有一次,馬可尼在電學實驗室上課,裏奇教授正在向他的學生們演示一個當時轟動了物理學界的最新實驗。試驗中,裏奇教授說電磁波的速度和光速一樣快,這句話引起了正在聽課的馬可尼的注意,電磁波的這個特征激起他的一種想象。
馬可尼認為既然電磁波可以不用導線就傳到遠方,而且和光一樣快,如果我們把這種電磁波變成編排好的信號發射出去,然後在另一端用檢波器把它接收下來,不是就可以變成無線電報了嗎?這樣就可以用它來進行一種無線電通信了。
這個新奇的想法立即受到裏奇教授的重視。在裏奇教授的幫助和鼓勵下,馬可尼到處搜集資料,在家裏的小閣樓上做實驗。為使實驗早日成功,他常常廢寢忘食。
一天晚上,馬可尼把媽媽請到小閣樓上,然後開始調節自己的儀器。隻見他輕輕用手按動一下電鈕,這時樓下的客廳裏傳出一陣有節奏的鈴聲。媽媽以為有客人來了,便急忙下樓。
馬可尼拉住媽媽,笑著說:“媽媽,沒有客人來,這是我發出的無線電訊號,我的無線電發報成功啦!”
這次通訊雖然隻傳了10多米遠,可這是—個偉大的起點。媽媽獎勵給馬可尼1000裏拉,鼓勵他繼續做實驗。不久,馬可尼發明的無線電通信從室內擴大到室外,從幾十米向百米,再到幾千米。無線電通信終於在全世界發展起來了。
發明電話的貝爾
世界上第一部電話機的發明者貝爾生於英國蘇格蘭的愛丁堡,他的父親和祖父都是研究聲學的學者。他的父親甚至試圖教聾啞人說話。由於家庭環境的影響,貝爾從小就十分同情聾啞人,並且對語音產生了濃厚的興趣。
17歲時,貝爾進入愛丁堡大學學習,他選擇了語音作為自己的專業。畢業後,去聾啞學校做了一名教師。這期間,他和父親一起,致力於研究如何使聾啞人說話。這一對父子的高尚行為,得到了當地民眾的稱讚。
有一次,貝爾在做聾啞人用的“可視語言”實驗時,發現了一個有趣的現象:在電流流通和截止時,螺旋線圈會發出噪聲。
“電可以發出聲音!”貝爾興奮地脫口而去。
思維敏捷的貝爾馬上想到,如果能夠使電流強度變化模擬人在講話時的聲波變化,那麼電流不僅能像電報機那樣傳輸信號,還能輸送人發出的聲音,那麼人類就可以用電來傳聲了。
貝爾越想越激動。從此,他開始搜集資料,並進行研究試驗,終於在1875年試驗成功了。兩年後,世界上第一部電話機誕生了,貝爾也因此名揚世界。至今存放在美國的曆史博物館裏。
把牛尾巴種在地裏的盧瑟福
新西蘭泉林村是新西蘭著名科學家盧瑟福的故鄉,5歲時,盧瑟福就開始在福克斯希爾村的一所小學讀書。
有一天,年僅5歲的小盧瑟福拿著一把刀,在他家牛棚外的小草場上割柴草。突然,他發現前麵不遠的路旁有根大木頭,小盧瑟福心想要是能把這根大木頭拿回去當柴草使多好啊!
於是小盧瑟福想了一個辦法:他把一頭奶牛從牛棚趕到路旁,找來了長繩子,一頭把大木頭捆住,另一頭係在奶牛尾巴上。他折了一根樹枝做牛鞭,讓奶牛拖著大木頭往家裏走。
快到家時,由於大木頭太沉了,奶牛的尾巴給掙斷了小半截。小盧瑟福害怕極了。他悄悄回到家中取了一塊橡皮膏,貼在被拉斷的奶牛的尾巴上,然後把奶牛牽回到牛棚去。
那斷下的小半截奶牛尾巴怎麼處理呢?小盧瑟福又犯難了:扔掉吧,又舍不得;留下吧,又怕媽媽發現。於是,天真的小盧瑟福將那小半截牛尾插到了地裏,指望它能在地裏生根發芽,再長起來。
童年時代的盧瑟福不僅學習成績優秀,而且還有對發明創造的強烈渴望。他曾製造過一種可以發射“遠射程炮彈”的玩具大炮,還修理好了將要報廢的鍾,並且自製了一架照相機。
1882年,盧瑟福一家遷居到了哈維洛克村。他繼續在這裏的一所學校上學。暑假時,他回福克斯希爾看望祖母,還自己發明製作了一台馬鈴薯搗碎機,送給祖母做禮物。
盧瑟福長大後,繼續他的科學研究,開拓並創立了放射學。提出了原子自然蛻變理論,獲得了諾貝爾化學獎。
發明飛機的萊特兄弟
萊特一家住在美國俄亥俄州的奇蒙,家裏有兩個男孩,一個名叫韋伯,另一個叫奧維爾,他們就是後來被稱為飛機發明家的“萊特兄弟”。
兒童時代,萊特兄弟就特別喜歡各種機械玩具。父親給他們買的機械玩具,他們玩的有滋有味,還把它們拆開,看看玩具的內部結構。漸漸地兄弟兩個在玩的同時對當時常見玩具的結構、原理都了如指掌。附近的小夥伴有什麼玩具壞了,也總是找他們修理,他們成了小有名氣的“小工程師”。
有一次,父親給兒子買回了一個像風車的玩具,叫飛螺旋。在一根竹稈上貼著4個卡片,竿上有一個帶橡皮筋的弓子。隻要把橡皮筋繞在竹竿上,然後鬆開手,飛螺旋就會飛起來,他們對這個玩具很感興趣。
“為什麼螺旋會飛起來呢?”兄弟倆問父親。但父親也答不上來。
此後,飛螺旋的飛翔之謎便成了他們最大的疑問。他們立誌要揭開這個謎,要像飛螺旋一樣在空中飛。萊特兄弟非常渴望飛行,他們常常躺在草地上看天上翱翔展翅的雄鷹,他們羨慕鷹能在天上飛行,多麼自由!多麼神氣!
不知不覺萊特兄弟長大了。他們一邊工作一邊搜集有關書籍和資料,了解有關飛行的一切技術和曆史資料。
1900年,萊特兄弟有計劃地開始實現“飛翔藍天”的計劃。他們於1909年發明了飛機,為20世紀初航空事業的突飛猛進作出了巨大貢獻。
弗萊明由失誤發現青黴素
千百年來,人類跟細菌作著生死的鬥爭,細菌正吞噬著無數人的生命。到了20世紀,人們雖然發明了磺胺類藥物,但對於凶險的細菌感染,還是束手無策。人們盼望著發明一種高效的藥物,能夠戰勝各種細菌,讓感染細菌的病人轉危為安。
1928年9月,弗萊明開始研究葡萄球菌。當時的研究條件很落後,實驗室設在一間破屋子內,潮濕悶熱,充滿著灰塵。他在做葡萄球菌平皿培養時需要多次開啟平皿蓋,所以培養物很容易受到汙染。
一天清晨,弗萊明像往常一樣,來到實驗室。他發現昨天培養的那些葡萄球菌的器皿少了幾個。今天還想拿它來實驗呢,這些實驗對象哪兒去啦?
弗萊明的助手不好意思地告訴他:“那些葡萄球菌被雜菌感染了,已經沒法實驗,隻好放在一邊,等會兒洗器皿的時候,一定會很好處理的。”說著助手取出已經收在櫃裏的器皿,想立即把裏邊的廢液倒掉。
“且慢,”弗萊明突然靈機一動,“我正要尋找能殺滅葡萄球菌的藥物,是什麼雜菌破壞了它呢?”他仔細觀察了一下報廢的器皿,隻見葡萄球菌的培養液基上,長出了一團青色的黴菌菌花,在菌花的周圍,原先繁殖葡萄球菌的區域出現了一圈空白。弗萊明連忙把它製成玻片,放到顯微鏡下觀察。
弗萊明隻看了一眼,立刻發覺,培養基裏原來繁殖得很多的葡萄球菌,居然都已經被消滅。他估計,是那些青色的黴菌在自身繁殖過程中分泌出一種液體,而這種分泌物殺死了與人類為敵千百年的葡萄球菌。
弗萊明十分興奮,他放下了手裏的其他一切實驗,開始培養那些青色的黴菌。然後,把這些黴菌的分泌物滴進其他病菌的培養器皿中。結果與他偶然發現的現象相同,那些病菌一一被殺滅了。弗萊明終於發現了殺滅病菌最強大的武器,他把這種有無限希望的分泌物稱作“青黴素”。
弗萊明培養了這種黴菌,並在其周圍培植各種沒類型的細菌。有些細菌長得不錯,有的長到和黴菌達到一定距離時,就不再向前發展了。很明顯,青黴素對有些病菌有影響,而對另一些則沒有影響,他還在人體上進行青黴素治療,也收到了良好的效果。
弗萊明發現青黴素後,好多人勸他趕快去申請專利。有了專利權,他便可以占有巨大的財富,這也是對他不懈努力的回報。可是,弗萊明卻不這樣認為,他說:“個人和家屬的財富跟千百萬人的幸福和生命怎能相比?我隻不過在一個偶然的機遇中發現了青黴素。發現是一回事,用它造福人類又是另一回事。況且,把青黴分泌物中含量極少的有效成分提煉出來並不是我的長處,這工作需要經過許許多多人的共同努力。”
弗萊明毅然在1929年6月英國皇家《實驗病理季刊》上公開了自己的發現,並申明希望有人能繼續這項研究,製造出能造福人類的臨床應用藥用“青黴素”來。
第二次世界大戰爆發後,新的抗菌物質的發現對醫治傷員有著極為重要的意義。英國病理學家弗羅裏和德國化學家錢恩進行了分離青黴素的工作並獲得成功,即而創造生產了大量生產青黴素的新方法,於1944年正式生產,並得到了廣泛應用。
1945年,弗萊明、弗羅裏和錢恩共同榮獲了諾貝爾獎。
舍勒從研究“黑苦土”到發現氧
卡爾·舍勒,瑞典著名的化學家,為生活所迫,舍勒13歲時就去哥德堡一家大藥店當了學徒。
舍勒在向藥店主人包赫學習實際操作技術時,還精心鑽研當時最有名的化學家的著作。這樣,他很快就能夠獨立思考,甚至發現包赫先生的錯誤。
一天,包赫先生囑咐舍勒:“在取用藥品時,千萬不能讓液體的‘鹽精’跟那種特殊的‘黑苦土’藥混合,否則兩種藥都會失效。”舍勒聽到後答應了一聲,可心裏麵卻在想:“為什麼會失效呢?”
晚上,舍勒偷偷來到實驗室,想用實驗證明包赫先生說的話。可是,當他從兩個注明是“黑苦土”的器皿裏各取出一份跟“鹽精”混合時,卻發現其中一份根本沒發生變化。
舍勒研究了大半個夜晚,終於發現了包赫先生的錯誤所在:這位資深的藥劑師把石墨和另一種外貌相似的黑色礦石都叫做“黑苦土”,而“石墨”跟“鹽精”混合是不會發生變化的。
之後,舍勒把“黑苦土”和鹽酸混合在一起加熱,隻見從混合物中冒出一陣刺鼻的氣味,這種氣體略呈綠色,他便稱這種氣體為“氯氣”。這時候“黑苦土”已經變成了白色的物體。
後來人們在發現金屬錳之後,才知道“黑苦土”原來是二氧化錳,白色的物體是氯化錳。
舍勒又把“黑苦土”和更強的酸硫酸混合再加熱,結果冒出的是一種無色的氣體。這種氣體很活潑,能使火燃燒得更旺。於是舍勒把這種氣體收集在豬尿泡裏,以便日後繼續研究。
在以後的研究中,舍勒驚奇地發現:加熱硝酸鎂、碳酸銀或碳酸汞時,都會泄出同樣特點的無色氣體,而且這種氣體在空氣中也大量存在,是萬物賴以生存的“活命氣體”。得出這個結果後,舍勒正式把這種氣體命名為“氧”,並在1777年出版了一本關於氧氣的專著《論人與空氣》。
費米由石蠟帶來的諾貝爾物理學獎
1901年恩裏科·費米生於意大利。他的一生主要從事理論物理、原子及核物理學、中子物理學的研究
1934年10月,費米和同事們對某些金屬進行人工放射性試驗。他們把中子源放入銀質圓筒內,再把圓筒放在一個鉛盒裏,發現了一個奇特現象:把銀圓筒放在鉛盒的中央和一角,它的放射性的強弱是不相同的。
麵對這種奇特現象,同事們疑惑不解,有人甚至懷疑是因統計的錯誤和測量的不精確造成的。但費米不同意這種看法,他敏銳地意識到這種現象的科學價值。聽了同事們的議論,他平靜地說:“這也許是一項重要的發現,讓我們多做一些各種情況的試驗。”
經過幾天的試驗,費米和同事們又發現了新的奇特現象:把中子源放到圓筒外麵,在筒和源之間插上一塊鉛板,圓筒的放射性竟然也增強了。
這是怎麼回事呢?費米還沒找到答案。他想鉛是一種重物質,石蠟是一種輕物質,何不用石蠟來試驗一下呢?
10月22日上午,費米和同事們找來一大塊石蠟,在上麵掏個洞,把中子源放入洞內去輻照銀圓筒,然後再用蓋革計數器測量它的放射性。結果,計數器發瘋似地“喀、喀”響起來。石蠟竟把銀的人工放射性一下子提高了上百倍。
中午,費米躺在床上,上午實驗的每個細節一幕幕呈現在眼前。他思考著如何解釋石蠟奇特作用的理論。他想,石蠟含有大量的氫,氫核是質子,它的質量和中子幾乎相同,當中子源被封在石蠟塊裏時,中子到達銀原子核前,便會同石蠟中的質子相碰,碰一次便會失去一部分能量,正如一個台球在擊中另一個台球時,速度會慢下來一樣。一個中子從石蠟中出來以前,會連續同許多質子相碰而減速,從而變為慢中子。正是這種慢中子,將比快中子有更多的機會被銀原子俘獲。
費米再也躺不住了,他爬起來,快速來到實驗室,向同事們講述了自己的新想法,最後,他推測說:“如果我的想法是對的,那麼,任何含氫成分大的其他物質,比如水,也應該具有同石蠟相似的效果。”
水是不缺的,實驗室後麵花園裏有個金魚噴水池。他們說做就做,從實驗室把中子源和銀圓筒搬了出來,都放在噴水池的水下。開動計數器後,水真的把銀的人工放射性增強許多倍,費米的設想得到了實驗證實。
正是這次不尋常的實驗及以後的一係列實驗,使費米在中子轟擊方麵,尤其是熱中於轟擊方麵取得了引人注目的成績,1938年,他因此榮獲諾貝爾物理學獎。
鄧錄普由橡膠水管想到自行車輪胎
自行車剛剛誕生時,車輪上並沒有輪胎,隻有一層橡皮。這種自行車騎起來像騎馬一樣,顛簸得厲害。如果路況不佳,摔倒是常有的事。因此,當時的自行車被稱為“震骨器”。但仍被廣大年輕人所喜愛。
有一次,鄧錄普的兒子——小鄧錄普所在的學校要舉行一次自行車比賽,小鄧錄普也打算參加這次比賽。在分析了其他參賽同學的實力後,認為自己在實力上並沒有明顯的優勢。就想讓自行車的性能更好些。於是,他對自行車的輪子、踩板都做了一些改動,可這並沒有改善自行車的多少性能。比賽的日子一天天在逼近,小鄧錄普急得茶不思,飯不想。
有一天,鄧錄普送走了一位病人後,便來到花園,拿起橡膠水管一盆一盆地澆水,澆著澆著,他忽然想到:“橡膠水管有彈性,如果將這做成一個圓環,往裏麵打足氣,套在自行車車輪上,自行車一定會跑得更快。”
想到這,鄧錄普急忙測量了車輪的周長,截下一段橡膠水管。然後用膠將兩端接頭接牢,又往橡膠管裏打足氣,封上打氣孔,最後將它綁在輪子上。小鄧錄普見了,迫不及待地搶過這輛剛改進的自行車,騎了一圈。
小鄧錄普對父親的改進特別滿意,這時他的自行車騎起來既省力又舒服!鄧錄普自己也試騎了一圈。果然,效果立竿見影,就這樣小鄧錄普贏了這次比賽。而很快,附近的自行車都裝上了充氣輪胎。精明的自行車製造商也紛紛改進了工序。充氣輪胎得到了推廣。