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11章 自己动手学科学(3)

小费米激动不已,他决心要弄清其中的奥秘。他问了周围的朋友,但没有人能说清楚。于是他一头扎到书中寻找答案。他把所学的书翻了很多遍,又去图书馆寻找答案,最后还是在高年级课本中读到了两条可以解“陀螺之谜”的物理定律。弄懂了这个令他废寝忘食的问题后,小费米才心情愉快地又去玩了。

费米的好学上进的精神感动了邻居阿米迪教授,他决心培养这个聪明的孩子。一次,他半开玩笑地对费米说:“我出几道难题给你做做,好吗?”老教授出的题明显高出了费米年龄的水平,他自忖费米能答出一部分就不错了。谁知一会儿工夫,费米就全部答出来了。从此以后,他经常缠着老教授出难题“过过瘾”,奇迹也不断出现。

从此,老教授把自己的有关物理与数学的书按合理的顺序一本本地让费米学习。费米的钻劲儿如鱼得水,不断攻克物理和数学的难题,为他成为物理学家奠定了坚实的基础。

在观察中得真知

瓦特是英国发明家。他从小爱好机械制造,曾当过学徒和修理工。1763年,他开始研究蒸汽机,对原始蒸汽机做了重大的改进、发明,提高了蒸汽机效率和工作可靠性,使蒸汽机成为工业上可用的发动机,并得到广泛应用。他被当选为英国皇家学会会员。

瓦特小时候体弱多病,家住在英国英格兰的格林诺克村。因家中很穷,所以他没有进学校,而是在家里跟着妈妈学识字与算术题。表面上看,小瓦特老爱提问题,说起什么事从头到尾唠唠叨叨,好像什么也弄不明白;实际上,他具有超常的观察力,爱思考问题,头脑清楚,所以他常常可以从观察中得真知。

有一次,妈妈把瓦特送到舅舅家住几天。到了新的环境中,瓦特兴奋极了。一切都很新奇,他去参观村口的大磨坊,还看了舅舅家的牛栏,从早到晚东摸摸、西看看,一刻也不停。晚饭后,他向大家讲述自己白天的所见所闻。他把牛吃青草的动作描述得有声有色,特别有趣。之后,又讲起大磨坊中的大叶轮是怎样在河水中带动磨盘的,每一步都有条有理,每个细节都十分详细、准确。

夜深了,表兄妹们都还在津津有味地听着瓦特滔滔不绝地讲述。家中的牛栏和村中的磨坊是他们从小到大司空见惯的,怎么一到瓦特的嘴里竟那么新鲜诱人,其中还有不少是闻所未闻的科学道理。大家把瓦特围在中间,竖起耳朵静静地听着,唯恐落下一句话。如果不是舅妈再三来催,他们恐怕会陪瓦特到天亮呢!

几天后,妈妈来接瓦特。舅妈对妈妈说:“请快点把瓦特带回去吧,我可受不了了。”妈妈吃了一惊,以为儿子惹祸了。“瓦特并没有惹祸,只是这孩子太爱讲话了,弄得全家都不能按时入睡。”妈妈这才出了一口气,赶紧向舅妈道歉。

又有一次,瓦特和爸爸妈妈一起去祖母家做客。见到儿子一家人,祖母高兴极了,连忙烧水沏茶。瓦特坐在炉子边听着大人讲话。水渐渐热了,随着沸腾的水花,壶盖被水蒸气掀得啪啪啪直响,不停地向上跳动。瓦特的好奇心上来了,他目不转睛地盯着壶盖,忘记了喝水,忘记了和大人交谈,只是静静地坐在炉子旁边。

瓦特琢磨了好一会儿,想不出这其中是什么道理,就打断了大人的谈话,问:“奶奶,水开了为什么壶盖会跳动呢?”

祖母看了一眼呆坐了半天的瓦特,有点生气地说:“水开了壶盖就向上跳,这还不明白!”

可瓦特却提出了更出奇的问题:“为什么水开了壶盖会向上跳?是什么东西推动它呢?”

祖母答不上来了,只好说:“那谁知道呢?你这呆孩子,别傻了,快出去玩玩吧!”

直到回家,壶盖向上跳动的情景还在小瓦特的脑中直转。他决心探求出这其中的奥秘。于是,一连几天,他都坐在自己家炉子边仔细观察。每当水快开时,他就打开壶盖,只见水中一串串气泡直往上翻腾,然后变成蒸汽冒出水面,冲出壶口。他又盖上壶盖,蒸汽冒不出来了,憋在里面要往外冲,这时壶盖就被掀得直往上跳。

“噢,我明白了!我明白了!”小瓦特手舞足蹈,又跳又蹦,把进门的妈妈吓了一跳。

他把蒸汽致使壶盖向上跳的发现告诉了妈妈,妈妈夸他是个了不起的好孩子。接着,他又在想,水壶里的蒸汽能推动壶盖,说明了蒸汽有一定向上的力量;要是用很大的锅来烧水,产生的蒸汽量大,不就可以推动更重的东西了吗?在妈妈的鼓励和支持下,从15岁起瓦特便开始学习机械制造技术,为实现自己的理想奠定了基础。经过多次试验,瓦特终于发明了先进的新式蒸汽机。

自制风车的牛顿

伊萨克·牛顿是英国物理学家。在伽利略等先人工作的基础上,他建立了成为经典力学基础的牛顿运动定律,并发现了万有引力定律。他在光学方面致力于色的现象和光的本性的研究,并出版了著作《光学》。他在热学、天文学方面也有许多研究成果。他的《自然哲学的数学原理》一书流传于世,影响极大。

牛顿小的时候胆子小,读书时成绩也不太好,在老师和同学的眼中是个劣等生。

一个星期天的早上,小牛顿双手捧着自制的小水车兴冲冲地跑向村外,村里的孩子们也跟着他向村边小河跑去。只见他把水车架在河水里,随着水流,水车轱辘轱辘地转动了起来。

“太好了!水车转动了!”小伙伴们拍着手叫了起来。

听着赞美牛顿的语言不断增多,一个平时瞧不起牛顿的“好学生”心中不服。他思考了一下便发难了:“喂,我说,你的水车为什么水一冲就转了呢?”

这一问使小牛顿涨红了脸,一时不知如何回答。

“不懂道理就瞎干,你真是个笨木匠!”旁边的小朋友也跟着起哄。

这时,有一个野蛮的孩子冲着牛顿嚷:“你为什么不吱声,你什么也不懂!”说着,向牛顿的后背狠狠击了一拳。

“你想干什么!”这个平素从不出声的胆小鬼,这次终于忍受不住侮辱,双手紧握拳头,向那野蛮的孩子打去。这个场面使在场的孩子都惊呆了。没想到牛顿竟会反抗,大家都悄悄地走了。

牛顿望着一个个远去的身影,心里充满了自信心。从此以后,他整个人发生了巨变:对学习产生了兴趣与信心,各门功课的成绩变成了优秀。

牛顿制造“彩虹”

年轻的牛顿已对几门科学有了不少的建树。说起用三棱镜研究阳光颜色时,他把这称为伟大的神圣时刻。

那是他大学毕业的第二年。平时,他不喜欢别人进自己的房间,尤其是在他学习或进行研究的时候。一连多日,牛顿把自己关在房间里,门窗都封得严严的,谁也不知道他又在琢磨些什么。甚至每次吃饭,都是安娜小妹催了又催,他才肯下楼。

这一天使全家人大感意外。妈妈刚把饭准备好,小妹还没去喊他,牛顿就哼着曲子从楼上跑下来,眼光中闪着无比兴奋之情。他没有直奔饭桌,而是优雅地做了一个姿势,邀请大家去他的房间开开眼界。

好奇的弟弟妹妹赶紧往楼上跑,连妈妈也赶紧擦擦手跟了上来。一进屋,牛顿关上了房门,顷刻间一片黑暗,大家默不作声地等着奇迹出现。

这时,牛顿让他们看墙上的一个光点。大家连忙凑到近前瞧了又瞧,一个小窗孔透进一线光,在墙上照出个圆圆的白色光点,没什么特殊之处。在大家的失望中,牛顿悄悄地从桌上取来一块准备好的三角形玻璃把光线一挡,刹那间奇迹展现了:光点消失了,在它的旁边突然映出一条鲜艳瑰丽的彩色光带!

“太美妙了,这与雨后彩虹差不多!”小妹安娜激动地喊了起来。是的,这条彩色光带由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种颜色组成,在黑暗的屋子里闪闪发光。这一发现,被法国数学家、力学家、天文学家拉格朗日称为最足以显示“人类理想的崇高伟大”的神圣时刻。

爱动脑筋的报童

法拉第是英国物理学家和化学家。1791年9月,法拉第出身在英国伦敦附近纽温特的一个普通铁匠家。从小当过装订工,自学成才。1813年起他在戴维研究室做实验助手,后成为英国皇家学院实验室主任、教授,并当选为皇家学会会员。他在物理学方面,主要是发现电磁感应现象和自感应现象等;化学方面主要发现了两种新的氯化碳。

父亲经常闹病,全家靠慈善机构的救济金勉强度日。为维持家中生活,13岁的法拉第被介绍到伦敦一家书店里当报童,负责给租报的人家送报取报。

一个夏天的早上,瘦小的法拉第身穿打着补丁的衣服,肩挎一袋报纸,嘴里边啃着一小块面包,边哼着歌儿去送报。自从进了书店,法拉第心情愉快极了。他没进过学校大门,但十分渴望读书。他珍惜自己的工作,做事勤快,脾气好,又善于动脑,书店老板很赏识他。于是,他有了更多的读书机会,懂得了不少知识,书店成了他的启蒙学校。

法拉第在一家门口停下,从挎包里取出一份报纸,之后敲了几下大门。在等候开门的那短短的时间中,法拉第做了他平生第一次“科学实验”。门内有棵郁郁葱葱的大树,树根在墙内,树枝和茂盛的叶子伸到墙外。于是一个有趣的问题立刻浮现在法拉第的脑海中:“怎样能准确认定事物的位置呢?大树是这样生长的,如果我将头伸进栏杆内,而身体仍在栏杆外,那么我该算在栏杆的哪一边呢?”

法拉第聚精会神地在考虑问题,大门突然开了。他尚未从“栏杆哪一边”中解脱出来,躲闪不及,脑袋被大门狠狠撞了一下。此时,他头脑是清醒了,可是起了一个大青包。面对这个如痴未醒的孩子,看着他头上的包,开门人歉意地笑了。旁边的过路人听他讲了经过,都伸出手指夸他是个爱动脑筋的小报童。

3“小野马驹”查里斯

英国物理学家查里斯·威尔逊,创制了现代物理学上的“威尔逊云雾室”,对电学发展作出了重大贡献。他从小聪慧过人,经常突发奇想,被父母称为“小野马驹”。

一次,小查里斯上完钢琴课后,忽然想:这架大钢琴是怎样发出这么美妙的声音呢?他认真搜寻着钢琴的每一个部位,怎么也找不到答案。为了彻底查明原因,他拿着小榔头,七手八脚地把琴键一个一个地拆下来,但还是没有收获,这才罢休。望着好端端的钢琴被拆坏了,父亲无可奈何地叹着气。

几天后,父亲带他去听音乐会。梦幻般的旋律把父亲带进了音乐王国,当他侧身向儿子介绍乐曲时,发现人不见了。“这匹‘野马驹’跑到哪儿去了?”

父亲赶紧走向出口,可没有看到小查里斯的影子。后来在舞台后面找到了他。小查里斯正在那津津有味地看着转动的灯光呢!见到爸爸,他劈头就问:“您看这灯光为什么有的是红的,有的是绿的?”

“那是因为里面充满了不同的气体的缘故。”父亲只好接着问话回答。

“充的什么气体呀?”

“傻孩子,快同我回座位上去。等你长大就知道了!”

小查里斯回到座位上,仍是左顾右盼,头脑里还在想着自己的发现呢!后来,查理斯经过努力学习,终于成为了伟大的科学家,自己解开了脑海里的一个个问号。

3特殊的圣诞礼物

约翰·范恩是英国著名的生理医学家。他因发现了前列腺素,并发表了药理学论文,为医学研究事业作出了突出的贡献,1982年获诺贝尔生理学及医学奖。

圣诞节快到了,别人家的孩子都在吵着、闹着、争着要圣诞礼物,可12岁的小约翰一声不吭,只在家里摆弄那些瓶瓶罐罐。他也盼望得到一份礼物,但盼望的是一份特殊的礼物。

圣诞节越来越临近,小约翰的父亲范恩一直没有提起圣诞礼物的事。圣诞节的前一天,小约翰实在捺不住性子了,他拉扯着爸爸的衣袖,调皮地问:“爸爸,您给我买的圣诞礼物呢?”

他父亲没有马上回答,而是慈祥地看着儿子,指指桌子上的瓶瓶罐罐,反问道:“乖孩子,你这是干什么呀?”

小约翰狡黠地笑了:“好玩呗!”

老范恩想了想,对小约翰耸了耸肩,两手一摊,说:“孩子,放心吧!爸爸会给你礼物的。”

小约翰兴奋地眨了眨眼,冲着爸爸笑着说:“爸爸,那我可等着啦!”

老范恩虽然爽快地答应了儿子的要求,但心里犯嘀咕:我的小约翰在搞什么名堂?一有时间就摆弄那些瓶瓶罐罐,不是这个瓶子里的水倒进那个瓶子里,就是那瓶子里的水倒进这个瓶子里,还掺合些颜料粉,摇呀摇的,脸上含几分欣喜,瞧他那劲头还蛮有兴致呢!老范恩思忖着,踱进卧房,自言自语道:“我该送什么样的礼物给我的孩子呢?”

老范恩慢步走到窗前,眼睛一亮,他看到了窗边的书架,“对,也许它可以帮我的忙。”老范恩走到书架旁,随手抽出了一本书,“嗯,可不可以送他一本书呢?”老范恩寻思着,顺眼看到《居里夫人故事集》一书,接着,他翻了翻书页,一行文字跃入了他的眼帘:“经过长期的艰辛的实验操作,居里夫人终于露出了幸福的微笑——镭,诞生了!”“实验操作?”老范恩看着看着,似乎突然明白了什么,情不自禁地叫了起来,“噢,对了!我的小约翰是不是也想搞这些玩意儿?”老范恩越想越高兴,拍了拍自己的脑袋瓜:“嗨,我的乖乖!有了,爸爸这就给你准备礼物去。”

小约翰听爸爸说会有礼物给他,捺着性子等啊等,可是爸爸总在家里忙乎着。圣诞树、圣诞糖果虽然早就准备好了,然而却还没听到爸爸对他说:“这,就是给你的圣诞礼物!”小约翰差点要埋怨爸爸不守诺言了。圣诞的钟声终于敲响了,客厅里顿时灯火辉煌,美极了。小约翰的爸爸妈妈身着节日的盛装,他们一人捧着一个很精巧的木盒子,庄重地放在客厅里。