第二十六回:无形学院研究无形物,有识之人脚下有新路(1 / 1)

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其实,伽利ำ略发明望远镜决不是为了玩玩新奇。在暗地里,他早就是一个哥白尼学说的拥护者,只是还没得到เ更多的观察数据。现在他发明了望远镜后,便可把镜头直指天空,好去验证哥白尼讲的是否正确。1610年1月10่日晚上,天气格外晴朗,他又架起望远镜观察月亮。有好半天,他的眼睛没有离开望远镜筒。他发现如明镜般的月亮根本不是我们肉眼所见的那样光洁,上面竟是山峦起伏,沟壑纵横。“原来天上地下一个ฐ样啊!”他失声地大叫起来。幽默的伽利ำ略当即将他观察到的最高的一座山用阿尔卑斯山来命名。他再将镜口转向木星,发现木星也和地球一样,有月亮似的卫星,而且居然有四个之ใ多。按照传统的托勒密天文学的观点和圣经所讲,那“天”是一个环绕地球的,里三层外三层晶莹透亮的天壳。天空的星就分别镶在各层的壳子里。可是现在看到的这些星还能绕着别ี的星转动,哪里还有什么固定的天壳?他再将望远镜指向银河,哪有什么河,原来是无数的星座,多得数也数不清。伽利略发狂了,他推开望远镜大声喊道:“发现了,发现了,哥白尼是对的,布鲁诺是对的,群星在动,地球在动,太阳在动,天上原来并没有什么天啊。那ว些星球上的人看我们的地球也๣是天上,他们要信上帝的话,一定以为ฦ我们这里的人便是上帝ຓ。”和他一起观天的朋友吓得不知所措,忙上去堵住他的嘴说:“哎呀!我的老友,你疯了,你忘了十年前烧死的那个人吗?你不想活了?看在你儿女的份上,你也๣少惹点祸吧!”

阿翁有镜能烧船,伽郎镜能抓来船。方信真有缩地法,十里犹如一尺间。

道理已明,话题๤还是回到เ戴府宴会。戴法兴一听说是祖冲之ใ贴的月蚀布๧告,脸色刷地变了,先红又白,时而铁青。他想发作,可这青年学者是自己请的,而不是一般官史;他想忍住,可寿诞喜庆,岂容出这等凶事?几经思考,他终于说出几句肉中带刺的话来:“文远(祖冲之的字),圣人且畏命,你我凡夫俗人,怎敢妄言天机?你就不怕上天降罪吗?”岂不知,祖冲之今天正有意选中ณ戴的寿宴,借机向人们宣讲月蚀,好破除迷信。这时他倒干脆坐下慢慢地说起来:“天球上众星运行本有轨道,今日望日,日຅、地、月成一线,月为ฦ地所遮,自然可能发生月蚀。这不是甚么天命、天机,乃是自然之理。”戴法兴说:“月月有个望日,为何不见月蚀?”

原来,古人多讲迷信,不懂日຅蚀、月蚀之理,以为这是一种凶兆。汉宣帝时有一次日຅蚀,黄帝认为这是大臣杨恽骄奢犯上所致,竟将他腰斩来谢天。今日是戴法兴的良辰吉日,祖冲之怎敢在老虎嘴上拔毛?其实,在此之前,我国早有日月蚀观记载,但在预测方面还不太精确,因为,这对月、地、日的运行轨道须做精确的计算。月球绕地球转,球转绕太阳转,月、地、日走马灯似地旋转不停。月光是日光的反射,月亮并不发光。当月亮转到太阳和地球中间时,月亮的暗面对着我们,这正是初一和三十;当月亮转道地球的另一侧时,月亮的亮面对着我们,这正是皓月当空的十五,这样地球处于日,月之间,就有可能三球一线,地球档住太阳的光,使月亮不能反光这就是月蚀。因此,月蚀常发生在旧历十五。

噬菌体头部含有dnaທ,其他部分都是蛋白质,现在的问题๤是要区分它进入大肠杆菌后是靠哪一部分遗传繁殖的。好个搞原子物理的德尔布吕克,他立即从物理学的武库里借来了放射性同位素标记法,和生物学家赫尔希等人设计了一个极妙的试验。

这次大会不久,欧洲大陆战云密布,科学家们纷纷避难美国。前面我们说到玻尔也去美国参加研究原子弹去了。他的学生德尔布吕克也๣到了美国,但是他并没有参加曼哈顿ู工程,而是一头扎到摩尔根的研究基地-加利福尼亚理工学院。这时他看到实验室里在使用一种噬菌体做细菌和病毒研究的材料。这噬菌体是一种病毒,它的结构简单得出奇。它有一个六角形的头,头部ຖ中心含有dnaທ,头部ຖ后面拖着一条尾巴,尾巴稍上又有六根尾丝。当噬菌体感染细菌时,先用六根尾丝牢牢地粘附在细菌壁上。这时它的尾部放出一种譗,把细菌的细胞壁溶解开一个洞,然后就可钻入。噬菌体与其他生物的细胞染色体的基因有一样的物理、化学属性,但是它又极简单,就是一层蛋白质外壳包了一组基因。而且它繁殖得很快,侵入大肠杆菌内后,只要20่分钟就可繁殖数百个后代。德尔布吕克见到这东西心中不觉一喜。选择最简单而又典型的对象来研究,不是物理学中常用的方法吗?要研究自由落体规律,就用一枚石子;要研究原子结构就先从只有一个质子、一个电子的氢原子入手。现在要研究基因,何不就从这个噬菌体身上突破呢?

巴甫洛夫是一个治学极严又雷厉风行的人,他说干就干,立即和助手们布๧置起一个实验室。他将一条狗捉来,在它的颊๐部开一个小孔。狗嘴里本有六条唾腺分泌唾液ຂ,这个孔只将一条唾腺的唾液ຂ引到เ外面来,有一个专门的仪器来准确地计算唾液ຂ的滴数。这只狗被关在一间没有声音的房子里,这种手术也不使它有什么痛苦,因此它可以照ั常生活,进食、睡觉。当食物在嘴里嚼动时,它就分泌唾液,只不过其中有六分之一没有流到胃里,而流到下巴๒边的管子里。

巴甫洛夫微微一笑说:一片树叶虽小,却要靠树根、树身给它输送养分。难道这一滴唾液不会牵动人的全身吗?而其中的秘密又有谁知呢?

难怪格罗夫斯胸有成竹,原来他早做了工程上的准备,在远离大城市๦的地方买຀了三块人迹罕至的土地,转眼之间就建起三座城市。不过这城市๦在美国地图上却找不见,它的居民对外只有一个邮ุ政代号。第一座城市在橡树岭,它是专门分离铀-235的。根据铀຀-235和铀-238๖之ใ间这么微小的一点重量差ๆ,科学家想了两个ฐ办法,一是将金属铀气化,它们扩散时轻的快重的慢,自然就会分开;二是让气化的金属铀຀通过强磁场,它们会出现不同的偏转,也可分开。但是只前一种办法他们就建造了几千英里长的管道,所耗的电相当于一座纽约市的用电å;而后一种办法所用的电磁铁就有一个中ณ等舰船那样大。磁铁外面要绕线圈,战争期间铜太缺了,导线就用银子做,竟用了15,000่吨白银,只此一般就知美国政府为了这颗原子弹花了多少血本。第二个秘密城市๦是专门用来生产钚的。铀-238๖虽不能裂ฐ变,但是它吸收一个中子后就变成铀຀-239,铀-239๗是放射性的,它很快放出一个负电荷的粒子,本身就多了一个正电荷,于是原子序数由92๐变成了93。各位读者,前๩面我们说费米他们认为自己曾发现了93๑号元素,原来正是这个ฐ道理。因为在铀裂ฐ变过程中是会有少量93号元素出现的,现在我们叫它为镎。镎衰变得很快,变成94号元素钚โ,钚像铀-235一样可以裂变,是制ๆ原子弹的好材料。这第二个城市就是专来实现这个转变的。它在华盛顿州的西部ຖ,沿哥伦比亚河畔ึ竟占地100่0平方英里,有专用铁路350่英里,有人口6๔万。但是这样一座城市悄悄的就像不存在一样。保密成了这里居民的一个共同的性格。食堂里挂着先想好了再开口、勿谈工作等标语,所以几千人的食堂除了嚼食物的声音,竟没有人说一句话。

康普顿当然知道这个那里的含意。便再不说什么เ了。

再说德布罗意刚ธ下定决心开始对理论物理的研究,不久,第一次世界大战就爆发了,他便服兵役上了前线,直到19๗22年他才重回哥哥的实验室继续中断许久的研究。渐渐地他生成了一个大胆的思想:光波是粒子,那么粒子是不是波呢?就是说光的波粒二象性是不是可以推广到电子这类的粒子呢?就像当年法拉第由电å变磁推想磁变电一样,德布罗意思路一开立即拓出一片新的天地。1้92๐3年他接连发表三篇论文,提出物质波的新概念,他坚信大至一个行星,一块石头,小至一粒灰尘,一个电子,都能ม生成物质波。物质波有其独特之处,它能在真空中ณ传播不要介质,因此不是机械波。但它又可以由不带电的物体运动生成,因此它又不是电磁波。他还运用爱因斯坦的相对论,推出了物质波的波长公式=hmu。即波长与粒子的质量和速度的乘๖积成反比。他还算出中ณ等速度的电å子的波长应相当于x射线的波长。

聪明贵胄有奇志,不爱虚荣爱真知。

好,办不到เ的事我们先不去说它,但是自然界ศ切实存在的事却可以来验证这个公式。很久以来人们一直不理解太阳为什么能如此长期地燃烧而不灭。开始人们解释说太阳就像一块大煤ศ在持续燃烧,可是一算这块煤顶多够烧150่0年,而太阳系已存在了几十亿年了。放射性发现后人们又猜测太阳是一块大铀在不断地衰变而放出能量,这样倒真可以持续几十亿年。但是,很可惜太阳不是铀构成的,正好相反它是氢、氮这类的轻元素า构成的。到เ本世纪的二、三十年代,人们用爱因斯坦的公式来解释太阳聚变释放能量的过程才圆满地回答了这个问题。这样,爱因斯ั坦的这个质量等价定律使经典物理学中ณ不能称重的能量也变成可以称一称了。现在我们已经可以算出一个10瓦的灯泡每分钟发射的光轻于7๕10่

-1้2克,但是每天太阳放出辐射能,其损失的质量将达41้0

11吨。电å磁场也๣可以称量,一个1米直径的铜球充电到100่0伏的电势时,它周围的场重2๐10่

-22๐克,一个普通实验室里的磁场重1้0

-ๅ15๓克。热能也可以称量,一公升水在100c时比同样数量的冷水重1้0

-20克,一个两ä万吨级的原子弹所释放的总能量约重1克。

过去我们讲过质量守桓定律和能量守桓定律,而爱因斯ั坦现在却把两ä个定律统一在一个公式里了。e是能量,m是质量,cນ是光速。从公式中可以看出,每一点物质,只要它有质量(这是当然的),那怕是石块、木棍、尘埃都含有极大的能量,因为ฦ光速是一个ฐ很大的数字。比如1公斤煤,完全燃烧后只能放出335๓10

4千焦的热,这只是它所蕴藏的极小的一部ຖ分能量,如果能把它的全部能ม量都释放出来就有90่410

1้4千焦。这相当于一个ฐ大城市几年消耗的电力。而每克物质所含的能量就有83710

1้1千焦。可惜我们现在还没办法将它们全部释放出来。

时机未到เ且等待,有苞必定会有花。

不到เ清明不下雨,不遇春风不吐芽,

却说卢瑟福将这些新发现兴冲冲地去向汤姆生汇报,汤姆生自然高兴。但是他听完汇报后却露出一种怅惘之情,卢瑟福似有所觉便恭敬地问道:老师有什么เ重要吩咐吗?

好个卢瑟福,真是出手不凡。十九世纪最后十年的二大发现在他这一个实验里全部得到解释。老师汤姆生发现的电子流就是他左手中的射线,伦琴的x光就是他右手中的射线,而贝克勒尔、居里夫妇千辛万苦发现的放射性却不过是、、这三个ฐ希腊字母。镭为甚么会发光发热,原来它在自己้放出能量做功呢。当然这里还有许多问题有待探寻,但这些发现足可以教他和他的同事们高兴一番了。

他们正这样一边工作,一边作着又像是讨论文像抒情式的谈话。玛丽突然觉得有只小手在拉她的后衣襟。她不用回头就知道怎么回事,忙擦擦手,站起来。椅子后面是她们五岁的女儿伊雷娜。因为工作到最后阶段,她经常中ณ午不能回家,小伊雷娜๨有时就带到实验室来。玛丽双手一擦把孩子紧ู紧抱在怀里,这才想起,她们一家人该开午饭了。伊雷娜一边隔着桌子喊着爸爸,一边伸手去探那些瓶子管子。比埃尔探身在孩子脸上亲了一下,全家人围着火炉,打开饭盒。

这个苦反正总要有人吃的,我们既然开了头就吃到底吧,亲爱的。

1896年5๓月18日຅,贝克勒尔重新提出一份报告,他说:我研究过的铀盐,不论是发萤光的还是不发萤光的,结晶的、熔融的或是在溶液ຂ中的,都具有相同的性质,所以我得到以下结论:在这些盐中铀຀的存在是比其他成分更重要的因素า用纯铀粉进行的实验证明了这一假设。彭加勒关于阳光照ั射萤光物就可发出射线的假设错了,贝克勒尔关于在阳光下萤光物可使底片感光的报告也错了,而他在抽屉里的偶然发现倒对了。

贝克勒尔坐在椅子里半天手足无措,无言无语。这时外面乌云早ຉ已散得一乾ດ二净,晴空万里,可他的心里反倒阴云密布,愁肠百结。他被自己的新发现搞糊涂ิ了,不知道究竟这是对是错,是忧是喜:如果荧光物根本就用不看甚么阳光晒也能发出射线,自己้在几天前๩对巴黎科学界的报告岂不是一场绝大的笑话?想到这其他不觉有点脸红:何必那ว样急急忙忙地公布๧实验结果呢?这回要加倍细心了。他立即把铀盐放在桌面上,又包好几张底片,里面分别放了钱๥币、金属片等各种形状的物件,果然就在屋子里,底片也๣都被感光而且都照出了这些物体亮亮的影子。他又拿来其他一些分别含硫、磷的荧光晶体但都没有放射性,这说明放射性其实只与铀有关。这铀是1้842年才发现的元素า,几十年来它只有一个ฐ小用途,就是给玻璃、瓷和珐琅着色。只要给玻璃里面添上万分之一的铀,玻璃就会发黄色,再加一点就成暗绿,再加一点就成黑色。想不到这个小配角竟有如此独特的本领ๆ,贝克勒尔当时更想不到这铀竟能制成原子弹,这是后话。

爱玛这几句话真叫达尔文心软了。他说:好吧,我先给赖尔写封信,听听他的意见。说罢使拔笔写道:

轻轻地饮泣起来。

巴斯德拍拍她的手平静地说:别ี怕,心跳快一点说明工作速度快,抢到了时间,有甚么不好。

巴๒斯德上了床,但是眼看着天花板,还是不能入睡。玛丽知道实验室的温箱里一定又放上了甚么瓶子,才搅得他这样心绪不宁。每逢这种晚上是巴斯德最难过的,也是玛丽最焦虑的。她用自己柔嫩的手抚摸着巴斯德那双被药品烧起一层老茧的大手,抚慰着他疲倦的身骨。当手碰到巴斯德的胸口时,她感觉到他的心藏在剧烈地跳动。她吓坏了,一下将耳朵贴在他的胸ถ口:亲爱的,是不是心脏ู病又犯了!为了那些小动物也不能不顾自己啊。

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