书城科普读物青少年素质养成必读故事:让青少年热爱科学的故事
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第10章 自己动手学科学(2)

一天早晨,爱迪生在一个小车站卖报,忽然听到一声刺耳的火车鸣叫声,他抬头一看,一个三四岁的小男孩蹲在铁轨旁玩石子,火车呼啸而来。爱迪生扔下手中报纸,奋不顾身地冲下站台。当他惊魂未定地拖出小男孩时,火车飞驰而过。男孩的爸爸麦肯基是这个站的站长,也是一位优秀的报务员。他望着爱迪生的脸和手上的伤,感激得话都说不出来了。爱迪生笑了笑,捡好散落的报纸,拍拍身上的灰土,便上车走了。第二天,当爱迪生乘坐的火车进站时,麦肯基站长早已在站台等候了。他拉着爱迪生的手诚恳地说:“我没什么可以酬谢你的。听说你对电报有兴趣,如果你愿意,我可以教你收发电报的技术。”

这意外的惊喜,使爱迪生跳了起来。他接受了站长的好意,抽空学习了收发电报的技术。

爱迪生天资聪明,学习又专心,进步很快。仅3个月的时间,他收发电报的技术已经非常熟练,麦肯基站长十分喜欢他,推荐他接任了这个火车站的报务员工作。

这次的“天赐良机”,使爱迪生的超人智慧得到了迅速施展,为他以后进行的各项伟大发明奠定了良好的基础。

电唱机的故事

电气专家戈弗雷·纽博尔德·豪斯菲尔德,一生发明诸多。他领导研制了英国第一台晶体管电子计算机,并研究出一台能识别印刷字体的计算机。最突出的是,他发明了电子计算机化的X射线断层扫描仪,并因此获得1979年的诺贝尔生理学及医学奖。

在英国诺丁汉郡的一座乡村宿舍,豪斯菲尔德先生家正在举行周末舞会。一双有着蓝炯炯眼睛的小男孩悄无声息地闪出大厅。在大厅的一角,牧师弗兰克身后不远处,一台漆黑、铮亮的电唱机正在高速旋转。

窗外成片的苹果树林散发的花香缕缕不绝地溢入室内,牧师品味着香甜的红葡萄酒,沉醉在动人的乐曲声中……

不久,从苹果树林滤过的一阵春风化雨般悠扬的乐曲声轻飘飘地荡入室内,牧师的眼睛突然睁开了,他竖起耳朵。这支曲子显然和大厅里的曲子极不相同,似乎很熟悉但听不真切。“奇怪,这附近只有本区教堂有一台电唱机,这声音会是什么东西发出来的呢?”

一曲终了,得换唱片了。这时,牧师听到了一种极清晰、极美妙的乐曲声单独完整地飘进来。“这不是《蓝色多瑙河》吗?”牧师腾地站起身来,快步走出屋子。

月亮刚刚升起,挂在山顶上,好像一位明亮、有力的守护神,透过白蜡树叶子凝视着大地。轻柔婉和的音乐飞扬在苹果树林、白蜡树林中。牧师在大厅一侧找到了一间小屋,屋里一个少年正低着头,操弄着一堆简陋的机器:一只灰暗的简易小木箱,一台笨重、破旧的老式发动机,还有一把旧手电筒、竹片之类零星的东西,简直是个杂货铺了。可是一张粉红色的唱片正躺在那简陋机器上转动呢!那少年一双蓝色的眼睛正闪着稚气、热情的光芒。“这不是豪斯菲尔德先生的儿子戈弗雷吗?”

牧师朝前跨了一步,少年抬起头,惶恐起来。

“牧……师……先……生,我……我不是故意的,我很抱歉,我……我只是想把您那张唱片拿来试试我的电唱机。”

“这么说,这只灰木箱子里的东西就是你的电唱机?”

“是的,先生!我试做了一年多呢!先生,您的唱片我还给您吧。”

“哦,好!你能给我讲讲你这里的宝贝,再谈唱片吗?”

“当然可以,先生。”少年马上点点头,转身从一个木箱里拿起一只破旧的小电筒,“您看,这把电筒是用一块电解铜电解后得到电源的。这里有两节竹筒和一些薄膜,只要用一根导线连起来,运用波的振动原理,就可以做一只简易话筒,无论线多长,都可以听到对方的回声。再看,这艘小轮船模型,它可以在水里跑10分钟呢!最重要的是这台电唱机,它是我最满意的一件制作品。自从我在书上看到介绍这东西的文章后,我就开始试验了。先生,您看它,终于能唱歌了。”

“上帝呀,这是多么聪敏好学的孩子啊!”牧师情不自禁地喃喃称道。他严肃的面孔慢慢舒缓开来。

“我还想当一名发明家呢!牧师先生。”孩子使劲眨巴了两下眼睛,“因为我喜欢干这些。”

“亲爱的孩子,让上帝保佑你吧。你会成为一个天才的发明家的。这张唱片,就送给你吧。”

“谢谢您,先生!”

多年后,正如牧师所断言,这孩子成了一名杰出的发明家。由于发明CT扫描仪,他荣获了1979年诺贝尔生理学及医学奖。

小兰斯伯格的追求

大名鼎鼎的美国兰斯伯格公司在20世纪20年代仅是一个厨房用具商店,店主老兰斯伯格由于经营方式的落后,生意并不景气。然而他那个长于思考、勇于进取的儿子小兰斯伯格,却使老兰斯伯格的公司得到了发展。

正当1931年经济大萧条年代,高中毕业的小兰斯伯格就业于父亲的店铺。他的工作是给甜饼罐喷漆,从每天晚上7点干到第二天早上7点,而用空气喷枪喷漆浪费油漆严重,于是他决心寻找节约的方法。

小兰斯伯格潜心实验了几年喷漆方式,但毫无结果。他感到了自己学识上的欠缺,于是就请哥哥爱德华给自己介绍一位有学识和技术的朋友。哥哥给他找了一位助手叫格林,格林向他提出试试用静电沉积法喷漆。这个建议使他茅塞顿开,他想起了中学物理课上静电吸物的实验,也想起不久前参观的西屋电器工厂,该厂用高压电场使雾状粒子电离化,然后沉积在金属表面上。

小兰斯伯格纠缠父亲,终于使他同意资助100美元搞静电喷漆实验。他和格林用35美元经费买了一台破旧的X光机,拆出了高压源,还买了很多奇怪的铁器具、瓷器皿。为了省时、省钱,他们在实验的小屋里不生火,连星期天也在实验的小屋里折腾。经过1937—1938年的整个冬天,他们终于发现用尽可能低的气压和10万伏的电压,在距工件25~50厘米的距离开动喷枪,可以一次喷漆完毕,这种工艺比当时的普通方法节约1/3的油漆。但这一技术却无人敢用,人们听到喷漆室要充上10万伏的电压,就头皮发麻,谁能保证这会不会出事故呢?

在第二次世界大战的1942年,小兰斯伯格同一个军火商有了业务往来,这个人打算用静电技术清除子弹夹上漆后形成的残留物。兰斯伯格卖给他24支静电去除装置和一些喷枪,用以给子弹夹和火箭弹以及其他军用品喷漆。兰斯伯格因此赚了一笔钱和得到了一些战时稀缺的铜。此时,兰斯伯格矢志不移,又建立起了他的高压静电装置,使他的静电喷漆研究继续下去。

机遇总是垂青追求他的人,这项研究的一次偶然结果,使兰斯伯格的静电喷漆技术发明具有了实际应用的价值,为他的技术进入市场赚取高额利润产生了重大作用。

一天他的工程师斯塔克用普通油漆刷涂一张高压线柜时,高压源偶然打开了,当油刷移到离柜子几厘米的时候,发现雾状的油漆正从刷子上飞快地被吸向柜子!工程师大吃一惊,他马上叫来兰斯伯格兄弟,让他们也来观看这一奇特现象。他们马上意识到这一偶然发现可以改进涂漆方式,不用手握喷枪冒着触电的危险围着工件操作,只要用静电使油漆雾化就行了。

根据这一设想,他们改进了喷漆工艺,制造出了全自动静电涂装系统。这一技术发明为兰斯伯格公司从1951年开始到1981年就赚取了20多亿美元。

立志走化学之路

美国化学家罗伯特·伯恩斯·伍德沃德,人称“有机化学的宗师”。他曾成功地合成金鸡纳碱、羊毛甾醇;测定了金霉素和土霉素结构,奠定了四环素抗生素合成基础;尤其是发现了多肽缩合剂,提出二茂铁的夹心式结构,受到化学界的推崇。

追溯罗伯特与化学的不解之缘,还要感谢他童年的伙伴迈克。罗伯特小的时候机敏过人,聪明活泼。一次与父亲去迈克家时,趁两位父亲谈得火热,两个小鬼便偷偷地溜进迈克父亲的实验室。

室内无数的瓶子、罐子、铁架台、导管、酒精灯……形状各异;几张大柜子里整齐摆放的许多瓶子里的各种颜色的、各种状态的、各种气味的东西,使小罗伯特大开眼界,倍感新鲜。迈克将一只烧杯中装满清水,然后启开一个玻璃瓶对罗伯特说:“我给你变个魔术,这是我父亲做实验时我学会的。”

只见他把一种液体倒进水中,谁知因用力过猛,水花四溅,迈克的手上落上了水花,疼得他哇哇大叫。罗伯特被眼前突发的一切吓坏了,只见他抓起迈克的手按进一桶清水中。迈克又大哭了一阵后,平息下来。

客厅中的药剂师——迈克的父亲约翰听到儿子的哭声,立即冲向实验室,当他见到一瓶硫酸底已朝天,烧杯中的水在冒泡,儿子的手背烧出一个黑点时,他抱住罗伯特感激地说:“是你救了迈克的手。”

当罗伯特得知这种能变“魔术”的液体叫做硫酸时,心中充满了惊奇,并暗暗下了决心:走化学之路,长大后当一名化学家。

小罗伯特快过7岁生日了,父母准备在家中为他举办生日宴会。灯火辉煌的大厅中,大家欢声笑语,可“小寿星”却一转身就不见了。父母和仆人们找遍了各个角落,总算找到了他。只见他的脸上沾了好几种颜料色,新衣服被揉得皱巴巴的,手捏着几片绿叶,手指间还沾着汁液,一副狼狈相。宴会后,父亲问罗伯特喜欢什么样的生日礼物,他却说:“爸爸,请给我买一只大烧瓶吧!”

看着他满脸期待,父亲虽疑惑不解,但还是满足了他的要求。罗伯特为什么要这样的礼物呢?原来,自从在迈克家看到了硫酸的“功能”后,他就决心自己办个实验室。怕大人反对,罗伯特就悄悄地把废弃已久的地下室收拾干净,然后四处收罗瓶瓶罐罐,洗净后装上清水。他把红墨水和一些白色粉末等摆放在桌子上,然后把粉末倒进清水中,双手用力晃动瓶子,又将红墨水慢慢滴进瓶中。奇异的现象出现了:红色慢慢扩散,但浮在上面不再向下渗透。两种颜色不像绘画时,能合成新颜色,而是互不混合。他用小木棍搅拌,仍不奏效。面对这不可思议的现象,他陷入了沉思。

在迈克的帮助下,罗伯特的小实验室初具规模了。紧接着各种实验也不断进行,于是,小罗伯特经常“失踪”。父亲决定查明真相,他偷偷跟踪儿子,总算发现了“秘密”。他不但没有责怪罗伯特,反而拍着他的小脑袋说:“你怎么不早说呢?”

以后,每逢罗伯特过生日,父亲送给他的礼物都是瓶罐、化学药品等。

勇于实践的米利肯

罗伯特·米利肯是美国著名的物理学家。他对20世纪的物理学,特别是对电荷的测量、爱因斯坦光电效应方程有效性的证实,以及对宇宙射线的实验研究作出了杰出的贡献。

米利肯从小就是个爱沉思的孩子。一天,他同伙伴们在河上划船。这时,一位伐木工人路过河边时,飞速跳上漂在河中的小木排,把一条刚跃出水面的鱼轻巧地捉住了。这一切在瞬间发生,米利肯在船上看呆了。

伐木工为什么能一下子跳上流动着的木排还那样平稳?而我们坐在船上还感到晃荡不稳呢?这可能是他经常这么跳,我也来试试,米利肯想得出了神。

从此,米利肯像着了魔似的。只要父亲把自家用来游玩的船一靠岸,他就看准机会在船台和船头之间的空隙中跳来跳去。父亲问他,他也不回答,一个劲儿练习。

有一次,他觉得自己有把握了,还没等船停稳,纵身往前一跃,哪曾想船绳没系牢,船被蹬得后退了。只听扑通一声,小米利肯一下子掉到了河里。

“米利肯,米利肯!”父亲急得乱叫,随后也跳下河去,好一阵子才把不会水的米利肯救上岸来。

望着米利肯大口地往外吐水,父亲又气又心痛地说:“看你还胡不胡来?!”

“我只不过想学那个伐木工。”米利肯委屈地嘟哝着。

在小米利肯8岁时,有个名叫贝尔的大科学家发明了电话。一天父母带米利肯和其他孩子去费城游玩。费城令米利肯大开眼界,许多新鲜的东西令他目不暇接。此时,正值贝尔电话公司在费城举办大型展览会。米利肯目不转睛地看着:两人相隔很远,通过一根电话线和两只话筒就能听到对方说话,还能与对方对话。他心中打定主意,回去后,自己也要发明一台电话。

从费城一回到家,米利肯就迫不及待地开始自己的发明了。他仿照贝尔电话的样子先做了两个纸筒,又在纸筒的一端贴上一张薄纸片。然后找来一根长长的纱线,把两个纸筒连起来。“成功了!”小米利肯又兴奋又激动,找来小伙伴打电话。

只听他在这边大声问:“喂,我是电话发明家米利肯,你是谁?听到我的声音了吗?”

对方站在离他近百米处,扯着嗓子回答:“我是汤姆,听见你说话了!”

爸爸听到喊声以为出了什么事,过来看到一片狼藉,纸片、浆糊、线头扔了一地,无可奈何地摇了摇头。

而此时此刻,米利肯正手握着自己发明的电话与小伙伴们喊得来劲得很呢。正是这种肯于学习、不断实践的精神,使他成为闻名于世的物理学家。

研究陀螺的孩子

恩里科·弗米设计和研制了第一颗原子弹。他是在罗马度过孩提时代的,罗马的古老文化使他常常沉浸在梦幻般的奇妙世界里。小费米从不轻易放过一个弄不懂的问题,他的钻劲儿远近闻名。

一次,他与伙伴玩陀螺游戏,突然发现了一个非常有趣的现象:当陀螺飞快转动时,它的轴是竖直向上的;当陀螺慢悠悠旋转时,它的轴竟然变歪了,与地面形成一个明显的夹角,使得陀螺的顶部描出一个圆来。