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发布时间:2020-06-16 09:25:14

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作者:张孝天

出版社:石油工业出版社

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物理故事总动员

物理故事总动员试读:

前言

当孩子们在课堂上尽情地汲取知识的养分的时候,当孩子们在书海中肆意遨游的时候,我想告诉你,课堂外面也有一个五彩斑斓的奇异世界。你知道吗?在生活中,我们处处离不开物理问题。物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,物理科学的每一步发展都与我们的生活息息相关。

本书精选了孩子们感兴趣的物理故事,按照故事的类别,将内容分为三大部分。在第一部分,我们选取了著名

物理科学家的故事

。科学家们的成功来源于他们高贵的品格、非凡的毅力、超常的勇气和无与伦比的信心。在攀登科学高峰的道路上,人类每前进一步,都蕴含着无数科学家们的心血和汗水。我们希望可以用他们的事迹激励孩子们的斗志,培养孩子们的信心。在第二部分,我们选取了一些物理科学中的前沿问题,使孩子们更多地了解物理学的科研动态,引发他们对物理学科的关注和热爱。在第三部分,我们将深入探索物理科学中未经证明或已经证明的科学猜想,这些科学猜想将解答孩子们感兴趣的问题,而且给他们留下了大量的思考空间。通过这三大部分,我们力求囊括物理学中的各个方面,尽量做到全面、权威。

我们编写本书的目的是想让孩子们多了解课堂外面的世界,了解生活中的物理,了解和我们一样平凡但却成就了一番伟大事业的物理学家们。阅读这些故事,孩子们会明白,在学习的道路上,除了老师们的教导,还应该走出课堂,到更广阔的田地里汲取知识的养分。只有这样,才能成为一个全面发展的人。希望本书可以使孩子们学到一些在课堂上学不到的东西,从而丰富你们的人生和阅历。物理科学家的故事

中国原子弹之父

中国原子弹之父01

钱三强,核物理学家,被誉为“中国原子弹之父”。

钱三强全部科学生涯中贯穿着深厚的爱国主义的崇高品格。他那宽阔的胸怀、勇挑重担的气魄、杰出的组织才能、甘为人梯的精神、谦逊朴实的作风以及只求奉献不求索取的高风亮节值得人们尊敬。在钱三强身上,科学和道德达到了高度的统一。

1964年10月16日,在我国西部地区,一朵巨大的蘑菇云缓缓升起……起

我国第一颗原子弹爆炸成功了!

这一喜讯,从此结束了中国没有原子弹的历史,掀开了我国原子能事业的新篇章。为了这一天的早日到来,许多科学家和科技工作者,付出了辛勤的劳动。著名核物理学家钱三强,就是他们之中的一员。

钱三强生于浙江绍兴,原籍浙江湖州。学生时代,钱三强勤奋好学,以优异的成绩毕业于清华大学物理系。之后,钱三强告别了祖国和亲人,远涉重洋,来到了世界名城——巴黎。坐落在这里的居里实验室是法兰西科学文化事业发展的骄傲,也是世界核物理与放射化学研究中心之一。

钱三强来到居里实验室,他的导师是居里夫人的长女伊雷娜·居里和女婿弗雷德里克·约里奥,他们对待课题研究非常严谨、一丝不苟,这对钱三强影响很大。

在学习期间,钱三强一方面认真完成博士论文,另一方面向新的科学技术进军。他想:这里有世界第一流的条件和设备,有世界著名的严师指点,要多学一点,将来回到祖国,一定会派上用场。

在美丽的巴黎,钱三强除了住处、实验室和图书馆这“三点一线”外,哪儿也不去。他深知,目前,他从事的科研题目,在祖国还是空白,研究成果如何,对祖国的科技繁荣是非常重要的。

在他到法国的第二年,就与导师伊雷娜·居里一起,做有关验证裂变现象的实验。他所做的实验,速度又快,质量又好,使导师非常满意。

有一次,为了观测分析实验结果,他和导师伊雷娜·居里一连几天没有吃好睡好了。这天是周末,导师请他到家里玩儿,轻松一下,他婉言谢绝了。后来,居里的丈夫又来请他,他有点过意不去了,但是,想了想,还是说服了约里奥,自己留在实验室里,继续他的工作……

两个星期以后,他们终于拿出了令人满意的结果!伊雷娜·居里打趣地说:“钱先生,听说你是属牛的,干起事来,还真有股子牛劲哩!”导师的幽默,使钱三强和在场的人都笑了。

新中国成立前夕,钱三强怀着一颗赤子之心,回到了阔别11年的祖国。

马克思曾经说过:“在科学领域内,没有平坦的道路可走,只有在那崎岖小路上攀登,不怕劳苦的人,才有希望达到光辉的顶点。”钱三强就是这样一位不怕劳苦的人。钱三强回国后,领导给了他们一个艰巨的任务,就是筹建中国科学院近代物理研究所。他二话没说,勇敢地挑起了这一重担。

当时除了几个人,几间房以外,其他条件几乎等于零,加上当时国际上对我国实行全面封锁、禁运,但钱三强仍然满怀信心地工作着。在大家的努力下,他们的近代物理所已初具规模了。有一位外国学者,看了中国当时的条件、设备后,摇着头说:“就你们目前的情况,要向世界瞩目的核科学进军,简直不可想象。”

然而,钱三强和其他科学家就是在这“不可想象”的基础上,艰苦创业、群策群力,经过不懈的努力,终于研究制造出原子弹,使我国跻身于世界核大国之林!接着,在两年8个月后,我国又顺利爆炸了氢弹,成为世界上从爆炸原子弹到爆炸氢弹进展速度最快的国家。

点评

钱三强说:“古今中外,凡成就事业、对人类有作为的无一不是脚踏实地、艰苦攀登的结果。”没有一股钻研的牛劲,没有不怕困难的决心,任何理想都只能是海市蜃楼。

勇于开拓者卢鹤绂

勇于开拓者卢鹤绂01

卢鹤绂,著名物理学家,中国科学院院士。

卢鹤绂几十年来主要从事理论物理和核物理方面的教学和研究。发现了热离子发射的同位素效应;发明了在质谱仪中测定轻同位素丰度比的时间积分法。在国际上首次公开估算铀235原子弹和费米型链式裂变反应堆的临界大小的简易方法及其全部原理;提出了最早期的原子核壳模型并首次提出了核半径新的计算公式。建立了流体的容变黏滞弹性理论并对经典流体力学基本方程作了多项推广。

在通往科学的道路上,卢鹤绂所面临的道路,布满了荆棘和坎坷,但科学使他变得勇敢和坚强。他不畏艰险,不怕挫折,勇于开拓,用自己的心血,铺垫了一条物理学研究的成功之路。

卢鹤绂出生于沈阳。爸爸留学于美国,妈妈也曾留学日本。他小时候,妈妈就带着他漂洋过海,去美国探望正在攻读学位的爸爸。在家庭的影响和熏陶下,在他幼小的心灵里,充满了对科学的浓厚兴趣,立志长大以后,要做一名科学家。

小时候,卢鹤绂就是个敢想敢为的人,不论什么事,只要有兴趣,他都要试一试。这种性格,在他以后的科研工作中,起到了积极作用。

在学校里,卢鹤绂如饥似渴地学习知识,有一次,在物理课上讨论能源的问题,老师说,能源开发很重要,同学们可以幻想一下,说不定那一天,你们的幻想就能成为现实。卢鹤绂发言说,太阳能是取之不尽,用之不竭的,若干年后,太阳一出来,车子不用汽油可以开动,米不用火可以熟,灯不用电也可以亮,这些都可以利用太阳能。有的同学问,那晚上或是阴天怎么办?他回答说,这好办,把能量储存起来,什么时候用,什么时候释放……事实证明:没有大胆的猜测,就没伟大的发现。卢鹤绂当时的许多设想,现在都变成了现实。

卢鹤绂不满18岁,就考入燕京大学理学院的物理系。毕业后,他和爸爸一样,怀着“科学救国”的雄心壮志,去美国留学,在短短的几年时间里,就获得了硕士和博士学位。由于他在科学研究方面的成绩,美国政府以高薪聘请他留在美国继续搞科研,但他毅然踏上了回国的征途。

从美国回来以后,他卢鹤绂心于原子核的研究。在研究中,他发现:在小小的原子核内,蕴藏着巨大的潜能,可以开发利用。于是,他写了《重原子核内潜能及其利用》一文,在国内,首次提出重核裂变所释放的能量可供利用的原理,预测核能时代的到来。接着,他发现了热离子发射的同位素效应,发明了“时间积分法”。几年后,他研究出估算原子弹和原子反应堆临界大小的简易方法,并且,首次公开发表。他的“卢鹤绂不可逆性方程”,被国际上广泛引用。另外,他还撰写了好多专业书籍,给我们留下了宝贵的资料。

1997年,卢鹤绂在上海逝世。此后,美国休斯敦第一凌信会、美国明尼苏达大学相继为他立铜像,并创办卢鹤绂科学实践室。

点评

在前进的道路上,要大胆地猜测、大胆地实践。不论道路有多艰险,都要坚定地、勇敢地走下去。

物理全才杨振宁

物理全才杨振宁01

杨振宁,生于安徽合肥,华裔科学家诺贝尔奖得主第一人。

有人总结,杨振宁的成功除了个人的努力外,有两大外因。一是名师出高徒。他的老师都是赫赫有名的学界泰斗,他先后师承美国氢弹之父爱德华·泰勒和20世纪最具影响力的科学家爱因斯坦。二就是父母对他的影响。

杨振宁出生不满周岁,父亲杨武之(后任清华大学数学系教授)就到美国留学去了,母亲一人承担起抚养和教育他的责任。杨振宁刚4岁时,母亲就开始教他识字,虽然自己识字不多,但她还是想出各种办法教杨振宁认字。为了让杨振宁加强记忆,她把字写在一张张的方块纸上,类似现在孩子启蒙用的识字卡片,然后一张一张抽出来反复让杨振宁辨认。就这样,仅仅用了1年多的时间,杨振宁就认了3000个字。50年后,杨振宁回忆起当年母亲对自己的教育时仍感恩不已,他觉得这3000字是一个非常扎实的知识起步基础,他激动地说:“现在我所有认得的字加起来,估计不超过那个数目的2倍。”杨振宁5岁时,母亲又为他请来一位家庭教师,教他读书。到了杨振宁6岁的时候,父亲从美国回来,得知他居然可以把私塾先生不曾讲解过的《龙文鞭影》从头到尾熟练地背下来,很是惊喜,并把随身的钢笔作为奖励给了他。也是这一次,杨振宁从父亲这里懂得,读书求知的重要。可见,母亲细微的关怀和父亲宏观的指导共同促进了少年杨振宁的成长。

杨振宁进入普林斯顿高等研究院攻读博士后,开始同李政道合作进行粒子物理的研究工作,其间遇到许多令人迷惑的现象和不能解决的问题。他们大胆怀疑,小心求证,最终推翻了物理学上屹立不移30年之久的“宇称守恒定律”,开启了“基本粒子弱交换作用规则”的研究,使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。

杨振宁对物理学的贡献范围很广,涉及粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等。除了同李政道一起发现宇称不守恒之外,杨振宁还与米尔斯共同提出了“杨—米尔斯规范场”,与巴克斯特创立了“杨—巴克斯特方程”。美国物理学家、诺贝尔奖获得者赛格瑞推崇杨振宁是“全世界几十年来可以算为全才的三个理论物理学家之一”。

对于我们中国人来讲,杨振宁的成功,其影响并不仅仅在学术界。在此以前,许多外国人怀疑中国人因为受到中国文化的影响,根本不适宜从事现代科学研究,甚至许多中国人也因此对自己的民族和文化存有自卑感。而杨振宁获得诺贝尔奖,正是向世人展示了受中国文化熏陶的中国人一样有能力登上科学的高峰,他改变了人们对中国人和对中国文化的偏见。

点评

一个人的成功不是偶然的,只要我们努力,既定的法则、世俗的看法都不能阻挡我们,任何人眼中的不可能都能成为可能。

最不愿浪费时间的丁肇中

最不愿浪费时间的丁肇中01

丁肇中,继李政道、杨振宁之后,第三位获得诺贝尔物理奖的美籍华人科学家。国际科技界称赞他是现代最具有实验能力、最善于观察现象的实验物理学家。

丁肇中的祖籍是山东日照。父亲丁观海、母亲王隽英皆任教于大学。丁肇中出生不久,日本帝国主义便发动了对中国的全面侵略战争。幼小的丁肇中跟着父母开始了流浪的生活。他童年时期的学习也因此时断时续,很不稳定。由于父母都是大学教授,经常有许多学者到家中聚会,讨论问题。每当这个时候,他都坐在大人旁边,睁大眼睛认真地听,从小就表现出强烈的求知欲和对科学的浓厚兴趣。

受家庭的影响,丁肇中对学习一丝不苟,读书专心致志,遇到疑难问题,便找遍书本,一定要得到答案才肯罢休。课堂上他聚精会神地听课,不论对自己的答案有没有把握,他总是第一个举手回答老师的提问。他的课余时间大部分是在图书馆度过的,很少与同学一起打球、看电影。他认为“最浪费不起的是时间”。

中学毕业后,丁肇中被保送台湾成功大学,在大学里他学习更加勤奋、更加踏实。大学第一个暑假,丁肇中开始反复思索着自己的前程,开始不安心于学机械工程,物理学的广阔天地令他心驰神往,他决定把自己的一生献给物理学。

丁肇中的父亲深知,机械工程学好学坏都有饭吃,物理学却需要上等人才,要有极好的天赋,才能立足于世界。但当他看到儿子的坚毅自信时,便毅然表示支持。母亲也鼓励他:“你要记住一点,不管你学哪一行,你一定要成为那一行的佼佼者。”父母的大力支持,为他转修物理学增加了动力。

不久,父亲在密执安大学的师友——密执安大学工学院院长布朗教授到台湾访问,答应为丁肇中去美国念书提供条件。丁肇中听了,高兴万分,尽管前途茫茫,但他深信:“只要把稳舵,海阔天空任我遨游的日子是会来临的。”

不久,丁肇中赴美国学习。在异国的城市,除了上课、做实验,课下他还要挣钱维持生活。经过三年的努力,丁肇中获得了数学和物理学硕土学位。后来,丁肇中又在密执安大学物理研究所攻读了两年,提前获得博士学位。进研究所的第一个夏天,有两位教授正在进行一项暑期实验工作,缺少一名助手,丁肇中应邀参加了实验。从此,他与实验物理结下了不解之缘。博士毕业后,他选择了哥伦比亚大学的尼文斯实验室。在努力钻研两年以后,他发现了重氢分离子,第一次获得自己的实验成果。

随后,丁肇中前往日内瓦欧洲核子研究中心工作,与可可尼教授共事。可可尼教授分析问题清晰简明的方式和选择研究课题的敏锐洞察力使丁肇中深受启发。一年后,他又回到哥伦比亚大学。他珍惜时间,虚心好学,善于从别人的经验和成果中吸取营养,加上他敢于质疑,善于分析,富于革新创造,从而形成了自己独特的研究风格。他参加了一流物理学家李昂·黎德曼主持的实验组,发现了“抗氢同位素”,在物理学界初露锋芒。

当时,剑桥大学的一次意外实验,似乎揭示了违反量子电动力学的反常现象,引起了各方的瞩目。丁肇中决定研究这个明显的反常现象。他仔细制订了计划,准备详细地加以复查。丁肇中以惊人的毅力,仅仅用了半年时间就证实了量子电动力学的正确无误,澄清了从前未能澄清的问题。丁肇中因而在国际实验物理学界取得一席之地。

为了寻找与光子类似的各种长寿粒子,丁肇中采用了高能光子冲击核子的方法,同时亲自设计了一个具有极精细的质量分辨能力的探测器进行实验。他夜以继日地用一部300亿电子伏特质子加速器寻找新的粒子。一踏进实验室常常忘记了时间。终于,在高能加速器的质子碰撞实验中,他发现了一个新的粒子,即“J”粒子。“J”粒子是原子核中已发现的几百种粒子中重量最大、寿命最长的一种,“它的寿命比其他粒子长一万倍”。为了慎重起见,他又经过两个月的无数次实验,反复核实,最后证实确凿无误,才向全世界宣布这一伟大的发现。“J”粒子的发现,轰动了沉寂十多年的高能物理学界。这是近数十年来高能物理学界最重大的发现,为人类开拓了宇宙未知的领域。1976年,丁肇中和里希特共同获得了诺贝尔物理学奖。

丁肇中在荣誉面前没有止步,而是更勤奋地继续攀登新的科学高峰。他说:“我完全靠工作来激发充沛的精力,工作就是我的兴趣,兴趣使我不会疲倦。”1977年丁肇中被选为美国国家科学院院士,这是美国科学家所能获得的最高荣誉。

点评

丁肇中,这个最不愿意浪费时间的物理学家,用自己的勤奋和努力,在有限的生命征程中做出了不平凡的业绩。他的成就我们也许不能企及,但是,他珍惜时间、不畏艰难、勇于思考的精神却是我们学习的榜样。

诺贝尔物理奖得主朱棣文

诺贝尔物理奖得主朱棣文01

朱棣文,美籍华裔物理学家,第五位获得诺贝尔奖的华裔科学家。

朱棣文从20世纪80年代初开始致力于“冷却原子”的研究工作。十年后,获费萨尔国王国际科学奖,同年被选为美国科学院院士。1997年10月15日,瑞典皇家科学院宣布,本年度的诺贝尔物理学奖授予美国斯坦福大学物理教授朱棣文、美国标准与技术研究所的菲利普斯和法国学者科昂·塔诺季,以表彰他们发明了用激光冷却进行低温下俘获原子的方法。

朱棣文能取得这样的成就和家族的影响分不开。他出生在美国密苏里州圣路易斯市一个学者之家。朱棣文的祖父朱祝年是江苏太仓城厢镇的一位读书人,十分重视培养后代。大姑妈朱汝昭早年曾留学日本;二姑妈朱汝华早年留学美国任芝加哥大学化学工程教授,是中国第一代化学家;三姑妈朱汝蓉,青年时留学美国攻读化学,也为一名化学教授。

朱棣文的父亲朱汝瑾毕业于清华大学化工系,留美就读于麻省理工学院,获该院化工博士,先后任美国圣路易、纽约及新泽西的3所大学教授,历任美国和欧洲六十多家石油、化学、导弹、核子工程及太空公司的顾问。其母李静贞出生于天津一名门之家,清华大学经济系毕业后去美国麻省理工学院攻读工商管理。朱棣文的外祖父李书田是20世纪20年代清华大学毕业生,公费留美,回国后投身教育事业,曾任国民政府教育部部长。据了解,朱棣文父兄辈中至少有12位拥有博士学位或大学教授职位。因此,朱棣文说,出身学术世家对他今天取得的成就有相当的影响,关键的是,没有他们,就根本不会有我。

朱棣文有一兄一弟。哥哥朱筑文是斯坦福大学医学院教授,专长DNA研究;弟弟朱钦文是南加州一家知名律师事务所的执业律师,都拥有博士学位。成长在一个传统的中国家庭里,朱棣文三兄弟从小就受到了东方文化的熏陶和培养。从父母身上他学会了刻苦、勤劳和谦逊,美国的开放式教育也造就了他的幽默、风趣和自信。

朱棣文非常感谢父母在学习上给了他们很大的自由度。升到中学后父母就很少再过问3个孩子的功课,而且,一直鼓励他们要以自己的兴趣为主来选择科系专业,一旦选定目标就要持之以恒不懈努力。朱棣文高中毕业时,父亲本不赞成他选择物理学,认为善于绘画的儿子应该去学建筑,因为物理学界高手太多,不易出成就,而且做实验是枯燥无味的,然而朱棣文却对物理学情有独钟,学问做得津津有味。

兴趣加不懈的努力,终于迎来了累累硕果。他获得纽约州罗彻斯特大学数学和物理双学士;28岁时,获得柏克莱大学物理学博士学位,并在该校从事两年的博士后研究;美国贝尔实验室电磁现象研究人员,因成绩显著并做得一手“漂亮实验”升任该实验室电子学研究部主任;任斯坦福大学物理学教授,并任该校物理系主任。

20世纪80年代初,朱棣文开始从事原子冷却技术的研究,两年后发表第一篇学术论文。他荣获诺贝尔奖的科研项目的主要工作是在斯坦福大学完成的。参加这项研究有很多科学家,对和他一起获诺贝尔物理奖的人,朱棣文说,虽然他们是单独工作的,但“各自从不同方面做成了这件事。虽然我们的具体目标不一样,但这是一个异曲同工的贡献,我们的工作将造福人类。”

在学生心目中,朱教授聪明非凡,谈吐风趣,是一个值得学习的楷模,他们认为朱教授口才非常好,能将一场学术性很强的演讲讲得十分生动,在学生讨论时听上两三句就能一针见血地指出问题的症结所在。朱棣文教授对学生要求极严,他经常会出其不意地跑到实验室看他的研究生们的实验进度如何,如果因不努力而进度落后了,他会毫不留情地批评。

已当选为美国科学院院士的朱棣文平时很少提及自己的研究成就,甚至在父母面前也从不提起。他的母亲说:以前他每次得奖从不告诉我们,都是我的朋友看到报道后,剪下来寄给我的。像获左根汉研究奖;获第一个国际大奖;获美国物理学会艺术奖等,他都没有表示出特别的兴奋。

1997年10月15日凌晨,睡梦中的朱棣文被一阵急促的电话铃声惊醒,他的研究生率先向他报告了获奖的消息,起初朱棣文还以为是学生在跟他开玩笑,随后,一个接一个探询和祝贺的电话不断打进来,朱棣文这才确信:“我是真的得奖了”。

兴奋之余朱棣文坦言:事先已有一些预感,觉得自己的研究“非常地疯狂”,所以得奖是“应该有一点机会的”。事实上,朱棣文从事该项研究已有14年,并且取得一定的成就——该项研究获费萨尔国王国际科学奖。

朱棣文从事的是目前世界上最尖端的激光制冷捕捉技术研究,有着非常广泛的实际用途,这项研究为帮助人类了解放射线与物质之间的相互作用,特别是深入理解气体在低温下的量子物理特性开辟了道路。在原子与分子物理学中,研究气体的原子与分子相当困难,因为它们即使在室温下,也会以上百公里的速度朝四面八方移动,唯一可行的方法是冷却,然而,一般冷却方法会让气体凝结为液体进而结冻。朱棣文等3位学者则利用激光达到冷却气体的效果,即用激光束达到万分之一绝对温度,等于非常接近绝对零度。原子一旦陷入其中,速度将变得非常缓慢,而变得容易俘获。该技术可以用来做精确测量,特别是做“重力测量”;人们还可以利用此技术做成重力分析图,由此解开地球上的许多谜团:例如观察油田的内层、勘探海底或地层内的矿物质,在生物科技上可以解读基因密码;科学家还可以借此研究“原子激光”,制造精密的电子元件;也可以测量万有引力,进一步发展太空宇航系统,进行准确的地面卫星定位。科学家们普遍认为,这的确是一个了不起的研究成果。这次获奖他仍然表示:“我还是我,跟昨天没有什么两样。”在获知得奖的当天,他仍平静如常地去上课。他说,“当我想到还有更多的优秀科学家,特别是比我强的科学家还没有获奖时,我自然就不应该把这项奖看得有多么重。”“我只是运气比较好。”

我们不可能每个人都能取得朱棣文那样的成就,但是,人这一生,总得制定一个自己想要达到的目标,在实现目标的过程中,肯定有艰难险阻,如果所有的困难一开始就排除得一干二净,便没有人愿意去尝试有意义的事情了。大目标要分成许多小目标,小目标就是实现大目标的阶梯,每一个小目标的实现都会令你有一种成就感,但你要知道,你的小目标只是一段乐章中的前奏,如果停留在那里而不前进,那庞大的乐章就失去了它原本的震撼力,为了达到大目标,就要像深谋远虑的将军一样,时常根据战局改变战略。你要一个一个地、脚踏实地地处理前进道路上的任何障碍,先努力取得那些微小的胜利,总有一天,你会到达人生的飞跃。

点评

科学路上不畏艰难,勇往直前;荣誉面前,宠辱不惊,泰然处之。我们要学习的就是这种精神。

原子论的创始人德谟克利特

原子论的创始人德谟克利特01

德谟克利特,公元前4世纪古希腊哲学家,原子唯物论的创立者之一。他爱好广泛,学术造诣极高。更可贵的是,他对事业有一种极为认真专注的精神。

德谟克利特出生于色斯雷的海滨城市阿布德拉。当时的阿布德拉是个大商埠,海外贸易发达,各地的商人往来频繁。德谟克利特从小就见多识广。小时候,他做过波斯术士和星象家的学生,接受了神学和天文学方面的知识,对东方文化有着浓厚的兴趣。他在学习和研究的时候非常地专心,经常把自己关在花园里的一间小屋里。一次,父亲从小屋里牵走了一头牛,他都没有察觉。他的想象力很丰富,并且刻意培养自己的想象力,有时他到荒凉的地方去,或者一个人呆在墓地里,以激发自己的想象。德谟克利特成人后,来到雅典学习哲学。后来又到埃及、巴比伦、印度等地游历,前后长达十几年。他在埃及居住了五年,向那里的数学家学了三年几何。他曾在尼罗河的上游逗留,研究过那里的灌溉系统。在巴比伦,他向僧侣学习如何观察星辰,推算日食发生的时间。回到故乡阿布德拉后,他担任过该城的执政官。在繁忙的政务之余,他始终没有放弃追求哲学和自然科学知识,并且在艺术方面也有了一定的造诣。

德谟克利特经常外出旅行,花费了父亲给他留下的绝大部分财产。他又整天写着“荒诞”的文章,在花园里解剖动物的尸体,以至族中有人认为他发了疯。有些人企图占有他剩下的财产,便控告他浪费祖产,对族中的事不加理会,把好好的园子变成了杂草丛生的荒地。根据该城的法律,犯了这种罪的人,要被剥夺一切权利并被驱逐出城外。但是,聪明且能言善辩的德谟克利特在法庭上据理力争,终于被判无罪。德谟克利特研究过天文、地质、数学、物理、生物等许多学科,提出了圆锥体、棱锥体、球体等体积的计算方法。他对逻辑学的发展也作出了重要的贡献。德谟克利特的著作涉及自然哲学、逻辑学、认识论、伦理学、心理学、政治、法律、天文、地理、生物和医学等许多方面,据说一共有52种之多,遗憾的是到今天大多数都散失或只剩下零散的残篇了。

德谟克利特在自然科学上最重要的贡献,是他继承和发展了生活于公元前500年前后的留基伯的原子论,为现代原子科学的发展奠定了基石。留基伯是古希腊爱奥尼亚学派中的著名学者。他首先提出物质构成的原子学说,认为原子是最小的、不可分割的物质粒子,原子之间存在着虚空,无数原子从古以来就存在于虚空之中,既不能创生,也不能毁灭,它们在无限的虚空中运动着构成万物。

德谟克利特是留基伯的学生,他继承并发展了留基伯的原子学说,指出宇宙空间中除了原子和虚空之外,什么都没有。原子一直存在于宇宙之中,它们不能被从无中创生,也不能被消灭。任何变化都是它们引起的结合和分离。原子在数量上是无限的,在形式上是多样的。在原子的下落运动中,较快和较大的撞击着较小的,产生侧向运动和旋转运动,从而形成万物并发生着变化。一切物体的不同,都是由于构成它们的原子在数量、形状和排列上的不同造成的。原子在本质上是相同的,它们没有“内部形态”,它们之间的作用通过碰撞挤压而传递。根据这样的理论,德谟克利特还提出了他的天体演化学说,即在一部分原子由于碰撞等原因形成的一个原始旋涡运动中,较大的原子被赶到旋涡的中心,较小的被赶到外围。中心的大原子相互聚集形成球状结合体,即地球。较小的水、气、火原子,则在空间产生一种环绕地球的旋转运动。地球外面的原子由于旋转而变得干燥,最后燃烧起来,变成各个天体。德谟克利特的原子论里没有神存在的空间,他认为原始人在残酷而奇妙的自然现象面前感到恐惧,再加上知识的匮乏,只有臆造出神来解释一切的未知。其实,除了永恒的原子和虚空外,从来就没有不死的神灵。他甚至认为,人的灵魂也是由最活跃、最精微的原子构成的,因此它也是一种物体。原子分离,物体消灭,灵魂当然也随之消灭。

德谟克利特发展了留基伯的学说,他的原子论后来又被伊壁鸠鲁和克莱修所继承,再后来被道尔顿所发展,从而形成了近代的科学原子论。但是,他在继承留基伯的原子说时,也延续了留基伯原子不可分的思想,从而留下了永久的遗憾。

德谟克利特是这样用原子论解释认识论问题的:从事物中不断流溢出来的原子形成了“影像”,而人的感觉和思想就是这种“影像”作用于感官和心灵而产生的。这就是他的“影像说”。他还区分了感性认识和理性认识。认为感性认识是认识的最初级阶段,人的感官并不能感知一切事物,例如原子和虚空就不能为感官所认识,当感性认识在最微小的领域内不能再看、再听、再嗅、再摸的时候,就需要理性认识来帮助,因为理性是一种更精致的工具。德谟克利特把理性认识称为“真理的认识”。因为在他看来,原子本身之间没有什么性质的不同,人们感觉所感知的各种事物的颜色、味道都是习惯,是人们主观的想法。德谟克利特的原子唯物论思想是古希腊唯物主义发展的最重要成果。列宁称他是古希腊唯物主义哲学路线的代表。

德谟克利特在很多方面取得了非凡的成就,马克思和恩格斯因此赞美他是古希腊人中“第一个百科全书式的学者”。

点评

德谟克利特的原子论是古希腊唯物主义发展的最重要成果。列宁称他是古希腊唯物主义哲学路线的代表人物。他的故事告诉我们,无论做什么事,都要专注于你的目标,尽可能地把事情做到最好。

坚持真理的伽利略

坚持真理的伽利略01

伽利略,意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。

16世纪末,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。

17世纪初,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略望远镜),并用来观测天体,他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅月面图。不久,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等。这些发现开辟了天文学的新时代。

为了这些科学研究,伽利略付出了巨大的代价。但是,在传统恶势力的压迫下,他不仅没有屈服,反而用自己的实际行动向人们呼吁真理的到来。

伽利略出生于意大利的比萨城。他的祖辈是佛罗伦萨的名门贵族,父亲是音乐家,作曲家,多才多艺,而且还擅长数学,可是他却不愿意自己的儿子将来成为一名数学家或音乐家,希望他能成为一位医生。伽利略11岁时,进入佛罗伦萨附近的法洛姆博罗莎经院学校,接受古典教育。孩提时代的伽利略,好奇心极强,喜欢与人辩论,从不满足别人告诉他的道理,而要自己去探索、去想象。他虽是一个音乐师的儿子,却从小就对“天空的音乐”感兴趣,他父亲说他是一个心不在焉的小星象家,说他常常眼里看见奇象,耳朵里听见异音。在学校里,当老师在解说拉丁文的介词,或意大利文的动词的重要性时,小伽利略的心早就随着父亲给他买的作为生日礼物的那只小气球飞到天外去了。他还喜欢制造机械玩具做游戏,他制作了各式各样的像车、风车、船之类的小玩意儿。

17岁时,伽利略进入了比萨大学学医。然而,在大学学习期间,他对医学兴味索然,却迷恋着数学,他深深感到:“数理科学是大自然的语言。”为了学好这种语言,他决意献出自己的一生。

一天,作为意大利比萨城一个年轻的医科学生,伽利略正在比萨大教堂里跪着,同去做礼拜的同伴们都在专心地听牧师讲道,突然,摆动着的挂灯链条的嘀嗒声惊扰了正在做祈祷的伽利略。这种人们常见的现象,引起了伽利略极大的兴趣。他的思考与牧师的祷告距离越来越远了。他目不转睛地注视着吊灯的摆动,尽管吊灯摆动的振幅逐渐减小,但往返一次所需要的时间似乎都一样。他把右手指按在左手腕的脉搏上测量起来,惊奇地发现:不论灯摆动的幅度多大,每次摆动所需用的时间的的确确是相同的。这个意外的发现,使他仿佛遭到了闪电的突然袭击,引起了伽利略的惊奇。他自问:自己的感觉是正确的吗?不是感觉欺骗了自己,就是亚里士多德“摆幅短需时少”的说法是错误的。究竟是看花了眼,还是发现了奇迹,发现了大自然的一个伟大真理?他在教堂一刻也呆不下去了,拔腿跑回家中。

伽利略回家后,迫不及待地进行了实验,为了取得精确的实验结果,他找来了一只沙钟,准备好鹅管笔、墨水、纸张,认真记录实验数据,并请他的教父帮助他进行这个试验。他找来两根一样长的绳子,在顶端各坠上一块相等重量的铅块,分别将两根绳头系在两根厅柱上。伽利略手拿两个铅摆,分别拉到距垂直线不同的位置,然后同时放开手,让绳索自然摆动,让他的教父数一根绳索的摆动次数,自己数另一根绳索摆动的次数,然后加以比较。经过多次反复实验,发现两根绳索来回摆动的次数总数是一样的。伽利略终于发现:虽然两根绳索起点不相同,但摆动的时间却一样。他发现了摆动的规律,并用数学公式给予了准确的表述:即摆动的周期与摆的长度的平方根成正比,而与摆锤的重量无关。这就是伽利略年轻时发现的著名的“摆的等时性原理”。后来,荷兰的科学家犹更斯就是根据这个原理,制造出了挂摆的时钟。今天,这个原理被更广泛地应用于计数脉搏、时钟计时、计算日食和推算星辰的运动等诸方面。伽利略发现著名的“摆的等时性原理”时,年仅18岁。

伽利略在比萨大学的学习动向和实验活动,引起了学校教授们的不满,因为一个学生要独立思考,简直是不折不扣的异端。后来,伽利略被迫离开了比萨大学,成了一个人所共知的学医失败者。

伽利略回到佛罗伦萨后,在家自学数学和物理,潜心攻读欧几里得和阿基米得的著作,写出论文《水秤》和《固体的重心》,从而引起了学术界的注意。伽利略的母校比萨大学数学教授的席位空缺了,在友人的推荐下,他当上了比萨大学的数学教授。伽利略,这位年仅25岁的教授在完成日常教学工作外,开始钻研自由落体问题。

当时,亚里士多德的物理学占支配地位,是毋庸置疑的。亚里士多德认为:不同重量的物体,从高处下降的速度与重量成正比,重的一定较轻的先落地。这个结论到伽利略时差不多近两千年了,还未有人公开怀疑过。物体下落的速度和物体的重量是否有关系:伽利略经过再三的观察、研究、实验后,发现如果将两个不同重量的物体同时从同一高度放下,两者将会同时落地。于是伽利略大胆地向亚里士多德的观点进行了挑战。

伽利略提出了崭新的观点:轻重不同的物体,如果受空气的阻力相同,从同一高处下落,应该同时落地。他的创见遭到了比萨大学许多教授的强烈反对,他们饥笑着说:“除了傻瓜外,没有人相信一根羽毛同一颗炮弹能以同样的速度通过空间下降。”他们准备教训伽利略,迫使他在全体教授和学生们面前承认他的观点是荒唐的,让他当众出丑,永世不得翻身。对于亚里士多德信徒们的挑战,性格倔强的伽利略毫不畏惧,为了判明科学的真伪,他欣然地接受了这个挑战,决定当众实验,让事实来说话。

公开的“表演”地点在比萨斜塔。清晨,比萨大学的教授们穿着紫色丝绒长袍,整队走到塔前,洋洋得意地准备看伽利略出丑;学生们和镇上的市民们,也熙熙攘攘地聚集在比萨斜塔下面,想看个究竟。伽利略和他的助手不慌不忙,神色自如,在众人一阵阵嘘声中,登上了比萨斜塔。伽利略一只手拿一个10磅重的铅球,另一只手拿着一个1磅重的铅球。他大声说道:“下面的人看清,铅球下来了!”说完,两手同时松开,把两只铅球同时从塔上抛下。围观的群众先是一阵嘲弄的哄笑,但是奇迹出现了,由塔上同时自然下落的两只铅球,同时穿过空中,轻的和重的同时落在地上。

众人吃惊地窃窃私语:“这难道是真的吗?”顽固的亚里士多德的信徒们仍不愿相信他们的崇拜者——亚里士多德会有错误,愚蠢地认为伽利略在铅球里施了魔术。为了使所有的人信服,伽利略又重复了一次实验,结果相同。伽利略以雄辩的事实证明“物体下落的速度与物体的重量无关”,从而击败了亚里士多德的信徒们。正是这次闻名史册的比萨斜塔实验,第一次动摇了亚里士多德在物理学中长期占统治地位的偏见,打破了亚里士多德的神话。后来,伽利略又通过计算,得出了自由落体定律。但是,比萨斜塔实验却惹怒了比萨大学的许多权威人士。从此,年轻的科学家受到守旧派的仇视和迫害,伽利略被从比萨大学排挤了出来。

伽利略从朋友的来信中得知,一位荷兰眼镜商人,在制造眼镜镜片时,能够用凸凹镜片的组合看清远处的物体。伽利略的好奇心又被拨动了,立即开始钻研光学和透镜。他检查了各种类型镜片的曲率以及它们彼此的各种组合方式,用准确的数学公式测量出不同曲率和不同组合所引起的视觉上的效果。经过无数次的试验,他终于研制成了人类历史上第一架放大倍数为32倍的天文望远镜。

伽利略最初制造的望远镜只能放大物体几倍,但是这架望远镜比港口瞭望员用肉眼观察可以早两个小时发现进港的船只。当伽利略把这架望远镜献给威尼斯总督后,他获得终身教授的职位,因为对以航海贸易为主的威尼斯来说,望远镜的重要性不亚于一支海军。

伽利略利用望远镜探测广阔的天空。他昼夜进行观测,发现了前人未曾发现过的现象:太阳上有黑子;月亮上有隆起的山脉,低洼的平原;木星有4个小卫星绕它旋转;银河是由众多小星群集而成。这是划时代的伟大发现。他根据自己对星团的观测,绘制了天文学史上第一批星团图,出版了《星际使者》一书,向全世界报道了他新颖而富有说服力的观测结果,比较隐晦地宣传哥白尼的观点。

伽利略通过实际观测和深入研究,认为哥白尼的日心说是完全正确的,托勒密地心说则是荒谬的。惨无人道的宗教裁判所监禁了这个70岁高龄的老人。

罗马宗教裁判所开庭对伽利略进行审讯,以各种方法逼迫伽利略放弃哥白尼学说。可是,伽利略并没有屈服,他说:“我的活动的脑子一直要工作下去。”

后来,伽利略双目失明,再也无法进行科学研究了,他痛苦地对朋友说:“在最后的日子我再也看不到光明了,以致这天空、这大地、这由于我的惊人的发现和清晰证明后比以前智者所相信的世界扩大了百倍的宇宙,对我来说,这时已变得如此狭小,只能留在我自己的感觉中了。”

1642年,伽利略,这位伟大的科学家,含冤去世。终年78岁。三百多年后的一天,一个由世界著名科学家组成的委员会在罗马成立,重新审理“伽利略案件”,为沉冤的伽利略昭雪平反。历史终于显示了它的公正,伽利略终于恢复了他的清白。

点评

伽利略永远地离开了我们,但他坚持真理,敢于与旧势力斗争的精神却鼓舞了一代又一代科学家。直到现在,人们仍争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。这正是伽利略理论的意义和价值所在。

站在巨人肩上的牛顿

站在巨人肩上的牛顿01

牛顿,是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。他在数学、力学、光学等方面都取得了巨大的成就。

有人认为,牛顿的成功是源于他对科学的极端热情和执著追求,而发生在他身上的一些故事就是这种说法的最好证明。

在英国北部林肯郡的一个名叫乌尔斯索普的村庄里,一个年轻而又虚弱的母亲生下了一个只有3磅重的婴儿。给他接生的产婆甚至没有料到这个瘦弱的、先天不足的、苍白的畸形小孩会活下来。她说:“咳,这么一个小不点儿,我简直可以把他塞进一只杯子里去!”这就是命运将这个叱咤风云的科学家——牛顿诞生到世界上来的那种如同玩笑似的方式。

牛顿是个遗腹子,在他出生前几个月,父亲因病去世。3年后,他的母亲为生活所迫改嫁给一个牧师,搬到别的地方,把牛顿交给他的外祖母抚养。直到牛顿14岁时,母亲改嫁后的丈夫病故后,她才重新回到家乡,把牛顿从寄宿学校里接回家来。少年时代的牛顿爱好数学,注意观察周围的事物,尤其喜欢动手制作各种机械玩具。他把平时省下来的零用钱买了小锯子和铁锤等各种工具,动手模仿或设计制造各种各样的小东西。有一天,他对房东药剂师的小舅子说:“可以将地下室里的那个木桶给我吗?我将用它做一只钟,我有把握说,你将再不会因为不知道准确时间而迟到了。”于是,他动手做了一只“水钟”。他在木桶里刻了一些线条,桶底开了个小洞,每天早晨,将适量的水注入桶内,等水漏到某一刻线,就是正午,即吃午饭的时候。

离他外祖母家不远的地方,有一架风车。牛顿经常跑到那里去仔细观察,把那个风车的机械原理完全摸透了,他决定自己动手造一架与其不同的风车,要比所有的都好。而且,推动风车转动的,不是风而是动物。他别出心裁地把一只老鼠缚在一架有轮子的踏车上,然后在轮子前面,在这个饥饿的踏车老鼠恰恰可望而不可即的距离处,放上一粒玉米。老鼠想吃玉米,就踏呀,踏呀,使轮子转个不停。牛顿兴奋地叫道:“相信大自然是会叫机械转动的!”

牛顿充满理想,脑子里总想着各种学习问题。母亲让他放牧,他牵马上山,边走边想着天上的太阳,待走到山顶想骑马时,马早已跑得无影无踪了,自己手里只剩下一条缰绳;叫他放羊,他专心致志地在树下看书,以致羊群走散,糟蹋了庄稼。舅父叫佣人陪他一起上市场,让他熟悉一下做交易的生意经。但是,每次走近镇子的时候,牛顿便恳求佣人一个人去镇上做交易。他说:“在回来时,你可以到这儿来找我,我将在小树丛后面读我的书。”每次交易的成功,使牛顿的舅父对生意的真实性起了疑心。一天,他跟踪牛顿上集镇去,发现牛顿伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地研究一个数学问题。牛顿的舅父无可奈何地对牛顿说:“还是回去念你的书吧!”

16岁时,牛顿做了第一次物理实验,测量顺风跳跃和逆风跳跃的距离,为了测验风力,牛顿在暴风雨中跑来跑去,淋得浑身湿透,把他母亲吓坏了,以为他“疯”了。19岁时,勤奋好学的牛顿以优异的成绩,考入了著名的剑桥大学三一学院。学院优越的教学设备、众多的图书资料、浓厚的学术气氛,以及许多享有盛誉的老师,使牛顿获益匪浅。大学期间,他更加刻苦攻读,悉心钻研数学、光学和天文学,为后来的重大科学发现打下了坚实的基础。

学院里的巴罗教授发现牛顿具有非凡的才能,推荐他当研究生,并为他指出了攀登科学高峰的方向。经过考核,巴罗让牛顿做他的助手。第二年,牛顿获剑桥大学学士学位,大学毕业后牛顿留在大学研究室,开始了他的科研生涯。

不久,一场可怕的瘟疫在伦敦流行,剑桥大学被迫停课,牛顿因此回到故乡。在家乡躲避瘟疫的18个月,可以说是牛顿一生中最重要的一个时期。这期间,他系统地整理了大学里学习过的知识,潜心钻研开普勒、笛卡儿、阿基米得、伽利略等前辈科学家的主要论著,还进行了许多科学试验。几乎他所有最重要的发现:万有引力定律、经典力学、微积分、光学等基本上都萌发于这段时期。

万有引力定律的发现是牛顿在自然科学中最辉煌的成就。在乡下时,牛顿非常注意观察太阳、月亮和星辰的运行。脑海里经常长久地思考着一个问题:对于天体的运动能不能从动力学的角度去解释?

一天,牛顿正坐在花园里的苹果树下专心地思考着地球引力的问题,忽然,一只熟透了的苹果从树上掉下来,正好打中牛顿的脑袋,然后滚落进草地上一个小坑洼里。牛顿顾不得去揉一揉被苹果打疼的脑袋,便被苹果落地这一十分普通的自然现象所吸引。

他问自己,苹果为什么不掉向天空,却偏偏落向地面呢?如果说苹果有重量,那么重量又是怎样产生的呢?牛顿进一步思索着苹果和地球之间相互吸引的问题。他想,地球大概有某种力量,能把一切东西都吸向它吧。物体所具有的重量,可能就是受地球引力的表现。这说明苹果和地球之间有相互引力,而这种引力在整个宇宙空间可能都是存在的。他将人们的想象由一只苹果的落地引向了星体的运行。牛顿思索着:地球的引力如果没有受到阻止,那么月亮是否也会受到地球的吸引力呢?月亮总是按照一定的轨道,绕地球旋转而不会越轨跑掉,不正是地球对它有吸引作用的结果吗?他又进一步推想到:各个行星之所以围绕着太阳运转,也必定是太阳对它们的吸引作用产生的。

牛顿在探索苹果落地之谜后得出结论:“宇宙的定律就是质量与质量间的相互吸引。”从行星到行星,从恒星到恒星,这种相互吸引的交互作用,遍及无边无际的空间,使宇宙间的每一事物都依照它的既定的轨道,在既定的时间,向着既定的位置运动。牛顿把这种存在于整个宇宙空间的相互吸引作用称之为“万有引力”。

这样,“苹果落地”的故事成为科学史上的一段佳话,在民间广为传诵。

牛顿一生是独自度过的,没有结过婚。在他青年时代,曾经与他的表妹相恋过。有一次,他轻轻地握着表妹的手,含情脉脉地看着这位美人。正在这紧要时刻,他的心思忽地溜到另一个世界去了,头脑中只剩下了无穷量的二项式定理。这时,已经走神的思想又开了小差,像做梦似的,他的手抓住了情人的一个手指,错把手指当成通烟斗的通条了,硬往烟斗里塞。表妹痛得大叫起来,牛顿这才清醒过来,满面羞愧地连连道歉:“啊!亲爱的,饶恕我吧!我知道,这是不行了。看来,我是该一辈子打光棍的!”就是因为太专心研究学问了,牛顿始终未能解决自己的终身大事。

牛顿如痴如醉地学习和研究,一生闹了许多笑话。一次,牛顿边读书边煮鸡蛋,待他想吃鸡蛋,揭开锅子一看,里面煮的竟是他的怀表。原来,他脑子里总想着研究的问题,鸡蛋没有放进锅里,却把怀表扔了进去。还有一次,牛顿家里来了一位分别已久的好朋友。牛顿十分高兴,请朋友一同吃饭,菜已摆好,牛顿想起家里还有一瓶高级葡萄酒,便对朋友说:“我有一瓶很好的葡萄酒。让我去拿来一同喝吧!”他请朋友稍等片刻,自己去拿酒。可是,朋友等了好久,仍不见牛顿回来。于是,朋友去找牛顿,发现他正聚精会神地在实验室中埋头搞他的研究呢!原来,牛顿在拿酒的时刻,忽然想起一个问题,需要试验一下,竟把拿酒和请朋友吃饭的事忘得精光。

牛顿在临终前谦虚地说:“在科学的道路上,我只是一个在海边玩耍的小孩子,偶然拾到一块美丽的石子。至于真理的大海,我还没有发现呢!”“如果我的见识,真有超过笛卡儿的地方,那也因为我是站在前辈伟人的肩膀上,才能望得远啊!”

点评

牛顿的成功是因为他有一种善于思考,专注于学问的精神。现实中,很多人感叹自己不成功,总觉得自己想要的,离自己的生活太远,遥不可及的目标总是不容易被实现的。其实,只要执著地走下去,你也有成功的一天。

发明电池的伏特

发明电池的伏特01

伏特,意大利物理学家,电池的发明者。

伏特出生于意大利科莫一个富有的天主教家庭里。伏特对科学的爱好似乎是与生俱来的,他在青年时期就开始了电学实验。16岁开始与一些著名的电学家通信,其中有巴黎的诺莱和都灵的贝卡里亚。

贝卡里亚是一位很有成就的国际知名的电学家,他劝告伏特少提出理论,多做实验。事实上,伏特年青时期的理论思想远不如他的实验重要。随着岁月的流逝,伏特对静电的了解可以和当时最好的电学家媲美。不久他就开始应用他的理论制造各种有独创性的仪器。

伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。一块导电板放在一个由摩擦起电的充电树脂“饼”上端,然后用一个绝缘柄与金属板接触,使它接地,再把它举起来,于是金属板就被充电到高电势,这个方法可以用来使莱顿瓶充电。这种操作可以不断地重复。这一发明以后发展成为一系列静电起电机。

在反复的时试验中,伏特强烈地感到,他必须定量地测定电量,于是他设计了一种静电计,这就是各种绝对电计的鼻祖,它能够以可重复的方式测量电势差。

在伏特55岁时他宣布发明了伏达电堆,这是历史上的神奇发明之一。因为,电堆能产生连续的电流,它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大,因此开始了一场真正的科学革命。

为了纪念伏特,人们将电动势单位取名伏特。

点评

发现电堆能,引发了一场真正的科学革命。就这样伏特用坚持和信心把自己的名字留在了世界物理学的舞台上。

专心致志的安培

专心致志的安培01

安培,法国物理学家,第一个把研究动电的理论称为“电动力学”的人。他的《电动力学现象的数学理论》一书是电磁学史上一部重要的经典论著。

安培生于里昂一个富商家庭。年少时他博览群书,成年后担任法兰西学院实验物理学教授。

安培工作起来专心致志,常常忘了周围的一切,因此还发生了很多趣事。

据说有一次,安培正慢慢地向他任教的学校走去,边走边思索着一个电学问题。经过塞纳河的时候,他随手拣起一块鹅卵石装进口袋。过一会儿,又从口袋里掏出来扔到河里。到学校后,他走进教室,习惯地掏怀表看时间,拿出来的却是一块鹅卵石。原来,怀表已被扔进了塞纳河。

还有一次,安培在街上行走,走着走着,想出了一个电学问题的算式,正为没有地方运算而发愁。突然,他见到面前有一块“黑板”,就拿出随身携带的粉笔,在上面运算起来。那“黑板”原来是一辆马车的车厢背面。马车走动了,他也跟着走,边走边写;马车越来越快,他就跑了起来,一心一意要完成他的推导,直到他实在追不上马车了才停下脚步。安培这个失常的行动,使街上的人笑得前仰后合。

安培的努力勤奋让他取得了巨大的成就,麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一”,还把安培誉为“电学中的牛顿”。

安培在他的一生中,只有很短的时期从事物理工作,可是他却能以独特的、透彻的分析,论述带电导线的磁效应,因此他当之无愧的被称为电动力学的先创者。

为了纪念安培在电磁学上的杰出贡献,电流的单位被命名为“安培”。

点评

看了安培的故事,我们才知道,原来一个人在工作中可以专心到这种程度。希望工作中的我们,能多一点专心,少一些浮躁。

伟大的物理学家欧姆

伟大的物理学家欧姆01

欧姆是德国物理学家,欧姆定律的发现者。

我们常说,成功的路上并不一帆风顺,当挫折与磨难袭来,能否有足够的勇气去抵挡它们常常会成为一个人能否成功的关键。欧姆之所以成功就是因为他忍受住了责任与诽谤,并一如既往地从事科学研究。他的这种精神终于驱走了乌云,迎来了明媚的阳光。

欧姆诞生于德国巴伐利亚州的埃尔兰根。欧姆的父亲是个技术熟练的锁匠,十分喜爱哲学和数学。在父亲的熏陶和良好的启蒙教育下,欧姆从小就养成了认真读书,喜欢独立思考的好习惯,同时受到有关机械技能的训练,为他日后自制仪器,进行科学研究打下了良好的基础。欧姆对学习一丝不苟,喜欢刨根问底地提问题。有一次,欧姆读一本书时,发现其中有些内容和其他的书不一样,就去向父亲讨教,父亲也未能说清为什么。为了搞清楚,他去翻阅了许多书,并仔细琢磨,直到最后把这个问题弄明白为止。

大学毕业后,欧姆先后在几所中学任教,教过数学、物理、拉丁语等课程。不久,欧姆应母校的聘请,回埃尔兰根大学任教。后来,他又被聘为科隆大学预科的讲师,讲授数学和物理学。欧姆深入浅出的讲解,雄辩的口才,使他的课深受学生欢迎,在学生中享有很高的威望。因为他出色的表现,欧姆被提升为科隆大学理工学院数学物理系主任,也是从那时起,他开始系统地研究电学理论。

欧姆的研究工作是在十分困难的条件下进行的。一方面,他要完成繁忙的教学任务,另一方面,当时的图书资料和测量仪器都很缺乏。但是欧姆毫不畏缩,他利用教学工作之余,自己动手设计和制造仪器进行电流试验。当时,在电的研究中,科学家们隐约地感觉到电流有一些神秘的规律,但由于没有一种稳定的电源,也没有一种较精确的测量电流强度的仪器,致使探索电流规律的工作十分艰难。但是欧姆以顽强的毅力克服了一切困难。他总结自己的实验,撰写并发表了题为《金属导电规律的初步探索》的论文。在论文排版付印过程中,欧姆发现论文中的公式与试验结果并不完全一样。于是他立即与出版商联系,要求更改。由于论文大部分已印好,出版商不肯重印,只同意另外补发一篇短文来纠正论文中的错误。欧姆没办法,只得勉强接受这个建议。论文和短文同时发表了,短文补充了导体趋近无穷长时,流经电路的电流趋近于零的事实。

欧姆的第二篇论文《金属导电规律的确定及伏打电池和施威格检流计的理论要点》也发表了。第二年,又发表了第三篇论文,题目是《伽伐尼电池的数学论述》,终于总结出了欧姆定律。欧姆定律从发表至今,已170余年了,无数的实践都证明了它的正确性,它已成为现代电学和电工学最基本的规律之一。

然而在当时,欧姆的研究公布后,不仅没有立即引起科学界的重视,甚至科学学会根本不同意他的见解,理由是欧姆的定律公式太简单了。他们片面地认为第一流科学家都未能解决的问题不会如此简单。有些人甚至对欧姆进行了公开的指责,把欧姆定律斥之为纯属空洞的编造,没有任何一点事实基础。德国的一位物理学家在文章中攻击欧姆的著作说:“以虔诚眼光看待世界的人不要去读这本书,因为它纯然是不可置信的欺骗,它的唯一的目的是要亵渎自然的尊严。”

然而,在责难和诽谤中欧姆并不气馁,他写信给国王路德维希一世陈述他的发现的重要性和正确性。国王把信转给了巴伐利亚科学院,仍未引起重视。欧姆在给朋友的信中诉苦道:“《伽伐尼电路》的诞生已经给我带来了巨大的痛苦,我真抱怨它生不逢时,因为深居朝廷的人学识浅薄,他们不能理解它的母亲的真实感情。”欧姆完全相信自己得出的公式是正确的,并确信科学家们最终会接受这一定律。真理终归是真理,欧姆的这一发现被人们逐渐认识并接受了。德国最早承认欧姆定律的是施威格,欧姆的大部分论文都发表在施威格主办的《化学和物理杂志》上。他在给欧姆的信中,热情地鼓励说:“请你相信,在乌云和尘埃后面的真理之光最终会透射出来,并含笑驱散它们。”

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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