70.李书华做渗透实验
李书华是著名的物理学家。他早年在法国从事极化膜渗透性的实验研究，证实离子通过生物膜的渗透过程和有机体内细胞壁对湿润它的介质的分离过程有类似性。这一研究对生物物理、生物化学以及了解生物体内发生的物理化学过程有重要意义。
处于酸或碱溶液中的有机体薄膜会发生极化现象，即在薄膜两面吸附着不同符号的电荷。在本世纪初，科学界常以这种现象解释胃腺分化的细胞所以生成盐酸的过程，即假设胃细胞周围存在着碳酸和氯化物。但是，这个化学反应过程在玻璃试管内绝不可能出现，因为碳酸是不易分解的最弱的一种酸。而且，这种解释没有得到任何物理化学上的证明。在吉拉尔德教授指导下，李书华进行了有关的研究。他试图在试管内建立一种物理模式，以便对活细胞的物理特性作出大致的描述。
李书华着重从实验上研究了极化膜的渗透作用，即某种电解液穿过薄膜在水中的扩散过程。在实验两种电解液的混合物穿过薄膜而扩散的过程中，他发现了在化学反应中不能解释的现象。这种现象与有机体内由胃细胞形成盐酸的例子完全相似。
李书华关于极化膜选择渗透性的实验研究表明，在试管内有机体惰性膜的物理性能，类似于有机体内细胞壁对湿润它的介质的分离过程。他的实验不仅完成了对活细胞物理特性的试管模拟，而且对胃酸形成过程中胃腺细胞的作用得到了实验室证据，如果在有机体内进行类似实验，是很难成功的。因此，李书华的研究，对生物物理、生物化学以及了解生物体内发生的有关现象有重要意义。
71.桂质廷巡测地磁常量和电离层
中国古代对地磁的知识处于世界领先地位，史书上有不少记载。然而，对于地磁常量的测量，中国却很落后。从清朝末年起，陆续有俄国人、日本人、德国人、美国人及法国人在中国境内做过地磁普测，却没有中国人主持过这项工作。
1931年，物理学家桂质廷获得卡内基研究院地磁部的资助，利用学校假期，在华北、华南、华西等地区进行地磁巡测。到1935年，他共测了94个点。华北地区的测量结果，发表在1933年出版的《中国物理学报》第1卷第1期上。这是中国人首次巡测自己国境内的地磁常量。
地磁场的变化与电离层的电流密切相关。桂质廷在卡内基研究院地磁部作短期研究时，就考虑在中国进行电离层探测的计划。后来，桂质廷与他的学生宋百廉，在武昌华中大学校园内，开始常规的电离层垂直探测。当时正是战争时期，武汉时遭空袭，工作条件十分困难，他们尽最大努力，取得了从1937年10月至1938年6月共9个月的探测记录，这是中国首次对电离层的常规观测研究。
这项研究取得了两项突破性成果：一项是桂质廷与美国科学家几乎同时注意并报道的“扩展F层”的重要现象；另一项是桂质廷发现武汉地区F2层临界频率明显超过了按纬度分布的预期值。
为了准备参加国际地球物理年，1956年，武汉大学与中国科学院地球物理研究所合作，在校园内建立地球物理观象台，桂质廷受聘为地球物理所兼职研究员。1960年，武汉大学又建立了黄陂试验站。从此人才辈出、硕果累累，无不凝聚着桂质廷等前辈学者的心血。
72.阿基米德检测王冠
公元前212年，古罗马军队攻陷古希腊叙拉古城，此时，一位年迈的老人正在埋头研究问题。野蛮的士兵将老人的图纸踩在脚下，残暴地将其杀害。老人喊出的最后一句话是“不要弄坏我的图”。这位老人就是古希腊著名的科学家阿基米德。
阿基米德博学多才、智慧过人，他用自己的发明创造为祖国做出了许多杰出贡献，备受国王的信任。国王曾训谕他的臣民说：“无论阿基米德讲什么，都要相信他。”
有一次，国正做了一只纯金的冠冕，怀疑工匠用其他的金属混杂在王冠里，但又找不出确实的证据和方法来检验。于是，他想到了才智过人的阿基米德，要求他想办法检查一下。阿基米德被难住了，他朝思暮想，但一直想不出办法。
一天，他去洗澡。他站进澡盆的时候，水开始上升，他坐了下去，水就溢到盆外了。同时，他感觉到身体在水中的重量减轻了许多。他恍然大悟，急忙从澡盆跳出来，高兴得忘乎所以，大声喊着跑出去：“我知道了！我知道了！”周围的人莫名其妙。
原来，他发现了检测王冠的办法。他想，如果洗澡时钻进澡盆里，澡盆的水必然上升，由于水的浮力，身体也必然减轻。那么，如果王冠放入水后，所排出的水量，没有同样大小的纯金所排出的水量一样多，则金匠替国王所制的王冠一定夹杂了其他金属。
他找了一个刚好能装下王冠的水罐，将里面注满水，又向国正要了一块赐给工匠做王冠用的、一样重量和大小的纯金。检验开始了，他分别将王冠和纯金放入水罐。结果发现，放王冠时水罐里溢出的水要比放纯金块所溢出的水多。于是，阿基米德据此指出，王冠里一定混杂了比纯金比重小的其他金属。
这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
73.苹果落地带来的科学发现
英国著名科学家牛顿发现万有引力定律，是他在自然科学中最辉煌的成就之一，但这个发现是很偶然的。
一天，牛顿在花园里小坐片刻。像以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来。一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使牛顿的头脑开了窍，引起了他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢？牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。
他认为太阳吸引行星，行星吸引行星，以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力。他还用微积分证明了开普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力，证明了任何一曲线运动的质点，若是半径指向静止或匀速直线运动的点，且绕此点扫过与时间成正比的面积，则此质点必受指向该点的向心力的作用。如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比，则向心力与半径的平方成反比。牛顿还通过了大量实验，证明了任何两物体之间都存在着吸引力，总结出了万有引力定律。
此后，牛顿还在伽利略等前人的基础上，通过无数次的研究和计算，总结出力学三定律：第一定律描述物体不受外力时的运动状态：第二定律描述了受到外力时物体如何运动；作为补充，牛顿的第三定律说明每个作用力都存在一个与其大小相等、方向相反的反作用力。力学三定律和万有引力定律，使他成为力学界的泰斗。
1703年，牛顿担任皇家学会会长，两年后，他被英国女王封为勋爵。1727年3月，牛顿逝世于伦敦，被葬于西敏斯特教堂，是英国历史上第—个获得国葬的自然科学家。
74.富兰克林的闪电实验
富兰克林是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家。他只上过几年学，他的成功，完全是刻苦自学的结果。作为一名著名科学家，富兰克林的主要成就在电学上。
有一次，他在做电学实验时，他的夫人不小心碰了一下带电的金属棍，只听“轰”的一声，一团电火闪过，他的夫人应声倒下。这次意外的事件使富兰克林意识到，天然雷电可能与人工产生的电一样。为了证明这一设想，他计划在下雨打雷时，做一个实验。
1752年夏季的一天，富兰克林带着风筝和一只储电莱顿瓶来到野外，将风筝升到空中。当大雨倾盆、电闪雷鸣时，富兰克林拿出一把铜钥匙，系在风筝线的末端。突然，一道闪电掠过，风筝线直立起来，被一种看不见的力量移动着。
富兰克林觉得手中有麻木感觉，他将手靠近铜钥匙，顷刻间，钥匙上射出一串电火花。富兰克林惊叫起来：“我受电击了！闪电就是大量的静电！”富兰克林的理论后来被证实，奠定了他的科学家地位。从此，人类历史上诞生了一句名言，描绘他的这一成就：“他从天空抓到了雷电，从专制统治者手中夺回了权力。”
以卓越的实验才能为基础，富兰克林深入探讨电运动的规律，创造了许多专门名词，比如，正电、负电、导电体、电池、充电、放电等，成为世界通用的词汇。
他借用数学上的正负概念，第一个科学地用正电、负电概念表示电荷性质，并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。另外，他最先提出了避雷针的设想，由此制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。
75.库仑建立库仑定律
电学是物理学的一个重要分支，在它的发展过程中，很多物理学巨匠都曾做出过杰出的贡献。法国物理学家查利·奥古斯丁·库仑就是其中影响力非常巨大的一员。
1785年，库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律。库仑的扭秤是由一根悬挂在细长线上的轻棒和在轻棒两端附着的两只平衡球构成的。当球上没有力作用时，棒在一定的平衡位置。如果两球中有一个带电，同时把另一个带同种电荷的小球放在它附近，则会有电力作用在这个球上，球可以移动，使棒绕着悬挂点转动，直到悬线的扭力与电的作用力达到平衡时为止。因为悬线很细，很小的力作用在球上就能使棒显著地偏离其原来位置，转动的角度与力的大小成正比。库仑让这个可移动球和固定的球带上不同量的电荷，并改变它们之间的距离。从实验中他得出结论：两电荷间的斥力的大小与距离的平方成反比。
库仑测定了带等量同种电荷的小球之间的斥力，但是对于异种电荷之间的引力，用扭秤来测量就很麻烦。经过反复的思考，库仑发明了电摆。他利用与单摆相类似的方法测定了异种电荷之间的引力也与它们的距离的平方成反比。
最后，库仑找出了在真空中两个点电荷之间的相互作用力与两点电荷所带的电量，及它们之间的距离的定量关系，这就是静电学中的库仑定律：两电荷间的力与两电荷的乘积成正比，与两者的距离平方成反比。
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定量阶段，是电学史中一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。
76.伏特的伟大发明
现在，干电池、蓄电池、发电机、太阳能电池等形式多样的电源为人类提供所需的稳定持续的电流。那么，是谁使人类获得了稳定、持续的电流呢？他就是意大利物理学家伏特。
伏特所处的时代，人们只停留在静电现象的研究。1780年，意大利物理学家伽伐尼发现了“动物电”现象，在此启发下，伏特于1792年开始研究“动物电”及相关效应。
他通过大量实验，否定了“动物电”是动物固有的说法，认为产生于两类导体（两种金属和液体）所组成的电路中，不同种类的金属接触时彼此都起电，这就是著名的电的接触学说。
伏特以不同的金属联成环接触青蛙腿及其背，从而成功地使活的青蛙痉挛，这就证实了“动物电”产生于两种不同金属的接触。他还观察到电不仅产生颤动，还影响视觉和味觉神经。为了取得较强的效应，伏特把若干种导体连接起来进行了长期实验，终于在1799年研制成第一个长时间的持续的电流源。
不久后，他又发明了伏特电池。伏特电池是19世纪初具有划时代意义的最伟大的发明。这一发明在此后的相当长的一段时间内，成为人们获得稳定的持续电流的唯一手段，开拓了电学研究的新领域，使电学从静电现象的研究进入到动电现象的研究。
正是依靠足够强的持续电流，1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象等，使电磁学发展走上了突飞猛进的道路。为了纪念最先为人类提供稳定电流的伏特，科学家们将电动势和电位差的单位以他的姓氏命名为“伏特”，简称“伏”。
77.提高人类文明高度的法拉第
迈克尔·法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。他生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学。
法拉第工作异常勤奋，研究领域十分广泛。1818年～1823年研制合金钢期间，他首创金相分析方法。1823年，他从事气体液化工作，标志着人类系统进行气体液化工作的开始。他采用低温加压方法，液化了氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氢等。
他最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出。1821年，在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后，法拉第被这一新的学科领域深深吸引。因受苏格兰传统科学研究方法影响，通过奥斯特实验，他认为电与磁是一对和谐的对称现象。既然电能生磁，他坚信磁亦能生电。
经过10年探索，历经多次失败后，他终于获得成功。这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电（或断电）的瞬间，在另一组线圈获得的感生电流，他称之为“伏打电感应”。1831年10月，他完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验，他称之为“磁电感应”。经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来。
法拉第并不满足于现象的发现，还力求探索现象后面隐藏着的本质。他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。为了解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念，同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑：“一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体，不要任何一种东西的中间参与，就把作用和力从一个物体传递到另一法拉第个物体，这种说法对我来说，尤其荒谬。”他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时，他还向另一种形而上学观点——流体说进行挑战。
1833年，他总结了前人与自己的大量研究成果，证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等5种不同来源的电的同一性。一段时间之后，他发现了电解定律，开创了电化学这一新的学科领域。
法拉第将人类文明提高到空前高度，将文明进程提前几十几百年，他创造的大量术语沿用至今。后人选择了法拉作为电容的国际单位，以纪念这位物理学大师。
78.爱做实验的焦耳
18世纪，科学家对热的本质的研究走上了一条弯路，“热质说”在物理学史上统治了一百多年。虽然曾有一些科学家对这种错误理论产生过怀疑，但一直没有办法解决热和功的关系的问题。最终为解决这一问题指出了道路的人就是——詹姆斯·普雷斯科特·焦耳。
焦耳从小就很喜爱物理学，他常常自己动手做一些关于电、热之类的实验。有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅游。他找了一匹瘸腿的马，由他哥哥牵着，自己悄悄躲在后面，用伏达电池将电流通到马身上，想试一试动物在受到电流刺激后的反应。结果，他想看到的反应出现了，马收到电击后狂跳起来，差一点将哥哥踢伤。
尽管已经出现了危险，但这丝毫没有影响到爱做实验的焦耳的情绪。他和哥哥又划着船来到群山环绕的湖上，焦耳想在这里试一试回声有多大。他们在火枪里塞满了火药，然后扣动扳机。谁知“砰”的一声，从枪口里喷出一条长长的火苗，烧光了焦耳的眉毛，还险些把哥哥吓得掉进湖里。
没过多久，天空浓云密布、电闪雷鸣，刚想上岸躲雨的焦耳发现，每次闪电过后好一会儿才能听见轰隆的雷声，这是怎么回事？焦耳顾不得躲雨，拉着哥哥爬上一个山头，用怀表认真记录下去每次闪电到雷鸣之间相隔的时间。
开学后，焦耳迫不及待地将自己做的实验都告诉了老师，并向老师请教。老师望着勤学好问的焦耳笑了，耐心地为他讲解：“光和声的传播速度是不一样的，光速快而声速慢，所以人们总是想见闪电再听到雷声，而实际上闪电雷鸣是同时发生的。”焦耳听了恍然大悟。
从此，焦耳对学习科学知识更加入迷。长大后，通过不断地学习和认真地观察计算，他发现了热功当量，在热学、电学和热力学方面做出了很多贡献。为了纪念他，热量和做功的单位都是以他的名字命名的。
79.汤姆生征服大西洋
1866年6月，第一条大西洋海底电缆铺设成功，这是人类通讯史上一座新的里程碑。这个工程的成功离不开一个人的贡献——科学家威廉·汤姆生。
1854年，一个叫克拉克的科技人员发现了信号延迟现象，也就是信号通过海底电缆的时候，收报比发报要滞后一定时间。他不能解释这种现象。汤姆生知道这件事情以后，怀着极大的兴趣进行了研究。他意识到这个问题是铺设长距离海底电缆成败的关键。因为电缆越长，信号延迟时间越长，而且衰减和失真（从脉冲波变成钟形波）也就越厉害，甚至会不能正常传递电报。
经过整整一年的系统研究，汤姆生提出了关于海底电缆信号传递衰减的理论，解决了铺设长距离海底电缆的重大理论问题。这使他在还没有肩负铺设大西洋海底电缆重任以前，就已经成了这个工程的奠基人。
1855年，汤姆生发表了信号传输理论的论文。他在文章中系统地分析了海底电缆信号的衰减原因，并且指出，由于海水是导体，包着绝缘层的海底电缆同海水组成了一个电容器，这就使信号传递有个充放电的过渡过程。如果增大铜线截面面积来减小电阻，加厚绝缘层来减小分布电容，而且使用小电流，就能够使信号的延滞降低到最小限度。这个理论成了后来设计海底电缆通信工程的重要理论根据。
1856年，大西洋海底电缆公司正式成立。苏格兰的股东选聘汤姆生当董事，汤姆生高兴地同意了，他希望将自己的理论拿到实际中去应用，在第一条大西洋海底电缆的工程中显示威力。
1866年4月，历经种种艰难险阻，工作人员在第四次沉放大西洋海底电缆时，终于大获成功，全部工程整整进行了10年。
80.爱提问题的麦克斯韦
在科学史上，一些重大的理论，常常要靠许多人的前赴后继、不辞劳苦的努力，才能创立起来。19世纪，导致物理学爆发一场革命的电磁理论的创立，就是这样的。从奥斯特、安培发现电流的磁效应开始，经过法拉第的奠基，到理论的完成，前后经历了半个多世纪。最后完成这个理论的人，是英国杰出的数学家物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。
麦克斯韦从小喜欢思考问题，很受父母宠爱。他跟着父母出去玩，一张小嘴总要不停地提出各种各样的问题。从路边的桑树、脚下的石块，到行人的穿着表情，都成了他发问的内容。有些幼稚可笑的问题，常常把过路人也逗乐了。
一次，他们看见路旁停着一辆空马车，两岁的麦克斯韦突然问父亲：“爸爸，你看那辆马车为什么不走呢？”父亲随口回答：“它在休息。”“它为什么要休息呢？”“可能是累了。”父亲敷衍地说。“不，”麦克斯韦纠正说：“它是肚子痛！”“不是肚子痛，是累了。”“不是累了，是肚子痛！”儿子一口咬定。父亲忍不住笑了起来。
后来，麦克斯韦稍大一点，提的问题更有意思了，比如“树木为什么向天上长”、“蚂蚁会不会说话”。有一天，麦克斯韦的姨妈给他带来一篮苹果。麦克斯韦缠住她问：“苹果为什么是红的？”姨妈被这个突然的问题难住了，一时不知道怎样回答才好。为了摆脱窘境，她就让麦克斯韦去吹肥皂泡，谁知道个主意更糟了。肥皂泡在阳光下呈现出美丽的五颜六色，使麦克斯韦又惊又喜，他向姨妈提出了更多关于颜色的问题。
父亲见儿子对科学感兴趣，非常高兴，就经常带他去听爱丁堡皇家学会的科学讲座。父亲是皇家学会的活跃分子，麦克斯韦经常跟随其出入科学界，受到不少熏陶，这为他成为一位著名的科学家奠定了良好的基础。
81.伦琴发明可穿透人体的X射线
“X射线”就是“伦琴射线”，现代医学用它来透视人体，或对人体摄影，借以显示骨骼或内脏的结构，找出异常现象，便于治疗。
在没有发现“伦琴射线”之前，医生治疗总是靠向一问、听一听、看一看、摸一摸等办法。但有许多病因生在内脏里，是摸不到也看不见的。当然，也就很难有的放矢地进行治疗了。自从“伦琴射线”发现后，医生就增长了一双能透视人体的“眼睛”，这在医学上确是个了不起的跃进。这种宝贵的射线是谁发现的呢？是德国著名的物理学家威廉·康拉德·伦琴。
1895年的一天，当伦琴用阴极射线放电管做试验时，偶然在放电管附近放了一包密封在黑纸里的、未曾曝光的照相底片。后来，当他把底片显影时，发觉它已经跑光了。如果是一个漫不经心的人，他就会说：“这次跑光了，下次小心些就可以了！”可伦琴不是这样，他有一个探根溯源的认真习惯。他没有放过这一线索，继续试验。
他惊异地发现，即使用一张硬纸板将密封的照相底片挡住，依然会跑光。他断定阴极射线放电管不知怎样发出一种能穿透像卡片纸之类物质的强力辐射。他反复实验，发现这种异样的射线能够透过人的衣服、皮肉、骨骼。他给这种射线取名叫“X射线”，也就是未知的射线。这种射线的性质和光波相似。后来，人们为了纪念伦琴的伟大贡献，又称“X射线”为“伦琴射线”。
82.第一架留声机的问世
汽车大王福特曾经说过：“美国所以是世界上最繁荣的国家，这是由于美国有一个爱迪生。”爱迪生是美国的骄傲，在美国举行的多次选举最伟大的人物的民意测验中，爱迪生都毫无悬念地位居第一。
爱迪生一生有两千多项发明，从他第一项发明——自动定时发报机诞生，到他去世，几乎每12天就有一项新发明问世。这些发明为人类的文明和进步做出了巨大贡献。
爱迪生勤于思考，他的实验室中贴着一条雷诺爵士的语录“人总要千方百计地逃避真正艰苦的思考”，在这条语录之后，他加上自己的一句话“不下决心培养思考习惯的人，便失去了生活中的最大乐趣”。
有一次，他在试验发明电话的时候，发现传话器里的膜板随着说话的声音引起震动，他觉得很奇怪，便想进一步探讨振幅有多大。可是，他的耳朵曾因受伤听觉失灵，他就用触觉来代替。
他找了一根短针，一头竖在膜板上，一头用手指轻轻按着，再对准膜板一讲话，手指头便觉得短针在颤动。讲话的声音高，颤动就快，声音低，颤动就慢。他接连试了好几次，结果都是如此。这引起了他的深思，猛然间，他想到，既然说话的声音能使短针颤动，那么，反过来，这种颤动也一定能发出原来的说话声音。想到这里，他觉得心头一亮，一项新的发明开始孕育了：为什么不可以设计一种机器，将有保存价值的声音贮存起来，什么时候想听，再把它放出来不就行了吗？经过许多次的试验，爱迪生制成了世界上第一架留声机。
83.霍尔大胆质疑
大科学家伽利略曾经否定古代大学者亚里士多德关于物体降落的速率和该物的重量成正比关系的理论，为此，他在比萨斜塔做了自由落体的实验。与之相似的是，美国物理学家霍尔同样怀疑电磁学权威麦克斯韦关于某一电磁现象的论断，并因此作了艰苦的探索和实验，最后发现了“霍尔效应”。
霍尔大学毕业后，在美国北部的缅因当了两年中学教师，于1877年考入霍普金斯的研究生院，跟罗兰教授攻读物理。在罗兰开设的课程中，麦克斯韦的《电磁学》被指定为教科书。当霍尔读这本书时，对麦克斯韦的一段论述感到奇怪，并产生了怀疑。
麦克斯韦在《电磁学》中写道：“在导线中流动的电流本身完全不受附近磁铁或其他电流的影响……”霍尔觉得这个论述似乎和普通的物理知识相矛盾。不久，他又读了瑞典物理学家埃德隆德教授的一篇文章，文中写道：“电流受磁铁的作用，恰如载流导线受磁铁的作用一样。”霍尔发现这两个学术权威的论点不一致，相信哪一位呢？他去请教罗兰教授。
罗兰教授也怀疑过麦克斯韦论断的正确性，他曾经匆忙地做过一个实验，想检验究竟谁是谁非，但没成功。英国的一位物理学家也读过麦克斯韦《电磁学》中的这段话，并想做个实验确定一下，但一想麦克斯韦是全世界知名的电磁权威，说的话不会有错，就放弃了实验的想法。
既不迷信权威，又有探索精神的霍尔决心解开这个科学之谜。他在罗兰教授的支持鼓励下，经过多次实验，经受多次失败，但他仍然楔而不舍。在对样品、仪器和实验装置进行反复改进后，他终于获得了实验的成功。
霍尔发现通过金箔条的电流在磁场里产生一个电势，其方向与电流和磁场垂直，这个效应就是“霍尔效应”。当时，霍尔将此发现公布于世仅仅20几岁，新闻界将霍尔的成功誉为“过去50年中电学方面最重要的发现”。
84.赫兹开创电子技术新纪元
德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹对电磁学的贡献很大，并在1888年首先证实了无线电波的存在。因此，频率的国际单位制单位——赫兹以他的名字命名。
赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时，受赫尔姆霍兹的鼓励，研究麦克斯韦电磁理论。当时，德国物理界深信韦伯的“电力与磁力可瞬时传送”的理论。因此，赫兹决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦的理论，谁的正确。依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器。
通过实验，赫兹确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，如反射、折射、衍射等，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而全面验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。并且进一步完善了麦克斯韦方程组，使它更加优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式。
此外，赫兹又做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了光电效应，即在光的照射下物体会释放出电子的现象。这一发现，后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。
1888年1月，赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一文中，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此取得了决定性的胜利。
1888年成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。
85.斯泰因梅茨发明避雷器
19世纪末，最早使用的电能都是由刚发明不久的直流发电机产生的。但直流电有个很大的缺点，就是不能输送到较远的地方，这就使电业很难大面积普及。当时，“电学天才”斯泰因梅茨认为，这个问题可以通过改用交流电的方法来解决，即让电流在导线中来回流动，先朝一个方向，然后再朝另一个方向。当时没有人知道如何制造这种发电机，也不知如何生产输送交流电的导线，斯泰因梅茨将这些问题逐步解决了。
1894年，在斯泰因梅茨的指导下，美国总电器公司在尼亚加拉大瀑布建成了一个交流发电站，第一次将强大的电流输送到26英里之外的布法罗。从此，电就跨越整个大陆，造福民众。但是，新的问题随之产生：每次雷雨来临，都会造成进电事故，而闪电来临的时间又不可捉摸，常常使送电系统受损。
1920年夏季的一天，斯泰因梅茨建于湖边的一幢小木房被雷击中了。闪电撞上了木房门口的一棵树，又击破窗户射向室内一个金属灯具，再沿着电线穿过了墙壁，击破一面背后镀银的大穿衣镜。别人这种事遇到一定会惊恐不已，但斯泰因梅茨高兴极了。他对助手说：“这面镜子是我们最重要的线索。”
他搜寻玻璃的碎片，不厌其烦地将它们一块块对在一起。然后，他将对好的板块夹在两块玻璃之间，用带子把四周加固。镜子的背面立刻显示了闪电烙过的花纹。斯泰因梅茨根据从击点到熔带末端的距离，计算闪电的能量。
两年后，他研制出一架“奇怪”的机器——避雷器。它有两层楼高，有两个玻璃架搁，架搁上覆盖着金属薄片，旁边还有两个圆形铜帽准备接受喷发的闪电。他还请了爱迪生等人参观这个机器。
当他启动了电闸，搁板开始聚集电能，发出嗡嗡的叫声，客人们的神经有点紧张了。就在这时，一道耀眼的紫光在铜帽间突然而过，是人造闪电，接着便是轰击的雷声。斯泰因梅茨成功地造出了避雷器，这个机器使闪电可以无害地逸入地下而不进入供电系统。
86.居里夫人不被荣誉腐蚀
在科学史上，玛丽·居里是首位得到世界赞誉并被人们认可的女科学家，她是进入科研领域的女性先驱，为后来者奠定了基础。她对科学做出的巨大贡献，从她两次获得诺贝尔奖的事实中可见一斑。
玛丽·居里的丈夫皮埃尔居里也很迷恋科学研究。19世纪末，放射现象的发现引起了他们夫妇俩的兴趣。经过艰苦的研究，他们在1898年发现了放射性元素——钋。
钋的发现并没有使居里夫妇驻足，他们继续研究探索。4年后，他们发现了另一个具有更大放射性的元素——镭，并初步测出其原子量。钋和镭的发现在科学史上具有划时代的意义，宣告了新生学科放射学的诞生。尤其是镭的发现，为现在原子能事业的发展奠定了基础。
1903年，居里夫人以《放射性物质的研究》的论文获巴黎大学物理学博士学位，并成为该校有史以来第一位物理学女博士。同年，居里夫妇被授予科学界最高荣誉——诺贝尔奖。就当时的情况而言，如果他们申请专利，将获得一笔不菲的收入，但是他们却坦然放弃这一机会。居里夫人说：“镭不应该使任何人发财致富。镭是化学元素，应该属于整个世界。”
就在居里大妇的事业如日中天的时候，皮埃尔·居里因车祸不幸去世。巨大的打击没有使居里夫人屈服，她以顽强的毅力继续科研事业，同时接替皮埃尔·居里，成为巴黎大学第一位女教授。
1907年，居里夫人总结出放射性元素蜕变的系统关系，并且在无人帮助的情况下，完成氯化镭的提纯工作。1911年，为了表彰居里夫人取得的巨大科研成果，瑞典皇家科学院再次将诺贝尔奖颁给她。
居里夫人将自己的一生都献给了科研事业，而且从不曾被荣誉所累，正如爱因斯坦所说：“在所有著名人物中，居里夫人是唯一一个没有被荣誉所腐蚀的人。”
87.卢瑟福的感觉
欧内斯特·卢瑟福是近代自然科学革命的主要旗手之一。他是放射性元素衰变理论的主要提出者、原子物理和核物理的奠基者、加速器的开发者和原子嬗变与聚变的发现者。他以不懈的努力和卓著的贡献，从根本上改变了自德谟克利特以来两千多年的物质和自然观，提出了一整套关于物质微观组成的理论体系。
卢瑟福的感觉很敏锐，他的很多理论都是感觉出来的。一次，当他在思考a射线的本质时，他忽然想到，如果a射线的本性是氦原子核流的话，它的性质便很容易说明。虽然已是深夜，他却立即抓起电话，叫醒了他的助手，一口气把自己的想法告诉了助手。
深更半夜被喊了起来，助手有点不高兴，他反问：“为什么？”卢瑟福的回答却是：“理由还没有，只是个感觉。”后来，通过实验，卢瑟福证明了自己的感觉的确是真理。卢瑟福还建立了理论体系，说明自己感觉出来的真理。
卢瑟福对现代自然科学和自然哲学的发展产生了极其巨大的影响。1908年，他获得诺贝尔奖。
88.米利肯的油滴实验
很早以前，科学家就在研究电。1897年，英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成的。1909年，美国科学家罗伯特·米利肯开始测量电流的电荷。
米利肯用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别连接一个电池，让一边成为正电板，另一边成为负电板。当小油滴通过空气时，就会吸一些静电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。
米利肯不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动。经过反复试验，米利肯得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小单位就是单个电子的带电量。
89.爱因斯坦创造奇迹
1879年，爱因斯坦出生在德国乌尔姆市一个犹太家庭。他不想绝大多数科学名人那样，被认为是天生的神童。相反，他童年时曾一度被认为比同龄人笨。但是，努力和勤奋最终使他成为颇负盛名的科学家。
1905年，爱因斯坦在科学史上创造了一个史无前例奇迹。他利用在专利局每天8小时工作以外的业余时间，在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献——他发表了4篇重要的论文。
1905年3月，爱因斯坦将自己认为正确无误的论文送给了德国《物理年报》编辑部。他腼腆地对编辑说：“如果您能在你们的年报中找到篇幅为我刊出这篇论文，我将感到很愉快。”这篇“被不好意思”送出的论文名叫《关于光的产生和转化的一个推测性观点》。在这文章的结尾，他用光量子概念解释了经典物理学无法解释的光电效应，推导出光电子的最大能量同入射光的频率之间的关系。这一关系10年后才由密立根给予实验证实。1921年，爱因斯坦因为“光电效应定律的发现”这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。
1905年4月，爱因斯坦完成了《分子大小的新测定法》，5月完成了《热的分子运动论所要求的静液体中悬浮粒子的运动》。这是两篇关于布朗运动的研究的论文。爱因斯坦当时的目的是要通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规则运动，来测定分子的实际大小，以解决半个多世纪来科学界和哲学界争论不休的原子是否存在的问题。
3年后，法国物理学家佩兰以精密的实验证实了爱因斯坦的理论预测，从而无可非议的证明了原子和分子的客观存在。这使最坚决反对原子论的德国化学家、唯能论的创始人奥斯特瓦尔德于1908年主动宣布：“原子假说已经成为一种基础巩固的科学理论。”
1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文《论运体的电动力学》，完整地提出了狭义相对论。这是爱因斯坦10年酝酿和探索的结果，它在很大程度上解决了19世纪末出现的古典物理学的危机，改变了牛顿力学的时空观念，揭露了物质和能量的相当性，推动了整个物理学理论的革命，创立了一个全新的物理学世界。
90.费曼画解剖图
美国物理学家费曼在物理学上做出了惊人的贡献。他在20世纪40年代发展了用路径积分表达量子振幅的方法，提出量子动力学新的理论形式，并提出了新的计算方法和研究方法，从而避免了量子动力学中的发散困难。由于这—贡献，他和美国的J·S·施温格、日本的朝永振一郎共同获得了1965年的诺贝尔物理学奖。但是，在普林斯顿大学读书的时候，费曼却对生物很感兴趣。
有一次，他与学生物的同学一起吃饭时，他们邀请他去听他们的细胞生物学这门课。费曼对生物并不陌生，但因为那是一门研究所的课程，因此，他有点信心不足，他心里暗想，“我行吗？教授会让我加入吗？”
这门课由牛顿·哈维讲师担任，他对发光细菌很有研究。经过学生们的请求后，哈维同意费曼可以加入这门特殊的高级课，但必须附带一个条件：费曼必须和其他所有人一样，要做全部的作业和上讲台报告。
在课堂上，哈维先生先在黑板上画了一幅巨大的细胞图，并标明细胞里所有的构造，然后再讲解。他所讲的内容费曼大部分都了解。上完课后，那些邀请费曼来听课的同学问道：“你喜欢这门课吗？”“还好，”费曼答道，“我唯一不了解的部分是卵磷脂，什么是卵磷脂？”没有人能回答他的问题，他只好自己从参考书里找答案。
和所有其他的学生一样，费曼也得上讲台报告，因为自己在这方面缺乏经验，所以在别人作报告的时候，他听得格外认真。
有一次，亚瑞恩和布朗克两人写了一篇关于动物神经的报告。他们用猫做了很多实验，来测量神经的电压。费曼读了这篇报告，报告中多次重复提到伸肌、屈肌等名词。有很多关于肌肉方面的名词，他并不清楚，比如在动物的哪个部位，和神经或者和猫的关系。因此，费曼决定去问生物研究所的图书管理员，询问是否能帮忙找到一张猫的解剖图。
“猫的解剖图？”她惊奇地问：“你是说动物的图表？”这简直是太奇怪，因为很少有人会想到找它，甚至画出动物的解剖图。从此以后，学校里开始流传着一个笑话：有个生物研究所的笨蛋在找一张猫的解剖图。
几天后，轮到费曼上台做报告了。他先在黑板上画了一个猫的大致模样，再把将各个肌肉的名称标出来，很快，一张猫的解剖图画好了。其他同学打断他说：“这些我们都知道了！”“嗯，是吗？”他回答：“那为什么你们画不出这张解剖图呢？”大家哑口无言。
其他学生只是简单地去背那些只需几分钟就可以查到的资料，而费曼的学习方法在于它的实际性，因而常能发现—些书本上见不到的东西，这也是他后来能成为一位著名的科学家的主要原因之一。
91.提倡“进攻”的温伯格
长久以来，物理学家都期望能找出简单而又普遍的规律来说明白然界各种各样的复杂现象。经过许多科学家的不断探索，发现了支配自然界一切物理过程的四种力：强力、电磁力、弱力和引力。但物理学家们感到自然力有四种，似乎太多了一点，能否设法统一这四种力呢？爱因斯坦用了他的后半生研究场论，虽然没有成功，但却为后人开辟了道路。
1964年，格拉索在总结前人工作的基础上，首先提出了一个弱电统一的理论。不过，他的理论还很不完善。几年之后，著名物理学家温伯格和巴基斯坦科学家萨拉姆沿着格拉索的道路作了进一步的探索，终于建立起一整套弱电统一的理论。但是，这套理论是否正确呢？只有通过实验进行检验，才能得出结论。要检验弱电统一理论的关键是什么呢？为什么以前的实验没有成功呢？
1971年，温伯格审查了以前做过的实验，发现这些实验按新的标准来讲做得太粗糙了，必须对探测仪和实验方法加以改进。两年后，物理学家终于在西欧核子研究中心证实了温伯格等的科学预言。不久，美国费米国立加速器实验室也做出了类似的发现。
1979年，诺贝尔奖金评委会将该年度的物理学奖金授予了格拉索、温伯格和萨拉姆。
获奖以后，在一次记者访问中，记者问温伯格：“你认为哪些是科学家必须具备的素质？”他回答说，很重要的一个素质是“进攻性”，不是人与人之间中的“进攻性”，而是对自然的“进攻性”，不要满足于接受书本上给的答案，要去尝试一下，尝试发现有什么与书本上不同的东西，才能走在科学的前列，有所发现，有所建树。
聚合中文网 阅读好时光 www.juhezwn.com
小提示:漏章、缺章、错字过多试试导航栏右上角的源