关于科学的小故事

本杰明·富兰克林是在偶然的机会想到发明避雷针的：
富兰克林最著名的发现是统一了天电和地电,破除了人们对雷电的迷信.在用莱顿瓶进行放电实验的过程中,富兰克林面对着电火花的闪光和劈啪声,总是禁不住与天空的雷电联想 起来,他意识到莱顿瓶的电火花可能就是一种小型的雷电.为了验证这个想法,必须将天空中的雷电引到地面上来.1752年7月的一个雷雨天,富兰克林用绸子做了一个大风筝, 风筝顶上安上一根尖细的铁丝,又用丝线将铁丝联起来通向地面,丝线的末端拴一把铜钥匙,钥匙又插进一个莱顿瓶中.富兰克林将风筝放上天空,一阵雷电打下来,只见丝线上的毛 毛头全都竖立起来,用手靠近铜钥匙,即发出电火花.天电终于被捉下来了.富兰克林发现,储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象,这就证明了天电与地电是一样的 .在1747年,富兰克林就从莱顿瓶实验中发现了尖端更易放电的现象,等他发现了天电与地电的统一性后,就马上想到利用尖端放电原理将天空威力巨大的雷电引入地面,以避免 建筑物遭雷击.1760年,富兰克林在费城一座大楼上树起了一根避雷针,效果十分显著.
牛顿被苹果砸死了,从而发现了万有引力定律.
俄罗斯化学家门捷列夫(1834~1907),生在西伯利亚.他从小热爱劳动,喜爱大自然,学习勤奋.
1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时,深为无机化学的缺乏系统性所困扰.于是,他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据,把前人在实践中所得成果,凡能找到的都收集在一起.人类关于元素问题的长期实践和认识活动,为他提供了丰富的材料.他在研究前人所得成果的基础上,发现一些元素除有特性之外还有共性.例如,已知卤素元素的氟、氯、溴、碘,都具有相似的性质；碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时,都很快就被氧化,因此都是只能以化合物形式存在于自然界中；有的金属例铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀,正因为如此它们被称为贵金属.
于是,门捷列夫开始试着排列这些元素.他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片.在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物.然后把它们钉在实验室的墙上排了又排.经过了一系列的排队以后,他发现了元素化学性质的规律性.
因此,当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单,轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的,门捷列夫却认真地回答说,从他立志从事这项探索工作起,一直花了大约20年的功夫,才终于在1869年发表了元素周期律.他把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪.此外,因为他具有很大的勇气和信心,不怕名家指责,不怕嘲讽,勇于实践,敢于宣传自己的观点,终于得到了广泛的承认.
元素周期律
元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律：元素的性质,随着原子量的增加呈周期性的变化,但又不是简单的重复.门捷列夫根据这个道理,不但纠正了一些有错误的原子量,还先后预言了15种以上的未知元素的存在.结果,有三个元素在门捷列夫还在世的时候就被发现了.1875年,法国化学家布瓦博德兰,发现了第一个待填补的元素,命名为镓.这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样,只是比重不一致.门捷列夫为此写了一封信给巴黎科学院,指出镓的比重应该是5.9左右,而不是4.7.当时镓还在布瓦博德兰手里,门捷列夫还没有见到过.这件事使布瓦博德兰大为惊讶,于是他设法提纯,重新测量镓的比重,结果证实了门捷列夫的预言,比重确实是5.94.这一结果大大提高了人们对元素周期律的认识,它也说明很多科学理论被称为真理,不是在科学家创立这些理论的时候,而是在这一理论不断被实践所证实的时候.当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时,有的科学家说他狂妄地臆造一些不存在的元素.而通过实践,门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重视.
后来,人们根据周期律理论,把已经发现的100多种元素排列、分类,列出了今天的化学元素周期表,张贴于实验室墙壁上,编排于辞书后面.它更是我们每一位学生在学化学的时候,都必须学习和掌握的一课.
现在,我们知道,在人类生活的浩瀚的宇宙里,一切物质都是由这100多种元素组成的,包括我们人本身在内.
可是,化学元素是什么呢?化学元素是同类原子的总称.所以,人们常说,原子是构成物质世界的“基本砖石”,这从一定意义上来说,还是可以的.然而,化学元素周期律说明,化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的.这些事实意味着,元素原子还肯定会有自己的内在规律.这里已经蕴育着物质结构理论的变革.
终于,到了19世纪末,实践有了新的发展,放射性元素和电子被发现了,这本来是揭开原子内幕的极好机会.可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑.一方面他害怕这些发现“会使事情复杂化”,动摇“整个世界观的基础”；另一方面又感到这“将是十分有趣的事……周期性规律的原因也许会被揭示”.但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜,1907年带着这种矛盾的思想逝世了.
门捷列夫并没有看到,正是由于19世纪末、20世纪初的一系列伟大发现和实践,揭示了元素周期律的本质,扬弃了门捷列夫那个时代关于原子不可分的旧观念.在扬弃其不准确的部分的同时,充分肯定了它的合理内涵和历史地位.在此基础上诞生的元素周期律的新理论,比当年门捷列夫的理论更具有真理性.
【门捷列夫的平生】
1907年1月27日,俄国首都彼得堡寒风凛冽,太阳黯淡无光,寒暑表上的水银柱降到零下20多度,街上到处点着蒙有黑纱的灯笼,显出一派悲哀的气氛.几万人的送葬队伍在街上缓缓移动着,在队伍最前头,既不是花圈,也不是遗像,而是由十几个青年学生扛着的一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”、“O”、“Fe”、“Zn”等元素符号.
原来,死者是著名的俄国化学家门捷列夫,木牌上画着好多方格的表是化学元素周期表——门捷列夫对化学的主要贡献.
门捷列夫生于一位有十七个子女的中学校长家庭,他排行十四.出生刚数月,父亲双目突然失明,接着又丢掉了校长的职务.微薄的退休金难以维持生计,全家搬进附近一个村子里,因为舅舅在那里经营一个小型玻璃厂.工人们熔炼和加工玻璃的场景,对他以后从事与烧杯、烧瓶打交道的化学研究产生很大影响.1841年秋,不满七周岁的门捷列夫和十几岁的哥哥一起考进市中学,在当地轰动一时.不幸总爱跟随贫苦人家.门捷列夫13岁时父亲去世,14岁时工厂遭火灾化为灰烬,母亲只好再次搬家,将成年的女儿们嫁出去,让两个儿子参加工作.1849年春,门捷列夫中学毕业,母亲变卖家产,一心想让小儿子上大学.在父亲的一位朋友的帮助下,门捷列夫进入彼得堡师范学院物理系.只过了一年,就成为优等生.紧张学习之余,还撰写科学简评得到少量稿费.这时他已经失去任何经济支持：舅舅和母亲相继去世.1854年,他大学毕业并荣获学院的金质奖章,23岁成为副教授,31岁成为教授.
使他获得最初声望的是《有机化学》,为了写这本书,他几乎两个月没离开过书桌.年过七旬后,积劳成疾,竟双目半盲.每天从清晨工作到下午5：30,“中饭”后继续工作到深夜.他是在书桌前死去的,去世时手里还握着笔.1869年元素周期律的发现使他名声大噪,好多外国科学院纷纷聘请他为名誉院士.一次,有个记者问他是怎样想出周期律的,门捷列夫听了大笑：“这个问题我考虑了20年之久,而您却认为我坐着不动,5个戈比1行、5个戈比1行地排列着,突然就成功了?”
诚然,我们应该永远铭记门捷列夫的格言：“什么是天才?终身努力,便成天才!”
爱迪生 (1847-1931)
19世纪被誉为科学的世纪,也是以科学的技术化和社会化为突出特征的世纪.科学在这个世纪开始成为社会生活的一个重要组成部分.风起云涌的伟大创新转变成为技术科学的巨大威力.这个世纪的一些科技巨擘继续活跃于20世纪.托马斯·阿尔沃·爱迪生（Thomas Alva Edison）,就是其中之一.美国《生活》周刊不久前评出的过去1000年的100位最有影响力人物中,爱迪生名列第一.
爱迪生出身低微、生活贫困,他的“学历”是一生只上过3个月的小学,老师因为总被他古怪的问题问得张口结舌,竟然当他母亲的面说他是个傻瓜、将来不会有什么出息.母亲一气之下让他退学,由她亲自教育.这时,爱迪生的天资得以充分地展露.在母亲指导下,他阅读了大量的书籍,并在家中自己建了一个小实验室.为筹措实验室的必要开支,他只得外出打工,当报童、办报纸.最后用积攒的钱在火车的行李车厢建了个小实验室,继续作化学实验研究.后来,化学药品起火,几乎把这个车厢烧掉.暴怒的行李员把爱迪生的实验设备都扔下车去,还打了他几记耳光,据说爱迪生因此终生致聋.
爱迪生是美利坚民族崇尚的那种传奇般的人物——虽未受过良好的学校教育,但凭个人奋斗和非凡才智获得巨大成功.他自学成才,以坚韧不拔的毅力、罕有的热情和精力从千万次的失败中站了起来,克服了数不清的困难,成为美国发明家、企业家.他早年曾制定双工式和四工式电报系统,发明自动电报帮电机.1877～1879年发明留声机；实验并改进了电灯（白炽灯）和电话.以后又制定了照明系统,并为实现集*电进行了许多工作.他提出并采用直流三线系统.制成当时容量最大的发电机,并于1882年利用该机建成了第一座大型发电厂.在同时期,作了铁道电气化的试验.1883年发现“爱迪生效应”,即热电子发射现象.在电影技术、矿业、建筑、化工等方面也有不少著名的发明,仅从1869年到1901年,就取得了1328项发明专利.在他的一生中,平均每15天就有一项新发明,他因此而被誉为“发明大王”.
爱迪生献身科学、淡泊名利.在研制电灯时,记者对他说：“如果你真能造出电灯来取代煤气灯,那你一定会赚大钱.”爱迪生回答说：“一个人如果仅仅为积攒金钱而工作,他就很难得到一点别的东西——甚至连金钱也得不到!”他一直被称作现代电影之父,可是在电影界人士为他77岁寿辰举行的盛大宴会上,他说：“对于电影的发展,我只是在技术上出了点力,其他的都是别人的功劳.”
爱迪生胸襟开阔、善处逆境.针对自己的耳聋不便,他说：“走在百老汇的人群中,我可以像幽居森林深处的人那样平静.耳聋从来就是我的福气,它使我免去了许多干扰和精神痛苦.”1914年某天晚上,爱迪生的电影实验室突遭火灾,损失巨大.爱迪生安慰伤心之极的妻子说：“不要紧,别看我已67岁了,可我并不老.
从明天早晨起,一切都将重新开始,我相信没有一个人会老得不能重新开始工作的.”第二天,爱迪生不但开始动工建造新车间,而且又开始发明一种新的灯——一种帮助消防队员在黑暗中前进的便携式探照灯.火灾对爱迪生就像是一支小小的插曲.
爱迪生造福大众、不畏艰辛.为寻找灯丝,他试验了数千种材料；为试制一种新的蓄电池,他失败了八千次.因此,爱迪生常常说：“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的勤奋.”他在80岁时,仍然保持着发明家的精神,坚张地进行着发明创造活动.1927年,他成立了爱迪生植物研究公司,投入一个崭新的研究领域,寻觅化工新材料.81岁高龄的爱迪生成功地从野草中提炼出橡胶,受到人们极高的评价.
1931年10月18日清晨3时24分,爱迪生带着宽慰的微笑,闭目辞世,享年84岁.临终时他坦然地说：“我为人类的幸福,已经尽力了；没有什么可遗憾的了.”
举行葬礼的那天,全美国熄灭电灯一分钟,以示哀悼.这是人们表达对爱迪生无限怀念之情的最隆重的方式,也是人们献给这位伟大发明家的一曲无言的赞歌.
阿尔伯特·爱因斯坦,1879年出生在德国.他一生科研成果卓著,其中最卓著的是他用实验证实了原子的存在,创立了相对论,并发展了普朗克提出的量子假说.德国著名物理学家爱因斯坦,一生为现代物理学发展做出了卓绝贡献.其最卓绝的成就是他突破牛顿经典物理学的框架,创立了适用于微观高速运动领域的相对论.
在爱因斯坦之前,人们自古以来都认为,虽然物质在时间和空间中存在,它们的运动受时间和空间的制约,但时间和空间都是不受物质的分布及其运动影响的.由此,把时间、空间、物质、运动完全割裂孤立开来.天才的物理学家牛顿也相信这一看法,据之提出了绝对时间、绝对空间和绝对运动观念.爱因斯坦不同意牛顿的绝对时空观和绝对运动观,从光速有限出发,提出宇宙间的时间同时性都是相对的,是相对于某一参照系来说的,如月球上事件发生的时间是相对于地球这个参照系来说的.在同时性是相对的基础上,他否定了牛顿的绝对时间、绝对空间和绝对运动概念.因为时间的同时性都是相对于某一参照系来说的,所以都是相对的；而运动又是与时间紧密相连的,所以运动也都是相对的,孤立地看地球,它的运动是不存在的；空间和时间是紧密相连的,所以绝对空间也是不存在的.从而,爱因斯坦把看起来似乎是彼此无关的时间和空间联系了起来,使它们成了相互密切联系的对立统一体,于1905年创立了狭义相对论.
1916年,爱因斯坦又经过10年探索,进一步完成了广义相对论创立工作.广义相对论是一种没有引力的新引力理论,是适用于所有参照系的物理定律.它与狭义相对论不同,狭义相对论仅仅适用于不存在引力的物理过程.研究的是直线、匀速相对运动的参照系；而广义相对论研究的是作任何运动的参照系,既适应直线、匀速运动的参照系,又适应加速运动和旋转运动的参照系,因而它是相对论大厦的第二层楼房.广义相对论进一步表明,时间和空间并不是孤立的,物质的分布和运动也反过来决定时间和空间的结构.它们之间也相互影响,是对立统一体.爱因斯坦的相对论,是近代科学技术在幻世纪取得的最重大成果,它导致了古老物理学的彻底革命,完成了物理学第三次理论大综合,进一步奠定了现代物理学发展的基石