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23章 成功属于有心人(4)

一次,一位美貌的姑娘终于使牛顿动心。一天晚上,牛顿把她约来,准备向她求婚。他轻轻地握着姑娘的手,含情脉脉地注视着这位美人。然而看着看着,牛顿的思想又溜到另一个世界里去了,他脑子里开始思索无穷量的二项式定理,就像做梦一样,他抓住了姑娘的一个手指,错误地把它当成通烟的通条,硬往烟斗里塞,听到姑娘疼得大叫,牛顿这才清醒过来。

又有一次,牛顿去赴宴。他走出家门没多久思想就开了小差,漫无目的地在街上游逛,却害得他的朋友在家等他等得不耐烦。等牛顿想到赴宴的事时,宴会早就散了。牛顿只好无可奈何地叹口气,回家后晚饭也不吃,继续研究他的学说。

打开电源的大门

一天,丹麦哥本哈根大学的厄斯特教授发现了电和磁的奇特现象:当他把一根通过电流的铁丝靠近指南针时,指南铁的磁针竟受到铁丝的吸引,跳动地改变了方向。但当时并没有人能解释其中的原因,也没有引起人们足够的重视。

1820年,德斐教授终于揭开了这个秘密。他通过许多实验证明:凡是铁与钢被环绕着一根通过电流的铁丝,它便成为磁针了,这就是“电磁铁”。

这一发现引起了当过7年订书工人而自学成才的英国青年法拉第的强烈兴趣。他找来了电池、铁丝、磁针,亲自动手做了这个实验。这是人类发明史上最有趣的“魔术”之一。当铁丝一通上电流,铁丝附近的磁针就被无形的“魔力”引向一边,而通电铁丝放在磁针上面时,磁针偏向一边,放在下面,磁针就会向反方向偏去……

在德斐教授的帮助下,在前人研究成果的基础上,1821年他发现了电和磁的另一相反现象,这就导致了“感应电流”的产生。

1822年的一天,法拉第在日记中向自己提出:“既然通电可以产生磁铁,那么,为什么不能用电磁铁产生电呢?我一定要反过来试一试,转磁为电!”他把磁石安插在一个铜丝圈内,又用了一根通了电的铁丝来靠近另一根未通电流的铁丝。他反复调试,不停地变换着铁丝与磁石的各种联系形式,终于弄清了电与磁的关系:“电流通过时,铁块成了磁铁;电流停止时,磁力消失。”

由于这一发现和一系列其他方面的成就,法拉第于1823年被选为英国皇家学会会员。

1831年10月17日,法拉第把一块圆形磁石插入绕有铜丝圈的长筒内,忽然电流计上的指针动了起来,他又迅速地将磁石拔出来,指针晃了几下。

他简直不敢相信自己的手和眼睛,因为,如果电流计没有出什么毛病的话,这就证明电流产生了!在这以前,他已进行了无数次的实验,但每一次都是失败。为了证实刚才的实验结果是否真正可靠,他把磁石反复在铜丝筒里插入、拔出,一连做了好几次,这才真正相信,电流计确实随着磁石在铜丝筒内的移动而显示出电流的存在!“成功了!电流产生了!”法拉第欢呼起来。

于是,他得出了这样的结论:运动是产生感应电流的必要条件,金属必须切交磁力线,才能产生感应电流。

法拉第发现了感应电流之后,接着就创造了一部发电机:将一个铜圆饼嵌在一块恒磁石的两极之间,铜饼的周围粘连着许多铜条与铅条,当铜饼转动时,便产生了接连不断的电流,这就是最早的发电机。

法拉第为人类打开了电源的大门,为人类通向电气化开辟了道路。

珍妮纺纱机的故事

18世纪60年代,英国的纺织业已兴旺发达起来。因织布用上了“飞梭”,织布机的生产效率大大提高了;而纺纱还停留在原来的老式纺车操作方法上,效率怎么也提不高。在纺织厂里,一台使用“飞梭”的织布机需要的棉纱,由十几个女工纺纱都供应不上。纺纱工日夜不停地纺纱,可还是忙不过来。于是,许多织布工只能停工待料,有的织布工还因此失业,闲在家中。

1764年的一个清晨,天刚蒙蒙亮,一位纺纱女工就起床了,坐在纺车旁纺起纱来。她的丈夫哈格里沃斯就是一个织布工,这天,他在家里闲着。自从织布用上新发明的“飞梭”之后,哈格里沃斯就一心想对旧的手摇纺车进行改造,望着妻子由于日夜不停地劳作而消瘦下去的身影,望着她那疲倦不堪的神态,哈格里沃斯内心升起了一股难于言表的怜爱,改造纺车的欲望因此越来越强烈了。但他现在能为妻子做些什么呢?

他做完早餐之后,让妻子去吃早餐,休息一下,自己坐到纺车前,接替她纺纱。他一边纺着纱,脑子里却仍然想着改造纺车的事。这时,妻子走了过来,她希望能同丈夫一起共进早餐。哈格里沃斯笑了笑,站起身,却不小心把纺车碰倒了。妻子正要去扶纺车,却被哈格里沃斯挡住了,他被倒下的纺车所出现的一个并不异常的情景所吸引:纺车上原来水平的纺锤变成直立时,纺车仍然在转动。

“有了!有了!”哈格里沃斯忘记了吃饭,对着妻子兴奋地喊道:“纺车可以改成直立式的!”妻子被他的新发现打动了,鼓励他进行这项改造。

哈格里沃斯转动着纺锤说:“如果在框架上并排立上几个纺锤,用一个纺轮带动它们同时转动,效率不就能提高好几倍吗?”

哈格里沃斯从前当过木匠,手非常巧。很快,他做成了一架立式纺锤的纺车,在框架上装上了8个纺锤,这样的纺纱机可顶得上十几架手摇纺车的效率。面且,所纺的纱细密均匀,强度也大。

哈格里沃斯把第一架纺纱机自豪地以女儿珍妮的名字命名为“珍妮纺纱机”。他在这项发明上融进了多少对女工的爱,还有他的妻子——一个被解放了的纺纱女工。

端茶时发现的秘密

英国著名的物理学家瑞利从小就热爱生活,对生活具有一定的观察能力,并勤于思考、从中发现有价值的东西。他于1904年获得诺贝尔物理学奖,而他对物理学的研究却是从少年时期就开始了,那时他对母亲手里的碗碟摩擦现象产生了强烈的求知欲望。

瑞利的母亲是一位好客的人,对于每一位来客,她都要亲自把茶沏好,很讲究把小茶碗放到一个精致的小碟子上,然后端到客人的面前。

这一天,瑞利家又来了几位客人。瑞利的母亲由于上了年纪,手脚不太灵便,端碟子的手由于颤抖了一下,光滑的茶碗在碟里滑动了一下,差点把茶洒出来。为了防止把茶弄洒,她就格外小心地捧着碟子。可碟子在抖动中反而更倾斜了,茶碗一滑,茶还是洒了出来。她不好意思地对客人说:“人老了,手脚不灵便了。”

瑞利是个有礼貌的孩子,但他这次却没有上去帮助母亲端茶,招待客人,而是专心致志地望着母亲的一举一动,他完全被母亲手中的碗碟吸引住了。他发现:母亲起初端来的茶碗很容易在碟子中滑动,可是,在洒过热茶的碟子上,茶碗就不滑动了,尽管母亲的手仍旧摇晃着,碟子倾斜得更厉害,茶碗却像沾在碟子上似的,不再移动了。

“太有趣了!我一定要弄清楚这是为什么!”瑞利非常激动,脑子里产生了对物理学中摩擦力研究的欲望。客人走后,他用茶碗和碟子反复实验起来。他还找来玻璃瓶,放到玻璃板上进行实验,看看玻璃板慢慢倾斜时,瓶子滑动的情况。接着,他又在玻璃板上洒些水,对比一下,看看有什么不同。

经过多次实验和分析,他对茶碗和碟子之间的滑动做出了这样的结论:茶碗的碟子表面总有一些油腻,油腻减小了茶碗和碟子之间的摩擦力,所以容易滑动。当洒上热茶时,油腻就溶解散失了,碗在碟中就不容易滑动了。

接着,他又进一步研究油在固体物摩擦中的作用,提出了润滑油减少摩擦力的理论。

后来,他的发现被运用到生产和生活中去,在有机器转动的地方,几乎都少不了润滑油。

布莱叶发明盲文

由于一次不幸的事故,幼年的布莱叶双目失明了。到了学龄期,布莱叶只能到盲童学校去上学。对于盲人来说,只能用耳朵去听,用手去摸来了解世界,也只能靠打手势来表达自己的一切,这是件非常艰难和痛苦的事。童年的布莱叶,常常为此苦恼。

这一年,法国海军巴比尔舰长带领一些士兵来到盲童学校,给盲童们演讲战地夜间通讯的演习。巴比尔舰长说:“在伸手不见五指的夜晚,要秘密地把信息传出去,我们用的是密码。我们在厚纸上戳出各种点子来表示密码,接到厚纸的士兵不用眼睛看,只需用手摸就能了解信息的内容了。这就像用眼睛看电报文一样。”巴比尔舰长让士兵为盲童们做了表演。

盲童们只是把这当做一种游戏或者普通的课外活动,而布莱叶却对这种用手摸电码的办法产生了无穷的兴趣。他想:“无论是戳点子还是摸点子,都可以不用眼睛,我们如果能用这个办法写字、读书,不是很好吗?”

年仅十几岁的布莱叶开始了对“点子”的研究,巴比尔舰长原来是用12个孔位来表示一个字母,布莱叶把它简化为6个。用排列和组合的方式,创造出63种不同的符号,像汉语拼音一样,用这些符号拼出不同的字。这样,盲人用手摸,就知道上面“写”的是什么了。

为了解决盲人的“写字”问题,布莱叶又进一步研究,造了一种模板:上面6个孔一组、6个孔一组地排着许多小孔,“写字”时,先把模板压在纸上,用“针笔”刺进小孔,戳出一组组不同的点子。这样,自己想说的话就能像打电报一样地表达出来了。

由于布莱叶的创造,千千万万个学过“盲文”的盲人都能“识字写话”,接受着人类文化的传播,与正常人达到沟通。

发现视差的道尔顿

1766年9月6日,约翰·道尔顿出生在英国坎伯兰郡伊格尔斯菲尔德村的一所小小的茅屋里。在他12岁时,按照村子里的标准,他所受的教育已足够可以开办一所学校了。于是,他勇敢地在自己家的门口钉了一块布告牌,上面写着:“学习的场所,男女兼收,收费公道。”

为招揽学生,他还加了一条:“免费供应纸、笔和墨水。”这一附加的条件十分吸引人,因为纸、笔和墨水在当时的英国是最难见到的商品,所以布告牌挂出去不久,道尔顿就招收到了不少学生,学校办得很兴隆。到他15岁时,道尔顿又和哥哥乔纳森合伙在肯德尔城开办了一所学校。

教学之外,道尔顿埋头搞起了科学研究。他研究植物,经常在乡间漫游,搜集各种花草的标本;同时他还搜集普通昆虫,特别是蛾类和蝴蝶。他进行实验,观察沉浸在水中以及存放在真空中的蜗牛、臭虫和蛆的生命力的破坏过程。在对植物和普通小动物的实验之外,他还在自己身上进行关于食物用量和汗液排出量之间的关系的实验。

他都是默默地进行着这些工作。为了应付生活的开支,他还需不分昼夜地从事教书工作。直到有一天,他终于发现了视差原理。自此,他确立了他一生的目标,就是追求那深藏在我们人类感官中互相矛盾的印象后的真实。

道尔顿的知识都来自他个人的经验,视差原理就是在一个特别偶然的情况下发现的。那天,道尔顿偶然路过一家商店,他一眼瞧见了橱窗里的一双长袜,深蓝色的。这颜色一定最合母亲的意。道尔顿当即买下了它,回家后,他把它送给了母亲。

“约翰,谢谢你为我买的这双长袜,”母亲为儿子能时常想到自己而高兴,但是她还是提出了自己的疑问,“不过,你是怎样看上这么鲜艳的颜色的,要知道,这么鲜艳的颜色是与我们教派的习性不相配的,”母亲继续说,“我是万万不可以穿着它去做礼拜的。”

“怎么,”道尔顿吃了一惊,“这不正是穿去做礼拜的颜色吗?难道深蓝色还不够稳重?”

“不对呀,约翰,”母亲也十分不解,“它是和樱桃一样得红呀!”

道尔顿更加迷惑不解了,这真是太奇怪了。难道人与人之间的观察还存在着差异?他决定研究一下他自己和别人视觉上的这种差异。他找来许多朋友,询问他们是否也有这方面的感受,并对他们做了各种实验,结果发现,人们的感受和他自己的体验完全符合。

原来,道尔顿是个色盲患者,但是当时人们还并不知道色盲这一现象呢!经过研究,道尔顿提出了一个视差理论,来解释今天我们叫做色盲的这种特殊现象。

不满是创造的开始

加藤信三是日本狮王牙刷公司的小职员。作为一个小职员,尽管他前一天夜里加班加点,很晚回家休息;尽管他头晕目眩,还想美美地睡上一觉,但是他必须马上起床,赶到公司去上早班。起床后,他匆匆忙忙地洗脸、刷牙。不料,匆忙中出了一些小乱子,牙龈被刷出血来!加藤信三不由火冒三丈,因为刷牙时牙龈出血的情况已发生过数次了。情绪不好的他怀着一肚子的牢骚和不满冲出了家门。

作为一个牙刷公司的职员,数次刷牙刷出了牙龈血,加藤的不满情绪越来越大了。他怒气冲冲地朝公司走去,准备向有关技术部门发一通牢骚。

走进公司大门时,他的脚步渐渐地放慢了。加藤信三曾参加过公司组织的管理科学学习班,管理科学中有一条名言使他改变了自己的态度。这条训诫说:当你遇有不满情绪时,要认识到正有无穷无尽的新的天地等待着你去开发!

当他冷静下来以后,意识到:不满正是创造的开始。于是,怒气冲冲进门的加藤在遇到同事们时,已心平气和地跟同事们商量起改造牙刷的计划来了。