。就这样,她在巴黎经历了4年的寒窗苦读。

艰苦的生活,培养了居里夫人不畏艰辛、百折不挠的精神。在研究镭的放射性时,必须用沥青铀矿的废渣做原料来提取镭盐。居里夫妇没有实验室,只好在一个废弃的破棚屋里做实验,大部分提炼工作就在院子里进行。因为请不起帮工,不管是严寒还是酷暑,居里夫人都穿着布满灰尘染满试剂的工作服,既是学者、技师,又是工人。每天用一根和她人差不多一般高的铁棍,在大锅里搅拌着一堆沸腾的沥青矿渣,烟熏着她的眼睛和咽喉。到了晚上,她累得筋疲力尽,饭也吃不下。在这极端困难的条件下,为了增加收入维持实验,居里夫人还兼着一所师范学院物理学讲师的工作,而且这时他们的女儿才两岁。经过4年艰苦卓绝的工作,他们终于从8吨铀矿废渣中成功提炼出0.1克的镭盐,分离出放射性极强的两种新元素,一种起名为钋,是为了纪念居里夫人的祖国波兰;另一种起名为镭,意思是放射性元素。

居里先生因车祸去世后,居里夫人以超人的毅力克服种种困难,继续完成镭的研究。由于她确定了镭发射的β射线是带负电的电子,引起物理学和化学界巨大反响,从此开创了原子时代,导致了原子能应用的研究。

为了他人奉献自己的芬森

芬森(1860一1904),丹麦医学家。因发明用光辐射治疗普通狼疮,开创了光疗先河,获得1903年诺贝尔生理学及医学奖。

芬森生于丹麦的托尔斯港,在冰岛长大。冰岛临近北极圈,一年四季日照短缺,当地人从小就深深地感受到阳光对生命的重要。

在哥本哈根大学医学院里,朝北的小屋阴冷潮湿。住了不久,芬森日渐消瘦,身体越来越虚弱,甚至出现了心力衰竭和腹水。然而户外活动和难得的日光浴可以缓解他的症状,他意识到了日光的重要。他做了大胆的假设:光谱中不同波长的光线,由于作用时间和作用强度不同,可能会对机体产生不同的影响。芬森开始寻找前人关于光线治疗疾病的认识,但是一无所获。没有资料阻挡不了他研究的脚步,他打算用实验和临床治疗结果来验证自己的设想。

天花在当时是非常可怕的疾病,患病后即使保住了性命,皮肤上也会留下难以愈合的疮疤。芬森研究了光学,又自己制作了简单的分析仪器,他发现光谱中的紫色光线使天花病人皮肤起水泡,发高烧,而光谱另一端的红色光线能加快天花痊愈,还能预防天花的后遗症。他用了许多方法除去光线中的紫光和蓝光,制造出红光环境来治疗天花,称为“红房子疗法”。芬森的光疗方法,拯救了无数天花病人的生命。

治疗天花获得的成功鼓舞着芬森继续探索下一个目标。冰岛当地的渔民,由于手脚终日浸泡在海水和鱼堆里,不少人都染上了痛苦不堪的普通狼疮。这是一种慢性皮肤结核病,患病的皮肤组织产生畸形,样子变得非常丑陋。普通狼疮以往被认为是不治之症,芬森决心攻下这个堡垒。但由于长期疾病的折磨,他只能坐在轮椅上工作。芬森因陋就简设计了滤光装置,反复试验后认定紫色光线可以使狼疮病灶愈合。

芬森的光疗方法轰动了欧洲,那些饱受疾病煎熬的病人纷纷从各地赶来,请他治疗。1896年,慈善界筹资为他建立了一所光学治疗研究所。虽然身体状况越来越恶化,可他却从来没有放松过对光疗的研究。芬森的实践验证了他当时提出的光疗假说,被誉为是开拓光线治疗疾病的先驱。

坏天气带来好运的贝克勒尔

贝克勒尔(1852—1908),法国物理学家。因发现天然铀元素的放射性,与居里夫妇同获1903年诺贝尔物理学奖。

贝克勒尔出生于法国巴黎,1872年就读巴黎理工大学,获工程师职位,曾在巴黎自然博物馆、巴黎理工大学任物理学教授。

贝克勒尔在光学、磁学等方面进行过大量研究工作。一次,伦琴博士发现X射线的论文深深地吸引了他。长期对光的研究使他产生了大胆的设想:如果我用太阳光代替阴极线,照到一种也可以出现荧光的物质上,荧光物质能否产生类似X射线的新放射线?

分析了许多物质后,他找到了化学性质较活泼的铀化物。他把一种铀化物作为荧光物质放在用黑纸包着的胶片感光板上,然后用日光照射,不出所料,底片显像后果然留下了铀化物的黑影。他非常惊喜,但又觉得这个实验结果似乎不够严谨,因为实验的设计有些不合逻辑的地方。他知道一个新发现需要多次试验才能证实。新的发现促使他准备继续实验,可是天公不作美,一连几天阴雨绵绵。没有太阳就无法实验,他只好把准备做实验用的几张底片用黑纸包好,放在抽屉里。他随手拿了一把钥匙压在上面防止纸包散开,而做实验用的铀化物就放在旁边。

一连几天过去了,天气放晴,太阳终于露出面孔。贝克勒尔开始准备继续实验,他先检查原来的底片是否会漏光。底片冲出来令他大吃一惊:包好的底片已经感光了,而且上面清清楚楚地印有一把钥匙的影子。这真是不可思议的怪事!底片的感光明显与太阳光无关,这证明贝克勒尔原先的设想有问题,他为初衷的失败而懊丧。然而一个新的问题出现了,底片感光究竟是为什么?贝克勒尔苦苦思索却找不到原因,他还不知道一项伟大的人类发现正等待着他去揭示。

贝克勒尔调整了思路,重新分析一切有关的因素。他终于发现铀化物的放射性是他要研究的新课题。于是新的实验思路形成了。

贝克勒尔对铀化物的放射性进行了确认,随后对各类铀化物及其放射性进行了反复比对,最后终于测定出放射性的强度与铀化物中的铀的含量成正比。贝克勒尔得出了铀具有天然放射性的结论。1903年,他因发现了天然物质的放射性而获诺贝尔物理学奖。

善于发现的化学家拉姆塞

拉姆塞(1852—1916),英国化学家。因发现氦、氖、氪、氙、氡等气态惰性元素,并确定了它们在元素周期表中的位置,获得了1904年诺贝尔化学奖。

拉姆塞出生于英国苏格兰的格拉斯哥,父亲是个土木工程师,家庭生活比较宽裕。因是近40岁才生下拉姆塞,且又是独生子,所以父母对他非常喜爱,为他提供了良好的教育。

拉姆塞小时候兴趣非常广泛,喜欢音乐,而且很喜欢学习外语。3岁时,母亲就开始教他认字,教他拉小提琴。他经常静静地坐在格拉斯哥大教堂里,好像在听牧师布道。开始大人们不明白他为什么能这样安静地坐着,后来发现他是在阅读圣经故事,而且看的是法文版和德文版,原来他是在用这种方法学习外语。中学时,为了向母亲祝贺生日,拉姆塞用几种语言朗诵了他写的诗。后来,拉姆塞又学习了多种语言,喜欢学习外语一直伴随着拉姆塞一生。

祖父开了一家洗染店,拉姆塞从祖父那里知道了许多关于化学的知识。他读了英国化学家格雷厄姆写的一本化学常识书后,对化学的兴趣更加强烈,立志要做一个化学家。他的卧室简直就是一个设备齐全的实验室,到处摆满了装着酸类、盐类的药瓶,在上中学前,他就已经会制取氢、氧,以及从糖中制取草酸了。因为拉姆赛对买化学药品和仪器非常在行,小朋友们都喜欢拉上他去化学品商店。拉姆赛的动手能力也很强,他的实验室除了烧瓶和曲颈瓶,其他玻璃用具几乎都是他跟同学一起制作的,同学们称他是“玻璃专家”。由于拉姆塞聪明好学,在很多方面都才华出众,他只用了8年的时间就学完了中小学全部课程,14岁时被格拉斯哥大学破格录取。

拉姆塞大学毕业后,跟随著名光谱分析家本生继续学习,他在本生那里学到了很多化学分析的方法。1894年,拉姆塞和瑞利发现了惰性元素氩。第二年,拉姆塞在放射性矿物中再次发现了法国化学家詹森发现过的氦。1898年以后,拉姆塞又连续发现了氪、氖、氙、氡。这样,元素周期规律表中的6种惰性元素就都被拉姆塞所发现了。不仅如此,拉姆塞还弄清了它们的化学性质,确定了它们在元素周期规律表中的位置。他把发现的惰性元素作为一族,完整地插入了化学元素周期表中,使化学元素周期表更加完善,他的这一工作,比每一个单独元素的发现都更为重要。

童年的阅历奠定了伟大的人生的巴甫洛夫

巴甫洛夫(1849—1936),俄国生理学家,他在消化生理学和高级神经活动生理学领域取得了重大成就,1904年获得诺贝尔生理学及医学奖。

巴甫洛夫出生在俄国中部的小镇梁赞,父亲是一位神父。家里兄弟姐妹多,父亲收入又少,因此家庭生活清贫、俭朴。虽然这个家里没什么值钱的东西,但父亲却非常珍爱书籍,经常千方百计省下钱去买书。

有一次父亲去莫斯科参加教会活动回来,从车上搬下了一个捆得结结实实的纸箱。巴甫洛夫好奇地问爸爸那是什么。“是上帝的福音!”原来父亲在去莫斯科的路上结识了一位老人,一路上父亲细心地照料他,两人谈得很投机。到莫斯科之后,这位老人把自己的一部分藏书送给了父亲。“这可是无价之宝啊,孩子们,如果你们能把书中的知识学到‘手’,你们就会成为一个有学问的人,一个精神上非常富有的人。”父亲说。

巴甫洛夫兴奋极了,他连帮父亲把书搬到阁楼上。他发现在书箱里有一本《日常生活中的生理学》,就问爸爸:“咦?什么是生理学?”“生理学是研究生命的学问。有许多知识爸爸也要学了才知道呢。”

巴甫洛夫特意把这本书放在显眼的地方。他明白了,世界上除了神学和文学之外,还有很多很多其他学问。阁楼上的这些书一直伴随着巴甫洛夫度过了童年和少年时代。到了晚年,巴甫洛夫已经成为世界著名的生理学家,在他的书桌上仍然摆着那本曾经令他着迷的《日常生活中的心理学》。阁楼上的书不但为他展现了一个宽广、有趣的天地,也对他日后的科学生涯产生了巨大影响。

父亲希望他在完成学业之后成为神职人员,因此在巴甫洛夫小学毕业后,父亲把他送进了一所宗教中学。学校开设的课程主要是圣经和宗教史,也有少量的自然科学课程。巴甫洛夫逐渐对自然科学产生了兴趣,毅然放弃了将来收入不错的教士生涯,1870年考入彼得堡大学自然科学系。毕业后他进入医学院深造,致力于生理学的研究。他做了大量的消化生理方面的研究工作,发现了主要消化腺的分泌规律,成功地进行了狗的“假饲”实验,并对高级神经生理学进行了开创性的研究,创立了条件反射学说。

发现惰性气体的第一人瑞利

瑞利(1842—1919),英国物理化学家。因发现惰性气体“氩”以及在气体密度精确测量方面所作出的贡献,获得了1904年度诺贝尔物理学奖。

瑞利出生在英国的埃塞克斯。少年时期的瑞利聪明伶俐,才气初露。他在学习中的特点是非常严谨,从不放过一个微小的错误。1860年他进入剑桥大学三一学院学习,毕业成绩列为优等。在毕业论文的评语上,主试人这样说道:“瑞利的毕业论文极好,不用修改,可以直接付印。”

瑞利从事的研究几乎涉及了物理学的所有分支,在电磁学、声学、光学等方面都做出突出的成就。瑞利从1882年开始研究气体,首要的工作是先精确测量各气体的密度。瑞利不仅对每种气体反复测量许多遍,而且还要用不同的方法制备同一种气体以便进行比较。在测量氮气时发现了问题。当他测氮气密度的时候,他使用了来源不同的两种氮气。一种氮气是从空气中去掉氧、二氧化碳和水蒸气以后得到的,另一种是从氨气中获取的纯净氮气。结果不同来源的氮气测得的密度不一样,一个是1.2572克/升。另一个是1.2508克/升。虽然两者只差0.0064克/升,但对于讲究精确的瑞利来说是不能接受的。因为他用的是当时最精密的天平,灵敏度达到万分之一克。这是为什么?难道其中有什么奥秘?

瑞利为了消除这个差别,他想尽了办法,检查了所有的仪器,重复了几十次实验,但是这个微小的差别就是顽固地在那里,而且随着每一次测量,差别反而更加精确起来。由氮的各种化合物制得的氮气密度都一样,始终比空气中分离出来的氮气小5‰。虽然这只是5‰的差别,但他认为这是不可忽视的问题。

为了尽快找到原因,瑞利在著名的英国科学杂志《自然》上刊登了一封信,邀请杂志的读者一同来解答这个难题。可是,一封回信也没收到。两年后,瑞利在皇家学会上介绍了他的实验结果。报告完后化学家拉姆赛来找他,决心两人一起合作来解决这个科学上的难题。在两者的共同努力下,氩气(ar)终于被发现了,并最终导致了整个惰性元素族的发现。

培养优秀人才的“教练”贝耶尔

贝耶尔(1835—1917),德国化学家。由于合成靛蓝,对有机染料和芳香族化合物的研究作出重要贡献,于1905年获得诺贝尔化学奖。

贝耶尔的父亲曾任军队的陆军中将,贝耶尔的母亲是著名律师和历史学家的女儿,他们非常重视对子女的教育。

贝耶尔的父亲虽然出身行武,但是对自然科学非常感兴趣。他50岁开始学习地质学,通过多年艰苦学习,76岁时竟出任了柏林地质研究院院长。父亲的刻苦勤奋为贝耶尔树立了很好的榜样。贝耶尔10岁生日那天,他琢磨着爸爸妈妈一定会为他庆祝一番。可是妈妈好像忘了他的生日,一点动静也没有。贝耶尔难过得快要哭了。细心的母亲看出了他的心思,温柔地说:“妈妈生你时,爸爸已经41岁了,但是现在还在跟你一样努力学习,明天就要参加考试。要给你过生日不就耽误爸爸学习了吗?”贝耶尔点点头,心里仍带着一丝遗憾,可是母亲的话却深深印在他心里。“虽然爸爸现在才开始学习是晚了一点,但只要坚持下去就一定会成功的。我们支持爸爸学习,他会非常高兴的,会更爱你的。这不也是很好的生日礼物吗?”母亲说的话对贝耶尔一生都产生了深刻的影响,后来他回忆道:“这是母亲送给我10岁生日最丰厚的礼品。”每当学习、研究遇到困难的时候,父亲那花白的头发和灯下看书的专注神情就浮现在贝耶尔眼前,他感到似乎没有克服不了的困难了。

贝耶尔先后师从德国当时著名的化学家本生和凯库勒学习化学。本生发明了光谱仪,并发现了铷、铯两种新元素;而凯库勒则在睡梦中悟出了苯环的结构。在两位名师的指导下,贝耶尔的学业有了很大的进展。23岁那年,他获得了柏林大学博士学位。此后贝耶尔完成了多项轰动化学界的研究工作。37岁时,他出任斯特拉斯堡大学教授。

当时大学中有一位最年轻的博士费雪,随贝耶尔做助教。在贝耶尔的精心指导下,费雪在有机化学方面的研究水平渐渐地超过了他。经过认真思考,贝耶尔觉得,学生超过了老师,就应该给费雪找一个更有利他发展的地方。贝耶尔坚持推荐费雪去别的学校任教。贝耶尔没有看错,费雪的确才能出众,并早于贝耶尔3年获得诺贝尔化学奖。

贝耶尔还培养了许多优秀人才,他传给学生的不仅是知识,还有可贵的人品。他的学生维兰德获1927年诺贝尔化学奖,费雪的学生瓦尔堡获1931年诺贝尔生理学及医学奖,瓦尔堡的学生克雷希斯又获得1953年的诺贝尔生理学及医学奖。可见,贝耶尔的品格和治学方法就像遗传基因一样被传下去了。

传染病学的开拓者科赫

科赫(1843—1910),德国细菌学家。因发现结核杆菌,为人类征服结核病这个恶魔奠定了基础,获得了1905年诺贝尔生理学及医学奖。

科赫出生在德国哈尔茨山区美丽的小城克劳斯塔尔。父亲见多识广,好学上进,曾担任过普鲁士政府的矿业顾问。他常常给孩子们讲各地的美丽风光和趣闻。科赫从小就很喜欢跟昆虫打交道,还搞了个自己的小小博物馆。

在大学期间,科赫对巴斯德的微生物致病学说很感兴趣。回到家乡当上了乡村医生后,他开始了细菌学研究。他用布帘在诊室隔开了一个角落,当成实验室。30岁生日那天,夫人用全部积蓄买了一台显微镜送给他。从此,科赫把业余时间都用来陪伴这台凝结着期望的显微镜。1876年他神奇地分离出了炭疽杆菌。人类第一次证明,某一种特定的细菌是引起某一种特定传染病的病因。德国政府为此在柏林给他专门设立了实验室,并配备了助手。

如虎添翼的科赫开始了肺结核病因的研究。他把结核结节制成涂片,放在高倍显微镜下反复观察。他期待着找到一些应该存在着的东西,但涂片上始终没有出现什么异常的微生物。“会不会因与周围物质同样颜色,以至无法发现?”科赫决定用颜料将涂片着色。他们试验了各种颜色,耐心细致地逐片观察。科赫在美兰染色的涂片上发现了一些没见过的小亮点,这些终于亮相的小家伙让他兴奋不已。他和助手又找来柏林市内所能找到的各种人和动物的结核结节,用染色法制成涂片进行比较观察,将这种还不为人知的细菌确定为结核杆菌。他用血清培养基获得了纯培养菌,再把这种纯培养菌接种到动物身上,动物也感染了结核病。科赫成功地证实了结核杆菌是结核病的病因。

发现炭疽杆菌和结核杆菌之后,科赫还发现了霍乱弧菌,查清了它们的传播途径。他还发明了显微摄影,组织切片染色,以及培养基技术。此后他又发明了结核菌素。为研究各种传染病,他的足迹遍布非洲大陆、印度和远东地区。他为预防和医治疟疾、鼠疫、伤寒、回归热及昏睡症等传染病做出了巨大贡献。他的“科赫三定律”,至今仍是传染病学的金科玉律。科赫在传染病研究上硕果累累,创造了奇迹般的科赫现象,成了医学史上的唯一。因为很少有人能像他那样,一生取得如此众多的成就。

为了科学走上祭坛的莫瓦桑

莫瓦桑(1852—1907),法国化学家。因首次制得单质氟等一系列发明获得1906年诺贝尔化学奖。

莫瓦桑生于法国巴黎,家中非常贫穷。莫瓦桑儿时最大的愿望就是能像其他孩子一样,背上书包走进学校。但是他家交不起学费,莫瓦桑只能站在教室外面偷听。学生们的傲慢和对他的指指点点,未能阻碍他坚持偷学。直到12岁时他才提着简陋的书包,衣着寒碜地走进小学,第一次坐在教室里听课。望着窗外的院墙,他开心地笑了。

上中学时,为减轻家庭负担,他不得不放弃学习,到一家药房做了学徒工。莫瓦桑边干边学,又肯动脑,很快就掌握了许多药物知识。一天,一个粗心的男人因误食了砒霜倒在了药房门口。老药剂师看着痛苦的中毒者遗憾地说:“晚了,早一点来还有救,现在连上帝也无能为力了。”学徒工莫瓦桑挤在人群中大胆地说:“试试吧,只要还能吃下药去,也许有救”,他焦急地冲进药房,先取下催吐药,然后又取出一些其他的药,配好后亲手喂到中毒者的口中。随着呕吐,中毒者的症状减轻了。莫瓦桑的知识救活了一个人,也唤起了他对理想的追求。

化学家弗雷米的实验室招工时,莫瓦桑以优异成绩当场被录用。在那里他学到了许多化学知识。两年后,莫瓦桑转入自然科学博物馆德埃朗教授的实验室。经过德埃朗教授热心指导,莫瓦桑不仅取得了中学毕业证书,还获得了自然科学学士的学位。

后来,莫瓦桑被任命为高等药学院实验室主任。多年来最令莫瓦桑感兴趣的课题是制取单质氟。前人所有制取单质氟的实验都失败了,化学家戴维已经中毒,英国的诺克斯兄弟为此一死一伤,比利时的鲁那特和法国的危克雷也相继中毒身亡。氟因此被称为“死亡元素”。莫瓦桑研究了所有相关知识,开始大胆尝试。实验室条件太差,曾多次中毒的莫瓦桑毫不气馁。经过一次又一次的失败,他终于用电解法从加入氟化钾的氟化氢液体中得到了单质氟。

他意识到自己是在与死神较量,他更加努力地工作。1892年和1893年,他先后发明了莫氏高温电炉和人造金刚石。他的成就轰动了整个化学界,也因此得到了1906年的诺贝尔化学奖。

有幸战胜“死亡元素”,但无力战胜死亡的莫瓦桑,获奖后仅活了3个月,就因长期深度氟中毒不治身亡。莫瓦桑未能体验获奖的荣耀,却把他的成果永远留给了人类。

神经元学说的创立者卡哈尔

卡哈尔(1852—1934),西班牙医学家。由于对人体神经系统精细结构的研究,并创立了神经元学说,获得了1906年诺贝尔生理学及医学奖。

卡哈尔生于西班牙的阿拉贡,父亲是一名外科医生。卡哈尔小时候非常顽皮,经常在外面闯祸。一次,他和一群小伙伴因为想坐玛加大爷的马车没有被允许,就设法捉弄玛加大爷,摔掉了他的两个门牙。

这天,卡哈尔很晚才回家,屋内漆黑一片。就在卡哈尔偷偷溜进屋时,屋内灯光突然大亮,父亲手执皮鞭在等着他。这一次卡哈尔被揍得好痛,比他上次因自制大炮射掉山姆叔叔的半边屋挨的揍还痛。

父亲气极了,决定把卡哈尔送到开理发店的舅舅家当学徒。不到半年,卡哈尔因逼着几个孩子喝理发店的洗头水而闯祸,跟着一个修鞋匠跑了。卡哈尔原以为这下可以过自由自在的日子了,谁知那修鞋匠一不称心,就狠揍卡哈尔。有一次几乎把他的小腿打断。卡哈尔气极了,在一个深夜摔了修鞋匠的修鞋箱后溜之大吉。

爸爸从警察局领回因流浪罪被拘捕的卡哈尔,决心自己担负起教育孩子的事。

卡哈尔随父亲开始接触医学。父亲先教卡哈尔学习骨骼学,没想到骨头的奇特形状一下子就抓住了这个顽童的好奇心。

他提出了一连串的问题,还精心绘制了许多解剖图。卡哈尔兴致勃勃拿着自己描绘的解剖图向邻居小姑娘炫耀。谁知他却因过去的劣迹受到了小姑娘的讥讽。

有好几天,卡哈尔觉得自己像死了一般。当他重新“活”过来时,人们发现卡哈尔变了!他要继承父业做个医生,并央求母亲让他去重新读书,他发誓要追回被浪费掉的时间。

1868年,镇上人们都以惊奇羡慕的目光注视着卡哈尔家。这一年高中毕业生中的第一名竟然是卡哈尔!他考上了萨拉戈萨大学医科免费生。大学毕业后,他参军被派往古巴。由于卡哈尔的英勇表现,被晋升为上尉。

从古巴回来,卡哈尔赴马德里大学攻读博士学位,之后被聘任为母校的神经解剖学教授。他首次观察到神经细胞之间存在着密切的接触,每个神经细胞又是独立的、彼此分离的。他创立了神经系统结构的新学说——神经元学说,为神经系统的研究指明了方向。卡哈尔详细地描绘出视网膜、脑和脊髓中的神经元及其在结构上的相互关系,填补了科学画图的空白。卡哈尔的理论至今仍被写在生理学教科书中,他被誉为脑神经医学的鼻祖。

农民出身的科学家卢瑟福

卢瑟福(1871—1937),新西兰物理化学家。因首先提出放射性元素的蜕变理论,于1908年获得诺贝尔化学奖。

卢瑟福出生在新西兰的一个偏僻小乡村,父亲是农民,母亲是一位乡村教师。兄弟姐妹一共12人,卢瑟福排行老四。这个大家庭的生计全靠父母的辛勤劳作,孩子们也从小就知道生活的艰难,养成了自己动手去创造,踏踏实实做事的习惯。春种秋收都是全家出动,卢瑟福就在这种团结互助的家庭气氛中成长起来,形成了相互协作、尊重别人的良好品质,后来被誉为“从来没有树立过一个敌人,也从来没有失去过一个朋友”的科学家。在他的助手和学生中,先后竟有11人获得诺贝尔奖。

小卢瑟福喜欢动手动脑,修修补补是他的拿手好戏。家里有一个用了多年的大钟,经常停摆,很耽误事,大家都认为无法修理了,卢瑟福把旧钟拆开,把每个零件做好标记,清洗了油泥,又把每一个零件调整到位。结果,大钟走得很准了。照相机在当时是比较贵重的商品,卢瑟福买来几个透镜,居然制成了照相机。他自己拍摄自己冲洗,成了一个小摄影迷。卢瑟福这种自己动手的本领,对他以后的科学研究极为有用,他的工作因此总能胜人一筹。

卢瑟福10岁的时候,从母亲那儿得到一本由曼彻斯特大学巴尔佛教授写的教科书《物理学入门》,这本书不仅讲述基础物理理论,还描述了一系列简单物理实验过程。卢瑟福深深地被书中内容吸引,并从中悟出了一些道理,这本书开始把他引上研究科学的道路。

从中学到大学,他非常珍惜学校的学习环境,所以成绩一直十分优秀。1895年,由于他在电学和磁学研究方面的出色成就,获得去英国深造的奖学金,进入了著名的剑桥大学卡文迪许实验室,开始对原子结构的研究。他和居里夫妇从不同的角度研究放射性。居里夫妇着重研究哪些元素有放射性,而卢瑟福着重研究放射线到底是什么。

卢瑟福发现了放射性元素放射出的α、β、γ射线,并证明了其性质。后来,卢瑟福还证实了放射性不但会导致原子自然蜕变,从一种元素变成另一种元素,而且还可以用人工的方法进行蜕变。他还提出了原子结构的模型,指明了原子可以分割,原子结构十分复杂。他的理论对后来的物理学和化学的发展产生了深远的影响。

无线通讯的发明者马可尼

马可尼(1874—1937),意大利物理学家。因发明无线电报,对发展无线电通讯做出的巨大贡献,于1909年获得诺贝尔物理奖。

马可尼出生在意大利波隆那的一个农庄里。生活比较富裕,但他5岁时就失去了父亲。母亲把全身心的爱给了小马可尼,还为他请了家庭教师。家里的藏书很丰富,小马可尼几乎看完了家里所有的书。15岁时,马可尼便以优异的成绩考入了波隆那大学。

马可尼喜欢物理,喜欢自己动手做实验。读到物理学家赫兹关于电磁波实验的文章后,他对利用电磁波进行通讯产生了兴趣。有一次,物理学教授里奇讲解了一个关于电磁波的最新实验。讲台上放了一台电磁波振荡器,距它10米远处放了一台检波器。接通电源后,电磁波振荡器冒出了火花,几乎是同时,10米远外的检波器也开始闪烁。

里奇教授关于实验的解释引起了马可尼的思索,他提出了一个大胆的设想:把电磁波变成不同的信号发射出去,然后在另一端用检波器接收下来,不用导线就可以进行信号传输了。

在里奇教授的鼓励和帮助下,马可尼开始专心致志于空间通讯的实验。但是他屡屡碰壁,4年的时间未见任何成果,家里人都有点不耐烦了,称他为“悬在空中的思想家”。可是他并不灰心,常常为了实验废寝忘食。

一天晚上,马可尼把妈妈请到楼上的实验室里,只见他轻轻揿了一下按钮,楼下客厅传来了一阵铃声。母亲惊异地问:“这是怎么回事?”他的实验终于成功了。

这次通讯虽然只传了几米远,但这的确是一个伟大的开端。马可尼知道,通讯的价值在于距离。一年之后,他把无线通讯的传输距离扩展到了一英里以外。不满足的马可尼雄心勃勃地开始了更远距离的无线通讯实验。当时的科学见解普遍认为,电磁波是直线传播,而地球表面是球形的曲面,因此远距离无线通讯是无法实现的。马可尼并没有动摇自己的决心。他认为,既然电磁波是自然现象,那么自然界中一定会有某种力量能帮助传播电磁波。在一次又一次的试验中,马可尼观察到了一些未被人们发现的大气物理现象。1901年,他在英国建设了一个高高的发射塔,他要将电磁波信号发往地平线以下的大西洋彼岸。他虽然不知道结果,但他知道科学需要试验。他终于成功了,遥远的大西洋彼岸收到了他的信号。帮助他传播电磁波的,正是他推测存在的自然力量,当时尚未被人类认知的大气电离层。

游戏中产生伟大的科学的奥斯特瓦尔德

奥斯特瓦尔德(1853—1932),俄罗斯化学家。因研究催化剂,提出化学平衡和反应速度的原理,以及发明由氨氧化法制取一氧化氮等方面的成就,获得1909年诺贝尔化学奖。

奥斯特瓦尔德出生在毗临波罗的海的拉脱维亚首府里加。父母亲都是德国移民的后裔,父亲以制木桶为生,曾在俄罗斯各地流浪。为了下一代能生活的好一些,父亲决心好好培养孩子。

在离家不远的地方有一条小河,除了到河边玩耍,附近的孩子几乎没有任何有趣的事可做。这些孩子们生活得太悠闲,简直就像河里的小鱼东游西荡,稍有些新鲜事,便立即引起他们的兴奋。

ll岁时,奥斯特瓦尔德偶尔看到一本制作烟花的书。书中提到了化学品名,还标注了化学式。他自己动手摸索起来,设法制作烟花。父母对他的举动都很支持。母亲把省下的零用钱全交给他,用于购买硝石、硫磺等化学药品,还把厨房的研钵、筛子等器皿让给他用。父亲斟酌再三,把地下室的一间屋子腾了出来,供他进行实验。可即使这样,还是没有足够的钱去购买用于制取浓硝酸的曲颈瓶、玻璃管等器具。奥斯特瓦尔德靠干零活挣钱,备足了起码的药品和仪器后,他便按照书中的说明和图示精心操作,反复试验,终于成功地制出了他渴望已久的烟花。望着五彩缤纷的焰火冲向夜空,奥斯特瓦尔德真是喜出望外。

烟花制作成功后,他又开始考虑制作一枚火箭,但火箭的制作难度和危险程度就更大了。在犹豫一段时间以后,他还是按捺不住激动的心情,决定动手制作。在小伙伴的共同努力下,一枚像样的火箭制作成功了,但是在哪里发射呢?小伙伴们经过讨论,认为应当在烟囱管道里发射,这样可能不会造成伤害。火箭发射成功了,它从烟囱里直冲而上。

后来,奥斯特瓦尔德又迷上了照相,但他手头什么照相器材也没有,一切都得从头做起。他用父亲装雪茄的空匣子做照相机暗箱,用母亲的观剧望远镜做镜头,用涂有药液的硬纸片做显影纸,拆下窗格上的玻璃做底板。在当地买不到的化学药品,他便设法用容易买到的东西取代。正是毫无希望的可笑之举,使奥斯特瓦尔德出人意料地冼出照片,他比烟花燃放时还要兴奋。他还未上过化学课,但在课外却懂得了许多化学知识,并由此踏上了他的科学之路。多方面的兴趣和爱好,分散了他的时间和精力,本来5年制的中学,奥斯特瓦尔德却不得不读了7年。

奥斯特瓦尔德对化学反应的催化过程做了研究,用催化剂使氮气和氢气在高温下合成了氨,又通过催化作用将氨氧化成硝酸。为此,奥斯特瓦尔德获得1909年诺贝尔化学奖。

学徒工出身的物理学家范德瓦尔斯

范德瓦尔斯(1837—1923),荷兰物理学家。因在气态和液态方程方面的研究,获得了191O年度诺贝尔物理学奖。

范德瓦尔斯出生在荷兰的莱顿城。父亲是个普通工人,由于家境贫寒,勉强读完了小学后,范德瓦尔斯便到一家印刷厂当了学徒。

他家附近就是莱顿大学。每天路过大学,他总要羡慕地望着那些自由自在的年轻人。范德瓦尔斯恨不得立即走进学校,与那些高谈阔论的大学生结伴而行。他渴望能成为一名夹着书本的大学生,挺着胸膛,昂首阔步地走在家乡的大街上,而不是夹着饭盒,早出晚归的学徒工。命运的安排,对求知欲很强的范德瓦尔斯是个沉重的打击。他躲在印刷厂的纸堆旁沉思着,自勉着,没有向逆境屈服。

欧洲著名大思想家莱顿的故居就在当地。同样是家境贫苦,没上过学的莱顿,靠勤奋自学,创建了独树一帜的哲学理论。他的故事成了范德瓦尔斯的精神支撑。范德瓦尔斯的思想活跃起来。他不再羡慕那些大学生,也不再去大学徘徊。因为他有了自己的理想和追求。就这样,白天伴着嘈杂的印刷机,晚上遥望着莱顿大学的灯光,范德瓦尔斯一边工作,一边开始了艰苦的自修历程。一位在莱顿大学当勤杂工的亲戚,帮他借阅了许多大学书籍。但对于一个连中学都没有读过的人来说,没有老师指导,没有钱买参考书,自学中的困难可想而知。

莱顿城中心十字街头有一个小广场,台阶上矗立着荷兰大画家伦勃朗的塑像。每当压力大时范德瓦尔斯就去瞻仰大画家的形象。他决心要做屹立在台阶上的伟大的荷兰人,不做台阶下的小石子。

经过整整10年的艰苦自学,他终于获得了教师资格证书,谋到了一个小学教员的职位。但这离他的目标还太远,不久他便放弃了这份来之不易的工作,以旁听生的身份到莱顿大学学习数学。在崇尚知识的莱顿大学,他对物理产生了理性的认识,并开始了深入的研究。

1873年,36岁的范德瓦尔斯以题为《论气态和液态的连续性》的论文获得了博士学位。在这篇论文中,他提出了非理想气体的状态方程,即著名的范德瓦尔斯方程。由于学徒工出身的经历,范德瓦尔斯的理论非常注重实际。相对于其他实验工作者提出的模型和状态方程,范德瓦尔斯方程是最实用的,他的理论受到了广泛的重视和应用,并形成了范德瓦尔斯学派。他因此获得了诺贝尔物理学奖。

器官移植的先导卡雷尔

卡雷尔(1873—1944),法国医学家。由于他在血管缝合术和器官移植方面做出的杰出贡献,于1912年获得诺贝尔生理学及医学奖。

卡雷尔出生在法国的里昂附近,是一个绝顶聪明的孩子,从小就显示出了文学天分。13岁便进入了里昂大学,17岁获学士学位后回到家乡教中学。年纪轻轻的卡雷尔很快就成了一个挺有名望的老师,深受学生们爱戴。

一个偶然的事件改变了他的一生。一次他去探望病重的学生,弥留之际,学生深情地对他说:“做梦也想回到教室听您讲课啊,可惜我再没有机会了。”在讲台上出口成章的卡雷尔此时却说不出一句安慰的话。学生去世后,卡雷尔十分难过。他第一次意识到,做比说更重要!这年冬天,卡雷尔回到了里昂大学,他决定弃文从医,从头开始学医。

在学习解剖学时,别人都嫌福尔马林液气味浓烈,躲躲闪闪,惟恐离之不远。但卡雷尔除了上课时间,还常常利用业余时间到解剖室去学习解剖。为了弄清人体某部分的神经分布和血管走向,他常独自一人深更半夜地呆在解剖室,在尸体标本上反复揣摩。为了练习缝合技术,他在口袋里装着缝合针和纸,只要有时间就拿出来练习。他能在一张书写纸的正面缝合,不让纸的背面露出缝线。他知道,当老师靠嘴,当医生要靠手。他还刻苦练习外科缝合打结技术,常常将一只手插在衣服口袋里练习打结,他的手越练越灵活,以至能把手插进口袋,用手指在口袋里的火柴盒内打外科结。

当时因没有解决血管吻合的难题,人们只是用止血带绑扎止血,受损肌体往往因缺血发生坏疽。因为不吻合血管,器官移植时只得将供体器官切成薄片埋入人体内,这种手术常常以失败告终。卡雷尔选择了血管缝合这个研究课题。许多专家都认为,将破裂的血管像缝衣服一样缝住的想法虽好,可实际操作太难。卡雷尔设计了用于缝合的精密器械,经过了无数次的实验,终于创建了一种新的血管吻合法——三线缝合法。这种血管缝合法,不仅解决了器官移植中的供血问题,还可避免血管组织残留在血管腔内,防止形成新的血栓。卡雷尔攻下了器官移植的首要难题,为断肢再植和器官移植手术的迅速发展奠定了基础。

今天已很普及的血管吻合术正是源于卡雷尔那灵活的手指和细腻的手法。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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