㈠ 科學家的發明小故事100字
一次,愛迪生一人在靜靜的實驗室里研究改進在紙帶上列印符號的電報機。這時,電報機內的一種單調的聲音吸引了他。在試圖排除這種聲音時,愛迪生出乎意料地發現,這是紙帶在小軸的壓力下發出的聲音。在改變小軸的壓力時,聲調的高度也隨之變化。這就使他產生了一個念頭:藉助運動載體上深度不同的溝道來記錄和回收聲音。
無獨有偶,愛迪生在另一次試驗電話的時候,發現傳話筒里的膜板,隨話聲而震動。他找了一根針,豎立在膜板上,用手輕輕按著上端,然後對膜板講話。實驗證明,聲音愈高,顫動愈快;聲音低,顫動就慢。這個發現,更奠定了他發明留聲機的決心。
幾天後,愛迪生就畫出了草圖,並立即和助手干起來。留聲機的主要部件,是一個金屬圓筒,圓筒邊上刻有螺旋槽紋,把它按在一根長軸上,長軸一頭裝著曲柄,搖動曲柄,圓筒就會相應地轉動。此外,還有兩根金屬小管,管的一頭裝有一塊中心有鈍頭針尖的膜板。經過無數次的改造,世界上第一台留聲機誕生了。愛迪生回憶說:「我大聲說完一句話,機器就回放我的聲音。我一生從未這樣驚奇過。」
愛迪生在發明留聲機之初,就一改再改。十年過後,他又從架子上的塵埃中把留聲機取下來,要繼續改進它,他僅在留聲機上的發明專利權就超過了一百項。他是耳聾之人,能發明這樣一個發聲的機器已是令人驚異了。當我們看到今天的留聲機時,不要忘記這上頭滲透著愛迪生無數辛勤勞動的心血。實質上,在一個多世紀以來,留聲機所掀起的文明和發明巨浪影響是非常深遠的,電唱機、磁帶錄音機、磁帶錄像機、激光聲像機……相繼問世,追溯其源頭,不都是來自愛迪生的偉大發明嗎?
㈡ 科學發明小故事20字
1、從令人討厭的蒼蠅身上,仿製成功一種十分奇特的小型氣體分析儀。已經被安裝在宇宙飛船的座艙里,用來檢測艙內氣體的成分。
2、水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義。
3、根據蝙蝠超聲定位器的原理,人們還仿製了盲人用的「探路儀」。這種探路儀內裝一個超聲波發射器,盲人帶著它可以發現電桿、台階、橋上的人等。如今,有類似作用的「超聲眼鏡」也已製成。
4、貝用它的蛋白質生成的膠體非常牢固,這樣一種膠體可應用在從外科手術的縫合到補船等一切事情上。
5、T-I式射手狙擊槍的靈感來於一種在熱帶雨林里的蟲子,這種蟲子一遇到敵人,就會發射一種很厲害的酸性物質,就連一些大型昆蟲都不是它的對手。而且它的「沖鋒槍」射速很快,大概每秒五百發,那該有多厲害啊!
6、螞蟻腿部的肌肉十分發達,我們可以把它形象地比作一台高效的微型肌肉發動機,它是由十幾億台小肌動機的零部件組成。因此螞蟻可以擁有如此強大而又驚人的力量。
不如設計一款新型的搬重物的機器人吧!這款機器人表面與普通機器人一樣,可是它的腿內部卻別有洞天!那裡結構超復雜,因此能搬起螞蟻能搬的重量的幾千倍甚至是上萬倍。
㈢ 愛迪生發明電燈的故事30個字左右
愛迪生1879年10月21日發明了電燈。
愛迪生發明電燈:
英國的科學家戴維和法拉第發明了電弧燈,這種電燈用炭棒作燈絲,它雖然能發出亮光,但是光線刺眼,耗電量大,很不實用,因此愛迪生就暗下決心:「一定要發明一種燈光柔和的電燈,讓千家萬戶都用得上。」
他開始著手於燈絲的材料:從傳統的炭條到金屬釕、鉻、白金等,就這樣,愛迪生試驗了1600多種材料,但愛迪生面對試驗的一次次失敗卻沒有退卻,他堅信:失敗乃成功之母。
1879年10月,在一次偶然的機會下,愛迪生嘗試用炭化棉線裝進燈泡,接通電源後燈泡發出金黃色的光輝,把整個實驗室照得通亮,經過13個月的艱苦奮斗,試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終於有了突破性的進展。
這盞電燈足足亮了45小時,燈絲才被燒斷。這是人類第一盞有實用價值的電燈,後來1879年10月21這一天被人們定為電燈發明日,標志著可使用電燈的誕生。
但愛迪生沒有滿足,他要讓燈泡的壽命延長後來他嘗試用炭化後的竹絲作燈絲,試驗結果表明,用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200小時。於是電燈開始批量生產,此後,電燈開始進入尋常百姓家。
托馬斯·阿爾瓦·愛迪生,出生於美國俄亥俄州米蘭鎮,逝世於美國新澤西州西奧蘭治。
愛迪生是人類歷史上第一個利用大量生產原則和電氣工程研究的實驗室來進行從事發明專利而對世界產生深遠影響的人,他發明的留聲機、電影攝影機、電燈對世界有極大影響,他一生的發明共有兩千多項,擁有專利一千多項。
㈣ 科學家搞發明創造的小故事80字數
魯班一生的發明創造很多。在《事物紺珠》、《物原》、《古史考》等不少古籍都有所記載。木工使用的不少工具器械都是他發明的。象木工使用的曲尺(也叫矩),是魯班創造的,所以又名魯班尺。又如墨斗、刨子、鑽子,以及鑿子、鏟子等工具,傳說也都是魯班發明的。
㈤ 科學家發明的小故事50字
1、愛迪生
在愛迪生小的時候,他經常到鄰居繆爾·溫切斯特的家的碾坊玩。一天,他在溫切斯特家的碾坊看見溫切斯特正在用一個氣球做一種飛行裝置試驗,這個試驗使愛迪生入了迷,他想,要是人的肚子里充滿了氣,一定會升上天。
幾天後,愛迪生把幾種化學原料配在一起,拿給父親的幫工邁克爾·奧茨吃,愛迪生告訴邁克爾·奧茨吃了這種東西人就會飛起來,結果奧茨吃了愛迪生配製的「飛行劑」後幾乎昏厥過去。
愛迪生因此受到了父親的鞭打和小朋友父母們的警惕,勸告自己的孩子不要與愛迪生玩並遠離他。
2、富爾頓
富爾頓從小讀書很少,父母沒有錢供他去學堂學習,他後來取得的成就,全憑個人的奮斗。小富爾頓從小就愛幻想,譬如,當他幫助大人幹完農活之後,常常一個人坐在農家閣樓上,在帶有木格條的小窗戶中,向田野望去,看蔚藍色的天空,苦思冥想,一坐幾個鍾頭。
有一天,天氣晴朗,河水清澈。小富爾頓和鄰居大叔一起駕著小船到河的上游去找活干。他們開始悠閑地撐著篙,逆流而上。
小富爾頓到離開自己村莊的外地去,心情格外高興,情不自禁地唱著美國鄉村的民謠。河水的「嘩嘩」聲和小富爾頓的悠揚、婉轉的歌聲交織在一起,令人心醉。早晨的太陽愈升愈高了,陽光灑在水波中,像碎銀灑在綠色的緞帶上。
突然,水流湍急,小船在河中打轉,富爾頓和鄰居大叔拚命地撐篙,汗水濕透了他們的衣服,但船僅能艱難地移動。小富爾頓心裡想:撐篙太費力了,假如有一種東西能讓船自動行走,該多麼好啊!
他想像的翅膀在河中飛翔,他好像看見在河中出現了一隻自動行駛的船。他的神思又回到現實中來,對鄰居大叔說:「大叔,撐篙又費勁,又緩慢,如果有一種東西能讓船自動行走,該多麼好啊!」
鄰居大叔正用力撐著篙,聽了小富爾頓的話,情不自禁地笑了。他用手背擦擦自己臉上的汗水,笑著說:「假如有一種東西能讓船自動行走,那這樣東西是什麼呢?」
「是啊,這東西是什麼呢?」小富爾頓的臉剎那間紅了起來,他用勁地撐了一下篙,低下了頭,又陷入了沉思。
自此以後,「怎樣使船自動行走?」就成了小富爾頓苦思冥想的中心問題。致使他長大以後,努力奮斗,終於成為製造人類第一隻蒸汽機輪船——「克萊蒙脫號」的著名科學家。
3、瓦特
據說瓦特小時候有一次看到火爐上燒的水開了,蒸汽把水壺蓋頂開,瓦特把壺蓋放回去但很快又被頂開了。
瓦特就這樣不斷地把壺蓋放來放去想找出為什麼,後來瓦特意識到是蒸汽的力量,由此引發了他對蒸汽的興趣並導致了蒸汽機的發明。
4、魯班
傳說魯班為楚國的水軍發明了「鉤」和「拒」,當敵軍處於劣勢時,「鉤」能把敵軍的船鉤住,不讓它逃跑;當敵軍處於優勢時,「拒」能抵擋住敵軍的船隻,不讓它追擊。楚軍有了鉤、拒後,無往不勝,魯班也無愧為軍工專家。
一天,魯班向墨子誇耀說:「我有舟戰的鉤和拒,你的義也有鉤和拒嗎?」,墨子是主張和平、反對戰爭,鼓勵人們相敬、相愛,仁義至上的。
他於是回答:「我是用愛來鉤,用恭來拒。你用鉤鉤人,人家也會鉤你;你用拒拒人,人家會用拒拒你。你說『義』的鉤拒,難道不比『舟』的鉤拒強嗎。」,魯班無言以對。
魯班又拿出他的發明:一隻木鵲,它可以連飛三天而不落地。墨子卻說:「這木鵲還不如一個普通工匠頃刻間削出來的一個車轄,車轄一裝在車軸上,車子就可以負重五十石東西;
而你的鵲有何實際作用呢?木匠做的東西,有利於人的稱為巧,無利於人的只能叫作拙。」,魯班聽完,深知墨子的哲理。
魯班曾做雲梯助楚國攻宋,墨子前來阻攔出兵,在楚王宮中以衣帶為城,以竹片為器,與魯班相鬥,魯班的攻城器械都用盡了,墨子的守城辦法還有餘,最終魯班心服口服,而楚王也放棄攻宋。
5、貝爾
貝爾的父親是一位嗓音生理學家,並且是矯正說話、教授聾人的專家。
貝爾的祖父是個慈善家,一直都很同情聾啞的殘障者,他常把一些殘障的人聚集起來,親切地教育他們。因此聾子和啞巴,簡直視他為救世主一樣崇拜著。
在祖父過世後,他的父親繼承遺志,除了教育聾啞人,還研究說話和發音的方法,希望能對這些不幸的人有所幫助。貝爾就在這種環境下耳濡目染的長大,所以心中一直期望將來對這方面能有所建樹。
有一天,父親以溫和的口吻對貝爾說:「孩子,世界上最痛苦的莫過於瞎子、聾子和啞巴。他們和我們一樣是人,可是眼睛不能看,耳朵不能聽,嘴巴不能說話。漂亮的衣服,美麗的風景,瞎子看不到;
美妙的音樂、有趣的笑話,聾子聽不見;我們可以談笑自若,想到什麼就說什麼,但是,他們卻被剝奪了這種權利。想起來,我們真是太幸福了。
因此除了要感謝上帝以外,同時更要盡一己之力,去幫助他們,安慰他們,使他們盡量也能過著正常的生活。孩子,等你長大以後,一定要救救這些不幸的人!」
貝爾經常聽到這樣的教誨,所以,他以終生為聾啞者的幸福努力,為最大的職志。
貝爾有一顆善良的心,和靈活的頭腦,從小他就發揮了高度的愛心和敏銳的腦力。
他家附近有座水磨坊,里頭住著一對父子。平常,一些粗重的工作都由年輕人擔任。後來年輕人應徵入伍當兵,留下老人獨自磨粉來維持生活。
碰到水少的時候,水車動不了,老人沒辦法磨粉,就只好餓肚子。貝爾看了,很同情他,就約了一些小朋友去幫忙。
碰到缺水的時候,磨粉的工作實在很不輕松,一定要大家一起用力推,才能推動石磨。剛開始,大家覺得好玩,還肯用力幫忙,後來,厭倦了,便紛紛離去,只剩下貝爾一個人,自然就推不動了。
貝爾回到家裡,坐在父親的書房裡苦思:怎樣才能輕松地推動石磨呢?經過一個月的研究,他想出了一個好法子。
首先,改良臼齒,以減少摩擦力,再利用麥粒的圓形,使雙方互相挨著,這樣,臼齒的轉動就靈活多了。如此,他不僅幫了磨坊主人一個大忙,全村的人也爭相仿製,大家都覺的改良過的石磨,真是便利好用。
於是,才15歲的貝爾,成了全村人眼中的「發明神童」了。
㈥ 發明故事簡短科學家發明的小故事
早在1821年,英國的科學家戴維和法拉第就發明了一種叫電弧燈的電燈。這種電燈用炭棒作燈絲。它雖然能發出亮光,但是光線刺眼,耗電量大,壽命也不長,因此很不實用。
「電弧燈不實用,我一定要發明一種燈光柔和的電燈,讓千家萬戶都用得上。」愛迪生暗下決心。
於是,他開始試驗作為燈絲的材料:用傳統的炭條作燈絲,一通電燈絲就斷了。用釕、鉻等金屬作燈絲,通電後,亮了片刻就被燒斷。用白金絲作燈絲,效果也不理想。就這樣,愛迪生試驗了1600多種材料。一次次的試驗,一次次的失敗,很多專家都認為電燈的前途黯淡。英國一些著名專家甚至譏諷愛迪生的研究是「毫無意義的」。一些記者也報道:「愛迪生的理想已成泡影。」
面對失敗,面對有些人的冷嘲熱諷,愛迪生沒有退卻。他明白,每一次的失敗,意味著又向成功走近了一步。
一次,愛迪生的老朋友麥肯基來看望他。愛迪生望著麥肯基說話時一晃一晃的長胡須,突然眼睛一亮,說:「鬍子,先生,我要用您的鬍子。」麥肯基剪下一綹交給愛迪生。愛迪生滿懷信心地挑選了幾根粗鬍子,進行炭化處理,然後裝在燈泡里。可令人遺憾的是,試驗結果也不理想。「那就用我的頭發試試看,沒准還行。」麥肯基說。
愛迪生被老朋友的精神深深感動了,但他明白,頭發與胡須性質一樣,於是沒有採納老人的意見。愛迪生走身,准備為這位慈祥的老人送行。他下意思地幫老人拉平身上穿的棉線外套。突然,他又喊道:「棉線,為什麼不試棉線呢?」
麥肯基毫不猶豫地解開外套,撕下一片棉線織成的布,遞給愛迪生。愛迪生把棉線放在在U形密閉坩堝里,用高溫處理。愛迪生用鑷子夾住炭化棉線。准備將它裝在燈泡內。可由於炭化棉線又細又脆,加上愛迪生過於緊張,拿鑷子的手微微顫抖,因此棉線被夾斷了。最後,費了九牛二虎之力,愛迪生才把一根炭化棉線裝進了燈泡。
此時,夜幕降臨了,愛迪生的助手把燈泡里的空氣抽走,並將燈泡安在燈座上,一切工作就緒,大家靜靜地等待著結果。接通電源,燈泡發出金黃色的光輝,把整個實驗室照得通亮。13個月的艱苦奮斗,試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終於有了突破性的進展。
但這燈究竟會亮多久呢?
1小時,2小時,3小時……這盞電燈足足亮了45小時,燈絲才被燒斷。這是人類第一盞有實用價值的電燈。這一天——1879年10月21日,後來被人們定為電燈發明日。
「45小時,還是太短了,必須把它的壽命延長到幾百小時,甚至幾千小時」愛迪生沒有陶醉於成功的喜悅之中,而是給自己提出更高的要求。
一天,天氣悶熱,他順手取來桌面上的竹扇面,一邊扇著,一邊考慮著問題。「也許千篇竹絲炭化後效果更好。」愛迪生簡直是見到什麼東西都想試一試。試驗結果表明,用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200小時。
經過進一步試驗,愛迪生發現用炭化後的日本竹絲作燈絲效果最好。一於是,他開始大批量生產電燈。他把生產的第一批燈泡安裝在「佳內特號」考察船上,以便考察人員有更多的工作時間。此後,電燈開始進行尋常百姓家。
後來,人們便一直使用這種用竹絲作燈絲的燈泡。幾十年後,又對它進行了改進,即用鎢絲作燈絲,並在燈泡內充入隋性氣體氮或氬。這樣,燈泡的壽命又延長了許多。我們現在使用的這是這種燈泡。
㈦ 科學家發明的小故事5個,字數中等
阿基米德(Archimedes,約前287—212),誕生於希臘敘拉古附近的一個小村莊。他出生於貴族,與敘拉古的赫農王(King Hieron)有親戚關系,家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學家兼數學家,學識淵博,為人謙遜。阿基米德受家庭的影響,從小就對數學、天文學特別是古希臘的幾何學產生了濃厚的興趣。當他剛滿十一歲時,藉助與王室的關系,被送到埃及的亞歷山大里亞城去學習。亞歷山大位於尼羅河口,是當時文化貿易的中心之一。這里有雄偉的博物館、圖書館,而且人才薈萃,被世人譽為「智慧之都」。阿基米德在這里學習和生活了許多年,曾跟很多學者密切交往。他兼收並蓄了東方和古希臘的優秀文化遺產,在其後的科學生涯中作出了重大的貢獻。公元前二一二年,古羅馬軍隊入侵敘拉古,阿基米德被羅馬士兵殺死,終年七十五歲。阿基米德的遺體葬在西西里島,墓碑上刻著一個圓柱內切球的圖形,以紀念他在幾何學上的卓越貢獻。 阿基米德的成就
阿基米德無可爭議的是古代希臘文明所產生的最偉大的數學家及科學家,他在諸多科學領域所作出的突出貢獻,使他贏得同時代人的高度尊敬。
阿基米德求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和體積以及橢球體、拋物面體等復雜幾何體的體積。在推演這些公式的過程中,他熟練的啟用了「窮竭法」,即我們今天所說的逐步近似求極限的方法,因而被公認為微積分計算的鼻祖。他還利用此法估算出∏值在 和 之間,並得出了三次方程的解法。面對古希臘繁冗的數字表示方式,阿基米德提出了一套有重要意義的按級計演算法,並利用它解決了許多數學難題。 阿基米德在力學方面的成績最為突出,這些成就主要集中在靜力學和流體靜力學方面。他在研究機械的過程中,發現了杠桿原理,並利用這一原理設計製造了許多機械。他在研究浮體的過程中發現了浮力定律,也就是有名的阿基米德定律。
阿基米德不僅是個理論家,也是個實踐家,他一生熱衷於將其科學發現應用於實踐,從而把二者結合起來。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠桿來抬起重物,不過人們不知道它的道理。阿基米德潛心研究了這個現象並發現了杠桿原理。
赫農王對阿基米德的理論一向持半信半疑的態度。他要求阿基米德將它們變成活生生的例子以使人信服。阿基米德說:「給我一個支點,我就能移動地球。」國王說:「這恐怕實現不了,你還是來幫我拖動海岸上的那條大船吧。」這條船是赫農王為埃及國王製造的,體積大,相當重,因為不能挪動,擱淺在海岸上已經很多天了。阿基米德滿口答應下來。 阿基米德設計了一套復雜的杠桿滑輪系統安裝在船上,將繩索的一端交到赫農王手上。赫農王輕輕拉動繩索,奇跡出現了,大船緩緩地挪動起來,最終下到海里。國王驚訝之餘,十分佩服阿基米德,並派人貼出告示「今後,無論阿基米德說什麼,都要相信他。」
金冠之謎
赫農王讓金匠替他做了一頂純金的王冠,做好後,國王疑心工匠在金冠中摻了銀子,但這頂金冠確與當初交給金匠的純金一樣重,到底工匠有沒有搗鬼呢?既想檢驗真假,又不能破壞王冠,這個問題不僅難倒了國王,也使諸大臣們面面相覷。後來,國王將它交給了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法,但都失敗了。有一天,他去澡堂洗澡,他一邊坐進澡盆里,一邊看到水往外溢,同時感到身體被輕輕拖起。他突然恍然大悟,跳出澡盆,連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去,一路大聲很著「尤里卡」, 「尤里卡」(Fureka,我知道了)原來他想到,如果王冠放入水中後,排出的水量不等於同等重量的金子排出的水量,那肯定是摻了別的金屬。這就是有名的浮力定律,既浸在液體中的物體受到向上的浮力,其大小等於物體所排出液體的重量。後來,該定律就被命名為阿基米德定律。
愛國者阿基米德
在阿基米德晚年時,羅馬軍隊入侵敘拉古,阿基米德指導同胞們製造了很多攻擊和防禦的武器。當侵略軍首領馬塞勒塞率眾攻城時,他設計的投石機把敵人打得哭爹喊娘。他製造的鐵爪式起重機,能將敵船提起並倒轉,拋至大海深處。傳說他還率領敘拉古人民製作了一面大凹鏡,將陽光聚焦在靠近的敵船上,使它們焚燒起來。羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經心驚膽戰,草木皆兵,一見到有繩索或木頭從城裡扔出,他們就驚呼「阿基米德來了」,隨之抱頭鼠竄。羅馬軍隊被阻入城外達三年之久。最終,於公元前二一二年,羅馬人趁敘拉古城防務稍有鬆懈,大舉進攻闖入了城市。此時,阿基米德正在潛心研究一道深奧的數學題,一個羅馬士兵闖入,用腳踐踏他所畫的圖形,阿基米德憤怒地與之爭論,殘暴的士兵哪裡肯聽,只見他舉刀一揮,一位璀璨的科學巨星就此隕落。
回答者:南宮尋歡 - 舉人 五級 11-6 13:34
愛迪生(1847~1931)是美國著名的發明家。一生勤奮好學,善於思考,努力工作,在75歲的時候,還每天准時到實驗室簽到上班,他在幾十年間幾乎每天工作十幾個小時,晚間在書房讀3至5小時書,若用平常人一生的活動時間來計算,他的生命已經成倍的延長了。因此,愛迪生在79歲生日的那天,他驕傲地對人們說,我已經是135歲的人了。他活到84歲,一生中的發明有1100項之多,其中最大貢獻是發明留聲機和自動電報機,實驗並改進了白熾燈和電話。愛迪生20歲出頭開始研究電燈,歷時10餘年,他先後選用了竹棉、石墨、鉭……等等上千種不同物質作燈絲材料進行試驗,時常通霄達旦,有一次他和助手們竟連續工作5晝夜。1879年愛迪生用碳絲作為白熾燈絲,並點燃40小時。由於碳絲表面多孔,性脆,強度很低。不久被鎢絲代替。
1883年愛迪生發現了熱電子發射現象,也叫「愛迪生效應」,即金屬表面附近的部分電子或離子因高溫而使其無規則運動得到足夠的動能,克服表面的束縛,逸出金屬之外。愛迪生效應對於一切真空管的操作至為重要,作為發射表面的陰極常塗上一層鹼土金屬氧化物,以利電子發射,並用電流加熱以維持高溫。
1900年愛迪生發明了鐵鎳蓄電池,是一種鹼性蓄電池,電動勢約為1.3~1.4伏,壽命長,但效率不高。愛迪生一生有許多發明,可是當別人問愛迪生成功原因時,他說:有些人以為我有什麼天才,這是不正確的,「天才」是百分之一的靈感,百分之九十九的出汗。
艾薩克·牛頓
〔美〕邁克爾·H·哈特 著 蘇世軍 周宇 譯
公元1642~公元1727
茫茫蒼海夜,
萬物匿其行。
天公降牛頓,
處處皆光明。
——亞歷山大·蒲柏
艾薩克·牛頓是曾出現過的最偉大、最有影響的科學家。他於 1642年聖誕節出生在英格蘭伍爾斯索蒲村,這一年正值伽利略與世長辭。和穆罕默德一樣,牛頓也是一個遺腹子。童年時代的牛頓就顯示出巨大的力學天賦。他有一雙非常靈巧的小手。他聰明伶俐,但對功課卻總是粗心大意,在學校並未引起特別的重視。十幾歲時,母親讓他輟學,希望他能成為一位象樣的農民。幸虧他的母親被說服了,她相信了兒子的主要天賦不在於務農,而是另有所為。十八歲的牛頓進入劍橋大學後,迅速地掌握了當時的科學和數學知識,很快就開始進行獨立的研究工作。他在21到27歲期間為科學理論奠定了基礎,使隨後的世界發生了革命性的變化。
十七世紀中期是一個科學鼎盛的時期,該世紀初期望遠鏡的發明,使天文學的研究發生了徹底的革命。英國哲學家弗朗西斯·培根和法國哲學家勒內·笛卡爾都極力勸告所有歐洲的科學家,再不要依賴亞里士多德的權威,而要親自做觀察和實驗。培根和笛卡爾的倡導為偉大的伽俐略所實踐。他用新發明的望遠鏡所做的天文觀測給天文學帶來了革命,他的力學試驗建立了現在人稱的牛頓第一運動定律。
其他偉大的科學家,如發現血液循環的威廉·哈維和發現行星繞日運動定律的約翰尼斯·開普勒都為科學領域提供了新的基本知識,而且純科學成了知識分子的一種消遣,但還無法證明弗朗西斯·培根的預言:當科學被運用到技術領域時,就會使人類的全部生活方式發生革命。
雖然哥白尼和伽俐略澄清了古代科學中的一些錯誤觀念,為人類更好地了解宇宙作出了貢獻,但是還沒有一套系統的定律來把這些似乎是互不相乾的發現變成可以做科學預測的統一學說。是艾薩克·牛頓提出了這種統一的學說,從而使現代科學進入了它一直所遵循的航程。
牛頓一般不願意發表他的研究成果。早在1669年他就在他的大多數著作里對基本概念作了系統的闡述,但是他的許多學說卻在很久以後才公開發表出來。他公布的第一個發現是有關光的性質的一項突破性的貢獻。牛頓經過一系列認真的試驗,發現普通光是彩虹所有的不同色光的混合光。他還對光的反射和折射定律的結果做了認真的分析,根據這兩個定律,1668年他設計並真正製造出了第一台反射望遠鏡,如今大多數天文台都使用這類望遠鏡。牛頓29歲時把他的這些發現及其許多其他光學試驗結果呈交給英國皇家學會。
僅就光學方面的成就或許就可以使他在本書中佔有一席之地,但是他在這方面的成就比起他在數學或力學方面的成就來,那就相形見絀了。他對數學的貢獻主要是發明了積分,這一成就可能是他在二十三、四歲時做出的,這一發明是當代數學中最偉大的成就,它不僅僅是許多現今數學學說產生的種子,而且也是必不可少的重要工具,沒有這一工具現代科學在隨後就不會取得進展。如果牛頓僅僅發明了積分而別無所獲,也可以使他在本冊中排到相當高的名次。
但是牛頓最重要的發現是在力學方面,力學是研究物體運動的科學。伽俐略發明了第一運動定律,這一定律描述在沒有外力的作用下物體運動的情形。當然在現實中所有的物體都受外力作用,力學中最重要的問題是這種情況下物體怎樣運動。牛頓提出的最著名的第二運動定律,解決了這個問題,這一定律可能被理所當然地視為經典物理學中最基本的定律。他的第二定律(其數學表達式為F=ma)可表述為:物體運動的加速度(即速度變化率),與作用在該物體上的合力成正比,與物體的質量成反比。除了這兩個定律外,牛頓又提出了著名的第三運動定律(這定律可表述為,有作用力即外力就必然有反作用力,且兩者大小相等方向相反)和他的科學定律中最著名的定律——萬有引力定律。這四條定律一起構成一個統一的體系,實際上所有的宏觀力學體系都可以利用這一體系來加以研究和預測,從單擺的振動到行星繞日在其軌道上運動都用得上。牛頓不僅提出了這些力學定律,而且還利用積分這一數學工具說明了如何利用這些基本定律來解決實際問題。
牛頓定律可以而且已被用來解決極其廣泛的科學和工程學方面的問題。牛頓在世時,他的定律的最有戲劇性的應用是在天文學領域里。他在這個領域里也處於領先地位。1687年發表了他的偉大著作《自然哲學的數學原理》(人們通常只稱作《原理》),在該書中他提出了萬有引力定律和運動定律,並說明如何利用這些定律來准確預測行星繞日的運動。牛頓的這一壯舉圓滿地解決了動力天文學的主要問題,即准確預測星體和行星的位置和運動。因此牛頓常被認為是所有的天文學家之魁。
應該怎樣評價牛頓在科學中的重要地位呢?如果我們翻閱一部科學網路全書的索引,就會看到提到牛頓及其定律和發現的條目比任何其他一個科學家都要多(也許多二到三倍)。況且我們還要考慮其他偉大的科學家對牛頓的評價。萊布尼茲決不是牛頓的朋友而是與他進行過唇槍齒劍之爭的對手,他寫道:「從有世以來,到牛頓所處的時代,他在數學領域所做的工作佔了整個的絕大部分。」偉大的德國科學家拉普拉斯寫道:「《原理》一書比任何其他天才的作品都出類拔革。」拉格朗日常說牛頓是曾經出現過的最偉大的天才。厄恩斯特·馬赫在1901年寫道:「自從牛頓時代以來所取得的一切成就都是牛頓力學在演繹上、形式上和數學上的進展。」這也許說出了牛頓的偉大成就的關鍵所在:他發現科學是一門由孤立的事實和定律構成的雜學,它能描述一些現象,但只能預測幾種現象,他為我們留下了一個統一的定律體系,這個體系能解釋大量的物理現象,能用來做准確的預測。
由於篇幅有限,不能把牛頓所有的發明都一一包羅進來,因此他的小發明就其本身來看雖然也是重要的成就,但這里只好忽略不提了。牛頓對熱力學(對熱的研究)和聲學(對聲的研究)都作出了重大的貢獻:他提出了極其重要的物理學定律:動量守恆定律和角動量守恆定律;他發現了數學中的二項式定理;他第一次對星體起源作出了令人信服的解釋。
現在讀者雖然會認定牛頓是曾出現過的最偉大、最有影響的科學家,但是仍然會提出為什麼把牛頓排在如亞歷山大大帝和華盛頓這樣重大的政治人物以及如耶穌·基督和喬達摩·佛倫這樣重大的宗教人物之前呢?我自己的觀點是:盡管政治變化是重大的,但仍有理由認為在亞歷山大之死前後1000年間的大多數生活方式並沒有發生變化。同樣,就主要的日常活動而論,大多數人在公元前後3000年間的生活方式也沒有發生變化。但是在過去的500年中,隨著現代科學的出現,大多數人的日常生活發生了徹底的變化。但是與1500年的人們相比,我們的吃喝穿戴有了變化,我們的娛樂活動也有了很大的改觀。科學發現不僅僅使技術和經濟發生了革命,而且使政治、宗教思想、藝術和哲學發生了徹底的變化。科學革命使人類所有的活動方式均有變化。正因為如此,許多科學家和發明家才被列入本冊。牛頓不僅僅是無與倫比的科學家,而且是科學理論發展中最有影響的人物,因此在任何一部世界上最有影響的人物冊上,他名列前茅是當之無愧的。
1727年,牛頓這顆巨星隕落了,他安葬在西敏寺大教堂①,是被賜予這種榮譽的第一位科學家。
注釋:①西敏寺大教堂:位於西敏寺的哥德式建築。10世紀仟海王愛德華所建,此後曾重建多次。歷代君主的加冕儀式皆在此舉行,內有許多君主、政治家、軍人、詩人等的墓。
居里夫人簡介
居里夫人 Marie Curie(1867-1934)法國籍波蘭科學家,研究放射性現象,發現鐳和釙兩種放射性元素,一生兩度獲諾貝爾獎。居里夫人 Marie Curie(1867-1934)法國籍波蘭科學家,研究放射性現象,發現鐳和釙兩種放射性元素,一生兩度獲諾貝爾獎。作為傑出科學家,居里夫人有一般科學家所沒有的社會影響。尤其因為是成功女性的先驅,她的典範激勵了很多人。很多人在兒童時代就聽到她的故事 但得到的多是一個簡化和不完整的印象。世人對居里夫人的認識。很大程度上受其次女在1937年出版的傳記《居里夫人》(Madame Curie)所影響。這本書美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地處理了。美國傳記女作家蘇珊·昆(Susan Quinn)花了七年時間,收集包括居里家庭成員和朋友的沒有公開的日記和傳記資料。於去年出版了一本新書:《瑪麗亞· 居里:她的一生》(Maria Curie: A Life),為她艱苦、辛酸和奮斗的生命歷程描繪了一幅更詳細和深入的圖像。
居里夫人:兩次榮獲諾貝爾獎的偉大科學家
在世界科學史上,瑪麗·居里是一個永遠不朽的名字。這位偉大的女科學家,以自己的勤奮和天賦,在物理學和化學領域,都作出了傑出的貢獻,並因此而成為唯一一位在兩個不同學科領域、兩次獲得諾貝爾獎的著名科學家。
一、靠自學走進巴黎大學
瑪麗·居里於1867年出生於波蘭華沙,她是家中5個子女中最小的。她的父親是一名收入十分有限的中學數理教師,媽媽也是中學教員。瑪麗的童年是不幸的,她的媽媽得了嚴重的傳染病,是大姐照顧她長大的。後來,媽媽和大姐在她不滿10歲時就相繼病逝了。她的生活中充滿了艱難。這樣的生活環境不僅培養了她獨立生活的能力,也使她從小就磨煉出了非常堅強的性格。
瑪麗從小學習就非常勤奮刻苦,對學習有著強烈的興趣和特殊的愛好,從不輕易放過任何學習的機會,處處表現出一種頑強的進取精神。從上小學開始,她每門功課都考第一。15歲時,就以獲得金獎章的優異成績從中學畢業。她的父親早先曾在聖彼得堡大學攻讀過物理學,父親對科學知識如飢似渴的精神和強烈的事業心,也深深地薰陶著小瑪麗。她從小就十分喜愛父親實驗室中的各種儀器,長大後她又讀了許多自然科學方面的書籍,更使她充滿幻想,她急切地渴望到科學世界探索。但是當時的家境不允許她去讀大學。19歲那年,她開始做長期的家庭教師,同時還自修了各門功課。這樣,直到24歲時,她終於來到巴黎大學理學院學習。她帶著強烈的求知慾望,全神貫注地聽每一堂課,艱苦的學習使她身體變得越來越不好,但是她的學習成績卻一直名列前茅,這不僅使同學們羨慕,也使教授們驚異,入學兩年後,她充滿信心地參加了物理學學士學位考試,在30名應試者中,她考了第一名。第二年,她又以第二名的優異成績,考取了數學學士學位。
1894年初,瑪麗接受了法國國家實業促進委員會提出的關於各種鋼鐵的磁性科研項目。在完成這個科研項目的過程中,她結識了理化學校教師比埃爾·居里,他是一位很有成就的青年科學家。用科學為人類造福的共同意願使他們結合了。瑪麗結婚後,人們都尊敬地稱呼她居里夫人。1896年,居里夫人以第一名的成績,完成了大學畢業生的任職考試。第二年,她又完成了關於各種鋼鐵的磁性研究。但是,她不滿足已取得的成績,決心考博士,並確定了自己的研究方向。站到了一條新的起跑線上。
二、鐳之光
1896年,法國物理學家貝克勒爾發表了一篇工作報告,詳細地介紹了他通過多次實驗發現的鈾元素,鈾及其化合物具有一種特殊的本領,它能自動地、連續地放出一種人的肉眼看不見的射線,這種射線和一般光線不同,能透過黑紙使照象底片感光,它同倫琴發現的X射線也不同,在沒有高真空氣體放電和外加高電壓的條件下,卻能從鈾和鈾鹽中自動發生。鈾及其化合物不斷地放出射線,向外輻射能量。這使居里夫人發生了極大的興趣。這些能量來自於什麼地方?這種與眾不同的射線的性質又是什麼?居里夫人決心揭開它的秘密。1897年,居里夫人選定了自己的研究課題--對放射性物質的研究。這個研究課題,把她帶進了科學世界的新天地。她辛勤地開墾了一片處女地,最終完成了近代科學史上最重要的發現之一--發現了放射性元素鐳,並奠定了現代放射化學的基礎,為人類做出了偉大的貢獻。
在實驗研究中,居里夫人設計了一種測量儀器,不僅能測出某種物質是否存在射線,而且能測量出射線的強弱。她經過反復實驗發現:鈾射線的強度與物質中的含鈾量成一定比例,而與鈾存在的狀態以及外界條件無關。
居里夫人對已知的化學元素和所有的化合物進行了全面的檢查,獲得了重要的發現在:一種叫做釷的元素也能自動發出看不見的射線來,這說明元素能發出射線的現象決不僅僅是鈾的特性,而是有些元素的共同特性。她把這種現象稱為放射性,把有這種性質的元素叫做放射性元素。它們放出的射線就叫「放射線」。她還根據實驗結果預料:含有鈾和釷的礦物一定有放射性;不含鈾和釷的礦物一定沒有放射性。儀器檢查完全驗證了她的預測。她排除了那些不含放射性元素的礦物,集中研究那些有放射性的礦物,並精確地測量元素的放射性強度。在實驗中,她發現一種瀝青鈾礦的放射性強度比預計的強度大得多,這說明實驗的礦物中含有一種人們未知的新放射性元素,且這種元素的含量一定很少,因為這種礦物早已被許多化學家精確地分析過了。她果斷地在實驗報告中宣布了自己的發現,並努力要通過實驗證實它。在這關鍵的時刻,她的丈夫比埃爾·居里也意識到了妻子的發現的重要性,停下了自己關於結晶體的研究,來和她一道研究這種新元素。經過幾個月的努力,他們從礦石中分離出了一種同鉍混合在一起的物質,它的放射性強度遠遠超過鈾,這就是後來被列在元素周期表上第84位的釙。幾個月以後,他們又發現了另一種新元素,並把它取名為鐳。但是,居里夫婦並沒有立即獲得成功的喜悅。當拿到了一點點新元素的化合物時,他們發現原來所做的估計太樂觀了。事實上,礦石中鐳的含量還不到百萬分之一。只是由於這種混合物的放射性極強,所以含有微量鐳鹽的物質表現出比鈾要強幾百倍的放射性。
科學的道路從來就不平坦。釙和鐳的發現,以及這些放射性新元素的特性,動搖了幾世紀以來的一些基本理論和基本概念。科學家們歷來都認為,各種元素的原子是物質存在的最小單元,原子是不可分割的、不可改變的。按照傳統的觀點是無法解釋釙和鐳這些放射性元素所發出的放射線的。因此,無論是物理學家,還是化學家,雖然對居里夫人的研究工作都感到有興趣,但是心中都有疑問。尤其是化學家們的態度更為嚴謹。為了最終證實這一科學發現,也為了進一步研究鐳的各種性質,居里夫婦必須從瀝青礦石中分離出更多的、並且是純凈的鐳鹽。
一切未知的世界都是神秘的。在分離新元素的研究工作開始時,他們並不知道新元素的任何化學性質。尋找新元素的唯一線索是它有很強的放射性。他們據此創造了一種新的化學分析方法。但是他們沒有錢,沒有真正的實驗室,只有一些自己購買或設計的簡單的儀器。他們出於工作效率的考慮,分頭開展研究。由居里先生試驗確定鐳的特性;居里夫人則繼續提煉純鐳鹽。
有志者事竟成!大自然的任何奧秘都會都會被那些向它頑強攻關的人們揭開。1902年年底,居里夫人提煉出了十分之一克極純凈的氯化鐳,並准確地測定了它的原子量。從此鐳的存在得到了證實。鐳是一種極難得到的天然放射性物質,它的形體是有光澤的、象細鹽一樣的白色結晶。在光譜分析中,它與任何已知的元素的譜線都不相同。鐳雖然不是人類第一個發現的放射性元素,但卻是放射性最強的元素。利用它的強大放射性,能進一步查明放射線的許多新性質。以使許多元素得到進一步的實際應用。醫學研究發現,鐳射線對於各種不同的細胞和組織,作用大不相同,那些繁殖快的細胞,一經鐳的照射很快都被破壞了。這個發現使鐳成為治療癌症的有力手段。癌瘤是由繁殖異常迅速的細胞組成的,鐳射線對於它的破壞遠比周圍健康組織的破壞作用大的多。這種新的治療方法很快在世界各國發展起來。在法國,鐳療術被稱為居里療法。鐳的發現從根本上改變了物理學的基本原理,對於促進科學理論的發展和在實際中的應用,都有十分重要的意義。
三、金子一般的心靈
由於居里夫婦的驚人發現,1903年12月,他們和貝克勒爾一起獲得了諾貝爾物理學獎。他們夫婦的科學功勛蓋世,然而他們卻極端藐視名利,最厭煩那些無聊的應酬。他們把自己的一切都獻給了科學事業,而不撈取任何個人私利。在鐳提煉成功以後,有人勸他們向政府申請專利權,壟斷鐳的製造以此發大財。居里夫人對此說:「那是違背科學精神的,科學家的研究成果應該公開發表,別人要研製,不應受到任何限制」。「何況鐳是對病人有好處的,我們不應當藉此來謀利」。居里夫婦還把得到的諾貝爾獎金,大量地贈送別人。
1906年,居里先生不幸因車禍而去世,居里夫人承受著巨大的痛苦,她決心加倍努力,完成兩個人共同的科學志願。巴黎大學決定由居里夫人接替居里先生講授物理課。居里夫人成為著名的巴黎大學有史以來第一位女教授,還是在他們夫婦分離出第一批鐳鹽的時候,就開始了對放射線各種性質的研究。僅1889年到1904年間,他們就先後發表了32篇學術報告,記錄了他們在放射科學上探索的足跡。1910年,居里夫人又完成了《放射性專論》一書。她還與人合作,成功地製取了金屬鐳。1911年,居里夫人又獲得諾貝爾化學獎。一位女科學家,在不到10年的時間里,兩次在兩個不同的科學領域里獲得世界科學的最高獎,這在世界科學史上是獨一無二的事情!
1914年,巴黎建成了鐳學研究院,居里夫人擔任了學院的研究指導。以後她繼續在大學里授課,並從事放射性元素的研究工作。她毫不吝嗇地把科學知識傳播給一切想要學習的人。她從16歲開始,成年累月地學習、工作,整整50年了。但她仍不改變那嚴格的生活方式。她從小就有高度的自我犧牲精神,早年她為了供姐姐上學,甘願去別人家裡做傭人。在巴黎求學期間,為了節約燈油和取曖開支,她每天晚上都在圖書館讀書,一直到圖書館關門才走。提取純鐳所需要的瀝青鈾礦,在當時是很貴重的,他們從自己的生活費中一點一滴地節省,先後買了8、9噸,在居里先生去世後,居里夫人把千辛萬苦提煉出來的,價值高達100萬金法郎以上的鐳,無償地贈送給了研究治癌的實驗室。
1932年,65歲的居里夫人回到祖國,參加「華沙鐳研究所」的開幕典禮。居里夫人從青年時代起就遠離祖國,到法國求學。但是她時刻也沒有忘記自己的祖國。小時候,她的祖國波蘭被沙俄侵佔,她就非常痛恨侵略者。當他們夫婦從礦物中分離出新元素以後,她把新元素命名為釙。這是因為釙的詞根與波蘭國名的詞根一樣。她以此表示對慘遭沙俄奴役的祖國的深切懷念。
1937年7月14日,居里夫人病逝了。她最後死於惡性貧血症。她一生創造、發展了放射科學,長期無畏地研究強烈放射性物質,直至最後把生命貢獻給了這門科學。她一生中,共得過包括諾貝爾獎等在內的10種著名獎金,得到國際高級學術機構頒發的獎章16枚;世界各國政府和科研機構授予的各種頭銜多達100多個。但是她一如既往地那樣謙虛謹慎。偉大的科學家愛因斯坦評價說:「在我認識的所有著名人物裡面,居里夫人是唯一不為盛名所顛倒的人。」
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一、復印機
起初,愛迪生發明的石蠟紙,只是普遍運用於食品,糖果的包裝材料上,後來他嘗試在蠟紙上刻出文字輪廓,形成一張石蠟刻字紙版,在紙版下墊上白紙,再用墨水的滾輪從刻字的石蠟紙上滾一滾,奇妙的事發生了,白紙上出現清楚的字跡。
之後又經過多次的改良試驗,1976年,愛迪生開始生產他發明的復印機,一下子,機關,學校,事業單位,團體都採用這種蠟紙油印機。由於愛迪生復印機大受歡迎,風行全球,使得愛迪生深切體驗到,應該發明人們普遍而且深切需要的東西。
二、同步發報機
早期的電報機,一次只能傳遞一個訊息,而且不能同時交換信號,由於愛迪生本身是電報技師,便著手改良傳統發報機,製造出二重發報機,1974年又研發出四重發報機,也就是同步發報機。在無線電還沒有發展的當時,同步發報機是一項重大的突破。
三、改良電話機
我們都知道,現代電話是由貝爾所發明的,事實上,電話能夠清晰的接收與發話,要歸功於愛迪生一次又一次的試驗,突破傳統的窠臼,製造出碳粉送話器,一舉提高了電話的靈敏度,音量,接收距離,否則,我們現在打電話時還是會常常:喂!喂!聽不到啊,聽不清楚。
四、留聲機誕生
1877年12月的一個夜裡,夢羅園實驗室的工作人員微微顫抖著,不是因為寒冷,而是因為他們聽到了,人類有史以來第一次的錄音:「瑪琍有隻小綿羊,毛色白皙像雪樣,不論瑪琍到哪裡,小羊總在她身旁……
這項偉大的發明,不用小罐子老師多作介紹,大家都可以了解,它的應用面有多廣。法國政府,還因此授與愛迪生爵士的頭銜呢!後來,愛迪生又多次改良留聲機,直到將滾筒式改成膠木唱盤式為止,這中間可不是一,二年而已,而是歷經幾十年的不斷改進喔!
五、牛頓
牛頓一人在家中的果園中,由於邊走路邊思考問題,無意間撞到園中的蘋果樹,這時一個蘋果正好砸在牛頓的頭上。牛頓突然從問題中醒悟過來,撿起了蘋果,這時他又陷入一個問題:為什麼蘋果會落到地上,而不是飄上天空。最終牛頓提出一個最簡單的現象產生的舉世定律:萬有引力。