第三十三回:旧学说百年统治终破产,新原理一时沉埋永放光(1 / 1)

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圈里溜掉,开普勒就越是不厌其烦地寻找新的圆圈。这天布拉格来了一位老翁,叫马斯特林,是开普勒的恩师๲、挚友。当年开普勒在图宾根神学院临ภ毕业时,正是这位数学教师๲保举位列格拉茨去教数学,使他从此离开神学步入了科学领域。多年来他们一直保持通信,探讨天文、数学、物理。这次他远道而来,见到开普勒屋子里许多乱ກ七八槽的圆圈,便奇怪地问他:“朋友,我不知道你这些年到底在干什么?”

却说,火星越是从开普勒的圆

张遂一行和尚,用复尺测出了纬度,更重要的是有了纬度就可以去计量一度子午线的长短,可以计算整个子午线的长短。当时他算出每度弧长13203公里,虽与现在测得的1้112公里相比还不甚精确,但这在世界ศ上确是第一次实测子午线每度的弧长。前面第三回我们曾讲过阿基米德和埃拉托色尼测量地周,但那还是一种推算,并不是实测子午线。在张遂之后9๗0年,到公元81้4年,阿拉伯人才在幼发拉底河平原上进行了一次子午线的测量。

张遂的尺子叫“复矩“,不但能测出北极高度,而且这个度数同时也就是地球北半球的纬度。这是因为地球是个圆形,一条子午线穿过南北两极,当我们站在北极时,北极星正在头顶,与地平线垂直成9๗0度。如果站在赤道时,若北极星与地平几乎重合,成0度。沿着子午线走,北极星的高度也就逐渐变化。这尺子到底是怎样造出来的,无从可考,但这实在是一个ฐ了不起的创น造,今日凡学过平面几何的人都可以试着去验试一番。

二是,通过发现两事物间的相似联接点,来开拓新的研究领域。比如本生发现不同元素都有自己的固定光谱,根据这一点相似联系便创น立了光谱分析学,并得以发现铯、铷、铊、铟、氦、氩等,开垦出一片新元素的处女地;居里夫人根据一些不同元素都有一定的放射性和相似联系,创立了放射化学,据此,人们发现了钋ว、镭、镁、锕、氡等,在元素า王国里又拓出一片领地。作为物理学家的卢瑟福,在研究原子放射性时,却发现了原子的衰变,从而发现放射性是原子现象,又是生成新物质的化学变化的伴随物。他在这个十字路口上不自觉地走进化学领域。因此,当他获得1้928年的诺贝尔化学奖时,连他自己也大吃一惊。他说我一生经历许多变化,想不到这一次从物理学家变成了化学家。量子力学

人们在对相似规律的运用中又常表现为几种方式。一是,从横向看,通过相似形的扩大来加大研究的深度广度。比如我们常见的白光,在牛顿ู之前,认为是一色的。牛顿第一次用三棱镜分出从红到เ紫的七色,创น光谱学,光的范围由á一段到七段,以后的研究者又向两ä边做相似形的扩大,紫ใ外又有x光、射线、射线,红外又微波、电视波、无线电波,不断扩大战果,就出现一个大的相似系列ต。

现在孟德尔认为品种已经很纯,实验可以开始了。于是他就按照ั对应品种一一杂交,抛开其他特徵,先观察最主要的性状,若它们的杂交一代(f1)与父母到底有什么不同。谁知这新长出来的子一代,只清一色的继承父母之中一方แ的特性。比如高株和矮株杂交,所得全是高株;灰色和白色杂交,所得全是灰色。孟德尔把高、灰等这类保留下来的特徵叫做显性,矮、白等叫做隐性,这些性状被隐去了。但是他没有灰心,第二年又用上年得到的杂交子一代(เf1)进行自交(f1้f2),所得的种子再播种,生成子二代(f2)。这一下奇怪的现象又出现了,和子一代的清一色不同,子二代不但有显性性状,而且曾

他仔细分析了他的前๩辈们的工作,发现他们一是没有抽出生物的主要性状来研究,许多现象混杂在一起,很难分清遗传的脉络;二是大多局限于个体观察。这样偶然性很大,差ๆ异很大,难以概括出规律。于是,孟德尔就选了碗豆来做他的实验材料,因为这种植物是自花授粉,不怕外界的干扰。他在窗后园子里专辟了一块地,从种子商人那里收集了32个品系的碗豆,仔细种植、提纯,最后选出22种。各位读者,你道这2๐2种碗豆是什么เ样子,其他次要的特徵不说,你只要往地里一站就看出它们有七对正好对应又截然不同的性状,这就是种子有圆有皱;叶子有黄有绿;种皮有灰有白;豆莱有饱有瘪;荚皮有绿有黄;花位有腋生顶生;茎杆有高有低。虽说是碗豆长在地里,可是倒像摆在商店里的货色一样,这般齐全又这般巧ู合。说来容易,要知孟德尔为选出这些性状明显的品种已๐经整整费了七年心血,寒来暑往,其间辛苦自不必说了。但是,这才只是准备好了实验材料é。

19๗28年的一天早晨,弗莱明换上工ื作服,像往常一样推门走进实验室,第一件事就是检查一夜间细菌的生长情况。他将那些小碟子似的培养皿一个个ฐ取出来,仔细观察,看到有一只培养皿上的黄色葡萄球菌此昨天少了一半。这是实验室里常有的事,细菌被别的菌污染后,培养皿上又会长出别的菌种。这一碟污染过的菌是不能ม用了,应该倒掉,重新培养。弗莱明站起身来,左ุ手持碟,右手抓过一把镊子,当琅一声刮在皿边上,就要将这些可恶又可怜的葡萄球菌刮入垃圾筒里去。但是,就在这镜子碰着皿边当螂一响之际,弗莱明的手又缩了回来。他转念一想,我何不看看到底是什么เ讨厌的细菌总是污染我的培养皿,破坏我的实验?

1928๖年,他集中力量研究葡萄球菌。这种可恶的东西,在显微镜下是黄色的,像一堆鱼子,让人一看就想呕吐。它就是伤口溃烂、生脓长疮和血液中毒的祸根。研究的办法照例是把这种细菌接种在培养皿上,给它一点培养液,让它生长,观察它的形态和生长规律。这是一件很枯燥又要很细心的工作,从列文虎克、巴斯ั德开始,便只有极富耐心的人才干得了这种事。

近四个月来,由于法国的的约里奥及美国的费米和西拉德的工作,用大量的铀达到原子核链式反应似乎已成为可能。由此便可生成极其巨大的能量和大量新的类镭元素。看来,这项ำ成就的取得,已是指日຅可待了。

我读到了费米和西拉德近来的研究手稿。这使我预计到เ,元素铀在最近的将来,将成为一程新的、重要的能源。考虑到这一情势,人们应该提高警惕。必要时,遂要求政府方面迅速采取行动,因此,我的义务是请您注意下列事实和建议。

狭义相对论是从人们习以为常的同时,即绝对时间观上找见突破口的,广义แ相对论也在一个ฐ人们司空见惯的问题上找见了突破口。比如手里拿着一粒石子,一松手,石子直线下落。这可以有两个解释,一是地球的吸引,就是说石子有引力质量;二是石子自由落体,有惯性质量。这在牛顿定律里分成两条来表达,但是这两个质量怎么เ这样一致呢?看来它们的效果是一样的,这就是等效原理。

牛顿ู第一定律即惯性定律告诉我们,在作匀速直线运动的惯性系中,物体在不受外力的情况下或者静止或者作匀速直线运动,这早已是一条检验过无数次的真理。假如现在我们坐在一个匀速直线运动的火车上,拉紧ู窗帘,你感觉不出车在动,你自己坐得很稳,地板上放一个小球,也๣稳稳地停在那里,就是说都保持一个ฐ静止状态。这时突然来一个急刹้车,你向前๩跌了一下,球也向前滚去。你和球都没有受到เ什么外力呀,为什么会改变这种静止状态呢?难道牛顿的惯性定律不适用了吗?对,就是不适用了,牛顿这条定律只适用于匀速直线运动的惯性系,刚才火车一加速,参照ั系已经变成非惯性系了。这就像我们在前面讲过的黑体辐射问题๤一样,瑞利公式只适用于较长的波长、较高的温度,反之就立即失灵,现在惯性定律一到非惯性系也๣就立即失灵了。那ว么能不能像普朗克导出一个ฐ两全其美的公式那ว样,也有一个既适应惯性系又适应非惯性系的办法呢?爱因斯ั坦正是想到เ了这一点,于是他要把适用于匀速直线运动的相对论推广到在非惯性系也๣能适用,这就是广义相对原理。

那就说明以太在随着地球作百分之百的移动,我们应该尽量离开地面,到高空试一试是否有以太漂移。

不可能ม。这台仪器我已经把它调到连植物在一秒钟内的生长量都可以观察到เ。如果有以太存在,每秒30公里的光行差是一定能够反映出来的。

到了自己的实验室,而汤姆生现在已๐是63岁的老人,还身兼三一学院的院长,再领导卡文迪许这个处于物理世界最前沿的实验室已力不从心。他想起了自己的得意学生,便四次写信诚恳地请卢瑟福来接此重任。

再说1้919年第一次世界大战刚结东不久,英国教育界ศ正百废待兴。战争期间卢瑟福也被徵入海ร军,研究了几年怎样打潜艇。这时,科学家们又都渐渐回

事情并不这样简单,我刚开始实验时,曾在两ä块金属板之间加上一个电场,射线并不偏转。这是由á于有气体的存在压力太高。要解决这个问题就先要解决真空条件,而当时真空技术才刚刚使用,很不完善。可知一项研究总是和当时的技术发展水平相联系的。所以,电子的发现并不是我个人特别聪明,这是前人经过许多知识和技术方面的积累,到现在才水到渠成了。

却说汤姆生终于捕捉到เ电子后,他的学生们围着他七嘴八舌地问道:这个ฐ方法也๣不算太难,为甚么过去争吵了二十多年就没有人去做个实验呢?

贝克勒尔已๐证明铀有放射性,那么เ其他物质有没有放射性呢?它们的强弱又有甚么差别呢?实验一开始就遇到这个ฐ问题。玛丽ษ就自己้腹内的知识想各种办法来证明这个问题๤,比如可以把一种物质放到黑纸包的底片上,看它能不能使底片感光,对比感光的强弱来确定放射性的大小,但是这对差别很小的放射物是根本判断ษ不出来的,贝克勒尔的办法在深入研究中已不适用。玛丽ษ整日陷入沉思,坐卧不安,茶饭不香。比埃尔看到妻子难受的样子,一天,在实验室处理完手边的事后,便过来问她:

不过,这时玛丽已๐经有了一个靠山,他的亲爱的丈夫比埃尔·居里是一位很有经验、有成就的物理学家。她现在已不像过去在小阁楼里那样孤单,她凭着自己的聪明、顽ื强、靠着丈夫在学识上和精神上的支持,开始了这场科学史上有名的攻坚战。

在1895年的最后几天,伦琴将这项研究成果整理成一篇论文《一种新的射线,初ม步报告》,遂给了维尔茨堡物理学医学学会。同时又把报告的副本和几张x射线照片邮寄给他的几位物理学家朋友。可是他还没有想到เ,当他把信件投入校园里那ว个大邮筒后,等待他的是一场多大的麻烦。

伦琴现在却非常高兴,他像一个下围棋的胜者落下了最后一子,轻松、兴奋、自豪。他将房间里的灯打开,一边收拾着仪器,一边说道:亲爱的,不必伤心,你看眼前不是又大放光明了吗?你的手掌不是还这样红润柔软吗?我们还幸福地生活在世界ศ上,虽说我们已年近半百,可是死亡还很遥远。人能ม透过表面看到内在,立于现在预知将来,这正是科学追求的目标啊。科学就是要实在,就是要彻底。维萨留斯第一次画出人体解剖图,哈维第一次揭示出人体的血液循环路线,人,在科学面前,一点一点地露出了他的实实在在的血肉,现在这种新射线又要清清楚楚地显示人们一根根的骨头了。科学帮助我们认识世界,也认识自己้。亲爱的,我们应该高兴啊,这不是悲剧,这是人类的福音,可以预ไ料,医学将因此会有一场革命,会大大地前进一步。

能迎风搏浪ฐ,到大自然中去探索,又能ม潜心静性,埋头在书房里研究,这实在是大学问家的风度。但是这个环境的造成,首先得感谢爱玛。达尔文共有五个男孩,两个女儿,不用说家里就如同幼稚园一般。但是爱玛规定孩子们谁都不许进父亲的书๰房,而且经过书๰房门口要像猫走路那样不能发出一点声响。达尔文本是一个极爱孩子的人,他控制ๆ自己的感情,在一天的三段工作时间里一定闭门不出,只有在吃饭时或休息时才和孩子们游戏。他每天这样或埋在书籍笔记里查找资料,或伏案疾书,每当撕下一张稿纸,听见那嚓的一声,便感到极大的安慰。由于五年的海上生活或许还有遗传的原因,现在他的身体很不好,头晕,失眠,呕吐,有时一天也写不了几页。但精神๰一好就赶快工作。那潦草的初稿丛书房里一页ษ一页地递出来,爱玛就伏在会客室的那ว张大写字台上为他誊清。

现在一反过去那种不规律的生活,他为自己安排了一套极严格的时间表。上午八时到十一时半工作,下午一时到四时工作,然后又从五时半工作到เ七时半,中间是散步或听爱玛朗诵小说,晚饭后听爱玛弹琴或两ä人下棋,十时睡觉。他说:我的生活过得像钟表一样规律,当我生命告终的时候,我就会停在一个地方不动了。

这天下午,列文虎克正拄着拐杖在那一排显微镜架子间作着骄傲地巡视,忽然市长大人亲自推门进来。虽然市长每天从这个ฐ大门里要进出几次,可是多年来他们从没有说过一句话。今天什么大事让市๦长屈驾登门呢?列文虎克忙恭身让坐,又喊玛丽亚倒茶,可市长今天倒没有一点架子,只是急慌慌地说:列文虎克先生,快将房子收拾一下,英王陛下亲自来参观您的小镜库了。

再说列文虎克自从发现这个奇怪的小王国后,再按捺不住自己้的兴奋。他这个ฐ十六岁就当学徒,后来一生看门的勤杂工,决心用自己这双被油石磨出许多老茧和伤口的手写成一篇篇论文。当第一篇又像记录,又像论文,又像是一封信的文字寄到英国皇家学会时,学会主持人胡克大吃一惊。他连忙按照列文虎克的指点找来显微镜观察一滴水,天啊,这里面果然有一个小王国。这一发现由á于皇家学会的认可,立即震惊了全欧洲。列文虎克的小门房前人来事往比闹市还要热闹十倍。人们并不是来市政府办事的,他们只进这座门房,却一个也๣不到政府大楼里去,列文虎克这个看门人现在比市长大人还要神๰气了。

啊!你的质问,

我是否爱过?

只要张网细打捞,鱼虾蟹蚌都不丢。

种瓜不成反得豆,阴差阳错终能收。

再强的电波也会在空气中慢慢消失。

孩子,不是我拖你的后腿,电波能飞过四十五公里的英书利海峡,可是绝不会飞过大西洋的,

天猛然有悟再一起脱掉。所以人们常说戴维教授常常胖几天,瘦几天,叫人无法捉摸。他好冲动,少冷静,极聪明,缺耐心,怕寂寞,爱虚荣,最顽强,又自信。对他这种风风火火的任务作风,助手们早已熟ງ知,而且大家又极信任他的才气,所以总是每呼必应,实验室上下一致,倒也配合得得心应手。

1้80่7年11月1้9日຅,是皇家学会一年一度举行贝开尔报告会的日຅子,戴维满心希望这次能拿一样新า发明的元素า去轰动一番๘。但是时间还剩ທ六周,这苛性硷却软硬不吃,水火不入,他设计了几十种方案都不见效。这些日子戴维就像只拧着发条的钟,滴滴答答一刻๑不停地摆动,他一会儿冲到เ楼上摆弄一下电å池,一会儿冲到实验桌上,墨水飞溅在记录簿上随便涂几行字。他走路风风火火,说话高喊大叫,沈默起来眉头皱成一个麻团,高兴了又突然大声唱歌,一些珍贵的仪器稍不合用,他便高叫,重换一台,那些烧杯、试管等玻璃器皿他更是随手打破毫不心疼。他到เ底不是书๰香门弟之家熏๱陶出来的循规蹈矩的子弟,身上还有那ว海边小镇上的野风与儿时的顽ื皮习气,他实验紧张也๣忘不了享乐่,正像当年上学不误打鸟一样。他每晚只要有舞会宴席,场场必到,只是忙得顾ุ不上换衣服,从实验室里出来,在外面再套一件干净外衣就去赴宴,回来后也不脱衣歪头就睡,第二天赴会时再套上一件。这样越穿越厚,过几

不,用不的它的钱,我已借到一笔钱,以个ฐ人名义来出版这本书!

怎么,皇家学会又有钱了?

开普勒写完这段话,把笔一甩,拉着妻子,便推门向外跑去。阳光灿烂,清风徐徐,多瑙河波光粼粼。他惊讶地发现大自然这样美好。多少年来,他一直是在黑洞洞的宇宙里探索,今天才有空儿留แ心一下自己所生活的地球,所傍依多年的多瑙河。开普勒将他的第三定律等成果写成一本书《宇宙谐和论》于1้619年出版。开普勒发现的这三条定律可真是非同小可,它使那杂乱的宇宙星空顿然井井有序,开普勒自己也被后人誉为天空立法者。为了便于记亿这三条重要规律,单有一首打油诗唱道:

耗尽心血流尽汗,踏破铁鞋翻群山。十年求得一个数,浸卷稿纸喜若癫。

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