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《数理化通俗演义》作者:梁衡
上士 九級
31樓 發表于:2024-4-10 04:25
第二十九回
门缝里 牛顿玩弄三棱镜,小旅店 歌德细看少女郎
 
——颜色本质的第一次突破   上回说到牛顿发现万有引力定律,出版了《自然哲学的数学原理》一书,这实在是物理学上的一件大事。殊不知这牛顿浑身才华,犹如大坝水满,渠水四溢,这智慧之水又从光学处冲开一个决口,奔涌而出。
 
 
 
  原来,在颜色问题上,千百年来一直有一个难解的谜。那太阳光谁看也说是白的,可不知怎么雨后的天空会突然出现一条七色彩虹。于是众说纷纭,有说这是一条长龙弯身下海吸水;有言这是一座彩桥,仙人踏空而过;有那刚登王位的,就说这是吉兆,上天呈祥;有那宝座不稳的,就疑是江山气数已尽,终日惶惶。反正谁也说不清。中国古代已注意到虹是阳光与水珠的变幻。甲骨文里虹是“日”加“水”,唐代张志和的《玄员子》中记载:“昔日喷乎,水成虹霓之状。”端一碗水背向太阳一喷,眼前竟也能现出一条多彩小练。但这喷出的霓,伸手抓是一把湿气,想多看一会儿又瞬间即逝,既不能抓在手里玩,更不能用力将它剖开,终还是弄不清这颜色是怎么来的。至于平时红的花,绿的叶,五颜六色的杂物,人们更不知到底是怎么回事。前面提到的那个法国数学家笛卡儿说:颜色是许多小粒子在转,转速不同,颜色也就不同。化学家波义耳说:光是有许多极小粒子向我们的眼睛视网膜上撞,撞的速度不同,看到的颜色也就不同。反正,为解这个谜有不少人都想来试一试,而运气最好的,还是牛顿。
 
 
 
  1666年,牛顿还在剑桥大学当穷学生时,他脑海里就翻腾过这个颜色问题。说来真巧,他在乡下,因看到苹果落地发现万有引力,回到学校,却又因看到门缝里的光而解决了光学中的颜色问题。那是个假日,同学们都去郊游,刻苦的牛顿却将自己锁在房中,推演着那引力的公式。不觉日已当午,他饥肠辘辘,便推开稿纸,抬起头来伸个懒腰,这一抬头不要紧,只见紧闭的门缝里露进一缕细细的阳光,在幽暗的房间里显得格外明亮。他不由自语道:“从来没有见过这样细的光丝,不知可否将它再分成几缕?”这来想有,他便伸手从抽屉里摸出一块三棱镜,迎上去截住那丝细光,然后又回过头去看这光落在墙上的影子。这一看不要紧,那墙上竟出现一段红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的彩色光带。他将镜子转转,光带不变,再前后移动,终于选出一个最佳点,这一下天上的彩虹便清楚地出现在他的肩里。他捏,三棱镜就像抓住了那条巨龙的尾巴,任他细看细想。从这天起,牛顿一有空,就把自己关在房子里,还把门窗都用床单遮严,放一道光进来,做着这种玩三棱镜的游戏。他已经悄悄地领悟到一个秘密:我们平时看到的白光,其实不是一色白,它是由许多光混合成的。但是那各个单色又是甚么呢?它们之间靠甚么区别成不同颜色呢?按道理应将那单色光再分一次,但这还得要一块三棱镜,还得有暗室设备,他这个穷学生是办不到的。
 
 
 
  前面说过,牛顿在剑桥大学有一位恩师叫巴罗,他们生尊师爱,情同鱼水,结下了忘年之交。这巴罗几日不见牛顿出来走动,一天使到房里来找牛顿。他见门虚掩湝,屋里静悄悄的不像有人,便推门而进。不想一头正撞在一个人身上。巴罗刚从阳光下走进这间暗屋里,他一时看不清是谁,只听有人喊了他一声“老师”,将他扶住,又一把扯下窗户上的床单-原来是牛顿。巴罗说:“你又在搞甚么名堂,几天不露面,我还以为你病了呢。”牛顿却笑嘻嘻地如此这般说了一遍。巴罗也大为惊喜,连声埋怨他何不早说。第二天,他就给牛顿又弄来一块三棱镜,布置起一个真正的暗室。他们先让一束光穿过一个黑色木板上的小孔,用三棱镜将它分成七条不同的彩色光,再用一个有孔的木板挡住分解后的光,让每条单色光逐一从孔里通过,木板后再放一个三棱镜。这时新的发现出现在粉墙上:一是这单色光通过三棱镜时不会再分解,二是各色光束经过三棱镜时折射的角度不同。凭着数学天才和实践才能,牛顿很快就计算出红、绿、蓝三色光的折射指数。这一实验不久,1669年底牛顿便接替巴罗老师,开始在剑桥大学向学生们开设光学课了。可惜学生们听不大懂他在讲些甚么。
 
 
 
  1672年2月6日,牛顿向皇家学会写了一封详细的信《光和颜色的新理论》,归纳了十三个命题。他指出:我们平常看见的白光不过是发光体发出的各种颜色光的混合。白光可以分解成从红到紫的七色光谱。一切自然物体的颜色是因为它们对光的反射性能不同。对哪一种光反射的更多些,就是那种颜色。按这个理论,虹的问题解决了,它不过是白光让空中的水滴(相当于三棱镜)分成七色而已。物体的颜色不同不过是因为各自的反射性能不同。这又是一大发现。牛顿并因此而创立了光谱理论。后来恩格斯说:“牛顿由于进行光的分解,而创立了科学的光学。”
 
 
 
  说到颜色,各位读者,容我这里插上一笔。这个问题在当时,从十七至十九世纪的一、二百年间实在是一个难题,也是一个热门题。比牛顿晚一些的还有一位大名鼎鼎的人物-德国诗人歌德,他以诗人的气质,到处靠眼睛去观察各种颜色。冬季爬上阴森寒冷的山顶,看落日熔金,积雪变红;黄昏走进小铁铺,看铁匠的大锤下金黄的火星炸开和渐渐里拢来的夜幕。他像一个猎人到处猎取各种颜色奇观,分析各种颜色现象。甚至见了脸白唇红的少女也要盯住研究一番,使人奇怪这个快60岁的老头儿是否正常。在他的《色彩学》里就有这样一节记载:
 
 
 
  有一天,我走进一个小旅馆的房间里,一个美艳的少女向我走来。她的脸色洁白而有光泽,头发乌黑,身上穿一件绯红色的紧身衣裙。当她在距我稍远的地段站定时,我在微暗的黄昏光线下对她注视了一会。她离开时,我在对面的白色墙上,看到一个被发亮的光晕包围着的黑色脸庞。那件裹着极其苗条体型的衣裙,竟是美丽的海水绿色。
 
 
 
  歌德的研究进入另一个领域,他已经提出了视觉生理上的补色问题。我们看的实物突然从红的波段过渡到白的混合波段时,视神经系统不能一下适应,曾在中间绿波段上停一会儿。这正符合牛顿的光谱学说。但可惜牛顿的弟子们极力嘲笑歌德老头儿的非实验室研究。所以后人都同情这位诗人在科学上费力不讨好的遭遇。
 
 
 
  这段插曲说过,还说牛顿向皇家学会送上的那封信后。皇家学会立即成立了一个专门评议委员会来评议这个新理论的价值。真是冤家路窄;这个委员会主席,又是在学术上与牛顿不和的胡克。虹的现象,颜色现象,就算牛顿说清楚了,但光本身,不管红光还是绿光,本质又是甚么?牛顿也有他的看法,说光就是一些高速运动的粒子,它能按直线前进,碰到物体过不去,就投下了影子;镜子能反射光,是因为那些小粒子碰到镜面就弹了回来。但是胡克却很干脆地否定了牛顿的微粒说,而提出振动说,就是连白光中包括了其它颜色这一点胡克也不承认。他们两人的怨恨越结越大。牛顿想:你不承认我的微粒说,由你去吧,反正我是对的。他这样安慰着自己,也就不再去生这份闲气。但没过多久,一条爆炸性消息又使他大为吃惊。1678年荷兰人惠更斯又提出一个“波动说”。这个惠更斯斯实厉害,但他不像胡克那样蛮横,却以冷静的分析卡住了牛顿微粒说的咽喉:你不是说光是小粒子吗?那么两束光交叉时,那些小粒子为甚么互不干扰?而波动说却能解释:因为波是不会相互干扰的,我们常见的水面上两个波就可以交叉通过。胡克等人也觉得这下子可惜来了生力军,高兴得忘乎所以。牛顿急忙起而申辩:你们说光是波,那为甚么它不能像水波那样绕开障碍物前进呢?胡克又来驳难:你说光都是一样的粒子,为甚么不同颜色的光在同一物体中却有不同的折射角度呢?
 
 
 
  正是:
 
 
 
  公说公有理,婆说婆有理。 是波是粒子,难分高和低。
 
 
 
  牛顿这人在科学发现上算是运气不错,一个接一个,个个顺利。但好事多磨,他与别人的争论也一个接一个,个个难缠。从此,物理学上便开始了一场粒子说和波动说的大争论,一争就是一个世纪。
 
 
 
  到底结果如何,且听下面慢慢分解。 
 
上士 九級
32樓 發表于:2024-4-10 04:25
第三十回
崇上帝 巨人甘心当仆人,入歧途 半生聪明半生愚
 
——神是第一推动的妄说  话说牛顿由于在光学和引力方面的成就,立即使他名噪欧洲,成了科学界的一颗新星。他本想一鼓作气再完成一系列的课题,但九十年代初却出现了使他最难过的岁月。由于为《自然哲学的数学原理》的写作付出了巨大的劳动,他的身体渐渐不支,患了严重的忧郁症。他又不断因科学发明权而与人打官司;在光学问题上与胡克争吵,在天文方面与格林威治天文台长弗拉姆斯蒂德闹翻了,在微积分的发明权上更是与莱布尼茨闹得全欧洲都议论纷纷。不久他的母亲去世,更使他心痛欲绝。他长期在学校教书,工资不高,又不会管理生活。工作、学术、生活绞成一团乱麻,真使他伤透了脑筋。他早没有心思再看一页书,整天在那间杂乱的工作室里坐立不安,若有所失。这天,正当他又心神不宁时,仆人送进一封信来。他忙拆开,先看信后的落款,是财政部长查尔斯•蒙塔吉。这人比牛顿小十九岁,也是三一学院的学生,但早就混入了官场,今天突然来信有甚么大事?只见信是这样写的:
 
 
 
  “先生:我非常高兴,因为我终于能对我们的友谊以及国王的赏识,给你一个良好的证明。造币厂督办欧佛顿被任命为海关督办,国王已应允我任命牛顿先生为造币厂督办。这个职位对你最合适,是造币厂的主管,年俸约有五、六百英镑,而且事情不太多,不必费心照料…”
 
 
 
  这真是瞌睡给了个枕头,牛顿立即走马上任。 1696年3月29日,他连家也搬到了伦敦。三年后他又正式升任为造币厂厂长。
 
 
 
  伦敦这个地方是欧洲最大的都会,当然与那安静的剑桥学府又自不同。牛顿在这里整天交结宫廷权贵,参与政界、财界大事,忙忙碌碌,好不热闹。而且自从升任厂长后,他的年薪又长高到二千英磅,他现在已经一跃而为大富翁了。他住的房子富丽堂皇,而且常有贵人登门,他也再不好那样邋遢,于是便把他的侄女凯瑟琳.巴顿接来,专门给他料理家务。由于《原理》一出版即已脱销,牛顿又请了一位年轻的数学家罗杰•科茨来做他的助手,准备二版书的出版。他在这个新地方又开始了新的工作秩序。
 
 
 
  这天哈雷来看望牛顿。自从牛顿来到伦敦后,他们的来往就更密切了。他进门时看见牛顿斜靠在那张大圈椅里,正在向对面的科茨口授《原理》二版的序言。他见哈雷进来,欠起身子,示意请坐,又喊凯瑟琳倒茶,然后继绞说下去:
 
 
 
  “我只是通过上帝对万物的最聪明和最巧妙的安排以及最终的原因,才对上帝有所认识。我因为他至善至美而钦佩他,因为他统治万物,我们是他的仆人而敬畏他,崇拜他……”
 
 
 
  哈雷不愿打断他们的工作,悄悄坐到桌旁,翻看一些文稿,拿起牛顿刚起草好的一篇关于过去的科学发现备忘录:
 
 
 
  “在1665年开始,我发现计算逼近级数的方法……,同年5月间我发现了计算切线的方法……,11月间发现了微分计算法。这一年里我还开始想到重力是件向月球的轨道的,于是我把月球保持在它轨道上的力和地球表面上的重力作了比较,发现它们近似相等。所有这些发现都是在1665-1666年的鼠疫年代里作出的,因为在那些年代里我最年轻力壮,对发明的兴趣也很浓厚。在此以后,任何时期我都更致力于数学和哲学的研究。”
 
 
 
  哈雷看看这个备忘录,听着牛顿口授的序文,两两相比很觉得不是滋味。二十三岁时的牛顿是初生牛犊,月亮,太阳,整个宇宙都敢去探索,而现在这个七十三岁的牛顿,却将自己一生的发现又都还给了上帝,而且连他自己也已匍匐在上帝的脚下,做了一名最顺从的仆人。他又顺手翻翻桌子上的文稿都是:“关于上帝在七天中创造世界的考证”,“关于圣父、圣子、圣灵三位一体的研究”,“关于圣经史和自然史年表的一致性”……。他突然觉得自己现在像是坐在一座神学院里或是一座教堂里,牛顿口授文章的喃喃声,像一个主教在诵读圣经,又像一个教徒在祈祷,不觉打了一个寒襟。可是眼前分明是他尊敬的牛顿教授,他们一同研究彗星、出版《原理》的朋友啊。哈雷的心里不由升起一种惆怅之情。
 
 
 
  一会儿牛顿口授完了序文便热情地招呼哈雷坐近一点,他永远不能忘记哈雷对他的帮助。哈雷犹豫了一会儿,终于怯生生地提出他刚才思考的问题:“先生,你近来主要研究些甚么?”
 
 
 
  “研究神学。你知道,我们这个世界的完美,全靠神的摆布。我研究自然规律,越到后来,越发现一切都可以在上帝那里找到答案。他早就为我们安排好了,我的一切工作都不过是圣经里的一个小小的注解。”
 
 
 
  “先生,你的万有引力不是把世界已经解释得很清楚了吗?众星,还有世间的物体不是都按着这些规律和谐相处吗?”
 
 
 
  “这引力是它们维持现在的运动轨道的力,但它们一开始怎么转起来的呢?我想这第一推动力就是上帝,是上帝推了一下,这个世界才动起来。所以找现在正集中精力考证圣经上说的年代,考证上帝创造世界的时间。”
 
 
 
  “先生,你知道,你的《原理》揭示了宇宙的奥秘,将哥白尼、伽利略、开普勒都包容了进去。现在大家都在拚命地研究这本书,可以说,你给人们打开了一个新的世界,全欧洲都在崇拜你,尊敬你,你应该再给大家多指出一些规律……”
 
 
 
  牛顿还不等他说完,突然从圈椅上直起身子,正襟危坐,以责备的目光看着这个晚辈:“哈雷先生,怎么能这样说呢?我们的一切工作只能是更好地证明上帝创造的世界。我是上帝的仆人,我们大家都应该崇拜和尊敬上帝。”说完,用手在胸前划了个十字。哈雷赶忙下意识地正了正身子,好像牛顿对神的崇拜对比出他对神的亵渎。他感到一种无形的威严向他压来,不觉垂下眼睑,看看自己的双手。一会儿他又小心地问道:“先生这样虔诚,为甚么当初在三一学院毕业时不接受神职呢?”
 
 
 
  “这正是出于对上帝的崇拜与敬仰。我选择自然哲学,就是要用自然哲学的思维去证明神均存在。你知道,他们那些神职人员是不能完成这个任务的。”
 
 
 
  哈雷无话可说了。喝了一会儿茶,他知趣地起身告辞。在走廊上他叫住凯瑟琳问道:“你舅舅近来脾气怎样?”凯瑟琳手里端着盘子,将嘴凑到哈雷耳边说:“越来越固执了,谁的话也听不进去。每天来访的都是些神父、主教。”说完匆匆走了。刚才牛顿的那些话使哈雷心里沉甸甸的。他百思不得其解,这个科学巨人,他的朋友,他的师长,正当他在对自然的宣战中取得如此显赫的成果,全欧洲都在羡慕他,以他为旗手、为偶像时,而他自己怎么一下子又带着这全部的战利品,全部的荣誉去甘心投靠上帝,去作一名仆人,作一名小卒呢?这确是一场悲剧。后来恩格斯有一句名言替哈雷回答了这个问题:“哥白尼在这一时期的开始给神学写了挑战书,牛顿却以关于神的第一推动的假设,结束了这个时期。”
 
 
 
  牛顿的晚年除了写他那有150万字的神学巨着外.就是享受非凡的荣誉。1703年11月30日,他被选为皇家学会会长,连续担任这个职务近四分之一个世纪。1705年,他被封为贵族。
 
 
 
  1727年2月28日,牛顿以85岁高龄在伦敦刚刚主持了皇家学会的一次会议,突然胆结石症发作,一阵酸痛昏迷过去。整整一天一夜,他才睁开那双疲倦的眼睛,汗水将他两`鬓的白发湿成一团。他看看周围,守在床边的有他的侄女凯瑟琳;有他忠实的朋友,《原理》第一版的出版助手哈雷;有《原理》第二版出版的助手,一位年轻的医生亨利.彭伯顿。他突然喊道:“科茨呢?他为甚么不在?”哈雷见他被疼痛折磨成这个样子,眼眶里早已噙着两汪泪水,又见他问起科茨,便知他的神态已不太清楚了。可怜的科茨,在1716年就以轻轻年纪不幸离开了人世,所以才调彭伯顿来继任出版助手的。这时牛顿也已清醒过来,便不再问甚么,只是紧紧地闭上眼睛,眼缝里渗出两行浑浊的泪水。凯瑟琳一下扑在舅舅的身上,不停地呜咽着。牛顿伸出他那双青筋突起,上面布满由于化学实验造成伤痕的手,抚着凯瑟琳的肩,睁开眼。他看看哈雷和彭伯顿,声音不大但很清晰地说:“是的,我该走了,连科茨他都先走了,我还留在这里干甚么?我本来就是上帝的仆人,早该回到他的身边。这一生,我为自然哲学,为我们至高无上的上帝尽了一点义务。我不知道世人将对我如何评价,不过我自己觉得我只不过像一个孩子,在海滨嬉戏,不时拾起一块较光滑些的石子,一个较美丽的贝壳,高兴地赏玩,至于真理的大海,则在我的面前远远未被发现呢。”
 
 
 
  1727年3月20日,牛顿病逝,享年85岁。英国政府为他进行了国葬。他睡进了只有英国历史上最着名的艺术家、学者、政冶家、元帅才配安息的地方。他死后四年,人们为他立了雄伟的墓碑,并列了这样一段铭文:
 
 
 
  伊萨克•牛顿爵士安葬在这里。他以近于超人的智力第一个证明了行星的运动与形状,彗星的轨道,海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光线的各种不同的屈折角,颜色所生成的种种性质。对于自然、考古和圣经,他是一个勤勉、敏锐和忠实的诠释者。在他的哲学中确认上帝的尊严,并在他的举止中表现了福音的纯朴。让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。
 
 
 
  牛顿便这样在科学与神学的混合中结束了自己的一生。这颗巨星殒落之后,近代科学的舞台上又有哪些人物登场,且听以后慢慢分解。 
 
上士 九級
33樓 發表于:2024-4-10 04:42
第三十一回
濡沫相依兄妹深情凝遥夜,度曲为业歌舞妙手撷新星
 
——天王星的发现   上回说到在天文学领域作出重大贡献的牛顿不幸去世,一颗巨星殒落。但是后继有人,一个叫赫歇尔(1738-1822)的法国人紧步他的足迹,又不断开辟出天文学的新领域。
 
 
 
  这赫歇尔从小极赋有音乐天才,他家境贫困,十五岁便在军乐队供职,吹拉弹唱无一不会,尤其是吹得一手好双簧管,其声昂扬时响遏行云,婉转时如泣如诉。许多乐团都抢着要这个少年演奏家,求之不得。但是由于法国战乱,到十八岁那年赫歇尔便又只身流亡英国,在一个乐团里以演奏风琴为业,很快他就誉满伦敦。只要他在台上左手拉动风箱,右手打起琴键时,全场听众就感到那风箱里挤出的音符像都钻到了自己的血管里,全身让这风琴煽得激动不已,脚尖不由地打着拍节。到高潮时,狂热的观众就一起击掌伴奏或干脆引吭高歌。读者或许要问这赫歇尔哪来这手好功夫,能使他的观众神魂颠倒到这般田地。你或许有所不知,大凡从事某种技艺都有两个阶段,一曰模仿,二曰创造。有的人只能停在第一阶段,将别人教给的技艺练得纯熟,就像学着画圆圈,再好也是个圆而已。但有的人很快就不能满足于此,必得精通其中规律,再探新路,他熟中有巧,巧中有变,变而后新,新而后创,就独辟蹊径与众不同了。这赫歇尔虽是爱好乐器,但他不止于会吹会拉,他还要钻研乐器的结构:弦的长短之比,管的粗细之别,孔的大小之分:他还要研究乐理:声音的高低,音域的宽窄,和声的共鸣与和谐。这便要用到数学知识,于是赫歇尔便又由此闯入了数学领域,他得了数学这个武器再去指导演奏,音色、音高便精确得不差分厘,那美妙的乐声按摩着听众的耳鼓,梳理着他们的神经,鼓荡着他们的感情,自然使人如坐春风了。
 
 
 
  但是数学这东西却不是只管音乐的,它是一门与其他一切学科都密切有关的学问,就如一个许多条路辐辏交叉的中心点,只要往这里一站,条条大道都在眼前。像牛顿当年得了数学之精妙便立即在力学、光学、天文等方面打开局面一样,赫歇尔今天得了数学方法,哪肯再偏安于音乐一隅?他立即将视线转向浩渺的天空,决心要计算出天上到底有多少个星星。但是谈何容易!观察需要望远镜,需要仪器,还需要时间,谁来白白养活他这个业余天文爱好者?于是赫歇尔就只好继续去演出,但这已不是他所愿意的职业了,只是为了赚取一点微薄的收入以便进行自己的天文研究。他就这样节衣缩食开始了自己艰苦的科学征程。
 
 
 
  却说一天下午赫歇尔坐在自己的房间里背门迎窗,正整理着这几天的观察数据。晚上是演出,后半夜观星,上午是排练,一天之中就这一会儿时间还可坐下来专心思考一点问题。这时门吱扭一声走进一个人来。赫歇尔有个习惯,只要一工作起来就伏案不起,他是故意将桌子背门面窗而摆的,一般人推门进来,若他这般专心,也就自觉掩门而去:要是熟人进来取什么乐器也听自便,他不用分心抬头答话。今天的来人推开门后好像并不急着进来,先在门口小停片刻,然后轻手轻脚地迈向桌子,赫歇尔觉得有点异常,但也没回头,只问了一声:“谁?”话音未落,只觉得一双手突然从后面搂过他的肩膀,他正要起立,那双手将他的肩膀按了一下,又很快蒙上了他的眼睛。是谁开这个玩笑呢?他用手一摸是一双柔嫩纤细的女性的手,不觉大吃一惊。赫歇尔一人漂泊在国外,潜心治学,既无妻室家小,也无女友,他正诧异间,只听一串银铃似的笑声,眼上的双手也随即移开。他一回头,一位漂亮的姑娘出现在眼前。姑娘兴奋地高喊一声:“哥哥!”便一头扑在他的怀里。
 
 
 
  “卡罗琳,原来是你。来,让哥哥好好看看你。”
 
 
 
  他双手扶着卡罗琳的肩,把她推远一点。只见卡罗琳着一件修长洒脱的滚边连衣裙,腰间一根丝带轻轻一束又飘飘垂下。那宽宽的衣领翻在胸前,露出紧身的胸衣和一条金色的项链。大约是行了远路的缘故,她腮边的红云还末退尽,深蓝的眼睛里又放出新奇的光芒,一双酒窝里盈盈地贮满一汪笑意。她向后退了两步,身姿婀娜,体态轻盈,转身时那宽宽的长袖一扫,这间破败的陋室里霎时卷起一阵春风。赫歇尔想不到离家五、六年妹妹已经出落成这般模样,他高兴地喊道:“卡罗琳,你真像一位女神!”可是他突然像想起什么,正色问道:“卡罗琳,你这样跋山涉水地远道而来,一定有什么大事吧?”
 
 
 
  “是,有一件大事,一件我思考已久,最后才决定的大事。”卡罗琳认真地说着,但说完又调皮地眨了眨眼睛。
 
 
 
  “到底什么事?”
 
 
 
  “来追随哥哥,研究天文,实现理想。”
 
 
 
  本来已经坐下的赫歇尔呼地一下站了起来:“这么大的事,爸爸妈妈会同意吗?”
 
 
 
  “他们本来不同意,但我就每天在他们的耳边念叨,后来我又加倍干活,我一口气织了一筐袜子,全家人十年也穿不完的,他们的心软了,就放我出来了。”
 
 
 
  “不行!你还要回去。你根本不知道,天文学是一个最吃苦,最吃人的学科。茫茫的宇宙以光年来计距离,可我们现在连离开地球一步都不可能,土星绕太阳一周就要29年,可我们的全部生命也只不过七、八十年。人生之于天体是多么渺小,多么短暂。以第谷那样优秀的天文学家直到死也未能如愿观察够一千个星而抱恨辞世,以哈雷那样幸运的人,虽发现了哈雷慧星,但也未能再见它一面。这还是些冶学有方,已功彪于世的伟人。这其间更不知又有多少默默无闻的天文工作者,一生一世受着寒夜的折磨,在迷乱的星阵里摸索,到了一事无成。所以我说天文是一门吃人的科学,谁要沾上它的边便要准备牺牲。成功的希望实在太渺茫了。大概也正因如此吧,这个领域从来是女子不敢涉足的地方。卡罗琳,你听说过从前有哪一位女天文学家呢?所以找劝你还是不要来跟我吃苦冒险。”
 
 
 
  “哥哥,这些我都知道。但是你让明白,我一个女孩子,要么就每天在家里织袜子,等着出嫁;要么自己去闯一条求学的路,但是学校里又不收女子。而且我仔细想过,到哪里去找您这样的老师呢?我最佩服您的聪明、博学和勤奋刻苦。我也衡量过自己,还不是那种不可造就之才,我自信自己的聪明和毅力,但是现在缺乏导师,缺乏督促,缺乏研究的阵地。我怕自己再过几年还不走上一条轨道,就连这点才气和决心也要萎缩,也要消耗光了。今天我来跟您吃苦正是为了找更好地成长,而且您一个人这样苦干也需要一个助手啊。”
 
 
 
  “卡罗琳,我了解自己的妹妹,也相信你的才气,可是眼下我穷得只有一架手风琴,这里既不是大学也不是天文台,你不用说研究,怕连生活也难以维持啊。”
 
 
 
  卡罗琳看哥哥的态度有一点转机立即兴奋地上去摇着他的手说:“您忘了我的金嗓子吗?我到你们乐团里当一名歌手,至少可以养活自己。您从小就训练我唱歌,现在不正好是用武之时吗?”
 
 
 
  “好吧,先试一段再说,不行你就赶快回到父母身边去。”
 
 
 
  “您放心,您的妹妹从来还没有走过回头路呢。”
 
 
 
  卡罗琳从此就留在哥哥身边。她比赫歇尔小十二岁,怀着十分崇敬的心情向哥哥求教天文、数学知识,又仔细地照顾他的生活。
 
 
 
  闲话少叙,话说卡罗琳一来伦敦就是几年,整日台上唱歌糊口,回家操持家务,晚上还要观察记录。由于生活过得充实,虽苦一些倒也乐在其中。但是有一件事在卡罗琳心里存了很久,就是哥哥已经三十五岁,却还不娶亲,而且身体也越来越不好,她想问个究竟,但当妹妹的不该管这种事,所以几次话到嘴边终未出口。这天晚饭后,兄妹桌边闲坐。她看看哥哥疲惫的面容和满脸的胡须终于鼓足勇气说道:“哥哥,有一件事作妹妹的不知该不该问。您今年已经三十五岁,也该有个嫂子来照顾您的生活了。我在剧场里留心到,您那架里面藏着一个妖魔的风琴不知把多少漂亮姑娘煽得心慌脸热,坐立不稳,她们向您狂呼,向您频频投送秋波,但是您都无动于衷。哥哥,您成一个家吧,您需要家庭的温暖,您需要有一个贤慧的女子来做您的好内助。”
 
 
 
  赫歇尔好像早就料到妹妹会提这个问题,他淡淡一笑说:“家庭幸福:谁不向往?但是出类拔萃的人是得不到这种幸福的。我们既自信可以去干常人不敢干的事,也就不再希冀得到这种常人的幸福。因为他是以时间和精力为代价的。卡罗琳,你不记得开普勒吗?他为了妻儿付出了多少时间与精力,最后是为给家人讨一点钱,而饿病交加死在外乡的路上。我没有开普勒的才智,更不敢再去背这个家庭的包袱。我现在最缺的是时间,但这种东西是无法向别人借的,只有两个办法,一是砍掉与研究工作无关的事,这当然也包括组织家庭,把分散的时间摆回来;二是,抓紧工作,尽量往前赶,把前面的时间抓过来,因为过去的时间是无法再利用了。当然这样赶身体是要苦一些,也许这是生命的提前支出,但是对于万有吸引力的发现来说,23岁的牛顿和85岁的牛顿又有什么区别呢?人,不过是一团血肉的躯体,只有当他作出创造时,他才会区别于只知吃喝消耗的动物,才有了灵魂,才有了价值,而不必管他是男是女,是老是小,我们现在不顾一切地追求着的,正是这种创造啊。”
 
 
 
  卡罗琳听着哥哥这番激动的演说,好像又回到那天初次来伦敦,兄妹见面的日子。她觉得自己并没有完全理解了哥哥的胸怀。她也被这种理想主义和牺牲精神深深打动了。便激动地站起来握着哥哥的手说:
 
 
 
  “哥哥,我的才能不及你的十分之一,但上帝给予我的时间也许比您的还多,这真不公平。假如生命真能通过转让和馈赠而延续的话,我宁愿现在我死去。但是还有一个办法,亲爱的哥哥,我发誓将永不结婚,一直陪伴着你。我也要省下那些因家庭而耗费掉的时间并送给你。让我们共同去追求那个伟大的目标。”
 
 
 
  赫歇尔一向知道卡罗琳的顽强,忙激动地说:“不,妹妹,你正是一朵含苞的花,怎么能有这个想法呢? ”
 
 
 
  “你不要说了,我主意已定。今天晚上没有演出,我们赶快去观察记录吧。”
 
 
 
  说罢,他们兄妹俩人爬上房顶的小平台。这里摆着一些简单的天文仪器。原来当时人们只看见夜空中一条银河,但是并不能解释这种现象。赫歇尔决心弄清这条大河里所有的星星。他先买来了望远镜,但根本不能发现什么,他就自己磨镜片,制大型望远镜。他一辈子亲自磨出四百多块镜片,最大的直径竟达1.22米,小演奏员成了一代制镜宗师。 为了弄清天上到底有多少颗星星,他把天空分成638个天区,一个区一个区地数,记录下来,标在图上,共数了117,600颗。可以想见这是一项多么艰巨的工作。兄妹俩人这时上得房来又开始仰天数星。河汉茫茫,遥夜沉沉,城里人家的灯火也都渐渐熄去,微弱的星光之下唯有这一对顽强的兄妹在苍茫的星海里仔细地捕捞着什么。这时已交初冬,又是半夜,寒风吹过,钻领入袖,不要说手把着冰冷的仪器,就是袖手缩颈在屋顶上站一会儿也手僵足麻寒冷难忍。赫歇尔举镜观察片刻便随手拿起笔到小桌上的瓶子去蘸墨水,不想硬梆梆地蘸不上一点水来。他喊道:“卡罗琳,瓶里没有墨水。”卡罗琳拿起瓶子一看,墨水已经冻成冰块。她将瓶子一把抓过掖在怀里说:“你先观察,它一会儿就会还原成水的。”赫歇尔握着妹妹的手感到就像一块冰,而且上面还有一些横七竖八的裂口,他突然感到一阵心酸内疚,猛地把这双小手搂向自己怀里,一边说:“实在叫你吃苦了,妈妈在家里要知道这种情况还不知道该怎么责备我呢。”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  友爱支持与谅解,苦斗更需有温情。 莫道遥夜凉如水,兄妹情热可化冰。
 
 
 
  却说赫歇尔兄妹无论怎样挤时间研究天文,但演出还是必须参加的。因为这是他们生活和研究费用的唯一来源。而且他们兄妹的演技早已闻名全城,一次不出场那些狂热的歌迷便感十分扫兴,必得向乐团老板问个究竟。全城人只知有一对能拉能唱能舞的兄妹,却还不知他们在下台卸装之后的艰辛。岁月流逝,赫歇尔已是四十出头的人,冬去春来,大地又回复了他的温馨。这天晚上乐团在露天举办了一次音乐会。四周绿树如屏,层楼栉比,仰望蓝天如镜,星似明眸,正是一天工余人们消遣的好时光。这天卡罗琳一连唱了三首歌,台下掌声不绝,哪肯放她回去。她只好喘息片刻,喝口水润润嗓子,然后换了一条纯黑拖地长裙,轻移莲步跺到台前,下面早起了一阵掌声。她颔首一笑算是答谢,然后凝神屏气,随着乐声轻起,将目光射向深辽的夜空。这时观众才注意到卡罗琳的这身装束,裙衣左上方别一枚星状胸饰,闪闪发光,此外便再无什么佩戴。只是那裙子格外合身,倒显示出她本来的神韵。这时灯光一照,卡罗琳更显得粉面桃腮,灿若春花。她伫立台前任乐声在身前身后徐徐飘荡,酝酿情感,静如芙蓉独立秋水。而作为伴奏的赫歇尔今天也特殊,换了一身黑色礼服,雪白的手套,紫色的领结,胸前手风琴也早换成肩上的小提琴。卡罗琳还未启齿,他的琴声早已绕树三匝,飘落座席,令听者回肠荡气了。这时卡罗琳也轻举双臂,漫舒宽袖,且舞且歌道:
 
 
 
  天上的群星啊,请听我唱一支歌。你可知道,我每天都在把你眺望,对你诉说。
 
 
 
  夏夜的微风啊,吹动我的衣裙。我遥望天河,河漠淡淡,从我心里流过。 秋夜的薄露啊,从我的脚下飘过。我登高仰望,看星光闪烁,心灵深处亮起了一盏盏灯火。
 
 
 
  对着夜空啊,通过暮色,我暗暗思量:我是否也该发一点光,点发一点热,献给养育我的祖国。
 
 
 
  对着群星啊,对着银河,我们心自问:人生是否也该激起一点浪,溅起一点波,留给那滚滚不息的历史长河。
 
 
 
  卡罗琳的歌声委婉动情,飘天入地,与这清风明月夜浑然一体。歌声飘荡,满座悄然无声,人们都沉浸在歌声的意境之中。片刻,掌声突起,观众将鲜花、手绢、帽子一起抛向台上,内中有知道这对兄妹生活拮据还献身天文事业的就互相传告,于是也有人把大把的钱抛向台上。卡罗琳两眼含着热泪向大家再三致谢,然后拾起一束鲜花返身一头扑在哥哥怀里。
 
 
 
  这天晚上演出结束后兄妹俩人照例稍事休息又上房观星。他们还沉浸在今天演出成功的幸福中,一边摆弄着望远镜,一边议论着。赫歇尔说:“卡罗琳,我真不知道,你什么时候写这的这首歌词?”
 
 
 
  “晚上一边看星星,一边就这么想,早就藏在心里了。”
 
 
 
  “看来我们的卡罗琳不但是天文学家还是文学家呢。”
 
 
 
  “我不要那么多家,我只要我的星星。”
 
 
 
  他们正这样你一言我一语地说着。突然赫歇尔大声喊道:
 
 
 
  “来了。一个陌生客闯进了我的望远镜,卡罗琳,你快来看。”
 
 
 
  卡罗琳将眼睛贴在镜筒上真的看到一颗过去从来没有见过的星,它行动迟缓,发光微弱,如果不细心是很容易忽略过的。卡罗琳说:
 
 
 
  “哥哥,也许这是一个很远很远处的桓星吧?”
 
 
 
  “这好办,如果是恒星,距离遥远,无论用多大的望远镜看,它的体积也应该是一样大才对。”
 
 
 
  赫歇尔说着立即把他的十八般兵器都搬了出来。他先用能放大270倍的望远镜,再换上放大460倍的望远镜,这星体积有所增大,他又换上能放大930倍的望远镜,这星体积又更大了。看来不是恒星,但会不会是彗星呢?不会,因为连续观察并没有发现它的长尾巴。赫歇尔禁不住心里突突直跳,难道这会是太阳系里除金、木、水、火、土、地球以外的又一颗新星吗?难道像开普勒,像哈雷,像牛顿,这发现的机遇今天也轮到我的头上了吗?赫歇尔一把拉过妹妹的手说:“是美妙的歌声感动了天神。我们成功了,就在今天晚上!”卡罗琳觉得哥哥的手滚烫,在剧烈地颤抖。她也十分激动,忙记下这个不速之客。这一天是1781年3月13日。他们根据国王乔治三世的名字将它命名为乔治星。后来德国柏林天文台长为了表示对他们兄妹的敬意又重将此星命名为天神乌拉纳斯(天王星)。
 
 
 
  天王星发现了!它距太阳约28亿公里,绕太阳公转一周要84年,这样太阳系的范围一下就扩大了一倍。不仅如此,经过观察,赫歇尔还第一个提出了银河系的模型,得出了银河系有限、银河系内恒星可数的结论。他正确地解释了银河系是一块凸透镜状的圆盘,太阳系处于其中心,我们沿透镜的长轴看去,全是灿烂的星星,沿两边的短轴看去,星星稀疏,露出了背后的黑色空间。所以我们看到的银河就呈带状。赫歇尔的伟大发现使他一举成名,英王乔治任命他为皇室天文学家,年俸二百英镑。他们兄妹再也不用靠卖唱来接济天文研究了。卡罗琳更加勤奋地协助哥哥工作,后来也多有发现,成了一位伟大的女天文学家。她遵守自己的诺言,终身未嫁,一直活到98岁,在84岁时作为第一个女会员破格被英国皇家天文学会接收入会。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  莫道女子无天才,最怕明珠甘自埋。 只要心比男儿烈,终教须眉拜裙钗。
 
上士 九級
34樓 發表于:2024-4-10 04:42
第三十二回
穷夫妻吵架 一脚踢出新纺车,智瓦特发愤 廿年造成蒸汽机
 
——引起世界工业革命的两项大发明  前几回说到近代科学由于伽俐略,牛顿等人的努力,在物理、天文等方面已经累积了足够的知识,而科学知识的丰富,又为新技术的出现创造了条件,英国在十八世纪开始了几十年间确实集中了当时世界上最优秀的科学家,又最先完成了资产阶级革命,所以来一场工业革命是势在必行了。
 
 
 
  这技术上的改进是先从纺织行业开始的。原来英国的纺织品向来质量不高,平时市场上的货全靠从中国和印度输入。为了保护本国资本主义发展,1700年英国国会专门通过一项法令,禁止从中、印进口棉纺织品,逼着本国纺织业快快赶上去。真是有问题就有解决问题的人。到1733年,终于出来一个叫凯伊的穷织工,发明了一种“飞梭”。那原来靠手臂一下一下来回穿的木梭,现在用脚一踢便如流星般的来去,这样一来纺纱倒供不上织布了。
 
 
 
  公元1764年在英国的一个小镇上住着一对夫妻,男的叫哈格里沃斯,女的叫珍妮,他们都是被剥夺了土地后从乡下流入城镇的。小夫妻女纺男织,惨澹经营,维持着艰苦的生活。可是哈格里沃斯用的飞梭织机,珍妮用的手摇纺车,一快一慢,两天纺出的线不用半天就已织完。纺不出线就织不成布,就换不来钱,也就买不来面包。珍妮终日不停地摇着纺车,腰酸背痛还是出不了几磅纱。哈格里沃斯呢?闲着没事,看着家中生活这般拮据,织完布后就腰插一把斧头到外面去给人家做木匠活,以求一点微薄的补贴。这天他出去后还不到半上午便回到家里,脸色阴得难看,也不搭话,便坐在织机上喊着要纱。珍妮见状知道又是没揽到活,明天的面包不知哪里去寻,也不敢多问,只是将昨天纺出的纱一起抱上。哈格里沃斯就闷着头啪啪地织了起来。不消两个时辰,这堆纱就已织完,他就先叫声妻子,没有应声,便自己走下织机到院里去讨纱。只见珍妮还在吃力地摇着纺车轮,那只纱锭上才刚薄薄地裹了一层纱线,这时已日过中午,他腹中早就饿火中烧,便没好气地喊到:“珍妮,你这样摇法,就是把我们的肠子都纺成线,也不够换一块面包充饥。”珍妮却好像不知道他来到身后,头也不回,只是把那纺车疯也似地摇着,嗡嗡直响。哈格里沃斯心里更加烦躁,便抢上一步,一把按住住她的右手,说:“从明天起你就在家做饭管孩子好了,我到外面去干活。这样一天纺几根线还不够织几根裤腰带呢。没想到珍妮突然转过头来嘶喊道:“这能怪我吗?有本事你来纺,你摇断胳臂也不会在一个锭上转出两个纱团啊!”哈格里沃斯这才看到珍妮眼里已饱饱地含着两汪泪水。是的,这哪能怪她,家家不都是这个样子吗?他心早软了一半,但口里却还不肯软下来,说:“不怪你,不怪你,怪这个劳什子纺车,要它有什么用,不如劈了烧火。”说着顺手抄起斧子便要砍下去。珍妮知他是个火暴脾气,真要砍了这车,一家人眼下就只有喝北风了,忙上去抱住他的胳臂不肯松手。哈格里沃斯的胳臂让妻子抱定,举不起斧头,浑身的气闷得无处发泄,便就势飞起一脚将那纺车踢出六、七步远,将斧子扔到地下,重重地叹了口气。珍妮这时早趴在他的肩上嘤嘤地啜泣不止。一场夫妻冲突也就这样渐渐地缓解下来。再说珍妮见哈格里沃斯的火已渐渐消下,她的委屈才真正地翻了上来,便索性紧紧地搂住丈夫的肩膀一把鼻涕一把眼泪地不肯停歇,非要等他道歉不可。
 
 
 
  但是,珍妮这样真哭假怨,有好半天却像是搂了一节木头一般,不见哈格里沃斯有一点反应,她觉得无趣,也就松开双手,抬起泪眼。谁知这一松不要紧,丈夫却嗖地冲向那辆纺车,她一把没有拉住,哈格里沃斯却大喊起来:“亲爱的,你看,你看!”珍妮见他突然又像孩子一般,却堵着气偏不去看,撩起围裙摸一把眼泪准备去收拾午饭。丈夫却过来一把拉住她的手说:“亲爱的,办法有了。你一看就会明白。”原来那轮纺车挨了哈格里沃斯这狠狠的一脚,这时正仰面朝天,那本来平躺着的纱锭已经垂直立起,还被车轮带着旋转。哈格里沃斯说:“你看我们就照这个样子把纺车改造一下,纱锭立起来,一个车上就可以并排放两个、三个,不就可以多出纱了吗?”他这时早已喜得忘了肚中的饥饿,转身在珍妮挂着泪珠的腮上吻了一下,便去摸斧头干活,珍妮也忙到厨房里备饭。
 
 
 
  各位读者,你想这哈格里沃斯何等聪明,他本是一个木匠,又是一个织工,只要脑子里得了这个主意,制作起来并不困难。他很快做了一个大木框,上面行列了八个纱锭,旁边装上一个木轮,一试就成。以后又不断改进,纱锭加到十六个、三十个、一百个,效率提高到一百倍。这时再摇起这种车来,倒是纺线人将织布人赶得气喘嘘嘘了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  死胡同里莫硬钻 退一步时路更宽 发明原来有诀窍这边不行试那边。
 
 
 
  再说哈格里沃斯得了这种发明不敢忘记这纺织机实是那天与妻子吵架所得,所以就将它命名为“珍妮纺织机”。珍妮机很快在英国纺织业中得到推广,以后又有人不断改进用上了新的动力,英国纺织业逐来了一场大革命。所以马克思后来论及此事时说,“十八世纪的产业革命就由此开始了。”
 
 
 
  纺织机械的改革随之带来一个问题,就是动力。机械效率提高后人力当然不够用了。有人发明用风力,但很不保险,有人发明用水力,但那必须到远离城市的山乡去,于是人们便想到一种全新的动力——那就是蒸汽。
 
 
 
  说到蒸汽这便又引出一位科学更上大名鼎鼎的人物一瓦特。
 
 
 
  瓦特生于英国的格林诺克,他好像生来就与蒸汽有缘。他还是五,六岁的孩童时就常守着火炉看那开水壶上的壶盖给汽顶得一上一下地跳动,经常问这是为什么?后来由于家穷他没有机会念书,先是到一家钟表店里去当学徒,后又到格拉斯哥大学去当仪器修理工。这时社会上已开始有简单的蒸汽机,而当时的科学发展,正如我们前几回说过的,托利拆里实验,马德堡半球实验,也都从理论上解决了 “壶盖为什么会上下动”的问题。瓦特聪明好学,又在这样一个大学的环境里,常抽空旁听教授们讲课,又终日亲手摆弄那些仪器,学识也累积得不浅了。
 
 
 
  话说1764年,格拉斯哥大学收到一台纽可门蒸汽机,请求修理,任务交给了瓦特。这种机器是苏格兰铁匠纽可门1705年发明的,又大又笨。机器的汽缸下方有三个活门,汽从中间活门进入,将活塞推上去,人工将汽门关死,再从右边活门里注入冷水,热汽充遇冷收缩,缸内形成真空,活塞自然下落,这时又要手忙脚乱地关上进水活门。这样活塞才能上下一次。连杆带动汲水工具也上下抽水一次。瓦特将这台机器修好后看着它这样吃力地工作,就如一个老人在喘着粗气,颤颤巍巍地负重行走一般,觉得实在应将它改进一下才好。他注意到毛病主要在缸体随着蒸汽每次热了又冷,冷了又热,白白浪费许多热量。能不能让它一直保持不冷而活塞又照常工作呢?
 
 
 
  瓦特从小学徒出身,既能吃苦,又很顽强。他一有这个想法便立即自己出钱租了一个地窖,收集上几台报废的蒸汽机,决心要造出一台新式机器来。他自己也告别妻儿,一卷行李搬到地下,整日摆弄着竹筒、木轴,左比右试,这样有两年时间总算弄出个新机样子。可是点火一试,那汽缸倒像吴牛喘月一般四处漏气。瓦特想尽办法,用毯子包,用油布裹,几个月过去了,还是治不了这个毛病。连这第一步也迈不出去,以后还不知有多少险阻呢。
 
 
 
  瓦特原以为他的革新方案很快就能实现的,就去向一个叫罗巴克的工厂主借债,两人签定合同,如果新机器试验成功,工厂主将要分享三分之二的利润作为偿还。现在瓦特这样一直拖下去毫无进展,罗巴克宣布再不对他资助,这样瓦特反倒负债如山。他骑虎难下,心烦意乱,不知该怎样收拾这个局面。一天他又趴到汽缸前观察漏气的原因,不小心一股热气冲出,他忙躲时,右肩上已是红肿一片,就像被一把热刀削过一般,辣辣地疼了起来。晚上他回到家里左手捂住右膀,躺在床上不言不语。钱无着落,试验又不知何时才有个完。再这样下去真怕连妻儿也要搭进去了。他想这事也许压根就不该他自己去干,格拉斯哥大学有多少教授,这城里有多少工厂主,有学问的有学问,有钱的有钱,谁也不敢去碰这个难题,我这个穷工人为什么要去讨这份苦吃?“罢,罢,罢!”他越想越觉得后悔,嘴里这么说着就翻身坐起,将桌上圆纸卷作一团,向炉子里塞去。这时瓦特的妻子正好进来,见状忙一把抢过,正色说到:“亏你还是个男子汉呢,就这样没有出息!这两年满城里谁不知你在发明什么新蒸汽机,今天就这样打了退堂鼓,我看你怎样上街见人。你不记得那年你要开个小钟表修理铺,行会里的人说你学徒期不够,不许开,后来这所大学不讲资格,破例收留了你,连那么大的机器都让你修,你修好了又不满足,自吹还要造个更好的。这样,我看你要么真的造出一个新机器,要么就摔掉饭碗,我跟你沿街要饭去!”这瓦特夫人是受过教养的人,知书识礼,极有志气。今天她见丈夫要打退堂鼓,一进门就劈头盖脸地说出这般言语,把个瓦特羞得半天抬不起头来。过了好一会儿他才说:“亲爱的,你知道我们现在就要揭不开锅了。再这样借债,借到何时“,夫人忽地站起,伸手摘下脖子上的项链,又退下手上的结婚戒指说:“能变的先变卖掉,咬咬牙先过下去。”瓦特见妻子越说越绝,更羞愧难当,起身下地,随手抓过桌上的一把木尺,一折两半,说:“我瓦特要造不出新蒸汽机来,就算我这双手白白摆弄了十几年机器,到时我就这样扯断自己手指。”说完头也不回地又向他那个地窖跑去。
 
 
 
  各位读者,引起世界第一次工业革命这两大新机器虽是两个男子发明的,但都实实在在得力于他们的妻子。尤其是瓦特的妻子,在瓦特自己都已没有信心时,反而忍饥挨饿,咬着牙支持丈夫再坚持一下。这不是说书人编故事,而是确实如此。只可惜瓦特不像哈格里沃斯那样多情,用自己夫人的名字来给蒸汽机取了雅号。所以后人只记住了珍妮,很多人反不知瓦特是不是有个妻子。
 
 
 
  闲话放过。再说瓦特回到地下实验室里,将过去的资科重新翻检一番,打起精神又干起来。干累了时就守着炉子烧一壶水喝茶。一天,他正这样闷头喝着苦茶,看着那个儿时就引起兴趣的一动一动的壶盖。也是苦修必有果,功到自然成,活该今天瓦特开窍。他看看炉子上的壶又看看手中的杯子猛然喊道:“茶水要凉,倒在杯里;蒸汽要冷,何不把它从汽缸里也倒出来呢?”瓦特这么一想,便立即设计了一个和汽缸分开冷凝器,这下热效率提高了三倍,用的煤只有原来的四分之一。这关键的地方一突破,瓦特顿然觉得前程光明。他又到大学里的布莱克教授请教了一些理论问题,教授又介绍他认识了发明镗床的威尔金技师,这位技师立即用镗炮筒的方法为瓦特镗制了汽缸和活塞,解决了那个最头痛的漏气问题。这时早有另一位慧眼识英雄的工厂主博耳顿开使向瓦特投资,瓦特有了资食接济,如虎添翼,到1784年他的蒸汽机已装上曲轴、飞轮,活塞可以靠从两边进来的蒸汽连续推动,再不用靠人力去调节活门,所以这才是世界上第一台真正的蒸汽机。但这时距瓦特接手修理那台纽可门蒸汽机已经整整二十个年头过去了。瓦特终于完成了这个划时代的发明。以后他又与人合办了一个蒸汽机制造厂,他这一生再也没有离开过蒸汽机,直到1819年他以83高龄离开这个因他的发明已经变得很热闹的人世。
 
 
 
  各位读者,或许我们今天看来一台纺纱机、蒸汽机能值几个钱。但科学的进步重在突破,有第一步,就有第二步;有昨日之粗之低,才有今日之精之高。譬若孩童走路,别看初时东倒西歪,明日也许是个“飞毛腿”。再者,科学原理的发现与具体技术的发明是整个自然科学进步的两条左右腿。用一根木棍撬石头,多么简单的发明,但它导致了杠杆原理原理的发现;而有了这杠杆原理才会有瓦特蒸汽机上的那些曲柄、拉杆,又有了真空的发现,才会有那活塞的来去。现在这个蒸汽机比那撬石头的木棍自然不知要高档多少倍,它所提出的问题也自然要引起这新时代的阿基米德们的联想,以后还有什么重要发现,且听我慢慢讲来。 
 
上士 九級
35樓 發表于:2024-4-10 04:42
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
 
——质量守恒定律的发现   上回说到随着纺纱机、蒸汽机的发明,一场工业革命从英国开端了。工业技术和生产的发展必然引起人们对生产原料更深刻的认识。而纺织业的发展必然促使人们去研究染料,研究酸硷,这又同化学提出了新的要求,而在这方面打头阵的,现在该轮到一个法国人了。他就是拉瓦锡(1743-1794)。
 
 
 
  1743年8月26日,拉瓦锡生于巴黎。父亲是一个很有钱的律师,这使小拉瓦锡不愁吃穿,上了中学又上大学,法律系毕业后也当上了律师。但不知一种什么缘由,使拉瓦锡对矿物特别感兴趣。在他办公桌的抽屉里,常常放看一些石头,什么硫矿呀,石膏呀,就连卷宗里也不时可抖出一些红绿颜色的矿粉来。意外中他的一篇论文在一次竞赛中竟获得法国科学院一枚金牌,这更便他决心辞掉了律师职务,闯入自己酷爱的化学领域。
 
 
 
  但是私人研究化学,要建实验室,要买仪器,钱从何来?这拉瓦锡凭借他律师的阅历,用特殊的眼光上下左右在财政界一扫,便发现了一个诀窍。原来18世纪中叶,法国新兴的资产阶级已积聚成一股强大的力量。但封建王朝还不甘退位,更加紧了对人民的搜刮。搜刮的一个妙法就是收重税。可政府并不出面,而是承包给“包税人”。包税人先向国家交一笔巨款,然后再去收税。包税人只要保证向国家缴钱,至于向老百姓收多少,国家是不管的。为了研究化学,拉瓦从父亲那里借来钱作押金,违心地当上了一名包税人。很快,拉瓦就拥有了自己的化学实验室,同时,又很快认识了一位金发碧眼的姑娘玛丽。玛丽是包税公司经理的女儿,才14岁。但他们感情笃深,终成眷属。这玛丽性情温柔,又为的一手好字,并擅长绘画,为丈夫抄论文,绘图表,天赐一个好内助。拉瓦真是要钱有钱,要物有物,要家有家。比起那开普勒、牛顿来,真是科学家当中少有的幸运者了。
 
 
 
  却说1789年冬尽春来的一个夜晚,寒气还笼罩着巴黎,拉瓦锡和娇妻玛丽正围炉夜话,玛丽手中拿着一篇刚收到的文章说:“亲爱的,听我给你念一段,这里说的这个实验可真有意思。”文章不长,喝杯茶的工夫便已念完,但拉瓦锡听完便再也没有喝茶谈天的闲心了。他一把抢过文章连读了两遍。原来这文中说到将一块金刚石烧得炽热后,它使会消失得无影无踪。他想,这是不可能的,任何东西烧完总要留下一点灰烬。拉瓦锡立即钻进实验室,照做了一次,确实如文章所说,金刚石不翼而飞了。整整一夜,玛丽感到睡在身旁的丈夫翻来覆去不能成眠,但温柔的她不敢说话,怕引起他的话头更不能入睡。天将亮时,玛丽见他还在瞪眼看天花板,就说:“都是我不好,忘了要睡觉了不该给你说什么实验的新消息。”拉瓦锡却拉住她的手,翻身坐起:“玛丽,我们赶快进实验室去,办法有了,也许问题正出在这里。”
 
 
 
  拉瓦锡只穿一件睡衣坐在实验台旁,他将一块金刚石用不怕火的石墨软膏厚厚地裹起来,然后放在火上高温加热。他想过去人们研究燃烧都是在空气里进行,被烧过的东西多啦,少啦,都看作是这东西自己发生了变化,谁敢保证这看不见的空气里不会有什么物质在燃烧时参加进去,或者又带走什么呢?我今天将这金刚石裹得严严实实不见空气,看它会出现什么样子。他就这样睡衣拖鞋,蓬头黑手地在实验台旁忙着,亏得玛丽贤惠,一会儿捧过一块热毛巾为他擦擦满脸的汗水,一会儿又往他嘴里塞一块面包干,心疼地伯他饿坏肚子。这时在高温火焰下,那裹着石墨的金刚石已被烧得通红,就像炉子里的红煤球一样。拉瓦锡小心地停了火,等待它慢慢冷却下来剥开一看,金刚石竟完好无损!
 
 
 
  “看来燃烧和空气大有关系。”他一边洗脸,一边说。
 
 
 
  “燃烧不是物质内的燃素在起作用吗?”玛丽一边收拾仪器,一边问道。
 
 
 
  “大家都这么说,我看未必就是这样。”
 
 
 
  原来自波义耳研究燃烧现象之后,1606年他的学生终于创建了一种燃素说。凡物质能燃烧就用含燃素来解释。但是一些金属烧过后重量反而增加,燃素既然烧掉了,怎么物质反倒加重?这真有点让燃素说下不了台。但是拥护燃素说者又想出一种解释,说那燃素与一般肉眼看见的物质不同,它包含的是一种负重量,负重量一走,东西自然就重了。可见当时燃素说已经露出破绽,难自圆其说了。拉瓦锡也早就对此产生了怀疑。今天这个实验更明明白白地证明,金刚石被裹严时就不变,露天时就发生变化,帮助根子不在燃素,而在空气。
 
 
 
  正是
 
 
 
  多少糊涂事, 只因太孤立, 单见树有叶, 不见枝连理。
 
 
 
  到底在燃烧过程中空气发生了什么变化呢?最好的办法就是检测一下它的重量。拉瓦锡立即设计出新的实验。
 
 
 
  他在密闭的容器里炼烧金属,燃烧前后他都仔细地用天秤称过重量,并没有一点的变化,他再称金属灰的重量,是增加了,又称烧过后的空气的重量,却减少了,而减少的空气和增加了的金属灰正好重量相等。于是拉瓦锡便发现了化学上一条极重要的定律:重量(质量)守恒定律。物质既不能创生也不能消失,化学反应只不过是物质由这种形式转换成另一种形式。
 
 
 
  自从拉瓦锡由燃烧金属发现燃素说不可靠后,他立即放下其他研究而专攻各种燃烧现象。他又投资添了一些设备,选了几个助手,将自己的实验室重新布置一番,这里可真成了一个燃烧展览馆。他这个豪华的实验室接待过许多科学名人,瓦特、富兰克林都会到这里作客。这一天英国学者普里斯特利又来访问,拉瓦锡陪他在这仪器丛林间边漫步边讨论问题。一会儿来到几个玻璃罩前,普里斯特利问:“这里在干什么?”
 
 
 
  “我将磷用软木飘在水面罩着燃烧,烧后水面就上升,占去罩内空间的五分之一。你看这个罩内是烧硫磺的,水面也上升了五分之一。这帮助燃烧时总有五分之一的空气参加了反应。”
 
 
 
  “对。我也早发现空气中有一种‘活空气’,蜡烛有它变得更亮,而小老鼠没有它就会死亡。拉瓦锡先生,你知道杜勒在1772年就曾找见过这种空气,他叫它‘火焰空气’,我想,这和你找见的那五分之一的空气是一回事。可是,我觉得物质燃烧是因为有燃素,恐怕和这种空气没有关系。”
 
 
 
  “不,有没有它大不一样。你看这罩里剩余的五分之四的‘死空气’,你再放进什么有'燃素'的东西,无论磷块还是硫磺,它也不会着了。尊敬的普利斯特利先生,你的发现对我太有启发了,看来空气里一定有两种以上的元素,起码这‘活空气’就是一种,空气并不是一种元素。”
 
 
 
  “这么说,水也不是一种元素了。因为我已经发现水里也有这种活空气,而且用这种活空气和另外一种空气(氢气)在密闭容器里加热,就又能生成水。”
 
 
 
  “真的吗?”拉瓦锡突然停下脚步,眼睛直盯看普里斯特利。
 
 
 
  “真的。你这里的实验条件太好了,我们马上就可以重做一次。”
 
 
 
  普里斯特利熟练地制成两种气体,混合到一个密封容器里,开端加热,一会儿容器壁上果然出现了一层小水珠。拉瓦锡等实验一完就拉着普里斯特利到客厅里,连叫玛丽:“快拿酒来,我们今天要庆祝一件天大的喜事。”年轻漂亮的玛丽立即托着三杯酒,轻盈地走出来,连问:“什么喜事?这样高兴。”说着也陪客人坐下喝酒叙话。
 
 
 
  “玛丽,你知道,我们今天不但进一步找到了燃烧的秘密,还找到了新的元素,它既存水中,又在空气中,这一下子就打破了水和空气是元素的旧说法,帮助它们都是可分的。这种东西能和非金属结合生成酸,又能使生命活下去,就叫做氧吧(由希腊文酸、活二字而来)。”
 
 
 
  “拉瓦锡先生,你真是一个大胆的科学家,我做了不知多少次实验,可就是不敢放弃燃素说,总也没有找到问题的关键。今天这个发现真是我们化学界的一件大喜事。”
 
 
 
  各位读者,这氧气本是杜勒和普里斯特利最先发现,但是他们为什么看不到它与物质燃烧的关系呢?原来是旧燃素说的束缚,使他们不敢有任何非分之想。本来做学问一靠观察积累,二靠思考比较。这观察积累基本上还是在旧理论指导下的收集、整理,要的是细心与吃苦;那思考比较是在新事实的基础上归纳突破,要的是大胆与勇敢。有如雏鸡在壳经二十一天的暖孵,只待那猛力一啄,跃出壳外,眼前便是一个好大的世界。一个旧理论的推翻就是一个新天地的开拓。当年地心说借上帝之力何等顽固,人们作了许多改良,却终不能突破,出了个布鲁诺只一句话:“对不起,我的体系没有给上帝留下位置!”一切问题便迎刃而解。过去人们总说行星在作圆周运行,可多年测量老有误差,开普勒抛弃圆周说而立椭圆之法,众星便各引其路再不出轨。但可悲的是许多人虽足已长而鞋小,宁肯削足而不弃旧履;身高而檐低,宁可弯腰而不迁新居,科学史上确有不少这类的悲剧。只有少数既聪明又勇敢的人才知道既不断观察新问题,收集新材料,又不断打破旧理论,抛弃旧假设,于是胜利便属于他们了。
 
 
 
  回头再说拉瓦锡三人正添酒举杯,满心欢喜,忽然一个仆人走了进来,手里拿看一张《人民之友》日报,像有什么事要回主人,但又不便开口。拉瓦锡说:“什么事,你说吧,普里斯特利先生也不是外人”“
 
 
 
  “报上说您的坏话了,先生。”
 
 
 
  拉瓦锡接过报纸一看,只见一篇署名马拉的文章写道:“法国公民们,我在你们面前谴责拉瓦锡这个诈骗大王。暴君的伙伴、流氓的徒子徒孙、窃贼的大师……请你们相信,这个自夸每年有四万里亚尔收入的税收员不知从你们身上搜刮走多少财富……”
 
 
 
  拉瓦锡一看,脸色顿时沉了下来。他知道这个马拉前几年曾为了一本《关于人的特性的研究》,漏洞百出,他曾着文反驳。不料1789年法国大革命后,这人倒成了革命领袖,看来现在要报仇了。他生气地将报纸往桌上一放,说:“我是赚了一点钱,但没有这钱,哪有这实验室,哪有这些成果,钱是给科学用了啊!”普里斯特利不知怎么一回事,连忙放下酒杯,取过报纸一看,便也就知趣地起身告辞。因科学发现而引起的这阵小小的欢乐,却因一个政治黑影的介入而又突然消失了。
 
 
 
  自从这次被报纸点名攻击之后,拉瓦锡的处境便明显困难起来,不久他正式被控贪污,又过了不久他的实验室被查封。拉瓦锡倒觉得不会有什么大事。他想,我一个科学家,总要为社会办好事,于是位更加紧编书。过去他出过一本《化学教程》总结了他多年来的实验,提出氧化学说,统治化学界近百年的燃素说才被真正地戳穿。书一出即被抢沟一空。现在拉瓦正在补充修订,准备再版。他又将这几年新发现的元素整理成一张表,共三十三种,分作四类:
 
 
 
  气体单质:光、热、氧、氢、氮。 
 
 
 
  非金属单质:硫、磷、碳、盐酸根、硫酸根、硼酸根。 
 
 
 
  金属单质:锑、银、砷、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。 
 
 
 
  土类单质:石灰、镁土、铝土。 
 
 
 
  这是化学史上第一份科学的元素表。那水、土、气、火的四元素说到此也彻底破产了。化学在拉瓦锡面前是彻底敞开了大门。许多新奇的现象,有趣的问题,一个接一个地跳了出来。但是他有一种预感,觉得有什么祸事就要临头,手头的任务怕是干不完了。这种莫名的念头自然不好对玛丽说,所以他只是整天埋头写作,玛丽就加紧帮他画插图。
 
 
 
  果然,一天上午,拉瓦锡刚在桌旁坐定就有两人进来,只说法庭传他去一趟。他知道那个模糊的预感今天要变成现实了。他冷静地站起来说:“幸好我的书已经全部写完。”返身取了一顶帽子便随来人而去。法庭上的审判极为草率,他这个律师出身的人也未能张口为自己辩护几句。一位好心的律师提醒法官:“拉瓦锡先生可是一位全欧洲闻名的科学家啊!”法官说:“革命不需要科学家,只需要正义。”当即判了他的死刑。
 
 
 
  1794年5月8日,拉瓦锡被反绑着双手,推向广场中心的断头台。这时广场上已人山人海,将要断头的几个人一字站在台上。这断头台是挖空心思想出的一种杀人方法。先搭一个一人高的平台,台上竖两根丈余高的方木,两木间吊着一把斜刀大铡刀,足有桌面那么大,烁光闪闪,寒气逼人。下面有一张大桌子,犯人就趴在桌子上,伸长脖子,等看那刀落下来砍头。拉瓦锡被推赴刑场,惊动了巴黎的许多科学家,什么时候听说过一个科学院的院士被抓来砍头呢?和他一起研究化学命名法的柏托雷连忙赶来。玛丽也来了,她一夜之间像老了十岁,这时正抱住拉瓦锡的头失声痛哭。拉瓦锡多么想用手为她拭去泪水,去拥抱一下这个从十四岁就开端追随他的妻子,可是手被反绑着。他让玛丽抬起头来,说要最后一次仔细看看她。拉瓦锡平静地说:“玛丽,你不必为我悲伤,感谢上帝,我已完成了自己的任务。我今年五十一岁,可以说已经度过了够长够愉快的一生,而且可以免去一个将会有诸多不便的晚年。我为后人留下了一点知识,也许还留下了一点荣誉,应该说是幸运的。”那玛丽瞪着两只泪眼,只是直直地望看他,下巴在一下下抖动,喉咙里却像被什么东西噎住发不出一点声音来。
 
 
 
  这时,只听身后那面大铡刀由空而降,咻地落下,卷起的一阵凉风,扫得人心里直抖,接着就听“嚓”的一声,一颗人头就像被菜刀剁下的一节黄瓜滚在台上。刚杀掉的是一个僧侣。接着,那面铡刀又嘎吱吱地升了起来,就听监斩官吼道:“下一个,拉瓦锡!”玛丽闻听这一声吼,先自昏倒在拉瓦锡脚下。柏托雷还抱一丝希望,冲到监斩官面前,高声喊道:“不能杀他啊,法国不能杀掉自己的儿子。你们一瞬间砍下他的头,再过一百年也不会长出一颗这样的头了啊!”
 
 
 
  毕竟拉瓦锡性命如何,且听下回分解。 
 
上士 九級
36樓 發表于:2024-4-10 04:52
第三十四回
绝聪明 挥毫落纸成魔方,最勇敢 举手向天攫雷电
 
——电的本质的发现  上回说到法国化学家拉瓦锡被推在断头台上,虽有许多人求情,可那把无情的大铡刀还是从空而降,这位现代化学的创始者便人头落地。自拉瓦锡死后,他开创的化学事业就和电的发现与研究连在一起,所以我们现在先来补讲一个电的故事。
 
 
 
  话说1750年5月,英国皇家学会突然收到一篇论文,说天上的雷电和我们在实验室里摩擦生成的电是一回事,还列举了十二条相同处,如:放光、有声、能点燃易燃物、能杀伤动物等等。还说到电是通过金属的尖端释放传递的,因此为使建筑物免遭雷理,可以在屋顶上装一个尖铁棒,再以金属线接地,电就被引入地下。那皇家学会的会员们大都是天文、力学、数学方面的专家,他们研究的是那些高深的题目,但是化学却是刚刚起步,这电学乾脆就还不算一门学问呢。学会秘书看看这篇文章想,这大概又是什么江湖骗子的法术,再一看作者,是一个十分陌生的名字,寄出地址呢?美洲的宾州,秘书不看犹可,一看随即就啪地一声扔到纸篓里去了。读者,你知道为什么这样?原来那英国当时正称霸世界,无论政冶、经济、科学各方面它都不把别人看在眼里。当时的世界上根本我还没有个美国。美洲大陆原是印第安人在这里世代居住,1492年哥伦布发现这块新大陆,英国便立即派来了探险队。1607年英国又向这里派遣了第一批移民,开始在这里霸占殖民地。就说秘书刚才看到的宾州吧,它原来哪有什么名字,不过是一块荒地。1681年英王查理二世将这块土地赐给一个叫威廉•宾的业主,这样便由此得名了。连这种半开化的地方也配向皇家学会送科学论文?这文章能进皇家学会的纸篓也就算是高攀了。
 
 
 
  你道这个大胆送论文的人是谁?他叫本杰明•富兰克林(1706-1790)。当时他虽然名不惊人,可后来他倒成了电学的开门鼻祖。这人聪明绝顶而又极有志气。小时因家贫不能上学,就跟着开印刷所的哥哥当学徒,这倒使他有机会读到许多最新的书。他见几个大人写稿办报,自己也写了稿子,晚上悄悄投到哥哥的门缝里,署名却是莎伦丝•多吉德夫人,有一段时间这些文章天天见报,人们天天议论这才华横溢的夫人,却不见她来领稿酬。他后来大了就独立办报•办厂,但是位那聪明还是多得无处发泄。一个冬夜他外出归来时,抱起床上的小女儿吻一吻,她那小脸蛋竟冻得冰凉!当晚他通宵末睡,天亮时竟发明出一种新式火炉,欧美那种散热率极低的老式壁炉一下就被淘汰了。到现在我们用的铁火炉基本上还是他设计的样子。一天他在家里请客,夫人在厨房里又忙又乱,还烤糊了一只鸡。第二天他就在自己厨房顶上凿了一个洞,上面装了一个小风车,用皮带连着下面的肉叉,制成了一个自动烤肉机。一次乘船,他见船速太慢,就叫水手将货物向后移,船头微微抬高,果然速度大快,他由此又研究了船的快慢与它吃水多少的关系。但是只可惜这里是落后的殖民地,没有像皇家学会那样的科学团体,没有许多科学家可以相互研讨,他只是自己一人摸索。好在他极聪明,发明这些总像玩一样的轻松。
 
 
 
  一天富兰克林的朋友洛根前来看他,一进门却把双手藏在背后神秘地说:“富兰克林,今天我让你看一件东西,叫你知道世界上还有比你更聪明的人。”
 
 
 
  “当然,世界上聪明人多得很,我算老几?不过我倒想看看你带来了什么聪明玩艺儿。”
 
 
 
  洛根将手向前一摊,原来是一本新出的杂志,里面尽是些方格子,格里填满数字。他说:“你看这是魔方格子,那数字不管横加竖加,它们的和总是一致的。”富兰克林不看犹可,一看哈哈大笑:“这有什么了不起,我这里也有几张自制的魔方格子,你看这张,不管横竖都有八个数呢。”附表一:
 
 
 
52 61  4 13 20 29 36 45
 
14  3 62 51 46 35 30 19
 
53 60  5 12 21 28 37 44
 
11  6 59 54 43 38 27 22
 
55 58  7 10 23 26 39 42
 
 9  8 57 56 41 40 25 24
 
50 63  2 15 18 31 34 47
 
16  1 64 49 48 33 32 17
 
 
 
 
 
  “你听我给你细说。只要你进了我这个魔方阵里,就总跑不出260去。第一,不管横、竖每行每列的和都是260;第二,你从下面两角的对角各数四个数,成一段折线,则这折线上的八个数的和是260,而每条与这线平行的线上的八个数也都是260;第三,你从上面的两角出发作这么几条折线,其和也是260;第四,你从左边的两角出发,这样数,其和还是260;第五,你从右边的两角出发,这样数,其和仍是260。不信你就试试,保你逃不出这260的网去。”富兰克林说。
 
 
 
  “魔高一尺,道高一丈,你这260有什么了不起,你看这张魔方格子,是16个数的正方形,又比你多一倍。它不管横加、竖加、对角加都是2056。”洛根说着真的又翻出一张表来。
 
 
 
  这下富兰克林可有点傻眼。不过他并不服气,说:“且慢,现在咱们点燃一支烟,在这烟燃尽前,我立即再给你设计一张也是十六个数的魔方格子。”只见富兰克林抽出支铅笔,在一张空格纸上横填竖写,如点豆种瓜一般。一会儿那支烟还未着完,他便叫:“好了!我这格子纵横相加也是2056,虽对角相加不是这个数,可是只要你在大方格内任意挖出一块16个相连的格子组成的小方格,他们的和也是2056。”(其实这表里有两组数是错的,读者如有心可以一找,但这已是极不易了。)洛根这时方更佩服富兰克林的才智。附表二:
 
 
 
200 217 232 249  8  25  40  57  72  89 104 121 136 153 168 181
 
 58  39  26  7 250 231 218 199 180 167 154 135 122 103  90  71
 
198 219 230 251  6  27  38  59  70  91 102 123 134 155 166 187
 
 60  37  28  5 252 229 220 197 188 165 156 133 124 101  92  69
 
201 216 233 248  9  24  41  56  73  88 105 120 137 152 169 184
 
 55  42  23  10 247 234 215 202 183 170 151 138 119 106  87  74
 
203 214 235 246  11  22  43  54  75  86 107 118 139 150 171 182
 
 53  44  21  12 245 236 213 204 181 172 149 140 117 108  85  76
 
205 212 237 244  13  20  45  52  77  84 109 116 141 148 173 180
 
 51  46  19  14 243 238 241 206 179 174 147 142 115 110  83  78
 
207 210 239 242  15  18  47  50  79  82 111 114 143 146 175 178
 
 49  48  17  16 241 240 209 208 177 176 145 144 113 112  81  80
 
196 221 228 253  4  29  36  61  68  93 100 125 132 157 164 189
 
 62  35  30  3 254 227 222 195 190 163 158 131 126  99  94  67
 
194 223 226 255  2  31  34  63  66  95  98 127 130 159 162 191
 
 64  33  32  1 256 225 224 193 192 161 160 129 128  97  96  65
 
 
 
  暂时不说富兰克林与朋友拼方格斗智,却说1745年11月科学史上出了一件值得纪念的大事。荷兰莱顿大学的教授穆申布勒克和他的朋友阿利曼特•库诺伊斯做了一个有趣的实验。他们先用摩擦机生成电,再用金属丝把电引入玻璃瓶内,可以看见闪电的火花。于是这三人就想,能不能将电保存起来呢?他们将瓶内灌满水,接通导栈,再继纽摇动摩擦机,却看不见一个火花。这时库诺伊斯像是要把电捞出来来一样,一只手端起瓶子;另一只手到水瓶里去探摸,突然他大叫一声,觉得右臂一阵麻胀,猛然缩回手来。可以说这库诺伊斯一下便占据了一个世界第一:他是世界上第一个被人工电打着的人。穆申布勒克立即由此得到启发,将玻璃瓶贴了锡箔制成了能保存电的瓶子。
 
 
 
  真是说者无心,听者有意。穆申布勒克等人只是想实验一下摩擦主电,而富兰克林听说了这个实验,1746年到波士顿看望老母亲时,又亲眼看到了这种实验,这聪明人立即想到天上的雷电经常打死人畜,也能放出闪光,天上地下的两种电是不是一回事呢?这年富兰克林已经整整四十岁了,而且已经成了当地恨有名气的出版商,当上了州议员,可是在科学发现的诱惑下,他立即又像变成了一个十几岁的孩子。自从波士顿探亲回来后,他的妻子就成天抱怨她的厨房里再也不得安宁了。
 
 
 
  盐、钵、醋罐常会不翼而飞,被富兰克林拿去“生电”。这还不算,富兰克林每天还冥思苦想着,怎样在打雷下雨时把天上的电引下来,好亲眼看看,亲手试试。可是在当时,雷电是天火啊,谁敢这样去想?妻子听说富兰克林竟敢有这样的狂想,一边桌前枕边地苦劝他不要去冒犯上帝,一边又在背后虔诚祷告,求上帝千万原谅自己的丈夫。
 
 
 
  1752年6月,终于盼来了一个大雷雨的天气。这天下午富兰克林正在家里摆弄着那些瓶瓶罐罐,金属导线,突然一阵风扑来,窗户被摇得嘎嘎直叫,窗帑飞起如一面狂舞的大旗。他探头一看,见西边天上的乌云就如泼了一天墨汁,如浪如涛般地压了过来。他不觉喜上心头,忙叫一声:“威廉,准备行动。”一会儿就领着儿子,架着一架用丝绸制成的大风筝迎着狂风向野外奔去。
 
 
 
  富兰克林选了一块广阔的草地,将风筝向天空徐徐放去。渐渐地一张桌面大的风筝已变成一本书似地一个小点,又像是升向云海里的一叶小舟,被颠着、摇着,在远处怯生生地回望着自己的主人。突然一道闪电劈开云层,在天空划了一个“之”字,接着嘎蹦一声脆雷,那如铜钱般的雨点就瓢酒盆泼般地倾了下来。富兰克林转身一看,草地上正有一间牧人用过的旧房,忙招呼儿子站到房门里,让他拉紧风筝线,这样靠近手的一节线就不会因淋湿而导电。这一切都是精心设计好了,风筝是绸子制的,不怕雨淋,线是麻绳很结实,靠手的一节又换成绸带,不导电,麻绳与绸带间用金属线挂一把铜钥匙。富兰克林站在屋檐下紧张地注视着西边的天空,只见电光闪过一道又是一道,雷声一声更比一声辨亮。他想,这些云海里的“天火”今天不知肯不肯乘我的这个风筝小船来到人间作一回客。多少年来人们与它要不就是隔天遥望,要不就是被它的震怒吓得关门闭户,还从没有过一次促膝相见,握手言欢呢。他正这样想看,突然威廉大叫:“爸爸,快看!”他顺着儿子的手指一看,那拉紧的麻绳,本来是光溜溜的,怎么现在突然怒发冲冠,那些细纤维一根一根都直竖起来。富兰克林到底聪明,他眼睛一转,突然高兴地喊道:“天电引来了!”因为毛皮摩擦带电时细毛也会竖起,这说明风筝线上已有电了。他一边嘱咐儿子小心,一边用手握成拳头慢慢接近那把铜钥匙。突然他像被谁推了一把,跌倒在地上,浑身发麻。他顾不得疼痛,也不知道害怕,喊着:“是他来了,他乘着风筝下来了!我们握手了!”(还算富兰克林幸运,第二年一个叫李赫曼的俄国人也学着富兰克林做这个实验,当场就被电打死了。)当富兰克林从地上一骨碌爬起来,将带来的莱顿瓶接在钥匙上,果然这瓶里保存了电,而且这电也有火花,可以点燃酒精灯,可以用它做各种电气实验。天电、地电原来一个样!一会儿雨停云散,富兰克林收了风筝,和儿子抱着藏有雷电的莱顿瓶,就像钓到一条大鱼一样高高兴兴地回家去了。
 
 
 
  且不说富兰克林回家后妻子怎样地埋怨,怎样诉说她在家里担惊受怕。他一回家就爬上房顶竖起一根数丈长的铁棒,下面连上铜线,一直伸到土里。这便是世界上第--个避雷针。聪明的富兰克林,从风筝引电想到房顶上用铁棒引电,再直接导入地内,房屋自然不会遭雷击了。于是这个小小的避雷针立即风靡一时,传到英国、法国、德国.,传遍欧洲、美洲。凡高一点的房子都安上了这个装置。这根小针不知救了多少人的命。
 
 
 
  面对这一事实,1756年,那个当初对他的论文连看都不愿看一眼的英国皇家学会,在富兰克林没有办申请手续的情况下,就主动授予他皇家学会正式会员的称号。
 
 
 
  富兰克林发明的那根通天小针传到世界各地我们且不细说,单说它传到英国却又引出一段奇怪的故事。前面我们说过,那美洲本是英国的殖民地,英国对美洲人民只知掠夺、压迫,那顾他们的什么利益。所以美洲的一些州就联合起来向英国抗争,并且派富兰克林作为代表去伦敦谈判。这种谈判拖了很长时间毫无结果。1776年乾脆爆发了一场烛立战争,富兰克林也是独立宣言的五位签字者之一。那英王眼见美洲十三个州联合起来,用武力将自己的势力一天天地挤了出来,成立了美利坚合众国。可是,隔着一个大西洋,鞭长莫及,气得又是咬牙,又是跺脚,想方设法要出这口恶气。一天,英王乔治三世在宫前草坪上散步,正生着闷气,一抬头看到克攸王宫顶上那根尖尖的避雷针,不由又想起富兰克林这个闹独立的罪魁,便立即把大臣们召来发狠道:“富兰克林带领美洲人造反了,我们还用他发明的避雷针,真是不顾国趾,你们难道就能咽下这口气?我命令,从明天开始把全国的避雷针都拆掉!”
 
 
 
  “陆下,这避雷针可真的是一件有用的东西,自从装上它,全国的雷击事件就基本绝迹了。您忘了,我们的火药库还是您亲自组织人装针保护的。”几个开明些的大臣连忙据理解释。
 
 
 
  “那就把针的尖头改成圆球形的。反正不能照富兰克林那个样子。自古以来,圆就表示完美无缺!”
 
 
 
  “可是圆的不如尖的能引电啊!”
 
 
 
  “我是国王,我说圆的好,就是圆的好!”大臣中有那不懂科学的,就极力奉承,有那知道个中利害的,就连忙去英国皇家学会,请他们出面说句话,这时皇家学会的会长正是普林格尔,他一听这事真是哭笑不得,连忙进宫来见英王说:“陛下,许多事情都得听您的,可是这事涉及自然规律,实在不能照您的话去办啊。”
 
 
 
  国王一听更是暴跳如雷:“在别国我可以不管,只要在英国,自然规律也要听我的!想不到你身为皇家学会的会长,竟不顾国家荣誉,也替富兰克林说话!现在有两条路由你选,要么以你的名义发表声明,说避雷针制成球形最合理,要么我就撤掉你这个会长的职!”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  自然规律算什么!
 
  是尖是圆由我定。
 
  令出如山谁敢抗?
 
  怎奈雷电却无情。
 
 
 
  普林格尔原以为他进宫一劝,国王就会收回成命,再不干这些蠢事,谁知连他自己也被牵连了进去,不觉脑门上沁出细细的一层汗珠。毕竟结果如何,且听下回分解。
 
上士 九級
37樓 發表于:2024-4-10 04:52
第三十五回
一条蛙腿抽动引起风波,两位能人斗法各显神通
 
——电压的发现  上回说到富兰克林发明了避雷针,但是他又积极参予领导了美洲反英独立战争,英王乔治三世极为恼火,下令要将避雷针的尖头一律改为圆头,皇家学会会长普林格尔据理力争,也被撤职。不过那避雷针的尖头倒始终也未被改掉。
 
 
 
  虽然官家蛮横无知,学界却细心有余。话说1786年的一天,意大利解剖学教授伽伐尼正在实验室解剖青蛙,妻子柳契雅是他的得力助手,在一旁侍候。只见他手中的解剖刀一刀下去切开青蛙的腰部,再一刀下去剥出腰部的神经,他又顺手抄过一把精巧的黄铜小钩,一钩穿了过去,随手递给柳契雅,吩咐挂将起来。妻子顺手将这死青蛙挂在实验桌上的一根横铁梁上。当伽伐尼将第二只青蛙剥开皮正准备再下刀时,突然柳契雅惊叫一声:“天呀!青蛙又活了。”她顾不上满手的血污,一把抓住伽伐尼的手臂,叫他快看这个“显灵”的青蛙。只见那只靠近铜钩的蛙腿正在一张一弛,抽搐不停。
 
 
 
  伽伐尼向这只青蛙凝视片刻,见它还是不慌不忙地做着表演,便自语道:“我这半生也不知杀过多少青蛙,从来还没有见过这么耐活的小东西,再剥一个试试。”这伽伐尼吩咐柳契雅再取几只青蛙来,手起刀落,游刃如电,一刹时便有五只青蛙也这样铜钩倒挂,铁梁横挑,齐刷刷地排起队来。可是再定神一看,这五只青蛙又都伸开它们的右腿,齐齐地一紧一松,像哭泣时的抽搐,又像是在向教授夫妇做着友好的招手,这回柳契雅可真有点怕了。她返身抱住伽伐尼,瞪着大眼说道:“亲爱的,怕是我们荼毒生灵太多,上帝在发警告吧。”伽伐尼呢,却手握刀柄依着实验台陷入一阵沉思。一会儿他慢慢地说:“上帝如果给宇宙以灵魂,这灵魂是什么呢?是电。”他像突然来了灵感,一把抓住柳契雅大声说:“这话是谁说的?对,是德国哲学家谢林说的,电是宇宙的活力,宇宙的灵魂,无处不有。摩擦时就能发现号珀、丝绸上的电,富兰克林发现了空中的电。我们又发现了青蛙身上的电。”他将解剖刀往桌上一摔,高喊着:“我们又发现了一种电——动物电。“
 
 
 
  1793年的一天伽伐尼来到英国皇家学会表演他的新发现。因为这是继富兰克林之后,人们在电知识方面听到的又一个爆炸性新闻,所以这天皇家学会的报告厅里人们都摩肩接踵,引颈踮脚地来看这场奇怪的魔术。只见伽伐尼在台上布置好一个实验桌,还和那天一样打横放一根细铁梁,上面挂上一溜铜钩,将青蛙解剖一个往上挂一个,那蛙腿也就尽如人意,轻轻动弹起来,直叫在座的这些名教授、学者一个个目瞪口呆。实验完了,伽伐尼又讲了一番凡动物身上都带电的道理,大家好一顿祝贺,伽伐尼夫妇也着实光彩了一番。
 
 
 
  不想说者无心听者有意,在台前听讲看表演的有一个中年汉子,虽目不转睛地看伽伐尼操作,却又不肯跟着人们去说一句好。读者,你道此人是谁?他也是意大利人,叫伏打(1745一1827)。这伏打从小聪慧好学,尤爱钻研刚刚露头的电学,24岁时就发表了一篇关于莱顿瓶的论文,引起人们的注意,到1777年发明了电盘,一下又闻名世界,并得到教授之职。已经是个电学行家。今天搞医学解剖的伽伐尼竟在这皇家学会大讲起灵学发现来,他哪能服气。他想,谁知那些青蛙是真死假死,有电无电,待我回家去亲自试它一番再说不迟。
 
 
 
  果然数月后,这伏打也向皇家学会送来一个报告,说关于什么动物电,纯是胡编乱造,并说他已经解开这个谜,也要求表演。又过几天他真的又在上次伽伐尼表演的地方摆起了擂台。这天自然又是人头钻动,水泄不通。那伏打照样端来一盘活蹦乱跳的青蛙,也一一杀死剥好,横挑竖挂起来。他做定这些后说:“诸位请到近处一看,哪条蛙腿还会动弹一下?”这听讲的人真地围了上去,有的还带上夹鼻眼铐,果然一排青蛙就像泥捏纸剪就的一般,纹丝不动了,一个个不禁膛目结舌。这时伏打才放下刀子,讲开他的道理:
 
 
 
  “上次伽伐尼教授说死蛙腿会动是青蛙身上有动物电,其实那是一种错觉。这几日,我仔细研究了一下,伽伐尼教授实验时,是动铜钩钩起青蛙,再挂在铁棍上,实际只要是不同的金属接触就会产生微弱的电流。蛙腿的动是这种电流刺激的结果,而不是他自身带电。你们大概还没有发现今天我在这里表演时,用的是铁钩、铁棍,同一种金属就不会产生电,自然蛙腿也就不动了。可见伽伐尼教授的动物电说不能成立。”
 
 
 
  这时人群里挤出一个人来,大声说:“伏打先生,话先不必说死,你有什么根据肯定动物电不存在呢?”
 
 
 
  伏打抬头一看,不觉吃了一惊,说话的原来正是伽伐尼本人。这个老头子今天怎么也从意大利赶来了呢?他忙陪个笑脸回答道:“要找根据吗?伽伐尼先生,我刚才的实验就是根据,你看蛙腿不是已经不会动了吗?”
 
 
 
  “你刚才的表演是真是假,我回头再去检测,现在我先请你看一样东西。” 伽伐尼说罢向后一挥手,立即有他的两个助手从人堆中挤出,抬过一个大木桶来。只听里面僻啪有声,像有什么东西在动。伽伐尼将盖子打开,说声“伏打先生请看”。原来是一条三尺长的大鱼。这鱼长而不宽,圆圆滚滚,猛看倒像条蛇,正贴着桶边飞速地打旋。大概它也发觉人们在议论自己,转几圈之后突然停了下来,贴着桶壁像静听着什么声息。
 
 
 
  伏打看这阵势一下摸不着头脑,说:“伽伐尼先生,你是不是要让我解剖这条鱼?”
 
 
 
  “大可不必,一解剖你又会址到什么铜钩、铁棍上去。我现在只要你伸手摸一下这条活鱼,我们的实验便见分晓,不知你敢无敢。”
 
 
 
  “这有什么不敢!”伏打想,这一生就是吃鱼也不知吃了多少,何必说摸呢?便卷起袖子伸手向那鱼尾抓去。说时迟那时快,伏打的手也还没弄清是否碰到鱼尾巴,就听他“哎呀”一声,连忙缩了回来,又觉全身麻酥酥,软绵绵一下跌靠在实验台旁,这位电学教授知道自己分明是中了电。
 
 
 
  伽伐尼忙上前一步将他扶住说:“伏打先生,你今天可该相信确实是有动物电了吧。幸亏我远道而来,桶浅鱼小,要是我带一条丈余长的大鱼来,你今天真要生命休矣。”说着他又转向那些吃惊的人群说:“自从上次表演之后,我又做了多次实验,证明动物自身是带电的,这种鱼叫电鳗,在它的头脑部两侧的皮肤里就各藏着一个由纤维组织组成,并由神经纤维相连接的蜂窝状发电器。它就是靠放电击倒强敌、捕捉食物的.……”
 
 
 
  再说伏打这时才从这突然一击中清醒过来,他听着伽伐尼的讲演,看看那些专家、教授。一般听众一窝蜂似地拥到伽伐尼的周围,倒像今天这场表演是专门为伽伐尼组织的。眼见着自己设的擂台成了别人炫耀的场所,心里好不窝火,无奈眼下一时又否定不了伽伐尼的动物电说,他只好面红耳赤地去拾检自己那些刀剪、钓棍,准备收兵。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  你说绿柳一株树, 我说青松树一株。 好笑青松与绿柳, 都言对方不是木。
 
 
 
  却说这次伏打斗法受辱后回到意大利怕维亚大学,从此闭门不出,发誓要钻出个名堂重摆擂台。他这样含辛茹苦地干了七年,终于又有一新的发现。他将一个金属锌环放在一个铜环上(银环更好),再用一块浸透盐水的纸或呢绒环座上,再放上锌环、钢环,如此重复下去,十次、二十次、三十次叠成了一个柱状,便产生了明显的电流。这就是后人所称的伏打电堆或伏打柱。这柱叠得越高,电流就越强。这是为什么呢?原来伏打经过实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触,表面就会出现异性电荷,也就是说有电压。他还找到了这样一个序行:+ 铝、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、铂 -。在这个序行中任何一种金属与后面的金属相接触时,总是前面带正电,后面带负电。这是世界上第一个电气元素表。只要有了电位差、电势差,即电压,就会有电流。这样人们对电的认识一下子就弹出了静电的领域,就不再是摩擦毛皮上的电,雷雨中的电,莱顿瓶里的电,也不只是动物身上的电,而是能控制流动的电。伏打堆也就成了最早的电池、电流发生器。人们为了纪念伏打,便以他的名字“伏”来作电压的单位。这都是后话。
 
 
 
  却说当时伏打的这一发明一传出去,欧洲的科学杂志上几乎每期都是关于伏打电堆实验的报告,人们竞先试制这新奇的玩艺。俄国科学院有个院士叫彼得罗夫,他想这金属环既然是越叠得多产生的电流就越大,我何不就多多地往上叠呢。他一下就叠加了4200个,创造当时伏打电堆的世界之最,并且还出版了一本书,那书名大概也是世界上最长的《关于物理学家彼得罗夫在圣彼得堡外科医学院借助有时由4200个铜环与锌环构成的巨大电池组所作的伽伐尼——伏打实验的消息》。当时伏打电堆热的情况可见一斑。
 
 
 
  在这种电学新突破的狂热之中,这次不用伏打自己去设擂台,巴黎科学院便主动邀请他去作一次动人的表演了。1801年11月,伏打带着他的仪器来到巴黎,不只法国的科学家和一般人等,就是伦敦那些当年看过他与伽伐尼斗法的人也有赶来看热闹的。正当大桌子上瓶瓶罐罐,环环片片已摆下一大堆时,伏打先不做实验,却退出桌子,趋前一步,面对观众说:“在表演前,请允许我先向七、八年来一直在和我激烈争论的伽伐尼教授致以崇高的敬意。很不幸的是他在三年前就退出了人世,今天不能和我们共享发现的欢乐。虽然我们观点不同,但没有他的启发和驳难也不会有我今天的发现。我永远感谢他,我们从不可忘记他。”
 
 
 
  伏打今天表演的发明又有改进,它已不是一个个金属柱,而是一个个并行的玻璃缸,里面放上稀酸,每个缸都是这边放进铜片,对面放一块锌片,两个缸之间用导线相连,而成一个整体。它产生的电流比那金属环叠起的柱又大了许多。伏打把这装置接好后说:“我们现在就可看到这样产生的电流,第一,它能将水分解。”说着伏打将电的两极插入水中,竟顺着极板的一边冒出了氢气,另一边冒出了氧气。这时台下的人不由喝起彩来。
 
 
 
  伏打接着说:“第二,这电还能从金属溶液里将金属重新捞出来。”说着,伏打又将电极插入蓝色的铜矾水溶液中,一个电极上便很快出现一层红色的铜,而且那铜极纯,是我们平常很难见到的。
 
 
 
  伏打就这样津津有味地一项一项地报告着他的新发现,听讲的人也早就被他牵走了魂,会场上时而议论纷纷,惊叹不绝,时而又鸦雀无声。正当这种表演达到高潮,伏打为自己终于能有今天的胜利而喜上心头时,突然一个全副武装的法国军官走上台来,在伏打耳旁轻轻说道:“你的表演现在可以收场了,拿破仑将军已在台下听讲多时,他马上要接见你,请你立即到后面休息室去。”
 
 
 
  伏打一听此言,真如五雷贯顶,他万没想到拿破仑这个威名赫赫,东征西讨的武人怎么也会混到人群里来听这种书生学者们关心的事。而且当初伽伐尼就是因为不愿宣誓效忠于拿破仑扶植起来的意大利政府而被他无情地解职,郁郁而死的。我今天开讲前那段颂扬伽伐尼的话,拿破仑一定也已听到,恐怕是惹恼了这位凶狠的雷公,要不然他何以要马上召见我呢?伏打越想越觉得凶多吉少,草草收起摊子,向台下的听众道声谢便向后台走去。
 
 
 
  要知拿破仑召见伏打是凶是吉,且听下回分解。
 
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38樓 發表于:2024-4-10 04:52
第三十六回
浪子回头 皇家学院得奇士,功夫到处 元素家族添新丁
 
——钾、钠等新元素的发现  上回说到伏打发明伏打电池组后正在巴黎兴冲冲地当众向人表演,突然有人来传,说拿破仑后台有请,一时不知吉凶。伏打收拾了摊子忐忑不安地来到后台休息室。谁知一进门,那威名赫赫的小个子将军倒突然立正向他行了一个军礼,并大声宣布:“你为科学事业干出了伟大的业绩,我宣布授予你侯爵封号,任命你为意大利王国的上议员。”伏打一时也不知是忧是喜,它那个装满电学知识的脑袋半天也没转过弯子。
 
 
 
  读者要问,这拿破仑是法国人怎么有权任命意大利的议员?原来在1797年拿破仑亲自率领军队灭掉了意大利的旧政权,自己重新扶植了一个傀儡政府,他当然是太上皇了。不过这拿破仑有一点不错,就是很重视科学家。他创办新式学校,聘请著名学者任教,甚至还有些科学家在政府担任了要职,如数学家蒙日任海军部长,数学家拉扎尔•卡诺任陆军部长,化学家克鲁阿担任火药局长、教育部长等。这是题外之话,暂且不表。
 
 
 
  再说这伏打发明了电池组,开辟了电化学。这条路一拓开便有人大步走来。这人就是戴维(1778~1829)。
 
 
 
  戴维出生在英国一个沿海小城盘森斯的一个木匠家庭里,小时是一个出名的浪子。父母指望他能成才,好改换门庭,就送他到学校去读书。不想小戴维虽十分聪明,就是不肯在书本上花力气,他每天左边口袋装着鱼钩鱼线,右边口袋装一只弹弓,就是早晨上学前也常要跑到海边打几只鸟,钓几条鱼。所以经常迟到。而且有时正上着课,他就悄悄将口袋里的鸟放出来,学生们便一窝蜂地去扑鸟,老师也知道戴维这个罪魁,所以他一迟到就气得先提住他的耳朵厉声训斥几句,追问又去干甚么坏事,并没收了他口袋里心爱的弹弓、鱼钩、小鸟等物。这天戴维又迟到了,两个口袋鼓鼓囊囊,疯了似地冲进教室正要向自己的坐位上奔去。老师厉喊一声:“戴维!又到那里闯祸去了!”说着上来一只手将他的耳朵提起。谁知戴维向他鼓了鼓小眼睛,一句话也不答。老师受到学生的如此蔑视大伤面子,就更提高嗓门吼道:“把口袋里的东西掏出来!”
 
 
 
  “就不给你!”戴维说着还故意用手将口袋护住。
 
 
 
  “给我!”当着全体学生,老师的面子更无处搁了,他一只手捏紧戴维的耳朵,另一只手就向口袋里掏去。谁知他的手刚伸进口袋便“啊”地一声尖叫,抽了出来,连提着戴维耳朵的那只手也早已放开。随着他那只手的抽出,一条绿色的菜花小蛇落在老师的脚下。满教室里一下炸了窝,学生们又是惊叫,又是哄笑。而戴维呢?也不说,也不笑,一本正经地拾起小蛇,装进口袋里,又慢慢过去坐在自己的位子上,等待老师讲课,就像刚才没有发生任何事情一样。他越是这样一本正经,学生们就越是笑得前仰后合,而老师越气得脸红脖粗说不出话来,最后挟起书本,摔门而去。
 
 
 
  老师退出教室没有回办公室,而是径直向戴维家走去。戴维的父亲正在叮叮当当地干活,老师急呼呼地推门而入,如此这般地说学一遍,直把老木匠气得两手发抖,五脏乱颤。一会儿,戴维放学回来了,一进门就劈头吃了一巴掌,母亲闻声过来忙抱住父亲,一边心疼地喊:“你手那么重,真要打死孩子吗?”
 
 
 
  “这样的孽子要他还有甚么用?”
 
 
 
  一个要打,一个要拉,两位老人倒撕缠在一起,累得上气不接下气。过了一会儿总算静了下来。戴维看看再不会有甚么大祸,便提起一个小木桶,一根鱼竿向门外走去。父亲厉声喝道:“又去干什么?”
 
 
 
  “爸爸妈妈刚才嘶喊得累了,我去海边钓两条鱼来孝敬二老!”
 
 
 
  “你呀……。”老木匠气得一屁股跌在椅子上,“我这辈子算是对你没有指望了。”
 
 
 
  这件事过后不久,戴维的父亲真的一病不起,作古而去。戴维的母亲拖着五个孩子,这日子实在无法维持。就将他送到一家药店里去学徒,也好省一张吃饭的嘴。这戴维给人抹桌子扫地、端脸盆倒尿壶,到月底别人领得了工资,他却分文没有。他伸手向老板去要,老板当众将他那只小手狠狠地扇了一巴掌说:“让你抓药不识药方,让你送药认不得门牌,你这双没用的手怎好意思也伸出来要钱!”店里师徒哄堂大笑,戴维羞愧满面转身就向自己房里奔去,一进门扑在床上,那眼泪刷刷地便洗开了脸。而外面,刚发了工资的师徒们正大呼小叫地喝酒猜拳。他从前哪里受过这种羞辱,可是现在不比在学校、在家里。现在是吃着人家,喝着人家,再说就是跑回家去吧,四个弟妹也都是一哇声地向母亲喊肚子饿,难道我也再去叫母亲为难吗?戴维在学校时功课学得不好,却爱写几句歪诗,想到这里,他一翻身揪起自己的衬衣,刺啦一声撕下一块,随即又咬破中指在上面写了几句,便冲出门去。外面店员们正闹哄哄向老板敬酒献殷勤,不提防有人啪地一声将一块白布压在桌子中央,只见上面有这样几行字:“莫笑我无知,还有男儿气,现在从头学,三年见高低。”再一细辨,竟是鲜血涂成,大家大吃一惊,忙抬头一看,只见戴维挺身桌旁,眼里含着两汪泪水,脸面绷紧,显出十二分的倔强来。他们这才明白,这少年刚才受辱,自尊心被伤得太重,忙好言相劝拉他入席。不想戴维却说:“等到我有资格时再来入席。”返身便走。
 
 
 
  就从这一天起戴维发奋读书,他给自己定了自学计划,只语言一项就有七种。他又利用药房的条件研究化学。果然不到三年,在这间药铺里戴维已是谁也不敢小看的学问家了。原来,我们常说才学、才学,世上却有许多人是苦学的,但缺才;但也有许多人本是有才的,就是不肯用在学问上,终成歪才、废才。这戴维本是有才之人,一朝浪子回头用在治学上,自然如干柴见火能发出许多的光热。这时,恰好有个贝多斯教授在布里斯托尔成立了一个气体疗养院,专用新发明的气体为人治病,而戴维竟被邀请去一块任务。在这里戴维发现了一种:“笑气”(一氧化二氮),人一吸入就会不自觉地兴奋发笑,于是重命名声大振。到1801年他又被请到伦敦皇家学院去任讲师,第二年又升为教授。第三年,他还不满二十五岁又当选为皇家学会的会员。
 
 
 
  各位读者,容我这里插上几句作个帮助。那英国有个皇家学会,还有个皇家学院,是两回事。前者先是英国数学家约翰.威尔金斯在1660年11月28日发起成立的英国“物理数学实验知识促进学会”,后来有如我们在本书第二十六回提到的波义耳、胡克等人添加,而成为一个有权威的国家科研机构。而皇家学院是1800年由英国物理学家伦福德伯爵在伦敦发起成立的,最初叫“发展科学和普及重要知识学会”,经费靠私人捐助,主要是为了普及科学知识,而不是进行教学,以后才逐渐变成专门科研机构。这戴维1801年被请到这里,1803年伦福德伯爵便和拉瓦锡留下的寡妇玛丽结了婚而移居法国,因此这个学院的实际支撑者便是戴维了。他人长的标致,又有一副好口才,皇家学院的收费讲座由他主讲,场场都是听众爆满。伦敦上流社会只要提起戴维,已是哪个不知谁人不晓了。
 
 
 
  再说这戴维本是一钓鱼打鸟的顽童,浪子回头,发奋读书,十年功夫就有如此成就。他更知光阴可贵,条件难得,因此也就更加刻苦研究。在许多研究题目中他对伏打电池的电解作用尤感兴趣。他想电能将水分解成氢、氧,那么一定也能将其他物质分解出甚么新元素来。而化学实验最常用的就是苛性硷,不妨拿它一试。戴维就是搞起科研来也还有一点少年时胆大豪爽的遗风,他一有这个想法便立即和他的助手、堂兄埃德蒙得把皇家学院里所有的电池都统统集合起来,其中包含二十四个大电池,光那锌、铜制的正负电极板就有一英尺宽;又有一百个中等电池,电极板有半英尺宽;还有一百五十个小电池。这真是一支电的大军,戴维站在这套电池组织前就像大将统兵一样地得意,他说一定要让那苛性硷在他的手下分出个一清二白。
 
 
 
  这天戴维和他的堂兄起了个大早,开端了这场计划已久的战斗。他们先将一块白色的苛性硷配成水溶液,然后就将那庞大电池组的两根导线插入溶液中,溶液立即沸腾发热,两条导线附近都出现了气泡,冲出水面。开端他们还为这热闹的场面而高兴,但过了一会儿就发现上当了,跑出的气泡是氢气和氧气,刚才被分解的只不过是水,而苛性硷还是原封未动!难道这苛性硷真的就是一种元素而再不可分了吗?戴维那倔劲又上来了,他才不相信呢!水攻不成,改用火攻。这回他将一块苛性硷放在白金勺里用高温酒精灯将它熔化,然后立即用一根导线接在白金勺上,将另一根导线插入融物中,果然电流通过了,在导线同苛性硷接触的地方出现了小小的火舌,淡淡的紫色,从未见过的美丽。戴维大叫:“埃德蒙得,快看,它出来了!”
 
 
 
  “它在哪里?”
 
 
 
  “就是这火,这淡紫色的火。”
 
 
 
  埃德蒙得也极兴奋,他把鼻子凑近白金勺,仔细看着说:“可是我们总不能把这火苗存在瓶子里啊?”
 
 
 
  “对,怎么收集这种物质呢?”戴维又犯愁了,看来是因为熔融物温度太高,这东西又易燃,一分解出来就着火了。水攻不行,火攻也不是个好办法。
 
 
 
  1807年11月19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发明的元素去轰动一番。但是时间还剩六周,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,滴滴答答一刻不停地摆动,他一会儿冲到楼上摆弄一下电池,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。
 
 
 
  再说戴维眼看报告日期就到,电解苛性硷还是水路不通,火路不行。他焦焦虑虑地苦思苦干了十几天,比较了十几个方案。也真是车到山前必有路,这天他一拍脑门忽生一计:我何不把苛性硷稍稍打湿,令其刚能导电又不含剩余水份呢?这个点子一冒出来,他高兴地两手一拍大腿,高喊一声:“成了!”倒把埃德蒙得吓了一跳,忙问:“什么成了?”
 
 
 
  “不要多问,快拿硷块来。”
 
 
 
  一个硷块儿放在一只大盘里端了上来。要让这东西轻轻打湿并不必动手,只须将它在空气中少放片刻,它就会自动吸潮,表面成了湿糊糊的一层。这时戴维和他的一群助手围定这块白硷,下面垫上一块接电的白金片,一等表面刚刚发暗变湿,就一声令下:“插上去!”那架势就像几个人正在杀一头猪一样紧张,埃德蒙得是专门等着“捅刀子”的,不等语音落地,另一根导线早“嘶”地一声穿入硷块。忽然啪的一声,像炸了一个小爆竹一样,那导线附近的苛性硷便开端熔融,并且越来越厉害。你想那小小硷块那能经得过这数百个电池的电流的锥击,一会便渗出滴滴眼泪,亮晶晶像水银珠,“巴打”、“巴打”地流下来。有的刚一流出就啪的一声裂开,爆发出一阵美丽的淡紫色火焰,随即消失的无影无踪,而有的“珠子”侥幸保存下来,却很快失去光泽,蒙上了一层白膜。
 
 
 
  戴维看到这里,突然退出实验台,就地转了一个漂亮的舞步,如醉如狂地大跳起来,那样子真如范进中学。他边跳边拍着巴掌,嘴里念道:“真好,好极了!戴维,你胜利了,戴维,你真行啊。”他这样疯疯癫癫地在实验室里转了几个圈子,带倒了三角架,打落了烧杯、试管,碰翻了墨水瓶。大约有五、六分钟他才勉强让自己镇静下来,忙喊道:“拔掉,拔掉导线,埃德蒙得,不必要了,我们找见了,成功了!”
 
 
 
  这次戴维真的成功了,他电解出来的那亮晶晶的金属就是钾。接着他又用同样的方法电解出了钠。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  勿左也勿右,山重水复疑无路, 非水亦非火,柳暗花明又一途, 思路不偏狭,千寻万觅终得助, 智慧之光闪耀,有心人功夫不负。
 
 
 
  作报告的日期到了。这几天戴维已经疲劳到了极点。而且身上还时冷时热。但他怀着极大的兴奋支撑着病体走上了讲台。开讲前,皇家学院的报告厅里早已水泄不通。那些上流社会的爵士、贵妇们其实也不懂什么是科学,但是化学表演,就如魔术一般还是能满足他们的好奇心的。这天戴维也真不负众望。他将自己这些日子辛苦制得的一块钾泡在一个煤油瓶里,向人们介绍说:“这是三天前世界上才发现的新元素。我给它起个名字叫锅灰素(英国人叫苛性钾是锅灰)。它是金属,可是性格真怪,既柔软又暴烈,身体还特别轻,入水不沉,见火就着。”
 
 
 
  戴维说着用小刀伸进煤油瓶里轻轻一划就割下一块钾来,又把它挑出来扔进一个盛满水的玻璃盆里。那钾块立即带着嘶嘶的呼啸声在水面上着了魔似地乱窜,接着一声爆响,一团淡紫色的火焰,声音越来越小,体积越来越小,慢慢消失在水里,无影无踪……。
 
 
 
  世上哪有这样的金属,台下的人简直看呆了,大家都凝神屏息看着这种奇怪的新元素突然出现又突然消失。他们不愿这个魔术就这么眨眼之间退出。也许那玻璃盆里一会儿还会出现什么新东西,他们看戴维伏首在桌上也不说话,头都抵住盆沿了。全场一片肃静。可是这样等了一会儿,盆里什么也没有,主讲人也不说话。突然有谁喊了一句:“戴维先生怎么了?”
 
 
 
  这下提醒了人们,前排几个人立即跳上台去,将戴维扶起。一碰他的双手,早冷得像冰一般,再一摸额头,倒湿淋淋地甩了一把冷汗,人们狂呼着:“快送医院!快送戴维到医院!”
 
 
 
  欲知戴维性命如何?且听下回分解。 
 
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第三十七回
惜人才 戴伯乐收高徒,妒新秀 法拉第遭白眼
 
——电磁感应的发现   上回说到1807年11月11日戴维在皇家学院作报告突然昏死过去,被送到医院,尽力抢救方才苏醒过来,虽保住了性命,却遭了一场大难。他病势极度恶化,有好几天躺在医院里,不会说话,不会翻身,看样子离见上帝也差不多时了。许多崇拜者都络绎不绝地前来探望,弄得医院没辙儿,只好在大门口挂一个告示牌,每日公布一次病情。以后他出了院在家静养,有一年时间不能做实验,不能多做报告。只要戴维不登台就没有人来听讲,皇家学院1808年的收入比上年竟减少了四分之三。戴维当时的影响之大可见一斑。
 
 
 
  再说戴维自从这次身体大伤元气之后也不像从前那样社交活跃了,有时去做实验,有时就呆在家里。这天正是耶诞节的前一天,早晨起来,用过早点拿一本杂志,靠在沙发上消遣,突然仆人送进一封信来,随信还有一本368页的厚书,封面上用漂亮的印刷体写着:戴维爵士演讲录,还有时间、地点。他这一看吃惊不小,一下从沙发里跳起来喊道:“是哪个出版社这样大胆,竟敢借我的名字偷偷出书。”他再一翻内页,三百多页全是漂亮的手写体,还有许多精美的插图,又不像是机器印刷。可是这装订都是正正规规的精装布面,书脊上烫金大字。戴维一下坠入五里雾中,莫名其妙。他再看那封短信,原来是一个叫迈克尔•法拉第(1791-1867) 的青年写的,大意是:我是一个刚出师的订书学徒,很热爱化学,有幸听过你的四次演讲,整理成这本笔记,现送上,作为圣诞节的礼物。如能蒙您提携,改变我当前的处境,将不胜感激,云云。
 
 
 
  戴维将信看了两遍,将书捧在手里,来回抚摸着,心里也不知是惊是喜,是酸是甜。他想起这几年来他在上流社会,终日交结的不是大腹便便的绅士,就是香粉袭人的贵妇,他们大把大把的英镑随手撒,整桌整桌的酒席彻夜摆,东家拉,西家请,要我讲,要我请,可是何曾有一个人真正里解我的发现,认识我的学问,这些人不过是附庸风雅,赶赶科学时髦而已。而今天一个订书店的学徒却居然对我的思想理解得如此精深,看那插图,简真比我真正做的实验还要干净利落。真是市井小巷藏人才啊!他又想到自己当初还不是一个打鸟捉蛇的顽童,何曾受过什么正规教育,多亏伦福德伯爵的提携才进到这皇家学院,现在已是爵士了。而这订书青年却还在和自己的命运挣扎。想到这里,戴维教授动了侧隐之心,起了爱才之意。便提起鹅毛大笔写了一封信:
 
 
 
  先生:
 
 
 
  承蒙寄来大作,读后不胜愉快。它展示了你巨大的热情、记忆力和专心致志的精神。最近我不得不退出伦敦,到一月底才能回来。到时我将在你方便的时候见你。
 
 
 
  我很乐意为你效劳。我希望这是我力及所能的事。
 
 
 
         享•戴维
 
        1812年12月24日
 
 
 
  果然,一个月后,戴维在家里亲自接待了法拉第,并安排它在皇家学院实验室当助手。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  进门不靠金砖敲, 立身不求人怜悯。 法拉第举起书一本, 皇家学院敞开门。
 
 
 
  1812年3月,法拉第到皇家学院正式上班了。他本是学徒出身,干起活来处处小心。他虽然是一名实验室里刷瓶子搬仪器的勤杂工,但对实验属性却都能理解,与人配合起来总是得心应手。所以没过多长时间,实验室里上上下下没有一个人不说法拉第的好话。戴维更是得意自己引进了一个好人才。
 
 
 
  这年秋天,戴维和夫人要到欧洲大陆旅游了。说起这位夫人,也真不同寻常,她仗着自己的脸蛋儿还算漂亮,更仗着自己的门第高贵,所以平时在家里一身珠光宝气,一出门就必须车随仆跟。有客来访,要不是个爵士贵族有地位的人,她能转过脸去装作没看见。到别人家赴宴,只要她一进门,主人也就成了她的仆人,平时在家稍不如意就摔盆打碗,只要看见街上谁家的女子穿了一件华丽的衣服,便立逼戴维马上给她也买一身。人常说爱情就是给予,就是牺牲,而戴维夫妇的结合正好相反,就是互相要,互相用。他要她的漂亮和金钱,她要他的爵士地位和科学家的名声。穷小子出身又极爱虚荣的戴维得着这么个漂亮尊贵的妇人也就够满意了,所以也甘心捧着、哄着这个宝贝。现在他们要到欧洲旅行了,这是戴维夫妇早就望眼欲穿的。可是他们选择的时机实在不巧,这时英法两国正在交战。那个铁腕皇帝拿破仑正气势汹汹地要吞掉整个欧洲呢。所以临出发前戴维平时的两个贴身仆人突然变卦不愿跟去了,他们怕被当作奸细抓去杀头。而那个贵妇人哪能没有仆人伺候。于是戴维就要法拉第充任,法拉第也想借机到欧洲大陆去见见世面,双方谈就,法拉第以私人秘书身份暂兼仆人,一到法国就另雇一个。
 
 
 
  十月十三日,戴维一行上路了。他们先乘马车,到达普利斯茅港,再横渡英吉利海峡,十月二十九日到达巴黎。在这里逗留两个多月,又经过威尼斯,翻越阿尔卑斯山到意大利,再去瑞士,去法国。法拉第沿途看那滔滔海浪,莽莽群山,维苏威火山上的烟雾,罗马万神庙的石柱,真是大开眼格。还有在巴黎见到了安培,在米兰见到了伏打,在日内瓦见到了利夫,这都是当时名扬欧洲的大科学家,法拉第能在一旁倾听他们的交谈,其兴奋之情简直和第一次进皇家学院听戴维的报告一般。但是只一件事叫他扫兴,就是戴维那个难伺候的夫人。原说好一过海就雇人的,可是到了巴黎戴维就再不提这件事。法拉第要照看随身带的仪器,准备实验,安排会客,还要照顾夫人那一大堆衣、帽、鞋、袜、脂粉、首饰。到巴黎下榻的第一天,戴维夫人就将脚上的鞋子往下一脱,说:请你给我擦好,明天一早还要穿。”法拉第那能受得这份气。他也不搭话,转身去查看那些箱子里的仪器。这位贵夫人立时变成了一个泼妇,她也不顾旅馆里人多,大哭大喊:戴维伯爵收了你这个忘恩负义的东西,一个订书徒也想摆弄什么仪器,装起科学家来,我看你快反了……”戴维忙将她推回卧室。这一夜只听里面哭哭啼啼没有安宁。法拉第知道,明日戴维要不亲自去擦那双皮鞋,那个娇奶奶是不肯出门的。想到这里,他悄悄将扔到门外的鞋子拿到自己房里擦个雪亮,自我解嘲地想道:这也算是替老师解忧吧。戴维总是我的恩人啊。”
 
 
 
  这法拉第自从跟了戴维,虽然有时不免忍气吞声,但处在科学堆里,耳濡目染也真的学到不少东西。哥本哈根有一个教授叫奥斯特(1777~1851) ,在1820年发现当导在线有电流通过时,导线旁的磁针就会发生偏转,消息传来,震动了英国的科学界,这帮助电和磁是有关系的。皇家学会的一名会员华拉斯顿很聪明,他想电能让磁动,磁为何不能让电动?便跑来找戴维,还设计了一个实验,在一个大磁铁旁放一根通电导线,看它会不会旋转。可惜,没有成功。更可惜,华拉斯顿不过想想而已,一碰钉子就后退了,也就再不提此事。但机遇专给有心人。皇家学会两个大权威失败了的实验,倒让一个小学徒记在心里。那天法拉第就站在旁边,事后他独自一个人躲在实验室里又日以继夜地干了起来,他想那导线不能转动是拉得太紧,就干脆取来一个玻璃缸,里面倒了一缸水银,正中固定了一根磁棒,棒旁边漂一块软木,软木上插一根铜线,再接上伏打电池,果然电路一通,那软木轻轻地飘动起来,缓缓慢慢地居然绕着磁棒兜开了圈。一根线通电转得慢,要是一个通过强电流的线圈里呢,不就转得快了吗?啊,成功了。这就是世界上第一个最简单的马达。法拉第这个沉静温和、能自制不激动的人,现在却忍不住在皇家学会的地下实验室里一个人围着这个水银缸跳起舞来。软木轻轻地飘,他也跟着欢快地转,这样转了几圈,他猛地跑到桌边,翻开实验日记写道:1821年9月3日。……结果十分令人满意,但是还需要做出更灵敏的仪器。”
 
 
 
  各位读者,这法拉第在记笔记这一点上可很不像他的恩师戴维。戴维的实验笔记常常是大涂大抹,有时写错了,干脆用手指头蘸上墨水一勾。实验成功了,就狂草大书;失败了,就懒得去记。而法拉第大约因为是订书徒出身,又受过美术训练,他的日记有日必记,每次实验无论成功与否都要记,而且按顺序编号,一直编了一万六千零四十一号。后来到他白发苍苍,自觉将不久谢世时,就当年装订戴维的演讲录一样,用自己特有的装订技术将这些实验日记装订好送给皇家学院,这是科学史上一条了不起的财富,他死后一周年时人们才分成七卷整理出版。这是后话。
 
 
 
  再说法拉第发现导线可以绕磁铁旋转后,立即写成一篇论文在伦敦科学季刊上发表。这下又惹出麻烦,沃拉斯顿说法拉第抢了他们的成果。戴维明知沃拉斯顿的实验并没有成功,可是出于嫉妒也不出来为学生说话。于是满城风雨,是非难辨。不久,法拉第又做成了氯气液化试验,在皇家学会正式报告前,戴维又在报告上加了一段,帮助这个实验是在他的指导下做成的。老师要从学生的饭碗里抢食吃了。当年看见就热心提拔;现在眼看要出头了就赶快去堵去压。戴维这个人的心理实在复杂。好在法拉第逆来顺受惯了,而且定了一条规矩,就是刀子到了头上也不肯说恩人一句坏话。所以有些小小不快,事情总还可以收拾。而且他又亲自登门向沃拉斯顿解释,他的实验是导线是绕着磁铁“公转”,华拉斯顿的实验是“自转”,并不一样,沃拉斯顿也就释然了事了。
 
 
 
  可是出头椽先烂,树欲静风不止。这法拉第要是好好地洗瓶子、擦地,也就会师恩徒贤,和和睦睦,绝无闲事了。谁叫他发现了导线绕磁铁转动又去发明什么氯气液化,于是皇家学会的一帮会员看他是个奇才,便出于好意,联合了二十九人的签名,要保举他为会员。一个洗瓶子的杂工竟要挂上堂堂的皇家学会会员的头衔,戴维就决不能答应了。这天下午,法拉第正在地下室做实验,戴维突然怒气冲冲地推门进来。
 
 
 
  “法拉第先生,听说你最近准备进皇家学院了,我劝你还是撤回你的申请。”
 
 
 
  法拉第自从入得这个恩师的门来,便是一边求知,一边受气,一直忍了十年。想不到这关键的时候,这个当年引他进皇家学院的恩人,却会在皇家学会的大门将他阻拦。他头也没抬,用冷静而压抑着愤怒的声调答道:“是他们要提名的,我本人从来就没有递过什么申请,你让我撤回什么呢?”
 
 
 
  “那你就劝他们撤回。”
 
 
 
  “那是他们的事儿,我不想干涉。”
 
 
 
  戴维怕把事情弄僵,便缓和一下口气说:
 
 
 
  “我不是不同意你添加学会,只是你现在年纪还轻,再过几年添加也不迟嘛。”
 
 
 
  “戴维爵士,我年纪还轻,今年也已经三十一岁了,可是你当年加入皇家学会是二十四岁啊!”
 
 
 
  这一句话将戴维噎得只见口张,不闻有声,他啪地一声摔门去了。
 
 
 
  1824年1月8日,皇家学会就法拉第的会员资格进行无记名投票,在只有一票反对的情形下顺利通过。这一票正是戴维所投的。至此,这对师生的矛盾发展到顶峰。
 
 
 
  却说法拉第在皇家学院受这种闲气,就更要咬牙干出个样子。自从1820年奥斯特宣布电能使磁针偏转后,法拉第就想,这一定是电产生了磁,才影响到磁针,果然到1825年皮鞋匠出身的电学家斯特詹在一块马蹄形软铁上通电后竟能吸起四公斤的铁块,不久又一美国人改进实验吸起了三百斤重的铁块,电真的变成了磁,而且力量这样巨大。法拉第反过来想,磁为什么变不成电呢?如果能变成电,那力量也一定不会变小的。自从1821年他做完那个电绕磁转的实验后,脑子里就每时都在转着这个问题。他在笔记本上写了:“转磁为电”几个大字,口袋里常装着一块马蹄形磁铁,一个线圈。就这样苦思苦想,常验常试。他常先是用磁铁去碰导线,电流计不动,在磁铁上绕上导线,还是没有动。干脆把磁铁装在线圈的肚子里,接上电流计,指针依然不动。法拉第就这样颤来倒去,从1821年开端到1831年不觉已过去整整十年,脑汁绞进,十指磨破,也没变出一丝丝电来。一天,他又在地下实验室干了半天,还是毫无结果,他说了声:“算了吧!”气得将那根长条磁铁向线圈里通地一声扔进去,仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一刹那间,他忽然看见电流计上的指针向左颤动了一下。他赶快眨了一下眼,再看指针又在正中不动了。他想也许是看花眼了,因为人们在高度集中精力的实验中,有时看到的只是自己希望的假象。他这么想着就欠着身子将磁铁抽出来再试一次。不想这一抽指针又向右动了一下,这回可是真真切切的。他忙又将磁铁插回,指针又同左偏了一下。唉呀,有电了,磁成电了。十年相思苦,一朝在眼前!法拉第将那磁铁在线圈里不停地抽出插入,上上下下就如同捣蒜一般,把个桌子弄得咚咚直响,那电流计上的指针也就像拨浪鼓似的左右摇个不停。这时法拉第那个贤惠温柔的妻子萨拉见他到时还不上来吃饭,又端着一盘面包、牛奶,几样小菜送到地下室来,刚一推门见法拉第正对着线圈“捣蒜”,便噗哧一声笑着喊道:“迈克尔,开饭罗!“法拉第抬起头,扔掉磁铁像一只小鸟一样飞到萨拉面前,展开双臂搂住她的肩膀,就地打了一个旋。萨拉手中的牛奶面包菜碟统统掉在地上。她喊道:“迈克尔,你怎么啦,牛奶撤了,盘子打了,你吃什么呀。“
 
 
 
  “不要了,什么也不要了。今天有电了,有电就够了,只要有电就行了!“
 
 
 
  他这样语无论次地念了一段“了了”歌,便翻身去记日记:“1831年10月17日。磁终于变成了电……“
 
 
 
  各位读者,磁变地电这种伟大发现的幸运何以偏偏落到一订书徒出身的法拉第身上?原因很多,但有一点却应引起我们特别的注意。就是十年前奥斯特通过实验将电变磁,法拉第听说后即反过来这么一想:磁能不能变电?这便是一种相似思维。原来世界上的事物都是互相联系的,而这种联系常常表现为它们之间的各种相似,抓住这个相似点也即抓住了它们的纽带,伟大的发现常常由此而始。阿基米德身在澡盆悟出浮力定律;牛顿见苹果落地而推及地球与苹果相互吸引,终发现万有引力;富兰克林由毛皮摩擦的电火花而想到雷鸣电闪,因此而探得电的本质;波义耳因酸雾使紫罗兰褪色便反向联想到以此来检验酸硷,竟发明了化学试剂。善发现物与物之间的相似,善由这相似现象进而探究其内在的规律。犹如进瓜地而先理其藤,藤在手则瓜无所漏;入迷宫而先导其路,路既通则保无所遗,新的发现就会层出不穷,层层递进。我们在以后各回目中还将看到许多科学家对各种思维方法的妙用。
 
 
 
  闲话少叙,却说这法拉第虽发现了磁变电,但他还是穷追不舍。他先将直棒磁城换成马蹄形的,将线圈换成一个铜盘,铜盘可以连续摇动,这样就可以获得持续电流了。这是世界上第一台发电机。
 
 
 
  实验做成了,他又在理论上探索。磁电之间是靠什么联系转换的呢?牛顿总结过万有引力,认为引力是在空间起超距作用,没有速度。法拉第想,不对。磁铁周围有磁力线,有一个磁场,导线周围也有电场,它们是通过场相互作用,而且有速度。但是,他的数学基础太差,不会推导这个公式,一时也无法用实验有效性,他在发明权问题上是吃过几次亏的,便将这个思想先写了出来,以免将来有人又来抢头功:
 
 
 
  我倾向于把磁力从磁极向外散布,比做受扰动的水面的震动,或者比做声音现象中空气的震动;也就是说,我倾向于认为,震动理论将适用于电和磁的现象,正像它适用于声音,同时又很可能适用于光那样。
 
 
 
  这些想法,我希望能用实验实现。但由于我的许多时间用在公务上,这些实验可能拖延时日,在实验进行的过程中,这些现象可能被他人首先观察到;我希望,通过本文档存放在皇家学会的文档柜里,那么将来我的观点被实验验实,我就有权声明,在某一个确定的日期,我已经有了这样的观点。就我所知,在当前除我本人以外,没有人知道这些观点,也没有人能说自己已经有了这样的观点。
 
 
 
      迈•法拉第于皇家学院
 
      1832年3月12日
 
 
 
  却说法拉第将这个假设封成一个锦囊存入皇家学院的柜子后,就静等有知音人上门求见了。到底有没有人来,且等下回分解。 
 
上士 九級
40樓 發表于:2024-4-10 04:53
第三十八回
茶壶煮饺子笨女婿失去讲座,实验加方程物理学登上高峰
 
——电磁理论的创立  上回说到法拉第通过实验发现电磁感应现象,并从直观的猜想出发提出了力线、场的假设,但是他一时无法用实验去证实,便将这预言封了一条锦囊存入皇家学院地下室的文件柜里,专等知音上门。
 
 
 
  他1832年3月将这预言存起来,就这样静静地整整等了二十三年,还未见有一人上门,也未听到一句能理解他的热乎话。相反,倒是常有不少人,包括当时一些著名的物理学家,常讽刺挖苦他连牛顿这个老祖宗也翻脸不认了。他在工作得实在很疲倦时,靠在椅子上闭目养神,有时会想起开普勒在发现三定律后说的那段话:反正我是发现了,也许到一百年后才会有人理解。唉,看来此生我只好忍受这种发现的孤独了。一天他正这样唉声叹气地翻着每天收到的一大叠学报、杂志,忽然眼前一亮,一篇论文的题目跳进眼帘:《论法拉第的力线》。他就如铁汉拣着一块甜面包一样,一口气将那些字,连标点都扫了个精光。这确是一篇好论文,是专门阐述他的发现、他的思想的,而且妙在文章将法拉第充满力线的场比做一种流体场,这就可以借助流体力学的成果来解释;又把力线概括为一个矢量微分方程,可借助数学方法来描述。法拉第从小失学,未受正规学校训练,最缺的就是数学,现在突然有人从数学角度来为他帮忙,真是如虎添翼。他忙看文章的作者是谁,却是一个陌生的名字:詹姆斯•克拉克•麦克斯韦。从这一天起他就打听这个作者,但是就如这篇突然出现一样,作者也突然消失,真是来无躁去无影。法拉第只好望着天花板叹气了。
 
 
 
  就在法拉第乍喜又忧、无可奈何之时,通往苏格兰古都爱丁堡的大路上正匆匆走着一个小伙子。他满脸热汗,衣襟敞开,像有什么急事在搅得他心绪不宁,催得他行步如风,埋下头来只顾赶路。这人正是麦克斯韦(1831-1879)。他本是在伦敦剑桥大学毕业后留校工作的,但是前几天突接家里来信,说父亲病重,便放下手头的工作赶回老家来了。
 
 
 
  麦克斯韦生于1831年11月13日。正好是法拉第发现电磁感应那一天后的第三十三日。好像上帝将他送到人间就是专门准备来接法拉第班似的。麦克斯韦九岁那年母亲因肺病去世,于是他从小与父亲相依为命。他父亲是一位极聪明、极不受传统束缚的工程师,一次他将桌上摆了一瓶花教儿子昼写生。不想卷子交来,满纸都是几何图形,花朵是些大大小小的圆圈,叶子是些三角形,花瓶是个大梯形,父亲摸着儿子稚气的脸蛋说:“看来你是个数学天才,将来在这方面必有所成。”于是便开始教他几何、代数。这麦克斯韦也真是个神童,在中学举办的一次数学、诗歌比赛中,他一个人竟囊括了两项头等奖,十五岁那年中学还未毕业就为了一篇讨论二次曲线的论文,居然发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,十六岁考进爱丁堡大学,一次上课,他突然举手站起,说老师在黑板上推导的一个方程有错,这位讲师也不客气地说:“要是你的对,我就叫他‘麦氏公式’!”不想这位老师下课以后仔细一算,果然是学生对了,爱丁堡大学实在容不下他这个天才,1850年父亲又把他送到出过牛顿、达尔文的剑桥大学。1854年他以数学优等第二名的成绩毕业,立即对电磁生成浓厚兴趣。第二年即发表了《论法拉第的力线》。正当他才华初露要在这新领域里拓地夺标之时,忽得家信,便急急赶回家里来。
 
 
 
  这麦克斯韦是一个孝子,一进家门见父亲形容枯槁,卧床不起,想起幼年失母,父亲拉扯自己的艰难,不觉抱头痛哭。接着他终日侍药床前,百般温顺。为能就近照顾病父,他又写信给剑桥大学,辞去职务,准备在离家不远的阿伯丁港的马锐斯凯尔学院任教,但第二年父亲便磕然长逝,他也就到马锐斯凯尔学院上任,主持一个“自然哲学”的讲座。
 
 
 
  不想这麦克斯韦虽满腹学问,却极不害辞令,茶壶煮饺子,有货倒不出。他第一次登台,说起话来如机枪扫射一般,一堂课的内容半节课就讲完,他以为已讲清的问题,学生却瞪目摇头,他再讲一次,学生的思想还是赶不上他的舌头。第一堂课就这样草草而过。他满头大汗,学生满肚子意见,校方虽还不好意思说什么却也露出不满。麦克斯韦从小学习拔尖,一直受老师同学的尊重,何曾尝过这种为人耻笑的滋味。第二天一早他就夹着几页讲义跑到校园的小花园里对着一棵高大的刺玫瑰,两脚抓地,双目平视,一手持稿,一手斜举,清清嗓子,便嘟噜嘟噜地演讲起来。正当他进入角色之时,忽听得后面一串银铃般的笑声。他一回头不见人影,又静下心来对花上课,后面笑声又起。立时,昨天羞愧未退,今时恼怒又生。他大喝一声:“谁家女子,如此无礼!”这时树后门出一个姑娘,自衣绿裙,丰臀细腰,脸生红云,目含秋波,就如这眼前的玫瑰;体态轻盈又似园中的新柳。姑娘手中捏着一本书,趋前几步,轻轻地说:“先生,对不起!”虽只五个字,却伶牙利齿,抑扬顿挫,而又表情得体。麦克斯韦一看就知道是个大家闺秀,反倒觉得自己刚才不该粗鲁。
 
 
 
  姑娘问道:“你起得这么早,一个人在这里和谁讲话呢?”
 
 
 
  “我是刚来的教师,不会讲课,一讲起话来就紧张得收不住舌头,因此趁早起无人,自己多练习练习。”
 
 
 
  “这并不难,我教你一个妙法。你自己觉得快时,就马上咬住自己的舌头尖,话头自然就可以收住。静静神,理理思路再慢慢说就是。如果你不见怪,我就来作你的学生,陪你练一次,总比那没有表情的刺玫瑰强吧!”
 
 
 
  麦克斯韦这样试了一次果然见效。他请问姑娘大名,原来她叫玛丽,正是院长的女儿,就更生敬意。自此,麦克斯韦天天起早,来这花园练讲,玛丽也天天来这里看书陪练,三日两月,二人便渐生爱慕之心,便指花为媒,暗订终身。院长喜爱麦克斯韦,事后也就欣然同意招他为婿。
 
 
 
  闲话搁过,冬去春来,转眼到了1860年,麦克斯韦来这里已经四个年头,他关于土星光环、气体力学的研究也已取得两项重要成果,虽是无暇光顾他时刻挂念的电磁学。而这时又赶上马锐斯凯尔学院和另家学院合并,他主持的讲座也被撤销,新的饭碗还不知在哪里。这时他的母校爱丁堡大学正要招一名自然哲学讲座教授,他连忙报名。同考的共有三人,论学问和名声,他自然会稳被录取。不想在口试的时候,他面对台前母校里的那些老一辈师长,不觉又紧张起来,虽然也努力去咬舌头,但反而时快时慢,话语断断续续。最后竟因“口头表达能力欠佳”而落选了。他和妻子本不愿再到外乡谋生,老丈人当然更愿他和自己的独生女留在身边,共享天伦之乐,无奈这个心灵舌笨的女婿一试落选也只好垂头丧气。于是麦克斯韦只好带着妻子又来伦敦投靠皇家学院。但塞翁失马,赛知非福?他万没想到在爱丁堡落选,却成就了他的一番事业。
 
 
 
  再说法拉第自从读了麦克斯韦的那篇文章后,就每天留心有无类似的文章问世,同时也打听麦克斯韦的消息,谁知就如彗星划过天空一样,知音来得快,走得也快,岁月流逝,杳无消息。而他也一天天的老了,到1860年他已是一个七十九岁的龙钟老人,越发悲伤自己抱卞和之玉不为人知,莫非那地下室里的文件真要到几百年后才去兑现吗?这天早晨他拄着拐杖在自己门前的草坪上散步,还是想那件放不下的心事,这时远处是来一男一女,男的年轻潇洒,女的恬静美丽,他看着这两个人忽然觉得那就是四十年前自己和妻子萨拉的影子。唉,老了,青春一去不复返了。这样想着,那对男女已经走到眼前,女的手中提着花花绿绿的一大堆礼品,男的趋身近前弯了一下腰,恭敬地问道:
 
 
 
  “你可是尊敬的法拉第先生?”
 
 
 
  “是的,我就是那个普普通通的迈克尔•法拉第。”法拉第最怕人对他恭维,所以在自己的名字前面总要加个定语。
 
 
 
  “我是您的忠实的学生麦克斯韦。”
 
 
 
  “你就是写论文谈我的力线的麦克斯韦先生吗?”
 
 
 
  “是的,我在您的面前,在您的学识面前,不过是个小孩子。”麦克斯韦整整小法拉第四十岁呢。
 
 
 
  当法拉第证实他面前的就是麦克斯韦时,他一把摔掉拐杖,眼里顿时放出光芒,麦克斯韦也一下扑上去两人紧紧地拥抱在一起。一个实验大师,一个数学天才,这是物理和数学的拥抱,是物理学的大幸。法拉第又喊:“萨拉,来贵客了!”萨拉一见玛丽立即就从心里生出一种由衷的亲热。这两个女性,在科学史上无数科学家的妻子中她们是少有的美丽、温柔,终身勤勤恳恳,默默无闻地支持丈夫的研究。两位夫人一见如故,使到客厅里叙话,又到厨房里弄菜。法拉第早拉着麦克斯韦进了书房。
 
 
 
  法拉第说:“我等你等得好苦。你终于回伦敦来了。”
 
 
 
  “是你身上的磁场太大了,终于又把我吸引回来。这回不但回到伦敦,还回到皇家学院,回到你的身边。”
 
 
 
  法拉第谦虚她笑了一笑说:“可惜我老了。不过还来得及。第谷向开普勒交班时,生命只剩下一年。上帝能再给我一年也就够了。”
 
 
 
  “老师您会长寿的。”
 
 
 
  “祝我们的新理论长寿吧!”
 
 
 
  两人高兴得哈哈大笑起来。
 
 
 
  法拉第经过几年的研究,已经证明了磁能变电,能变出电流,能变出电场。电流和电场还不一样,前者很明显能使导线发热,能电解水,叫传导电流。后者虽也有电流的某些性质,但很不明显,聪明的麦克斯韦就给它起一个名字叫“位移电流”。传导电流能激发出磁场,影响磁针偏转,那么这位移电流(电场)能不能激发出磁场呢?这不比那具体的有热感能击人的电,也不比那很明显能吸铁的磁,它们实在太不明显了,太玄秘了,法拉第实验了多少年还是没有我见他们的联系。正像一些微雕专家在一根头发丝上能刻一首诗一样,他早已不靠眼而只靠感觉来指挥了,事情往往到极微妙的程度时倒不是用实验而是用推理来决定了。这个难题果然由麦克斯韦用数学公式推导出来了。1865年——请读者记住,这是科学史上电磁理论的诞生年麦克斯韦发表了一组描述电磁场运动规律的方程。他证明变化的磁场可以生成电场,变化的电场又可生成磁场,这比法拉第的磁性能生成电流,电流生成磁性又高一筹了。磁场→电场→磁场→电场,这两个场的作用不断运动着,并不是像牛顿力学描述的那样的真空超距作用。法拉第的预言得到了最完美的阐述和严密的数学证明。而且更妙的是麦克斯韦用自己的方程居然推出了电磁波的速度正好等于光速,这又证明光是一种磁波。光学和电磁学在这里汇合了。当年牛顿和胡克、惠更斯为了光的本质发生一场多么伤感情的争吵啊,今天才回到真正的统一。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  牛顿攀登靠人梯,
 
 
 
  麦氏盖楼有基石,
 
 
 
  科学从来是接力,
 
 
 
  接过旧知创新知。
 
 
 
  法拉第毕竟比第谷是幸运的。他看到自己理论的完善,看到了接班人的业绩。在电磁理论确立后的第二年——1867年,这位电磁学的开山祖满意地离开了人世。而麦克斯韦在1865年发表公式后,就立即退避到乡间老家的庄园里,杜门谢客,写作详细阔述这一理论的《电磁学通论》。到八年后这本可以和牛顿1687年出版的《自然哲学》媲美的巨着终于出版。牛顿筑起一座经典力学的大厦,而麦克斯韦则盖起一座经典电磁学的高楼。物理学经过186年的艰难攀登,终于又跃上了第二高峰。
 
 
 
  再说这麦克斯韦躲到乡下去写书,而伦敦方面哪允许这样的名牌教授去隐姓埋名、悠然自得?他的母校剑桥大学更是派人今日叫,明日请,左一封信右一封书,终于把不愿割舍田园之乐的麦克斯韦夫妇又请回了伦敦。麦克斯韦一边筹划剑桥大学的第一个物理实验室——卡文迪许实验室,一面开设讲座,讲解他的电磁理论。但是他的理论太高深了,曲高和寡,听讲的人越来越少。
 
 
 
  电磁学的进程
 
                    证实电磁波的存在:赫兹(1888)
 
                 建立电磁理论:麦克斯韦(1865)
 
              发现磁变电:法拉第(1831)
 
            发明电磁铁:斯特詹(1825)
 
        发现电变磁:奥斯特(1820)
 
   发现磁能吸铁指南:战国时期(前475)
 
 
 
  1879年,麦克斯韦虽然才四十八岁,但是他已走到自己生命的最后一个年头。曾夺去母亲生命的肺病现在又来缠他了。他身体虚弱,气力不足,但还是按时上课。这天他走进宽大的阶梯教室,只有前排坐着两名学生,教室空荡荡的。这个著名的教授、理论物理学家在讲坛上好像从未交了好运。他知道学生们听不懂他的思想,一个个都自动缺席了。他侧身问坐在前排的两名学生:“你们为什么不走呢?”这两名中有一个就是后来发明了电子管的弗莱明。他恭敬地站起来说:“先生的理论我能听懂,太完美和谐了,简直是一门自然美学。”另一名说:“走了的人里也有人是能听懂先生的理论的。但是他们说,现在还没有人用实验找见电磁波,所以也就不相信、不愿听了。”
 
 
 
  麦克斯韦说:“会发现的。理论总是要超前一步的。牛顿1687年公布万有引力,勒维烈1846年才找见海王星,过了159年。我相信电磁波的发现不会再等一百多年了。”
 
 
 
  麦克斯韦说着翻开讲义,向两个忠实的学生笑了笑,对着空空的大教室,又像是对着世界,对着未来,继纸续认真地讲着他的理论。而他的预言也没有错,这时在和英国一海之隔的法国,已经给他准备了一个二十二岁的接班人。到底此人是谁,电磁波找见没有,且听下回分解。
 
上士 九級
41樓 發表于:2024-4-10 04:54
第三十九回
忽辞世短命人发现电磁波,见讣告有志者发明无线电
 
——电磁波的发现和使用   上回说到物理学家麦克斯韦虽没有亲手做多少电磁实验,但他在临死前预言一定会有人通过实验发现电磁波。果然,在他死后的第九个年头,一八八八年,在柏林有一位叫赫兹(1857-1894)的青年实验物理学家完成了这项任务。当时许多人虽叹服麦克斯韦对电磁波的完美描述,可就是找不见它。26岁的赫兹却别有绝招。他将两个金属小球调到一定的位置,中间距一小段空隙,然后给他们通电。这时两个本来不相连的小球间却发出吱吱的响声,并有蓝色的电火花一闪一闪地跳过。不用说小球间产生了电场,那么按照麦克斯韦的方程,电场既激发磁场,磁场再激发电场,连续扩散开去,便有电磁波传递。到底有没有呢?最好有个装置能够接收它。他在离金属球四米远的地方放了一个有缺口的铜环,如果电磁波能够飞到那里,那么铜环的缺口间也应有电火花跳过,他将这些都布置好后,这边一接电键,果然那圆环缺口上蓝光闪闪,这帮助发射球和接收环之间有电磁波在运动了。既然有波,就也该有波长,频率和速度。于是他又亲自量量它的波长。其实也很简单,他将那铜环接收器向圆球发射器靠近,火花时亮时无,最亮便是波峰或波谷,不亮时便是零值,于是他便求出了波长,接着又算出了速度每秒三十万公里,正好相等于光速,也有如光一样的反射、折射性。麦克斯韦的理论彻底得到了证实,从法拉第到麦克斯韦再到赫兹,两位实验物理学家与一位理论物理学家巧妙的配合,终于完成了这个伟大的发现。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  实践理论再实践,淘尽黄沙真金现。
 
  磁场电场又磁场,事物本来总相连。
 
 
 
  各位读者,这赫兹何以有这样的成就?原因可以有许许多多,但追溯到他的学生时代,有两条却极为重要。一是位从小养成了亲自动手的好习惯,对技术和技能的学习十分爱好。他在课余时间拜了一位木工为师,锯、刨、斧、凿已使得极为纯熟,他还学了一门车工技术,后来赫兹的车工师傅听说他成了大学教授还对他母亲惋惜地说:“唉!真可惜!他本是一个难得的车工啊!”俗话说心灵手巧,大凡只有手脚并用毫不偷懒才能聪明。第二,赫兹小时候学习兴趣相当广泛,他学了英语、法语、意大利语,特别是在阿拉伯语方面表现出惊人的才能,以致教师向他的父亲郑重地建议他去学东方学。他爱美术,素描画得很好,这又训练了他的形象思维。他爱数学,常参加数学比赛,这又训练了他的逻辑思维能力。他想当建筑师,曾专攻过建筑,后来又当过兵,这使他得到另一种锻练,他给父母写信说:“惰性从一个人的身上真正被取缔了。”读者中定有不少是渴望成才的青年,我这里就他的成才略叙几笔,或许对诸君能有一点启迪。
 
 
 
  却说这赫兹发现了电磁波就如当年牛顿发现了万有引力,戴维电解出钾、钠之时,都是才刚刚二十几岁的年纪,正宏图初展,前途无限。但到1893年就开端患一种齿龈脓肿的痛,虽不是大病但却很顽固,多次手术只能缓解痛苦而不能去根,后来连情绪也甚觉忧郁伤感,他已自觉到将不久于人世。1893年12月4日夜,他秉烛展纸,强忍眼泪向两两双亲为了一封既是安慰又是预告的信:“假若我真发生了什么事情的话,你们不应当悲伤,但你们要感到几分自豪,并想到我属于那些生命虽然短促但仍算有充分成就的优秀人物。我不想遭遇,也未选定这样的命运,但是既然这种命运降临到我的头上我也应感到满意。”这世界上实在是不公平,许多酒囊饭袋,活到百、八十,朽而不死;而赫兹这样有功于世的人在1894年1月,以37岁的轻轻年纪却猝然谢世。这在当时欧洲物理学界着实引起了好一阵悲哀。在他死去的第二天意大利帕多瓦大学门口贴出了这样一张讣告:
 
 
 
  “波恩大学赫兹教授不幸于昨日去世,物理学界的一颗明星突然陨落,这是全欧洲的损失。
 
 
 
  赫兹教授对人类最伟大的贡献,就是他通过实验终于找到了电磁波,他虽然是个法国人,但是他告诉我们意大利人,告诉全世界人,每个人身边都有电磁波,都是可以互相传递接收的,他虽然去世了,但他指给我们的这种波却永远存在,永远陪伴着我们。所以赫兹教授是属于全世界的,赫兹教授没有死,他永远活在我们中间……。
 
 
 
  为了表达对这位世界伟人的尊敬和悼念,兹定于明天上午在本校礼堂举行隆重的追悼会。”
 
 
 
  在这张讣告下边,有的人瞥一眼便匆匆离去,有的人读后一声叹息,唯独有一个小伙子却像只脚被钉住一样,两眼瞪着讣告,嘴唇微张,半天不言不语,脸色里伤又含沉思,心情悲痛却又激动。他在这里大约站了一个多小时,才勉强挪动只脚,可那鞋底上像是抹了一层漆似地迈一步三回头,迟迟不肯离去。
 
 
 
  各位读者,你道这青年是谁?他叫马可尼(1874-1937),出生在意大利帕多瓦城一个富有的家庭中,从小受过很好的家庭教育,养成了勤苦好学、爱动脑筋的习惯。大凡读书人可分为两类,一类是“书袋”,从小学到大学读过的书有一人多高,不管是什么书,只要是学校规定的便只管读来,一本一本地装到肚子里,并不消化,也不会创造,所以叫书袋。一类是“书锥”、“书钩”,这些人的眼睛就像锥子,读书时处处问个为什么,必须把那本书锥穿再钩出点什么才肯罢休,他们读过的书不一定多,但是思维越训练越敏捷,碰到问题一针见血,又能举一反三,因此也就不所有所创造发明。这马可尼正是这后一类人。今天见到一张讣告也要从中勾出一点学问,他想这位赫兹教授发现的电波既然法国有,意大利也有,为什么不可以利用这些无声无形的波传递信号,传递人们的意志,让死波变活?如果真能做到这一步,赫兹的功绩不是更加同日月久长了吗?我们纪念死者,就是要发扬他的成果,为活人多办点好事。他这样痴痴地想着,回到家里,就对父亲说:“ 我似乎有这样一种感觉,即这些电波会在不远的将来供给人类以全新的和强有力的通讯手段。”
 
 
 
  马可尼自从读了这张讣告之后,就立即到处收集数据,又在他父亲的别墅里架天线,埋地线,自天试晚上调,而且居然改进了检波器制成了发射机和接收机。终于在住地与一点七公里外的山间,实现了第一次通讯联系。他欣喜若狂,立即向意大利邮电部写信要求资助,愿将自己的发明贡献给祖国的通讯事业。不想他这封信却石沉大海,马可尼一气之下转而向英国申请专利。
 
 
 
  1896年,在伦敦港,一个青年手提着一只大箱子正要下船,海关检测人员见这人衣帽不整,神色不定,便一把拉住他,问他箱子里是什么?这青年正是马可尼,他初来伦敦不免慌张,结结巴巴地说这是一台发报机。当时哪有什么无线电发报机?海关人员更没听说过这个玩艺,把箱子翻来倒去,又将马可尼上下打量一通,这时旁边又一个海关人员说:“怕是一个炸弹吧。”那人闻听不禁大惊,忙双手举起箱子噗通一声扔到海里,返身推了马可尼一把:“去,去,去!还不快滚下船去!”
 
 
 
  马可尼初出家门就受到如此欺凌,他举目无亲,原想来找专利局的,现在手中没有了东西,谁认得他这个叫化子?他只知邮电局是管通讯的,便忍气吞声下得船来朝伦敦的邮电部大楼找去。
 
 
 
  邮电部总工程师普利斯是一个十分和蔼可亲又颇爱才的老头。他一听说来访者就是马可尼,立即退出椅子将这个可怜的小伙子搂在怀里。原来他早从英国《电气杂志》上看到马可尼的专利申请,并且一直在查找此人,无奈没有地址,今天天使得见,喜不自禁。这马可尼几天来的一肚子委屈,现在突遇知音,不觉扑扑簌簌地掉下泪来,又说那只宝贝箱子已沉在海里。普利斯大笑道:“孩子,有你在就有了一切。这座大楼里的设备都供你使用,还愁再造不出那只箱子?”马可尼闻听,真不敢相信自己的耳朵,又问了一遍方相信这是真的,不觉喜上眉梢,那两行泪珠也被这笑容挤得滚落地下,不知钻到哪里去了。
 
 
 
  马可尼有了如此强大的后盾,如鱼得水,如虎添翼,没有几天使制出了收发报设备,在邮电部大楼顶上与相距近三千米外的银行大楼实现了通讯联系。过了不几天又赶上当地一场传统的游艇比赛,出发点在港口,终点在30里外的海面上。过去,比赛结果的消息总得等几个小时后才能送回,岸边一般的观众常常等得不耐烦,不等比赛退出就已散去,而那些对赛艇押了赌注的人又都一个个像热锅上的蚂蚁。今天为了试试这新的通讯设备,也为了向人们宣传一下无线电报,邮电局将来好赚钱,普利斯一早就布置了两艘绿色的邮船,他在终点发报,马可尼在起点接收。当发令枪一响,码头上笛鸣鼓响,人声鼎沸,游艇划破碧绿的海面,拖着一股白浪,转个弯很快在人们视野里消失了。这时狂热的码头也暂时冷了下来,正当人们神经刚刚松弛了一会,马可尼突然举起双手连绷带跳地喊道:“玛丽号,玛丽号第一!玛丽号赢了!”这时那些向这艘船押了赌注的人都半信半疑地看着这个意大利人,而那些押了其他船的人却恨得直咬牙,骂他造谣,一时起了纠纷。正轰闹间,海面上报信的快艇已经折回,证实是玛丽号夺魁。此时,人们方才相信那个“的的塔塔”的铁盒子真有千里眼和顺风耳的威力。狂欢的胜利者涌上那艘邮船,一起将马可尼抬了起来,那个铁盒子被你争我夺地看来看去,船小人多,马可尼担心别再把铁盒子又挤落到海里,忙喊着:“放下!放下!要落水了。”
 
 
 
  “海边的人还怕落水么?”疯狂的人们还以为是他怕落水,索性把他抬起扔到水里,大家好一阵狂跳大笑,尽兴而散。
 
 
 
  1898年无线电波跨越了英吉利海峡,并正式用于商业。
 
 
 
  1901年2月马可尼在英属牙麦加的康沃尔建成了一座170英尺高的电波发射塔,然后他带领助手肯普和佩基来到利物普港,准备乘船横渡大西洋到纽芬兰去接收康沃尔电台发出的信号。这时已是寒冬季节,朔风起,海浪翻,甲板上薄冰覆盖,人连站立都很困难,马可尼的父亲,还有他敬爱的老师都来送行,父亲劝儿子还是不要去冒险:
 
 
 
  “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,再强的电波也会在空气中慢慢消失。”
 
 
 
  老师也帮着老人劝自己的学生,还是不要干这种异想天开的事,说:“你若想让电波飞过大西洋,就得先在大西洋上悬一面像欧洲那么大的镜子,你要知道电波和光一样只能走直线,两地球表面是弧形的,除非高空有一面大镜子反射,电波才能射到大西洋彼岸去。这一点,就是赫兹教授生前也是这样认为的啊!”
 
 
 
  马可尼说:“事情总是干出来的,过去谁能相信磁能变成电呢?法拉第一试,麦克斯韦再一总结,不就既有道理又成事实了吗?干成干不成,我今天就要亲自去试试,哪怕失败了也能为后人提供一些实验数据。”说罢他便登上"撒丁号"破浪远去了。
 
 
 
  12月12日,马可尼带若两名助手来到纽芬兰面对大西洋的一座小山上,在一座钟楼内安好收报机,又在山上放起一面特大的六边形风筝,上面带着电线,升到四百米的高空,这是他想出来的升高天线的妙法。一切安置妥当,他便将听筒贴在耳朵上静静地捕捉若那神秘的信号。窗户外,佩基操纵着风筝,万里蓝天没有一丝云彩;室内,肯普站在他旁边,瞪若一只大眼,紧紧地盯着桌子上的收报机。突然,耳朵里传来“滴-滴-滴”三声,他觉得是自己心脏的跳动,再屏息细听,又是三声,他忙将耳机扣在肯普的耳朵上说:“快听,这是不是信号?”"肯普只手按住耳机,有那么几秒,突然大声喊道:“三个短码,是他们发来的,我们胜利了!”
 
 
 
  马可尼的电波一下子就飞出了三千七百公里,在大西洋的上空,人类第一次建起了通讯的桥梁。世界各国的报纸都用头条发了这条惊人的消息。1909年马可尼因此而获得了诺贝尔奖金。
 
 
 
  读者到此不禁要问,电磁波不是走直线的吗?怎么会绕过大西洋呢?难道空中真的有面大镜子吗?是的,真有一面大镜子,后来人们终于发现了这面大镜子,它就是整个地球大气层中的电离层,它可以不断地将地面发射的电波再反射到地面。不过当时马可尼并不知道这些,但是他勇于试验,凡事都要先试试再说,终于让他碰对了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  莫笑马氏去乱碰,机遇原在运动中。
 
  未干就怕要失败,件件事情都难成。 
 
上士 九級
42樓 發表于:2024-4-10 04:54
第四十回
千年梦石头变金曾何见,一朝点破原子本性各同
 
——原子论的创立  各位读者,在本书第三十五回,我讲了一个化学家戴维的故事。可是这戴维身为化学家,手中却操的是物理学的武器,就像那林冲反倒借了李逵的斧子。戴维借了刚刚出现不久的电学这把利斧,在还是一片荒芜的化学世界,噼噼啪啪地一阵乱砍,终于拓出一条条小路,找见了钾,找见了钠,找见了钡、镁、钙、锶等元素。就在这挥斧拓荒的途中,他还收了一个徒弟法拉第。谁知这徒弟并不注意师傅每天砍什么树,却十分注意那把砍树的大斧。就这样他对电一路研究下去,居然又拓疆扩地闯入一个电磁王国,而且他也扯起帅旗招来了麦克斯韦、赫兹、马可尼几员大将,浩浩荡荡拉起一支电磁学大军。这支大军一路冲杀下来,横穿十九世纪,直勒马在二十世纪的大门,好不威风。
 
 
 
  兵分几路,各表一支。我们暂先按下电学那路人马,回过头来还从化学说起。那戴维自从借得电学大斧后,许多复合物在电斧下都被分解出来,他一路砍得性起,后来连硫、磷、碳、氮这些毫无问题的元素也要砍上几斧,希望再砍出几个新元素来,其结果当然是失败了。这便又生出一个问题,什么物质还能分解开来?什么物质便不易再分?若要一直分下去,又会分成什么样子?而这又回到我们第一回里提的那个“世界是什么”的老问题上来了。
 
 
 
  世界是什么?凡人睁开眼看到天地万物便不觉想寻根究底。三千年前中国古代学者认为世界大概是金、木、水、火、土这五种“元素”组成的。它们相互搭配,所以世界就现出千差万别。我们在第一回里提到的那个古希腊学者泰勒斯(前624-547)则推断水为万物之源,只有湿润才能生万物,物质由水而来,又化水而去。稍后的希腊学者赫拉克利特(535-475)又提出火是万物的基础,世界不过是一团燃烧着的永恒的火。我们第二回提到的那个毕达歌拉斯(前582-500)则认为数是万物之源,不过这已有点神秘了。这些古希腊学者中最有学问的要算德谟克利特(前460-362)了。他认为事物的本源是原子的排列。它们所以有形态、颜色、味道等许多的不同,那是因为组成它们的原子大小、形状及排列方式不同。这个猜想真还想到了最要紧之处。它的出发点是唯物的,就是要沿着事物本身去寻根究底。与这同时,我国战国时期也出现类似的思想,墨翟就提出物质微粒说,他称之为“端”,而在《墨子》中已论述到物质无限可分的思想了:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”即你拿一根短棍,今天取一半,明天取一半,后天再切一半,这样一直切下去,那是永远切不完的。
 
 
 
  可是正当德谟克利特刚提出原子说要接触到世界的本质时,希腊又出现了一个学者叫亚里士多德(前384-342),他认为世界是由火、空气、水、土四种“元素”组成的,而每种“元素”又都表现为热、冷、湿、干,一种元素通过热、冷、湿、干的变化就可以过渡而成另一种元素。亚里士多德当时是学术界的最高权威,神圣不可侵犯,他的思想竟统治世界一千来年。这种元素能互变的思想,比起原子论当然是一种退步,而且无论在中国、外国,它又引出一种炼金术来。许多炼丹术士,梦想能炼出长生不老的金丹。就是那雄才大略的秦始皇、汉武帝也都受骗上当,在这方面花费了许多钱财。他们也总梦想点石成金,经过一烧一炼,将普通的铜铁炼成贵重的黄金。从公元前二、三世纪开始希腊就有人干这些蠢事,竟一直延续到十八世纪,许多君王都想通过这来解决他们的财政问题。一直到1782年,英国科学已发达,出现了牛顿、戴维,出现了皇家学会,也还有人在作这个梦。有一天英皇乔治三世在宫里闷坐,正为日渐拮据的财政发愁,忽有人来访,说他能点铁成金,而且还带来了黄金样品。英王一听,连忙召见,来人捧上样品,真个沉甸甸,黄灿灿,耀人眼目。英皇忙问,怎么个炼法。来人称:“臣自幼学习化学,现是皇家学会会员。现在所用炼金之法,并不像古术士那样火烧顽石,而是用最新化学方法使几种元素参加化学反应生成黄金。”英皇一听,又是皇家学会会员,又是最新方法,面前又摆着这一堆真金,喜得龙颜大开,忙命收下样品,并通知牛津大学授他一个博士学位。谁知这事惹起牛津大学和皇家学会的教授学者们的激烈争议,有人说也许真能点铁成金,有人说根本是异想天开,争论的结果还是请这位十八世纪的术士当众一试。那人也慨然应允,约好日期,他去准备。到那天,观众到齐,人们到实验室请他出台,谁知一推房门,他已伏在桌子上服毒身死。他本是自欺欺人,现在当然过不了这一关,只好一死了之。
 
 
 
  却说化学就是这样在浑浑噩噩中摸索。有时柳暗花明,有时山重水复。直到英国出了个波义耳,才推翻了亚里士多德的“四元素”说,确立了元素的科学概念。法国出了个拉瓦锡又推翻了〝燃素说〞,确立了氧化物的科学思想,并且排出了最初的元素表。看来物质确实是可以越分越细的。就像力学在伽利略之后要有牛顿、电学在法第之后要有麦克斯韦,这化学也着实需要一个人出来在理论上概括一下了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  众人摸索千百年,
 
 
 
  窗纸只待一人点。
 
 
 
  历史宠爱幸运者,
 
 
 
  勿将机遇来轻看。
 
 
 
  各位读者,你道这个赶上机遇的幸运者是谁?他是英国一个教会中学的普通教员道尔顿(1766-1844)。
 
 
 
  这道尔顿出生于一个贫寒的农民家庭,只读过几年小学就在家种地,但他顽强自学,1780年时终受聘到肯达尔城的一所教会中学任教。你想这个道尔顿在乡间耕锄之余还要寻书觅字,现在进了城更是如鱼得水,终日访贤问能,汲取知识。一日他听说城东住着一个叫约翰.戈夫的老人极是博学,便去造访。他轻轻叩门,里面一个苍老的声音应声道:“请进!”他推开门,只见迎窗背门坐着一位老者满头白发,听见有人进来也不转身,问道:“你是谁?”
 
 
 
  “先生,我是约翰•道尔顿,刚来的中学教员。”
 
 
 
  “找我有什么事吗?”老人回过头来。
 
 
 
  道尔顿这才看清,他已经双目失明,忙回答:“向您请教一点数学、化学方面的学问。”
 
 
 
  “我能感觉到你很激动。大概是没想到我是个瞎老头吧。”
 
 
 
  这老头虽是双目失明,感觉却十分敏锐。他转过椅子和道尔顿攀谈起来,不一会儿两人就成了好朋友。他们谈天说地,从数学说到物理,说到天文,说到化学,谈到高兴处,老人站起来走到一张大桌旁要给道尔顿亲自做几个实验。只见他伸手抽出一只试管,又从架上拿下一只瓶子倒出一点药粉,装入管内,又嚓地一声,划火柴点着酒精灯,将试管移向灯头加热,准备水缸,收集蒸汽,又测比重,又测压力。那双手熟练得他用什么物件,恰如那物件就正等在那里。那双眼倒不像是失明了,而是一个明眼人干这种事干得太熟了,懒得睁眼去看。道尔顿在一旁看得屏气凝神,真没想到此时会有这么一个奇人。实验做完他连忙请教老人何以有这样高超的技艺。老人答:“一是靠熟练,二是靠细心,要干的事没有不成。”自此道尔顿就常来请教,约翰•戈夫老年无后也就以子相待,倾其胸中才学,教他希腊文、拉丁文、法文和物理、化学、数学。道尔顿在这个小城市教中学十二年,倒跟这位盲老人补习了大学的全部课程。各位读者,莫只说是道尔顿赶上了历史的机遇,但与他同时的人何止千万,而像他这等见缝插针、自学自强的人却着实不多,原来机遇却又是专奖给那些经过艰苦准备的人。
 
 
 
  道尔顿经约翰•戈夫指点,积十二年之功,已经是学富五车,才思敏捷,更可喜的是养成了一个勤观察爱思考的好习惯。他有一次为孝敬老母买了一条长筒袜子送回家里,不想老母一见立即不悦道:“孩子,就算你有孝心吧,也不能让我这样的年纪穿这樱桃红的艳色袜子去教堂作礼拜吧。”这一句话把道尔顿说得丈二和尚摸不着头脑。他说:“这明明是正合你老人家穿的深蓝色嘛,怎么会是樱桃红呢?”在场的人见状都哈哈大笑。后来道尔顿又拿各种颜色纸让他的学生去认,终于他成了第一个发现和研究色盲的人。于是他专门就此写了论文,并且留下遗嘱,死后请将自己的眼球拿去解剖,好探清色盲的原因。
 
 
 
  道尔顿除研究色盲外,最长期的大量的工作就是观察天气,他一生记了二十万条观察记录,直到临死的前十五分钟还记了一条:今日微雨。他的生活极有规律,每天八点起床,先生好实验室的火炉,然后吃早饭,整个上午做实验,下午一点吃饭,然后再在实验室工作到五点,喝茶,再干到晚上九点,吃饭,休息。他在观察天气时对空气发生了兴趣。空气是那么自由均匀地流动,而盛在容器里,又给容器壁均匀的压强。他工作累了,在炉边喝茶时,那茶香又均匀地飘散到整个房间。看来气体是些极小的微粒,要不它怎能这样自由地、匀称地溶融呢?他想起德谟克利特的关于原子的设想,看来有一点道理。不过那毕竟还是一种哲学的推测,要变成化学的原子论,自然还得经过化学实验的验证。但是在无数次实验中,道尔顿早就发现这种元素的结合总是按一定的比例,比如把氢气和氧气放在一起化合,总是两份氢气和一份氧气结合成水。要是氢气用完了,氧气还有剩余,它永远也只能是氧气而不可能硬挤到水里去。这样,一个伟大的思想生成了。他在1808年终于写成《化学哲学的新体系》一书。指出:“化学的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。物质的新的创造和毁灭,却不是化学作用所可能做到的。其所以不可能,正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星那样,或者正如我们不可能创造出或消灭一个氢原子一样。”就是说物质各由各自的原子组成,想把铁原子变成金原子是办不到的,千百年来那些梦想炼铁成金的人,不知个中底细,就这样一代一代地捞啊,捞啊,你想怎能不是一场空梦?
 
 
 
  既然元素的原子各自不同,那么它的重量一定不同。但你想那原子何等的小,后来人们才知道,它的直径只有一亿分之一到一亿分之四厘米。拿五十万个原子摆在一根细头发丝的直径上也能放下,而一个原子的重量也只有1/100,000,000,000,000,000,000,000克(10^-23克)。道尔顿当时自然不能拿杆秤去称它一下,但是聪明的道尔顿却想出一个妙法,根据各种元素在化合反应时的比例,选择最轻的氢,定它的原子量为一,以它为基准,其他原素是氢的几倍就是它的原子量。各位读者可能还记得,本书第二十二、二十三回写到开普勒寻找行星间的运动规律,当然也不能用尺去量它们之间的距离。这真是任你小到再小,大到再大,秤不能称,尺不能量,可是人的思维却无孔不入,无远不至,轻而易举地解决了问题。这道尔顿在1803年9月6日就用他的这种办法很快列出了化学史上第一张有六种简单原子和十五种化合物原子的原子量表。为了区分这些各不相同的原子,道尔顿制定一套元素的符号表。道尔顿一下子成了名人。他并不注重名誉,但是戴维不和他商量就把他吸收为皇家学会会员。英国政府授予他金质奖章,柏林科学院授予他名誉院士,法国科学院授予他名誉理士。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  无意逐利利上门,
 
 
 
  不想求名名自来。
 
 
 
  现在道尔顿开始走出那间拥挤的实验室,到欧洲各国去游历。但他不能像当年戴维那样,马车里有一个漂亮的妇人陪伴。他还是孤身一人,并且终身未娶。别人问他为什么人结婚,他用手指指脑袋说:“这里面让化学反应装满了,也就再装不下一个妻子。”
 
 
 
  1822年,道尔顿出游来到法国。这法国当时也有一位名气极大的化学家叫盖吕萨克(1778-1850)。他盛情接待道尔顿,请他参观实验室,出席讲座,参加宴会。就在访问结束的那天,盖吕萨克又把道尔顿请到实验室里,说是请求指导一下实验。这实验说来极普通,就是氢氧化合成水。他取了两公升的氢和一公升的氧混在烧升瓶内,密封燃烧,生成了水蒸气,一量,得到的水蒸气是两公升。这时盖吕萨克说:“道尔顿先生,我们都认为同体积气体的原子数相同,那末你看刚才的反应是两个氢原子加一个氧原子生成了两个‘水原子’,这样一来岂不是每个‘水原子’里只能含有一份氢原子、半份氧原子了吗?按照你的原子论,原子是化学反应中最小的不可分的单位,这‘半个’又怎样解释呢?”
 
 
 
  道尔顿的原子论问世以来已成功地解释了不少化学现象,比如反应物都成整数比,成整倍数等,今天盖吕萨克突然提出‘半个原子’的问题,叫他一下摸不着头脑。连日来只是听着恭维、祝贺、夸奖之词,现在突然被人将了一军,一时无法下台。他拍拍脑门,又看看烧瓶,只觉汗从额头出,话却无处寻。毕竟道尔顿如何收场,且听下回分解。
 
上士 九級
43樓 發表于:2024-4-10 05:08
第四十一回
孤军深入化学不幸陷困境,天降奇兵物理仗义助其功
 
——光谱分析法的创立  上回说到在盖吕萨克的实验室里,盖吕萨克突然问道尔顿,怎么解释“水原子”里含有半个氧原子的问题。道尔顿一时语塞,无法下台。这个问题只用原子论是解释不了的,自然道尔顿无法回答。直到1811年意大利科学家阿伏伽德罗在原子论中引进了分子概念,创立了原子——分子论,这事才得以圆满解决。原来气体都是以分子状态存在的,化合物的分子都是由几种不同的原子构成的。而且在同温同压下,相同体积的气体所含原子数并不一定相同,而所含的分子数则是肯定相同的,都是6.02×1023个,后人将这数字叫阿伏伽德罗常量。在原子和宏观物质之间有了分子这一层过渡,许多化学反应就都很好解释了。这实在是化学的一大突破。所以恩格斯指出化学新时代是从原子论开始的,“近代化学之父不是拉瓦锡,而是道尔顿。”这是后话。
 
 
 
  再说化学从拉瓦锡到道尔顿,确有很大发展。1789年,拉瓦锡的元素表上有33种元素,但实际上只有24种是真的。又过了四十年到戴维去世时,化学家已经敢肯定有53种不同元素的存在,19世纪初,人们又发现铱(Ir)、锇(Os)、铑(Rh)、钯(Pd)四种元素,1844年又发现钌(Ru),元素数字已上升到57种。但是这种发现却从此止步不前,20年过去了,世界上正是资本主义大发展的时期,陆地上修了铁路,大海里漂着轮船,空中载人气球也已上天,人们四处探险,收集矿石,收集标本,大型的冶炼,精密的化验,各种先进的手法都已用上了,但是“排空驭气奔如电,升天入地求之遍。上穷碧落下黄泉;两处茫茫皆不见。”像当年戴维一人就发现十来种元素,何等得意,而现在几十年全世界都发现不了一种元素,真是山穷水尽了。各位读者,原来科学的发展各学科间是相辅相成的。戴维当年本得力于电学帮忙,不想这化学得了物理的好处便只顾自己扬鞭催马,孤军深入,现在再无别的力量可以借助,于是便陷入泥滩进退两难。
 
 
 
  却说化学这种裹足不前的局面直恼了一个人,叫他坐立不宁,寝食不安。这人叫本生(1811-1899),德国人。他的父亲是个教授,他大学毕业后也当教授,他一生就是极平静地读书、实验、讲课,他不用像拉瓦锡那样担心政治迫害,因为他从不介入政界;他没有失恋的痛苦,因为他一生就没有谈过恋爱。他每天的生活节奏像时钟一样准确,一样平稳。但是近来,他就连散步也要抬起脚将路边的石头踢出老远,来发泄他心中的烦闷。
 
 
 
  这天黄昏时分,本生那高大的身躯又出现在布勒斯劳大学门口。他真是个像样的男子汉,浓眉大眼,宽肩厚胸,大礼帽顶在头上,雪茄烟挂在唇边,既有学者风度,又有军人气魄。只可惜近来眉间总有一缕愁云。这时迎面走来一个又瘦又小,脸上总抹不去笑容,嘴唇总不肯合拢,边走边和熟人说话开玩笑的人。他叫基尔霍夫(1824-1887),也是这个学校的教授。他一见本生,便故作吃惊地喊道:“我们的化学将军,为何这样心事重重?我这个物理小卒可否鞍前马后效一点绵薄之力?”说完也不等本生答话,便挽着他的手,向校园东边的路上散步而去。他的头刚比着本生的肩。他们是一对好友。
 
 
 
  本生和基尔霍夫走在一起就开始诉苦了。他说:“我这个搞分析化学的,近来发明一种新方法,就是不管什么物质,在火里烧时都有一种固定的颜色。比如钠是黄的,钾是紫的。我想用这种方法也许能检查出新元素。可是最近又发现不同物质却可以烧出同一颜色,比如钾盐和锶盐都是深红的。刚刚摸到一个路口,却又是一条死胡同。真是走投无路啊。”
 
 
 
  机灵的基尔霍夫不以为然地说道:“这有什么了不起。车路走不通走马路。要是我们搞物理的就不去看火焰的颜色,而是去看他们的光谱。”
 
 
 
  “光谱?”
 
 
 
  “对。牛顿发现的那种光谱。”
 
 
 
  “我怎么就没有想起这一招呢?”
 
 
 
  “将军,只因你的大帐下没有物理兵啊。如蒙不弃,我愿效劳。我手头还保存一块四十五年前大光学家夫琅和费亲自磨制的石英三棱镜呢。”
 
 
 
  第二天,本生布置了一个暗室,还准备了他发明的“本生灯”。这种灯烧瓦斯气,灯头能大能小,火焰温度可高可低,最好的是它发的光是白色的,做实验时不会像酒精灯、蜡烛那样火焰总有颜色。基尔霍夫也抱来了几件仪器。说是仪器,其实简单得可笑。一块三棱镜,一个直筒望远镜,一个雪茄烟盒,一片打了一道窄缝的圆铁片。只见基尔霍夫先将烟盒内糊了一层黑纸,将三棱镜装在中央,再将烟盒打了两个洞,又将长筒望远镜一锯两截,分别插在烟盒的两个洞口上,一边是目镜,这便是用眼观察的窥管;一边是物镜,镜外再盖上那只有一条细缝的铁片,只许一线光进来。基尔霍夫那双灵巧的手,三下五除二便制成了世界上第一台分光镜。
 
 
 
  实验开始了。先让阳光从铁片缝里射进,从窥管里看去,光谱上有一条条的黑线线这就是“夫琅和费线”,到底是什么意思,当时谁也不懂,先不去管它。
 
 
 
  接着他们把本生灯的火焰对准铁片缝,然后本生用一根白金丝挑着各种盐往灯焰里送,基尔霍夫对着窥管看,一边读出光谱上的线条:钠盐——两条黄线;钾盐——一条紫线,一条红线。这时本生挑了一点钾盐,火焰发红,基尔霍夫对着窥管读道:“一条明亮的红线,一条较暗的橙线。”
 
 
 
  “好,我再挑一点钾盐。”
 
 
 
  火焰仍然发红,可是基尔霍夫喊道:“这是一条明亮的蓝线,几条红线、橙线、黄线-不对,你刚才放的什么?”
 
 
 
  本生也不答话,又向灯上加了一点东西,一把抢过窥管,果然是蓝、红、橙、黄的线,他忙喊基尔霍夫:“请往灯上投一点锂盐。”只见谱线是蓝、红、橙、黄。他离开窥管一下抱着基尔霍夫,大喊道:“锂和锶分清了。刚才我第二次放的是锶盐啊,你这破烟盒子真厉害,骗不了它。我们有新武器了。”
 
 
 
  他们两人就如小孩玩万花筒一样,在这间暗室里对着这个雪茄烟盒子,从早晨一直玩到中午,早已忘了时辰。这时那各种盐粒也快要让他们烧光了。本生灵机一动,对基尔霍夫说声:“请先闭上眼!”接着他把那些各种剩余的粉末一起搅拌起来,投入灯焰,说:"现在再看!"基尔霍夫对着窥管边看边说:"你这里一定有钠盐、钾盐、锂盐、锶盐。"
 
 
 
  "对!一点不错。"本生激动极了。
 
 
 
  这时,基尔霍夫的眼镜还贴在窥管上,他看着那些五颜六色的谱线慢慢变淡、消失。他也脖颈发麻眼发酸,正要推镜抬头,忽然镜里又出现了两条极明亮的黄线。他喊一声:“哪里又来的这么一块钠!”一抬头只见本生正将右手食指伸往灯火里面烧。基尔霍夫抢上去一把把他的手打开,喊道"你疯了!"
 
 
 
  “不。刚才一高兴,眼睛一湿,我抹了一点泪水,想让你这个烟盒子看看泪水里有什么新物质。”
 
 
 
  读者有所不知。这本生是有名的铁指头。他经常在实验室里和酸碱打交道,十指连烧带磨早就长了厚厚的老茧。他还有个爱好,就是守着一个火炉、烧玻璃,自己吹制出各种形状的仪器。天长日久,火里的铁块,玻璃棒他都敢去抓一下,捏一会儿。他上实验课时经常平平静静地将一只指头伸进灯火里对学生说:“此处的温度大约是华氏三百度。”他刚才用指头抹了一滴泪水,那泪里有食盐(NaCl),自然能看出钠的线谱。不要说一滴泪了,就是手上稍有一点汗,摸一摸白金丝,再到火上一烧,也能显示出钠的黄色线谱。原来只要有二百万分之一毫克的钠盐就足够使灯焰的光谱显出黄线。你只要将一本有灰尘的书在离本生灯不远的地方“啪”地一合,那灯里也就有黄色火星闪过。原来海洋上含有食盐的水气吹到地球各处凝在尘埃里又轻轻飘落。就这么一点都逃不出分光境的眼睛。真是明察秋毫,铁面无私。
 
 
 
  却说本生自从有了这个能分光的烟盒子,就像戴维当年一得了电斧就乱砍一样,他把这分“照妖镜”往眼前一架,照得性起,就是茶水、牛奶、肌肉、血液、石块、木片也都要抓来看看它们的光谱。他这样一照还员真出了东西。1860年5月的一天,本生寻来一瓶矿泉水,他将水浓缩,放在灯上一烧,再往镜里一看,光谱面的一个位置上出现了从未有过的天蓝线条,再一找,又找见一种没有见过的暗红线谱。他将灯啪地一下拧灭,高声宣布:“我发现了!”他真的这样轻而易举地发现了两种新元素:铯(拉丁文意为天蓝)和铷(拉丁文意即暗红)。接着1861年英国人克鲁克斯又利用光谱法发现了铊(拉丁文意为绿色),又过了二年,法国化学家又找见了铟(拉丁文意为蓝靛)。寻找新元素的化学家们在茫茫的沼泽地里苦苦挣扎了十六年后终于又拔腿前进了。
 
 
 
  我们且不说本生庆贺新发现的胜利,回头再说基尔霍大正被太阳光谱里那一条条的去琅和费黑线缠得好苦。他拿那黑线的位置和地球各种元素的线谱位置相对应,铜、铁、锡、钠、钾、钙,每一种元素的亮线正对太阳光谱的每一条黑线。难道地球上的这些元素在太阳上都没有吗?他想了一个妙法,就是用纯氢氧燃烧生成高热,再把这高热的火焰打在石灰棒上,石灰棒就发出耀眼的光,这是一种“人造太阳”,发出的光谱连续均匀很像太阳,好处是上面没有那夫琅和费黑线。他先让人造太阳进入分光镜,观察了一下,又在这石灰棒光前摆了一盏烧着钠盐的本生灯,让两种光重叠进入分光镜。这时他再对着窥管望去,这一看不得了,他不禁"唉呀"一声。原来那本应出现的钠的黄线的地方却出现了一段黑线,正如太阳光谱上的黑线一样。聪明的基尔霍夫用手将脑门一拍,立即悟出了一个道理:钠的火焰不仅自己能发出黄光,它还能吸收外来的黄光,所以外来的光在这一段上就留下了黑线。那么,太阳周围的炽热大气里一定有许多和地球上一样的元素,截留了与自己相对应的光,所以留下许多黑线。夫琅和费线原来是这么一回事啊。又是天上地下一个样!
 
 
 
  这基尔霍夫是个性急的人。他一有新想法就半会儿也憋不住。这时正是中午时分,他不顾烈日当头就向本生的住房跑去。本生住在校园后面,独身一人,烛房烛屋,门前草坪一块,翠柳一株,平时甚是安静。谁知今天他刚一转过墙角,就听见是本生的声音在大喊:“抓住他,帮帮忙,抓住他,抓住他!”本来兴冲冲的基尔霍夫突然吃了一惊。想一定出了甚么大事,急忙拔腿向前跑去。只见本生在草坪上东追西赶,还有一群小学生也跟着乱跑乱嚷,却看不清是追甚么人。突然一个小学生,手挥一只捕蝴蝶的长柄网兜向地上一扑,本生也像足球守门员一样,扑身倒地。这时基尔霍夫已经赶到,只见他大汗淋淋,忙问:“你们在抓谁啊?”
 
 
 
  本生抬头一看,见是老友基尔霍夫,才擦把汗,喘口租气说:“嗯,在抓它!”基尔霍夫这时才看清,网兜里有只普通苍蝇。原来本生今天正在做计算铍的原子量的实验,他见天气好,就将吸有铍的滤纸拿在窗台上曝晒,不想一只苍蝇飞来贪婪地吸着那带来甜味的铍。本生一见忙追将出来,亏得这群小学生帮忙,才将这个盗贼捉拿归案。这时基尔霍夫说:“要不要用我的分光镜看看它的腿上是否已经偷有你的铍。”本生说:“我好不容易制得一点,让你拿去一烧,还怎么计算?我另有办法。”后来本生将这只苍蝇放入白金坩埚里焚化,又将埚底物质细心收集,竟算出苍蝇偷走的铍是1.01毫克,再加上滤纸上的总数,终于得出铍的精确原子量,这是后话。
 
 
 
  先说本生见基尔霍夫大中午跑来便知有要事。而基尔霍夫急慌慌地将他的新发现讲了一遍,语言也不条理,说着干脆点起本生灯将刚才的实验重演一遍。本生连听带看,甚是高兴,他收拾起灯具说:“这么看来,当真天上地下一个样?”
 
 
 
  “是的,地上的元素都能在太阳光谱里找见对应的线段。”
 
 
 
  “但是,老兄你不要高兴得太早。我这里刚刚收到一本杂志。你看法国人让逊和英国人洛克尔在观察日蚀的时候都从太阳光谱上发现了一条从前没有见过的黄线。你说这是什么元素?”
 
 
 
  这基尔霍夫可谓是当时世界上第一位光谱权威,不管天上的元素还是地上的元素,在他的脑海里都早已刻下固定的谱线。他这时端详着这本杂志上的光谱照片,又闭目想想自己记录过的所有光谱表,半天竟找不出它的位置。到底这种元素是什么?且听下回分解。
 
上士 九級
44樓 發表于:2024-4-10 05:08
第四十二回
踏破铁鞋得来却在故纸里,种瓜得豆辛苦终会有收成
 
——惰性气体的发现  上回说到天文学家让逊和洛克尔在日蚀光中发现一种新谱线,给物理学家出了一个难题,有好几年谁也无法解释。人们只好猜测太阳里可能有一种新元素,于是就把它定名为“氦”(希腊文太阳之意)。谁知一波未平,一波又起。1892年,洛克尔突然收到一封信,信中提出一个无法解释的疑团,洛克尔就干脆把它发表在自己主办的《自然》杂志九月号上:
 
 
 
  “今有一事特向贵刊和贵刊的读者求教。我最近多次用两种方法制取氮气,但它们的密度总不一样。既是同一物为什么会有两种密度呢?”
 
 
 
  瑞利 1892年9月24日
 
 
 
  各位读者,你道这个瑞利(1842-1919)是谁?他是英国剑桥大学的教授。此人有极好的耐心,因此他也就选了一个极要耐心的研究题目,那就是测量各种气体的密度(密度是指一升气体在0度和一个大气压下的质量)。而他的实验室里也有当时极好的一架天秤,灵敏度可达到万分之一克。他制了一个大玻璃球。用真空泵将球内空气抽空,称出球重,算出体积,再充进各种气体,称出净重,求出密度。干这种重复枯燥的事,他真能不厌其烦。每种气体都要称几次,而且气体每次都得以不同方法制得,如果测量结果都一致了,这才放心。他就这样称了氢又称了氧,称了氧又称氯,称了氯又称碳酸气,对着那个玻璃球,抽了又充,充了又称,称了再算。从1882年开始一直干了整整十年。这工作虽然枯燥,但那些气体在他的手中都一一有了精确的密度,内心倒也十分愉快。不想到第十个年头上,瑞利这个办法再也不灵。他测氮气密度,第一个办法是让空气通过烧得红热的装满铜屑的管子,氧与铜生成氧化铜,剩下的就是氮气,密度为每升1.2572克。第二个办法是让氧气通过浓氨水,生成水和氮气,这种氮气的密度为每升重1.2560克,比空气中的氮轻了0.0062克。瑞利百思不解,便向《自然》杂志为了以上那封信。信发表后,瑞利一面盼着回音,一面不停地重复这个实验。谁知道这个0.0062就像鬼影一般,挥之不去,闭眼又来。直气得他真想把那个玻璃球一拳砸烂。小数点后面三位的小误差,这在一般人也就算了,但是细心的瑞利却决不肯放它过去。而他的信在杂志上公布了二年,竟没有收到一封回信。瑞利实在等得不得了,便带上他的仪器直闯皇家学会。1894年11月l9日,他向许多化学家、物理学家当面做了一个关于“两种氮气”的报告。这一招还真灵,报告刚完,便有一个化学家拉姆赛(1852-1916)自报奋勇出来帮忙,他说:“两年前我看到你那封信还没有弄懂其意,今天我明白了,你从空气中得到的氮气一定含有杂质,所以会密度稍大。”这真是响鼓不用重槌,明人不用多说,瑞利恍然大悟:杂质不就是未发现的新物质吗?原来一块新大陆正在招唤他呢!瞬间,心头的愁云早已化成了眉梢上的笑意。他想,或许我已经抓住新元素的尾巴了。这瑞利正喜不自禁,突然有一个叫杜瓦的物理学家又走上前来将他的肩膀拍了一把:“老兄,这个问题卡文迪许早在20年前就曾提出过,我建议您去查查他留下来的笔记,或许能帮您一把。”卡文迪许(1731-1810),瑞利现在就正在卡文迪许实验室工作,那些旧笔记就锁在他手边的柜子里。他一听这话更是喜上加喜,连忙喊道:“我现在就收拾东西回剑桥去。”
 
 
 
  各位读者,你道这卡文迪许何许人也?他可算得上科学史上的一个怪人。他出身贵族,很有钱,但是一不做官,二不经商,三不交际。他把钱都用来买科学仪器和图书,他还盖了一个很像样子的私人图书馆,任何人都可以来借书,但是一定要按时归还,就是他自己看书也要先打个借条,办个手续。他的穿戴全是上个世纪的打扮,所以一出门就有许多小孩子跟在后面,又叫又笑。他一辈子没有结婚,不知缺根什么神经,从心里厌恶女人,家里用看女仆,但又规定不许与他见面。每天早晨,他将吩咐女仆办的事写在纸上,放在固定地方。吃饭时女仆先摆好饭菜退出餐厅,他再进来落坐。他离开后,才许女仆进来收拾碗筷。一天,他在楼梯上与女仆偶然相遇,一时竟气得发抖,返身找到管家,命令再造一个楼梯,男女各行其便。他思维怪异,一生发现甚多,比如:第一个从水中电解出氢、氧,并测出比例;第一个测出地球的密度等等。但是他又极少公开发表,宁肯让这许多成果掩藏在尘封土埋的笔记本里。直到他死后五十年,麦克斯韦受命筹建卡文迪许实验室,才十分吃力地将这些“天书”一本本地整理发表。这件事,着实使那个极聪明的麦克斯韦晚年耗费了许多的精力。
 
 
 
  再说瑞利连忙赶回剑桥,一进实验室就开箱启柜,抱出那一叠叠纸色变黄的笔记,终于在皇家学会1784年和1785年的年报中找见卡文迪许的一篇《关于空气的实验》,而在他的笔记中又读到了更详细的实验记录。原来这个怪人想出了这样一个怪办法,他将一个U形管的两头浸在两个装有水银的酒杯里,架起一个天桥,再用当时还原始的摩擦起电机从两头通电,U形管中的氧气和氮气在电火花一闪时便化合成红色的二氧化氮,接着滴进一种特殊溶液将其吸收,再通氧,再化合,如此反复多次。卡文迪许和他的助手轮流摇起电机,整整摇了三个星期,最后弯管中还剩下一个很小的气泡,任你怎样通电,它也再无丝毫的表示。卡文迪许当时就断定,看来空中的氮气(当时叫浊气)不是单一物质,一定还有一种不与氧化合的气体,而且他还算出了这种气体不会超过全部空气的1/120。
 
 
 
  啊,原来如此。这真是:
 
 
 
  踏破铁鞋无寻处,得来却在故纸中。
 
 
 
  却说瑞利找见卡文迪许的笔记,喜得手直发痒,立即架起仪器,重做这个109年前的气泡试验。不过,他现在已有了最新设备,这气泡立时就得。他又将此事通知拉姆赛,拉姆赛用其他方法也获得了同样的气泡。看来,这东西肯定是一种未发现的元素了,而且十有八九就是洛克尔和让逊在太阳上发现的那个氦。现在又用得上基尔霍夫发明的那个雪茄烟盒子照妖镜了。他们兴冲冲地取来分光镜,谁知不照犹可,一照忽如一盆凉水贴着半个身子从头到脚淋了下来。读者或许要问,怎么会是半边凉呢?原来瑞利满以为这回他一定捕到了那个已有26年没有归案的逃犯——氦,不想分光镜里的谱线却又是另外一种,所以浑身就凉了半边。可是他再仔细一看,这谱线是橙、绿两条,和其他已有元素也对不上号,不禁又激动起来。种瓜不收反得豆,他没有逮住“氦”,却发现了另一种新元素。瑞利给他起了个新名字叫“氩”,这在希腊文里是不活动的意思。同时拉姆赛在伦敦也找到了氩。这是1894年8月的事。
 
 
 
  却说瑞利和拉姆赛种瓜得豆,找氦得氩后,拉姆赛总不死心。这时,他们找见氩的消息传出,一位化学家给拉姆赛写信说,钇铀矿和硫酸反应会生成一种气泡,不能助燃,也不能自燃,说不定就是你的氩。拉姆赛连忙一试,这种气体的光谱竟和氩又是不同。他实在想不出这又是一种什么新玩艺儿,便连同装着新气体的玻璃管和分光镜一起送给当时最权威的光谱专家克鲁克斯,请他鉴定。1895年3月23日,拉姆赛正在实验室里工作,突然收到一份电报:
 
 
 
  “你送来的气体,原来就是氦。——克鲁克斯。”
 
 
 
  真是有心裁花花不活,无心插柳柳成荫,想不到追查了27年的氦,倒这样轻易地被逮捕归案了。
 
 
 
  但是拉姆赛脾气很犟,他总觉得氦这样躲躲藏藏地和他作对,虽然找见了也不痛快。而且,氦既然很不易和其他元素结合,那么它一定会独立存在于空气中,所以他决心要在空气中直接找到氦。他知道氦、氩都有惰性,已不易通过化学反应将他们分离,这回他换了一个物理的办法,就是将空气冷凝到零下192℃,变为液体,根据它们蒸发的先后次序不同,再将他们一一分开。
 
 
 
  这天上课了,拉姆赛教授走进课堂,他在桌上放了一个特制杯状大器皿。里而是冷凝的液态空气。学生们从没有见过空气会像水一样盛在杯子里,都瞪大眼睛看教授要做些什么。只见拉姆赛拿起一个小橡皮球在器皿里浸了浸,往地上一扔,球没有像往常那样蹦起来,却嚓啦一声跌了个粉碎。只听教室里齐刷刷地“呀”了一声,学生们惊得一个个眼睛溜圆。教授不慌不忙,又往一只装满水银的试管里插进一根铁丝,连试管往器皿里一泡,再抓住铁丝往出一拉,竟拉出一根水银“冰棍”,拉姆赛拿起一个钉子,用这根冰棍,当当当,几下就将钉子钉到墙里,这时教室里又叫起一片笑声。但是还不等笑声散去,教授又从口袋里掏出一块面包,大家还没有看清怎么一回事,面包早在器皿里打了一个滚,又捞了上来。拉姆赛说:“快将窗帘拉上!”只见室内一暗,这面包竟发出天蓝色的光。但是这时学生们却有点急了,那宝贵的液态空气越蒸发越少,难道花那么多钱就为今天变一阵魔术吗?不想,拉姆赛乾脆宣布实验结束,大家回家吃午饭。他将那杯液态空气大敞着口,锁上门,扬长而去。
 
 
 
  原来拉姆赛心中有一个既定主意。他想氦一定比氧、氮蒸发的慢,最后留在器皿底下,慢慢来收拾也不会跑掉。下午,拉姆赛将器皿底那点已经不多的空气经过除氧、除氮处理,收得一个小小的气泡,再用那个分光镜一照,氦没有找见,可是又出现了一种新谱线-这一定又是一种新元素了。这又是种瓜得豆,种豆收麦,跌跤拾宝,阴差阳错。拉姆赛把这种新元素定名为“氪”(希腊文隐藏之意)。这天是1898年5月24日。
 
 
 
  没有找见氦,拉姆赛并不气馁。他想,你没有留在最后就说明你先蒸发走了。这回他学聪明了,将液化空气一点点蒸发分馏,然后逐次抽样,用分光镜检查。他先查出一种新元素把它定名为“氖”(希腊文“新”之意),然后终于找见了那个最狡滑的氦,接着在1898年7月12日又找见了“氙”(希腊文“陌生”之意)。这样拉姆赛用分馏法加光谱法,在不到半月内就连克三城,发现了三种最不易为人看到的惰性元素。到此为止,那个氦已让人发现过三次了。第一次在太阳上,第二次在钇铀矿里,第三次在空气里。因为找它,又牵出了一串惰性元素。后来拉姆赛说:“寻找氦使我想到了老教授找眼镜的笑话。他拚命在地下找,桌子上找,报纸下找,找来找去,眼镜就在自己的额头上。氦被我们找了一大圈,原来它就在空气里。”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  种瓜不成反得豆,阴差阳错终能收。
 
  只要张网细打捞,鱼虾蟹蚌都不丢。
 
上士 九級
45樓 發表于:2024-4-10 05:08
第四十三回
运筹帷握一副彩牌定乾坤,决胜千里三国学人拜下风
 
——元素周期律的发现  前几回说到化学家们为发现新元素真是废寝忘食,绞尽脑汁。他们在元素王国这片陌生的土地上东奔西突,左砍右杀。各人祭起自己的法宝,八仙过海各显神通。那戴维用的是一把电斧,东劈西砍发现了钾、钠等十几种元素;那本生、基尔霍夫用的是一柄光剑,一路刺开去找见了钝和铷;瑞利和拉姆赛则使的一把牛耳尖刀,专爱一层一层地剥竹笋,这就是分馏法,他们终于发现了氦、氛、氩、氪、氙等惰性气体。到此化学家们已将所能使的各种化学、物理方法都已用尽。十九世纪中期,元素也已发现到了第63种,又是山穷水尽再无路了。而且就是已发现的这63种元素也够使化学家们眼花绕乱的。你看:有那硬的、一刀剌下不伤分毫;有那软的,指甲掐去如碰豆腐;有那性格沉稳的,任怎样摆弄也不去与别人结合;有那脾气暴躁的,放在空气中就冒火;更有那一物多变的,如磷,有红,有黄;如碘,有时棕色,有时紫色。就是一块灿烂的黄金,当把它打成极薄的箔片时竟会变成蓝绿,而且还透明呢。现在不要说再去发现新元素了,就是先把这63种分分类,排排队也无从下手。这化学,真是刚从泥滩里拔出来,又在森林里迷了路,不知如何是好。
 
 
 
  话说公元1867年俄国彼得堡大学里来了一位三十三岁的化学教授门提列夫(1834-1907)。此人身材修长,眉清目秀,一看就是那种才华横溢,精力过人的青年学者。只要他一出台讲课,教室门里门外,窗沿上,台阶下都挤满了学生。那奇妙的化学变化伴着他沉稳的手势和多彩的语言,直把听者吸引得就如钉钉死、胶粘住一般。连学校当局也暗自高兴聘了一个好教授。但是这门捷列夫却有两样毛病,一是爱喝酒,二是爱玩牌。他平时备课,桌子上就是少了纸笔也少不得一滴白兰地一只银杯。要是有一点伤风感冒的小病,他从不上医院,最妙的办法就是一仰脖子,咕嘟嘟半瓶酒下肚,然后拉过一件老羊皮懊,浑身一裹,往沙发上一滚,呼噜噜地睡上一觉,什么头痛脑热都会在梦里云散烟消。他身为化学教授大部分时间不是在实验室渡过,而是将自己关在书房里,手里总捏着一副纸牌,颠来倒去,整好又打乱,乱了又重排,也不邀请牌友,也不去上别人家的牌桌,真不知他这个牌是怎样的玩法。
 
 
 
  再说化学界因为那些难以捉摸的元素正闹得乱轰轰的,莫衷一是。1869年3月,俄罗斯化学会专门邀请各方专家进行了一次学术讨论。学者们有的带着论文,有的带着样品,有的带看自己设计的仪器当场实验,各抒己见,好不热闹。而那个门捷列夫只身空手,裹一件黑色外衣,蓄着一把小胡子,静坐在桌子的一角,三天来不言不语,只是瞪着一双大眼睛看,竖起耳朵听,有时皱皱眉头想。这天眼看会议日程将完,主持人躬身说道:“门捷列夫先生,不知你可有什么高见?”只见门捷列夫也不答话,起身走到桌子的中央,右手从口袋里抽了出来,随即就听唰啦一声,一副纸牌甩住了桌面上,在场的人无不大吃一惊。门捷列夫爱玩纸牌,化学界的朋友也都略有所闻,但总不至于闹到这步田地,到这个严肃的场合来开玩笑。在座的有一位长者寿眉双重,银须齐胸,他叫齐宁,是门捷列夫的老师,过去很赏识门捷列夫的才华,推荐他来校任教。今天他见学生这样开玩笑心中早已不快。只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手中,三两下便已整好,并一一亮给大家看。这时人们才发现这副牌并不是普通的扑克,每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等,共是63张,代表着当时已发现的63种元素。更怪的是这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。门捷列失真不愧为一个玩纸牌的老手,他用拇指和食指轻轻一捻,纸牌由红到紫使成一排,再一捻又是一排。这样前排靠着后排,整整齐齐,竟在桌上列成了一个牌阵。要是竖看就是红、橙、黄……分别各成一列。门捷列夫将这个牌阵排好,叫大家看个明白,然后用手一搅,满桌只见花花绿绿,横七竖八,不过是一堆五彩乱纸片。他说:“这混乱的一团;就是我们最感头疼的元素世界。实际上这些元素之间有两条暗线将它们穿在一起。第一,就是原子量。尽管不同元素有时会有相似的某种特性,尽管同一元素不同情况下又会表现出不同的颜色、形状,但有一点它们却永不会变,就是各自有自己特有的、互不重复的原子量。因此,我们可以根据原子量的大小将它们排成一条长蛇。”
 
 
 
  说着,门捷列夫十指拨弄一番,一堆乱牌变成整齐的一线。谁知这一排,却明显地看出那七种颜色的纸牌就像画出的光谱段一般,有规律地每隔七张就重复一次。门捷列夫又将其一截截地断开,上下对齐说:“可见,按原子量的大小,元素的性质在做看有周期的重复。如果竖看看,每一列的元素性质相似,这就是第二条暗线——原来每列元素的化合价相同。你们看,左边这列红纸牌上标的是:氢、锂、钠、钾、铷、铯,它们都是一价元素,性质活泼,除氢外都是硷金属。它们构成相似的一族,而在这一族里因原子量的递增,元素的活泼性也在递增,锂最轻,原子量是7,也最安静,落到水里只发一点嘶嘶声,钠的原子量是23,落到水面上就不安地又叫又跑;钾的原子量是40,落到水面上会尖叫着乱窜、爆响,还起火焰;要是排尾的那个铯,原子量是133,简直不能在空气里呆一秒钟,立即就会自己燃烧起来。这63种元素,原来就这样暗暗地由原子量这条线穿起来,又分成不同的族,每族有相同的化合价,按周期循环,这就是周期律,元素周期律。”
 
 
 
  只见门捷列夫双手像变魔术一样将那副纸牌在桌上变来变去,口中念念有词讲着每一个元素的性质,滚瓜烂熟,如数家珍。他放下红纸牌又拿起绿牌,说了第一族又说第二族,周围的人直听得目瞪口呆,他们这些在实验室钻了十年、几十年,手上也不知被烧起多少伤疤,掉了几层皮的专家、教授,想不到一个青年人玩玩纸牌就能得出这番道理,要说不服气吧,好像有理,要说真是这样,又哪能这样容易。这时突然有人说道:
 
 
 
  “先生,我看你那几张牌也未必就能将元素规律演试清楚。你看六年前发现的新元素铟,原子量是75.4应排在砷和硒之间,可是这样一来砷无法和它相似的磷在一族里,硒也被挤出了硫那一族,岂不是扰得四邻不安?这还算什么规律?”
 
 
 
  “先生,莫急。我看那铟的原子量很可怀疑,它的性质和铝相似,按我推算它的原子量应是113.1(后来测得是114.82),它本来就不应该挤在砷后面,应排到镉与锡之间去,这不就大家都相安无事了吗?”
 
 
 
  这时,一直坐在旁边看着的齐宁早已气得胡子掀起毛高,他一拍桌子站起来,以师长的严厉声调高声说道:“快收起你这套魔术吧。身为教授、科学家不在实验室里老老实实做实验,却异想天开,摆摆纸牌就要发现什么规律。这些元素难道就由你这样随便摆布吗?”
 
 
 
  门捷列夫一见是老师发了脾气,忙将纸牌收拢,毕恭毕敬地解释道:“不是我不做实验,是前人,戴维、本生、基尔霍夫他们已经做了够多的实验,发现了这么多元素,我们该从理论上做一点思考了。开普勒当年从他的老师第谷手中接过了700颗桓星的观察资料,并没有按照师嘱再去观察第一千颗,他做了理论思考,终于发现了能解绎众星运行的三定律;勒维烈之前有多少人在观察寻找天王星外的新星,他并没有把主要精力放在实地观察,而是做了理论推算,一下就准确地找见了海王星。在研究元素的过程中人们使用的武器够多了,有光,有电,有分馏法,这些都不够了,现在需要理论,化学该有自己强大的理论武器问世了。”
 
 
 
  “你这是什么理论?像是说梦,像是小孩玩积木。你何不按字母顺序去排元素周期呢?那样不是更省事,更整齐吗?”这齐宁老头越说越激动,一边就收拾皮包准备离去,别人见状也都纷纷站起,这场讨论不了了之。
 
 
 
  再说门捷列夫回到家里后还是继续推着这副纸牌,遇有哪个地方的顺序接连不上时,他就断定一定还有什么新元素未被发现,暂时补上一张空牌,再根据它所在的族起一个“类铝”或者“类硼”等样的名字。他这样一口气预言了十一种未知元素,那副纸牌也已是74张。自从那天在会上碰了钉子,他闭门谢客,每日起来烛自玩一会儿纸牌,翻几本新到的杂志,便叫助手安东拿过酒瓶自斟自酌,倒也悠闲。这样一连过了几年,忽一日他正品酒翻书,突然大叫一声,将酒杯扔出老远。安东不知出了什么事,急忙推门进来。门捷列夫一下扑上去,双手摇着安东的肩膀喊道:“我们胜利了,他们这回要投降了,有人已经证实了我的预言!”
 
 
 
  原来他刚才看到一个材料。法国科学院宣布他们的科学家布瓦博德朗在1875年9月发现了一种新元素——镓。而且那发现过程是多么艰苦,多么神秘。这个布瓦博德朗是一个光谱分析的好手,在1875年8月27日深夜3点多钟,他在分析从庇里牛斯山送来的一种闪锌矿时捕捉到一微紫色光线。他对这个新发现没有把握,但又怕别人抢了先,于是连忙写了一个备忘录,用火漆封好,寄交法国科学院备案。又过了三个星期,他手头的这种新物质已经积累到一毫克,他又测了它的比重、原子量,于是就正式宣布他发现了新元素。
 
 
 
  再说门捷列夫见有人发现了新元素,喜得酒杯也扔了,牌也不玩了。但过一会儿他发现市瓦博德朗的测量并不准确,立即提笔写了一封很自信的短信:“先生,您发现的镓,就是我五年前预言的‘类铝’,只是它的比重应该是5.9,而您却测得是4.7,请您再做一次实验,我想大概是您的新物质还不太纯的缘故吧。”
 
 
 
  这布瓦博德朗在巴黎正为自己的新发现所陶醉,不想突然收到这样一封信。全世界就只有他拥有这么一点钱,这个俄国人由哪里得到的数据呢?他半信半疑立即将新积累的共1/15克钱拿来再仔细测算一次。——天啊,果然是5.94!这个法国人立即给彼得堡回了一信:“尊敬的门捷列夫先生,首先祝贺您的胜利。我能说什么呢?这次实验,连同我的发现都不过是您的元素周期表的一个小注解。这是您的元素周期律的伟大之处的最好证明。”
 
 
 
  事情没过几天,齐宁也亲自来登门捷列夫的门。这回他手里提着酒瓶,一进门就开朗地喊道:“年轻人你赢了,我们俄国人赢了,让我们一起来痛饮一杯!”
 
 
 
  事情还不止于此。这门捷列夫坐在家里,千里之外不断地向他送着捷报。法国刚发现了镓,1879年瑞典人尼里逊又发现了钪,就是门捷列夫曾预言的“类硼”。1885年德国人温克莱尔又发现了锗,就是门捷列夫曾预言的“类硅”。尤其是这锗和门捷列夫十五年前的预言竟然吻合得如此严密。门捷列夫说:"它的原子量可能是72。"温克莱尔说:“测到的是72或73。”门捷列夫说:“比重该是5.5。”温克莱尔说:“是5,47。”门捷列夫说:“新元素的氯化物比重大约是1.9。”温克莱尔说:“是1.887。”门捷列夫惊人的预言,准确的周期表一时间轰动了法国、瑞典、德国,轰动了全欧洲。各国科学院纷纷请他去访问,争先恐后地向他授予学位、学衔。他预言的十一种未知元素后来都一个个被人找到,乖乖地到他的周期表里排队站位去了。特别是后来找齐了的氦、氖、氩、氪、氙、氡又给周期表增加了新的一族。元素世界一目了然,周期表真可谓天衣无缝了。它像一幅大地图,只要我们一展开,万里河山就尽收眼底。以后人们对化学的研究就全靠这幅指南图了。各位读着,这正符合了实践生成理论,理论指导实践的道理。我们前几回书里讲过的勒维烈发现海王星,赫兹发现电磁波,不都是在牛顿和麦克斯韦的理论之后吗?这实在是一条科学发现的相似规律。这种理论上的突破比戴维当年找见一种钠或钾不知重要多少倍,在思维方面付出的艰苦劳动也决不亚于在实验室里的具体操作。当时有人真的以为门捷列夫只是喝酒、玩牌就发现了周期律。有一天,彼得堡的一位小报记者上门采访说:“门捷列夫先生,您是不是承认你是一位天才?”
 
 
 
  “什么是天才?终身努力,便成天才!”
 
 
 
  “可是我听说您是在一晚上做了一个梦,梦见您桌子上的牌变成一条蛇,这蛇又弯成几折,醒来后就制出了周期表。”
 
 
 
  门捷列夫哈哈大笑,笑得胡子都在颤抖,答道:“您要知道,这个问题我大约想了有二十年,而您却以为坐着不动,五个戈比一行、五个戈比一行地写,就写出来了,事情哪有这样简单。”
 
 
 
  门捷列夫本来就是学院里有名的教授,周期律发现后他更受学生的欢迎,每天慕名来听课的人挤得连教室的走廊上也插不进一只脚。这天,像往常一样,门捷列夫又来上课,照样是满堂屏气凝神,鸦雀无声。一会讲课结束,学生们又欢呼雀跃,掌声雷动。可是门捷列夫却将讲义合上,示意学生们静下来,走到讲台的前沿。他沉默了片刻,像要说什么,却又说不出,眼里含着愤怒,还闪着一点泪光,最后只说了一句“对不起,同学们。我这是给大家上最后一堂课。希望你们今后认真读书,各自珍重。再见。”
 
 
 
  门捷列夫为何突然罢课,请听下回分解。
 
上士 九級
46樓 發表于:2024-4-10 05:09
第四十四回
一声霹雳满面鲜血高呼胜利,万贯资财终生发明全留后人
 
——强力安全炸药的发明  上回说到门捷列夫突然罢课。原来这位科学家不但投身于科研事业,他还深切的关心着当时俄国的革命运动。1890年3月,彼得堡爆发了反沙皇的学生示威游行,门捷列夫立即挺身而出表示支持,并代表学生向教育部送了请愿书。当局拒不接受,门捷列夫就决定辞职,以示抗议。这以后他离开了自己曾任教三十三年的彼得堡大学,又任了几处闲职,到1907年1月20日清晨5时便不幸与世长辞。送葬那天,队伍前面抬着一张巨大的元素周期表,自动参加的群众有一万多人。
 
 
 
  在一个学科领域里常常是一些人在理论方面开疆拓地,标新立异,而另一些人则在应用方面发明创造,大显身手。正像前几回在物理方面我们讲过麦克斯韦又要讲讲马可尼一样,现在,在化学家中我们说过门捷列夫还要再表一个人物,这就是只比门捷列夫大一岁,却比他早死了八年的黄色炸药发明者诺贝尔(1833-1869)。
 
 
 
  这诺贝尔与一般科学伟人的不同之处,就是他有一个科学研究和进取精神极强的家庭环境。读者中如果有哪一位希望自己的子女成才便不可不留心于此。却说公元1833年10月21日,后来成了世界名人的诺贝尔在瑞典的斯德哥尔摩降生。这是一个刚刚遭受一场大火洗劫后的家庭,一家五口只靠借债度日。而诺贝尔一降生就好像不准备在这个世界上过一样,今天发烧,明天抽风,可怜的小脸上没有血色,很少笑容。妈妈几乎整天把他搂在怀里,经常轻声叹息说:“他在这世界上待不了几天的。”到六、七岁诺贝尔能到院里玩耍时还慢慢腾腾,弱不禁风,因此他很少和伙伴们一块儿游戏。但是在他这个羸弱的躯体里却开使一点一滴地凝聚着坚强的意志。这首先是父亲的影响。父亲当过海员,学过建筑,头脑聪明,性格顽强,嗜好发明,决不肯安于现状。家里遭火灾之后他便决心重振家业,出国到芬兰谋生,后来又转道俄国。两个只有七岁和九岁的哥哥一有空就到街上找活干,为家里挣一点小钱。而母亲呢,性格刚烈,心地慈祥。她一面支持丈夫到外面去闯天下,一面当孩子们去挣得钱时,她却掷钱于地,厉声说道:“知道吗?你们这个时后应该读书。用少年时光去换钱,给多少也不合算的。”她一个人扛起沉重的家务,为三个儿子的生活、学习,特别是为诺贝尔的身体操碎了心。到1842年一家人迁居彼得堡,家境才逐渐转好了起来。
 
 
 
  在彼得堡,父亲为俄国军界开了一个制造地雷和水雷的大工厂,已经很有钱了。他为三个儿子聘请了最好的家庭教师,一心要让他们成才。孩子们学习成绩极好,特别是诺贝尔,时间不长,俄文水平就超过了父亲,他很快又学会了英语、法语、德语、意大利语,这为他以后走遍世界打下了一个极好的基础。
 
 
 
  再说诺贝尔在彼得堡一天天长大,他和两个哥哥每天跟着父亲出入工厂,接触生产,对技术问题发生了浓厚的兴趣。当时俄国正在和英、法、土耳其打那场历史上有名的克里米亚战争,军火生产供不应求。一天突然有两位彼得堡大学的教授来访诺贝尔的父亲,请求制造一种威力极大的新炸药。只见客人从箱子里小心翼翼的取出一个通常装眼药用的小瓶倒出一滴黏稠的油状物体,用火柴一点,”呼”地一声就冒起一团两尺高的大火。教授说:“这就是硝化甘油,比我们传统使用的中国人发明的黑色火药爆炸力要大十倍。但是它1846年间世以来,快二十年过去了,谁也没法驾驭它,所以一直没有被用于炸药制造。连它的发明者意大利的索布雷罗先生也被这雷神炸得受了重伤,面容被毁,实验室被炸的粉碎。据我们所知英法等国虽然也有研制新炸药,但是也没有一家敢从这里入手,不知你们这个厂敢不敢承担这个任务?”
 
 
 
  前面说过,那老诺贝尔是个为发明不要命的人,如此有诱惑力的新炸药他哪肯放过,便一口应承下来。但是时隔不久战争结束,工厂订货急剧下降,生产难以维持。接着又是一次爆炸事故,他们全家一夜之间又成了穷光蛋,只好再搬回瑞典。可是硝化甘油却像梦魇一样压着诺贝尔父子的心。他们在衣食都难以保证的情况下还维持着一个小小的实验室,贤良的母亲就每天在这充满火药味的厨房里操劳,她没有一点怨言,经常悄悄地向上帝祷告,祝他们早日成功。这天正当母亲收拾完碗筷,坐在床边歇一下腿脚的时候,忽听房后轰隆一声巨响,她连忙推门,只见他们父子的那间小实验室的窗户里正往外喷着浓烟,火苗舔着门框,玻璃碎落在地。他吓得只是张口却喊不出声来,腿软的挪不出半步,心想:“这回全完了!可怜的孩子,上帝总不肯放过他!”忽然那浓烟烈火中跳出一个人来,满脸鲜血,袖口裤脚处还带着火苗,胸前的依服被撕去一大块,也露着血迹。只见他一边往外跑一边举起一只手大喊道:“成功了,我成功了!”原来诺贝尔这些日子正在研究怎样使硝化甘油引爆的办法,今天试装了一个雷管,刚一点火,想不到会有这么大的威力,气浪将他一下推倒在地。他爬起来伸手一摸满把血水,再一看屋里烟火弥漫,也不知惊怕,不知疼痛,反倒欣喜若狂。母亲见儿子成了这个样,忙上去一把搂住,边扑打火苗边喃喃地说:“感谢上帝保佑,你真算命大啊。”诺贝尔却说:“好妈妈,感谢你虔诚的祷告,上帝保佑了我的成功。”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  创造发明要勇气,
 
  书生火中敢取栗。
 
 
 
  却说这诺贝尔自从试制雷管成功,硝化甘油炸药便开始投入应用。当时欧洲到处修铁路,开矿山,这炸药自然极受欢迎。可是自从上次事故之后,他和父亲建的炸药厂又出了一次大事故,厂房被炸了个粉碎,有五人血肉横飞,他的弟弟也不幸牺牲。由于人们对硝化甘油的性质认识不清,在运输和携带当中也事故不断。有人以为它既是一种油也就有普通的油性,因此便随手取来润滑车轮、擦皮鞋甚至掺到灯油里点灯,自然招来了横祸。有一次在一座大饭店里,服务员看见一个客人存放的箱子冒烟,忙提了出去,刚走到马路中间,霹雳一声,平平的马路顿时出现一个一米深的大坑,两边楼房的玻璃全都如秋风摇落叶一般哗啦啦地碎落下来。于是炸药的发明者到处遭到人们的非议,诺贝尔简直被人看作死神的化身。一天,诺贝尔被警察局叫去,受到严厉的警告。当他心情烦乱,拖着沉重的步子走回家时,门口正围着许多愤怒的人,大门上也让人刷了几个刺目的大字:“专门制造恐怖和死亡的人家!”人们高喊着:“走远一点,死神!”“我们不要这样的邻居!”“不能和魔鬼在一起!”他年迈的父亲正颤巍巍地给大家说着好话,母亲两眼含着泪水,一只手在胸前画着十字。诺贝尔心中就如打翻了五味罐子不是滋味。他靠在路边的灯住上,脸色煞白,强忍着才没有让自己跌倒。
 
 
 
  怎样发明一种既威力强大又使用安全的炸药呢?诺贝尔知道下一步是该攻这一关了。但是他若再这样试验下去,愤怒的人群会将他砸为肉酱的。于是他便来到人烟稀少,森林环抱的梅拉伦湖畔,买了一条廉价的旧船,将船停在湖心,又开始了新的试验。到夜深人静之时,人们常会听到湖心传来砰砰的爆炸声。远远望去漆黑的湖面闪着一星灯火,大家说那就是那个不要命的炸神诺贝尔。
 
 
 
  诺贝尔就是这样整天和死神厮混在一起,后来终于想到:“要是能将液体甘油变成固体,不就容易保存,便于运输,安全多了吗?最好能找到一种吸附剂。”他试了纸屑、木粉、煤末、木炭,最后终于找到了一种“硅藻土”,这种东西可以天然开采,有许多小孔,重量很轻,将硝化甘油往里一拌,要捏成什么样就是什么样。在岩石上打个圆洞,将他搓成长条塞进去,用雷管一点火,那些坚硬如铁的山石立即就被炸成个天女散花。这就是黄色炸药,它彻底替换了人们使用了上千年的黑火药。而且这种炸药还很安全,你就是从高处抛下来,放在铁板上用铁锤砸,它也不会爆炸。诺贝尔创办的炸药公司立即大批生产,行销欧洲各国。1868年时年产量还只有78吨,到1874年时以上升到3120吨。诺贝尔已经由一个科学家变成大企业家,他在十四个国家建立了十六座炸药工厂,真正成了一个炸药大王。他本人也干脆在巴黎买了房子,建了大实验室,迁居法国。不久他又在这里进一步发明了威力更大的胶质炸药和无烟炸药。
 
 
 
  现在诺贝尔的大名已经和他发明的炸药一样传遍全球,于是各种应酬的麻烦事情也就接踵而来。有请他出席各种仪式的,有要给他授衔的,有订货谈生意的,有和他争专利打官司的,还有许多人是写信或找他要钱的。他们都知道诺贝尔先生是当今世界上少有的富翁,就都来向他拔毛。有一次诺贝尔年轻的女厨师来向他请假,说她要去结婚了。诺贝尔说:“您想要一件什么样的礼物?”这姑娘脱口而出说:“我只想要先生一天的收入。”诺贝尔觉得很有趣,但他一天的收入是多少,他自己也不知道。他说:“请让我算一算。”过了几天后这个姑娘得到了一笔四万法郎的赠款,光靠利息他也就可以安乐一辈子了。据统计,邮局平均每天送来的乞求信,所要求的钱加起来就有二万法郎。实在是大树招风。法国商人怪他抢了他们的炸药生意,便诬告他的发明是窃盗别人的成果。法国政府更诬告他盗窃军事机密,出动警察搜查了他的住所。他在巴黎再也住不下去了,只好于1891年离开了这座他居住了十八年的城市,迁到意大利的圣雷莫重建自己的实验室。
 
 
 
  现在他已经是一个近六十岁的老人了,本来他从小就体弱多病,一生又和炸药打交道,药物中毒得了一种“硝化甘油头痛症”,其他还有慢性支气管炎、慢性伤风、轻度坏血症,心脏病也不时发作。他所发明的炸药不知为人类改造地球带来了多少好处,他登记的发明专利总共有350项,包括人造橡胶、人造皮革、煤气表等许多与人们生活有关的东西。现在,他真正觉得自己老了,像过去那样周游世界,用五种语言去谈生意、打官司的精力,再也没有了,他想有一块能使自己安静的地方,继续再想一点问题。圣雷莫在波嫩特河畔,气候湿润,风景宜人,站在高坡上可以望见碧波荡漾的地中海,海面上自由来往的帆船和鼓着白翅膀的水鸟。他叫人在别墅的周围栽起一片桔园,又种上一片棕榈,房前屋后全都种满鲜花,然后又布置了一个优雅的客厅,客厅正面的墙上亲手提着一行大字:“我的安乐窝。”
 
 
 
  谁知环境安乐,他的心境却无法安乐。就在诺贝尔迁居圣雷莫不久,有一位巴黎时期的老朋友来看他,进得别墅,见那红花绿树,亭台阁楼,颇为赞赏,只是一进客厅,抬头看见那一行大字,便哈哈大笑:“安乐窝,安乐窝,既是个窝,里面就应该有两只鸟啊。”这一句话,正说中诺贝尔的痛心处。送走朋友,他挑灯伏案,抱头沉思,心如刀割。他想自己这一生征服了最爆裂的炸药,却未能征服一个女人;拥有庞大的跨国公司,却未有一个小小的家庭,命运真是这样地捉弄着他。他曾有过一次真正的恋爱;十七岁那年在巴黎碰见一位美貌少女,两人已经好的难分难离,但是突然一场疾病,恋人就狠心地抛下他离开了人世。1786年他又认识了一位叫索菲的女子,他一下就爱上了他,爱她那双迷人的眼睛,那一泓秋水里总是映着一个童话般的世界,只要他们的目光一接触,他就不由地要被拉进去,他爱她那姣好的神态,她小巧,苗条,身上有一种精致的美,从他们第一次见面,他就觉得这女子好像生就应该做他的漂亮的居室的主人。但是他错了,索菲是那种专以漂亮为本钱只恋爱而不愿结婚,只要男人的爱抚而不愿受家庭的约束的人。他为她在巴黎、奥地利等地准备了豪华的别墅,安排好仆人,他带她出入上流社会,陪她看戏,启发她读书,他想尽力将她改造成一个有教养的女人。但是索菲开使始还装装样子,以后只要一见面或者一写信就是要钱,要高档服装,要华贵的马车,要上这些就放任地到各地去混,而且到处以诺贝尔夫人的名义招摇行骗,到处用他的名字借款、欠债。他欲罢不能,就这样痛苦的维持了十八年,最后,1891年7月,索菲突然来了一封信,说他最近生下一个女孩,并且理直气壮的告诉他,这女孩的父亲是一个匈牙利军官,并且又振振有词的提出要30万匈牙立克朗。诺贝尔通过律师给了她30万克朗,并且好心地劝她和这个军官结婚,安心去过日子。这漫长、痛苦的恋爱才算告一段落。他付出了数不清的金钱,付出了自己炽热的感情,但是得到了什么?得到的是现在这豪华别墅里一片空虚和冷寂,这难道就是自己的窝吗?
 
 
 
  诺贝尔在这间宽大凄清的客厅里一人踱着步子,朋友一句话点破了他心灵深处那颗充满了孤独和伤感的心,不由得两滴泪水慢慢地挂到腮边来。他遥望着窗外蓝天碧海轻轻地吟出一首诗来:
 
 
 
  我是否爱过?
 
  啊!你的质问,
 
  从我记忆的漩涡
 
  唤醒了一幅甜蜜的轮廓
 
  那梦寐以求的幸福啊,
 
  生活不肯将它赐给我;
 
  那满腔热忱的爱情啊,
 
  不待成长就已经凋落。
 
  你不会懂得,
 
  一个年轻心灵的理想世界,
 
  是怎样遭到现实的折磨;
 
  挫折、幻灭与忧思,
 
  是怎样捉弄那欢乐的生活,
 
  使一切都失去灿烂的光泽。
 
 
 
  他刚吟完最后一句突然觉得心脏隐隐发痛,忙转身伏着椅子坐下,在桌上摸过一个小药瓶。他看看药瓶上的三个字:“饮料剂”,不觉脸上泛起一丝苦笑。医生可真会开玩笑。什么饮料剂,这明明是一瓶硝化甘油,怕病人紧张换了这么个好名字。我这个炸药大王到头来要吃炸药来治病,这真是上帝绝妙的安排。他又想到这强力炸药发明以来,用于战争不知炸死了多少人,用于建设不知开了多少山,修了多少路。一项发明问世,是祸是福,发明者实难驾驭。他想自己是真正的老了,大概不会久存于人世了,应该让自己的这些发明多为人类造点福。他自己没有一个亲人,虽有百万财富有谁继承呢?还是让这些由科学发明而换得的财富去资助后人新的发明吧。这样想着,他提笔写下了这样一份永垂青史的遗嘱:
 
 
 
  请把我的全部财产作为基金,以其利息作为奖金。
 
 
 
  把奖金分为五等份,作为下列五种奖的奖金。他每年给为人类作出了最卓着贡献的人。
 
 
 
  (一)物理学奖:奖给在这个领域有最重要发现或发明的人。
 
  (二)化学奖:奖给在这个领域有最主要发现或重要改良的人。
 
  (三)生理学和医学奖:奖给在这个领域有最重要发现的人。
 
  (四)文学奖:奖给在这个领域发表了理想主义的倾向,有最优秀作品的人。
 
  (五)和平奖:奖给为国与国之间的友好、彻底或裁减军备、召开和平会议及实施和平会议的原则作出了最大努力的人。
 
 
 
  各奖的获奖人由下述各委员确定:
 
 
 
  物理学奖、化学奖由瑞典科学院院士确定;
 
  生物学、医学奖由斯德哥尔摩卡洛林研究所确定;
 
  文学奖由斯德哥尔摩科学院确定;
 
  和平奖由挪威议会选出的五人委员会确定。
 
  不论世界上哪个国家的人都可获奖。我衷心希望世界上最有成就的人获奖。
 
 
 
  艾尔弗雷德•诺贝尔
 
 
 
  诺贝尔立完自己的遗嘱一年后,便在圣雷莫不幸逝世。为了争取他这个伟大遗嘱的实现,他的助手、遗嘱执行人又经过许多艰苦的工作。首先,清理他的财产便是一大难事,他的工厂遍布各国,而各国的法律又各不相同,他的祖国政府对将这笔钱奖励别国人也有意见。另外还有不少真假亲朋乘机提出财产要求。诺贝尔的侄子们倒是继承了父辈的好品质,立即声明并不想要叔叔留下的财产,同意按遗嘱办事,可是那个和诺贝尔恋爱了十八年而始终不肯结婚的女人索菲现在又跳出来要钱了。她看到诺贝尔去世的消息,立即不知从什么地方钻出来,找见遗嘱执行人索尔曼,将诺贝尔生前给她的216封信放在桌子上说:“你敢不给我一大笔钱,我就将这些信件的原件出版权卖掉。”为维护一个伟人的名誉,索尔曼只好同意出钱购买版权。诺贝尔九泉有知,他那颗孤独的心怎能再承受这种残酷的攻击?总之经过几年的工作,诺贝尔奖金终于在1900年正式设立。诺贝尔献出的这笔基金共920万美元,每年的利息约20万美元。他不但将数百项发明留给了后人,还留下了一个科学家最可贵的无私的献身精神。
 
上士 九級
47樓 發表于:2024-4-10 05:09
第四十五回
小医生扣响物理大门,啤酒匠发现科学定理
 
——能量守恒和转化定律的发现  前几回说到十九世纪中叶化学上的重要发现与发明,而这一时期物理上也有了重要突破,这就是被恩格斯列为十九世纪自然科学三大发现的能量守恒和能量转化。而这条定律的发现,却是和一个被称为“疯子”的人联系在一起的。
 
 
 
  却说这个“疯子”名叫迈尔(1814-1878),德国人,从小学医。1840年他才26岁,便在汉堡独立开业行医了。他平时对事情总要问个为什么,而且必得亲自观察、研究、实验,别人笑他这股痴劲,他却反笑当时形而上学的诡辩哲学并对它“已讨厌到了恶心的程度”。他一天天不满足自己生活着的汉堡这个小天地,和亲友们闹着要到外面去闯一闯。机会也真地来了,有一只船队要到印度尼西亚远航,正缺一个随船医生,他便欣然应征。1840年2月22日这天,他便开始飘泊在那浩浩荡荡的洋面上。
 
 
 
  他这样顶风破浪、颠簸摇荡,也不知过了多少个白天黑夜,经了几回月亏月圆。那迈尔终日在船上凭栏远眺,但是不见陆地,不见林木,除了绿水就是白浪,只是觉的气候越来越热。在汉堡时坐在诊所里清凉宜人,而现时却如坐蒸笼;那家乡的太阳温暖可亲,这里的烈日却如火球一样炙人。一日,好不容易到达爪哇岛的巴达维亚(即今日的加尔各达),人们才终于能登陆休息。但是因气候水土不服,许多船员又都突然生起病来。迈尔就按照他过去的老办法,放血治疗。在德国时治这种病只要在病人的静脉管上刺一针就会放出一股黑红的血来,现在他虽仍然是一针扎下,可是自己这些德国同胞的静脉管里却冒出了鲜红鲜红的血。船员们的病倒是治好了,迈尔却开始头疼起来。他本就有一个爱观察、爱思考的癖好,今日遇到这等奇事,他的脑海哪能平静?经过多日的冥思苦想,他终于得出一个道理。他想:血液所以是红的,是因为里面含有氧,氧在人体内燃烧生成热,维持人的体温,这里正是赤道附近,气候炎热,人的体温并不用那许多氧去维持,血里的氧消耗不多,静脉管里的血液自然就还是鲜红的。这一个推论不一定正确,但是他却天才地想到一个人们从没有想过的极重要的问题,就是人身上的热究竟由什么转化来的,是由于肌肉的运动吗?不是,他计算了一下,顶多只有500克重的一颗心脏,它运动做功生成的热根本不能维持全身的体温。看来体温是靠全身的血肉来维持,而这又是靠人吃食物,吃肉得来;肉是其他动物吃草长成,草是靠太阳的光热转变成化学力而生长成。太阳的光热又是从何而来呢?他想太阳假如是一块燃烧的大煤,按一克煤可以放出热量25千焦计算,这块大煤只能燃烧4600年。看来不是这个道理,他又想那一是无数陨星、小行星高速撞击到太阳表面使之发热的,他推出太阳中心的温度是2750─5500万度(今天我们知道实际是1500万度)。却说迈尔就是这样做着没完没了的联想,各种能的形式在他的脑海里不断置换,越想越多,越想越宽,越想越从具体上升到抽象,最后他想应该集中到一点:用什么来说明、来衡量这些能量间的转换呢?这就是热、热量。各种能都可以转化或换算成热量,这便是它们之间的相似点。迈尔不知不觉中已从狭窄的医学领域纵身一跳,跳在众家学科之上。这正是:
 
 
 
  有的人
 
  只敢在隧道里行走,
 
  胆怯地盯着前面的亮点。
 
  行走,行走,
 
  两旁是冰冷的石岩。
 
  有的人
 
  喜欢在高原上攀登,
 
  狂热地追求着前面的峰峦。
 
  登攀,登攀,
 
  脚下是辽阔的平原。
 
 
 
  却说迈尔这次从北海之滨远征南洋,得了这样一个新思想,喜的就如抱了一个金娃娃一般。他一回国就写成一篇论文《论无机界的力》提出机械能与热能的思想,而且还自己设计实验测出热功当量是365千克米/千卡。他兴冲冲地带上这篇文章来到当时德国最权威的科学杂志《物理年鉴》声言一定要亲见总编。总编辑波根道夫一见到这个年轻人便先问他到:“您是搞什什么专业的?”
 
 
 
  “我是一名医生。”
 
 
 
  “医生怎么到我们物理杂志来投稿呢?”
 
 
 
  “我的这个新理论不但管医学,也管物理、化学,一切自然学科都逃不出它的管辖。”
 
 
 
  “年轻人,你在说疯话吧。”
 
 
 
  波根道夫答应,可以把论文先留下。可是迈尔回到汉堡,左等右等总不见发表。它料想自己这个无名小卒人家不会相信,便又将此文送给一份医学杂志,终于在1842年5月问世。但物理学家们谁去注意这种医学小刊物。他到处演说,挤进去参加人家的物理学术会议,让人们相信世界上能量是不生不灭的。这天他又在一个讨论会上大声演说:
 
 
 
  “你们看,太阳把能量洒向地球。地球绝不会让这些能量浪费掉,就到处布满了植物,它们生长着,吸收着阳光,并生出各种化学物质……………”
 
 
 
  但是他讲的这些谁也不相信,下面议论纷纷:“这纯粹是胡扯,是瞎猜,有什么实验根据?”其实迈尔所提出的光合作用问题,以后果然为俄国科学家季米利雅捷夫所证实。这是后话。人们不愿听迈尔的演说,对他很不尊重,说:“看来他真的有些疯吧。”
 
 
 
  迈尔气极了,大声喊道:“什么叫疯子?疯子是不按常规想事、做事,但不寻常规的人并不一定都是疯子。哥白尼、布鲁诺、伽利略、哈维不是都打破了常规,都曾被人称为疯子吗?可是历史证明他们是真正的伟人!”
 
 
 
  “哈哈,原来你是想当哥白尼啊!”
 
 
 
  “你还是当一个好医生,先治治自己的精神病吧!”
 
 
 
  会场上一片哄笑。
 
 
 
  迈尔不被人理解,他陷入极度的痛苦中。正赶上他的两个儿子又相继去世,精神上更受打击。他走过大街,人家议论:“这就是那个疯医生,连自己的孩子也治不好。”渐渐,他的诊所也无人光顾了。他也一天天更形容枯槁,脾气狂躁。
 
 
 
  1850年的一天晚上,他拖着疲惫的身子走回家来。刚迈上楼梯就听到家里有人说话,是妻子的声音:“先生,请您拿个主意,他大概是该去住一段医院了。”他推们进去,本地一位精神病院的名医正坐在沙发里。原来家里人也把他当精神病人了。他大怒,将桌子一把掀翻,喊道:“你们全都疯了,你们不要我这个疯子,我就离开这个全是疯人的世界!”
 
 
 
  说罢,他推门出外,从阳台上头朝下一跌,便栽下楼去。家里人半天才反应过来,看着黑呼呼的楼下,一时又哭又喊乱成一团。到底迈尔性命如何,我们暂且按下不提。
 
 
 
  再说和迈尔同时期研究能量守恒的,还有一个英国人叫焦耳(1818-1889)。他从小身体羸弱,不能到学校里去,只能在家里自学。后来又投到道尔顿门下学化学、物理、数学。焦耳的父亲是一位啤酒商,他为儿子留下了一个啤酒场,焦耳便一边经营啤酒一边研究科学。长期的酿酒实践,使他懂得准确测量的重要。自从他听说法拉地发现电磁感应后,又迷恋于电的研究。真是条条大道通罗马,就如迈尔从静脉血液的颜色想到能量转化一样,焦耳从导线通电后可以发热,想到了电能和热能的转换。1840年他才22岁便将发现将通电金属丝放在水里,水会因此发热。通过多次精细地测试他得出这样一条定律:通电导体所生成的热量和电流强度的平方、导体的电阻和通电时间成正比,这就是有名的焦耳定律。当时焦耳就将自己的结论写成论文,送给英国皇家学会。但是这个酿酒匠的文章,被拖到第二年十月才在《哲学杂志》上登出。
 
 
 
  这焦耳的性格毕竟与迈尔不同。他谦和大度又极有韧性。无论社会上承认不承认,重视不重视,他总是埋头苦干下去,打破砂锅问到底,一定要弄个水落石出。1843年他测了水电解时生成的热,测了运动线圈中感应电流生成的热,计算出无论化学能、电能等何种能所生成的热都相当于一定的功,极460千克米/千卡。1845年的一天,他带上自己最新测得的数据和实验仪器,参加在剑桥举行的学术会议。他当场做完实验,坚定地宣布:“自然界的力(能)是不能毁灭的,哪里消耗了机械力(能)总能得到相当的热”。台下坐着的都是一些赫赫有名的大科学家,他们对这种闻所未闻的理论一个个直摇头,连法拉第也转过身来对身旁的人说:“这怕不可能吧。”更有一人当时十分恼火。此人叫威廉•汤姆生(1824~1907),后来的英国皇家学会会长,这年才21岁,但已是一个远近闻名的才子。他父亲是格拉斯大学的数学教授,他八岁就随父亲听大学数学,十岁就正式考入该大学,后又到剑桥学习,这年刚毕业就获得了数学学士和史密斯奖章,自认为学富五车,才高八斗,那些数理化的规律早就烂熟于心。今天听了焦耳的这段奇论,他转身问道:“这台上站着的是哪个大学的教授?”别人告他是曼彻斯特啤酒厂的厂主。他鼻子一亨道:“原来是个酿酒匠啊,也配来这里说话?”说完起身退出会场。
 
 
 
  台下的议论,汤姆生的举动,焦耳自然也都听到耳中看在眼里。但他都不放在心上,回到家里继续一边酿酒,一边搞业余研究。他不仅用水来测机械能转化成的热,还换了水银、鲸鱼油、空气,又用铁片摩擦生热,后来又把热功当量精确到423.9千克米/千卡。这样锲而不舍地实验竟连续做了近四十年,达四百多次,其毅力着实惊人。1847年焦耳终于设计成一种清楚明了后来在科学史上很著名的实验,就是一个密封水桶里装上桨,桨上有轴,轴与两边的重物相连。这样重物下降变动桨的转动,便使桶内的水磨擦生热而通过下降的高度来求热功当量。这年英国科学协会又在牛津召开会议,焦耳又兴冲冲地带上自己的实验装置前来赴会。会议主席一见他来便皱起眉头说:“焦耳先生,你的那些东西据我所知现在还没有一票支持,是否最好不要再浪费时间了。”
 
 
 
  “我匆匆赶来正是为了取得支持,我相信经过现场表演,这些聪明的教授会看得懂其中的道理,会支持我的。”
 
 
 
  “那好,实在是时间有限,请只介绍实验,就不必做报告了。”
 
 
 
  “可以。”
 
 
 
  焦耳将他的仪器摆好,转动摇把,让重物升高下降,又测出桶内水的温度说:“你们看机械能就是这样可以定量地转化为热,反过来一千卡的热也和423.9千克米的功相当。”
 
 
 
  他话还没有说完,突然台下站起一个人来高声说道:“这是胡扯!热是一种物质,热素,它与功毫无关系。”
 
 
 
  焦耳抬头一看说话的正是汤姆生,想不到今天他又来了,真是冤家路宰窄。现在的汤姆生已是格拉斯大学的教授,年轻得志,而比汤姆生大六岁的焦耳却还是一个酿酒匠。焦耳对汤姆生的无礼并不以怨相报,他让自己冷静一下,以一种温和的语调说:“热不能做功,那蒸汽机里的活塞为什么会动呢?能量要是不守恒,那永动机为什么总是造不成呢?”
 
 
 
  这真是坪铊虽小压千金。这个酿酒匠不紧不慢,不软不硬的两句话顿使场内鸦雀无声。他虽然没有教授的风度,但是他那酿酒房里特殊训练出来的熟练的操作技巧,精细的计算、推理,都无懈可击,再加上他那双谦虚的眼睛,诚恳的笑容,使这些教授们不由地认真思考开来,一会儿纷纷起来发言,争论的好不热烈。他们又上前眼看、手摸,仔细检查了焦耳的仪器,实在是新颖简明,不得不佩服这个啤酒匠的才智。
 
 
 
  再说汤姆生自以为聪明多才,不想今天在会上碰了这个钉子,羞愧难当。他回到学校后,也自己动手做起实验。不久,他在资料室里随意翻查旧杂志,竟发现了前几年迈尔发表的那篇论文,其思想与焦耳完全吻合,这才使他大吃一惊。他忙将这篇论文藏在怀里,又带上自己最新的实验成果,急匆匆地赶去见焦耳。他抱定负荆请罪的决心,想请焦耳原谅他过去的傲慢,共同来探讨这个伟大的发现。
 
 
 
  却说汤姆生来到啤酒厂里,只见满地酒槽、酒瓶。他打听焦耳,别人指向一处房子,他推门进去,酒气扑鼻,雾气腾腾,只见一个身系帆布围裙的大个子正在指挥工人添料、加水。他一眼认出 这就是两次在台上演讲的那个身影,忙趋前几步说声:“焦耳先生,汤姆生前来拜访您。”这焦耳两手酒浆,回头一看,不提防却是这个论敌。看他这身笔挺的教授服装,这副诚恳的神态,不知出了什么事。忙双手在围裙上抹了两把,喊道:“原来是您,汤姆生教授,快到实验室里去休息。”
 
 
 
  两人在实验室里坐定。汤姆生打量着他这里堆着的酒瓶酒罐,和各种代用的仪器,暗暗为焦耳这种坚韧不拔的精神所折服。待焦耳洗了手,换了衣服,他站起来说:“焦耳先生,看来是您对了,我今天是来认错的。”
 
 
 
  “哪里,哪里。我自己也还有很多地方没有想通,正要向您求教呢。”
 
 
 
  “您看,我是看了这篇论文后,才感到你们是对的。”说着就掏出迈尔的文章。
 
 
 
  焦耳不看也罢,一看,刚才脸上的喜色顿然消失:“汤姆生教授,可惜您再也不能和他当面讨论问题了。这样一个伟大的天才因不为人所理解,已经愤而跳楼自杀了。”
 
 
 
  “啊?”汤姆生的眼睛睁得鸡蛋似的喊道:“他已经不在人世了吗?”
 
 
 
  “在。那天跳楼并没有摔死,但已神经错乱,住进精神病院里,怕难康复了。”
 
 
 
  汤姆生低下了头,半天无语。一会儿他抬起头,真诚的目光盯着焦耳的眼睛,说:“实在对不起。我现在才知道自己的罪过。过去我,我们这些人会曾给您多大的压力啊。焦耳先生请您原谅,一个科学家在新观点、新人面前有时也会表现得很无知的。”
 
 
 
  焦耳连忙上前扶他坐下说道:“汤姆生教授,不要这样说。就是我的实验也有许多不完善之处,难以立即服人。”他为了缓和一下气氛又补充道:“况且我这个人一向会自我解嘲,反正我这里有的是酒,不顺心时喝下几大杯,也就愁云四散了。所以我经常醉,却永不会疯的。”说完他先哈哈大笑了,汤姆生也一阵大笑。两人亲密地并肩而坐,研究起汤姆生带来的新实验报告来。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  唇枪舌剑亦无妨,灵犀一通释前嫌。
 
  心底无私胸怀阔,化敌为友亦不难。
 
 
 
  从此,焦耳和汤姆生成为一对密友。汤姆生毕竟是受过专门训练的,1853年他帮助焦耳终于完成了关于能量守恒和转化定律的精确表述。至此,辩证唯物主义得以产成的基础,自然科学中的三大发现之一的能量转化和能量守恒定律宣告得到公认。后来两人又合作发现了著名的汤姆生─焦耳效应,即气体受压通过窄孔后会发生膨胀降温,为近代低温工程奠定了基础。这是后话。
 
上士 九級
48樓 發表于:2024-4-10 05:09
第四十六回
略施法术钢铁竟能作人语,费尽心机棉线也会放光明
 
——电灯的发明  上回说到汤姆生和焦耳言归于好,两人终于合作完成了能量守恒定律的最后表述。读者也许已经注意到:我们这套书主要是写那些在科学规律、定理、公式、法则发现方面的伟人,在具体技术方面落墨不多。但是科学理论方面的重大发现必然带来具体的技术发明和生产的发展。生产实践又促使人们去探索新的未知的规律。所以个别虽不是科学家,但有伟大发明的人物我们也还得介绍一、二。这类人物中影响最大的有两个人。一个就是我们前面已经说过的瓦特,再一个就是我们这回要表的美国人爱迪生(1847-1931)。
 
 
 
  读者也许要问,有史以来的发明家千千万万,灿若星汉,你何独厚爱他们二人呢?原来工业的发展决定于它所使用的能源。在人们只能使用人力、畜力的时代,自然只能是农业和小手工业。人们找到的第一个大的能源是地下的煤,这地下之火的露头为工业革命和资本主义初期的发展立下汗马功劳,而驯服地火,使之转化为机械能的就是发明了蒸汽机的瓦特。谁知时日不久,喜新厌旧的人类对地火之能已不满足,转而又去找天上之火,这就是电。电能的利用立即使资本主义摆脱充满煤炭味的旧时期,而进入垄断资本主义的新时期。而驯服天火使之实用于照明和动力的大功臣便是爱迪生了。
 
 
 
  大凡在科学上有成就的人总是离不了聪明和勤奋。这爱迪生从小就极变动脑筋,遇事一要问个为什么,二要亲自试一试。六岁时他见母鸡落窝,问这是干什么?母亲说这是母鸡在用自己的体温孵小鸡。一天爱迪生忽然不见了。大人东找西找,到吃晚饭时才发现他趴在一个草垛里,怀里正抱若几个鸡蛋。问他在干什么?回答说,在孵小鸡。父母直笑得泪花飞溅。到八岁时他上了小学。开学三个月后的一天,老师讲算术,在黑板上写2+2=4,他立即站起问:为什么就等于4。全班同学大笑,老师也真说不出为什么。只是气得大骂他是一个糊涂虫。爱迪生受此委屈,回家向母亲诉苦。母亲南希过去也当过教师,觉得这样的老师哪能教好学生,便愤而替儿子退了学,自己在家里教他读书。这小学三个月便是爱迪生一生仅有的一点学历。
 
 
 
  爱迪生回到家里后,再没有学校里那一套上课下课、考试提问的束缚,由着他的性子读书,不会时就随时去问母亲。他的聪慧立即表现出来,一目十行,过目成诵。九岁时便读了《罗马兴亡史》、《美国史》、《世界史》、《解剖学》,十一岁时便自学了《科学百科全书》和牛顿的著作。到十二岁他就在家里关不住了,到外面找工作,卖报、当报务员,用赚来的一点钱买些化学药品搞起试验来。1868年他受聘到西方联合公司,开始研究法拉第的《电学实验研究》,从此就和电打上了交道,终日埋头实验,而且每次实验必有详细记录,这个习惯一直坚持了60年。他一生仅在专利局登记的发明就有1328种,实际上早已超过了二千种,从他出生直到他84岁逝世,平均每十五天就有一项发明问世。爱迪生有一句为世人所熟知的名言:“天才是九十九分血汗加一分灵感。”他一生中最大的乐趣就是工作,他性格中最主要的就是顽强,就是毅力。他八十四岁高龄的那一年有人问他:“您什么时候退休?”他说:“等到出殡那一天。”勤奋确实是他成功的主要原因。但是爱迪生还有比其他科学家、发明家高人一等的地方,就是以办企业的方法来搞研究,一懂得抓钱,二懂得抓人。有了资金,有了人才,他的天才思想就一个接一个地变成了现实。
 
 
 
  闲言不表,书归正传。却说爱迪生十二岁走向社会,历经艰辛,先是在火车上提篮叫卖,后又当电报员。到1869年他二十二岁时,时来运转,当时股票市场行情变化急剧,爱迪生凭自己的才智为华尔街“老氏金融报告公司”发明了“证券报价机”。老板问他要多少报酬,他还真不好意思开口,再说常常是靠一个面包就顶一顿饭的他,也不知道金钱的份量。他想这回可要捞个高价,要五千吧?不行,人多,人家不会给,三千?可是老板已经等得不耐烦了:“年轻人,四万,行不行?”爱迪生惊呆了,但又很快装出不在乎的样子说:“行,行”他后来回忆,当时他心跳得厉害,真怕对方听出自己的心跳声。后来爱迪生又因一次发明专利得了十万元。于是他再不需打碎敲、单枪匹马地干了,便选中了新泽西州的门罗公园,盖起了一个大实验室。实验室呈长方形,升上下两层,附近还矗立着机械加工车间、木工房、图书馆。他聘请了从专家到会吹玻璃的工匠这样一批出类拔萃的人物,世界上第一个大型实验室开张了。
 
 
 
  这时爱迪生才刚三十岁,但是实验室里的人比他更年轻,大家都叫他“老头子”。这老头子率领这批富有幻想又极聪明、极能吃苦的勇士们,开始建设一个科学王国。爱迪生给实验室提的要求是:每十天一项小发明,六个月一项大发明。果然实验室成立不久,这片本是十分荒僻的公园就不断有新鲜玩艺出现。本地居民简直以为这里降落了一批神仙,各家报纸也不断派记者来向这些怪人采访。他们一个个不修边幅,衣着邋遢,工作起来没时没点,机床边吃饭,桌子上睡觉。那个首领爱迪生就最是这样。他的一位部下曾这样描述道:
 
 
 
  爱迪生睡觉,不分时间,不分地点,什么都可以当床。我首见他用手作枕头睡在一张工作台上;还见过他两脚架在辨公桌上睡在椅子里;有时他也穿着衣服睡在小床上。还有一次我见他一连睡了36个小时,中间只醒来一个小时,吃了一大块牛排和一些土豆、馅饼,抽了一支雪茄。此外,还有站着睡觉的时候。
 
 
 
  更妙的是他睡觉时常常爱枕一本辞典,一觉醒来精力充沛,彷佛那辞典里的知识已在刚才渗入他的脑中。
 
 
 
  却说爱迪生这天在实验室里又这样一觉醒来,忙抽出辞典又随手从笔记本里撕下一张纸,从上胸口袋里抽出铅笔,三勾两抹划成一张草图,连声喊道:“克罗西,快来。请把这个东西加工一下,下午就要。”
 
 
 
  前面我们说过爱迪生手下有自己最得心应手的几员大将,他们是英国工程师查尔斯•巴切勒、瑞士钟表匠约翰•克罗西、法国技师西格蒙.伯格曼、数学家厄普顿、玻璃吹制工具姆等。只要爱迪生脑子里转出个新花样,一声令下,这些人就能按他的思想把实物捧上桌来。今天点的是这位克罗西的最拿手本事。无论爱迪生的图怎样潦草,他也能准确地制出样品。
 
 
 
  不足一个时辰,克罗西已经将一个小怪物摆到爱迪生的案头:一个圆铁筒,连着一把铜摇柄,筒内有两根铁钉。克罗西虽然制出了东西,但不知它有何用,说:“爱迪生先生,你要这个不伦不类的东西干什么?”
 
 
 
  “我要让它和你说话。”
 
 
 
  因为爱迪生常爱和部下开玩笑,所以克罗西也不当真,他说 “这铜和铁都能说话,我当场输给你一大筐苹果。”
 
 
 
  “你这话可算数?”
 
 
 
  “算数!”
 
 
 
  只见爱迪生取下铁筒,小心地裹上一层锡箔,然后咳嗽两声,清清嗓子,右手扶起摇把开始缓缓地一圈圈地转动,"然后开始对着铁筒唱儿时母亲教给他的那首儿歌:“玛丽有只小羊羔…。”
 
 
 
  克罗西坐在桌子对面,眼睛瞪得快有鹤蛋大了,这时实验室里的技师、工人也都静静地围了过来。每当有个新发明问世,他们总是这样围在“老头子”周围,作世界上的第一批享受者。这时爱迪生已唱完了儿歌,他将铁筒退回原位,又顶上另一根铁钉,再慢慢摇动手柄,只听铁筒里传出一阵轻轻的歌声:
 
 
 
  玛丽有只小羊羔,雪球儿似一身毛。
 
  不管玛丽往哪去,它总跟在后头跑。
 
 
 
  大家屏气凝神,这声音多么遥远,彷佛是外星球传来,但又真真切切是爱迪生那浓重的中西部口音。儿歌唱完了,爱迪生又换上一张锡箔,这时围在他身边的人都像被谁使了定身法一样,只剩下张嘴瞪眼的份儿,就算他们与这个被报界称为魔术师的发明大王朝夕相处,可怎么也不敢相信这每天摸来摸去冰冷坚硬的铜铁竟会说话呀!一会儿还是克罗西先醒过来,他从口袋里掏出一把钱递给一个工人说:“快去,快到门口买一大笔苹果来!”
 
 
 
  那个工人正要抬腿,爱迪生一把接住他,示意大家安静,他又将滚筒复位,再轻轻摇转,只听那铁筒里突然传出一个又粗又急的声音:“快去,快到门口买一大笔苹果来!”
 
 
 
  全屋子的人哗地一下笑出声来,那欢喜的声浪骤然冲出门窗,就像突然爆了一颗笑的炸弹。其他车间里的工作人员不知这里出了什么事,也都一起向这间房子拥来。狂喜的人们不知该怎样表达这第一次听到铁会说话的兴奋之情,有的把帽子扔到天花板上,有的敲着手里的工具,有一个年轻人甚至就地打了一个滚,还有几个人就要去将爱迪生抬起来。爱迪生却说:“且慢,一次就成功的东西,总会有许多缺点,我们要赶快将它完善,二十天以后就上专利局去。”
 
 
 
  这时克罗西又挤到前面,摸着这个自己亲手加工的神秘东西说:“爱迪生先生,你怎么一下子就想出这个会说话的机器?”
 
 
 
  …克罗西,你知道我的耳朵不好使,所以我试验电话时就用触觉来试耳机模板的振动,用一根短针一头抵住模板,一头抵在手心。于是就想到:声音能使这根针顶动,反过来这根针的颤动是否也能变成声音呢?这是一种相似思维方法,不过是逆向相似,就如化学反应中的可逆反应。法拉第当年不就是从奥斯特发现电变磁,逆向相似地推出可让磁变电吗?他成功了,我们今天也成功了。
 
 
 
  克罗西等人静静地听着爱迪生的分析。每次一项发明完成后,他们听爱迪生讲发明思路,是一种最高的享受,它清晰明白像哲理,却又形象丰富像音乐。克罗西这时早已不再关心那个具体的说话机器了,他目光注视着爱迪生那宽大的前额,心里在说:“他简直是一个海啊,谁知道这里面保存了多少智慧。他浑身都是机关,随便一个什么原因的触动,都会像扳机引发子弹一样地迸出一项发明来。”
 
 
 
  克罗西正这样发着愣,忽听爱迪生又说到他的名字:“今天还得感谢克罗西,没有他的合作,我光想想也拿不出这机器来。这正是我们门罗公园实验室的力量所在。”
 
 
 
  说着,爱迪生拿过实验记录簿来,拔笔在上面记下了几个大字:“克罗西今天完成留声机的制作。1877年12月6日。”他总是这样忘不了大家。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  红花哪能无绿叶,将军越大越要兵。
 
  一人之力终有限,需知众志始成城。
 
 
 
  却说十八天之后,爱迪生果然提着这台留声机闯荡纽约城。他先来到权威的《科学美国人》杂志编辑部,也不言声,只把机器往桌子上一枚,用手一摇就听那个纹筒在说:“编辑先生,你们好。你们终日伏案工作十分辛苦,爱迪生先生托我向你们问安致意!”直把那些编辑们惊得手里的笔抬在空中半天落不下来,就像桌上突然跳出一个小魔鬼来。这件事立即成了当时报上的总统竞选一样大的新闻。专利登记之后,爱迪生被请到科学院、总统府去表演。爱迪生让他的机器背诗唱歌,给别人录音,真是无所不能。他对《纽约每日写真报》记者风趣地说:“我还要改进这个机器,话筒里装个人嘴大小的音箱,也许还有舌头、牙齿,声音就更好听。我虽然制出了许多机器,但只有这个是我的孩子,我盼若他快生长大,以便在我年迈之时能尽些赡养之责。”
 
 
 
  但是爱迪生的“孩子”实在太多了。留声机刚问世,他又有了一个更可爱的宝贝——电灯。电灯的历史最早可以追溯到戴维1812年设计的电弧灯。但这种灯太刺眼,所以当时一般照明还是大量使用着煤气灯。自法拉第之后人们逐渐完善了发电机,电源再不只靠化学能电池了。爱迪生决心将电能应用于照明,彻底革掉那又冒烟又呛人的煤气灯的命。
 
 
 
  电灯的发明最能证明爱迪生的那句名言,即:“天才是九十九分血汗加一分灵感”。具体发明前,他先从理论探讨入手。为了打倒“敌人”,先要了解“敌人”,所以他买下了煤气工程学会所有的与外界交易的文件和历年的煤气杂志,经常彻底钻研。有人说爱迪生在成为电灯专家以前,已是一个最权威的煤气专家了。爱迪生自己说:“我在电灯方面建立了三千种不同的理论,每种理论似乎部可能化为现实。可是,我在试验中只证实了其中的两种行得通。这么说,并不是言过其实。”其艰苦,其付出的心血可见一斑。
 
 
 
  1879年10月的一天,爱迪生在实验室二楼将他手下的几员大将叫到一起,开始布署这场光明向黑暗的决战。他穿着一件奇怪的工作服,领口很高,下摆很长,一直拖到地板,这是为了防止溅上酸硷液。他那头总是蓬乱的卷发,可有可无似地随便堆在头上,由于连日痛苦地思索,两颊微凹,面容有些憔悴。但是他明眸闪闪,双眼放出兴奋的光芒,好像这光马上就能把电灯点亮。部下们知道,这是位脑海里已经有了新方案的证明。爱迪生说:“现在除我们之外,还有三家公司也在研究电灯,还有煤气公司在拚命想保住他们对光明的垄断,我们公司已经争取到30万元的资金。钱不算很多,所以要抢时间快干。我这里已有各种图纸。贝姆,你来吹制各种形状的灯泡;厄普顿,你负责计算;巴切勒,你寻找最合适的灯丝。”
 
 
 
  门罗公园又开始了一场科学发明前沿的总攻战。爱迪生像个将军一样,从这个车间到那个实验室,来回巡视指挥。他来到图书馆,厄普顿正为各种圆形、椭圆的容积大伤脑筋,满是公式,数字的纸张铺满一某。他已经熬了整整一夜了。爱迪生过来看了一会儿,拍拍他的肩说:“数学家,你的才华和时间不应该卡在这里吧。”说着,他拿起几只空灯泡,叫秘书端来一盆水。他将灯泡灌满水,再将灯泡里的水倒进二林,又指着刻度说:“这不是你要的容积?”
 
他走到玻璃吹制间,从火红炉膛里蘸出一团玻璃亲自吹了两个,试试这批玻璃的性能。
 
 
 
  他走到一楼实验室,巴切勒正在这里试制灯丝,这是成败的关键所在。他们已经试过了各种各样的材料,木纤维、鱼线、纸条;果皮直到爱迪生的头发,巴切勒的胡子。现在他们已将包围圈缩小到棉线上。他们在钳锅里将一根棉线炭化,然后小心翼翼地捧在手里送到吹制间去,可是这种极脆的炭化丝,手一颤就断了。他们又制了一根,不小心一张纸落在它上面,又切成两截。他们再做,从上午到下午,从日落到东方发白,一根炭化后的棉线终于平安地封进灯泡里。
 
 
 
  白天,爱迪生命令所有的助手去睡个好觉,晚饭后,这只灯泡像从天国里请来的怪物一样被供在工作台上。以往的灯泡只能点到两三个小时,今天运气如何?大家吃饱了,睡足了,希望这只新灯泡和他们比比耐力。
 
 
 
  电源接通了,实验室里立即酒满明亮而柔和的光。节令已入初秋,室外已是夜幕笼罩,秋风新凉,而屋子里却如春风吹拂,旭日初升。大家屏神静气看看这个明亮可爱的小东西,想看人类为了寻找光明走过了多么漫长的路程。篝火,火把,蜡烛,油灯,煤气灯,都离不开火的直接燃烧,而今天将要用电了,用这种不冒烟,没有味道的新能源。一想到这些,他们就更觉得身上有一种神圣的责任,他们是在开辟一个新时代啊。
 
 
 
  开始,大家谁也不说话,好像一出声就能将这灯泡震破似的。一小时、两小时,五个小时过去了,那明亮的光辉似乎毫无收退的意思。人们渐渐松了一口气,而且情绪他兴奋起来。巴切勒首先打破沉寂说,我们何不借这美好的灯光,请爱迪生先生再讲一点发明方面的事。爱迪生这时也很高兴,他说:“好,这电灯要是试成之后我们还可以试很多东西。比如咱们实验室外农夫种的黄瓜,它每天吸收阳光,如果可以逆转这个过程的话,黄瓜就会变成一节节释放出光能的电池。”
 
 
 
  大家都大笑起来,克罗西说:“要能这样就好了,当我们的储电池没有电的时候,隔着篱笆伸手摘一节黄瓜,接上导线就可以工作了。”
 
 
 
  不等大家笑声停止,爱迪生又开始讲另一个幻想故事:“还有,电还可以用于军事。我们在城堡里放一台两万伏的交流发尾机,一条线接地,另一条线与高压水流接通。这样只要随时放开龙头,那些攻城的敌人就是千万人一起涌上来,我们只要几个消防队员就足够应付。而且可以调整电压,不一定非得把对方击死不可,只将敌人击呆,然后上去将中电的将军捉回,以便索取赔款…”。
 
 
 
  爱迪生讲得一本正经,大家都早已笑得前仰后合。他的脑海是一刻也不会平静的,许多发明都是在随便的谈笑,旅行参观,甚至吃饭时生成的。
 
 
 
  他们就这样说笑着,也认真讨论一点电灯制作中需要解决的问题,不免东方发自。可这灯光却毫无向日光让位之意。爱迪生兴奋极了,连忙喊厨房送早点和酒来,大家围看这盏灯共进早餐。他们一连在这灯下吃过一天约二顿饭,早又是日落月升,这灯光却更加柔和甜蜜。人们虽已很疲倦,但谁也不肯去休息。爱迪生的日记留下了这个美好的记忆:“我们坐在那里留神看看这盏灯继续点燃着。它点燃的时间越来越长,我们笑得神驰魂迷。我们中间没有一个人能走去睡觉——共40个小时的工夫,我们中间的每一个人都没有睡觉。我们坐着,洋洋自得地注视着那盏灯。它继续亮了四十五个小时的工夫。”
 
 
 
  灯灭了。爱迪生和他的部下流着热泪拥抱在一起,这时他们的激动之情早已超过当年发明了会说话的机器。高兴过后,爱迪生又拿过记事本在上面为了一行大字:“1879年10月21日,灯泡寿命45小时。下一个目标--1000小时。”
 
 
 
  以后他们又不断寻找新的灯丝材料,灯泡寿命也上升到一百、二百、二百个小时。但是那些和他竞争的公司,那拚命要保住自己传统地位的煤气公司,那些个别并没有看到这项发明的潜质的科学家,纷纷指责爱迪生的工作是毫无希望的蛮干。他的部下沉不住气了,要求他出来说话。爱迪生却说:“这才是一群不懂得怎样竞争的傻瓜。让他们去夸夸其谈吧,我们正好埋头苦干。时间从他们的嘴里流走,却流到了我们的桌上。”
 
 
 
  爱迪生不说一句话,却把他的门罗公园里里外外都挂起灯泡。夜幕降临,这里却是一片灯海,是一个落地的银河。他请报社记者来参观,就在这灯下谈话,发稿。请他们参观自己电灯照明下的排字房。于是许多报社立即请爱迪生给自己的印刷车间装灯,这样一来,夜班效率大大提高。不出几个月,爱迪生电灯的光好就将那些攻击者的谎言烧化得灰飞烟减。谁要是想从生活中赶走电灯,简直就像要摘掉太阳一样难了。
 
 
 
  闲话少表,却说这爱迪生发明了电灯之后又改进了供电系统,又不断发明了电影,发明了橡皮,甚至远被聘为海军顾问去发明武器。他的发明把他自己人生时间的口袋塞得满满的,到高潮时一天就有两项发明问世。他这样追着时间,不免匆匆已过半个世纪。当时有一个叫福特的美国人,创办了一座规模巨大的历史博物馆。他忽生奇想,要把爱迪生的门罗公园复制一个在博物馆里,好让后人知道这光明的起点。他送在1929年10月21日搞了一个大型的白炽灯五十周年纪念。这天爱迪生底邀出席,他惊奇地发现自己又回到了门罗公园。福特确实费了不少心思,连铺地面的土也是专门从门罗公园运来的,那白色的篱笆,二层楼实验室,实验室里毫不走样的摆设!爱迪生已经82岁,显得有点老态龙钟了。他在自己当年的椅子上坐下,默默地陷入一片沉思。当年他和朋友们就在这里分享留声机、电灯诞生的喜悦,现在这种喜悦已经为全世界人民共享了。大家都在离开他几步的地方静静地站着,不愿打扰这位发明大王作那最丰富的回忆,他们看到老人的双眼里噙满了泪水。一会儿,还是爱迪生打破沉寂,说这实验室复制得还有一分不像。福特说:“那里不像?""这地板从没有这样干净过。”大家都笑起来。
 
 
 
  晚上,庆祝活动在“实验室”学行。实验室重又回到五十年前,点着煤气灯,一片昏暗。这时爱迪生由总统亲自搀扶着入席,他板动开关,挂在屋里各个角落的电灯一下子大放光明,接着是一片掌声和欢呼祝贺之声,全国数百万听众这时围在收音机旁收听这一激动人心的实况。同时全国各地的电灯也在这时大放光明,这是比放多少响礼炮还要隆重的仪式。宴会结束时爱迪生发表了简短的谈话,他说:“我这一生行将结束。我的人生哲学是工作,我要揭示大自然的奥秘,并以此为人类造福。我在世的这短暂一生中,我不知道还有什么比这更好的了。”
 
 
 
  人们纷纷举杯向爱迪生祝贺,祝他长寿,祝他再为人类完成几项发明。老人也举起杯来,他的眼里放着光彩,这艰苦和紧张的一生是在汗水里泡过来的,在他的记忆里似乎还没有过今晚这样闲暇和轻松的场面。他站起来向大家致意。但他突然眉头一皱,右腿一阵痉挛,老人暗暗咬了一下牙想挺住,但是没有挺住,滑倒在椅子上。
 
 
 
  欲知后事如何,且听下回分解。
 
上士 九級
49樓 發表于:2024-4-10 05:10
第四十七回
看门人推门闯进小王国,磨镜翁窥镜发现微生物
 
——微生物的发现  上回说到在庆祝白炽灯发明五十周年的宴会上,爱迪生突然发病跌倒,两年后这位大发明家便不幸辞世。像爱迪生这样有功于人世的伟人如能多活几年,又不知能给人类再带来多少幸福。
 
 
 
  人为什么会有病有死呢?解答这个问题又是生理学和医学方面的任务了。前面我们说过,自1543年出版《天体运行》《人体结构》,科学进入近代时期,便兵分两路:研究外部世界的,从哥白尼直到上回才说过的爱迪生,成绩卓着;而研究人体本身的,从维萨留斯到哈维,也大有进展,并且已经逐渐探源求本,向微观世界迈进。而在这方面的第一个开拓者,是荷兰人列文虎克(1632-1723)。
 
 
 
  这个列文虎克,在我们所讲述的科学家中,至少有两点是很特殊的。一是他的高龄:一直活到九十一岁,而且工作到九十一岁;二是他经历的单纯:他出生在荷兰的德尔夫特市,在当地布店里当过几天学徒,又在当地市政府当一位看门人,直到死没有换过工作,也没有离开过德尔夫特一步。但是这个原地不动的人,其声名却远播全球,而且顺着历史的长河流传至今。
 
 
 
  却说列文虎克在二十多岁时就到市政府门房上班,每天看着人进人出,早晚照管门开门闭,他浑身鼓荡的血液,隆起的筋肉,渐渐就要被这悠闲枯燥的岁月消磨和吞噬。他想!我总得找点什么事情来干,才对得起上帝给我的这些时间。一个偶然机会,他得到一块凸透镜,发现能放大镜下的东西。可惜这镜片已很模糊,他就决心重磨一个。凡人只要找到一件自己喜欢干的事,便如找到自己最理想的情人,时间、精力、身体、欢乐、痛苦等一切,便都托付给了它,一定要做到为它牺牲一切可牺牲的东西。这列文虎克自从迷上磨镜片后,每天茶饭不香,睡觉不安,黎明即起,手捧一块油石,一块玻璃,非常认真又十分吃力地磨来磨去。只要没有什么人到门房里打扰他,他就这样从日出干到日落。说什么铁杵磨针,面壁十年,那些都比不上列文虎克磨镜的诚心和辛苦。他这样一直磨了四十年,他门房里间的屋子成了当时世界上最大、最齐全的透镜库。列文虎克有个怪癖,就是总和自己过不去,他磨出的镜片只要自己发现有一点不满意,比如光洁度差那么一点,椭圆度还不够理想,都要立即返工。如果还不满意,便气愤地一把摔碎在地,再向自己的腿上狠狠地砸上一拳,然后抹一把汗水又重新磨一片。他不但磨镜片,还要把这些镜片镶在铜的或银的架子上,就像一个个漂亮的工艺品。为此他又学习金属的冶炼、浇铸、加工。反正,为了他的小镜子,他什么苦也愿意去吃。
 
 
 
  这列文虎克磨镜成癖,有了镜子就拿着它到处去照,也成了癖。他把木块、虫子、石块、肉、毛发、种子等,统统拿到他的镜下一一检查。他看见本是平光光的木块在他的镜下竟是沟沟凹凹,洞洞眼眼;看见一个平常的小虫子竟像一头小猪一样走来,他高兴地哈哈大笑,把他的邻居、朋友都请来共同大饱眼福。1665年的一天,他竟像小孩子一样突然想起:要是把河里的小蝌蚪放在镜片下不知会是什么样子,于是这个近60岁的老人立即带上女儿玛丽亚到河边提回几条蝌蚪。他将小蝌蚪吸在一个细玻璃管里,将管子固定在镜前,当他将眼睛对准镜片时,他大叫道:“玛丽亚,蝌蚪透明的尾巴里原来还有这么好看的东西啊!”他的观察记录里留下一段兴奋的文字:
 
 
 
  “最初看看,真使我欢喜之至,血液的流动,竟像小河里的水一样,循环流动到各处……。”
 
 
 
  哈维当年发现的血液循环,意大利医生看到的毛细血管,今天才让这个看门老头儿第一次实实在在地观察到它的运动。以后,他又发现了红血球。皇家学会的胡克,在他的启发下,观察到软木片上的空腔,取名为“细胞”,导致了以后(1839年)细胞学的创立。这个看门人决没有想到他会有这么大的功绩。
 
 
 
  这一天,外面正浙浙沥沥地落着秋雨,列文虎克在一排排的镜架前凝神工作,听到这雨声便又生一计:“玛丽亚,到院子里舀一点雨水来!”雨水舀回来了,他用头发丝一样细的管子吸了一滴,眼睛又贴近在镜子上不动了。足足有半个小时,他不说话,也不抬头,躬着腰,只是实在难支持时,揉一下酸困的眼睛。玛丽亚看着老父亲这种痴样,不觉又笑了,她悄悄将一根手杖塞在父亲手里,让他支撑一下腰身。而列文虎克突然一把抓住女儿的小手。大声喊道:“孩子,你知道你刚才舀回了什么?这是一个小王国啊。它的人口大概有几百万,比我们全国人口还要多。这是些什么样的居民啊,奇形怪状,有的像个圆球,有的是一根长皮条,有的浑身是毛,有的两个连在一起像个孪生的怪胎……,他们一个个都不安静,在不停地飞跑,互相碰撞。他们怎么总是有使不完的劲啊?他们每天吃什么好东西?怎样生活的啊?”
 
 
 
  列文虎克这样一直喊个不停,倒把玛丽亚吓坏了。她是个很孝顺的女儿,每天尽心侍候老父。而父亲近来脾气古怪,总是钻到他的小镜子里,有时说话也文不对题,邻居们甚至怀疑他是否患上精神病了。今天玛丽亚听见他这样喊,心里就跳,忙拉过椅子,硬按他坐下。列文虎克这才捶捶酸疼的腰,又抹掉眼边的泪,问:“你刚才舀的水里到底有什么东西呢?”
 
 
 
  “这不是,这杯水还在这里呢,什么也没有呀!”
 
 
 
  列文虎克端起玻璃杯来,仔细看着,果然是一杯透明而没有什么杂物的水。“你刚才在什么地方舀的?”
 
 
 
  “在院里水缸里。”
 
 
 
  “再去舀一杯来。”
 
 
 
  水舀回来了,再观察,还是有那许多小生物。这回老头子非要自己动手不可了。他拄着拐杖,一步一滑地冒雨走到院子的最中间,举起一只杯子,向天空托着,心里想这回要直接得一杯天上的水,若它里面有什么。果然,这杯水里没有刚才看到的那许多小东西。那末这些小东西是从那里来的呢?他在自己的房间到处摆满了水盆,在通风的地方,不通风的地方,光亮处,阴暗处,高处,低处,然后一一观察对比。最后他发现,无论开始多么纯的水、放上几天后,这些神秘的小动物便又突然蜂涌而至了。
 
 
 
  列文虎克百思不得其解。老头子这几天真的是得了精神忧郁症,再也不说不笑,就是对着那些水盆发愣。这天饭后,老人又在桌前坐下想心事,他这样闷坐了一个时辰,看看桌上一个牙签盒,便下意识地抽出一支,剔牙。突然他想这牙垢里会不会也有个小王国,便把它稀释在水里送到镜片下面。他这回更是吃惊不小,原来自己的嘴里还饲养着这些可怕的东西啊,它们有的像鱼,有的像蝌蚪,有的是直线,有的成螺旋状,有的慢悠悠地像散步,有的急速跑着像冲锋。列文虎克看得高兴了,忙叫玛丽亚煮一杯滚热的咖啡来,但是当他刚喝完咖啡,再观察自己的牙垢时,啊,这回他更吃惊了,这些小东西怎么一个也没有了,原来他们是这样怕热啊。
 
 
 
  列文虎克已经发现了细菌和怎样灭菌,不过他当时并没有意识到这一点。
 
 
 
  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。
 
 
 
  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。”
 
 
 
  “女王陛下也知道我这个看门老汉啊?”
 
 
 
  “知道,知道,你现在早已不是为我看门了,你是守在一座新王国的门口,谁都想到这个门缝里来求您允许他往里看一眼呢。连俄国皇帝也已经准备前来看您了。----好啦,您快准备一下吧。”
 
 
 
  不一会儿,就听门外车马喧闹。女王在一大群侍从和本国大臣的陪同下向门房走来。由于列文虎克的镜室实在太小了,大部分侍从被挡在门外,列文虎克陪着女王还有本国的大臣挑帘进到屋里。外面的人只好顿足叹气了。
 
 
 
  这是一排长方形的平房,列文虎克因陋就简,把它布置成镜室 也就是他的私人实验室,环墙一周和地当中的一排平台上摆满了各种大小和各种形状的镜子。这些小镜子都嵌在金属板上,那讲究它的几台是嵌在铜板和银板上的。金属板后面有一个小支柱,上面有一根极细的玻璃管子,要观察的东西就吸在这个管子里。支柱上的物体和镜子之间的距离都可以通过手柄的旋纽来调节。奇怪的是,不少细玻璃管里都放着东西。女王不解地问道:“列文虎克先生,难道您每天都在观察他们吗?”
 
 
 
  “回陛下,这些小东西有的已在我这架子上住了好几个月了。我每天就这样走来走去,和他们打招呼,问好,他们告诉我别人都不知道的东西。我这样摆着,就像书架上插满书,随时就可翻阅一样。”大家听到老人这个奇怪的回答都笑了。
 
 
 
  这时女王发现一台奇怪的镜子。镜片小得只有一粒大米那样大,它嵌在一块银板上,镜边镶了一圈金丝,镜片后面的物架是一只正展翅飞来的小鸟,鸟嘴里衔着的一根细玻璃管里装着一个黑点,却不知是什么东西。女王将这个小巧的家什拿在手中左看右看,爱不释手,这那里是科学仪器,就是她宫里珍贵的艺术品也不会再比这个精致了。她指着管子里的小黑点问:“这是甚么?”
 
 
 
  “请陛下将一只眼对准小镜子,就能发现它的真象。”
 
 
 
  女王将架子举到眼前,对看窗户进来的亮光。她刚把眼睛对准镜片,突然“啊”地惊呼一声,镜子差一点失手落地,大臣忙上前搀扶,女王也自觉失态,忙恢复镇静,说:“列文虎克先生,您这架子上绑着一头什么怪物啊?”说着又将镜子移到眼前。
 
 
 
  “陛下看到了什么?”
 
 
 
  “像一只大蜘蛛,有腿,可身子又亮亮的,瞪着一双牛眼,啊,太可怕了。”
 
 
 
  这时列文虎克将物架上那根管子拔下,举起来给女王指点着,他虽已年近九十可是眼睛一点也不花。“陛下,您刚才看到的实在是一只普通的跳蚤。”
 
 
 
  “啊?”这回女王更吃惊,不过接着她就高兴地笑了,周围的人也都笑了。
 
 
 
  “禀告陆下,我那个米粒大的镜子,别看它小,却可以放大200倍呢。我用我的镜子看到的水里那些小动物,就是一百万个加起来,才有一粒沙子大呢。”
 
 
 
  女王今天非常高兴。大英帝国虽然曾经统治过全球的许多地方,但是对这个陌生的小王国却闻所未闻。她在这间小实验室里转了一圈后,招手让侍从捧上一个银色的盒子,取出一张印得很精致的厚纸,双手送到列文虎克面前说:“尊敬的列文虎克先生,英国最权威的科学机关——皇家学会已经荣幸地接收您为它的会员,我此行就是特为向您表示祝贺的。”大家一阵掌声,列文虎克忙将拐杖丢在一边,双手恭敬地接过银盒子,人们看到他偷偷地抹掉一滴眼泪。
 
 
 
  列文虎克以一个没有受过正规教育的看门人,被破例吸收为皇家学会会员,他的名誉已经不亚于国王权臣了。但是他还是终日在那间小房子里磨镜,观察,记录。1723年他刚度过自己的九十一寿辰,觉得身体大不如去年,他知道自己老了。这天他叫女儿去把自己的老朋友胡格夫利埃特请来。他领着老朋友在实验室里走着,用拐杖指着那些显微镜,还有大本大本的记录,冷静地交待后事:这是我一生的收获,我的心血。我的生命已经迈入了自己的九十年代,我想上帝不可能让我在这里呆够一个世纪。九十年的生命中我有半个世纪是不停地磨着镜片。我深信一千个人当中没有一个能做这样的研究。因为这需要无限的时间,要花许多的金钱,还因为一个人要想有所成就,就必得呕心沥血,孜孜不倦。我努力这样去做,一共得到了419块镜头、制成了247台显微镜,它们都在这里了。还有我写好的375篇论文。现在我暂时还要用到他们,我辞世之后请您将这些东西转交给皇家学会。只是还有一点,我虽然发现了这个小王国,但那些小生物到底是甚么,他与我们人类又有甚么关系呢?看来,我是只好带着这个问题去问上帝了。
 
 
 
  列文虎克一口气讲完这许多话,已经有点微微喘气。老朋友忙扶他坐下,祝福着:“您对人类的贡献已经够大了,上帝会让您活到一百岁的。”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  生命有限物,使用要集中。
 
  矢志在一点,必能获成功。
 
 
 
  列文虎克感到遗憾的问题,他发现的那些小生物到底是什么呢?且听下回分解。
 
上士 九級
50樓 發表于:2024-4-10 05:10
第四十八回
求佳人 才子喜得贤内助,攻化学 医学却展新前程
 
——微生物学的确立  上回说到列文虎克观察到许多“小生物”却不甚明白这到底是些甚么东西。在他死后过了整整一百年,终于又出来一个人接续他的研究。这就是法国化学家巴斯德(1822-1895)。
 
 
 
  说来有趣,这巴斯德一生不知攻克了多少个难题,而第一大难题就是怎样赢得一个女子的爱,我们就先从这里慢慢说起。
 
 
 
  1851年1月,年轻的巴斯德来巴黎大学任化学教授。一日他正端坐窗前凝神备课,抬头间忽见窗外园中的小路上走来一白衣红裙的女子。那女子款款而行,真个“翩若惊鸿,宛若游龙”,她神态自若,抬头时神清气朗,如芙蓉出水,光洁玉润;低眉时心沉志凝,如风落梧桐,端庄恬静。这女子沿园间小路走来,越走越近,渐渐更看清她那一头金色秀发,红润的脸庞尤其是那双深蓝色的眼睛,像一汪深深的湖水,巴斯德彷佛已在其中照见了自己的影子。他正这样痴看呆想,忽见那女子一抬头,秋波一扫正遇着他的眼神,吓得巴斯德心跳脸红,立即低头将脸埋在书里。约摸这女子已走过窗前,他才慢慢抬起头来,只见绿荫里一角红裙飘飘忽忽,渐渐隐去。巴斯德哪还有甚么心思备课看书,他将笔往桌上一摔,用拳头砸着自己的脑袋,轻轻喊道:“上帝啊,这就是我意想中的情人!”
 
 
 
  从这天起这巴斯德一伏案读书,好像那书上没有字,一提笔写字,好像那笔里没有墨水,食不知味,睡不成眠,好端端一个教授被那女子的倩影折磨得颠三倒四。好在巴斯德毕竟是受过高等教育而又有抱负的人,深知事业为重,不可使自己的这种状态长期持续,就在研究记录本上暗暗记下,先解决这个课题。他再一调查,知道这女子竟是校长大人的千金,这下心里更是高兴。这倒不是他要攀龙附凤,而是校长一向爱巴斯德年轻有才,这门亲事或许更有希望。于是他使心生一借风使船之计,提笔先给校长为了一信:"我的父亲是一个阿尔波亚地方的鞣皮工人,我的三个妹妹帮助他做作坊里的工作和家务,以代替去年五月不幸去世的母亲。我的家道小康,当然谈不上富裕,而且我早就决定将日后会归我所有的全部家业让给妹妹们,因此我是没有财产的。我所有的只是身体健康,工作勇敢,以及我在大学的职位。我计划把一切献给化学研究,并希望能有某种程度的成功。我以这些微薄的聘礼,请求允许我和您的女儿缔婚。"
 
 
 
  这可真是欲擒故纵,说是递上聘礼,反倒没有一文,不过真坦露了一颗赤心。而校长倒也开明,便将信转给女儿玛丽,要她自己决定。玛丽一看字里行间的书呆子气,“啪”地摔入纸篓,胸脯一挺,到校园里又唱又笑地独自玩耍去了。
 
 
 
  巴斯德等了七天不见动静,又再换一个进攻角度提笔给玛丽的母亲写了一信:“您知道我是多么爱您的女儿,但我怕是,玛丽小姐太重视初步印象了,而初步印象对我是不利的。我确实没有甚么吸引人的地方。但回想过去的经历,我知道那些深知我者,总是深爱我的。而我今天才第一次将我的爱奉献出来。”这封信也照样传到玛丽手里,但照样是一周毫无动静。
 
 
 
  这回不必迂回使用火力了,巴斯德直接给玛丽写了一信。他说:“我知道你嫌我身上这般书呆子气,但我只祈求您一点,不要匆忙地下判断。您知道,您可能错了。时间会告诉您,在我的这个矜持、腼腆的外表下,还有一颗充满热情的向着您的心。我虽然一无所有,但我会给您带来荣誉。”这回玛丽小姐芳心动摇了,这一封封朴实无华的信证明巴斯德不是那种纨绔子弟,她完全可托以终身。他们开始在花园里幽会,在巴斯德稿纸成堆的书桌上对灯静坐到很晚很晚。爱情再不是折磨巴斯德感情的绞索,而成了他这架科研机器的润滑油。有玛丽在身旁,他写作时就文思泉涌,千言立就。他钻进实验室里,虽然总想早点出来去看看她,但一想到应该对得起她的爱,便又沉下心来工作了。而玛丽时间长了不见他,就像一只小猫一样悄悄地溜进实验室,将一双小手轻轻地搭在他的双肩上。
 
 
 
  巴斯德这次爱情攻关虽再三迂回,但却事半功倍,不到半年时间,1849年5月29日,他们便举行了婚礼。但就在宾客临门,典礼就要开始之时却找不见了新郎,大家都十分焦急。这时只有玛丽不慌不忙,她说:“别急,他一定在实验室里,可不能让那个实验半途而废啊。”
 
 
 
  婚后不久,他们夫妇便迁居里尔,巴斯德任里尔学院的院长兼教授。里尔,这是一个酿造业很发达的城市。巴斯德很快在这里找到了自己的新课题,掀起一场关于微生物的轩然大波。
 
 
 
  一天,当地的造酒商来求巴斯德,说几个月来,他们的酒突然一下子发酸了,一桶一桶地倒掉,他们的厂子眼看就要倒闭,请化学家务必救他一把。巴斯德这个皮匠的儿子,从小闻惯了鞣皮的味道,连酒坊门也没有进去过。但他确信有列文虎克留下的武器显微镜,不怕弄不出个结果。
 
 
 
  他到酒厂取回好酒浆和坏酒浆各一桶。先从好酒桶里取出一滴放在显微镜下,里面有许多细小的球,这是酵母球,就是它使甜菜浆变成了酒。他再从坏酒桶里取出一滴,奇怪,酵母球没有了,有的只是一些细杆棒,它们很小很小,大约只有二万五千分之一英寸。他立即又从厂里搬来许多桶一一化验,都找到了这种小细杆棒。他明自了,一定是这些菌消灭了酵母球,独霸了天下,于是香甜的酒就变成了苦酸的粘液,像一桶酸奶。他又配了一瓶酵母汤,然后往里面滴入一点细杆菌液。他想如果我这个推论正确,这种细杆菌就会在这瓶里繁殖起来的。
 
 
 
  它会不会活,会不会繁殖呢?夜深人静了巴斯德做完这一切,才洗洗手,怀着志忑的心情,掩上实验室的房门回到卧室。床头亮看一盏小小的灯,这是给他留的,玛丽已经入睡。自从他们结婚以来,几乎想不起有几次是同时就寝的,总是玛丽收拾完家务,又帮他抄写一会儿论文,实在困乏之极,只好一人上床去。所以每次巴斯德深夜回房,总怀着一种深深的歉疚之情。
 
 
 
  当巴斯德轻手轻脚刚走近床头时,玛丽突然将被子一拉蒙上鼻子,喊道:“呀,你又去摆弄那些酸酒桶了。”
 
 
 
  “亲爱的,对不起,我应该先去洗个澡的。”
 
 
 
  这时玛丽嫣然一笑,退下被头说:“算了吧,也不看几点钟,再洗完澡就天亮了,再说化学家身上的气味哪儿是肥皂就能洗掉的?”
 
 
 
  巴斯德上了床,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。”
 
 
 
  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。”
 
 
 
  “你这哪里是工作,是提前支出生命啊。”说着玛丽伏在他身上,泪水打湿了巴斯德的前胸。
 
 
 
  “嫁给我吃亏了吧?”
 
 
 
  “不,你就是我的生命,我已经完全溶化在你的工作里。我们会成功的。明天这实验一做完,你就是我们的牛顿,我们的伽利略。”
 
 
 
  巴斯德感到一种极大的安慰,他就是失败了,也能在妻子面前得到一种足以抵销一切沮丧的温存。他比诺贝尔要幸福一千倍。
 
 
 
  他们真的成功了。第二天一早巴斯德抽出那个小瓶子,昨天放进去的一个小灰点,现在起了汽泡,他轻轻摇晃一下,瓶底升起缕缕灰雾,他取一滴放在显微镜下,惊呼道:“它们活了,它们繁殖了!”像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德开辟了微生物领域,他也是一位科学巨人。
 
 
 
  这巴斯德跃马横刀闯入微生物领域,便势如破竹,加入无人之境(本来,以前也没有几个人涉猎这里)。他先帮助葡萄产地的农民解决了防止酒变酸的难题。说来简单,只要把酒加热到摄氏五十五度,就可以将细菌杀死,这就是后来被普遍采用的"巴氏消毒法"。他发现了寄生在蚕身上的微生物,挽救了法国全国的养蚕业;他发现了羊炭疽杆菌,并治好了羊炭疽病,挽回了2000万法郎的损失。他由此又推出:人身上的传染病,也是出这些看不见的杀人犯传播的。这可是一个大胆的结论,这就不是化学,也不是微生物学的事了,巴斯德已经扬鞭催马踏入了医学的领地。当时欧洲对突然间流行全国的瘟疫束手无策。在俄国的一些乡村里,深更半夜男人们起来把四个寡妇绑在犁上,赶着她们绕村犁上一圈,认为这样就可以抵挡瘟疫,而苦主们也只知降温、放血,或吃点不顶用的药丸。现在巴斯德突然闯了进来说:“这些统统都是骗人!”于是整个医学界就像一个被捅了的马蜂窝。
 
 
 
  巴斯德是一个性格豪爽,拚命向前,苦干务实,想到就要说要做的人,况且他也不大会装出一种谦虚去争取同情。他手头有了许多实验事实之后,就到处作学术报告,作科普宣传,而且态度直率,语言尖刻。在一次学术会上他说:“我真够聪明的,我居然能发现这一切,而你们真傻,竟到现在还不肯相信。”一次在巴黎举行科普讲座,会场里本来灯火通明,他突然将灯全部熄灭,然后打出一束光划破黑暗,只见这光中许多细小的微粒上下翻动。他指看这些微粒说:“你们看见了吗?斑疹伤寒、霍乱、黄热病……,一切传染病菌就都在这些小微粒上面。你们不要小看这些小东西,它能量之大决不亚于狂风暴雨。比如一种破坏酒精的微生物,几天之内能使比自己重一百万倍的酒精变成醋,好比一个二百磅体重的人,几天之内就可以劈掉二百万磅木材,谁能有这么大的力气?如果这种病菌钻入人体,不难想像,欧洲几天之内就会尸横遍野……。”巴斯德这些话使听众们不寒而栗。包括那个大小说家大仲马,那天他也在场,无论他曾构思过多么惊险的小说也不如巴斯德这几句话叫大家张目结舌。
 
 
 
  好像别人都是聋子,都是瞎子,巴斯德大声向人们讲着他听到的,看到的一切。而大家都觉得他实在是个疯子,因为他们每一个人都既没有听到什么,也没有看到什么。因此,他们对这个疯子搅得他们志忑不安简直不能容忍。他们开始在自己远占绝对优势的阵地上-学术会议、各种刊物、报纸上指名道姓地攻击巴斯德了。但他毫不退让。
 
 
 
  这天,巴黎医学会又举行一次医学报告会,讨论当时死亡率达百分之九十的产褥热,还有外科手术感染问题。一个叫圭茵的顽固老头正在夸夸其谈这种病的病因。突然前排站起一个人说:“完全是胡说八道。这些病首先得由你们医生、护士负责,是你们的手,医院里的床,还有手术刀,绷带将那些致病微生物传给一个病人,又传给一个病人,你们还全然不知。医院成了殡仪馆的前厅,手术台抬成了杀人台,你们却死抱住旧习惯不放,还在每天杀人。我昨天刚收到一封信,是苏格兰医生李斯特先生的,他在手术前将双手、刀具、纱布,甚至刀口周围都用硼酸彻底消毒,结果病人死亡率从百分之九十一下就降到百分之十五。”此人正是巴斯德。
 
 
 
  这时下面有人摇头,有人很注意地听,而圭茵早就不耐烦了,他打断巴斯德的话说:“你总是这样像巫婆念咒似地叨叨,可是你说的可怕的微生物到底在哪里?它怎么能有这么大的本事?怎么能无孔不入地传播?你能给我看一看吗,它到底是什么样子?”
 
 
 
  巴斯德三步两步迈到黑板前画了一个链状物,说:“引起产褥热的就是这种菌。”
 
 
 
  圭茵冷笑一声:“算了吧,你口口声声说我们没有见过微生物,倒是你恐怕连手术刀、绷带也没有换过呢。”
 
 
 
  “我看你不是没有看到显微镜下的微生物,而是没有看到自己心灵上的微生物。”巴斯德也冷笑一声。
 
 
 
  但是他没有提防,被激怒的圭茵突然挥动老拳,向他当胸击来。各位读者,不是作者在编造,这实在是科学史上一件不好说出口的丑事。19世纪后期,像16世纪教会蛮横镇压伽利略那样的事是不可能再发生了,但偏见和顽固仍然是科学的大敌。再说当时幸得有人上去一把抱住圭茵,这架才未打起来。可是圭茵立即提出:“你要有胆量,明天我们到郊外决斗去!”
 
 
 
  巴斯德冷笑一声:“我的任务是救人的命,而不是杀人!我死并不足惜,可惜我还有一个重要课题没有完成呢。”
 
 
 
  巴斯德回到家里,由于刚才的不快,两只手还在颤抖。玛丽知道最近他常在外面受委屈,就过来挽着他的手坐下。现在他们已是年过花甲的老夫妻了,但还是如在蜜月里一样的情深。巴斯德心里的怒气立即烟消云散。
 
 
 
  他所说的课题,是寻找根治狂犬病的办法。这是一种必死无疑的痛,只要被疯狗咬了的人和任何动物都会伤口像火炮一样地疼痛,而且狂躁不安,直到被折磨而死。巴斯德想,这一定又是一种微生物在作怪。他知道自己来日不多了,便想加快解决这个课题。
 
 
 
  这天,他和助手设计了一个方案,就是从疯狗唾液里取来病菌,然后注射到好狗身上,或许可以获得免疫。但那是一条疯狗啊,取时谈何容易。巴斯德命令助手将一条壮实的疯狗绑在桌子上,再用撬棍将它的嘴撬开。那狗愤怒的哼着,呻吟着,嘴里渗出唾液。这时巴斯德取来一根玻璃吸管,含在嘴里就要向狗嘴里去吸。突然玛丽从房间里冲出来,一把搂住他的胳膊:"亲爱的,难道你真的疯了吗?你的命真的这样不值钱吗?"
 
 
 
  “不怕,我轻轻吸一点,病菌不等到我嘴边,我就会把它吐到杯子里的。”
 
 
 
  “不,如果这样还是让我来吸。你的生命怎么也比我有十倍百倍的价值。”
 
 
 
  “亲爱的,反正都一样,你万一染病离开人世,我与其受悲痛的折磨还不如一死。况且论技术,当然我比你熟练一些。”
 
 
 
  巴斯德说得轻松,但玛丽浑身都在发抖了。她瞪着一双吃惊的大眼看着巴斯德和疯狗嘴对嘴,将那根细管子伸到狗的舌根,巴斯德那撮小胡子彷佛已经触到了狗的嘴唇。她突然用双手捂住了自己的眼睛。
 
 
 
  菌苗制好了,在动物身上试验完全成功。但总得过人身试验这一关。巴斯德决定给自己注射。这回玛丽和几个助手坚决不干了。他们将药品锁起来,玛丽更是整日不离开他一步。巴斯德像一个壮士被困在监牢里,他坐在实验室的长沙发上,捋着自己已花白的胡子自语道:“还有什么法子呢?上帝不会再给我多少时间,玛丽又不给我冒险的机会,还有什么法子呢?”他正这样愁眉不展地坐着,突然门口吵吵嚷嚷,还夹着哭声,一个助手推门进来,但还不等他开口,后面又跟进一个老妇人进来。她一见巴斯德便一头跪在地上哭求道:“巴斯德先生,都说您是上帝派到人间的救星,快救救我的小儿子吧,他今天刚被疯狗咬伤,除了你谁也没办法啊,他不能死啊。”这妇人说着早泣不成声。
 
 
 
  孩子被送来了,伤口已开始发红,可怜的孩子,无疑是得了这个可怕的痛。他从现在开始还有半个月的时间,病菌将从皮肤、血液里慢慢地向他的脊髓、脑液里进攻,到那时他将发狂、昏迷、死亡。现在唯一的希望就是乘病菌还未进入脊髓、脑液之前每天注射一点疫苗,以毒攻毒,培养起抵抗力来。但是人类有史以来还从未这样试过啊,到底有没有把握呢?这第一针是准备打在我这个将不久于人世的老头子身上啊,怎么好在这个孩子身上试呢?
 
 
 
  这时老妇人还在地上叩头如捣蒜。助手说:“只有这样,孩子也许有救,要不试一试吧。”巴斯德还在犹豫,老妇人早已抱住助手的手臂不住地恳求了。巴斯德站起来说:“就试一试吧。可是如果失败,那些人一定会说我是杀人犯的。”
 
 
 
  第一针打下去了,孩子安然入睡。
 
 
 
  第二针打下去了,没见什么别的反应。
 
 
 
  以后每天一针。到第十四天头上,最后一针了,毒性也已积累到最多了。巴斯德觉得自己的心在抖,他不敢到临时病房去,只好吩咐助手去注射这最后一针,自己又坐在那个长沙发上,呆呆捋着他的小胡子。他不知道自己将再次当一回牛顿呢还是当刽子手。他这样从早坐到晚,玛丽进来送了两回饭,助手进来报告了两回情况,倒没有异常。但是关键是今晚,能不能平安地渡过这一夜呢?这是阴间和阳间的界河啊。当晚巴斯德没有回卧房,就躺在这个长沙发上。玛丽抱来了毯子轻轻给他盖好,虚掩着房门出去了。他在黑暗中看一会儿天花板,又透过窗户数一会儿天上的星星。不知什么时候迷迷糊糊地刚睡去,就听门外又是那个老妇人的声音:“巴斯德先生在哪里?快,我要见他!巴斯德先生,您还没有起床啊,我非见您不可。啊,我的孩子……!”
 
 
 
  巴斯德听到声音,一个鲤鱼打挺,翻身下地,摔落毯子,就向院里冲去。这时玛丽、助手也都早已跑出来,他们一起搀住老妇人,紧张得三颗心都已提到嗓子眼里。
 
 
 
  到底这孩子性命如何,且等下回分解。
 
上士 九級
51樓 發表于:2024-4-10 05:11
第四十九回
五年环球先从自然探得实际,六个便士只向爸爸买点时间
 
——进化论的创立  上回说到巴斯德第一次给病人注射狂犬病疫苗后,病人生死未卜,直弄得他六神无主,寝食不安。忽听老妇人一声狂呼,早教他冷汗淋淋。其实是一场虚惊,老妇人是来报喜,感谢大恩人的。他的儿子已爽然康复。人类终于第一次征服了这种可怕的“不治之症”。正当巴斯德一路人马研究那些只有在显微镜下才看得到的微观生命时,有人却把目光转向整个世界,将整个地球把在手里,仔细捉摸:这地球上的花草树木,飞禽走兽乃至人类的生命是怎样地来去。正是花开两朵,各表一支,从这回起我们来讲这方面的故事。
 
 
 
  这个故事的主人翁就是鼎鼎大名的达尔文(1809-1882)。达尔文从小出生在一个书香门第之家。他的父亲是个医生,便送他去学医,但是他见到解剖室里的尸体就怕,他说:“这些可怜的人,和我们一样地爱过人也被人爱,今天竟这样任人切割!”于是决计不学医。父亲又将他送到剑桥大学科学院,不想他对科学更无趣,三年的科学院生活除了应付考试,大部分时间就是打猎,郊游,搜集动植物标本。当时他还说不清将来要创造什么,但是他酷爱大自然,爱得发疯。他自己后来的回忆录里有一段描写可以为证:
 
 
 
  “有一天,我剥去一些老树皮,看见两只罕见的甲虫,就一手一只捉住了。正在这个时候,我又瞧见第三只新种类的甲虫,我舍不得把它放去,于是我把右手的那只‘碰’的一声放进嘴里。哎呀!他排出了一些及辛辣的液汁,烧痛了我的舌头,我不得不把这只甲虫吐出来,它就跑掉了,而第三只甲虫也没有捉到。”
 
 
 
  大凡有成就的人都会在青年时代就给自己设计一个轨道,并使自己及早进入轨道运行。达尔文在科学院三年完全是按照自己的轨道奋进,决没有让官方的课程浪费他的时间和精力。他一是读了很多自然科学的书;二是有机会就到野外观察,收集标本;三是拜了一个好老师:研究植物的亨斯洛教授。他在成名后说:“我所受的学校教育束缚了我的观察力。我所学到的一切有价值的知识都是靠自学获得的。”但是剑桥的天地已觉太小,这时英国政府正在向全球扩张,不断派船探险,达尔文便经亨斯洛教授推荐踏上贝格尔舰,于1831年12月27日开始了五年的环球考察旅行。中国有句古话“饱以五年读,劳以万里行”,道出了作学问的诀窍。达尔文现在正是这样去身体力行,他在剑桥饱饱地读了一肚子书,然后乘船去观赏实践,这进化论的创立自然非他莫属了。
 
 
 
  各位读者,我们在这本书的第一回就提出世界到底是什么?从屈原问天,泰勒斯说地开始我们就随着那些可敬可爱的科学家去上天入地寻求探索,陪他们一块流汗。流血,一起被拷打,一起受火刑,终于将世界从上帝手里一块一块地解放出来。但是上帝还有一块最后的,最顽固的阵地——生物学领域。世界上这许多生物怎样出现和存在?当时的经典说法是上帝创造的,这就是所谓”神创论”,它认为从上帝创出来那一天起,各种生物就原封不动地存在了,今天是什么样子,当初就是什么样子。上帝还将这个世界安排得非常完善,有老鼠就有吃老鼠的猫,有吃草的鹿,就有吃肉的狼,真是无懈可击。所以科学家要夺回这块阵地,比之天文、物理、化学要难得多,这达尔文比哥白尼也就迟生了336年。闲话不表,我们且看达尔文是怎样发起这场最后的攻坚战的。
 
 
 
  贝格尔号驶离德文港后,舰长菲茨罗伊为达尔文安排了一个小房间,中间是一张很大的绘图桌,桌上是一个睡觉的吊床,他将在这里整理标本、绘图、观察。舰长又派给他一个叫科文顿的仆人。这人以后给他猎取鸟兽,制作标本,成了一名重要助手。贝格尔鉴的环球线路是,出英吉利海峡,进大西洋,贴着南美洲东岸下形绕过合恩角,再北上进太平洋,去澳大利亚后进入印度洋,绕过非洲的好望角,再次进入大西洋,返回英国。它们一登上南美洲大陆,热带雨林中的动植物立即以它们特有的魅力和无穷的奥秘紧紧将他们吸引,这天达尔文和科文顿正在林中披荆斩棘,艰难前行,忽觉得头上有什么东西闪闪发光。一抬头是一片蜘蛛网,这网也特殊,蛛丝比一般要粗,要亮,像一根根钢丝紧绷在树枝间,一个瓶盖大的蜘蛛正在紧张地吐丝工作。达尔文正有兴趣的看着,科文顿忽然说:“快看!”他顺手势一转头,不绝哎呀一声。原来头上的整片林子都已结成一张大网,那亮晶晶的蛛丝东来西去,四通八达。一个快有手掌大的蜘蛛雄踞中间。各处又有许多小蜘蛛分兵把守,有的在吐丝修补被风吹断的网子,有的在闭目假寐,专等猎物落网。这时一只黄蜂飞来,它的翅膀不慎触在一根蛛丝上,也只这一触便厄运难逃,越是挣扎,越陷在网里不能起飞,这时那只假寐的蜘蛛早圆睁双目,怒冲冲地扑来。只见它口中喷出一点亮光——先黏在黄蜂身上,然后就拉着这根丝围着它绕圈,三转两转早把那只黄蜂捆得结结实实。不想,正当蜘蛛得意之时,头上又有一只黄蜂飞来,乘其不备挺起自己的刺向它猛地螫去,蜘蛛受此一击疼痛难忍,翻落网下,它知道敌人还会作第二次攻击,就忍痛爬入草丛。但黄蜂不停地做低空飞行,很快就发现了它。这黄蜂也知道蜘蛛那双毒螫肢的厉害不敢贸然下手。它先做了几个佯攻的假动作,乘蜘蛛一仰身之际,一下刺中它的胸部,蜘蛛不动了,其实它并没有死,黄蜂只是注射一点毒液让它昏迷,好死不活地留给自己的子女食用。
 
 
 
  达尔文被这紧张战斗所吸引,早看得忘了时辰,一会儿只觉得腿上发麻,他以为缠着草藤,蹬脚甩了两下,觉得很沉低头一看,哎呀!原来是一条一握粗的长蛇,早将它的小腿缠了三圈。科文顿也看见了,拔刀跃起,就要去砍。达尔文却示意他不要动,只见这条蛇吐着又长又红的芯子,它已经发怒,嗦囊鼓得有皮球那么大。这是他在英国从未见过的品种。达尔文敏捷地将蛇的颈部一卡,那蛇气急,狂吐红芯,却不能动。他大喊:“科文顿快动手!”科文顿上前一只手将蛇身一捋,另一只手提起蛇尾,来一个“倒松井绳”,这蛇就落入他们的标本袋里。自然,刚才那双冤家——黄蜂和蜘蛛,也都让他们这两个渔翁得利收走了。他们高高兴兴向海边走去,科文顿只顾低头开路,一个毛茸茸的东西正与他撞得满怀。他吓一跳,后退三步,原来是一头长尾猴从树上倒卷下来。这猴子已经死去,但那尾巴却还有这么大的卷缠力。达尔文觉得有趣,想取下来制作标本,无奈那猴尾比蛇身卷力更大,他们只好连树枝砍下,才将这猴子取下带回。这一路他们主仆二人好生奇怪,蜘蛛会织网,黄蜂有刺,蛇有毒牙,猴子有这神奇的尾巴,他们都靠这些绝招来御敌、觅食、生存。科文顿边走,边赞美全能上帝,他怎将这个世界安排得这样好呢?他在造物时,怎么能造出许多千差万别又各有本领的物种呢?他们走出了树林,已经看见海湾里的船。科文顿将那只沉重的猴子从背上放下,达尔文也放下肩上的标本袋,他们坐在软软的沙地上小憩,达尔文仰面这一望无际的蓝天,不由地轻轻自语:“上帝呀!您创造世界的计划是多么伟大,这个工程又是多么的完善啊!”
 
 
 
  确实,达尔文在刚出海时还坚信世界是上帝创造,世界上的各种动植物都是上帝在最初一次造好就放到地上,它们就这样永远不变地,一代一代地繁衍下来。但是大自然这本书却不比那种黑纸白字的书,你越是仔细读下去就越能发现许多从未见过的东西。1832年9月达尔文来到阿根廷中部东海岸,发现地上有许多古代陆生物化石,他十分高兴,立即和科文顿奋力挖掘起来,苦战了三个多小时,挖出了一个完整巨大的剑齿兽化石,这东西真正有趣,和现代动物比,它的躯干像大象,牙齿像兔子,眼、耳、鼻又像海牛。象、兔子、海牛现在不是属于不同的目吗?过去它们怎么会集中在一起?半天挥镐撬石早把达尔文累得上气不接下气,现在这个新难题又叫它困惑不解。他一屁股坐在土坑里,双手捧着那个奇怪头骨化石,豆粒大的汗珠顺脸颊慢慢滚下,他一动也不动像突然遭了雷击电打一样地麻木了。半天,他才仰天长叹一声:“上帝啊!请原谅我对您怀疑,难道在造物之初,物种并不是这个样子?或着这物种本来就不是您造的?”他才把最后半句话说完,不由浑身打了一个寒颤,一身热汗瞬间变成一身凉水,——啊!我这样想是不是渎犯了上帝?科文顿在一旁听见这话,就问:“达尔文先生,您说什么?”达尔文连忙说:“啊!我没有说,什么都没说。天不早了,我们赶快收拾东西回船吧。”
 
 
 
  但是,从此这个疑团就占据了达尔文的心:“地球上新的生物第一次出现到底是什么样子?”各位读者,许多伟大科学家之成长,常常起于最初的那一段自我一问。伽利略见自由落体,一问而研究出落体规律;牛顿见频果落地,一问而终悟出万有引力;哥白尼见托勒玫体系的繁琐,一问而生成出自己的日心说;开普勒见火星轨道与观察纪录的八分误差,一问而导致发现行星运行定律。一个人质量的养成,要学会坚内而拒外,防微而杜渐,出污泥而不染,相反一个人学问的做成,则要虚怀而多求,见缝插针,追蛛丝马迹而不舍。当他遇到可疑的东西时那一扪心自问,正是已将钥匙插入了锁孔,只待一拧,再一推门,一座神秘王国就豁然展现在眼前。这达尔文自从心里暗暗起了对上帝的怀疑,在以后的考察中就处处留心,时时在意了。
 
 
 
  又过了三年,1835年9月,达尔文随贝格尔舰来到加帕戈斯群岛。这个岛位于太平洋东部离南美洲西海岸五、六百英里,它的历史不长,是几千年前由于海底火山喷发从海水里钻出来的一块小陆地。当达尔文和科文顿背着猎枪和标本袋上岸后,他们立即感觉到这支枪实在多余,岛上的所有动物并不怕人类。这主仆二人在岛上悠闲自得随意散步,而那些鸟兽或嬉戏于前,或不舍于后,好不快乐。突然他们看到许多大龟排成长队,足有几里长,浩浩荡荡向前着,而每只海龟少说也有一百多公斤。原来这个岛上缺水,它门是前往水源地喝水的。看他们那个样子,一会儿探出头来望望前面,离泉水还远着呢,又缩回脖子,一步一寸,不慌不忙地往前挪。达尔文看得好笑便跳上龟背,这龟就如背上落了一片树叶一样,毫无负重之感还是四平八稳地前进。泉水到了,龟们不顾一切地将头栽到水里,一连喝几十口水才喘一下气。原来他们这样喝一次就可以忍受好多天乾渴,那水都保存在心包里和膀胱里。难怪当地居民遇到缺水就杀这种大龟取水呢。同样是龟,为什么这个岛上的龟就有这种特殊本领呢?难道这是上帝专门为这里专造的新种吗?可是这个倒不过才几年啊。这以前上帝不是早就将所有的物种都造好了吗?
 
 
 
  达尔文经过仔细观察,发现岛上的物种与南美洲属同一类型。但是由于这里气候奇特,它们又很不同。它收集了岛上的生物标本,26种陆栖鸟类中,有25种是岛上特有的;15种海栖鱼类,全部是新种;25种甲虫中,只有两三种是南美也有的;185种显花植物,其中新种就有100种。看来这些新物种并不是上帝创造的,是这里特殊的气候,特殊的环境造成的,物种是可以改变的,是受自然选择的!
 
 
 
  1836年10月20日,经过五年的海上漂泊,达尔文回到英国。这五年饱览了自然风光,过了大西洋、太平洋、印度洋三个海洋;看到热带森林中枝叶如盖、藤蔓如麻的郁茂风光;他看到地震后海中会升起一片小岛的奇景,看到了火山喷发,岩浆从天而降的奇景;他看到了如碧玉泻流的冰川,看到了如人工工艺品一样的珊瑚岛。但是更重要的,他在这各种奇景迭现的地方发现了在伦敦根本不可能发现的物种。他自己登岸不久,那些标本箱打着美洲、欧洲各城市的邮戳,也源源不断地寄到了伦敦。他五年前出门之时还是抱着对上帝的无限信仰和对自然的好奇,想去搜集一些标本。五年后他再返回国门时,已将上帝甩在脑后,而开始思索这一系列风光和标本内在的联系规律。
 
 
 
  1839年他与自己的表姊爱玛结婚。达尔文的腑内已经是一座富矿,——那是五年环球生活中一点一滴形成的,现在他就要坐下来一点一点开采了。他将资料整理,出版了《考察日记》、《贝格尔舰航行期内的动物志》五卷、《贝格尔舰航行中的地质学》三卷。他知道自己虽收集了许多材料但专业知识还是不够。他继续和他崇拜的地质学家赖尔联系,又找到植物学家霍克合作。赖尔比他大12岁,霍克比他小8岁,但是他们却结成了一个真正的“忘年联盟”,这个联盟后来还有比达尔文小16岁的赫胥黎加入,组成了一个进化论向旧势力开战的坚强堡垒。
 
 
 
  有了材料,有了战友,现在达尔文要做最后的冲刺了。为躲避过多的社交活动,达尔文在伦敦郊外15英里的地方买了一所房子,这就是唐恩村那座他一直住到逝世的有名住宅。
 
 
 
  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。”
 
 
 
  能迎风搏浪,到大自然中去探索,又能潜心静性,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一页地递出来,爱玛就伏在会客室的那张大写字台上为他誊清。
 
 
 
  这天达尔文正这样拼命写作,忽然听见几下低低的敲门声,不像是外面来的客人,因为如果赖尔或霍克他们到了,爱玛一定会先招待的。他捶了捶发酸的后背起身去开门,门缝里显出一个瘦小的身影,原来是四岁的小儿子弗朗西斯。只见他怯生生地伸出一只又黑又脏的手,手里有四个便士,鼓着腮帮子也不说话。孩子来书房是犯禁的,但达尔文一见儿子这样子也就心软了,而且“执法官”爱玛也正好不在跟前。父亲弯下腰问到:
 
 
 
  “小弗朗西斯,你上门来有什么大事吗?”
 
 
 
  “我每天早晨一醒来就不见爸爸,所以就想来看看您。”
 
 
 
  一股父子柔情突然袭上达尔文心头,他探身摸摸儿子红红的脸蛋,又捏着他的小手说:“那你拿这四个便士干什么呢?”弗朗西斯小声地说:
 
 
 
  “我怕爸爸不让我进来,就向姊姊要了……。”
 
 
 
  可爱的儿子原来是要用这四个便士买爸爸的一点时间啊。达尔文禁不住热泪夺眶而出,他一把抱起儿子,在他小脸上狂吻着,泪水滴在儿子脸色上,又被他的胡子擦成一片。他觉得自己的内心受到深深的一击,好像被打穿了一个洞那样疼。他自语着:“我真不够做个父亲,我对不起你们啊!孩子,走,今天爸爸不写了,这一天的时间全是你的,我们到花园去捉蝴蝶,挖蚯蚓去。”
 
 
 
  他抱着孩子走出房门。弗朗西斯难得有个撒娇的机会,他紧搂着父亲的肩膀不肯下身,小嘴紧紧地吸在父亲的脸上。当走过窗下时达尔文看见爱玛正在那里抹眼泪,她已经看到这幕戏,达尔文不觉一怔,随即快活喊道:“爱玛,叫上我们所有的孩子到花园里去。我宣布今天放假!”
 
 
 
  1858年闷热的夏季笼罩了唐恩村。夜深了,达尔文从登下抬起头来,身伸抽出一支雪茄,点燃,思绪和着缕缕轻烟在这间书房游荡。他翻开刚写完的《物种起源》第十章,用手抚摸着刚刚渗入纸里的墨迹。这每一个字就是一滴汗,甚至有时还要咬一下牙。他的身体越来越糟,经常彻夜不能入眠,那种要向上帝宣战的冲动,在他的心里时时泛起,扰得他每一根神经都不能有一会儿的安闲。这部稿子是在1842年动手的,最初只写了35页提纲,后来又扩充到231页,到1856年赖尔建议他赶快成书,不然必定有人抢先。但是他知道这个问题实在和哥白尼反抗托勒玫一样,虽不至于会被教会烧死,但那反对浪潮也足以把他淹没了,所以再三核对材料,寻找根据,又将那231页的稿子压缩了一半。这样反覆提炼,再三推敲,现在总算有了个样子,不久就能送去出版。赖尔,霍克早就等得不耐烦了。
 
 
 
  这时门打开了,后面响起轻轻的脚步,一会儿,一双温柔的手搭上他的双肩,这是爱玛。他抬起头,爱玛以手背触着他消瘦的双颊说:“你实在是拼命啊。”
 
 
 
  “我知道自己是在拼命。工作已使我的疲倦超过一般的程度,但我无其他的是好做,只要进化论能成立,我想我的精力无论是早一年耗尽,还是晚一年耗尽,这都是无关紧要的。”
 
 
 
  “不要这样说,查理。现在这本书眼看就要完成,你应该减缓一下自己的疲劳。我来给你取一杯葡萄酒来。”
 
 
 
  酒捧过来了,达尔文没有接酒却轻轻握住妻子的手,扶她坐下,他眼中已饱含泪水。“爱玛,你真是世界上最好的妻子!你的价值比等于你体重的黄金还宝贵多少倍。世人将来可能知道达尔文,但不知有个爱玛。但是,假如没有你,我就没有这许多聪明、愉快和勇气,没有人来听取我疾病的诉苦,我会在冗长的岁月内成为一个孤单的悲惨的病夫,也根本不会有这本书。”
 
 
 
  “不,世人没有必要知道我。查理,你和你的事业是一片大海,我是一滴水;不只我,还有你的许多朋友,我们都甘心溶进这片蔚蓝色的海中。”
 
 
 
  “但是你,还有孩子们都受苦了,这都是为了我才淹到这个苦海里。”
 
 
 
  “可是最苦的还是你,我只恨自己不才,不能替你承担一个题目或几页稿纸。”
 
 
 
  这时达尔文的眼泪怎么也忍不住了,他不愿让爱玛看见,赶快掩饰地端起酒杯,一仰脖子,连泪带酒咽进肚里。爱玛也激动不已,她拿起书上的桌稿,轻轻地摸着,这些全是她誊写过的,有她的心血,有她的汗水,禁不住眼眶也热了。两人隔灯对坐,许久无言。月光透过纱窗,一片幽静。爱玛又斟上一杯酒,达尔文不去接酒,却拔笔在纸上写上一首小诗。那首诗当然是洋文,容笔者将他翻成方块汉字,大意如下:
 
 
 
  葡萄美酒心中泪,月明如镜夜如水。
 
  相对无言言难尽,莫问苦甜醉一杯。
 
 
 
  这晚他们因书稿将成,苦中见甜,喝了一点酒,又说了许多安慰的话,很迟才睡。大概是如释负重,达尔文难得有如此好觉,第二天直到日上三竿还未起床。爱玛一早起来收拾完早餐,她打发孩子们先吃,并让他们轻声点不要吵醒爸爸。这时邮递员按时送来今天的信件。爱玛就坐在花园里的圆桌一封封地拆阅,这是她每天的功课。可是当她看完了其中的一封信,不觉拿信的手抖动不止,彷佛这信烫手似的,她将信从左手倒到右手反覆读了两遍,然后不顾达尔文还在睡梦中,便急忙向卧室跑去。
 
 
 
  到底这是一封什么重要的信件,且听下回分解。
 
上士 九級
52樓 發表于:2024-4-10 05:11
第五十回
飞鸿一叶华莱士已着先鞭,掷笔三叹达尔文欲弃前功
 
——进化论的发表  上回说到爱玛接到一封信顿时脸色大变。你道这信是谁写来的?原来是一个叫华莱士(1825-1892)的人,他当时正在马来亚考察。这人也在探寻物种起源问题,过去常来信向达尔文请教,可是他今天随信寄来一篇论文,大有捷足先登之势,达尔文多年的辛苦岂不白费?爱玛将这封信急慌慌送到卧室,达尔文拥被而坐,睡眼惺松,也急忙读了起来。先是一页短信,说他夜来辗转床头着实难眠,又回亿了这几年考察研究的结果,遂得出一奇怪的理论,写成一篇论文,不知是否妥当,转送上请过目,并请转赖尔,也请他提提意见。达尔文立即如磁遇铁,捧着论文读了下去:
 
 
 
  “野生动物的一生是生存斗争的一生,它们所有的器官和力量都是为了保护自己以及子兽幼禽的生存而发挥作用的。在不适宜的季节觅取食物的可能性,逃避最危险的敌人的可能性,以及其他等等,都是决定个体生存和整个物种生存的首要条件。这些条件也决定了物种群体的大小。仔细考虑这些情况以后,我们就能够理解,并且在一定程度上解释原先看来是不能解释的事情——为什么有些物种个体数目非常多,而另一些和它们密切相关的物种个体数目却非常少……”
 
 
 
  达尔文读着读着,激动之情已无法按捺。多么似曾相识的文章!就差这稿子上不是他自己的手迹了。他一把撩起被子,只穿一件睡衣,坐到窗前的桌子上,飞快地扫过下面的文字:
 
 
 
  “最能适应环境以获得经常性食物供应、并且能够抵御天敌和气候变化的物种,它们的数目必定有所增加,而且力量和身体结构上有缺陷的、在食物来源减少的情况下不能适应的那些物种,在数目上一定会减少,甚至完全灭绝……”
 
 
 
  达尔文读着读着只觉眼前一阵晕眩,他稍一定神,将拳头轻轻地击着桌子,喊道:“世上竟有这样的巧事!华莱士啊,你知道我在研究物种和变种问题,可是我从来没有把变异的原因和方式告诉过你,怎么你的论文简直就是我的书的缩写呢?赖尔先生,你在前几年就劝我快点写书,快点发表,不然总有人要抢先的,不想今天被您不幸而言中。这个抢先者今天真的出现了,他已经大摇大摆地走进我的研究室,捧着他写好的论文,傲视着我桌上这一堆散乱的手稿。华莱士先生,你既然写好了论文就该直接去表发啊,为何又要让我看,让我改,给我出此难题呢?”
 
 
 
  爱玛一直站在达尔文的身后,她看他像是突然被雷击了一样浑身瘫软,两手发抖。她上前搀扶他,让他到床上休息。达尔文却捏着那几页纸,哆嗦着示意扶他到书房里去。书房像一个战场,桌上还留着昨晚激战后的痕迹,墨水瓶开着口,稿纸散在桌上,几十本笔记或者敞开摊在灯下,或者里面都挟了纸条,卡片都用小铁夹子分门别类夹成许多小迭,在桌子的右角堆成一个高台。达尔文坐在他那把已经磨穿几个洞的大藤椅里,把目光从桌上移开,环视四周,靠墙都是一人高大的资料柜,有各种标本,整柜的笔记,还有别人的和他自己已出版的著作。这间房里无处不渗透着他的心血啊。
 
 
 
  他从椅子上站起,先将散乱的卡片全部放在一起,用夹子夹好,又将笔记本一本一本地合上。爱玛站在旁边忙顺手接过,放回资料柜里。她熟悉达尔文的习惯,每写完一章就这样清理一次,那桌子也就难得地乾净一次。但也不会超过一天,下一场战斗又打响了,“战场”上又是一片混乱。今天看来他是要彻底打扫了,连墨水瓶也都放进了抽屉。
 
 
 
  达尔文最后收拾的是那半尺厚的手稿。他将它细心地理齐,查过页数,又找来一根丝线拦腰捆了一道,然后交给爱玛说:“我们现在可以宣告结束战斗了。”
 
 
 
  “怎么,现在就立即送去出版吗?”
 
 
 
  “不,请您把它送到那里去。”达尔文用下巴指指书桌旁的壁橱,又拾起一盒火柴放在爱玛手里。
 
 
 
  “查理!”爱玛突然明自了他要干什么。她喊着,声音都变了:“您不能这样,这是二十年的辛苦啊,是您的生命啊,难道就这样付之一炬,就这样前功尽弃!”
 
 
 
  温柔的爱玛,达尔文这位可亲可爱的表姐、妻子,今天突然十分威严。她将手稿重新放到桌子上说:“您最应该知道它的价值,这是伟大的成果,是将要照亮整个生物界的火炬,你怎会这样轻易地抛弃。”
 
 
 
  “它是一个伟大的成果。但是这个成果没有我别人也已照样将他取得,说明它在我这里已经毫无意义。现在,只有此法才是最合适的处理。假如我将这本书立即出版,华莱士一定以为是我抄他的。那么世人将认为我不是科学家,而是盗贼。我宁肯不要首先权,也不背这个坏名声。”
 
 
 
  “您关于物种起源的研究早就不属于您一个人,赖尔先生、霍克先生,还有那个热情的赫胥黎(1825-1895),他们给了您多大的支持!没有赖尔在地质方面指导,没有霍克在植物方面约合作,那能有今天这样的结论?再说您也该想想我们夫妻的情份,这部手稿上不只有您的心血,也有我的许多手迹啊……。”
 
 
 
  爱玛说着禁不住鼻子一酸,背转身去轻轻地饮泣起来。
 
 
 
  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:
 
 
 
  您的话已经惊人地实现了——那就是别人会跑在我的前面……我从来没有看到过比我这件事更为显着的巧合;即使华莱士手又有过我1842年写的那个草稿,他也不会写出一个比这更好的摘要来!甚至他用的术语现在都成了我那些幸节的标题。请把草稿还给我,因为他没有说叫我发表,当然我立即写信给他,建议把草稿寄给任何刊物去发表。因此,我的创造——不论它的价值怎样——将被粉粹了……
 
 
 
  希望您会赞同华莱士的论文,这样我可以把您说的话告诉他。
 
 
 
  1858年6月18日
 
 
 
  信发出后的三天,赖尔就来到了唐恩村,他的身后还跟着霍克。
 
 
 
  在达尔文的客厅里一场很奇怪的谈判在激烈进行,隔壁的爱玛不时紧张地竖耳静听,他们搬进这所房子以来,这里还没有过像今天这样的争吵。辩论的一方是达尔文,而他代表的却是华莱士,另一方是赖尔和霍克,却代表达尔文。
 
 
 
  赖尔将达尔文的手稿捧在手里激动地说:“查理,我曾劝您早点发表这篇东西,您不听劝告再三推辞,说是要听听不同意见,那么今天反倒听见了相同的声音,若再不发表,就该轮到别人去听不同意见,享受优先者的光荣。所以我和霍克今天公布这些研究成果。”
 
 
 
  “不,赖尔先生,如果没有华莱士的这封信,我可以立即将手稿托您去发表,现在却反而不能发表了,而且永远也不能发表了。华莱士先生近年来与我书信往来,我们彼此都知道对方从事的研究,他确实独立地完成了这个艰巨的划时代的课题。”
 
 
 
  这时霍克插进来说:“达尔文先生,您不是比他更早就开始研究这个课题了吗?而且您还掌握了最丰富的材料,已经陆续发表了《考察日记》和地质、动物、植物各方面的著作,就只差这层窗纸没有被最后捅破,没有公布最后的结论了。不错,华莱士先生是在搞这项研究,但是当您1831年就出发去环球考察时,华莱士才是一个刚背上书包的六岁孩子,1842年您已经写出那份详细提纲时,他才是一个十九岁的学生,1854年他在马来半岛进行考察,只花了二个晚上就写成这篇论文。而您得出这个结论已经有20多年了。您就是现在发表,谁敢说您是在抢优先权呢?”
 
 
 
  “不,霍克先生,年龄的大小不能说明成果的先后,正像您比我小8岁,但在植物学方面仍是我的老师。华莱士如果有我这样的环球经历,有我这么长时间的研究,他会得出更完善的结论。”
 
 
 
  “但是,您早就在辛苦研究,而且已经得出了结论,这也是事实。”
 
 
 
  “对,结论我已经得出,而且华莱士也已经得出,现在冠以谁的名字就更无足轻重了。我常想我们英国人对世界科学是做出了巨大贡献的,但是有一件事让我一想起就不愉快,就是伟大的牛顿因为微积分的优先权和莱布尼茨争吵了几十年,这与数学本身的发展有什么关系?难道让世人将来评论说,在牛顿之后英国人又出了一场科学官司,是达尔文和他的朋友在物种起源研究的优先权上吵架。你们知道,我在科学研究上,在事业上,可以像钢一样的硬,可以不顾一切地往前冲,任何难题都是我要消灭的敌人;可是我在感情上却像水一样的软,经常在左顾右盼,任何对我表示爱和友谊的人,都会使我屈膝投降。我不愿朋友之间有一点的误解,一点的怠慢,这种心灵上的一点创伤要赛过来自敌人的一次扫荡。我不忍心这种痛苦驾临到华莱士身上,他还年轻,他多么聪明,他应该没有烦恼地轻轻松松地去干更多的事情。同时我纯净的感情之水里,也决不允许滴进这一滴污水。这样我会心神不安,即使终日面对稿纸却将再也写不出一个字了!”
 
 
 
  这时赖尔看这场谈判越谈越僵,便起身趋前一步,以师长的身份缓慢而严肃地说:“查理,这是科学,不光是感情……”
 
 
 
  早就悄悄守候在门口的爱玛生怕达尔文又会说出什么更无法挽回的话来,忙上前说:“查理,您不看已经几点,让让客人吃饭了。”
 
 
 
  说完,他们四人一同走进餐厅。
 
 
 
  1858年7月1日,林奈学会在伦敦举行学术报告会。这又是一次科学史上奇怪的学术会。论文作者是达尔文和华莱士,但是两人都未出席。华莱士这时还远在马来群岛,无法赶回。而达尔文虽勉强同意同时宣布他们两人的论文,但听说华莱士不能到会,他也不去。他对赖尔说:“虽说同时宣布两人的论文,可是只教我一人趾高气场地坐在主席台上,我不干。我坐在那里想起这时正在热带酷日下艰苦考察的华莱士先生,会羞红了脸。”他自会议请假说身体不适,论文请崔克先生代为宣读。
 
 
 
  赖尔主持会议,他说:“各位先生,今天我们要宣布两篇关于物种起源和变异方面的论文,无疑这是一个科学上的最新命题。但是更可贵的是两位科学家达尔文和华莱士先生他们同时发现这一理论,但又谁也不想争优先权,只此一点在科学史上也足可大书一笔,这是我们林奈学会的骄傲,是我们英国科学界的骄傲。”
 
 
 
  这时全场响起一阵热烈掌声,大家都很兴奋。霍克就在这种情绪中走上讲台,开始了介绍:
 
 
 
  “生物为什么会有许多的品种?它并不是上帝一次造成的。它先有较少的品种,然后由于环境的作用出现各种变异。比如鹰和野猫科的动物由于捕食的需要就逐渐长成了尖利的但又可伸缩的爪;长颈鹿是在地上的食物缺少,为了采吃高处的树叶,脖颈就越来越长;蒲公英为自己的后代能够延续,它的种籽带着轻软的毛绒,可以随风飘得很远……。这种情况叫作‘自然选择’,也是生物为自身延续进行的一种生存斗争。”
 
 
 
  “其实除自然选择外人工选择早就在进行。达尔文先生以鸽子为例进行了研究。我们一般人认为各个品种的家养鸽子都是从自然中的鸽子得来的。达尔文先生解剖了所有的家养鸽种,比较了他们的骨骼,称了每一根小骨的重量,研究了它们的羽色。他发现无论品种有多少,它们都起源于野生的'原鸽'。人们偶而发现一只鸽子胸部突出,觉得好奇,就繁殖它,一代一代,最后就出现了'突胸鸽';人们发现有只鸽子尾巴宽,就繁殖它,最后出现了如凤凰展翅一样的‘扇尾鸽’。达尔文先生还亲自做实验,把一只白鸽和黑鸽相杂交,就得到一只黑白斑驳的鸽子。这说明物种是可变的。可以通过自然选择和人工选择实现变异。”
 
 
 
  “达尔文先生还特别研究了中国的情况。我们知道,在养殖业和种植业方面中国是世界上最古老的国家之一。达尔文先生说:如果以为选择原理是近代的发现,那就未免与事实相差太远。在一部古代的中国百科全书中已有关于选择原理的明确记述。朱红色鳞的鱼最初是在宋朝(始于公元960年)于拘禁情况下育成的。现在到处的家庭都养金鱼作为观赏之用。在中国,竹子有六十三个变种,适于种种不同的家庭用途。甚至中国皇帝也发上谕,劝告人们选择良种。据说‘御米’就是康熙皇帝出巡在一块地里看到一个品种,亲自在御花园里进行栽培。后来这成了能在长城以北生长的唯一品种,变得很有价值。达尔文先生还举例牡丹在中国就有一千四百年的栽培史,养蚕则是在公元前2700年就开始了。他的许多文章里在讨论物种时直接提到中国的材料就有一百多处。”
 
 
 
  霍克越谈兴致越浓。这是多么新鲜的道理,多么新奇的材料,与会的生物学家们一个个都被吸引得忘记喝水,忘记吸烟。会场静得就像一座刚打开窗户的空房子,一股新鲜的晨风吹了进来,轻轻飘荡,那是霍克的讲演。
 
 
 
  达尔文是真够幸福的。他有爱玛那样贤能的妻子帮助他的事业,又有赖尔、霍克这样的朋友在关键时刻出来撑腰帮忙。是他自己那看似柔弱实则博大宽厚的情怀换来了这深沉的爱,成了他事业上的一种无形的后盾和力量。
 
 
 
  这时达尔文正坐在唐恩村的书房里。他还是深深地不安,他想这时伦敦的会场上会是什么情况呢?一种新观点的出现自然会有人反对,那倒是不足为奇的。但是人们会不会议论说我硬挤进这项成果中来呢?会不会说我去抢青年人碗里的饭,老师却怕学生出头呢?这件事是赖尔和霍克力主办成的,他原来的意思便是将书稿一烧了事。这时他的那只心爱的狗“波利”从门缝里溜进来,用嘴咬着他的裤角拉他起身。该到每天散步的时间了,但是他今天实在没心思到花园里去。他那铁的时间表今天也不得不有所变更。他伸手轻轻拍拍“波利”的脑门,“波利”夹起尾巴怏怏不乐地溜出房门。
 
 
 
  达尔文又靠在藤椅里思索了一会儿,他想应该向华莱士写封信,虽说他知道今天这个会议,但是还应向他说明一下,顺便问候他的间歇热好了没有。他在桌上铺开一张纸,飞快地写道:
 
 
 
  亲爱的先生:
 
 
 
  今天林奈学会正在宣读您和我的论文。在繁重的工作中,同情是一种有价值的和真实的鼓励。我们远隔千里却能得出这样一个全新的相近甚至相同的结论,我感到由衷的高兴。我几乎同意您文章中每个字所含的真理。如果有着可钦佩的热情和精力的人应该得到成功的话,那么您就是应该得到成功的人。
 
 
 
  今天的学术会结束后我们的论文将同时发表在林奈学会的会刊上,这得感谢赖尔、霍克他们的安排,不知道这样处理您是否满意……
 
 
 
  达尔文写好了信,叫爱玛派人送走,好赶上中午的第一班邮车。他这才到花园里散步。从此他就每天等着华莱士的回音,彷佛只有华莱土来信批准了这件事他才会放心地去干别的事情。爱玛和赖尔都劝他不要这样太重感情,他说不只是感情,更重要的是品德,决不能伤朋友的心。
 
 
 
  就这样日复一日,达尔文心事重重,约过了两个多月,突然桌子上出现一封已磨破了皮的信。他一看那个有荷兰国王头像的邮票就知道是从马来亚来的。不由惊喜地喊道:华莱士先生有消息了!
 
 
 
  到底华莱土来信说了什么,且听下回分解。
 
上士 九級
53樓 發表于:2024-4-10 05:20
第五十一回
乱纷纷 大主教口溅飞沫,铁铮铮 小斗犬力挫谰言
 
——进化论的传播  却说达尔文给华莱士发出信后,日想夜盼,这天终于有了回音。他都有点不敢直接去读,忙叫爱玛念给他听。爱玛也早急不可待,忙拆开读了起来:
 
 
 
  亲爱的达尔文先生:
 
 
 
  您的伟大的谦虚反倒使我十分不安。您大可不必为我们的事这样挂心。我一心把您作为可敬的师长,当我还是一个匆忙急躁的少年的时候,您已经是一个耐心的、下苦功的研究者了,你总是尽量地责难自己,轻易不肯发表这个新理论。我不过是一个顽皮的牧童,偶然发现了一个宝藏的山洞,而您早就是这个山洞的看护人。我知道自己在做学问方面还有许多天生的弱点,缺乏您在收集事实时那种不倦的耐心,做实验时的灵巧,整个的精确而丰富的生理学知识,还有,您的清楚、精确而令人信服的笔法,这一切都使您最有资格成为从事这项巨大工程的人。而且,您已经将您的全部智慧、整个身心都牺牲给了这个事业。所以找将向社会提我将我们研究的学说定名为。达尔文主义,而我只不过是一个荣幸的达尔文主义者。
 
 
 
  下面还有一些自谦的和对达尔文表示敬意的话。达尔文摆摆手,示意爱玛可以不念了。虽说华莱士是由衷之言,可是达尔文生性不爱听一句恭维的话,有时他独自一人在家看到这样的来信也会立即脸红的。他只知道华莱土不会埋怨他,就十分放心了。华莱士在信的末尾还希望他加紧《物种起源》后几章的写作,争取早日出版。同时真诚地要求他一定不要过分劳累。
 
 
 
  现在达尔文可以安心《物种起源》的写作了。虽然这是一本反上帝的大逆不道的书,但是有赖尔、霍克、华莱士这样一批心心相印的朋友,他觉得有坚实的后盾,就更勇敢地向前冲锋。
 
 
 
  1859年11月24日这本绿色封面、全名为《根据自然选择,即在生存斗争中适者生存的物种起源》正式出版。打开第一页,导言部分就是一行行勇敢的宣言:
 
 
 
  物种和变种一样,是其他物种所传下来的,而不是分别地创造出来的。
 
 
 
  许多自然学者直到最近还持有的、也是我过去所接受的那种观点-每一物种都是被各别创造出来的是错误的。我完全相信,物种不是不变的;那些所谓属于同属的物种,都是另一个一般已经灭亡的物种的直系后代,正如现在会认为某一种的那些变种,都是这个种的后代。
 
 
 
  此外,我又确信自然选择是变异的最重要的途径,但不是唯一的途径。
 
 
 
  书中甚至还提到人类的起源也是这个道理。
 
 
 
  这真是震聋发聩的霹雳之声。伦敦几家书店的门前立即人头攒动。头一次印刷的一千二百五十册,当天就销售一空。几天之内物种起源成了大街小巷行人见面谈话的首要话题,就像当年罗马街头人们争购伽利略的《对话》一样,伦敦街头也出现了一股“物种”热。在这股沸沸扬扬的热浪中,自然反对的浪潮首先掀起。因为当时英国所有受过教育的人都是信教的,连科学家也没有一人公开出来反对宗教。伟大的牛顿虽已窥见了自然规律,但他还是给上帝留了一个位置。所有科学的成就最后都用来证明上帝确实英明,在生物学领域更是如此。今天达尔文否认物种神造,就如布鲁诺当年在宇宙里不给上帝留下位置,这真该千刀万过剐了。
 
 
 
  但是也有支持者,就是那些伟大的社会革命家和少数敢坚持真理的自然科学家。书出版不到二十天,马克思和恩格斯就读完了这本书。恩格斯在给马克思的信中写道:
 
 
 
  我现在正在读达尔文的著作,写得简直好极了。目的论过去有一个方面还没有被驳倒,而现在被驳倒了。此外,至今还从来没有过这样大规模地证明自然界的历史发展的常识,而且还做得这样成功。
 
 
 
  但是现在的达尔文和当年的伽利略不同,他没有亲自站到漩涡中间去抗争、去声辩,他身体衰弱又拙于言词。他是唐恩村一位多病的老者,隐居乡下,几无人知。那些反对的话也好,赞美的话也好,都无法灌进他的耳朵。一大部分意见是写成信件投到出版社,才转到他这里的。每天早晨唐恩村的人就会看到一个邮递员背着沉重的邮袋向达尔文的住房走去,而读信则成了达尔文夫妇近来主要的工作。
 
 
 
  还是那间书房。不过今天这张宽大的写字台上没有卡片,没有稿纸,平光洁净,像一块刚收割过的平原。奋斗了几十年的著作刚刚送去出版,下一部书还未来得及拟题缀文。现在无论读者还是作者,敌人还是朋友,都被这一本书搅得狂躁兴奋,其他暂时甚么也顾不上了。爱玛捡起一封信,拆开,说:“这是赫歇尔先生写来的。”(我们前面写到的天文学家赫歇尔的儿子。)
 
 
 
  “喔,我们住在伦敦城里时的老朋友,现在唐恩村这所房子还是他帮我们买到手的。这个天文学家怎么也关心起生物来了,请读吧。”
 
 
 
  “尊敬的老朋友,一见到您的书就使我想起我们在高尔街十二号同住时的友谊,我终日在星瀚的大海中捕捞,您倒在地球上的三大洋中去捕捞,我们的目的都是为了证明上帝的英明、全能和这世界的和谐。而您这本宇宙在实在叫我后背发凉,我真怀疑是不是出自老友之手。这里讲了那度多的动物、植物,从大象到海藻,从苍松到苔藓,可是您却不肯给上帝留一个位置。在您的笔下,世界是多么可怕,弱肉强食,生存竞争,可怜的兔子注定要成为狼的美味,这是些甚么杂乱无章的法则啊……”
 
 
 
  达尔文双目注视着窗外,刚才因为听说是老朋友的来信而引起的一点兴奋在他的脸上逐渐消失。这个最以友情为重的学者听到朋友这样板起面孔的训斥,心如刀绞。但他立即又恢复了平静,赫歇尔毕竟是个外行,而且这本来是学术之争。
 
 
 
  爱玛又拿起一封信:“这是塞奇威克先生的。”
 
 
 
  “好吧,读下去。他是我剑桥时代尊敬的老师。”
 
 
 
  “查理,寄来的书收到了,我首先表示十分的感谢,但是当我读着您的书时,我感到痛苦多于愉快,因为我认为你这些理论完全是错误的,有些地方简直是令人难堪的恶作剧,我不时不得不为你荒唐的章节而狂笑,直笑得我两肋酸痛。您这简直是理智的腐化,是妄想人性的堕落,从上帝创造的人堕落成一群浑身长毛的动物。我过去曾说过您是我的学生中最优秀者,最有希望成为一名伟大的科学家,但是我现在不得不说,您是剑桥学生中最能胡思乱想,标新立异的一个了。
 
 
 
  最后我要告诉您的是,我——过去您的老师,现在一个猴子的后代——虽然体力和精力已大不如前,但是上帝在言行两方面的启示我都谦卑地加以接受,我知道唯有上帝能够在实践中支持我。如果您也能这样做,我们将在天堂里会面。”
 
 
 
  信读完了,达尔文额上的青筋已经根根突起,苍白的脸上泛起一阵很不匀称的红云,他双手紧捏藤椅,指甲都扣进藤条缝里。他想说点甚么,但气得只有胡子发抖,好半天才示意将这封信扔到壁炉里去。他看火苗将那一页页的纸卷起,吃掉,几片黑灰轻轻地旋了一圈又落下去,心里稍微平静了一点,伸手去握爱玛的小手,满眼泪光地说道:“爱玛,我们都会是虔诚的教徒,而且您现在还是一样的虔诚,您看我是怎样的可恶吗?我是一定要推翻上帝标新立异吗?我这本书只不过是用我在环球考察中得到的事例,我的思考,我的语言去说明世界,就像伽利略向人们第一次描述他在望远镜中看到的月亮,难道我也因此要受火刑,受宗教裁判吗?”
 
 
 
  达尔文越说越气,脸色铁青,他重重地向椅子里坐去,愤怒的目光直视着桌子上那堆来自全国各地和法国、德国等地的信件。爱玛忙给他捶捶背,又用手温柔地拭去他前额渗出的一层细汗,内疚地说:“早知这样,我就不该来给您念的。反正书已出版,由他们随便说去。”
 
 
 
  爱玛转过身赶紧收拾桌上的信件,还有新到的报刊,她扫了一眼报上的标题:“扑灭邪说,拯救灵魂”、“打倒达尔文”比比皆是,她的手碰着了一个信封,里面有什么硬物,她撕开一看,天啊,是一粒子弹,还裹债一张纸条:“保卫上帝!——亚当的子孙。”她暗吸一口凉气,一把塞进口袋,侧转头看一下达尔文,他仰面对看天花板叹气。达尔文好像觉着爱玛在看她,就说:“怎么不念了,念下去。我不信全英国科学界都是些瞎子、聋子!”
 
 
 
  爱玛又拆开一封信说:“是植物学家华生先生的。”
 
 
 
  “喔,又一个老朋友,不知现在是否已变成敌人。”达尔文自语一句,挪动一下身子,等着那劈头盖脸的攻击。
 
 
 
  “达尔文先生,一开始读《物种起源》,我就爱不释手。您的主导思想,就是“自然选择”的思想,一定会被看做是确定不移的科学真理,它有一切伟大真理所有的特徵,变模糊为清晰,化复杂为简单,并且在旧有的知识上增加了很多新的东西,您是这个世纪自然史的最伟大的革命家。
 
 
 
  现在,这些新奇的观点,已经全被提到科学工作者的面前了,似乎真正值得注意的是他们当中许多人不能及时地看到他们的正路。”
 
 
 
  达尔文坐在椅子里本是准备受审的,听着这一席话忽如僵卧雪地之人,迎面吹来一股春风,愁眉渐展,双颊返红,虽四肢还未转暖,心中却一阵初动,他长长地出了一口气道:“我说是会有明眼人的。”
 
 
 
  爱玛也早笑盈盈地又捡出一封信,还未拆封便大呼道:“是赫胥黎先生!”声音里早荡着十二分的喜气。达尔文也忙将身子欠起,说声:“快念。”
 
 
 
  “亲爱的达尔文:
 
 
 
  ……我所看到的博物学著作没有一本给过我这样深刻的印象,我最衷心地向您致谢,因为您给了我大量的新观点。我认为这本书的格调再好也没有了,它可以感动对于这个问题一点也不懂得的人们。至于您的理论,我准备为她接受火刑。
 
 
 
  我认为您对物种的生成已经阐明了一个真正的原因,如果说物种不是按照你所假定的方式发生的,那么你已把证明这一点的责任推给了你的反对者。”
 
 
 
  达尔文听着这个声音,笑容已经堆在脸上,他以手拍着藤椅说道:“这个赫胥黎,总是这样犀利,这样火爆又十分机敏。”
 
 
 
  爱玛继续念道:
 
 
 
  “如果我不是大错的话,很多的辱骂和诽谤已经为您准备好了。希望您不要为此而感到任何验恶和烦扰。您可以信赖一点,您已经博得了一切有思想的人们的永久感激。至于那些要吠、要嚎的恶狗,您必须想到您的一些朋友们无论如何还有一定的战斗性。虽然您时常公正地谴责这种战斗性,但它对您可能是有帮助的。
 
 
 
  我正在磨利我的爪和牙而准备进行战斗。
 
 
 
  1859年11月23日”
 
 
 
  达尔文只觉浑身热血翻滚,豁然如日出雾散,眼前柳暗花明。他从椅子上跃起,以手击桌高声喊道:“好个赫胥黎,你是我最理想的代表人。有了你我这个腼腆的老头就不会像伽利略那样到教庭受辱了。我们也来他一场反攻。”
 
 
 
  这达尔文创立进化论虽说也受了一点磨难,但他实在是一个最幸运的人。他有贤妻爱玛体贴于内,又有挚友赖尔、霍克奔波于外,现在又得了一员虎将赫胥黎冲杀于前。他以多病之躯,柔弱之性,竟意外地得到这种完美的照应,那个被他彻底打倒的上帝不知为甚么反倒对他这样的爱怜。正是:
 
 
 
  海风乍起,山雨欲来,一场科学史上的大论战已迫在眉睫。
 
 
 
  1860年6月30日(星期六)清晨,牛津大学幽静的校园里忽然车马辚辚,人来人往。原来《物种起源》出版半年来,报纸上几乎天天都在争论“到底是亚当的子孙,还是猿猴的后代”;街头巷尾,剧场饭馆,无处不谈上帝到底还在不在。牛津大学,这块神学的基地——用达尔文的话说,这里的牧师比教堂里的钟还多——哪容这些邪说一天天泛滥惑众。以韦柏福斯大主教为首的亚当的嫡传子孙,今天就要在这里发起一场大辩论,与这些叛党逆军一决胜负。那些忠实的信徒,有身份的绅士、太太自然把今天看成他们的节日,纷纷到来,要一睹达尔文主义者的可悲下场,因为他们完全信赖韦柏福斯大主教的学识和雄辩的口才。会场原定在演讲厅,但因听众还在不断地拥来,乾脆改到图书馆的阅读大厅,到最后,门口、窗台上、厅外的草地上都坐满人群。
 
 
 
  会议开始。先是几个无关紧要的发言,试探性的侦察。大主教坐在主席台上故作不想发言的样子,可是他的信徒们却鼓起狂热的掌声,催他讲话,这其间也有青年学生故意要大主教丢丑。他们看见了近来已在伦敦多次讲演的斗士赫胥黎就在第一排。双方群众心里都明白,真正的白刃格斗,真正的好戏将在他们两人之间进行。
 
 
 
  大主教站起来走到台前,他抬头看一眼大厅高高的拱顶,这一微妙的神情好像向人们提醒天国的存在,大厅里掌声骤收,一片寂静。他又环视一下台下的人群,并平伸出一只手,好像做洗礼抚摸教徒的头,这样全场人一下就感到他那双大手上的神灵,一种神圣、神秘的感觉就突然笼罩全场。这时他才清清嗓子,用那唱诗般的悦耳的声音开始发言:
 
 
 
  “上帝的孩子们,我们一生下来就知道这是一个多么完美的世界,山高水阔,绿树成林,花香鸟语,万物争荣。我们自己更是有眼睛可以看,有耳朵可以听,有腿可以走路,有手可以工作。这样完美的一个世界除上帝所造,难道还有别的甚么可能吗?可是近来,我们英国突然出来一个叫达尔文的人,把这一切都归于自然的创造,甚至包括我们这些在座的人。我们牛津大学动物馆收集了全世界的动物标本,这众多的证据都证明了上帝创造物种的全能。现在窗外开着美丽的鲜花,结着刚成熟的果实,这都是上帝精心的设计。他们却说是自然。自然有手?有脑?还是有鼻子、眼睛?何不请来会场上让我们看看呢?”
 
 
 
  这时台下起了一阵轰笑,有人喝彩。韦柏福斯很为自己的博学而得意,而且知道教徒们对他无比的崇敬,会场已经被他掌握,于是就一变刚才那种从容的语调,嬉笑怒骂起来:
 
 
 
  “这些亵渎上帝的人总是忘记他们的前辈所受的惩罚;当然,慈悲的主今天已不会再把他们烧死或监禁,可是他们也逃不过良心的审判。他们也自知罪孽不轻,所以你们注意到了没有,那个达尔文今天就未敢到会。”
 
 
 
  大主教的讲话越来越开始使用煽动的口吻。他故意斜视了一眼坐在第一排的赫胥黎,好将众怒迁到他的身上,然后说:“当然,今天到会的,据说有他的一个代表赫胥黎先生。达尔文写书隐居不出,赫胥黎到处叫卖,还大喊甚么猴子变人,这真是绝妙的一对。我倒要请教一下坐在这里的赫胥黎先生,如果您承认猴子变人,那末请问是您的祖母还是您的祖父的上代为猴子所生?”
 
 
 
  这一放肆、尖刻、指名道姓的攻击立即引起教徒们狂热的反应。会场里掌声口哨声在人头顶上搅起一股小小的旋风。大主教很得意这个精彩的结尾,但他又很礼貌地向台下挥挥手,退回原位,然后以目光向赫胥黎挑战,看他敢不敢登台讲话。
 
 
 
  赫胥黎故意不看大主教一眼,他迈步登台,环视全场,然后说:“大主教先生特意点了我的名,我也就不得不奉陪了。使我高兴的是,他所学的许多事实,正好让我说明自然选择和物种进化。牛津动物馆里的所有标本只能说明大自然中的千差万别,而不能说明上帝的全能。美丽的花正是因为有昆虫传粉,如果地球上没有昆虫就不会有这些美丽的花,不能有松树、橡树那类禾本科植物,它们靠风传粉,开着不引人注目的可怜的花。果实的美丽,那是吸引鸟兽来吃,来传播它的种籽。可惜我们知识渊博的大主教只知其一不知其二,让神圣的上帝去充当昆虫和鸟兽!”
 
 
 
  这时台下听众中的许多青年学生激动地鼓起掌来,而刚才为大主教捧场的那些绅士、太太一时手足无措。他们没有料到赫胥黎会这样能言善辩,击中要害。
 
 
 
  赫胥黎接着说:“科学工作者是在理性的高等法院中宣过誓的,他唯一的使命就是老老实实地解释自然。但是如果审判官是无知的,陪审员是有偏见的,那么科学家的诚实又有何用?据我所知,在每一个伟大的自然真理被人普遍接受以前,总有人说它们是亵渎神灵。可喜的是,这些人虽然还像在伽利略时代一样跋扈,但是他们已经不可能像从前那样恶作剧了。”
 
 
 
  台下又是一片掌声,有人把帽子抛向空中。
 
 
 
  赫胥黎示意大家静一静,继续说:“至于说到人类起源,当然不能这样粗浅地理解,它是指人类在几千年以前,是和无尾猿有共同的祖先。可是韦柏福斯主教根本没有读懂《物种起源》这本书,而且他已经离开了科学而滥用感情。所以找也只好这样来回答:一个人毫无理由因为他的祖先是一只无尾猿而感到害羞。我倒是替这样一种人害羞,他不学无术,信口开河又不守本分,硬要到他一无所知的科学问题里插一手,煽动宗教偏见,东拉西扯哗众取宠,而把人们从真正的问题焦点上引开去。我想上帝现在如果知道他的代言人正在做着如此拙劣的诡辩,也会羞得满脸通红!”
 
 
 
  这时人群中突然响起一声女人尖厉的惨叫。原来一位太太,虔诚的教徒,被赫胥黎这匕首、投枪般的言词刺得突然心疼难忍,大叫一声量了过去。台下一阵混乱,而接着就是掌声,就是欢呼,这声浪似海面上的波涛,掠过人们的头顶,冲上大厅高高的穹窿。挤在门口、窗台上、还有外面草地上的青年学生,潮水般地拥进大厅,冲上台去,他们将赫胥黎围起来,同他祝贺,同他致敬。这块科学阵地今天突然来了一场达尔文进化论的大阅兵。那些绅士太太们慌忙溜出会场钻进自己的马车,而大主教也不知道在什么时候就悄悄地溜走了。好个厉害的赫胥黎只身闯进科学堡垒,一席话如闸门拉开,人潮急涌;如炸弹爆炸,这个顽固的堡垒立时裂开一条大缝。他在整个进化论的宣传中真不愧为达尔文的一条“斗犬”,所以后来鲁迅先生论及此事还说,便是狗也有好有坏,赫胥黎便是一条有功于人世的好狗。
 
 
 
  自从这次牛津大辩论以后,达尔文进化论就以不可阻挡之势传遍全国,传遍世界。《物种起源》一版再版,许多报刊纷纷发表文章评价。后来达尔文在自传里记述说:“书评的篇数极多,曾经有一个时期,我收集到一切评述《物种起源》和我的其他与它有关的著作的文章,统计共有265篇(不包括报纸上的评论);不久以后,我就感到失望,只好放弃这项收集的企图。对我这个题目,有许多单篇的论文和论集发展出来;而且在德国,已经在每年或两年出版一次专门以‘达尔文主义’为题的图书目录和参考手册。”而教会也改变策略,改用妥协的说法:先是上帝创造了最简单的生物,后来自然界就按达尔文发现的规律发展。说达尔文学说并不与宗教抵触,他是上帝忠诚的儿子云云。
 
 
 
  还有一件事是达尔文所不曾料到的。当他在宁静的唐恩村正准备一场自然界的革命时,另有一位伟人正在喧嚣的伦敦准备着一场伟大的社会革命。事有凑巧,当1859年他的《物种起源》出版时,马克思的《政治经济学批判》也在这一年出版。马克思一看到《物种起源》立即说:“达尔文的著作非常有意义,这本书我可以用来当做历史上的阶级斗争的自然科学根据。”后来《资本论》出版后马克思还专门赠给达尔文一本,扉页题词是“赠给查理,达尔文先生,您真诚的饮慕者卡尔•马克思”。
 
 
 
  至此,十九世纪在自然科学方面的三大发现已全部完成,能量不减和转化定律、细胞学说、达尔文进化论直接为马克思学说的生成提供了坚实的自然科学基础。
 
 
 
  1882年4月19日达尔文的多病之躯再也不能承担繁重的写作和研究。他不无遗憾地离开了这个长期被颠倒着也终于让他又颠倒过来的人世。家人想让达尔文长眠在他整整生活了四十年的幽静的唐恩村。可是达尔文已不属于他的家族,不属于那个村庄,他属于全英国、全世界。国会下议院决议将他葬在威斯敏斯特大教堂,这个专门供名人安息的地方。他的墓碑上只有这样简单的一行字:“《物种起源》及其他几部自然科学著作的作者查理•达尔文生于1809年2月12日卒于1882年4月19日”。
 
 
 
  他的墓离牛顿墓只有几步远。这两个18世纪和19世纪的伟人在完成自己时代的科学使命后静静地休息了。他们期待着20世纪科学巨人的到来。
 
上士 九級
54樓 發表于:2024-4-10 05:21
第五十二回
萤光一闪 揭开物理新纪元,照片一张 掀起报界千层浪
 
——X射线的发现  各位读者,我们这套书从公元前说起,现在已陪着大家一步一步走到十九世纪的尽头,这其间科学发现高峰迭起,科学家也历经磨难,与天斗、与地斗、与人斗,其乐无穷。在这两个世纪相交之时,科学的标志是甚么呢?说来有趣,竟是一丝亮光,如萤火虫那样在黑夜中一闪,便迎来了一个新纪元。
 
 
 
  关于电的知识,在公元前三世纪,人们便已开始掌握。后来又经过富兰克林、伽伐尼,伏特、安培、欧姆、法拉第等许多科学家的研究,更加完善系统。到1643年意大利的托利拆利发现了气压和真空,人们便又把真空和电联系在一起研究。将放电管抽空,再充入各种不同的气体,就会显示出各种美丽的颜色。科学家还发现,这时放电管的阴极会发出射线,这种“阴极射线”能使几种萤光盐发光,还能使照相底片变黑。这种实验是极有趣的,许多著名的科学家如英国的克鲁克斯,德国的赫兹、列纳德等都在一次又一次地重复观察这种暗室里的神秘闪光。可是发现的幸运往往只能落在一个人头上,这个人就是德国维尔茨堡大学的教授伦琴(1845-1923)。
 
 
 
  1895年11月8日,星期五,这天下午,伦琴像平时一样,正在实验室里专心做实验。他先将一支克鲁克斯放电管用黑纸严严实实地裹起来,把房间弄黑,接通感应圈,使高压放电通过放电管,黑纸并没有漏光,一切正常。他截断电流,准备做每天做的实验,可是一转头时,眼前似乎闪过一丝微绿色荧光,再一眨眼,却又是一团漆黑了。刚才放电管是用黑纸包着的,荧光屏也没有竖起,怎么会出现荧光呢?他想一定是自己整天在暗室里观察这种神秘的荧火,形成习惯,生成了错觉,于是又重复做放电实验。但神秘的荧光又出现了,随着感应圈的起伏放电,忽如夜空深处飘来一小团淡绿色的云朵,在躲躲闪闪地运动。伦琴大为震惊,他一把抓过桌上的火柴,嚓的一声划亮。原来离工作台近一米远的地方立着一个亚铂氰化钡小屏,荧光是从这里发出的。但是阴极射线绝不能穿过数厘米以上的空气,怎么能使这面在将近一米外的光屏闪光呢?莫非是一种未发现的新射线吗?这样一想,他浑身传过一阵激动,今年自己整整五十岁了,在这间黑屋子里无冬无夏、无明无夜地工作,苦苦探寻自然的奥秘,可是总窥不见一丝亮光,难道这一点荧光正是命运之神降临的标志吗?他兴奋地托起荧光屏,一前一后地挪动位置,可是那一丝绿光总不会逝去。看来这种新射线的穿透能力极强,与距离没有多大关系。那末除了空气外它能不能穿透其他物质呢?伦琴抽出一张扑克牌,挡住射线,荧光屏上照样出现亮光。他又换了一本书,荧光屏虽不像刚才那样亮,但照样发光。他又换了一张污铝片,效果和一本厚书一样。他再换一张薄铝片,却没有了亮光,——铅竟能截断射线。伦琴兴奋极了,这样不停地更换着遮挡物,他几乎试完了手边能摸到的所有东西。这时工友进来催他吃饭,他随口答应着,却并未动身,手中的实验虽然停了,可是他还在痴痴呆呆地望着那个光屏。现在可以肯定这是一种新射线了,可是它到底有什么用呢?我们暂时又该叫它什么名字呢?真是个未知数,好吧,暂时就先叫他“X射线”。
 
 
 
  一连几个星期,伦琴突然失棕,课堂上、校园里都找不见他。他一起床就钻进实验室,每次吃饭都是夫人贝尔塔派工友去催了又催,才能将他请到饭桌上来。他的好朋友几天不见他,便来关心地问道:“伦琴先生,你最近在忙什么呢?”他总是讳莫如深地说:“在干一件事,还没有结果。”原来伦琴搞实验有两个习惯,一是喜欢单枪匹马地干,经常连助手也不要;二是没有到最后得出结论,决不轻易透露一点消息。他最讨厌无根据的假设,也从不作什么预言。
 
 
 
  再说伦琴这样终日将自己关在实验室里,别人可以不管,夫人贝尔塔可不能不问。她见伦琴每次吃饭都心不在焉,甚至有一次叉了一块面包竟向鼻尖上送去。问他在想什么,他只是神秘地一笑。贝尔塔一是担心他的身体,二是出于好奇。这天估计伦琴已开始工作,她便偷偷地溜进实验室里。只见一片黑暗中一个荧光屏发出一片亮光,伦琴举起一本厚书,屏上就有一个模糊的书影,举起一枚硬币,就有一个圆圆的印记,贝尔塔看得入迷,便失声说道:“没有光,那来的影子呢。”正好这时伦琴高兴,他并没有责备贝尔塔私闯实验室,只是摸黑拉住贝尔塔的手说:“亲爱的,来得正好,请帮个忙。你双手捧着这个小荧光屏向后慢慢退去,我来观察,看随着距离的远近荧光的亮度有甚么变化。”
 
 
 
  贝尔塔能进实验室本就机会不多,难得丈夫高兴,今天还破例邀她协助实验,而且这又是一个多么有趣的游戏。她小心翼翼地捧起荧光屏,伦琴说:“退”,她就向后退一步;说“停”,她就停下来等待他观察。这样越退越远,贝尔塔已完全被黑暗所吞没,伦琴眼里只留下一方荧屏的闪亮。
 
 
 
  却说伦琴正看得入神,忽听暗处贝尔塔“呀”地一声尖叫,接着便是眶当一声,荧屏跌落在地。伦琴忙喊:“贝尔塔!”却无应声。他忙将电灯打开,只见贝尔塔,双手前伸,两目痴睁睁的,却不说话。伦琴一时也六神无主,不知出了什么祸事,三步两步冲上前去搂住她的肩膀喊道:“亲爱的,你怎么啦,刚才出了什么事?”
 
 
 
  “妖魔,妖魔,你这实验室里出了妖魔。”贝尔塔说着,肩膀还在索索发抖。
 
 
 
  “亲爱的,你冷静点,我在你身旁,不要怕,你刚才到底看见了甚么?”
 
 
 
  “手,刚才我看见了我的手。”
 
 
 
  “你这手不是好好的吗?”
 
 
 
  “不,它又变回来了,刚才太可怕了,我这两只手只剩下几根光骨头。”
 
 
 
  伦琴一听,突然一拍额头,说道:“亲爱的,我们是发现了一种‘妖魔’,这家伙能穿过人的血肉,也许这正是它的用途呢。你不要慌,我扶你坐下,我们再来看一遍,但愿这‘妖魔’能够再现。”
 
 
 
  伦琴熄灭灯,又重新立起一块荧光屏,这次他将自己的手伸在屏上,果然显出五根手骨的影子。然后他又取出一个装有照相底板的暗盒,请贝尔塔将一只手平放在上面,再用放电管对准,这样照射了十五分钟。底片在显影液里捞出来了,手部的骨骼清晰可见,连无名指上那颗结婚戒指都清清楚楚,这是因为戒指完全挡住了射线。贝尔塔一见这张照片不由全身一阵战栗,她连忙用双手捂住自己的眼睛,泪水顺着指缝渗了出来,她想到了死亡,想到了自己的骷髅,抽抽泣泣地说:“亲爱的,这是多么可怕的事!我这双红润润的手掌一下就变成白森森的骨头,教我们亲眼来看自己死后的情景,这实在太残酷了,太可怕了!”
 
 
 
  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上,虽说我们已年近半百,可是死亡还很遥远。人能透过表面看到内在,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,可以预料,医学将因此会有一场革命,会大大地前进一步。”
 
 
 
  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,当他把信件投入校园里那个大邮筒后,等待他的是一场多大的麻烦。
 
 
 
  本来,伦琴是一个十分小心谨慎的人,治学态度极严,遇有新成果不经自己再三验证和专家评定决不发表。可是他投送的那些邮件有一份是给维也纳的物理学家艾克斯奈尔的。这艾克斯奈尔与伦琴相交笃深,他一眼就看出这是一项伟大的发现,其欢悦之情不能自禁。一天他正举行家庭宴会,便将伦琴夫人那只左手的X射线照片拿出来给朋友们夸耀,这自然使满座赞叹,家宴生辉。而席间又有一位好事者叫雷谢尔,立即提出要将照片借回去好让家人也一饱眼福。碍着面子艾克斯奈尔便借给了他。不想雷谢尔的父亲是维也纳《新闻报》的出版人,这老雷谢尔真不愧为新闻老手,一眼就看出这是一条将震动世界的消息,接到照片的第二天 ——1896年1月5日,就在头版以《耸人听闻的发现》为题,在全世界第一次发表了这条独家新闻。这个德国科学家的伟大成果竟首先在奥地利发表,然后伦敦《每日记事》驻维也纳记者又立即将《新闻报》的消息发回总社,1896年1月6日伦敦便向全世界发出这样一条新闻:
 
 
 
  战争警报的喧嚷不应当把人们的注意力分散而没有看到维也纳传来的令人惊异的科学胜利。据宣布,维尔次堡大学教授伦琴发现了一种射线。用在摄影方面,它可以穿透木头、肌肉、布以及大部分有机物质。这位教授拍成一张装在密闭木匣中的砝码的照片,还拍了一张只有骨骼,不见肌肉的人手的照片。
 
 
 
  真是没有想到,这位教授虽然十二分地小心,他慎重从事,严加保密,X射线的消息却从外国报纸上钻出来,并立即漫及全球。他只好公开出面做一次报告了。
 
 
 
  1896年1月23日,伦琴在自己的研究所里举行关于新射线的报告会。
 
 
 
  会议还没有开始,小礼堂里已经座无虚席,窗台上、走廊里,凡能下脚的地方都挤满了听众。这是些什么样的听众呀,有贵族、大学教授、高档官员、军官还有学生和一些设法挤进来的市民。一个高等院校的研究所,一个高深的物理课题,还从来没有这样众多的听众来光顾呢。伦琴还没有出场,人们急得就如等待皇帝的召见,又像盼着一个大明星的出现,个个都引颈踮脚,直视台口,一面窃窃议论着这个能穿透人的血肉的可怕怪物。这种紧张的准备气氛大约持续了半个小时,伦琴才出现在台前。他高高的个子,留着一把漂亮的鬈曲的大胡子,还是穿着平常的实验服,目光平静和蔼,彷佛不是来宣布一项震惊世界的发现,倒像是踏着铃声走进课堂。礼堂里立即响起如潮的掌声。年轻人把帽子抛向空中,人们高喊着“伦琴”,“X射线”,屋子里立即如一锅开水沸沸扬扬。伦琴示意大家静下来,向大家表示真诚的谢意。但是他每致谢一次;这欢呼就掀起一个新的浪头,这样一连三次,人们激动的情绪才稍稍平息。这时伦琴才开始演讲:
 
 
 
  “尊敬的先生们,谢谢大家今天的光临。关于新射线的实验,现在还只在一个初级阶段,但是社会各界对此事都抱极大的兴趣,而且外面又有各种各样的传闻,所以找今天有责任向大家说明一下我的工作情况。
 
 
 
  关于放电研究,赫兹,雷纳特,克鲁克斯等科学家都做了许多有益的工作。1879年克鲁克斯先生在做真空放电实验时就发现放电管附近的照相底片变黑,1880年美国两名同行也遇到这种情况,1892年我国的物理学家也注意到了放电管附近的萤光,但是大家的注意力都在阴极射线上面,觉得这些怪异是偶然的失误所致。我自己不过是重复了前人的工作,我的成功只不过是比他们稍微细心一点罢了。我抓住了X这个未知数去努力求解,当然,现在我们对它也远知道甚少。不过已经确切地知道它能穿过大部分物体,可以用来照特殊的相片。至少这一点对外科医生会帮大忙。他可以使我们在未开刀前就能观察到人体的内部结构,特别是骨骼结构。为了能使各位更明瞭这种射线的性质,现在请允许我为今天到会的,著名的解剖学家克利克尔先生当场拍一张他的右手X光照片。”
 
 
 
  按照预先的布置,小礼堂立即一片漆黑。二十分钟之后,拍好的底片已展示在众人面前。年近八十高龄,德高望重的克利克尔举起这张片子激动地说:“我一生不知解剖了多少只手。今天伦琴先生的射线却在我的手不痛不痒,未受一点损伤的情况下,这样清楚地解剖出我的手骨,而且还用照片固定下来,这真是伟大的创造。在我作为维尔茨堡物理学医学学会会员的四十八年中,这是我参加的最有纪念意义的一次学术活动。为了庆祝这个造福人类的伟大发现,我提议将这个未知的射线定名为伦琴射线。”
 
 
 
  这时会场上又是一阵雷鸣般的欢呼。接着是一群记者蜂拥而上。他们提出各种各样的问题。
 
 
 
  “伦琴先生,11月8日晚,当您观察到荧屏闪光时想到了什么?”
 
 
 
  “我是在研究,不是在想。”
 
 
 
  “伦琴先生,请问您打算怎样出卖您的这项伟大的技术专利?”
 
 
 
  “根据德国大学教授的优良传统,我认为他们的发明和发现都属于整个人类,这些发明和发现绝不应受专利、特许权、合同等等的阻碍,也不应受到任何集团的控制。我实验室向着专利局的那一面窗户,永远是紧闭着的。”
 
 
 
  “伦琴先生,关于神秘射线的研究您将还有什么重大突破?”
 
 
 
  “我不是预言家,也不喜欢预言。我只知道我将继续我的研究,而且对暂时还没有把握的结果我现在决不发表。我讨厌那种投机性的和广告式的狂热,也憎恨一切仓促的出版物,我想永远只应提供成熟的东西。”
 
 
 
  “那么请问您准备在什么时候发表您的第二篇研究报告呢?”
 
 
 
  “对不起,我有一个不好的毛病,总不愿单独解决某一个问题,所以一碰到问题就想作得更彻底些,就会前后左右引伸得过远,所以我的论文也经常要更改和重编,很难说出准确的发表时间。”
 
 
 
  这时记者越来越多,已是里三层外三层,有的问他发现的细节,有的问他的家庭,有的向他索要照片,有的邀他为刊物作广告,问题越提越怪,要求越来越多,伦琴早已被困得大汗淋漓,连挤进来保驾的会议主持人也一起被困在核心,许多青年学生又拥上来要求签名。这时《英国摄影杂志》的一名记者挤上来说:“尊敬的伦琴先生,我们杂志很荣幸地注意到您是一名摄影爱好者,平时您只要一出门,照像机总是挂在肩上。可是近来我们发现您却总把它忘在家里。关于这件事您能向我们的读者解释一下吗?”
 
 
 
  伦琴擦一把汗,抬头环视一下人头顶上许多高高举着的照像机,用手一指说:“是,我过去出门总爱背一个照像机,可是近来我一看见这个东西就害怕!”
 
 
 
  他这句半是抱怨,半是玩笑的机智的回答引起人们一阵欢乐的笑声,记者们也突然觉得将他逼得太苦了,忙收起像机。主持人乘机拉着伦琴挤出圈外,奔向客厅,那里还有一个小型酒会在等他呢。
 
 
 
  深夜,伦琴回到家里,贝尔塔还在灯下整理近来收到的邮件。他脱下大衣,捧起咖啡喝了一口,好像这时才感到自我的存在。下午报告台上的喧闹,酒会上人们争相握手、祝贺,使他应接不暇,疲惫不堪。贝尔塔扶他坐下,一件件地抽出邮件,大都是各地有关X射线的报导,有1月8日出版的《纽约电气工程师》、1月10日出版的《伦敦电工杂志》、1月14日出版的《慕尼黑医学周报》、1月16日出版的《维也纳临床周报》……。这些报纸、杂志,有对X射线的严肃报导,也有不少诙谐的评述,还有许多可笑的猜测,有消息,有故事,还有漫画。贝尔塔捡起一份1896年3月12日出版的《生活》杂志说:“亲爱的,听我给你读一段。你看,你的射线都成了诗人创作的题材了:
 
 
 
  你是这样美丽,这样苗条,
 
  但你丰满的肌肉那里去了。
 
  原来你已被无名射线精心改造,
 
  却只用骨骼来向我拥抱。
 
  你用二十四根肋骨来项示自己的线条,
 
  你可爱的鼻子、眼睛那里去了。
 
  我低声向你耳语:“亲爱的,我爱你。”
 
  你用洁白的牙齿向我微笑。
 
  啊,可爱,残忍,温柔的射线,
 
  伦琴教授这个伟大的创造!
 
 
 
  伦琴听完这首小诗笑得差点将口里的咖啡喷了出来,他说:“报纸上还有什么热闹呢?”贝尔塔说:“热闹事多着呢,你看这是伦敦一家公司的广告,说他们出售防X射线的外衣,小姐太太们要是不赶快构买,就再也不能遮羞。还有,美国新泽西州有一个州议员提出一个提案,要求州议会立法禁止在戏院里使用X射线望远镜看戏。还有,一家电气公司表示要向您收买有关X射线发明的专利……。”
 
 
 
  伦琴听着这些新闻,先是觉着好笑,接着越听越生气,他摆摆手说:“亲爱的,别念了,还是不要让他们来亵渎神圣的科学吧。多么纯洁的东西一到商人手里就立即裹上了一层铜臭气。我真不知道,当年是否也有人上门去向牛顿收买万有引力。——噢,我的那些朋友们,慕尼黑的、维也纳的、布拉格的,我给他们寄去了资料、照片,有回信没有?”
 
 
 
  贝尔塔这才想起一件大事,忙从身后书架上取来一捆信札说:“朋友们正抱怨你办事不细心呢,你寄的照片大都没有收到,你签名的明信片全都没有收到。你还不知道呢,现在射线照片是无价之宝,你的签字是最时髦的纪念品。还有,我们家门口这几天已经车水马龙了,你今晚要是早回一会儿准被记者堵住,不回答一百个问题,今晚别想睡觉。我们家已彻底没有安宁了。”
 
 
 
  伦琴将杯子放在桌上,颓然躺进圈椅里,他沉思了一会儿说:“亲爱的,看来这个发现倒给我们带来了灾难。你知道我是最怕见人的,现在只有一条路——逃跑,出国去旅行一趟。走前只给老朋友岑德回一封信,其他信件一律不回,好,我来口述,你来代笔吧:
 
 
 
  ”我没有向任何人谈过我的工作,我只向我的妻子提过我正在进行一件事,这件事人们要是知道了会说:伦琴似乎发疯了。1月1日,我把加印的照片寄出去,于是出了岔子!维也纳《新闻报》首先敲起宣传的锣鼓,然后别的报纸也跟着叫嚷起来。有好几天我都对这件事感到厌恶;在这些报导里再也认不出我的工作了。对于我来说,摄影术是达到目的的手段,可是他们却把它看成最重要的东西。我也渐渐习惯于这种喧嚷了,但是这种风暴糟塌了许多时间,差不多有四个星期的工夫我没有做一次实验。别人能工作,唯独我不能工作。你想不到这里把工作搅乱到什么程度。
 
 
 
  现在附上你所要的照片;如果你想在讲演中使用,我没意见。但是我建议你把它们放在镜框里面,否则是会被偷走的…。”
 
 
 
  却说伦琴连夜收拾东西,第二天,天刚朦朦亮便带着贝尔塔出门去旅行了。谁知他刚登上马车,就听车后一阵议论:“那个穿棕色礼服的就是伦琴!”原来一群抢新闻的记者和抢着来签专利协定的公司、厂方代表早就守候在他的门口。伦琴忙将礼服脱下塞进衣箱,一边喝令车夫:“快走!”叭的一声鞭响,马车冲出门外,车后那些人也跟着潮水般地追了上去。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  治学最是要冷静,世人偏爱乱纷纷。
 
  安得一棵遮天树,清凉护我一片荫。
 
 
 
  毕竟这次伦琴出门能否成行,且听下回分解。
 
上士 九級
55樓 發表于:2024-4-10 05:21
第五十三回
错中错却见真成果,新发现又有新牺牲
 
——天然“放射性”的发现  上回说到伦琴为逃避人们潮水般地来访,正要登车出门,忽听后面人声喧闹,他连忙换了一件衣服,快马加鞭终于出走,到瑞士、意大利旅行访问数月才算躲过这场“灾难”。他发现的X射线成为19世纪90年代的物理学上的三大发现之一,为此他于1901年荣获全世界首次颁发的诺贝尔物理学奖。
 
 
 
  这伦琴的发现可是非同小可。你想过去的物理现象都是看得见摸得看的,而伦琴突然在未知世界找来一种东西,你看不见它,它却能直看到你的骨头缝里,实在可怕。本来聪明的物理学家们已经大至星球,小至水珠火花无所不通。彷佛世界已全在他们掌握之中,而现在他们面前又突然出现了一个新世界,这个世界一片漆黑,只偶而闪出一丝荧光。于是整个物理学界不安了,立即秣马厉兵要发起一场新的总攻。
 
 
 
  1896年1月的一天,巴黎科学院人声鼎沸,那些本来文质彬彬的科学家也在拥挤着,大声争论着,一失往昔的风度。人们还沉浸在伦琴射线引起的激动中。今天是著名数学家和物理学家昂利•彭加勒组织的报告会,会议室墙上布置了许多X光拍的照片,有人体各部位的骨骼,有装在木盒子里的砝码、钱币,有可以看出内部出现裂缝的金属,万物在这射线面前都难遁其形。报告会开始了,彭加勒这位理论家毕竟与众不同,他从现象入手概括出一个猜想;“既然阴极射线管在放出X射线时有荧光出现,那么说明X射线与荧光物质有关,而许多荧光物质是在阳光照射下才会发光的,所以可以这样推论,是否所有荧光物质在太阳光下都能放出类似伦琴射线那样的射线呢?”
 
 
 
  真是说者无心,听者有意。科学史原来也是这样惊人的相似,当年法拉第听说奥斯特能将电变磁,便决心要将磁变电,终成电磁学的一代宗师;莫尔斯在轮船上听人谈论电传信号,决心致力于此,终于发明了电报。这彭加勒在台上正大声讲解,却没想到人群中早有一人侧耳将他这话接了过去。这人叫昂利•贝克勒尔(1852-1908年),他1852年12月15日生于巴黎,祖父是巴黎历史博物馆的教授,父亲是荧光和科学摄影方面的专家,后来他的儿子也成了有名的物理学家。为了物理王国的兴旺,他们真是一门忠烈,看来这次向未知世界的进军也真该从他家选一员先锋的。
 
 
 
  话说贝克勒尔一听彭加勒的话便觉言之有理。他自己本就是经常摆弄荧光物的,于是第二天立即找了一块叫硫酸钾铀的荧光物,放在窗台上曝晒。在这块晶体下面他又垫上一块用厚黑纸裹严的胶片。他想太阳光不能透过黑纸,胶片不会感光,如果阳光果真能使晶体发出与X射线类似的射栈,那么这张胶片就应感光。他将这一切都安排好后便拉过一把椅子坐在烈日下眼睁睁地盯着那块耀眼的晶体。一个小时过去了,他头顶冒汗;两个小时过去了,他的衬衣已湿透。妻子叫他吃饭,他好像没有听见。他父亲走过来了,奇怪一向很勤奋的儿子今天怎么不进实验室却在这里晒太阳。老贝克勒尔上前大喊一声:“喂,你在这里傻坐着干什么?”
 
 
 
  “爸爸,轻点,”贝克勒尔以手一指窗台上的晶体,好像声音会使它震动似的说:“我用太阳光来照射这块硫酸钾铀,也许它能发出类似伦琴射线的射线。”
 
 
 
  “那你怎么会知道它有没有发出呢?”
 
 
 
  “您看晶体下面压了一张包黑纸的底片。”
 
 
 
  这时贝克勒尔十几岁的儿子听到爷爷与父亲有趣的对话,跑过来伸手就要抽底片看。
 
 
 
  “傻儿子”,贝克勒尔在他后脑上轻轻拍了一掌说:“这样露天打开你会甚么也看不到的。”
 
 
 
  “你也够傻的了”,老贝克勒尔拉过孙子对儿子说:“晶体放到这里还用你也陪着晒太阳吗?难道会有一只老鹰来把它叼去?走,都给我回屋里吃饭。”
 
 
 
  贝克勒尔三口两口将饭吞进肚里便钻进暗室去冲胶片,天啊,胶片上竟有一团黑影,真叫彭加勒说准了,难道这就是伦琴射线?难道我就这样轻易地胜利了?老贝克勒尔和他小孙子也围了过来,祖孙三代六只眼睛瞪得溜圆。他们立即又拿出十几块晶体分放在太阳光下,结果底片无一不感光,第二天再实验,第三天再重复,都一一应验。1896年2月24日贝克勒尔在法国科学院正式宣布他的发现:只要阳光照射荧光物就会发出类似X射线的射线。人们欢呼继伦琴之后的这一新发现,称之为贝克勒尔射线。
 
 
 
  贝克勒尔陶醉在自己成功的喜悦之中,他准备再多重复几次实验,多拍几张片子。但是天公不作美,2月26日早晨巴黎上空乌云密布,贝克勒尔一推开门立即皱起眉头。他只好返身拉开抽屉,将一句准备好的底片无可奈何地扔进去,膨地一声推上就去干其他的事了。第二天仍然阴雨不绝,第三天仍然浪云不开,直至三月一日浮云才不太情愿地慢慢裂开一丝缝隙。贝克勒尔的心早就被发现的欲火烧得不能按捺,就算阳光弱一点吧,也许可以勉强做成实验。他拉开抽屉取出胶片,拿起铀盐,就要往院里走。可是科学家细心的习惯又将他的腿绊住了;这些胶片包好已经三天,放在这抽屉里会不会跑光呢?他拿起底片又走进暗室。天啊,这回叫他更为吃惊,底片已经感光,更奇怪的是上面还有一个亮亮的钥匙的图影。他急忙拉开放底片的抽屉,果然里面有一把钥匙,这才想起,那天放进底片后顺便往纸包上压了一把钥匙,铀盐是放在桌面上的。这说明它不用阳光直射也能发出类似X光的射线,而且还能穿透桌面。
 
 
 
  贝克勒尔坐在椅子里半天手足无措,无言无语。这时外面乌云早已散得一乾二净,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1842年才发现的元素,几十年来它只有一个小用途,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,贝克勒尔当时更想不到这铀竟能制成原子弹,这是后话。
 
 
 
  1896年5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……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。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  错试错想犯错误,强似守株死待兔,
 
 
 
  不怕难题四面堵,东冲西突总有路。
 
 
 
  各位读者,科学发现常常离不开机遇。这机遇有两种,一是本来要寻找的东西没有得到,却找到一件同样重要或更重要的,谓之“种瓜得豆”,如我们前面请到的氦气等惰性气体的发现;二是一次不小心的失误却倒撞着了某个机关,导致一项发明发现,谓之“因祸得福”,如珍妮夫妇吵架一脚踢出一个纺纱机。这贝克勒尔偶将底片与铀盐放在一起正属后者。但是无论哪种机遇,总之是要努力去找,这里应了两位伟人的话。生物学家巴斯德说:“在观察的领域中,机遇只偏爱那种有准备的头脑。”物理学家亨利说:“伟大的发现的种籽经常飘浮在我们身边,但它只曾往有心人心中扎根。”
 
 
 
  却说贝克勒尔发现只要将一点铀静静地放在那里,不用煮,不用烤,不用加酸加碱,它自己即可放出射线。这就是后来居里夫人命名的天然放射性,它说明原子自己在不断地发生变化而放出某种物质。过去人们认为原子已是物质最小的不变的微粒,贝克勒尔的发现掀开了原子物理学的序幕,将导致人们对世界哲学体系的重新估价,其意义非同小可。可是他自己当时并未能估价到这种深刻的意义,只是觉得这实在是一个还未揭开的奥秘,就拚命来解这个难题。他收集各种铀盐,将它粉碎,加热,用酸溶解,做各种对比试验。他爱这种荧光物质赛过珍珠、钻石,桌上摆着,家里供着。甚至床头、书架上也常有一块。他用手摸,用鼻子嗅,仔细端详,仔细捉摸。但是他没有想到,他这个最喜欢的宝贝却在暗暗地来谋杀他了。当时人们对放射性给人体造成的危害一无所知。贝克勒尔整天生活在射线中,他五十岁刚过便渐渐感到浑身瘫软,头发脱落,手上的皮肤常像烫伤一样疼痛。
 
 
 
  这天他的一位医生朋友专门上门来为他治病。可是当时已知的病症都不能解释这些现象。于是医生想到万能的X光,就用X光照了他的手,照了他的胸,仍没有任何异常。他那里想到他这是在给病人身上又如了更多的射线啊。两个好朋友沉默地对坐着,皆医生难过地说:
 
 
 
  “你对社会有这样伟大的发现,可是上帝怎么让你得这样的怪病呢?”
 
 
 
  贝克勒尔倒很不在乎,他幽默地说:“凡是想窥探上帝造物奥秘的人,上帝都会狠狠地报复他的。牛顿发现了宇宙的秘密,晚年受胆石症的折磨;达尔文发现了生物界的秘密,晚年受头痛症的折磨;我现在又要敲开上帝的一块禁地,理当受到这惩罚。”
 
 
 
  “不,这不是上帝的惩罚,是科学家自己付出的牺牲。你们的光热都已变作了为人类探路的灯火,这个有限的身躯又不是一架不要动力的永动机,怎么能不虚弱,怎么能支持得了呢?所以找劝你换个环境,离开这里到海滨去疗养一段时间,这样你的身体会重新恢复的。”
 
 
 
  “不,除非将我的实验室也挪到海边去。否则我决不离开这里。医生离开病房,病人只有等死;我离开实验室,那些仪器也会诅咒我的。我知道自己得的是一种怪病,好在我这一生总算为科学发出了一点光,虽然只是一点萤光。我希望抓紧时间,再将这点光亮燃得大一点,好让人们看清,天然物质竟能自己放出射线。我真不明白这到底是甚么东西在做怪呢?”
 
 
 
  医生未能劝动他,摇摇头无可奈何地走了。但贝克勒尔也从此一病不起。1908年8月25日他逝世于克罗西克,是第一位被放射物质夺去生命的科学家。贝克勒尔留下的问题到底由谁来回答呢?且听下回慢慢分解。
 
上士 九級
56樓 發表于:2024-4-10 05:21
第五十四回
奇女子 异国他乡求真理,好伴侣 濡沫相依攻难关
 
——镭的发现(上)  上回说到贝克勒尔发现了天然放射性元素铀,还未及深究其中的奥秘即被这种放射物夺去了生命。但是他提出的问题却引起一个波兰青年女子的注意,这就是后来名垂青史的居里夫人(1867-1934年)。
 
 
 
  1897年居里夫人已完成了大学学业,取得了数学、物理两个硕士学位,正在选择写博士论文的题目。一天她正在实验室里翻阅近来的研究报告,忽然发现贝克勒尔关于铀的放射性的报告。她再一查所有的文件,并没有这方面的第二个报告。好一个最新的、独一无二的题目,这是一块还没有人涉足的新大陆。居里夫人那双深蓝色的眼睛盯着这份报告的标题足有十几分钟,然后微微抬起明亮的很宽的额头,将报告合上,轻轻地但很坚定地说了一句:“就是它了!”
 
 
 
  居里夫人这个刚从大学毕业不久的青年女子,何以敢选这个划时代的研究课题呢?原来她身上有两样作为一个学者必备的质量,一是专心,二是顽强。
 
 
 
  居里夫人原名玛丽•斯可罗多夫斯卡,出生于波兰一个书香门第之家,从小受到极好的家庭教育,掌握了波兰文、俄文、德文、法文,喜爱文学、数学、物理,兴趣极广,个性极强,要干甚么事必定干成,正在干甚么事情决不分心。她有一个哥哥,两个姐姐,家里经常是一片歌声、读书声、说笑声。
 
 
 
  可是玛丽只要是想读书了,便一人坐在桌旁,双肘支着桌面,两手捂住耳朵,一会儿便进入书内。接着她的双手自然地离开耳朵,这时无论甚么样的吵闹就再也不能使她这个姿势和神志改变一下了。有一次几个孩子好奇,便在她身旁左右叠起两层椅子,上面再横搭一把椅子,把她盖进了一个小木楼里。玛丽全然不知,直到她看完这本书,一起身,椅子轰然落地。这时躲在一边的大哥哥姐姐们等着她骂、叫或者高兴地笑,可是她却像一个大人一样地拾起书,看了他们一眼,说了声:“真无聊!”
 
 
 
  她好像天生就是一个要超出一般的女子,要成大事业的人。她本生得极美丽可爱,但是为了表示对冶艳的轻蔑,却故意将自己那头金色的鬈发剪得很短。她上学的路上有一座可耻的人物塑像,那是沙皇的走狗们为自己树立的纪念物。她每过此地必狠狠地唾上一口,如果哪一天和女伴们说着话忘记了,就是已走到校门口,也要再返回来补上。在她那还未退尽稚气的脸庞上已隐隐露出一种莫名的倔强,她那美丽的倩影常使人生一种刚毅、勇敢的联想。她从小就明白地要求自己,决不只做一个普通的人,不只做一个普通的漂亮女子。她知道天降我以大才,就要以大的牺牲,大的勇敢,去争取大的成就。她对自己的哥哥说:“毫无疑问,我们家里的人有天赋,必须使这种天赋由我们中的一个表现出来,不应该让它们消失。”
 
 
 
  1891年9月,24岁的玛丽在波兰城里和乡村担任了七年家庭教师,给自己积攒了一点学费后,来到巴黎的索尔本大学读书。在当时的大学里,女学生本来就少,这个高额头、蓝眼睛、身材修长的异国女子立即引起大学生们的注意。他们在教室走廊里停下来想多看她两眼,在上课的时候目光搜索着她,他们想法子靠近她,找藉口和她说话。玛丽自己或许还没有感到自己的魅力已在周围造成一个甚么样的漩涡。但她的女友迪金斯卡常常要自动出来赶走那些尾随在她身后的倾慕者,有一次甚至举起了伞柄才把这些人赶跑。所以那些热心的男子尽管在走廊里常常遇到她,议论她白净的皮肤,议论她轻软的头发,但是几乎没人敢对视一下她那双深蓝色的眼睛。她的眼神永远是美丽中闪烁着沉静,如山林深处的一泓秋水,倒映着蓝天白云,却绝没有尘世间的一点喧闹,一丝尘埃。她的脸庞是那样秀丽,身影是那样动人,但是这秀丽和动人之外又像披了一层冰霜的薄盔甲,凛然使那些倾慕者不敢靠近。他们只能在教室里远远地寻找她;但是看到的又总是一个背影——她每天到得最早,永远是坐在第一排,专心地记着笔记。
 
 
 
  她正是二十四岁的青春年华啊,一般的女子对别人的美丽都要起嫉妒之心,而玛丽却不屑将自己的美丽作为资本,只这一点就足可见她超尘脱俗的品质,可知她对事业执着的追求。
 
 
 
  但是玛丽还要追求更安静,更专心的学习环境。她刚来巴黎时住在当医生的姐姐家里,这里整天病人不断,而且总难免要和姐姐、姐夫聊天。于是她毅然搬了出去,租了一间七层楼上的小阁楼,开始过一种更清苦的生活。她的生活费一天只有三法郎,却要应付衣、食、住、书籍、纸墨的花销。但她应付过来了。她的生活用品已精简到最低标准,一张床、一张桌、一盏煤油灯、一个碟子大的煤油炉。为了省煤,冬天家里不生火,玛丽冷得手指麻木,就跑到离家不远的图书馆去,那是她的“幸福的收容所”。直到晚上十点人家要关门了,再回到自己这个冰窖似的阁楼上来。躺下后实在冷得难以成眠,她将自己唯一的一只箱子里的衣服全部拿出来压在被子上,还是手脚冰凉,就再把地上那把唯一的椅子提起压在被子上,在这种重压造成的虚假的温暖感里她十分小心地入睡了,因为稍一翻身那把椅子就会滚落下去。一次她的一位女友爬上她的这个七层小阁楼,一堆门却见她昏倒在地,女友转身去喊她的当医生的姐夫,细心的姐夫立即发现她那乾净的碟子、空荡荡的蒸锅,就追问她:“今天吃了甚么东西?”
 
 
 
  “我刚刚吃过午饭。”
 
 
 
  “午饭是什么?怎么锅、盘都这样干净?”
 
 
 
  玛丽知道瞒不过去了,不得不承认昨天晚上她只慢慢地嚼了一把小萝卜和半磅樱桃,又看书到半夜三点,早晨起来上学校,回来又吃几个小萝卜,就昏过去了。
 
 
 
  1895年,玛丽与比埃尔•居里结婚了。当她读到贝克勒尔的关于铀的放射性的报告时,她已在理化学校实验室里工作,她毅然决定以这个题目来作博士论文。但这是怎样的一篇论文啊,就好像我们要到河里挑一担水,但是必须先翻过一座山。她先要完成一件最复杂、艰苦的研究。
 
 
 
  不过,这时玛丽已经有了一个靠山,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。
 
 
 
  贝克勒尔已证明铀有放射性,那么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问题。玛丽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不出来的,贝克勒尔的办法在深入研究中已不适用。玛丽整日陷入沉思,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:
 
 
 
  “亲爱的,遇到了什么难题?”
 
 
 
  “就是缺少一件灵敏的仪器,能准确地探测出物质的放射性,这样才好下手研究。可是我们现在有测光、测电、测热、测力的仪器,唯独没有测放射性的仪器。”
 
 
 
  “是的,连放射性这东西也是去年才问世的,怎么能有人给它设计测量仪器呢,看来只有我们自己动手了。”
 
 
 
  “可是,它不像光、电,看不见,摸不看,怎么去测呢?”
 
 
 
  “让我想想,我们总会有办法的。”
 
 
 
  好个聪明博学的比埃尔,第二天他真的给玛丽拿来一架测量仪,这是他亲手创制的杰作。说来简单,就是用一个普通平面电容器,也就是一层空气隔开的两片金属片,下面那片与电池组相连,再与上面那片用导线构成一个回路,回路上有一个电流计。平常这个电路是不通的,因为两片金属问的空气并不导电。可是铀放射线、X射线都有一个特点——能使空气导电。这就是问题的根本,我们只要往下面那片金属上撒上一点铀盐,电路就通了,电流计指针偏转,指示出它的放射强度。别看这个仪器简单,可是却极精确。当射线最强的时候,电流的强度也不会超过一安培的几十亿分之几,但是就连这么小的数值在这个仪器上也能读出来。玛丽看看这个自制的仪器禁不住拍手叫绝。
 
 
 
  各位读者,比埃尔为甚么能制成这个仪器,关键是他抓住了事物间的联系,找见了他们之间的转换点,这实在是科学研究上的一个重要方法。当年本生就是根据不同元素可以转换成不同颜色的光谱,而研制成光谱分析仪;焦耳就是抓住机械能与热能之间的转换,而测出了热功当量。现在这个神秘的射线虽然看不见、摸不着,而且它刚刚露面,其本性也未充分暴露,但比埃尔只根据它能使空气导电这一点,便可从电流强度来测它本身的放射强度了。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  春江水暖鸭先知,何必亲用温度计。
 
 
 
  沟里僧人担水来,深山必定有吉寺。
 
 
 
  话说玛丽得了丈夫送的这件宝物,便将她能搜集到的各种矿物质研成细末,一样一样地撒到金属片上去试它有无放射性,这办法与当年本生得了光谱观测法后将各种物质往灯焰里撒极为相似。她这样一直试了上百种,电流计上的指针终于动了。她喜得大喊一声,比埃尔忙赶过去,他们测量出一个继铀之后又被人类发现的放射性物质——钍。
 
 
 
  初战告捷。现在玛丽更加兴致勃勃地每天守在仪器旁边,她正精心测量铀射线的强度。很清楚,化合物中含铀越多,放射性就越强。可是有一天当她把沥青铀矿和铜铀矿放到那片金属上时,电流计的指针偏转得比纯铀远大,难道会有一种矿物质含铀量超过百分之一百吗?当然不会。玛丽立即按照这两种矿物的化学成分人工复制出来,放在金属片上再试验,射线强度却比天然矿要小18﹪。
 
 
 
  玛丽兴奋地喊道:“比埃尔,快过来看,这可真是奇迹,天然矿比人工矿放射性强。而现有元素中,我都一一试过了,除了铀、钍再不会有放射性了,现在出现了比铀还强的放射性,说明一定还有一种人类还未发现的物质。我真不敢这样想,难道我们将发现一种新元素吗?”
 
 
 
  比埃尔过来将沥青铀矿粉往金属片上再撒一次,果然电流计指针大幅度偏转,他也禁不住一阵兴奋,又连续再试几次,然后冷静地分析道:“以往物理学给化学帮忙已经有过两次,一次是用电,一次是用光。戴维发明了电解法立即找到了钾、钠、钙、镁、镍等一批新元素;本生和基尔霍夫发明了光谱分析法立即找到了锂、铯、铷、铊、铟,直到1895年3月又终于找到了那个人们已追捕了二十七年的氦。每一个新方法的出现都伴随着一块新领域的开拓,现在继电和光之后我们又拿起放射性这个武器,物理第三次来帮助化学,按道理是应该发现一些新东西,该有新成果的。”
 
 
 
  “比埃尔,亲爱的,这第三次帮忙,说得具体一点,就得你来帮我了。放下你手头的工作吧,这个题目很有吸引力,我们或许要创立一门新学科——放射化学。”
 
 
 
  “是的,我已看见了这块新大陆的影子,它在招唤着我们,值得我们冒险去闯一下。从明天起,我就停下手头正在做的结晶体研究,我们一起来攻这个难关吧。”
 
 
 
  从第二天开始,居里夫妇就将沥青铀矿一点一点地分离。他们先用化学家的办法,将这些矿物质一会儿溶解在酸里,一会儿溶解在碱里,把沉淀滤出,把溶液蒸发干,再溶解,再蒸发,就像剥竹笋一样一层层地向笋心逼近;又像过筛子一样,将杂质一点一点地筛去。现在当他们往矿物质的酸溶液里通了硫化氢后,瓶子里立即分成硫化物深色沉淀和透明液体两部分。这时就用得着放射性测量了。玛丽把透明液点到金属片上,放射性不明显,把沉淀物挑上一点,指针立即大幅度偏转,读数表示它比纯铀的射线要强四百倍。沉淀物里有铅、铜、砷、铋。他们再逐一分离,将铅、铜、砷分出去,可是这种未知物和铋关系甚密,再也不肯分开。但既然包围圈已经缩小到这个程度,看来这是一种新元素必定无疑了。1898年7月,居里夫妇向法国科学院提出报告,宣布他们发现了一种新元素,它和铋相似,却能发出强大的不可见射线,如果这一点得到证实的话,就请把它定名为钋(法文波兰的意思)以纪念玛丽的祖国。接着他们又在沥青铀矿里查出了一种未知元素。1898年12月26日,法国科学院里又是人声鼎沸,出现了像伦琴射线刚发现时的那种激动。一个波兰女子,五个月前刚宣布发现了钋,今天又要宣布一项新发现。女人能进科学院的门已是很特别了,而在这场擒拿无名放射物的兢赛中又是她连连夺魁,许多顽固的教授早就心中愤愤不平了;玛丽今天仍然穿着那件朴素的黑色长裙,衣服上还能看出许多酸、硷烧下的斑痕。她今天有点激动,待大家都坐好后,她回头看看坐在身旁的比埃尔,她想让丈夫来报告这项发现,但是比埃尔只用明净的目光与她对视了一下。她明白这意思,便正正身子,打开报告卷宗,用沉稳优美的语调开始讲话:
 
 
 
  “我们今天向科学院提出的报告的题目是《论沥青铀矿中含有一种放射性很强的新物质》。这种新物质和金属钡很相似,我们经过最大努力的提炼、筛选,已经得到了含有它的物质,它所发出的射线是纯金属铀的900倍。所以我们建议将这种新物质命名为‘镭’(拉丁文有射线之意)。它在元素周期表里应该是第88号元素…。”
 
 
 
  居里夫妇的报告刚结束,会场上立即议论纷纷。不少朋友兴奋地上前握手祝贺,热烈地讨论这个新发现,可是几个老教授却故意大声说道:“说得倒容易,一会儿发现了钋,一会发现了镭,科学不是猜想,钋和镭是什么样子,既然发现了就该拿出来让大家见识一下嘛!它们的原子量是多少?哪有发现一种新元素却又测不出它的原子量的,真是笑话!”
 
 
 
  这话明明是说给居里夫妇听的,玛丽刚才因兴奋而红润的脸色一下变白了,她知道早就有人在对她嫉妒、打击,不容她这个异国女子涉足科学领地,可是这样讲也未免太过分了。她回头看看比埃尔,他镇静地坐在那里和几个朋友恳切地讨论着问题,他一定听到了刚才的怪话,但是他显得多有涵养啊!玛丽转念一想,也怪自己的研究不彻底,镭到底是个什么样子?看来必须把纯镭拿到手,才能解决问题。
 
 
 
  到底居里夫妇是否得到了纯镭,且听下回分解。
 
上士 九級
57樓 發表于:2024-4-10 05:22
第五十五回
愿将事业作爱子,却看名利如浮云
 
——镭的发现(下)  上回说到居里夫妇虽然宣布了镭的发现,可是还未提炼到纯镭,现在他们决心要将它捉拿归案了。
 
 
 
  镭的含量很少,要大量的沥青铀矿才可取得一点,可是他们哪儿有钱去买这许多昂贵的矿石呢?聪明的玛丽立即想到沥青铀矿是玻璃工业上大量使用的,这种工业废渣里一定还会含有镭,而废渣总是不值钱的。果然慷慨的奥地利政府答应将一吨废渣赠给这两个不可理解的人。接着就是找一个可以炼废渣的地方。在玛丽的小实验室的对面,正好有间大一点的木棚,只是玻璃房顶破碎漏雨,木板裂缝四面透风,地面反潮,屋里一股霉气。棚内几张残缺的厨桌、一块黑板,一个旧铁火炉。这里原来是仓库,后来搁医学院解剖用的尸体,最后就连这也不合适,便闲置起来了。校长很慷慨地把这间棚子拨给他们使用。
 
 
 
  工作就这样开始了。他们作了分工,比埃尔经验丰富,分析镭的性质,玛丽却担起一个杂工应干的活,将那还带有波希米亚山区的泥土和松针的棕色矿物,每20公斤一次地倒进一口大锅里冶炼。锅里冒出呛人的气体,棚屋里没有“烟罩”装置,他们把大锅放到院心,玛丽用一根几乎和自己身长相等的铁棍不停地搅拌着。这样炼完一锅又拿回棚子里进行化学处理:溶解、沉淀、分离。
 
 
 
  这天,玛丽正隔着浓烟观察锅里的变化,突然天上晰晰沥沥地掉下了雨点。比埃尔赶紧跑出来帮她将锅抬回棚子里,棚内又立即充满呛人的烟气。在这冬季的冷天里他们只好打开门窗。比埃尔和玛丽对坐在一张靠近炉子的桌旁做着化学分析。他透过桌上那些密匝匝的瓶子、试管又看到了那双蓝色的眼睛,多迷人啊。当年他因为碰不到有才气的女子一直等到36岁,正当他准备终身不娶时上帝从波兰给他送来一个玛丽。他们第一次相见是为了一个研究课题,这却促成了以后的结合。他们相差八岁,他知识丰富,是老师,是兄长;玛丽聪明顽强,往往在攻坚中打先锋。关于镭的研究就是玛丽毅然选定,他先是从旁帮助,最后干脆全力投入的。比埃尔看看玛丽正在摇动试管的手,这双手因为整日和酸碱打交道满是老茧和伤痕。现在因为棚子里太冷,玛丽脸色都有点发紫。他不觉叹道:
 
 
 
  “玛丽,亲爱的,现在这个环境又使我想起一个地方。”
 
 
 
  “什么地方。”玛丽柔和地抬起头看丈夫一眼。
 
 
 
  “就是当年你那个像冰窖一样的小阁楼。”
 
 
 
  “不过比那里好像增加了点什么。”
 
 
 
  “那就是这个还能供一点热气的火炉。”
 
 
 
  “不,亲爱的,那就是你。我现在心里不像当初那样孤独,目标也不像那时那样茫然,我们已被浸泡在一种欢乐的事业里。”
 
 
 
  “有了我又能怎样呢,你过去吃苦,现在还是这样苦。你这样美,这样有才华,却好像注定要泡在苦水里。”
 
 
 
  “亲爱的,不要这样说。我倒觉得幸福有两种,那些贵妇人珠宝满身,美酒盈杯,不能说没有福气。但这种物质之乐只能给人暂时的享受,福随人亡,过眼烟云。我们追求的是一种创造之乐,这才是永远的幸福,它会长存在于我们的记忆里,存在后人的记忆里。现在镭这条大鱼已经落到我们的网里,近在咫尺了。只要咬紧牙关,我相信它就会出现在这支试管里。那时我们再回忆这段棚屋里的日子,就只觉得甜而不知苦了。”
 
 
 
  “话是这么说,可是我们这样一小锅一小锅地炼,矿石都快用了八吨,代价也太大了。我想等将来条件好一点,总会有甚么简便办法的。”
 
 
 
  “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。”
 
 
 
  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。
 
 
 
  玛丽说:“其实我们苦一点倒没什么,就是对不起孩子。”
 
 
 
  比埃尔诙谐地向桌上的试管努努嘴说:“那里还有一个叫镭的孩子,可惜太难产了。”
 
 
 
  玛丽爽朗地笑了起来,突然又收起笑容天真地问道:“比埃尔,你说这个孩子是什么样子?”
 
 
 
  “一个元素一个样,真不好猜,不过我希望它有美丽的颜色。"
 
 
 
  从1899年到1902年经过三年又九个月的艰苦劳动,居里夫妇从八吨沥青铀矿渣中提炼出了0.1克氯化镭,并测得它的原子量是225。没有使他们失望,镭真的有美丽的颜色,在暗处会自动发出略带蓝色的荧光。它会自动放热,一小时内放出的热量可以溶化与它等重的冰。最麻烦的是它的射线无孔不入,玛丽后来写道:“在研究放射性很强的物质的时候,若要作到精细测量,必须有特殊防备。化学实验室里用的各种东西和作物理试验用的仪器,不久就变得有放射性,并且透过黑纸影响照像版。灰尘、屋里的空气、衣服,都有了放射性,屋里的空气成了导电体。在我们工作的实验室里,这种弊病到了极点,我们简直无法使任何仪器完全隔离。”
 
 
 
  更有趣的是镭的放射性对人体细胞还有杀伤作用,勇敢的比埃尔用自己的身体作了实验后向科学院提出了一份详细的报告:
 
 
 
  “有六公分见方的皮肤发红了,样子像是烫伤,不过皮肤并无痛楚,即觉痛也轻得很。过些时候,红色并未扩大,只是颜色转深,到二十天,结了痂,然后成了疮伤,须用绷带缠扎。到四十二天,边上表皮开始重生,渐渐长到中间去,等到受射线作用后五十二天,疮痕只剩一平方公分,颜色发灰,这可以表示这里的腐肉比较深。”
 
 
 
  比埃尔立即与他的两个医生朋友合作,证明镭可以治疗狼疮和几种癌肿。于是一种新的疗法 ——居里疗法又诞生了。
 
 
 
  各位读者,这可是一项惊天动地的发现。一块金属自己就会发光、放热,就会变,会放出射线。能量守桓定律好像不起作用了,物理学的殿堂遇到了强地震的冲击。后来人们知道得更清楚了,凡原子序数大于83的天然元素都有放射性。它们可分为二大家族,即铀镭系、钍系、锕系。每系都有一个老祖宗,然后子子孙孙往下排。铀镭系的老祖宗就是铀(贝克勒尔还算幸运,他一下就发现了这个老祖宗),它放出射线变成别的元素,到第六代时就是镭,镭再放出射线,悄悄地变,速度很慢,一克镭大约过1600年才会消灭一半,最后变成铅和氦。事物就是这样在不断地变化,不断毁灭,又不断诞生。绝对的静止是没有的,绝对的生和死也是没有的。它在刹那间同时是自己又不是自己。居里夫妇的发现早已冲出物理学的领域而有了极大的哲学价值。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  滴水难留自蒸发,金属静卧也放能。
 
  世上万物皆在变,瞬间就有死和生。
 
 
 
  却说玛丽原本是要选一个做博士论文的题目,不想却碰上一个这样重大的课题,撞在一个从未有人知道的机关上,一下就打开了一个新的领域。工作旷日持久,没有结果,她的论文也就一拖再拖。从1898年开始实验,竟到1903年,过了五年,她已三十六岁,实验告一段落,论文也才写成。真是水到渠成,瓜熟蒂落,1903年6月25日这天,玛丽面对一小批最著名的物理学家、化学家宣读完论文之后,用不着辩论,主席李普曼先生只讲了五分钟的话,她便成了一位极荣誉的、真正的物理学博士了。这年12月他们夫妇和贝克勒尔一起又获诺贝尔物理学奖金,1911年玛丽又单独获得一次诺贝尔化学奖金。
 
 
 
  各位读者,这时再让我们回顾玛丽在她的七层小阁楼里和在木棚里吃的那种苦,便深深感到没有三九寒,哪有梅花香。天地有奥秘,却将其藏于深山,封于绝壁,以虎豹断其路,以荆棘塞其途,风沙漫漫,雨雪凄凄,只有那些大智大勇,能吃大苦,肯做大牺牲,不以眼前之苦为苦,而以拚搏胜利之乐为乐的人,才有权利有机会得到这奥秘。哥白尼终生观天,风霜不避;伽利略屡受迫害,锲而不止;法拉第寄人篱下,忍辱求知;达尔文环球五年,出生入死;而居里夫人以一青春女子为求学远走异国他乡,冷对大都市的纸醉金迷,苦忍小阁楼里的凄风苦雨,在破木棚里奋斗四十五个月,不怕酸碱烧手,不怕浓烟呛鼻,硬将八吨矿渣一小锅一小锅地炼完,终于轰然一声从那个茫茫然均未知世界里扯出一条镭的金龙。可知一个学者的吃苦耐劳、坚韧不拔决不亚于沙场上的勇士和那些政界的伟人。
 
 
 
  但是居里夫妇从此却再也不得安静。
 
 
 
  第一个上门的是那些商人和企业家。镭可以治病,镭如此稀有,它的愤格高到0.1克就值七十五万金法郎,当然炼镭业就成了最热的行业。可是炼镭的奥秘和它的一整套操作程序,全世界只有两个人知道,这就是居里夫妇。就在玛丽的论文答辩刚过几天之后,清晨,他们夫妇正在吃早饭,邮差送来一封信。
 
 
 
  “甚么事啊?”玛丽看着丈夫专心读信的样子,柔和地发问。
 
 
 
  “美国来的,一个公司问我们可以不可以告诉他们制镭的技术。”
 
 
 
  “可以,全告诉他们。”
 
 
 
  “可是,我们要不要考虑一下专利问题。我们太穷,或许我们该改善一下那个破木棚子。”
 
 
 
  “不,科学属于全人类,我们发现了科学,又把它据为私有,这违反科学精神,再说镭能治病,我们就更该无条件地献出它的秘密。”
 
 
 
  “好,我现在立即就回信。”
 
 
 
  就这样,十分之一克就值七十五万金法郎的秘密,让他们轻松地公布于世了。
 
 
 
  这些以发财为业的人还好打发,那些以宣传为业的人最难应付。记者们总是永远追求最新的消息,而名人那怕是吃了一顿最普通的饭,穿了一件最平常的衣服也会成为人们议论的话题。诺贝尔奖金刚公布后各大小报纸的记者立即向这对“镭的父母”、“伟大的夫妇”发起一场大围攻。不,简直是一场扫荡。他们的那间破木棚、学校、住所都成了川流不息的不速客们采写、拍照的对象。他们遇到了一场远比过去的清苦要严重的灾难。比埃尔在1904年1月22日给朋友的一封信里写道:
 
 
 
  “你看见这种突然发作的镭狂了,这种狂热把声望的好处都给我们带来了。世界各地的新闻记者和摄影记者追随着我们,甚至于记录我的女儿和她的保姆的谈话,并且描写我家里的那一只黑白花小猫。我们收到许多函件,接见许多古怪的人和还没有出名的发明家。还有许多人向我们请求款项。说到末了,还有收藏亲笔签名的人,都到你知道的娄蒙路那个壮丽的地方来看我们。这些事使实验室一刻不得安静,而且每晚还须写许多函件;过着这样的生活我觉得我日渐蠢笨……”。
 
 
 
  一件发明出现,科学家急于向纵深扩大战果;商人急于用它牟利;企业家急于办新厂开新矿;记者急于抢独家新闻;一般人急于打听趣闻以填补饭后茶余。这当然苦了科学家本人。居里夫妇尽量逃避一切邀请、聚会和探访。一天在法国北部的布列塔尼半岛,一个农妇装束的女人正坐在海边的石板上倒看她凉鞋里的沙子,一个男子推着一辆自行车停在她的身旁。但是就如安详的鹿并不知道身后有追踪的猎人一样,一个机警的美国记者突然出现在他们的身旁。
 
 
 
  “尊敬的居里先生和夫人,我能在这里单独采访你们感到非常荣幸。”记者很为甩掉了同行,独吞“猎物”而高兴。
 
 
 
  “碰到您这样精明的记者却是我们的不幸。”玛丽苦笑着回答道。
 
 
 
  “您能谈谈镭的发现过程吗?”
 
 
 
  “谢谢,我的报告已经发表,那里面已讲得很详细了。”
 
 
 
  “你们现在准备到那里去?”
 
 
 
  “不知道,我们想找一个安静的地方,最好是到一个禁止演讲、集会,不许记者采访的孤岛上去。”
 
 
 
  记者也苦笑一下问道:“您能谈谈您个人在发现镭以前的情况吗?”
 
 
 
  “对不起,在科学上我们应该注意事,不应该注意人。”
 
 
 
  居里夫人逃避荣誉,但是荣誉还是不断地飞来。她一生共得了10项奖金、16种奖章、107个名誉头衔。她将奖金慷慨地捐助给科研事业和处于战争灾难中的法国,那些奖章她想不出好办法保存,就送给六岁的女儿当玩具。她把荣誉远远地抛在脑后,更加倍地工作。她在给外甥女的一封信里写道:
 
 
 
  “我们应该不虚度一生,应该能够说:我已经作了我能作的事。……那些很活泼而且很细心的蚕,那样自愿地、坚持地工作着,真正感动了我。我看着它们,免得我和它们是同类,虽然在工作上我或许还不如他们组织得那么好。我也是永远耐心地向一个极好的目标努力。我知道生命短促而且脆弱,知道它不能留下什么,知道别人的看法完全不同,而且对自己的努力是否符合真理没有多大把握,我还是努力做去。我这么做,无疑是有甚么使我不得不如此,有如蚕不得不作茧。那可怜的蚕即使不能把茧作成,也须开始,并且那样小心地去工作;而若是不能完成任务,它死了就不能蜕变,就不能补偿。”
 
 
 
  玛丽的身体实在是越来越虚弱了。她长期经受放射物质照射,得了不治之症,于1934年7月4日幸福地离开人世。直到她死后四十多年,她用过的实验笔记还在散发着镭射线,她撞开了放射性这扇大门,但是这些射线到底是甚么东西,放射物为什么能自动放出它们呢?且听下回分解。
 
上士 九級
58樓 發表于:2024-4-10 05:22
第五十六回
巧设计 是光是电见分晓,细测算 质量电量全找到
 
——电子的发现  花开两朵,各表一枝。自从放电管问世以来,人们纷纷研究真空放电,无意中生出许多课题。那伦琴从管中阴极发出的射线发现了X射线,贝克勒尔又从对X射线的研究发现了铀的天然放射性,居里夫妇又进一步从对铀矿的研究发现了镭。镭可以自己发光发热,这又给物理学提出了一个无法解释的大难题。从阴极射线引出的一个链条,环环相扣,续续而生,未有穷尽。但是阴极射线本身到底是什么呢?自然有人会考虑这个问题,这个人就是英国物理学家汤姆生(1856-1940)。
 
 
 
  汤姆生1856年12月18日生于英国的曼彻斯特。他父亲本是一个摆摊卖书报的小贩,后来靠着自己的奋斗成了一名专印大学课本的著名的书商。他从自己的切身经历中深知没有知识的苦衷,但发誓要教子成材,请了家庭教师指导儿子的学业,并注意培养他的艺术素养。老汤姆生虽是一名书商,可是因职业关系平时来往的却都是曼彻斯特大学的教授,屋里也还有点书香气。汤姆生有严父督教,又有这样一个环境薰陶,学业大进,十四岁便考进了曼彻斯特大学,二十岁被保送到剑桥大学三一学院,二十七岁就被选为皇家物理学会的会员。1884年卡文迪许实验室主任瑞利年老体表宣布辞职,大家都等着看谁来继任这个全欧洲学术界最引人注目的职位,结果瑞利却推荐了汤姆生,这年他才刚满28岁。
 
 
 
  这时一场旷日持久的大争论正在等待他的加入。六十年代英国物理学家克鲁克斯发明了一种管子——克鲁克斯管,在一个玻璃管里嵌上相对的两块金属板,两板各与一条电路相联,一块是阴极,一块是阳极,管内空气抽得越来越稀薄时,就会出现种种不同的颜色,这种光是由阴极发出的。它到底是什么呢?以德国物理学家赫兹、林纳德为首的一派认为阴极射线是类似于光的东西,是电磁波,以英国物理学家克鲁克斯为首的一派认为这是一束带负电的粒子流。赫兹说,既然是粒子流为什么它能顺利通过放在管内它们路径上的各种屏障,而又不给屏上穿出洞呢?只有波才有这种特性;克鲁克斯说,既然是光一类的波,为什么我把一块磁铁靠近管子时,它就发生偏转呢?只有带电粒子才会受磁场的影响。这简直就像当年牛顿和胡克、惠更斯争论光的波粒性一样,又是一场难断的官司。双方都是当时最知名的权威,这场辩论竟持续了20多年没有结果。就在1896年,汤姆生正好40岁时;英国科学促进会最高委员会将汤姆生召来要他的实验室来解决这桩悬案。
 
 
 
  好个汤姆生,由他来担当此任真是再合适不过了,他在电磁学方面有极扎实的功底,又有一手高超的实验技术。接受任务后他先将以往的研究成果仔细回顾一番,发现其实早在1834年法拉第总结电解定律时已经初步涉及到这个问题。实验证明,所有化合价为一价的元素,电解出一克化学当量的物质,都需要96493库仑的电量。而一克当量物质所含的粒子数正是阿弗加德罗常量,即6.0238×10^23个。这样就可算出每个粒子上所带的电量为4,802×10^-10绝对静电量,它是电的最小单位。就是说电是由这么一点点的小东西集结而成的,揭示了电的粒子性。阿弗加德罗常量是1870年才确定的,七十年代、八十年代,对这个问题的研究更加深入。1874年英国物理学家斯通尼明确提出用“电子”一词来表示电的一个最小单位。但是为什么还是争论不休呢?因为到此为止也还只是一种理论计算,就像当初居里夫妇发现镭的放射性,但并没有测出镭的原子量,化学家就直摇头一样。现在只推算出电子,而不知道他的重量、性质,物理学家们自然不服,于是汤姆生毅然决定要称称电子的重量。
 
 
 
  这可真是异想天开,你要捉一个原子来放在天平上都不可能,一个电子又如何称法?这个主意只有汤姆生想得到,也只有他能做到。他既是一个理论物理学家,又是一个实验物理学家,设计实验是他的拿手好戏。他立即把学生们叫到一起,准备好一个阴极射线管,射线从阴极一端发出后,穿过两个很窄的缝,成一细束,打在管子的底部,而底部已准备好精确的刻度,以便观察射线的偏转。在射线经过的路上,上下各准备两块金属电极板,形成一个电场。当金属板不通电时射线沿直线打在管底一个点上,通电后射线受电场的影响发生偏转,并且根据偏转的方向可知它是带负电的粒子束。这时再加一个磁场,使它沿相反方向偏转,又校正到原来的位置。这真是一个极妙的实验,一丝阴极射线随着电场和磁场的强弱变化忽上忽下,就像有两只无形的手来回争着将它拉过来拉过去。汤姆生最后让它固定在正中的位置上,对他的学生说:“现在我们可以来称电子的重量了。这时磁场力和电场力的大小正好相等,方向相反。根据这个条件我们先来求出阴极射线微粒的飞行速度。知道了速度就可进一步测其他物理量。比如,我现在撤掉电场,粒子只受磁场力作曲线运动,我们就可求得它的电荷与质量之比。有了这许多数据我们就可以去推算质量。只是那法拉第等人当初是通过电解定律来推算每个粒子上所带的电量,为了证明这个数据我们最好另换一种方法。”
 
 
 
  这时在座的一位学生应声答道:“我这里有一种办法可以一试。”
 
 
 
  汤姆生一看,说话的正是威尔逊(1869-1959)。原来,这汤姆生身边高徒满座,他们一个个都年轻聪明,基础扎实又各有所长。现在说话的这个威尔逊对大气电学有特殊的兴趣,1894年他到海拔4000多米的尼维斯山顶旅游,被那里奇丽的雾景所吸引,便深入钻研,终于弄懂这是气压低的缘故。于是他就在实验室里人工造雾,先是让水分凝结在空气中的尘粒上,后来X射线的发现使他想到空气中离子的存在可能导致云雾的形成。威尔逊想阴极射线若真是电子粒,虽然这电子粒看不见,可是造成一个条件使带电粒子和水一起凝结成雾珠,不就可见而且可以测算了吗?威尔逊当即向老师装好一个简单的仪器。一个大玻璃筒,下面有一个底盘与验电器相连接,筒内充进潮湿空气后将筒上的活塞突然向上提,空气膨胀造成云雾,水滴开始缓缓地向底盘上落去。就是这么个简单的装置却演示出一个很了不起的成果。他们可以根据云雾向圆盘降落的速度来求雾滴的大小,又根据雾滴的大小和蒸气的总量来求出雾滴的总数,再以验电器收到的总电量除以雾滴的总数,就得出每个雾滴上的电荷值,与法拉第电解定律的求法殊途同归。这真是拐着弯儿作学问。
 
 
 
  好了,现在我们来看汤姆生对电子的称量结果:阴极射线是由带负电的粒子组成,这种粒子的飞行速度是每秒十万公里;它的质量是氢原子的1840分之1;它的电荷是4.8×10^-10个静电单位。汤姆生还不放心,又把阴极材料几次更换,结果都可以发出同样的粒子流。他还发现:不只在阴极射线中,在其他情况下,如将金属加热到一定高的温度,金属或其他物质受光,特别是受紫外线照射时,也都能放出电子。后来威尔逊不断改进他的云雾室,居然实实在在地观察到了电子的轨迹。现在的问题就不只是一个简单的阴极射线是什么了,它又导出了一个伟大的发现——任何元素中都含有电子。
 
 
 
  这电子的质量极小,只有9×10^-28克,就是只有一万亿亿亿分之一克。这么小的东西汤姆生也将他称出来了,妙就妙在他能迂回曲折,借助电场、磁场、雾滴,正如本生借光谱识元素,居里夫妇借电流强度识别射线强度一样,善于抓住事物间的联系,步步摸索,终于达到目的。不过这回汤姆生绕的圈子也实在够大了,他的这个实验在科学史上也就特别的著名。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  曲径通幽处,科学无近路。
 
  目的难直达,请君绕几步。
 
 
 
  却说汤姆生终于捕捉到电子后,他的学生们围着他七嘴八舌地问道:“这个方法也不算太难,为甚么过去争吵了二十多年就没有人去做个实验呢?”
 
 
 
  “事情并不这样简单,我刚开始实验时,曾在两块金属板之间加上一个电场,射线并不偏转。这是由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。”
 
 
 
  “老师,这个积累是全社会共享的,为甚么同一个时间,同一个实验室,有人能够利用它去实现新的突破,有的人就做不到呢?”
 
 
 
  “所以,我要给你们立两条规矩:第一,接受一个新题目后,首先要将这方面的知识系统复习,特别要注意前人已有的成果,这样既避免重复劳动,又可站在巨人的肩膀上登攀。第二,必须学习好实验技术,全套仪器都要亲手制作,尽且不使用现成的。”
 
 
 
  学生中不知谁怯生生地说了一句,“这样不是太费时间了吗?”
 
 
 
  “不,费点时间有利于培养你们的创造力。实验室是培养会思考、有独立工作能力的人,不是要造就一些死成品。你们不仅是实验的观察者,更重要的是实验的创造者。老师不能教给你所有的知识,两你们掌握了创造能力后却可以得到前人都得不到的知识。”
 
 
 
  这些本就十分聪明的高材生们毕恭毕敬地围在汤姆生身边聆听师训,他们以后牢记这一教诲,刻苦读书,勇敢创造,这一批学生中竟出了50多名卓有成绩的大物理学家,其中便有威尔逊、玻尔、卢瑟福等九人获得诺贝尔奖金。汤姆生在卡文迪许实验室任教授和主任辛苦执教34年,桃李满天下,育人成果早超过了那些具体的物理发现。
 
 
 
  再说汤姆生发现电子,一时名声大震,许多国家纷纷请他去讲学。但他有个习惯,就是多做少说,轻易不愿登台报告。美国著名的普林斯顿大学几次恳求,他才去讲了六小时,而内容却极为精炼。英国皇家物理学会规定每星期五晚上要举行一次学术报告会。委员会早就为他安排好了讲演时间,他埋头电子的研究竟拖了三年。直到1897年4月30日晚上,他终于登台了。这天大厅里灯火辉煌,他将关于发现电子的实验一一讲给同行们,在座的物理学家无论是克鲁克斯派的还是赫兹派的人无不点头叹服,一个比原子还小的基本粒子发现了,汤姆生被誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。1906年荣获诺贝尔物理学奖。电子的发现,和X光、放射性一起,成为十九世纪末物理学的二大发现。汤姆生在那个晚上的演讲中说,电子是世界上最轻量级的运动员,它如此轻微却联合成一支庞大的队伍,形成了近代工业中最重要的动力源泉。
 
 
 
  电子是发现了,但是它在原子中的位置呢?有带负电荷的电子必定还有一种带正电荷的粒子与之相平衡,它们两者是谁绕着谁运动呢?这又是一个新问题。汤姆生构想了一个原子模型,就像一块西瓜瓤或者是一块来有葡萄乾的面包。电子就像西瓜籽或葡萄乾一样均匀地分布在带正电的粒子中,这就是有名的“均匀模型”。现在无论是居里夫妇发现镭的自动放热还是汤姆生发现电子,问题都集中到原子内部来了,一个原子物理的时代就要到来。汤姆生最先设计的“均匀模型”到底对不对呢?且听下回分解。
 
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59樓 發表于:2024-4-10 05:22
第五十七回
悄然无声 张原子变成李原子,喜报忽至 化学奖却送物理人
 
——原子蜕变的发现  上回说到汤姆生的研究已经深入到原子内部,发现了电子并提出一个原子“均匀模型”。这个模型到底对不对呢?“不对!”汤姆生万没有想到说这个话的正是他的从大西洋那边归来的一个学生卢瑟福(1871-1937)。
 
 
 
  卢瑟福1871年出生于新西兰一个偏僻的小村庄,家里有兄弟姐妹共十二人,这样的家庭自然不能对他娇生惯养,因此小卢瑟福倒尽得自然的优惠。他和伙伴们或山上放牛,或海边捕鱼,风风雨雨练出好一副强健的身骨,到后来他处于文弱的科学家堆中,无人不羡慕他的体格;另一方面潮涨潮落,那大自然的奥妙又启发了他的智慧,他从小就不满足于只学点能糊口的手艺,而向往解释宇宙,向往发明,向往创造。1889年,当他十八岁的时候便勇敢地去报考新西兰大学的奖学金,无疑这将决定一个农家孩子的命运。这天他正在菜地里挖土豆,他母亲突然气喘吁吁地跑来,还不到地头便兴奋地喊道:“孩子,你得到了!得到了!”
 
 
 
  “得到甚么了?”卢瑟福还不知是什么事。
 
 
 
  “奖学金,考上了!”
 
 
 
  卢瑟福闻言将手中的铁揪用力摔在地上,他让自己激跳的心稍稍平静下来,然后说:“这是我挖的最后一颗土豆了。”
 
 
 
  他大学毕业后先当了一段时间的中学教师,这时英国剑桥大学又给了新西兰一个享受奖学金留学的名额,而卢瑟福在大学时就自己动手制成一种灵敏的检波器,试验了在新西兰大地上的第一次电报,并且还发表了电磁学方面的论文。商人的资本是钱,学者的资本是论文,卢瑟福就靠这几篇论文来敲剑桥的大门,果然很灵。他的老师克顿教授为他为了一封很不平常的推荐信:“卢瑟福先生才华横溢,通晓数学的分析法和图解法,对于电学及其绝对测定法之最新成就具有极为广博的知识。卢瑟福先生为人诚恳,和蔼可亲,乐于帮助他人克服困难,凡与他有过交往的人莫不竭诚赞许,尊为良师益友。我们衷心地祝愿他在英国的科学研究同他在新西兰一样,取得非凡的成就。”
 
 
 
  卢瑟福从大洋彼岸的乡村来到剑桥的卡文迪许实验室这个物理精英荟萃的地方,他一身土气还没有退去。大都市里来的同学都有点瞧他不起,见他每天只知道埋头读书,便悄悄给他起了一个绰号——从安梯普斯山上抓来的一只光会挖土的野兔子。一天这些同学从外面归来,卢瑟福正在屋里看书,便请他们进屋,顺便请教几个问题。他们自然答不上卢瑟福提的问题,而且发现他桌上有二个从未见的检波器,那手工之精令他们叹为观止。这是由一根全长仅六英寸的金属线缠绕八十匝而成的线圈,中心一根钢针,长不过一厘米,直径只有一毫米的百分之七。过了几天卢瑟福就用这个检波器在半英里外检测电波,并且证明电波可以穿过闹市区、穿过人体和厚墙。而这时马可尼还没有试验成功他的检波器呢。这件事使汤姆生对卢瑟福刮目相看。他说:“在卡文迪许的所有学生中还没一人对研究所的热情能比过卢瑟福的。”那些原来瞧不起卢瑟福的学生自然也就十分敬重“这只光会挖土的野兔子”了。
 
 
 
  如果卢瑟福果真沿着研究电磁波的路子走下去,也许物理史就要重写。是他的老师把他领到了另一个路口上。从这里眺望开去,似乎前景更加美好。因为这时汤姆生正在研究阴极射线,并且已经找到了电子。居里夫妇在很困难的情况发现了镭,并且正在全力以赴地提炼它。镭的放射性已引起科学界的大轰动。电子也好,放射性也好,X光也好,这些发现都将人们的视线引向一点——原子内部到底还有什么未知的秘密。汤姆生建议卢瑟福就来研究这个课题。而卢瑟福生来是个探险家的性格,他也觉得检波器方面已无甚么可再搞的了,便欣然开始了对原子的探试。
 
 
 
  探试的第一步就是抓住镭放射出的射线,若它到底是些什么东西,然后就可以顺藤摸瓜追踪原子内的秘密。卢瑟福天生是个实验好手,他立即设计了一个实验,用一个铅块,钻上小孔,孔内放一点镭。这样射线只能从这个小孔里发出,然后将射线放在一个磁场里。奇怪的现象出现了,一束射线立即分成三股,有一股靠近N极偏转,有一股靠近S极偏转,还有一股不偏不倚一直向前。卢瑟福一一给它们取了名字,分别叫α、β和γ射钱。又经过测定,发现β射线原来和阴极射线一样,就是汤姆生证明的电子流。不过阴极射线是在真空放电时从阴极表面发射出来的,电子速度小,只有光速的百分之几,β射线是原子内部发出的,速度可达光速均百分之三十至百分之九十九,就是说每秒最少九万公里。它速度快,穿透力就强,在空气中可走几十米远,碰到几毫米厚的铝片也能穿过,难怪当年贝克勒尔把底片无论藏在何处都要漏光,正是它在作怪。
 
 
 
  α射线和β射线相反,粒子带的是正电荷,质量大,为4个原子质量单位,速度小,只有光速的十分之一,又慢又笨,穿透能力弱。一张薄薄的铝箔、一层裹底片的黑纸,甚至人体皮肤的角质层,都能将它挡住。
 
 
 
  γ射线不带电荷,非正非负,处于正中,不受磁场的影响而偏转,它是X射线,不过比X射线的波长还要短,还不到一百亿分之一厘米。
 
 
 
  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β射线,伦琴的X光就是他右手中的γ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α、β、γ这三个希腊字母。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。
 
 
 
  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:“老师有什么重要吩咐吗?”
 
 
 
  “是的,正有一件大事要与你商量。最近加拿大麦克吉耳大学物理系教授应聘到伦敦担任教职。为了挑选下个他的继任者加拿大方面特意派了代表来剑桥商谈此事。我考虑再三,恐怕你是一个最适合的人选。”
 
 
 
  “老师,我是远涉重洋来向您学习的,现在还没有学到多少东西怎能离去?”
 
 
 
  “不,你现在已完全能独立开展研究了。像你这样的人才总给我作助手反而压抑了你的才华,你应该有自己的学生,自己的助手,自己的实验室,放开手脚大干一番了。再者你离开了新西兰时就已订婚,也早该成家了,经济收入也不能不考虑,那边年薪500英镑,是一笔可观的收入。上任之后你就可以接来家眷,一心研究了。”
 
 
 
  “不过,我今年才29岁,我怕自己太年轻,做一个高等学府的教授,人家不一定看得起。"
 
 
 
  “不,年龄是次要的,主要是你有没有挑重担的勇气。我接替瑞利先生任这个卡文迪许实验室主任时,比你现在的年龄还小一岁呢。这正是干事业、闯禁区的最好年龄,你决不可随俗沉浮而作贱了自己的才华。机遇本就不可多得,得到机遇而又失去更会终生遗憾。况且你现在的名声已足可以和那些四、五十岁的教授相匹敌了,希望你勇敢地去上任吧。我这里已写好一封推荐信,他们会尊重你的。”
 
 
 
  卢瑟福接过信一看,上面写道:“在独创性的科学研究中,我从未见过有比卢瑟福先生更热情和干练有为的学生。我认为,不论那个大学,若能请到卢瑟福先生去担任物理教授,将是十分幸运的。”
 
 
 
  卢瑟福听了老师这番话,又看了这封信,十分激动。他感谢汤姆生的知遇之恩,便问临行前老师还有什么指点。
 
 
 
  汤姆生说:“你这一去要当老师了,但要注意向学生学习,敢向自己的学生学习的人永不会骄傲。你要主持一个实验室了,要选好助手,红花要绿叶不只为了陪衬,还要向他们吸取养分。要能在自己周围团结起一批人。”
 
 
 
  1898年9月卢瑟福牢记师嘱,横渡大西洋到加拿大走马上任。
 
 
 
  他到加拿大之后讲了半年课,利用假期回新西兰结了婚。当他带着妻子返回学校时,高兴地发现蒙特利尔实验室来了一个新工作人员,叫索迪。他是这里唯一年龄比卢瑟福小的助手,化学知识却极为丰富,这正弥补了作为物理学家的卢瑟福在化学知识方面均不足。教授和学生,一个30岁,一个23岁,但是卢瑟福谨记汤姆生的教诲,与索迪密切合作,他们在一起只有两年时间,但成果为人,这种师生的亲密关系和工作效率在科学史上是极少见的。
 
 
 
  索迪还是从研究物质的放射性入手,他很快从钍中分离出一种神秘物质,它与钍只有原子量不同,其他方面都相同。聪明的索迪立即把这种除重量不同,其他方面都相同,在元素周期表中占同一位置的元素叫了一个新名字——同位素。比如钍,便有钍232、钍228,而碳的同位素就更多,从碳10一直到碳14。同位素不同在放射性方面也有差异,如铀的同位素,有的放出α粒子,有的放出β粒子。这样对原子内部的秘密探讨得就更细一步了。原来这些肉眼看不到的原子就是在悄悄地放出不同的粒子而起变化的啊。
 
 
 
  这时卢瑟福又想起在剑桥时就遇到的一个老问题,α粒子从所具有的电量和质量来看很像一种已知元素——氦。现在有索迪帮忙,他们立即来验证这件事。他们将少量的镭盐放进一个小玻璃管内,外面再套上一个大玻璃管,两层管壁间密封并抽成真空。几天之后他们将内外管之间的气体抽出来用光谱分析法一化验,果然干真万确,就是氦。这只能有一种解释,是镭放射出的。粒子穿过内管的薄壁进入两层管子之间,看来α射线就是氦流。那么镭放出α射线后剩下的又是什么物质呢,再一细查,又是一种已知元素——氡。难怪当时居里夫人在寻找镭时总发现它和氡在一起,其实是镭在不断地生成着氡。它们的变化用一个简单的式子来表示就是:
 
 
 
  22688Ra = 22286Rn + 42He + γ
 
 
 
  原子序数为88、质量为226的镭经过自发放射变成了原子序数为86、质量为222的氡和原子序数为2质量为4的氦,还伴有电荷数和静止质量都为0的γ射线。
 
 
 
  以往的化学都是讨论酸呀、碱呀、盐呀等物质之间的化分、化合,而卢瑟福和索迪现在一下就钻入原子壳内去写他们的反应式了。卢瑟福宣布“放射性既是原子现象又是生成新物质的化学变化的伴随物。”化学与物理殊途同归了。
 
 
 
  一种元素转变成另一种元素的放射性现象叫做“衰变”或“蜕变”。当物质的放射性减少到一半时所用的时间叫“半衰期”。半衰期有长有短,铀的半衰期是45亿年,镭的半衰期是1,560年。而有的物质半衰期还不到一秒钟。你看,原子就是这样以无法控制的力量进行衰变,它不断地“爆炸”,飞出自己的碎片——α、β粒子,还释放出以γ射线出现的其他能量。只β粒子的速度就可达光速的一半,一个小小的原子里含有多大的能量啊。卢瑟福立即发现了一个新的世界,其意义就如哥伦布发现新大陆,牛顿发现了宇宙。一时卢瑟福成了人们议论的中心,连居里夫人也呼吁物理界的同行仍要注意卢瑟福的研究。
 
 
 
  1907年10月卢瑟福又重返英国到曼彻斯特大学任教,他的学生们又从世界各地追随而来,他荣誉越多却越谦虚谨慎。卢瑟福本来就身体魁梧,又从小在农村长大,所以做除了紧张的科学实验外还自己收拾了一个大花园,种草植树,常亲自挖土施肥。他也常在广场上的小咖啡馆里和进城的农民边喝咖啡边聊起今年的收成,讲得非常内行。可是有时他碰到合适的对手又会突然谈起高深的原子物理。一次一个记者向咖啡馆的老板打听道:“这个农民是谁?”老板告他:“这就是卢瑟福。”那个记者惊得伸出舌头竟半天收不回去。
 
 
 
  再说那个刚来英国时被人称为“野兔”,现在又被人当成“农民”的卢瑟福,这天正在实验室里安心工作,他的学生罗兹突然跑进来喊道:“快看,瑞典寄来的邮件!”
 
 
 
  卢瑟福接过一看,是颁发诺贝尔奖的通知书。实验室立即沸腾起来,学生们都围上来激动地祝贺、欢呼。
 
 
 
  可是当卢瑟福打开信细读时不由的大笑起来:“你们看,他们给我发的是化学奖,这真是太妙了。我这一生研究了许多变化,但是最大的变化是这一次,我从一个物理学家变成了一个化学家。”
 
 
 
  正是:
 
 
 
  海军也有陆战队,空军不能无伞兵,
 
  科学本是总体战,物理化学不可分。
 
 
 
  却说卢瑟福收到颁发诺贝尔奖金的通知,大家正闹哄哄地议论如何去领奖,卢瑟福却说:“这奖金放在那里总是跑不掉的。现在要紧的是要抓紧实验,我们已经发现了原子内的这许多小东西,它们在原子内到底怎样摆布呢?”
 
 
 
  毕竟卢瑟福说出一个什么样的原子结构,且听下回分解。
 
上士 九級
60樓 發表于:2024-4-10 05:23
第五十八回
茫茫太阳系 皆是小原子,小小原子内 却有太阳系
 
——原子核的发现  上回说到物理学家卢瑟福,却收到了一张要他去领诺贝尔化学奖的通知。但是卢瑟福还是关心物理本身的问题,领奖回来之后便将助手们召集在一起说:“过去我们只是捕捉到了放射性元素自己衰变时放出的粒子,除了这些粒子到底原子内还有什么东西就不得而知。还有那些不会天然放射的元素我们就更难知其家底。不入虎穴焉得虎子。现在唯一的办法就是要将原子砸碎,看看他里面到底还有什么东西?”
 
 
 
  卢瑟福天生一个帅才,他来曼彻斯特还没有几天,身边早已聚集了盖革、莫利斯、玻尔、查德威克、安德雷德等一批年轻人,他们来自德、英、法、丹麦等国,卢瑟福的实验室简直是一个“科学国际”,而这些人以后也都成为一个个很有建树的物理学家。当时他们一听卢瑟福的战斗动员令,就磨拳擦掌,立即开始一个新实验。
 
 
 
  新实验是这样设计的:要打碎原子就得找一种炮弹,当时看来最理想的就是α粒子,它速度快,质量重。原子结构如果真的是汤姆生所说的西瓜瓢型,α粒子就会顺利地穿过松软的瓜瓢而笔直地前进。而这时盖革已经帮卢瑟福设计好了一个能计算出镭放射出α粒子的仪器。这是以后所有向原子核进攻的科学家都离不开的武器,它就以盖革的名字命名,叫盖革计数器。靠盖革计数器他们已能准确地算出在千分之一克镭里,每秒钟能发射出136000个α粒子。现在他们准备好了放射源,又以金箔为靶子,靶子一边放二个荧光屏,通过显微镜观察穿过金箔的α粒子是否都落在屏上。
 
 
 
  这是一种很费力又很枯燥的工作,助手们常常坐一天也看不出什么情况。一天,卢瑟福推门走进实验室,凑到显微镜前看了一会儿荧光屏上那一点点的闪光。盖革说:“也许汤姆生的模型是对的,你看α粒子全都顺利通过了。”
 
 
 
  “果真是全部吗?要多看,细看,实验要重复几次、几十次、上百次,只有重复才能发现偶然的现象,而必然的规律又常常寓于这偶然之中,居里夫人不是重复测试了几乎能找到的所有元素,才找到有放射性的镭吗?”
 
 
 
  卢瑟福说着将荧光屏和显微镜从金箔后面移到侧面,他吩咐盖革多换几个角度,多看一会儿。又过了一天,他正在办公室里备课,盖革急慌慌地跑进来,拉着老师就往实验室里走。原来他发现了一个偶然的现象,就是虽然绝大部分。粒子都沿直线穿过了金箔,但是也有极少数的α粒子却出现偏转,有的大于九十度,还有的甚至出现一百八十度的偏转,竟直直地反弹回来。卢瑟福从此就钻进实验室里,一连几天没有出来。他对学生们说:“我们发现了一个多么奇怪的现象,就好像是一群炮兵对着一张薄纸片开炮,而炮弹反而又被弹回炮筒里。虽然弹回来的极少,但这里面必定有一个我们还未发现的秘密。”他们经过大量的数据记录分析,知道了射出去的每八千个α粒子就有一个被弹回来或者偏到一旁。
 
 
 
  正是:
 
 
 
  阿翁海边点沙粒,第谷深夜查星辰。
 
更有卢氏数原子,科学属于细心人
 
 
 
  却说卢瑟福和他的学生们将反弹回来的α粒子仔细一数,立即悟出一个道理。α粒子带正电,比电子大七千倍,电子没有什么大的力气使它偏转。那么除带电子外原子内一定有一个集中了全部正电荷而且质量很大的核。它对α粒子有一个很强的电荷排斥力,α粒子一碰到它就会被一把推了回来。但是这个核很小,他在整个原子中的位置犹如太阳在整个太阳系里的位置,四周是大大的宇宙空间,难怪发射八千个粒子才有一个可能撞上它。于是卢瑟福立即抓过一支铅笔在纸上随手画了一个图说:“你们看,我认为原子模型可能不是汤姆生先生描绘的那个西瓜,倒是哥白尼描绘的太阳系。原子的中心有一个带正电、体积小、质量大的核,核外空荡荡的天空里有一些质量很小,带负电的电子在绕它运动。”
 
 
 
  助手们闻听此言一齐欢呼起来:“您是说我们在小小的原子内部又发现了一个太阳系?”
 
 
 
  “是的,正像伽利略、牛顿发现天上地下一个样,我们又发现太阳系和原子内部一个样。不过这微观世界会另有一套规律,还需要我们仔细去摸索呢。”1911年卢瑟福提出了原子的“太阳系模型”,是科学史上的一项伟大成就。原子和原子核物理学从此发展起来。后来他的学生玻尔又把量子论引到原子结构中来,更改了这个模型,使之更加完善,人们就把这个模型称为卢瑟福一玻尔原子。这个模型成功地解释了许多物理、化学现象,促进了以后的原子能研究。我们现在已经知道核的体积还不到原子体积的一万亿分之一,但它却占据整个原子质量的百分之九十九点五以上。就是说它本身的密度实在是大。如果设想一枚蚕豆全部以原子核组成,那么它的质量就会达到一亿吨!你绝不要想用手去拈得动这粒豆子,因为通常运输一亿吨的物资,就需要用能绕赤道一周的列车来装呢。
 
 
 
  再说1919年第一次世界大战刚结东不久,英国教育界正百废待兴。战争期间卢瑟福也被徵入海军,研究了几年怎样打潜艇。这时,科学家们又都渐渐回到了自己的实验室,而汤姆生现在已是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。
 
 
 
  1919年4月2日,卢瑟福正式到卡文迪许上任。这是他一生中的第三个阶段,也是最后一个阶段。他自任教授以后三易其地,但是由于他的刻苦、谦虚,每到一地都干出了惊人的成果,而且每到一地在他的周围就立即团结了一批有为的年轻人。这次他到卡文迪许一上任就宣布了一个新课题——研究原子核的构成。在曼彻斯特时,他打碎了原子,现在他又要打碎原子核了。
 
 
 
  在一间专用实验室里,窗帘拉得很严,屋角点着一盏光线微弱的煤气灯。助手们已经提前来到,他们必须先适应一会儿屋内暗淡的光线。对面是一架很简单的仪器,使α粒子穿过氮气打到靶子上,再通过显微镜观察荧光屏上的闪光点。走廊上响起卢瑟福咚咚的脚步声,他连走路也像个结实的农民。接着助手们听见了他哼的小调“前进,基督的士兵”。大家相视一笑,这是教授的习惯,每当哼这支歌时实验就快接近成功,如果哼起“大干一场”,不用问,是实验遇到了麻烦。门开了,背后叫起卢瑟福宏亮又亲切的声音:“孩子们,准备好了没有?”
 
 
 
  “准备好了。”
 
 
 
  “开始。”
 
 
 
  大家各就各位,而卢瑟福坐在一边喝茶,有时还讲一个幽默的小故事。卡文迪许实验室有着最优秀的人才,最严格的科学精神,却有一种最和谐的气氛。人们把这里称为“科学天才的幼儿园”,研究生们都尊称卢瑟福为“父亲”,而卢瑟福也常常高兴地喊他们“孩子们”。这群“孩子”来自世界上不同的地区,不同制度的国家,他们离开家寻找自己事业上的父亲,都有一些曲折的经历。查德威克在曼彻斯特时期就曾追随他,战争中曾被德军俘虏,但是战争一结束便又回到他的身边。从苏联来的青年彼得•卡皮查,初登卡文迪许的门时卢瑟福并不准备收他,因为这里几乎每天都有人想跻身其中,能当卢瑟福的一名研究生是青年人的最高荣誉。卡皮查问:“卢瑟福先生,我能来卡文迪许做一名研究生吗?”
 
 
 
  “对不起,我这里的名额已经满员。”
 
 
 
  “实验室里的名额允许不允许有一点误差啊?”
 
 
 
  “一般不得超过百分之十。”
 
 
 
  “那就好办,你们一共三十人,加我一个还在允许范围之内。”
 
 
 
  卢瑟福笑了,他一看这就是个十分聪明的青年,便高兴地说:“好,收下你。”
 
 
 
  卢瑟福对这些“孩子们”真是倾注了父亲般的爱。战争期间,助手莫利斯上了前线,这是一个极有才华的青年,人们都推测他可能是第二代的卢瑟福。人才难得,卢瑟福通过有关方面采取措施要调他回来。但是调令还未发出,一颗子弹已打中了他的头颅,他死时才27岁。卢瑟福大哭一场,痛呼这是英国在战争中最大的损失。苏联青年卡皮查在他的精心培养下已经成为一名有成就的物理学家,但是1934年当卡皮查回苏联开会时却被扣留下来,再不许返回。卢瑟福立即写信向苏联政府交涉,还是没有结果。他叹息道:“卡皮查的研究刚刚起步,他离开这里的实验室将一事无成。既然他们不让人回来,我就将仪器送去吧。”他真的派了一个代表团将卡皮查工作急需的仪器送到了莫斯科。平时,每星期五下午卢瑟福都要让妻子准备一个茶会,来招待他的学生。大家边喝茶,边讨论问题,许多新思想,新的实验设计方案就在这时诞生。助手们后来回忆说:“他倾听一个学生发言时,就好像在恭听一个公认的科学权威的意见。”这样一个严格而又民主的科研集体,怎能不成果累累呢?闲话少叙,我们看现在卢瑟福和他的这群“孩子们”又创造出了什么奇迹。
 
 
 
  卢瑟福小心地把荧光屏调离发射源,相距已经长达40厘米,可是荧光屏上仍可看到闪光点。这还是α粒子吗?不可能,α粒子射程极短,根本达不到玻璃管的这一端。看来这是在α粒子冲撞下氮原子的碎片。他们一测,果然这时的氮已经转变成另一种元素——氧,并放出了一个质子(氢核)。这样,卢瑟福就以人为的方法在世界上第一次分裂了原子。1926年他和查德威克用α粒子成功地轰击了镁和铝等轻金属原子。接着在他的指导下瓦耳顿和科克拉夫特又制成了一架巨型的原子捣碎机。这架机器就以卢瑟福的一本书的名字《当代炼金士》来命名。这架机器能使原子量为7的锂被氢所渗透,最后形成一个原子量为8的不稳定原子。它很快又分裂成两个原子量各为4的氦原子。
 
 
 
  这件事情一传出来,报界又是一场大轰动。许多报纸都以特大标题报导:“原子分裂了”、“现代炼金术出现了”。正像当年X射线一发现就有投机商推销防X射线的衣服一样,社会上一些角落里不知怎么一下冒出那么多骗子,他们到处宣传自己已经能用普通的钢铁制造金子。而一些神经质的老妇人不断写信到报社,询问世界均末日是否真的就要来到。达尔文的进化论推翻了上帝造的物种,而卢瑟福的原子理论将上帝造物用的最小零件都打得粉碎。难怪那些唯心论的遗老们这样害怕,而那些投机商们则乘机大肆行骗、捞钱。以每一次科学发现为触媒,社会总要掀起一场不大不小的骚动。
 
 
 
  现在连科学圣地卡文迪许实验室也不得安静了,关于炼金方面的报告不断送来,许多自命不凡的发明家常常上门自荐,一些商人也来打听有无合作的可能。为此卢瑟福只好出面举行一次记者招待会。
 
 
 
  “请问,您关于原子分裂的研究会不会使贱金属变成黄金?”
 
 
 
  “我们对自己从事的科学工作的商业利益毫无兴趣,所以从末考虑过什么炼金发财,我们的目的只在于探索元素之间相互转变的可能,只在于扩大知识领域。”
 
 
 
  “现在常有人声明他们已能炼金,您怎么看这样的事?”
 
 
 
  “把一种金属变成另一种金属,并不是不可能的。不过,至少在相当长的一段时间里,要使之商品化是不可能的。”
 
 
 
  “关于原子的研究会给将来带来什么影响?”
 
 
 
  “这个问题我很难回答。我们卡文迪许的人一向注意挖掘自然界里真正牢靠的事实,决不靠一些数字和符号来编织什么理论。随着时间的推移,原子内部的秘密一定会更多地被挖掘出来,可以肯定,到那时:一是那些炼金的骗子们决不敢再这样骗人;二是世界将因新技术的使用而更文明。那些神经质的老妇人也可以放心,世界末日永不会来临。”
 
 
 
  “过去的许多理论已不能解释现在的现象,物理学是不是正处在一个危机时期?”
 
 
 
  “相反,我认为近三十年来倒是物理学史上无与伦比的,最活跃的时期,它出现的成就足可以和当年达尔文在生物学方面的开拓相比美。”
 
 
 
  为驳斥社会上就原子分裂而出现的各种奇谈怪论,卢瑟福公开发表了一个声明。这种乱哄哄的局面终于过去了。1932年4月20日,卢瑟福在皇家学会上正式解释了原子捣碎机和他做的关于原子嬗变的实验。和社会上的情况成鲜明的对比,大厅里静悄悄的,卢瑟福很平静地讲述着,分析着,台下的人仔细地听着。大家都不说话,但心里谁也明白:一个新的时代原子时代就要到来。
 
 
 
  这个时代将是什么样子?且听下回慢慢分解。
 

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