一`科學的發展11(2 / 2)

1906年,在劃時代的著作《神經係統的整合作用》中,謝靈頓劃出了大腦皮層的運動區,確定了控製身體各部分感覺和運動的區域,對現代神經生理學,尤其是腦外科和神經失調的臨床治療,有重大影響。時至今日,這本書依然是神經生理學的經典,相當於牛頓定律在物理學上的地位。

大腦內部運動皮層圖譜的劃出,進一步激發了他的研究信心和興趣。時隔不久,他又指出中樞神經係統的較高中心對較低中心有抑製作用。在1933年他出版的《大腦及其作用機製》中宣稱,思維與大腦的關係仍然缺乏基礎,並且把自己的理論引向了哲學,他也因此被稱為“神經係統的哲學家”。

此外,謝靈頓還詳細地研究了姿勢和行走的反射基礎,給中樞神經係統的整合功能作了具體生動的描繪。對《神經係統的整合作用》中所提出的概念定理進行了檢驗和提煉。提出了“抑製”和“突觸”等基本概念。“抑製”是謝靈頓最關注的問題之一,他用25年實踐所得到的論據。證明了“抑製”雖然在性質上與興奮相同,並服從同樣的規律,但它是一種不同的現象。從伸肌反射和屈肌反射中看到的肌肉收縮現象出發,進而推論“突觸”處所發生的情況,從而發現了脊髓運動神經元。

謝靈頓還是一個文學愛好者。在業餘時間,他還創作了一些麵向普通大眾的作品,如為人們廣為傳閱的巨著《人的本質》、詩集《布拉班圖斯的試金石》等等。此外,他還是一個藏書家,在他的書房,收集著不同時期各種版本的圖書。1952年,因心髒病發作,他在英國的蘇塞克斯逝世。

電子的發現者約瑟夫·約翰·湯姆生

約瑟夫·約翰·湯姆生,一譯湯姆遜,其一生徜徉在物理學的微觀領域,為物理學的發展作出了突出的貢獻。他發現的電子打破了原子不可再分的傳統物質觀,向人們宣告了原子的內部結構是可以再分的,它並不是物質的最小單元。電子的問世開辟了電子技術的新時代,敲開了通向基本粒子的物理學大門,湯姆生也因此成為了物理學史上承前啟後的偉大物理學家。

英國的曼徹斯特是約瑟夫·約翰·湯姆生的出生地。他父親是一個書商,他從自己的經曆中深刻認識到沒有知識的苦處。為了不讓兒子重蹈覆轍,他發誓要教子成才,並請了家教來指導湯姆生的學習。

兒時的湯姆生曾夢想成為工程師,後來對物理學產生了興趣。14歲時進曼徹斯特歐文學院攻讀物理學。但因父親的病逝,他失去了經濟後盾,隻能靠微薄的獎學金來維持他的學業。在如此艱苦的條件下他憑借堅強的意誌,20歲時考入了劍橋大學並主攻數學。畢業後,進入卡文迪許實驗室,在瑞利指導下進行電磁場理論的實驗研究。1884年,年僅27歲的湯姆生被任命為卡文迪許實驗室主任。

湯姆生很小的時候就聽說克魯克斯在實驗中發現金屬陰極能發出不同顏色的光,它到底是什麼呢?這一問題引起了他極大的好奇心,但也困擾了他好多年。有些科學家曾斷言它是帶負電的粒子,但苦於無法證明,終究沒有定論。後來,湯姆生想在麥克斯韋的電磁輻射理論中尋找答案,但卻一無所得。

1896年,湯姆生受到英國科學促進會的邀請,來解決這個問題。重任壓在了他肩頭,為了找到研究的突破口,他翻閱了與之相關的所有理論,結果發現法拉第在1834年總結電解定律時就已初步涉及到這個問題,這時他深受啟發,猜想這種現象很可能就是未經證實過的電子。

結果不出所料,湯姆生用一個奇妙的實驗稱出了電子的質量,同時也證明了那些各色的光就是電子。就這樣一個比原子還小的基本粒子——電子被發現了,從此基本粒子物理學的大門打開了,這在物理學史上是有劃時代意義的。他也因此榮獲1906年度的諾貝爾物理學獎,1908年又被冊封為爵士。

獲諾貝爾獎以後,湯姆生對帶正電的離了流“極隧射線”產生了興趣,並投入了大量的精力進行試驗研究。1912年,他發現氖氣的離子在實驗中表現出了不同的性質,湯姆生認定這是同位素在作怪,從而提出了普通元素也可能有同位素的觀點。後來他的學生阿斯頓證明了這一事實。

湯姆生不但是一位卓越的科學家,還是一位優秀的教師和科研事業領導人。在他的領導下,卡文迪許實驗室創建了完備的研究生培養製度,培養了良好的科研氛圍,使英國能夠於20世紀前30年在亞原子物理學領域保持領先地位。此外,他對學生言傳身教,孜孜不倦,培育出了一大批想象力與創造力極強的學生,其中有7人獲諾貝爾獎,這也使得卡文迪許實驗室成為國際物理學研究的最前沿。

1919年,64歲的湯姆生推薦他的學生盧瑟福繼任卡文迪許實驗室主任職位,但他並沒有停止科學研究。在最後的21年裏,他一直在這個實驗室堅守著自己的科學陣地。1940年8月30日,湯姆生在劍橋與世長辭,但他在科學上做出的貢獻永遠閃耀著光輝。