導(dǎo)語:科學(xué),分科而學(xué)的意思,后指將各種知識通過細(xì)化分類(如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等)研究,形成逐漸完整的知識體系。它是關(guān)于發(fā)現(xiàn)發(fā)明創(chuàng)造實踐的學(xué)問,它是人類探索研究感悟宇宙萬物變化規(guī)律的知識體系的總稱。
萬有引力與光
牛頓二十三歲時,鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預(yù)防學(xué)生受傳染,通告學(xué)生休學(xué)回家避疫,學(xué)校暫時關(guān)閉。牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。在鄉(xiāng)下度過的休學(xué)日子里,他從沒間斷過學(xué)習(xí)和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發(fā)明的基礎(chǔ)工作,都是這個期間完成的。
那時,鄉(xiāng)下的孩子是常常用投石器打幾個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)之后,把石拋得很遠(yuǎn)。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過,而牛奶不掉下來。
這些事實使他懷疑起來:“什么力量使投石器里面的石頭,以及水桶里的牛奶不掉下來呢?對于這個問題,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時,牛頓一頭扎進(jìn)”引力“的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規(guī)律。他首先推求月球距
地球的距離,由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確,計算的結(jié)果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉(zhuǎn),每分鐘的向心加速度應(yīng)是十六英尺,但據(jù)推算僅得十三點九英尺。在失敗的困境中,牛頓毫不灰心和氣餒,反而以更大的努力進(jìn)行辛勤地研究。整整經(jīng)過了七個春秋寒暑,到三十歲時終于把舉世聞名的”萬有引力定律“全面證明出來,奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎(chǔ)。
這時期牛頓還對光學(xué)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了顏色的根源。一次,他在用自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體時,無論怎樣調(diào)整鏡片,視點總是不清楚。他想,這可能與光線的折光有關(guān)。接著就實驗起來。他在暗室的窗戶上留一個小圓孔用來透光,在室內(nèi)窗孔后放一個三棱鏡,在三棱鏡后掛好白屏接受通過三棱鏡折進(jìn)的光。結(jié)果,大出意外,牛頓驚異地看到,白屏上所接受的折光呈橢圓形,兩端
現(xiàn)出多彩的顏色來。對這個奇異的現(xiàn)象,牛頓進(jìn)行了深入的思考。得知光受折射后,太陽的白光散為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色。因此,白光(陽光)是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、 靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨后天晴,陽光經(jīng)過天空中余圍的雨滴的折射、反射,形成五彩繽紛的虹霓,正是這個道理。
經(jīng)過進(jìn)一步研究,牛頓指出世界萬物所以有顏色,并非其自身有顏色。太陽普照萬物,各物體只吸收它所接受的顏色,而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這一學(xué)說準(zhǔn)確地道出顏色的根源,世界上自古以來所出現(xiàn)的各種顏色學(xué)說都被它所推翻。
諾貝爾化學(xué)獎得主居里夫人
居里夫人即瑪麗居里(Marie Curie),是一位原籍為波蘭的法國科學(xué)家。她與她的丈夫皮埃爾居里(Pierre Curie)都是放射性的早期研究者,他們發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙(Po)和鐳(Ra),并因此與法國物理學(xué)家亨利。貝克勒爾(Henry Becquerel)分享了1903年諾貝爾物理學(xué)獎。之后,居里夫人繼續(xù)研究了鐳在在化學(xué)和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,并且因分離出純的金屬鐳而又獲得1911年諾貝爾化學(xué)獎。
居里夫人在婚前姓名為曼婭。斯卡洛多斯卡(波蘭文為Manya Sklodowska),于1867年11月7日出生于波蘭華沙市,當(dāng)時波蘭正在俄國統(tǒng)治之下。曼婭的父母都是教師,在她出生(她是他們的的第五個孩子)后不久他們就失去了教師職位。為了糊口,他們包下了一些學(xué)生的伙食。為此,年輕的曼婭也要協(xié)助做飯,每天要工作很長時間。然而她仍獲得了中學(xué)生的優(yōu)秀獎?wù)。中學(xué)畢業(yè)后,她當(dāng)了家庭教師。1891年她到巴黎進(jìn)了巴黎大學(xué),攻讀物理學(xué)和數(shù)學(xué),畢業(yè)時成績名列全班第一。1894年她與法為物理學(xué)家皮埃爾。居里相識,第二年他們結(jié)了婚。
從1896年開始,居里夫婦共同研究起了放射性。在此之前,德國物理學(xué)家倫琴(Wilhelm Roentgen 1845-1923)發(fā)現(xiàn)了X-射線(他因此獲得1901年諾貝爾物理學(xué)獎),貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾鹽發(fā)射出類似的射線。居里夫人發(fā)現(xiàn)釷(Th)亦具有放射性,并且瀝青鈾礦的放射性比任何含量的鈾和釷能夠解釋的要強(qiáng)。居里夫婦于是努力尋找,終于在1898年宣布發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。他們最終從8噸廢瀝青鈾礦中制得1克純凈的氯化鐳,還提出了-射線(現(xiàn)在已知它是由電子組成的)是帶負(fù)電荷的微粒的觀點。
1906年皮埃爾。居里不幸被馬車撞死,但居里夫人前未因此而倒下,她仍然 繼續(xù)研究,于1910年與德比恩(Andre Debierne,1874-1949年,于1899年從瀝青鈾礦中發(fā)現(xiàn)放射性元素錒Ac)一起分離出純凈的金屬鐳。
1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時,居里夫人用X-射線設(shè)備裝備了救護(hù)車,并將其開到了前線。國際紅十字會任命她為放射學(xué)救護(hù)部門的領(lǐng)導(dǎo)。在她女兒依倫(Irene Curie)和克萊因(Martha Klein)的協(xié)助下,居里夫人在鐳研究所為部隊醫(yī)院的醫(yī)生的護(hù)理員開了一門課,教他們?nèi)绾问褂肵-射線這項新技術(shù)。20世紀(jì)20年代末期,居里夫人的健康狀況開始走下坡路,長期受放射線的照射使她患上白血病,終于在1934年7月4日不治而亡。在此之前幾個月,她的女兒依倫和女婿約里奧-居里(Joliot-Curie)宣布發(fā)現(xiàn)人工放射性(他們倆因此而榮獲1935年諾貝爾化學(xué)獎)。
居里夫人的大半生都是清貧的,提取鐳的艱苦過程是在簡陋的條件下完成的。居里夫婦拒絕為他們的任何發(fā)現(xiàn)申專利,為的是讓每個人都能自由地利用他們的發(fā)現(xiàn)。他們把諾貝爾獎金和其獎金都用到了以后的研究中去了。他們地研究工作的杰出應(yīng)用之一就是應(yīng)用放射性治療癌癥。