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第4章 物理科学家的故事(4)

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

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

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

发明电池的伏特

伏特,意大利物理学家,电池的发明者。

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

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

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

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

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

为了纪念伏特,人们将电动势单位取名伏特。

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

专心致志的安培

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

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

安培工作起来专心致志,常常忘了周围的一切,因此还发生了很多趣事。

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

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

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

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

为了纪念安培在电磁学上的杰出贡献,电流的单位被命名为“安培”。

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

伟大的物理学家欧姆

欧姆是德国物理学家,欧姆定律的发现者。

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

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

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

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

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

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

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

后来,一些科学家开始注意欧姆定律。德国科学家波根多在试验中重复了欧姆的研究过程,得出了和欧姆相同的结果,波根多再次重复了试验,结果仍相同。这使波根多相信欧姆发现的定律是正确的。他发表文章肯定了欧姆的研究成果。随后,俄国、英国、美国的一些著名科学家都相继重复了欧姆的实验,都证明了欧姆研究成果的正确性。真正“驱散乌云和尘埃的”“风暴”来自英国。欧姆发表第一篇论文后的第16年,英国伦敦皇家学会为了表彰欧姆的杰出贡献,授予他科普利金质奖章,这是当时科学界的最高荣誉,从此,欧姆定律开始被人们接受。

62岁时,欧姆终于实现了自己年轻时的抱负,担任慕尼黑大学教授,并亲自在慕尼黑大学讲授物理学。5年后,67岁的欧姆在德国曼纳希逝世。一颗灿烂的巨星陨落了,但他的伟绩长存。他的名字被定为电阻的单位,他发现的定律被称为欧姆定律。

广阔的世界、漫长的人生,未必都充满称心如意的事情。倘若可以没有任何苦恼和忧虑,平平安安地享受太平,就是求之不得了。然而,事实往往不能如此,有时候日坐愁城,有时候一筹莫展,陷于进退维谷的绝境。尽管如此,人往往在悲叹之中,才能领略到人生的深奥;置身绝境,才可以体验到社会的真滋味。把“置身绝境”看成是“以身体验”的珍贵的机会。明白这点,则面临艰难,能勇气百倍、精力充沛。

在黑暗中徘徊时,阳光可以指引你前行的路,而在悲叹之中,才能领略人生真义。

努力奋斗的法拉第

法拉第是英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。他主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究,并在这些领域取得了一系列重大发现。

出身贫寒的法拉第,就是凭着自己对科学矢志不渝的热情,不懈努力的精神取得了巨大的成就。

迈克尔·法拉第出生在一个铁匠的家里。他父亲体弱多病,铁匠铺开不下去了,最后只好卖给别人家,自己去当帮工。为了维持生活,法拉第12岁当报童,13岁去里波先生的书店里当学徒,学装订手艺。从此,法拉第走上了承担家庭生活重担的道路。

在里波先生的书店里,到处是书。对法拉第来说,这里是智慧的源泉,知识的海洋。他像一块巨大的海绵,在知识的海洋里贪婪地吸吮着。劳动了一天以后,他在微弱的烛光下拼命地读书。书里讲的那些电的现象和化学实验,把法拉第迷住了。他渴望把书上讲的那些实验能做一遍,可是,法拉第太穷了,根本没有钱来买仪器和药品。

里波先生的书店在伦敦是很有名气的,加上法拉第手艺出众,态度和气,赢得了顾客的好感。因此,皇家学会很多会员,都乐意把自己的科技书籍送来装订。顾客中有位当斯先生很喜欢法拉第,有一次他送给法拉第4张入场券,让他去皇家学院听大化学家戴维的讲座。

那天晚上,法拉第生平第一次跨进皇家学院的大门,坐在阶梯形的讲演厅里。他的心情紧张而又焦急。那天,戴维讲的题目是发热发光物质,讲得既轻松又透彻。而且,他精神抖擞,神采奕奕,天才的光华和热力,似乎正从他的身上向外辐射。法拉第被深深地吸引住了,他飞快地记着,笔记本翻过一页又一页。

法拉第一连听了戴维的4次讲座,好像游历了美丽、庄严、圣洁的科学殿堂,那里阳光灿烂,照得他心里光明、温暖。他把4次听讲的笔记仔细整理以后,用漂亮的皮封面装订成册。他经常轻轻地翻阅,多么渴望能从事科学研究工作啊!

遗憾的是,在那个时代,命运对穷人从来不露出笑脸。但是,也有许多穷人并不屈从,他们顽强地和命运搏斗。法拉第就是其中最顽强的一个。这个铁匠的儿子,从小爱看父亲挥舞大锤,一下一下地锻打烧红的铁块。铁块变冷变硬以后,父亲把它放在炉火里重新烧红。经过千锤百炼,铁坯终于按照人的意志变成各种工具。父亲曾经自豪地对他说:铁匠面前永远没有顽铁。多少年来,父亲的话一直激励着他。

于是,他决定写信给当时的英国皇家学会会长班克斯爵士,要求在皇家学院找个工作,哪怕在实验室里洗瓶子也行。他心神不宁地等了整整一个星期,音信全无。他忍不住跑到皇家学院去打听,得到的回音只是冷冰冰的一句话:“班克斯爵士说,你的信不必回复!”

受到这个屈辱的打击,法拉第感到伤心。但他毫不气馁。他想起自己学画的经历。法拉第从小就练得一手好字。至于绘画,他是从一个名叫马克里埃的法国画家那里学来的。那位曾经给拿破仑皇帝画过像,后来横渡英吉利海峡,流亡到伦敦的画家,恰好借住在里波先生铺子的楼上,和法拉第成了邻居。画家看到法拉第学画心切,答应教他。作为交换条件,法拉第要替画家擦皮靴和收拾房间。画家心眼不坏,教得也很认真,可脾气不好,经常责骂法拉第。法拉第逆来顺受,坚持跟他学画,终于学会了投影和透视,能够逼真地、艺术地把眼前的东西画下来。从这段经历中,他体会到:只有忍辱负重,敢于向命运挑战,才能把本来不属于自己的东西追求到手。

法拉第又一次向命运挑战了。他鼓起勇气给戴维写信,并且把装订成册的戴维4次讲座的笔记一起送去。法拉第巨大的热情、超人的毅力和献身科学的精神,感动了这位大化学家。法拉第到皇家学院化学实验室当了戴维的助手。科学圣殿的大门向学徒出身的法拉第打开了!

请不要抱怨生活对你不公,因为埋怨得太多会失去追求的动力,换个角度想,或许你拥有的别人还没有;不要痛恨自己失去的太多,痛恨的时候你会失去更多……广阔的蓝天,大自然留给我们的财富足让我们用一生去享用。只要我们懂得细细品味,能够执著追求,我们就会发现生命中丰富的内涵。只有坚强的意志,不懈的努力才是打开科学大门的真正钥匙。

法拉第对科学坚韧不拔的探索精神,为人类文明进步纯朴无私的献身精神,连同他的杰出的科学贡献,永远为后人敬仰。

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