第10章 科技精英——人定胜天,他们推动人类文明的发展(3)

作者:院萍

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类型:都市·校园

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更新时间:2019-10-06 13:12

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本章字节:11936字

在伯尔尼联邦专利局的9年中,爱因斯坦接触了许多新的科学知识,这激励着他对物理学不断地进行探索。1905年,26岁的爱因斯坦在3个方面向传统物理学观念冲击,取得了3个巨大的成就:他论证了光的量子性质,得出光电效应的基本定律;证明了热分子运动,提出了测定分子大小的新方法;创立了狭义相对论。


爱因斯坦的这三个成就改变了人类对宇宙的观点。这是一场真正的革命。旧的观念不再适用,新的观念建立起来了。空间和时间统一起来了,物质和运动统一起来了,质量和能量统一起来了。今天,狭义相对论已经成为近代物理学的基础理论。


爱因斯坦逐渐为学术界所认识了。1908年,州立伯尔尼大学聘请他担任兼职编外讲师,后又任苏黎世工业大学副教授、布拉格大学教授,1912年就任苏黎世工业大学的正教授。1914年到柏林普鲁士科学院任职。


1915年爱因斯坦创立了广义相对论,它标志着物理学的重大突破和进步。虽然解释爱因斯坦“相对论”学说的书籍不下于千册,但据爱因斯坦自己说,能够真正了解他的“相对论”的,却只有十几个人。


第一次世界大战后,爱因斯坦周游世界,到过欧洲各国首都、中东、亚洲、南美洲。1922年11月,爱因斯坦在上海时,接到电报通知,由于他对光电定律和理论物理方面的卓越贡献,被授予1921年诺贝尔物理学奖金。这时相对论仍然是争论的焦点,因而授奖决议中没有提到相对论。


20年代末,欧洲一些国家发生的反犹、反相对论等事件,使他产生了沮丧情绪,但因为柏林的工作需要他,他还是决定留在德国,以一个德国公民的身份参与科研工作。1931年,在牛津大学任短期教授时,他致力于和平主义的活动。1933年希特勒执政后,德国犹太人面临着极其险恶的形势。正在美国加州理工学院讲学的爱因斯坦决定不再回德国,后前往比利时避难,并正式声明放弃德国国籍。这一次他真的是永远离开了祖国。


后来,爱因斯坦移居美国,接受普林斯顿大学的邀请,成为普林斯顿高级研究所的研究员,并取得美国国籍,因此,爱因斯坦便在这里定居,埋头致力于他的统一场理论研究。


1939年,当他知道人们发现核裂变有可能研制核武器的消息后,经同事敦促给罗斯福总统写信提请注意,促使美国开始研究原子弹的曼哈顿计划,以免让德国法西斯抢先发展出核武器。1945年,原子弹在广岛上空爆炸,爱因斯坦听到这个消息后,只说了一句“太可怕了”,以后便是长时间的沉默。


1955年4月18日,爱因斯坦在美国普林斯顿逝世。


忘了自己住在哪儿


爱因斯坦搬进了他的新住处——普林斯顿高级研究所,担任研究所主任。有一天,研究所主任办公室的电话铃响了。电话里的声音问道:


“请问,我能否和主任谈谈?”


秘书告诉他主任不在。电话里继续说:“那么,你能否告诉我,爱因斯坦博士住在哪儿?”


秘书回答说,她不能奉告,因为要尊重爱因斯坦博士的意愿,他不愿意自己的住处受到打扰。


这时,电话里的声音降到近乎耳语般地说:“请你不要告诉任何人,我就是爱因斯坦博士,我正要回家,可是忘了自己住在哪儿了。”


反正依(衣)旧


一天,爱因斯坦在纽约的街上遇见一位朋友。


“爱因斯坦先生,”这位朋友说,“你似乎有必要添置一件新大衣了。瞧你身上这件多旧呀!”


“这有什么关系?反正在纽约谁也不认识我。”爱因斯坦回答说。


几年后,他们又偶然相遇。这时爱因斯坦已是一个着名的物理学家了,还穿着那件旧大衣。他的朋友又不厌其烦地劝他换件新大衣。


“何必呢!”爱因斯坦说:“反正这儿每个人都认识我了。”


○想象比知识更重要。知识是有限的,想象却可以包围世界。


○我没有什么特别的才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢了。


○只要你有一件合理的事去做,你的生活就会显得特别美好。


○成功艰苦的劳动正确的方法少谈空话。


爱迪生——发明大王


国籍:美国


出生地:俄亥俄州米兰镇


生卒年:1847—193身份:发明家


毕业院校:只上过三个月的小学


爱迪生的一生象征着美国人由穷变富的理想,因而被美国人誉为公众英雄。


——《大不列颠百科全书》


所有的美国人都是爱迪生的受惠人!我们不仅生活上接受他的恩惠和利益,最重要的是我们继承了他的精神遗产!爱迪生教给我们一个道理:只要不懈地努力,必可达到目的。这就是他赐给我们的最宝贵的遗产!


——美国第三十一任总统胡佛


1爱迪生是举世闻名的大发明家,他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少着名的创造和真知灼见。


2爱迪生一生共有约两千项创造发明,为人类的文明和进步作出了巨大的贡献,被誉为“发明大王”。


1847年2月11日,爱迪生诞生在美国俄亥俄州的米兰市。他家祖籍荷兰,后迁北美,家境贫穷,靠父亲种田维持生活。


小时候的爱迪生并不聪明,但他善于观察、思考,对任何事都喜欢刨根问底。他的那些莫名其妙的问题常把父亲问得哑口无言,无从作答。好在母亲做过教师,每次都能耐心地给他讲解。


爱迪生对于自然科学的最早兴趣是在化学方面。10岁时,爱迪生酷爱化学。他收集了二百来个瓶子,并节省每个小钱去购买化学药品装入瓶中。11岁那年,他实验了他的第一份电报。为了赚钱购买化学药品和设备,他开始了工作。12岁的时候,他获得列车上售报的工作,辗转于休伦港和密歇根州的底特律之间。他一边卖报,一边兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到图书馆看书。


1861年美国爆发了南北战争,刚满14周岁的爱迪生买了一架旧印刷机,利用火车的便利条件,办了一份小报——《先驱报》,来传递战况和沿途消息,第一期周刊就是在列车上印刷的。他一人兼任记者、编辑、排字、校对、印刷、发行的工作。小报受到欢迎,他也从紧张的工作中增长了才干、知识和经验,还挣了不少钱,得以继续进行化学试验。他用所挣得的钱在行李车上建立了一个化学实验室。但不幸的是,一次他在火车上做实验时,列车突然颠簸,使一块磷落在木板上,引起燃烧。列车员赶来扑灭了火焰,也狠狠地给了他一个耳光,打聋了他的耳朵,他被赶下了火车,那时爱迪生才15岁。


挫折并没有使爱迪生灰心,他又迷上了电报,经过反复钻研,在1868年他发明了一台自动电力记录器,这是他的第一个发明。后来他又发明了两种新型的电报机。1877年他发明了碳精电话送话器,使原有的电话声音更为清晰;此外他还发明了留声机。人们都称他为“魔术师”。


1878年9月爱迪生31岁时开始研究电灯。那时煤气灯已代替煤油灯,但火焰闪烁不定,而且在熄灭时产生有害气体;弧光灯也已发明,并在公共场所使用,但由于燃烧时发出嘶嘶声而且光亮过于耀眼,不宜用于室内。当时许多欧美科学家已在探求制造一种新的稳定的发光体。


爱迪生研究了弧光灯后宣布他能发明一种使人满意的光,但需要钱。那时他已是一个有了170项发明专利权的人,他的发明给资本家带来很大利润,因此一个财团愿意向他提供资助。经过几千次失败,1879年4月他改进了前人的棒状、管状灯,做出了一个玻璃球状物;1879年10月21日他把一个经过碳处理的棉线固定在玻璃泡内,抽出了空气、封上口、通上电流,它发光了,一种新的照明物出现了。


1880年至1882年间,爱迪生设计了电灯插座、电钮、保险丝、电流切断器、电表、挂灯,还设计了主线和支线系统,又制成了当时世界上容量最大的发电机,并在纽约建立第一座发电厂,开辟了第一个民用照明系统。后来他又同乔治·伊斯曼一起发明了电影摄影机。爱迪生的三大发明:留声机、电灯和电力系统、电影摄影机,丰富和改善了人类的文明生活。


1931年10月18日,这位伟大的发明家经过一生的勤奋工作,永远地休息了。


爱迪生的一生,光是在美国所获得的发明专利,就有1099件,加上新型专利和商标的注册,便有1500件。另外,再加上其他34个国家所获得的专利,其数目高达3000件以上!至今为止还没有人能打破他持有1099个发明专利权的记录,人们称他为发明之王。


两万次


“我们浪费了太多的时间。”在一次实验中,一位年轻的助手对爱迪生说:“我们已经试了两万次了,仍然没有找到可以做白炽灯丝的物质!”


“不!”爱迪生回答说,“要知道,我们已知有两万种不能当白炽灯丝的东西。”


这种精神使爱迪生终于找到了钨丝,发明了电灯,改变了历史。


爱迪生如何面对挑衅


爱迪生年老的时候,有一天,几个记者围着他问:“爱迪生先生,我们看到您一辈子都那么乐观、那么积极,不过您一定也遇到过最让您惋惜、挫折感特别大的事情吧,您能不能说说看?”爱迪生说:“我不记得了。”记者就和他说:“我想您在火车上做实验时,由于失误,您使一块磷落在木板上,引起燃烧。列车员赶来扑灭了火焰,也狠狠地给了您一个耳光,打聋了您的左耳,我想这件事情一定是您最痛苦、最遗憾的事情吧。”


爱迪生听完后愣在那里,然后顿了一下对他说:“记者先生,老实对你讲,自从耳聋的事情发生以来,没多久我就发现,我再也听不到别人对我的冷言冷语和闲言碎语了。”


○天才就是2%的灵感加上98%的汗水。


○如果你希望成功,当以恒心为良友,以经验为参谋,以谨慎为兄弟,以希望为哨兵。


○人生太短,要干的事太多,我要争分夺秒。


○不下决心培养思考的人,便失去了生活中的最大乐趣。


伽利略——近代科学之父


国籍:意大利


出生地:比萨城


生卒年:1564—1642


身份:科学家


毕业院校:比萨大学


伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学真正的开端!


——爱因斯坦


不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一。


——恩格斯


1伽利略是经典力学和实验物理学的先驱者。他通过亲自实验,确立了自由落体定律,发现了物体的惯性定律、合力定律、单摆振动的等时性、抛体运动规律,提出了运动的相对性原理,还对速度、加速度等运动学的基本概念作出了严格的定义,后人尊他为“近代科学之父”。


2伽利略对天文学也有重要的贡献。他第一个制造了天文望远镜并用它观测天体,并取得大量成果,被人们誉为“天空的哥伦布”。


1564年,伽利略出生于意大利的古城比萨一个没落的贵族家庭,他8岁比萨斜塔时开始上学,他的功课很好,同时他又表现出了绘画与音乐方面的才能。他的眼睛总是闪着好奇的光,脑子里面总是充满各种各样的奇思怪想。


12岁时伽利略全家迁到佛罗伦萨,他被送到一所古老的卡马多斯修道院学习。1581年17岁的伽利略按照父亲的意愿,走进了比萨大学医学系的课堂。


在大学阶段,伽利略发现学医并不是他的兴趣所在,而大量数学物理方面的着作,一直在研究欧几里德和阿基米德理论,这使得他的父亲非常愤怒,不再供给他求学的费用。于是,伽利略无奈之下,在没有取得学位的时候就离开了大学。


离开大学的最初几年,伽利略来往于佛罗伦萨和锡耶间担任私人数学教师。此间,他利用杠杆原理发明了一种“比重秤”,他的名字很快在佛罗伦萨传开了。1589年在宫廷数学家里奇的帮助下,25岁的伽利略幸运地获得比萨大学数学教授职位。终于,他可以畅游在自己的数学王国了。


在十六世纪,亚里士多德的理论学说如日中天,人人奉为经典,而里面提到的自由落体的说法是:“物体的下落速度与重力成正比”。就是说,越重的东西下落速度越快。而伽利略却对此表示怀疑,于是,年仅25岁的伽利略在比萨斜塔顶端将两个重量相差悬殊的物体同时放开,它们在众目睽睽之下始终保持速度一致地落在了地面!——这就是着名的比萨斜塔试验。然而这却没有动摇人们对亚里士多德的信仰,反而认为伽利略是异教徒,对他发起攻击,使他再也呆不下去了,于是离开了比萨大学。


1592年,通过他的朋友的帮助,帕多瓦大学正式聘用伽利略为数学和天文学教授,这里的薪水是原来的3倍不说,学术气氛也相当自由。28岁的伽利略意气风发地走向帕多瓦大学教授的讲坛。据说每逢他讲课,大厅里就挤得水泄不通,学校特意给他换了一个大课堂,以便能容纳更多的学生听讲。伽利略此时已逐渐认识到,测量与计算是探索物理学的金钥匙。1602年,伽利略重新开始思考斜面运动和落体问题。这一次,他发现了“加速度”的确切计算方法,他终于得出结论:从静止开始,距离随着所用时间的平方增长。伽利略自制的望远镜1609年12月1日,伽利略经过反复琢磨,造出一架可放大20倍的望远镜,他将目标转向神秘无垠的太空。他用自制的望远镜去看月亮,发现原来月亮表面并不是之前所说的光滑无损的,而是和地球一样,有山脉和平原。接着他又将望远镜指向了木星,发现了木星有四颗卫星,最后,他用望远镜去观察了太阳——这是谁都没想过的。然而他却发现,太阳的表面居然有黑点,这些黑点还会慢慢地移动、消失……这个发现击碎了天体是完美的学说。


伽利略的这些发现让他被视为异教徒,教皇和教会对他施加了非常多的压力甚至迫害,伽利略仍然不放弃自己的研究。反对势力终于将已经70多高龄的他拘捕,对他进行了无数次的审判,要求他忏悔,然而他并没有屈服,对于自己所坚持的绝不放弃,到最后,在1642年1月8日,年老体衰的伽利略被迫害致死。巧合的是,就在这一年,牛顿诞生了。后来牛顿发现了运动三大定律。其中第一和第二定律就是以伽利略动力学实验的结果作为基础。


打破沙锅问到底


伽利略17岁那年,考进了比萨大学医科专业。他喜欢提问题,不问个水落石出决不罢休。


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