一`科學的發展10(1 / 3)

一`科學的發展10

絕對溫標的確立者威廉·湯姆生

“我們都感到,對困難必須正視,不能回避;應當把它放在心裏,希望能夠解決它。無論如何,每個困難一定有解決的辦法,雖然我們可能一生沒有能找到。”從這句話中我們可以看出一位執著追求真理,謙虛謹慎、意誌堅強、不怕失敗、百折不撓的科學家形象。他這種終生不懈地為科學事業奮鬥的精神,永遠值得我們後人敬仰。

他就是熱力學主要奠基人之一的威廉·湯姆生,他的另一個名字叫開爾文。也許我們會感到驚奇,開爾文是個溫度單位,看到它時可能立即就會想到這個單位是紀念一位科學家開爾文,怎麼變成了威廉·湯姆生。開爾文是一個勳爵銜,因為威廉·湯姆生在對大西洋第一條電纜的安裝工程上作出了突出的貢獻,所以英國女王授予了他這個頭銜,後世一般稱威廉·湯姆生為開爾文勳爵。

威廉·湯姆生1824年生於愛爾蘭,10歲入讀格拉斯哥大學,14歲開始學習大學程度的課程。15歲時憑一篇題為《地球形狀》的文章獲得大學的金獎章。17歲時,曾賦詩言誌:“科學領路到哪裏,就在哪裏攀登不息”,可見他是一個有著極高天賦和頑強意誌的人。

湯姆生一生的研究範圍廣泛,在熱學、電磁學、流體力學、數學、工程應用等方麵都作出了極大的貢獻,尤其在熱力學的發展中,成就最突出。

在19世紀的時候,物理學界依然普遍相信熱是一種不生不滅的物質。1848年,威廉·湯姆生根據蓋-呂薩克、卡諾和克拉珀龍的理論創立了熱力學溫標,並指出:“這個溫標的特點是它完全不依賴於任何特殊的物理性質。”這就是現代科學意義上的標準溫標。

在研究了焦耳的多篇關於電流生熱的論文後,湯姆生開始改變以前的想法和焦耳進行合作研究,發現了熱力學第一定律(能量守恒定律)。

1851年湯姆生發表了題為“熱動力理論”的論文,寫出了熱力學第二定律的湯姆生表述:我們不可能從單一熱源取熱,使它完全變為有用功而不產生其它影響。近代物理雖然修正了很多古典物理理論的錯誤,但是熱力學定律仍然是正確而普遍的宏觀物理定律。他從熱力學第二定律斷言,能量耗散是普遍的趨勢。同年,威廉·湯姆生利用卡諾循環建立絕對溫標,重新設定水的熔點為2737度,沸點為3737度。為了紀念他的貢獻,絕對溫度的單位以開爾文(Kelvn,K)來命名。

1852年湯姆生與焦耳合作進一步研究氣體的內能,對焦耳氣體自由膨脹實驗作了改進,發現了焦耳-湯姆生效應。這一發現成為獲得低溫的主要方法之一,廣泛地應用到低溫技術中。

湯姆生的一生是非常成功的,他可以算作世界上最偉大的科學家中的一位。他於1907年12月17日去世時,幾乎得到了整個英國和全世界科學家的哀悼。他的遺體被安葬在威斯敏斯特教堂牛頓墓的旁邊。

條件反射理論的創始人巴甫洛夫

巴甫洛夫是一位偉大的心理學家,但至死都不讓別人這樣稱呼他。他在自己年輕時最不願意研究的領域研究了一生,而且還做出了巨大的貢獻。

巴甫洛夫1849年9月26日出生在俄國中部梁讚的一個鄉村牧師家庭,從小接受的是神學教育,後來進彼得堡大學攻讀生理學,獲得學位後不久,出國深造,受到當時最傑出的生理學家的喜愛並對其言傳身教。回國以後,巴甫洛夫進入彼得堡軍事醫學院,並將全部精力投入到消化方麵的研究上,取得了突破性的研究成果,因此獲得1904年度的諾貝爾生理學和醫學獎。

由於從小受家庭環境的影響,巴甫洛夫並不願意做一名心理學家,甚至對心理學家帶有一種仇視,嚴禁任何人在自己的實驗室裏使用心理學術語,否則“將毫不留情地擊斃他”。然而,就是這樣一個極度仇視心理學的人,卻在心理學上取得了重大發現——這也許並不是他的本意!

巴甫洛夫之所以能在心理學界成名,得益於他對條件反射的研究。要說他的研究機緣,那就必須提及他的老本行——消化研究。當時,巴甫洛夫正是對狗的消化研究,在一個偶然的機會找到了觀測狗消化係統工作的方法,從而將他推向了心理學研究領域。經過反複試驗之後,他得出了條件反射理論。後來,他的成果被行為主義學派所吸收,成為製約行為主義的最根本原則之一。

接下來,巴甫洛夫徹底把研究轉到了神經研究上,但實驗用的還是狗。在實驗中巴甫洛夫發現,狗的有些反射是暫時的和可建立的,而有的反射是不需要條件的,從而證明了大腦和高級神經活動由無條件反射、條件反射雙重反射形成的。在此基礎上,他還提出了人與動物的神經不同在於:人除對外界直接影響的反應外,還有引起人高級神經活動發生重大變化的第二信號係統——語言。這也是人類特有的思維生理基礎。

從1878~1890年,巴甫洛夫把研究的重點轉移到了血液循環中神經作用的問題。在研究過程中,他在溫血動物的心髒上發現了一種隻能控製心跳的強弱特殊的營養性神經。後來人們把這種神經就稱為“巴甫洛夫神經”。自此創立了神經營養學。