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我是中国人——化学家魏可镁的故事 科学家的故事 2008-03-11 15:56

我是中国人——化学家魏可镁的故事

有人评说,日本的筑波城,不亚于美国的硅谷。魏可镁进研究所先是安排参观,参观各种设备,了解整个环境。他有一种眼花缭乱的感觉,仿佛置身在科幻世界。这种感觉使他兴奋,但兴奋之后是更加冷静,因为他是中国访问学者,他的一举手,一投足,都反映了中国学者的水平。
   
在科技领域里,日本人的眼里只有美国人,他们瞧不起中国人的。魏可镁在研究所里面开始工作时,就敏感地注意到这股味道。他一开始做实验,那位课长就像跟踪盯梢似的,经常时不时地出现在他的背后,生怕他弄坏了设备似的。有一两次,在学术讨论中,他就实验的做法发表了一些意见,但那位课长不屑地挥挥手,意思是:照他的做,不用多嘴! 大概,这位课长只当魏可镁是以访问学者的名义公费出国旅游的。殊不知,站在他面前的这位衣着朴素,外表一点也不显山露水的中国学者,科研上已卓有成就,在中国被评为有突出贡献的中青年专家。
   
魏可镁的成就,在访问学者的表册上都明明白白地写着。大概是日本人不相信这是真的,甚至看都不看。直到一次试验之后,他们才对魏可镁刮目相看。 那是非贵重金属合成含氧化合物的制造方法的研究实验,魏可镁觉得研究方案不够严密,他坦诚地提出不要用贵金属,只要用钴和碱金属,并分析了理由。这是一项还没有被人突破的高精尖的研究课题,大概是日本人不相信魏可镁在这个领域里能涉猎得这么深,或者是多少伤害了他们的自尊心,于是很不高兴地说:不,您就按我们的方案做吧!”
   
魏可镁只得按原方案进行实验,但实验一次又一次地失败了。主持这个实验的课长,脸上的表情由不高兴转而有些尴尬。有一天,见他情绪不坏,魏可镁很委婉地说:先生,实验可否调整一下试试?” 课长只好绷着老脸下阶梯:好吧,那你就试试吧!” 此后,从研究方案、催化剂制备、配方确定,以及测试和表征,日本人都让魏可镁独立自主地处理。实验一次又一次进行,醇的选择性一次比一次明显上升,最后达到48%。课长祝贺他说:先生,成功了!可以取得专利了!”这个研究成果后来取得了日本专利。
   
在申报专利的过程中,也闹了个插曲。日本人不仅把魏可镁的名字列在后面,而且写成是他们化学技术研究所的魏可镁。名字的先后次序可以不计较,但这种写法不能不计较啊!魏可镁找他们说理,那位课长解释说:你的成绩是在我们所里搞出来的,是我们提供的条件,所以只能这样写。魏可镁理直气半地说:我是中国人。你这样一写,别人就把我当成日本人了。我要求明确写清楚,我是中华人民共和国福州大学的魏可镁。课长没有话说,只得挂电话请示领导,请示专利局,终于不得不同意魏可镁的要求。
   
虽然出现了争执,但从此以后他们对魏可镁的态度明显改变,又是送毛毯,又是送大衣,管行政的人员特地到宿舍来察看是否有取暖器。有一次魏可镁感冒了,他们特地另外送来十几万日元,以备看病缴费。那位课长请他到家里做客,生怕他不去,说过后还再让一位叫松崎的同事来邀请,第二天,两个人一起开车接他。第二年元旦那一天,部长和课长又都分别请他吃饭。
   
魏可镁的访问时间是一年,到结束前的一个月,课长特地征求他的意见:是否能留下来继续工作一段时间?如果愿意,他就马上去办理延长手续。他让魏可镁考虑一下。 魏可镁不是没有考虑,更不是不会考虑。如果留下继续工作一年、二年……这里实验条件好,待遇也优厚,小车很快就会有,小别墅也很快就会有。但他想念妻子和女儿,而更重要的是,他有许多新催化剂的构想,他急着回去立项,建立新的研究课题。那些新构想的催化剂,都是中国的土地上极为需要的。 魏可镁决定按期回国,日本人感到很惋惜。临回国前,那位课长,还有一位主任研究官,亲自开车陪他,到离筑波城六百多公里的京都参观游览三天。登机的那一天,研究室里的三位先生亲自送到机场,依依惜别。

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瓦特 科学家的故事 2008-03-11 15:54

瓦特(17361819

瓦特(17361819)世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献,具有划时代的意义,它导致了第一次工业技术革命的兴起,极大的推进了社会生产力的发展。
(一)
  1736年,瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克,他的父亲是一个经验丰富的木匠,祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特,由于家境贫苦和体弱多病,没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校,数学成绩特别优秀,但没有毕业就退学了。但是,他在父母的教导下,一直坚持自学,很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学,到十五岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。1753年,瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活,第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学,他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康,一年后,他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸,也使他练就了精湛的手艺,培养了他坚韧的个性。
  1756年,当他的身体稍有好转,瓦特再次踏上了坎坷的道路来到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人,但是因为他的手艺没有满师,当时的行会不允许。幸运的是,瓦特的才能引起了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下,瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备,这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术,开阔了眼界。这时,他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣,开始收集有关资料,还为此学会了意大利文和德文。在大学里,他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那里学到了很多科学理论知识。1764年,瓦特与表妹玛格丽特·米勒结了婚。
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  1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。以后,瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。
  在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前怯步,继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时,他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。
  从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制出了第一台样机。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。
  由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想,销路并不广。当瓦特继续进行探索时,罗巴克本人已濒于破产,他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿,以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁,是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏,并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动,他是当时伯明翰地区著名的科学社团圆月学社的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍,瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间,由于与化学家普列斯特列等交往,瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解,为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是,圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识,活跃了科学思想。
  瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机,由于没有显著的改进,这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大,使博尔顿也濒临破产,但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下,瓦特以百折不挠的毅力继续研究。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后,瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病,而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。1781年,瓦特仍然在参加圆月学社的活动,也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他,也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。同年,他研制出了一套被称为太阳和行星的齿轮联动装置,终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性,从而使圆周运动更加均匀,瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。1781年底,瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。
  由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮,这时的蒸汽机在把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时,多消耗了不少能量。这样,蒸汽机的效率不是很高,动力不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率,增大蒸汽机的效率,瓦特在发明齿轮联动装置之后,对汽缸本身进行了研究,他发现,他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝,使蒸汽机的热效率有了显著提高,但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动,从一端进入、另一端出来。他想,如果让蒸汽能够从两端进入和排出,就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末,他的效率就可以提高一倍。1782年,瓦特根据这一设想,试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸,并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽,这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃,纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。
  从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功,瓦特走过了二十多年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫、屡遭失败,但他仍然坚持不懈、百折不回,终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新。使蒸汽机得到了更广泛的应用,成为改造世界的动力。
  1784年,瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年,瓦特发明了离心调速器和节气阀;1790年,他又发明了汽缸示工器,至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。
(三)
  1785年,瓦特被当选为英国皇家学会会员。1814年,他被法国科学家学会接纳为外国会员。
  1790年以后,优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。181985,瓦特在希思菲尔德郡的家里去世,遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。
  瓦特生活在十八、十九世纪的英国,所以在他的身上不可避免的带有时代和阶级的局限。他曾经阻挠双筒蒸汽机和高压蒸汽机的发明和推广,还嘲笑别人用蒸汽机来驱动车辆的努力。
  总的来说,瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进。恩格斯在《自然辨证法》中这样写道:蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特个它加上了一个分离的冷凝器,这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为瓦特

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流体力学的奠基人——托里拆利 科学家的故事 2008-03-11 15:52

流体力学的奠基人——托里拆利

托里拆利(TorricelliEvangelista1608-1647)是17世纪西方的一位颇负盛名的科学家。他在正当39岁生日之际,突然病倒,与世长辞。可他在短短的一生中,取得了多方面杰出的成就,赢得了很高的声誉。
伽利略学说的捍卫者
托里拆利出生在意大利华耶查城的富裕的贵族家庭。
  他从小就受到了良好的数学教育。在十七八岁时,卓越的数学才能已初露锋芒。于是在他二十岁时,伯父将他带到罗马,受教于伽利略的学生卡斯德利。卡斯德利是当时远近闻名的数学家和水利工程师,他在数学领域内很多方面都有卓著的成就,还为水力学创立了科学的基础。卡斯德利见托里拆利年轻聪慧,十分喜爱,便指派他为自己的私人秘书,在学术上给予他指导。
  托里拆利深刻研究了伽利略的《两种新科学的对话》一书。从中获得了有关力学原理的发展的很多启发。1641年,托里拆利出版了《论重物的运动》一书,企图对伽利略的动力学定律作出新的自己的结论。卡斯德利在一次拜访伽利略时,将托里拆利的论著给伽利略看了,还热情推荐了托里拆利。伽利略看完托里拆利论著之后,表示非常欣赏他的卓越见解,便邀请他前来充当助手。1614年,托里拆利来到佛罗伦萨,会见了伽利略,此时伽利略已双目失明,终日卧在病床上。在他生命的最后三个月中,托里拆利和他的学生维维安尼担任了伽利略口述的笔记者,成了伽利略的最后的学生。
  1642年伽利略逝世后,托里拆利接替伽利略任佛罗伦萨科学院的物理学和数学教授,并被任命为宫廷首席数学家。从此他有钱可以做一些实验研究,不再像以往那样只能从事理论探索。后来,托里拆利大大充实了伽利略的《两门新科学的对话》第五、六两天的内容。
  托里拆利在佛罗伦萨生活了五年,直至去世。在这五年多的时间里,他进行了大量的科学研究,还结识了画家罗莎,古希腊文明学者达狄和水利工程师阿里盖提,并受到了上层人物们的普遍敬重。他还应邀在秕糠学会作了12次学术演讲,演讲题材广泛,其中有6次是关于物理学方面的。这些讲稿在语词方面均无瑕疵可挑,为常人所不及,是典型的意大利文学作品。他的演讲中还充满着文艺复学时代的那股斗争精神,抨击了那种尽全力维护顽固守旧势力的天主教思想,多次欢呼伽利略的成就,捍卫伽利略的学说。
纠正卡斯德利的错误
  托里拆利对发展力学所作的最重要的贡献是创立了著名的液体从容器细孔流出的理论。当时,水力学权威卡斯德利认为水流的速度跟孔到水面的距离成正比,且这一见解又得到伽利略的赞同,无人敢怀疑。托里拆利为弄清楚这一道理,认真地做了实验,进行了仔细的测量。结果发现,从器壁小孔流出的水流的速度不是跟孔到水面的距离成正比,而是跟此距离的平方根成正比。水流初速度v与桶中水面相对于孔口高度差h的关系式为v=A√hA为常数)。后人称此式为托氏的射流定律。约在他之后的一个世纪,丹尼尔·伯努利才得出v=√2gh的结果。托里拆利后来又通过实验证明了从侧壁细孔喷出来的水流的轨迹是抛物线形状。托里拆利的这些发现,为使流体力学成为力学的一个独立的分支奠定了基础。

大气压的测定
  当时学术界对空气是否有重量和真空是否可能存在的问题还认识不清,主要是受亚里士多德思想的遗留影响,认为世间万物之中除了火和空气以外均有各自的重量。并坚持自然界害怕真空的说法。伽利略对此说法表示怀疑,他说:我们不能相信亚里士多德所说的那样,仅仅认为某物是轻的,某物是重的,而应当认识到所有的物体都有其各自的重量,只不过各有重量大小不同和质地疏密之分而已。”“如果人们凭感觉和理解都还不能认识到真空的存在,那么凭感觉和理解又如何能否认真空的存在呢?伽利略曾发现,抽水机在工作时,不能把水抽到10以上的高度,他把这一现象归结为水柱受不了它本身重量之故,再找不到合理满意的解释。
  托里拆利坚决赞同伽利略的关于空气有重量和真空存在的说法。在总结前人理论和实验的基础上,托里拆利进行了大量的实验,实现了真空,验证了空气有重量的事实,否定了伽利略的关于真空力的说法。
  大约在1641年,一位著名的数学家、天文学家贝尔提曾用一根10多长的铅管做成了一个真空实验。托里拆利受到了这个实验的启发,想到用较大密度的海水、蜂蜜、水银等做实验。他选用的水银实验,取得了最成功的结果。他将一根长度为1的玻璃管灌满水银,然后用手指顶住管口,将其倒插进装有水银的水银槽里,放开手指后,可见管内部顶上的水银已下落,留出空间来了,而下面的部分则仍充满水银。为了进一步证明管中水银面上部确实是真空,托里拆利又改进了实验。他在水银槽中将其水银面以上直到缸口注满清水,然后把玻璃管缓缓地向上提起,当玻璃管管口提高到水银和水的界面以上时,管中的水银便很快地泻出来了,同时水猛然向上窜管中,直至管顶。由此可见,原先管内水银柱以上部分确实是空无所有的空间。原先的水银柱和现在的水柱都不是被什么真空力所吸引住的,而是被管外水银面上的空气重量所产生的压力托住的。   托里拆利的实验是对亚里士多德的力学的最后致命打击,于是有些人便妄图否定托里拆利的研究成果,提出玻璃管上端内充有纯净的空气,并非真空。大家各抒已见,众说纷坛,引起了一场激烈的争论。争论一直持续到帕斯卡的实验成功证实托里拆利的理论后才逐渐统一起来。
  托里拆利在实验中还发现不管玻璃管长度如何,也不管玻璃管倾斜程度如何,管内水银柱的垂直高度总是76厘米,于是他提出了可以利用水银柱高度来测量大气压,并于1644年同维维安尼合作,制成了世界上第一具水银气压计。

在数学上的贡献
  托里拆利也具有很高的数学造诣。他在数学方面最大的贡献是进一步发展了卡瓦列里的不可分原理,帮它走向后来牛顿和莱布尼兹所创立的微积分学。他在《几何学文集》中提出了许多新定理,如:由直角坐标转换为圆柱坐标的方法,计算有规则几何图形板状物体重心的定理。还成功地结合力学问题来研究几何学。例如,他研究了在水平内的一定速度抛出物体所描绘的抛物线上作切线的问题,还研究了物体所描绘的抛物线的包络线。他曾测定过抛物线弓形内的面积,抛物面内的体积以及解决了其他十分复杂的几何难题。
  托里拆利还将卡瓦列里的不可分原理以通俗易懂的方式写得颇受广大读者欢迎,对不可分原理的普及起了推动作用。

 

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童第周和叶毓芬:中国生物界的居里夫妇 科学家的故事 2008-03-11 15:51

 

童第周和叶毓芬:中国生物界的居里夫妇

童第周和叶毓芬:中国生物界的居里夫妇
 我国著名的生物学家 童第周 先生曾先后几次在山东大学任教。他在山大工作期间,在细胞遗传学研究方面取得的重要成果——“童鱼成为国际学术界用中国人名字命名的科研成果。
  童第周 (19021979)浙江宁波人,著名生物学家。1930年毕业于上海复旦大学,后在比利时布鲁塞尔大学留学,获博士学位。从1934年起,先后几次在山东大学任教。新中国成立后曾任山东大学副校长。今天,山东大学生命科学发展取得的辉煌成就,与当年童第周在山大奠定的坚实基础是分不开的。
  童第周和夫人叶毓芬1926年相识。他俩既是浙江同乡,又同在宁波读过书,从相识到相知。在童第周的鼓励和帮助下,叶毓芬勇敢地挣脱了封建婚姻的束缚,考入了上海复旦大学生物系,俩人成了先后的同学,又从相知到相恋。1930年,28岁的童第周从复旦大学毕业,得到一次出国留学的机会。去,还是不去?一对正在热恋中的青年,一时踌躇不定。叶毓芬为了童第周的前途和祖国的科学事业,毅然支持童第周出国深造。决定作出后,他们一同回到宁波,举行了简单的婚礼。一对新婚夫妇,从此劳燕分飞。
  在比利时首都布鲁塞尔大学,童第周的留学生活十分清苦。叶毓芬千方百计支持丈夫在国外攻读,使童第周十分感动。为了中华民族的荣誉,为了答谢妻子的深情厚义,童第周在生物学的天地里拼搏进击。1934年,他终于以优异成绩获得博士学位,并在科学实验方面,取得了引人注目的成绩。就在这时,有人劝童第周留在国外工作。然而,童第周怀念阔别多年的祖国,想念含辛茹苦的妻子,还有那位未曾见面的女儿。
  回国后,童第周夫妇一同到山东大学任教。不久,抗日战争爆发,山大奉命南迁。童第周带着妻子儿女在兵荒马乱中逃到四川,先后在几所大学任教。1946年,童第周在青岛山东大学任理学院动物系主任,他的夫人叶毓芬在同系任教。山大学生不满国民党反动统治的倒行逆施,于194762掀起反饥饿、反内战的示威游行和签名运动。童第周第一个在抗议书上签了名,坚决站在学生一边。在那腥风血雨的日子里,叶毓芬和丈夫形影相随。每天晚上,他们把孩子安置睡了,就和另外两个同事一起在昏暗的灯光下,悄悄剪辑被反动派封锁了的报道,然后邮寄出去,以争取全国各地的声援。
  解放后, 童第周 夫妇受到党和政府的亲切关怀。他们精神振奋,并肩战斗,在细胞遗传学的研究方面取得重大进展。童鱼的诞生,就是一个奇迹。每逢文昌鱼产卵季节,夫妇俩常不分昼夜地连续待在实验室里几十天,观察、记录、解剖、实验,积累数据,探索奥秘。童第周的大部分科研成果,都凝结着叶毓芬的心血。有人统计,夫妇俩合作的科研论文,占童第周主要论文的69%以上。他们被誉为中国生物界的居里夫妇
  离开山东大学后的童第周夫妇,在十年动乱时期,曾被一些人当作反动学术权威进行批判。他们的爱情生活又一次经受了前所未有的考验。有人强迫叶毓芬揭发检举童第周,叶毓芬横眉冷对、斩钉截铁地说:我和他一起生活了几十年,我了解他,他不是你们说的那种人!对方厉声斥责她:都什么时候了,你还要保童第周?叶毓芬从容地回答:说保就保吧,我了解他,才要保他!每当叶毓芬在批斗会上、劳动现场远远看见丈夫瘦弱的身影,她的心就像刀割一样。
  半个世纪以来, 童第周 和叶毓芬夫妇很少分开过。19761月,叶毓芬突然病逝,童第周万分悲痛,深感茫然。实验室里只剩下童第周一个人了,但他一直保存着叶毓芬使用过的桌椅和实验用具,每天都要仔细地擦拭一遍,像是等待着妻子安详地走来和自己一起做实验似的。

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冰人罗尼·汤普森 科学家的故事 2008-03-11 15:49

冰人罗尼·汤普森

当绝大多数地质学家不约而同地把目光聚集在地球南北两极地区的时候,罗尼·汤普森锁定的却是长期不受学术界重视的热带冰河领域。我们居住的地球正日趋变暖,多年致力于热带冰河研究的美国冰河地理学家罗尼·汤普森正努力赶在积雪消融之前,攀登更多的高峰,收集记录能反映地球气候变迁等的宝贵的信息冰核。
   
几年前,美国俄亥俄州立大学的冰河地理学家罗尼·汤普森站在东非乞力马扎罗山的山顶,仔细观察着他的同事递过来的一块柱形冰核。凭着近四分之一个世纪来饱经风霜的职业眼光,他一眼看出玻璃般光滑的冰核表面其实布满了小眼。这可不是空气偶尔渗进而形成的小气泡,而是冰雪融化后,雪水流淌时留下的沟槽痕迹。从这里传递出的可不是一个令人乐观的信号。
   
冰核表面的小眼证实了汤普森的推测:东非乞力马扎罗山地区的气温正迅速攀升,覆盖山顶的层层积雪有可能在15年内消融殆尽。如果真是如此,曾被欧内斯特·海明威形容为伟大,崇高,令人难以置信地洁白而在世人心中不朽的乞力马扎罗山,终将无奈地成为人们记忆中的碎片。为慎重起见,汤普森和他的同事设法把这些冰核样品带回了俄亥俄州立大学,和前些时候在环热带高山考察中获取的地质样品一道,放在他们的超低温极地冷藏柜里。
   
在这以后的 5 年时间里,汤普森从这些五花八门的地质藏品里发掘出了许多更有价值的东西。高山上的陈年冰核如同树木年轮,长年扮演着大自然的忠实记录员角色,为所在地区相当精确地记录了一份几个世纪里温度和降水量等气候变化的信息。正是得益于汤普森这种长年孜孜以求的地质解密工作,这些珍藏于大自然天然图书馆中的宝贵资料才不会在冰雪消融后丧失殆尽。
   
令人欣慰的是,汤普森已经抢救并破解出了许多地质记录。例如,1983年从采自秘鲁南部奎尔卡亚冰峰的样品中,他重建了一份近1500年来秘鲁的气候从湿润到干燥的变化过程,可作为该地区1500年来文明兴衰的自然注解。1987年他又成功解读了中国青藏高原近 4 万年的地质演变史,紧接着又于1992年成功解读了中国古老冰层近76万年的演变史。除此之外,汤普森还有力地证明了,从美洲南部的安第斯山脉到亚洲中部喜马拉雅山的环热带冰河地带,在 2 万年前的气候比现在科学家们设想的要寒冷得多。

 

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古希腊第一位科学家—泰勒斯 科学家的故事 2008-03-11 15:48

古希腊第一位科学家—泰勒斯

科学之祖泰勒斯 
   
泰勒斯(公元前625年?~公元前547年?)是古希腊第一个自然科学家和哲学家,希腊最早的哲学学派——爱奥尼亚学派的创始人。
   
爱奥尼亚包括小亚细亚(今属土耳其)西岸中部和爱琴海中部诸岛,公元前1200年到1000年间,希腊部落爱奥尼亚人迁移到此,因此而得名。在那里,商人的统治代替了氏族贵族政治。而商人所具有的强烈活动性,为思想的自由发展创造了有利条件。希腊既没有特殊的祭司阶层,也没有必须遵循的教条,这非常有助于科学和哲学与宗教分离开来。
   
米利都是地中海东岸小亚细亚地区的希腊城邦,位于门德雷斯河口,地居东西方往来的交通要冲,是手工业、航海业和文化的中心。它比希腊其他地区更容易吸收巴比伦、埃及等东方古国累积下来的经验和文化。
  泰勒斯生于米利都,他的家庭属于奴隶主贵族阶级,所以他从小就受到了良好的教育。泰勒斯是古希腊的著名哲学家,天文学家,数学家和科学家。他招收学生,建立了学园,创立了米利都学派。他不仅是当时自发唯物主义的代表,同时也是较早的科学启蒙者。
   
他生活的那个时代,整个社会还处于愚昧落后的状态,人们对许多自然现象是理解不了的。但是,泰勒斯却总想着探讨自然中的真理。因为他懂得天文和数学,又是人类历史上比较早的科学家,所以,人们称他为科学之祖
  泰勒斯早年是一个的商人,曾到过不少东方国家,学习了古巴比仑观测日食月食和测算海上船只距离等知识,了解到腓尼基人英赫·希敦斯基探讨万物组成的原始思想,知道了埃及土地丈量的方法和规则等。他还到美索不达米亚平原,在那里学习了数学和天文学知识。以后,他从事政治和工程活动,并研究数学和天文学,晚年转向哲学,他几乎涉猎了当时人类的全部思想和活动领域,获得崇高的声誉,被尊为希腊七贤之首,实际上七贤之中,只有他够得上是一个渊博的学者,其余的都是政治家。
观测日食
  在天文学方面,泰勒斯作了很多研究,他对太阳的直径进行了测量和计算,结果他宣布太阳的直径约为日道的七百二十分之一。这个数字与现在所测得的太阳直径相差很小。他在计算后得知,按照小熊星航行比按大熊星航行要准确得多,他把这一发现告诉了那些航海的人。通过对日月星辰的观察和研究,他确定了三百六十五天为一年,在当时没有任何天文观察设备的情况下,作出这样的发现是很了不起的。
  在天文学领域,他更为人们所津津乐道的就是正确的解释了日食的原因,并曾预测了一次日食,制止了一场战争。
   
当时,米底王国与两河流域下游的迦勒底人联合攻占了亚述的首都尼尼微,亚述的领土被两国瓜分了。米底占有了今伊朗的大部分,准备继续向西扩张,但受到吕底亚王国的顽强抵抗。两国在哈吕斯河一带展开激烈的战斗,接连五年也没有决出胜负。
   
战争给平民百姓带来了灾难,平民百姓们流离失所。泰勒斯预先推测出某天有日食,便扬言上天反对人世的战争,某日必以日食作警告。当时,没有人相信他。后来果然不出所料,在公元前585528日,当两国的将士们短兵相接时,天突然黑了下来,白昼顿时变成黑夜,交战的双方惊恐万分,于是马上停战和好,后来两国还互通婚姻。
   
这次战争的结束,当然还有政治、经济等方面的原因,日食只是起到一个药引的作用。不过人们更为关心的是另一个重要的问题,泰勒斯是怎样预知日食的呢?
   
后人做过种种推测和考证,一般认为是应用了迦勒底人发现的沙罗周期。一个沙罗周期等于223个朔望月,即6585.321124日或18年零11(若其间有5年闰年则是18年零10)。日月运行是有周期性的,日月食也有周期。日食一定发生在朔日,假如某个朔日有日食,1811日之后也是朔日,而日月又大致回到原来的位置上,因此很有可能发生类似的现象。
   
不过一个周期之后,日月位置只是近似相同,所以能看见日食的地点和日食的景象都可能有所变化甚至根本不发生日食。泰勒斯大概知道公元前603518日有过日食,所以侥幸猜对。当然关于这件事,还有一些别的说法,没有统一的定论。
测量金字塔的高度
  泰勒斯在数学方面划时代的贡献是引入了命题证明的思想。它标志着人们对客观事物的认识从经验上升到理论,这在数学史上是一次不寻常的飞跃。在数学中引入逻辑证明,它的重要意义在于:保证了命题的正确性;揭示各定理之间的内在联系,使数学构成一个严密的体系,为进一步发展打下基础;使数学命题具有充分的说服力,令人深信不疑。
  证明命题是希腊几何学的基本精神,而泰勒斯就是希腊几何学的先驱。他把埃及的地面几何演变成平面几何学,并发现了许多几何学的基本定理,如直径平分圆周等腰三角形底角相等两直线相交,其对顶角相等对半圆的圆周角是直角相似三角形对应边成比例等,并将几何学知识应用到实践当中去。
  据说,埃及的大金字塔修成一千多年后,还没有人能够准确的测出它的高度。有不少人作过很多努力,但都没有成功。
   
一年春天,泰勒斯来到埃及,人们想试探一下他的能力,就问他是否能解决这个难题。泰勒斯很有把握的说可以,但有一个条件——法老必须在场。第二天,法老如约而至,金字塔周围也聚集了不少围观的老百姓。泰勒斯来到金字塔前,阳光把他的影子投在地面上。每过一会儿,他就让别人测量他影子的长度,当测量值与他的身高完全吻合时,他立刻在大金字塔在地面的投影处作一记号,然后在丈量金字塔底到投影尖顶的距离。这样,他就报出了金字塔确切的高度。在法老的请求下,他向大家讲解了如何从影长等于身长推到塔影等于塔高的原理。也就是今天所说的相似三角形定理。
水生万物,万物有灵
  泰勒斯的哲学观点用一句话来总结就是水生万物,万物复归于水,他认为世界本原是水。古希腊七贤每人都有一句特别有名的格言,而他的格言就是:水是最好的
   
泰勒斯向埃及人学习观察洪水,很有心得。他仔细阅读了尼罗河每年涨退的记录,还亲自查看水退后的现象。他发现每次洪水退后,不但留下肥沃的淤泥,还在淤泥里留下无数微小的胚芽和幼虫。他把这一现象与埃及人原有的关于神造宇宙的神话结合起来,便得出万物由水生成的结论。
   
对泰勒斯来说,水是世界初始的基本原素。埃及的祭司宣称大地是从海底升上来的,泰勒斯则认为地球就漂在水上。
  泰勒斯还有一个很重要的观点就是万物有灵。根据这一学说,连石头也是有灵魂的生物。泰勒斯向他哲学上的对立面毕达哥拉斯反复强调说:整个宇宙都是有生命的,而又正是灵魂才使一切生机盎然。这一说法在当时非常流行。
   
泰勒斯曾用磁石和琥珀做实验,发现这两种物体对其他物体有吸引力,便认为它们内部有生命力,只是这生命是肉眼看不见的。由此,泰勒斯得出结论:任何一块石头,看上去冰冷坚硬、毫无生气,却也有灵魂蕴涵其中。直到公元前300年,斯多葛派哲学家还用泰勒斯的实验来证实世间万物因有生命而相互吸引。
传说与轶事
  1.泰勒斯是一个成功的商人,商旅生活使他了解到各地的人情风俗,开阔了眼界。
   
他用骡子运过盐,某次,一头骡子滑到在溪中,盐被溶解掉了一部分,负担减轻了不少,于是这头骡子每过溪水就打一个滚。泰勒斯为了改变这头牲畜的恶习,让它改驮海绵,吸水之后,重量倍增,这头骡子再也不敢偷懒了。
   
关于经商还有另一则故事,泰勒斯利用各方面的知识,预见橄榄必然获得大丰收,于是就垄断了这一地区的榨油机,事情果然按照他预料的方向发展,他按自定的价格出租榨油机,获得巨额财富。
   
不过他这样做并不是想成为富翁,而是想回答有些人对他的讥讽:如果你足够聪明的话,为什么不去发财呢?他用事实证明,研究天文学比发财致富更困难。
  2.据记载,有一次,泰勒斯仰观天象,一不小心跌进井里,他的女仆把他拉出来后说:您只顾仰望天空,怎么能看到脚下的土地?泰勒斯听到了这样富有哲理的话,大为惊叹。
  3.泰勒斯言谈幽默并非常有哲理。他对于怎样才能过着有哲理和正直的生活?的回答是:不要做你讨厌别人做的事情。这和中国的己所不欲,勿施于人”(《论语》)有异曲同工之妙。
有人问:你见过最奇怪的事情是什么?他的回答是:长寿的暴君。
   
又一个问题:你做出一项天文学的发现,想得到些什么?回答是:当你告诉别人时,不说它是你的发现,而说是我的发现,这就是对我的最高奖赏。
  4.普卢塔克记载,梭伦曾到米利都去探望泰勒斯,问他为什么一直不结婚?泰勒斯当时没有回答。几天之后,一个陌生人来到梭伦面前,说他前一天去过雅典,梭伦向他打听那里的新闻。那人说:有一个青年的葬礼轰动了全城,他的父亲是一个显贵的人物,儿子死的时候不在家,因为他很早就出外游历去了。
   
梭伦听了大惊失色,连忙打 听这个青年的姓名,那人说他记不清了,不过他好象很聪明,很正直。当惊慌失色的梭伦就要猜出是他的儿子出了事时,泰勒斯笑着劝他说,这就是我不肯娶妻生子的原因啊!这种事,连你这么坚强的人都受不了。不过,这消息是虚构的,不必太介意。

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钱学森回国前的故事 科学家的故事 2008-03-11 15:46

钱学森回国前的故事

1949年当第一面五星红旗在天安门广场上徐徐升起时,当时任加利福尼亚工学院超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心负责人的钱学森深为祖国的新生而高兴。他打算回国,用自己的专长为新中国服务。但那时候在美国的中国科学家归国不易,而钱学森的专长又直接与国防有关,所以他历尽艰辛才终于回到祖国怀抱。他这一曲折的斗争过程,表现了钱学森那时对祖国的挚爱之情,是非常感人的。
    1950
9 月中旬,钱学森辞去了加利福尼亚工学院超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心负责人的职务,办理了回国手续。他买好了从加拿大飞往香港的飞机票,把行李也交给了搬运公司装运。
   
然而,就在他打算离开洛杉矶的前两天,忽然收到美国移民及归化局的通知——不准回国!移民局威胁道,如果私自离境,抓住了就要罚款,甚至要坐牢!
又过了几天, 钱学森 被抓进了美国移民及归化局看守所,罪名参加过主张以武力推翻美国政府的政党
   
钱学森交给搬运公司的行李遭到美国海关及联邦调查局的检查,据说从中查出电报密码、武器图纸之类。移民及归化局要审讯钱学森,说钱学森是美国共产党员。后来又说钱学森在美国念书时认识的几个美国同学之中,有几个是美国共产党员。移民及归化局扬言钱学森违反美国移民法,要把钱学森驱逐出境。这话说出口没多久,又连忙改口。因为要把钱学森驱逐出境,这正是钱学森求之不得的! 在看守所,钱学森像罪犯似的,被监禁着。钱学森曾回忆道:我被拘禁的15天内,体重就下降了30。在拘留所里,每天晚上,特务要隔一小时就进来把你喊醒一次,使你得不到休息,精神上陷于极度紧张的状态。
   
移民及归化局迫害钱学森引起了美国科学界的公愤。不少美国友好人士出面营救钱学森,为他找辩护律师。他们募集了 15000 元美金作为保金,才算把钱学森从看守所里保释出来。
    1955
6 月,钱学森写信给当时的全国人大常委会副委员长陈叔通同志,请求党和政府帮助他早日回到祖国的怀抱。周总理得知后非常重视此事,并指示有关人员在适当时机办理此事。经过努力,19551018,钱学森一家人终于回到阔别20年的祖国。不久,他便被任命为中国科学院力学研究所所长。

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经典物理学大师——牛顿 科学家的故事 2008-03-11 15:44

经典物理学大师——牛顿

人们普遍认为,牛顿是大科学家,是近代科学的象征。他生前就成为科学界的主宰,几乎被当作偶像崇拜。他作为英国皇家学会连任24年的终身会长,法国科学院至尊的外国院士,还兼任英国造币局局长和国会议员,并前所未有地被封为贵族,获得爵士称号。他死后作为自然科学家又第一个获得国葬,长眠于威斯敏特教堂,还是历代帝王和第一流名人的墓地。
  牛顿死后的声望有增无减。他不仅以不朽的著作《自然哲学的数学原理》、《光学》等流传于世,而且由于后继大师们的发展,他的思想观念长期统率着科学战线上的士卒。他在物理、数学研究上的主要成果,至今仍是各国大中学生必修的功课。
不是天生的神童
  少年时代的牛顿不像高斯、维纳那样,从小就显露出引人注目的科学天才;也不像莫扎特那样表现了令人惊叹的艺术禀赋。他跟普通人一样,轻松愉快地度过了中学时代。如果说牛顿和别的孩子有什么不同的话,那就是他的动手能力相当强。他每做一件东西,总是一声不吭地埋头苦干。如果做得不合适就拆了重做,绝不马虎。他做过会活动的水车;做过能测出准确时间的水钟;还做过一种水车风车联动装置,使风车可以在无风时借助水力驱动。
  165893,一场罕见的暴风雨侵袭英格兰。狂风怒吼,牛顿家的房子直晃悠,就像要倒了似的。牛顿为大自然的威力迷住了,不禁想测验飓风的力量。他冒着狂风暴雨来到后院,一会儿逆风跑,一会儿顺风跳。为了接受更多的风力,他索性敞开斗篷向上跳跃,认准起落点,仔细量距离,看狂风把他吹出多远。
  1661年,18岁的牛顿从中学毕业后考上了剑桥大学。这是英国最古老的大学之一,是全国青年学生向往的最高学府。尽管牛顿在中学里是个优等生,可是剑桥大学集中了各地的尖子学生,他的学习成绩赶不上别人,特别是数学的差距更大。牛顿并不气馁,就像他少年时代喜欢思考问题一样,踏踏实实地学习,直到透彻地理解为止。他在大学的头两年里,除了学习算术、代数、三角以外,还认真学习了欧几里得《几何原本》,弥补了过去的不足。他又钻研笛卡儿的《几何学》,熟练地掌握了坐标法。这些数学知识,为牛顿后来的科学研究打下了坚实的基础。
科学史上的奇迹
  1665年,牛顿22岁,他从剑桥大学毕业了。在两年的乡居期间,发明了微积分,发现了白光的组成,并且开始研究引力问题。
  16661月,有一天牛顿请母亲和弟妹到自己房间里来。房间里黑洞洞的,只从窗子的一个小孔中透过一线阳光,在墙上照出一个白色的光点。牛顿让他们注意看墙上的光点。他手里拿着自制的三棱镜,放在光线入口处,使光折射到对面墙上,光点附近突然映出一条瑰丽的彩带。这条彩带同雨后晴空中出现的彩虹一样,由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色组成。牛顿和自己的亲人共同观赏了人工复现的自然景象。后来,牛顿又用第二个三棱镜把七种单色光合成白光。他用白光分解实验宣告了光谱学的诞生。
  牛顿在探索光色之谜的同时,还在探索引力之谜。
  1666年秋天的一个下午,牛顿长时间埋头工作以后有些疲倦,就到后院去散步。他信步走到苹果树下,坐在长凳上观赏田野秋色。他不由得又想起了引力之谜,思维翻腾起来。
  突然,一个苹果从树上掉了下来。熟了的苹果为什么会向下掉?地球在吸引它?对,是地球的吸引!苹果熟了向下掉,扔到空中的石头也要向下掉,都是因为地球在吸引它们。地面上的东西都要受到地球的吸引。月亮所以会绕着地球转,也是因为地球在吸引着它。想着想着,牛顿的眼里闪出奇异的光芒,他长时期来想了又想的问题,终于找到了解决的线索。
  24的牛顿发现了天地万物间都存在着引力,这种引力同距离的平方成反比,即所谓引力的平方反比定律。十多年以后,牛顿出色地证明了这个定律是完全正确的。
构成了宏伟壮丽的力学大厦
  16841月,在伦敦皇家学会的一个房间里,哈雷、胡克和瑞恩在讨论有关作用于太阳和行星之间的引力问题。这三个科学家虽然都认识到了引力同距离的平方成反比,但是由于他们数学分析能力不足,无法证明这点。他们反复研究了几个月,始终琢磨不透。
  哈雷想到了以刻苦钻研著称的牛顿。16848月,哈雷从伦敦来到剑桥大学向牛顿请教。当时,牛顿已经完成从开普勒定律到万有引力的论证。
  哈雷深刻认识到牛顿这份计算的重要性,恳请牛顿发表他的著作。牛顿被说服了,开始动手写作划时代的巨著《自然哲学的数学原理》。这部巨著从内容、结构到数学方法的选用方面都遇到极大的困难。
  牛顿以他非同寻常的才智,牺牲休息时间,放弃娱乐活动,夜以继日、如痴如狂地进行写作,终于大功告成。16864月完成第一编,第二、三编直到第二年春天才脱稿。全书于1687年仲夏出版,受到学术界的赞颂,很快销售一空。
  牛顿在《原理》这部巨著里,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把力学确立为完整、严密、系统的学科。他在概括和总结前人研究成果的基础上,通过自己的观察和实验,提出了运动三定律。这三条定律和万有引力定律共同构成了宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。这座力学大厦是近代天文学和力学发展的基地,是机械、建筑等工程技术发展的基地,也是机械唯物论统治自然科学领域的基地。

 

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李时珍——中国古代卓越的药物学家 科学家的故事 2008-03-11 15:42

李时珍——中国古代卓越的药物学家

中国医药学是一个伟大的宝库,蕴藏着许多珍贵的科学遗产。我国古代长期积累起来的药物知识,大部分载入历代的本草书籍中。由于本草学中对一些药物的来源、性质、鉴别、制法及配方的叙述,涉及广泛的化学知识,因而本草学成了中国古代及中古时代化学的一个丰富内容和源泉,是我国化学史中辉煌成就的一个侧面。对本草学做出伟大贡献的是卓越的药物学家李时珍。
   
李时珍,明正德十三年(公元1518年)生于湖北一个世医家庭。少年时代,常跟父亲和哥哥采集草药,或帮父亲抄写药方,听父亲讲解药物学知识。当时科举盛行,他14岁中了秀才。但他热爱医药事业,对八股文不感兴趣。因此,考举人三次落榜后,放弃了科举入仕的道路,一心做医生。
   
在行医当中,他发现当时的本草书收药不全,名称混乱,多有谬误。于是,下决心编写一部新的本草书。他详细研究了古代有关的本草学、医学等各类书籍,长期深入民间向广大劳动群众学习,到深山老林采集药材,开辟药园栽培药物,通过27年的埋头苦干,终于在61岁时写成举世闻名的《本草纲目》。该书不仅对我国古代本草学作了一次历史性总结,也将以前的化学知识予以系统化,并使之达到一个新的认识水平。该书载药1 892种,其中无机物达266种,而且药物的分类更详细,对一些较为混乱的物质命名加以更正。如指出炼丹家所说的合金是黄铜。还对蒸馏、蒸发、升华、重结晶、沉淀、灼烧等技术作了详细的记述。对金属和合金也作了区别。例如,他把铜和它的合金区分为赤铜、白铜(铜镍合金)、青铜(铜锡合金)、黄铜(铜锌合金)等。书中描述了如何用比色法鉴别金的成色。书中除整理已知的无机知识外,还增加一些较为复杂的制取方法,如轻粉(HgCl2)制取,主要反应可表示为:
    6Hg+4KAl(SO4)2+12NaCl+3O2==2K2SO4+6Na2SO4+2Al2O3+6HgCl2
   
书中还详细介绍制取轻粉所用的原料及用量、反应的时间、产生的现象等,显然是李时珍自己反复实验、观察得出的新见解,就是以现代化学来看,这些反应也是相当复杂的。
   
李时珍在研究工作中,虽博览群书,但并没有成为书本的奴隶,而是注重实践,对前人见解持冷静批判态度。如他研究古代炼丹术著作,吸取其中关于药物性质及制法的有价值的部分,又以唯物主义的态度,猛烈抨击妄图通过服用炼丹药求得长生不老的邪说谬论,捍卫了本草学的科学传统。
   
《本草纲目》问世后,很快在中国流传起来,对后世的影响很大,已经被全部或部分译成日文、英文、德文、法文、拉丁文、俄文等多种文字,在世界上广泛流传,至今仍是一部有重大学术价值的古代科学文献。李时珍是世界公认的杰出的自然科学家。明万历二十一年(公元前1593年),76岁的李时珍逝世了。

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莫瓦桑发明人造金刚石的故事 科学家的故事 2008-03-11 15:41

莫瓦桑发明人造金刚石的故事

  金刚石作为一种稀有的贵重物品,自古以来就是财富的重要象征。
   
在大自然中,金刚石以极少的矿藏量深埋在地底下。偏偏是这种少得出奇的金刚石具有世界万物中独一无二的特性:它是自然界中最硬的一种矿石。金刚石的这一特性,使它具有广泛的社会用途:有人将它镶嵌在金光闪闪的戒指、耳环等首饰中,以象征坚贞不渝的爱情;有人把它制成锋利无比的金刚钻,用来切割钢铁、玻璃等等。
   
可是,储量如此稀缺的金刚石,远远满足不了社会对它的巨大需求。渴望拥有金刚石的人往往会天真地想,要是有一天金刚石能成为大量存在的物品,那该多好!
    1893
年,法国科学院宣布了一条振奋人心的消息:法国化学家莫瓦桑尷地研制出了人造金刚石!
   
片刻间,这一爆炸性的特大喜讯传遍全法国,传遍全世界。人们轰动了,法国轰动了,世界轰动了!莫瓦桑一下成为新闻媒介的焦点,成为人们心目中巨额财富的生产者,在法国,甚至有人称他为世界富翁
   
早在发明人造金刚石之前,莫瓦桑已经是法国一位颇负盛名的化学家了。1886年,莫瓦桑首先制取了单质氟。6年后。他又发明了高温电炉。不过,莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉绊住前进的步伐,在科学的道路上,他仍旧一如既往地孜孜进取。
有一次,莫瓦桑准备进行一项化学实验,需要用一种镶有金刚石的特殊器具。这种器具非常昂贵,因此实验室里的助手们倍加爱护。
   
早上,莫瓦桑来到实验室,做好实验前的准备工作。这时,各项仪器都准备好了,讐找不到那镶有金刚石的昂贵器具。奇怪,怎么会突然不见了呢?
   
助手突然惊叫起来:啊?门好像被撬过了!莫非有小偷光顾?
   
莫瓦桑仔细一看,可不是,门锁很明显被人撬开过。进实验室前,谁也没有留意到。这么说,小偷看上那昂贵的金刚石了。
   
这桩意外使莫瓦桑萌生了一个念头:天然金刚石如此稀少而昂贵,如果能人工制造金刚石,该有多好!
   
可这谈何容易!作为化学家,莫瓦桑心里最清楚:点石成金这不过是美好的神话。要想制造金刚石首先要弄清楚金刚石的主要万分并了解它是怎样形成的。
翻阅了许多资料这后,莫瓦桑了解到,金刚石的主要万分是碳。至于它是如何形成的,在这方面研究的成果很少,只有德布雷曾提出金刚石是在高温高压下形成的。
   
紧接着莫瓦桑想到,要人工制造金刚石,得有可供加工的原材料。选什么材料才合适呢?还从未有人作过这方面的尝试,看来,一切要靠自己摸索了。
   
有一回,有机化学家和矿物学家查理·弗里德尔在法国科学院作了一个关于陨石研究的报告,莫瓦桑也参加了。
   
在报告中,查理·弗里德尔说:陨石实际上是大铁块,它里面含有极先是的金刚石晶体。
   
听到这儿,莫瓦桑猛地想到:石墨矿中也常混有极微量的金刚石晶体,那么,在陨石和石墨矿的形成过程中,是否可以产生金刚石晶体呢?
   
想到这里,莫瓦桑头脑中出现了制取人造金刚石的设想。他对助手们说:金刚石的主要万分是碳。陨石里含有向量金刚石,而陨石的主要万分是铁。我们的实验计划是:把程序倒过去,把铁熔化,加进碳,使碳处在跔的高温高压状态下,看能不能生成金刚石。
   
历史上第一次人工制取金刚石的实验开始了。没有先例,没有经验,更没有别人的指点,一切都像在黑暗中探路一样。第一次失败了,认真总结经验,找出问题的症结所在,第二次再来……经过无数次的反复探索,莫瓦桑的实验室里终于爆发出一阵激动的欢呼声,大家紧紧地拥抱在一起:成功了!
   
从此,人造金刚石诞生了,并日益在社会生活中发挥它那坚不可摧的威力。

 

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