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第21章 推动人类文明进程的科学家、发明家(10)

历史业绩

1892年,赫兹和勒纳德发表了“论阴极射线的穿透力”的论文,伦琴渎后认为,还有不少问题没有得到解决,需要作进一步的研究。他首先使用勒纳德管重新做了赫兹和勒纳德的实验,发现当放电管的薄铝窗和涂有氰化钡的荧光屏很接近时,荥光屏上有荧光产生,从而证实了勒纳德关于阴极射线可以穿几厘米空气的结论。伦琴改用希托夫管重新做这个实验发现仍有荧光产生。

1895年11月18日晚,伦琴继续采用希托夫管做阴极射线实验。为了防止紫外线和可见光的影响,并且不使管内的可见光线漏出管外,做实验时,伦琴用黑色硬纸板把放电管严密地套起来。接上高压电流以进行实验,除了正常的现象外,他意外地发现一米以外的荧光屏上发出了闪光。他感到非常惊奇,他知道管子是用黑色硬纸板包着的,荧光不可能来自可见光线或阴极射线。更为惊奇的是,切断电源,荧火消失,这就是说荧光源是希托夫管本身。伦琴惊奇之余,备感兴奋,荧光既然不是由可见光和阴极射线产生的,那预示着可能有一种新的射线,是它在远处产生了荧光。他顾不得吃饭休息,继续重复这个实验,发现把荧光屏一步步移动,即使到了2米左右,屏上仍有荧光出现。这使他确信,这种新现象的确无法用阴极射线的性质来解释,因为勒纳德和他本人的实验都证明了阴极射线只能在空气中行进几个厘米,不可能使一二米处的荧光屏闪光。重复实验,他又发现若在荧光屏和管子之间放上几样东西,荧光依然存在,于是他把手放在其问,结果在屏上竟然看到了自己的手骨形象。一连几天,伦琴都以激动的心情独自一人在实验室工作。他妻子见他如此心神贯注,便到实验室看他干些什么,伦琴借此劝说夫人拍下了她的手骨图像,从而制出第一张x射线照片。经过反复实验研究,伦琴终于确信他发现了一种新射线。由于一时还不了解该射线的本质,故取名为x射线。

在完成了一系列的实验之后,伦琴于1895年12月28日,写出了著名的论文“论一种新的射线”,说明了产生x射线实验装置和方法,以及初步发现的x射线的性质:

阴极射线打在固体表面上会发出x射线。

x射线可使荧光物质发光。

x射线具有很强的穿透能力,几乎所有的物质对它都是透明的。

x射线在磁场中不发生偏转。

另外,x射线的发现不仅在医学领域有巨大的应用价值,而且在物理学领域内,打破了物理学已经发展到顶,物理学家无事可做的自满情绪,成为现代物理学的先声。鉴于此,1901年,当新设立的诺贝尔奖金开始颁发时,伦琴光荣地成为第一个诺贝尔物理学奖金获得者。

法国近代微生物学的奠基人巴斯德在致伦琴的贺信中所说:“科学史告诉我们,在每一项发现中,功劳和幸运独特地结合在一起,在这种情况下,许多外行人也许认为幸运是主要因素。但是,了解您的创作个性特点的人将会懂得,正是您,一位摆脱了一切成见的、把完善的实验艺术同最高的科学诚意和注意力结合起来的研究者,应当得到做出这一伟大发现的幸福。”

24.贝尔:使地球变小的发明家

生平简介

1847年3月3日,贝尔出生在英国苏格兰的爱丁堡。他的父亲和祖父都是著名的语言学家。他们在聋哑人中问工作过很长时间,对人体发声器官的构造、功能和人的听觉特点都有深入的研究。贝尔的父亲还创造出了一套借助手势、口型来表达思想感情的“哑语”,给聋哑人带来了很大的方便。贝尔生活在这样的环境中,从小就对语音的传递产生了浓厚的兴趣。这为他日后发明电话打下了良好的思想基础。

贝尔从小就喜欢拆装玩具,或者解剖一些小动物,这对他形成良好的手工操作技能起到了良好的促进作用。

贝尔十五六岁时,为一个磨坊老人改造了水车,提高了功效。贝尔改造水车的成功不仅增强了自己的信心,而且也提高了自己在同学中的威信,在同学们的支持下,他组织成立了一个“少年技术协会”。

1864年,17岁的贝尔考入了苏格兰的爱丁堡大学,这是一所著名的大学,麦克斯韦和达尔文等许多著名学者都曾在这里读过书。受祖父和父亲的影响,贝尔入校后选择了语音专业,他想尽可能多地学些语言学知识,并以此来解除聋哑人的痛苦。在爱丁堡大学,贝尔系统地分析和研究了人的语言,人的发声机理和声波振动原理之类的专门知识。贝尔把所学的理论和自己从家庭中学来的实践经验结合起来,进步很快。

1867年,贝尔从爱丁堡大学毕业。为继续深造,他又进了伦敦大学,继续攻读语音学。1870年,父亲带领全家,远涉重洋,到了加拿大。

这次迁居,对贝尔一生的事业有着极为重要的意义。到加拿大后,贝尔继续研究语音学,还在一所中学教语音课。贝尔在语音学方面的广博而精深的知识,很快就引起了专家们的重视。不久,他即受聘当了美国波士顿大学的语音学教授。后来,父子二人在波士顿开办了一所聋哑学校,一边教聋哑人克服不能说话的困难,一边研究、实验助听器。

贝尔于1876年发明了电话机,1922年8月2日逝世,终年75岁。

历史业绩

贝尔知道,要想发明电话就必须先学习电学的知识。1875年3月,贝尔专程到了华盛顿去向当时的美国大物理学家约瑟夫·亨利请教。

回到波士顿后,遵照亨利的指点,贝尔专心致志地攻读起电学来,他的业余时间几乎全部用在了电学的研究上。这时的贝尔已经26岁,但他用功刻苦,善动脑筋,所以他很快就掌握了电学和声学两门知识,为成功地发明电话准备了知识基础。

1873年,贝尔辞去波士顿大学语音学教授的职务,正式搞起实验来,但要研究电话,必须两个人合作才行。一个偶然的机会,贝尔遇到了18岁的电气技师沃森,两人一见如故。他对贝尔的理想坚信不疑,表示一定要尽全力相助。后来,沃森履行了自己的诺言,成了贝尔终生的战友。近郊公寓的一间破旧拥挤的小屋成了他们两人的卧室和实验室,经过两年多的学习、研究,进行了无法统计的实验,经历了数不清的挫折、磨难和失败,他们终于获得了成功。

1875年6月2日傍晚,他们流着汗在进行着电话实验。为了防止外面的杂音传到屋子里,他们把门关得紧紧的。沃森手拿电话机放在耳边,贝尔则在隔壁房间叫他的名字,开始,这声音非常微弱不清,但不久沃森就从电话机中听到贝尔在喊他的名字。尽管这声音极其微弱,但他们毕竟看到了希望的曙光,于是,他们又连续苦干了208天,终于制成了第一套传话器和听筒。这已是1876年的事情了,当时贝尔才29岁,沃森才21岁。两个勇敢的青年,就这样克服了重重困难,终于把电话机制造成功了。

1876年,贝尔获得了美国专利局的专利证。同年,获得了美国波士顿大学授予的理学博士学位。几个月后,贝尔和沃森在费城举行的美国建国一百周年纪念博览会上表演了电话通讯,受到了极大的关注。1878年,贝尔和沃森在波士顿和纽约之间进行了首次长途电话实验,两地相距300公里。这次实验同样获得了成功。

1878年,贝尔电话公司正式成立。在贝尔和沃森的大力宣传下,电话事业开始迅速发展起来。

贝尔的另一个重要贡献是制造了助听器,给耳聋病人带来了听到声音的可能。

人们不会忘记他发明电话的丰功伟绩。他的勤奋、他的执著、他的顽强进取精神,都是值得我们渴望成才的青少年学习的。

25.爱迪生:天才的发明家

生平简介

爱迪生1847年2月11日出生于美国俄亥俄州迈兰。他从小就对自然界充满了浓厚的兴趣,好奇心很强,遇事总爱刨根问底。有一天,他见一只老母鸡在鸡蛋上卧着一动不动,就跑去问妈妈。妈妈告诉他说:“鸡妈妈在用自己的身子给鸡蛋保温,好孵出小鸡。”当天下午,爱迪生不见了。找了很久,人们才发现他正在草堆上蹲着,学母鸡孵小鸡呢!小鸡没有孵出来,由于蹲得久了,他屁股上蹲了一屁股蛋黄。

8岁那年,爱迪生上学了。他不习惯也不喜欢当时学校那种死板的教学方法,上英文课,他会突然问老师“星星为什么不会从天上掉下来?”上数学课他问老师,天为什么会下雨?为这事老师告诉他母亲:“您这孩子扰乱秩序,昨天居然提出2+2为什么等于4的问题,严重干扰了别的孩子上课。您还是把他领回家吧,留在学校不会有多大出息。”就这样,爱迪生在学校仅仅呆了3个月,就再也没有迈进过学校大门。

爱迪生的母亲曾当过中学教师,她没有嫌弃自己的儿子,决定自己担当起了家庭教师的角色,对爱迪生进行启蒙教育。爱迪生后来回忆说:“她是我当时的最大支持者,我当时下定决心,决不辜负她的期望,一定要使她看到,她对我的信任并非错误!”他母亲给他讲罗马帝国的兴亡,英国的发展,又讲文学、物理、化学,还给他买了本《派克科学读本》。爱迪生心灵手巧,照着书本上所提出的问题,一件件地做着实验,他也一步一步地深入认识了科学。

1859年,由于家庭生活的窘迫,爱迪生仅12岁就出去做工了。他的第一个工作是在铁路上当报童兼卖糖果。虽然工作比较紧张,但这并没有埋没他对科学的兴趣。他利用空闲时间,找到一些别人不用的瓶瓶罐罐,在行李车厢的一个小角搞成一个实验室,然而不幸的事却很快发生了。一天,一瓶白磷被震翻下来,顿时火光四起,行李车厢的东西很快化为灰烬。恼怒的列车长挥起大手,重重地打了爱迪生几个耳光,就这几个耳光,爱迪生的右耳再也听不到声音了。后来,爱迪生改当巡回电报员,他并没有因为挫折和耳聋放弃做实验,相反这个职业使他走上革新电气的道路。

爱迪生一生发明极多,申请获准的专利就有1097项。1931年,当年满84岁的爱迪生与世长辞时,许多人都以减弱灯光的方式向这位伟人致敬。

历史业绩

爱迪生21岁时作出了他的第一项发明,这是一个电子投票记录器。它没能卖出去。而后爱迪生集中精刀于那些他认为容易有销路的发明上。此后不久,他发明了一种改进了的股票行情自动收录系统,他将它卖了4万美元,并用这些钱在新泽西州纽瓦克开办了一个小工厂。他在工厂里制造电报机和股票行市指示器,并且有条不紊地拿出一件又一件的新发明,其中有石(蜡)纸、“电笔”、油印机的前身和多路通报机等等。

1876年,爱迪生由纽瓦克迁到门洛帕克,建起了他那座著名的“发明工厂”。不到一年的时间,他就发明了碳粒电话话筒,大大改进了贝尔原来的器件。

此后,发明和发现如泉涌水注不断从他的大脑中涌出。1883年,爱迪生注意到一些电灯泡使用后逐渐变黑,他想这可能是由于灯丝放出某种粒子所导致的,他将一金属丝封进灯泡里靠近灯丝的地方,发现了当电灯亮时,金属丝带负电,如果将它连在正电位上,就有电流通过,但与负电位相连时就不出现电流。这是爱迪生在纯科学上的第一个发现。这种现象后来命名为爱迪生效应。1904年,英国的弗莱明从爱迪生效应中得到启示,制成了二级管,从而使无线电技术得到飞跃性发展。

1877年,爱迪生在做自动电报实验时,注意到发来的信号能使电报机指针振动作响,他突然迅速地想到:人的声音说不定也可以像记录电报那样记录在某种合适的平面上,再通过转动这个平面等方法把声音重新“取”出来。由此爱迪生发明了一架“可以说话的电器”即留声机。人们用它可以记录、贮存、再现人的声音和音乐,大大丰富了人的生活。

爱迪生在1880年发明了白炽灯泡,他把碳化灯丝真空密封,从而大大延长了灯泡的发光时间。1882年纽约市建成发电厂,设计了一整套的发电系统,使他发明的灯泡付诸实际应用,今天庞大的公用电网体系就是从那时开始起步的。

白炽灯泡的发明,延长了人们的白天,为人们工作、学习和娱乐提供了方便。因童年时期就有的好奇心和寻根问底的品质,又给爱迪生带来了他第三个伟大发明。爱迪生给孩子买了一个转盘画筒,他觉得很有意思,在筒上画上许多不同动作的人物图画,让它随转盘旋转,这样就会见到这些人物在连续不断地活动了。

由此爱迪生获得启发,经过两年的苦心钻研和设计,一架最原始的电影机制成了。他使用一条当时新发明的赛璐珞胶片,拍下一系列照片,然后将它们迅速地、连续地放映到屏幕上,这样本来静止的一幅幅照片连续起来,并产生出运动的幻觉,此项发明爱迪生在1891年申请了专利。

进行科学研究同样也需要勤奋。不勤奋,人们也就不会有所发明,有所创造,有所成就。鲁迅先生曾说过:“伟大的业绩和辛勤的劳动是成正比例的,有一份劳动就有一份收获,日积月累,从少到多,奇迹就可以创造出来。”爱迪生创造了奇迹,而这个奇迹正是以其毕生的勤奋劳动创造出来的。

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