【发现氧气的反氧气者】
在燃素说的阴影笼罩下,氧气由发现到最终得到确认走过了一条漫长艰辛而曲折的道理。这当中,不少化学家因为固执地遵循着片面、歪曲的前提行进,而导致与得到真理距离一步之遥的遗憾结局。
首先制得纯净氧气并研究了它的性质的人应该说是瑞典化学家舍勒。舍勒用加热氧化汞、硝酸盐以及让软锰矿与浓硫酸相互作用等多种方法制得了氧气。他发现蜡烛在这种气体中燃烧得更加猛烈,光芒耀眼;该气体可被硫酐(多硫化钾)和白磷所吸收等。他将这些实验结果写人《论火与空气》一书中。但由于出版商的延误,该书直到1777年才得以问世。
遗憾的是舍勒也是燃素说的忠诚信徒,总想把他的发现纳人当时流行的理论框架之中,在理论上却步不前。他把制得的氧气称为“火空气”,认为燃烧是“火空气”与可燃物中的燃素结合的过程,火就是“火空气”与燃素生成的化合物,由于被燃素说蒙住了眼睛,舍勒未能对燃烧现象作出正确解释。另外,舍勒还用软锰矿与盐酸作用制得过氯气,但他也给它贴上燃素说的标签,将其命名为脱燃素盐酸。
1774年,普里斯特利用直径30厘米的聚光镜加热放在密闭钟罩内的汞灰,发现有银白水银生成,并放出一种气体。他用排水取气法将气体收集起来,然后研究它的性质。发现蜡烛在其中燃烧得更加明亮,小白鼠在其中比在同体积的空气中存活时间更长。他亲自尝试了一下,觉得这种空气使人感到轻松舒畅。
但他跟舍勒一样也始终笃信燃素说,没有认识到氧气在燃烧中的作用。他把这种气体也就是氧气,称为脱燃素空气,意思是纯粹不含燃素的空气。由于它强烈地吸收可燃物中的燃素,所以可燃物在其中燃烧得更加剧烈。
普里斯特利独立地发现并制得了氧气,他和拉瓦锡见面时讨论了氧气的问题。他把氧气的性质告诉了拉瓦锡。之后,拉瓦锡提出正确的氧气说。9年后,拉瓦锡的氧气说已被人们接受,而普里斯特利仍坚持自己错误的燃素说,并写了很多文章反对拉瓦锡。这是化学史上很有趣的事实,一位发现氧气的人,反而成为反氧化学说的人。
现在看来,普里斯特利已经是约二百年前的化学家了,但是他所发现的氧气,却是使后来化学蓬勃发展的一个重要因素。因此,各田的化学家至今都还很尊敬他。
故事启示
由于受到根深蒂固的“燃素说”的影响,普里斯特发现了氧气,却不承认它是助燃的气体,坚持认为“燃素”的存在。这种思维局限了他的认识,使自己的研究陷入了死胡同。这个故事说,征服大自然是一个曲折的过程。在这个过程中,各种思维和观点交织在一起,再上条件的限制,使科学家在找到真相前,充满着变数。
【谁是偷银贼】
1684年,一个官方银库发现少了几千两银子。一位清朝官员以为是被盗贼偷走的,于是勃然大怒。这个官员派人到处寻踪觅迹,捉贼破案。但几个月过去了,仍一无所获。上级官员要追查,又不能及时破案,这个官员终日惶恐不安。
不过,没过多久,“盗窃案”终于被破获了。原来,一个役吏无意间在一堵墙壁下发现了一堆银白色的细粉,他对此感到奇怪,就用手扒开细粉,啊!原来是个白蚁窝。人们挖开白蚁窝,发现了许多白蚁。看着这数不清的白蚁和这些白色细粉,人们自然把它们与白银失窃案联系了起来,怀疑白蚁就是偷银窃贼。于是搜遍官府的每一个角落。把所有的白蚁“捉拿归案”,并“绳之以法”——把它们投入炉中,处以火刑。白蚁被烧死以后,炉火将白蚁体内的白银熔炼了出来。加上烧那些白色细粉得到的白银,经过称量,只比原来少了约十分之——―案件终于被侦破了。
那么,像白蚁这类动物果真会吃金属吗?会的。康熙年间,吴震方写了一本叫《岭南杂记》的书,书中就记载了前面这则白蚁吃金属的故事。此外,中国其他古书上也有白蚁吃银的记载。
无独有偶,在国外也曾发现过类似的事件。在一个国家的王宫里,发现有150两银子被“盗”,掌管仓库的司库被人怀疑。因为其他人没有仓库的钥匙,于是司库有口难辩,被处以死刑。虽然司库被斩,但白银仍照样被盗一半个月后,又发现少了100两银子。这使得国王更加怒不可遏,结果新司库和全体保卫人员一起被斩。
人是斩了,但事件并没有平息——王宫里引起了一片恐慌,因为盗贼是如此高明,以致人的严防死守和大锁紧闭也无济于事。司库被杀之后,无人敢当这个差事。在这种情况下,国王只好以黄金千两为赏,招贤捉拿盗贼。一位穷学士揭下招贤榜后,很快捉到了盗贼。不用说,你也知道它是谁。
那么,白蚁为什么能吞食银金属呢?当然,清朝官吏和外国穷学士当时是不清楚的。后来科学研究表明,白蚁能分泌一种叫蚁酸的物质,白银遇到蚁酸后会生成粉末状的蚁酸银。这就是白蚁能吞食白银的原因。蚁酸又名甲酸,是最简单的脂肪酸,存在于蜂类、蚁类和一些毛虫的分泌物中,是一种无色有刺激味的液体。当然,白蚁能把金属吃进去,首先得依靠它的口器里坚固的上下颚——能把金属磨切成粉黑不过,白蚁吃进的金属,基本上都不能消化吸收。
故事启示
白蚁是一种在世界范围内危害很大的昆虫。但是,任何事物都有多面性——白蚁也不例外。在2003年,乌干达马凯雷雷大学的研究人员克里斯·卡萨姆巴发现,白蚁喜欢吃废弃的塑料袋。于是他说:“我不再把白蚁当成威胁,而是把它们看做是机会。”他还将进一步研究,如何用白蚁来解决困扰人类的“白色污染”问题。
【小纽扣酿成的大灾难】
1812年5月9日,在欧洲大陆上取得一系列辉煌胜利的拿破仑离开巴黎,率领浩浩荡荡的61万大军,于1812年6月24日渡过涅曼河人侵俄国。法军凭借先进的战法、猛烈的炮火长驱直人,短短3个月就进人了莫斯科城。然而,当法国人人城之后,市中心却燃起了熊熊大火,莫斯科城的四分之一被烧毁,6OO0多幢房屋化为灰烬。这是亚历山大一世新起用的库图佐夫所采取的坚壁清野措施的结果。这样,即使在莫斯科市区,也找不到干草和燕麦。远离本土的法军陷人粮荒之中,大批军马死亡,许多大炮因无马匹驮运而不得不毁弃。几周之后,寒冷的空气给拿破仑大军带来了致命的一劫。在饥寒交迫下,1812年冬,拿破仑大军被迫从莫斯科撤退,沿途有的士兵被活活冻死,到12月初,61万的拿破仑大军只剩下了3万人。
在这次“俄国1812年卫国战争”中,拿破仑是侵略者,因此他的失败是必然的。而其中一个“细节”,却给了他致命的一击。开支才把铜纽扣换成锡纽扣。没想到这个小小的“抠门”和无知,竟让他“工失足成千古恨”。
那么锡制纽扣又怎么会变成粉末呢?
锡有三种同素异形体:灰锡、白锡和脆锡。在13.2℃以上温度下的锡,是坚硬、有延展性和稳定的白锡——―种“四方晶系”的银白带蓝的金属。白锡在161℃就变为脆锡,直到232℃时开始熔化。然而,在13.2℃以下时,白锡的体积就会骤然膨胀30%左右,原子之间的空间加大,于是变成了的灰锡。这一改变是很难用肉眼注意到的,因此即使在极低的温度下,人们也不会立即发现这一改变。首先,锡金属上会出现一些粉状小点,然后出现一些小孔,最后锡金属的边缘会分崩离析。如果温度急剧下降到-33℃,就会产生“锡瘟”——晶体锡变成粉末锡,也叫锡的“相变”。
其实,“锡瘟”在历史上已不止一次和人们“捣乱”了。1867年,俄国圣彼得堡的冬天异常寒冷,气温低达-38℃,圣彼得堡军用仓库管理员向军队发放了崭新的军大衣。官兵们接到这批军大衣后,发现所有的军大衣都没有纽扣。他们非常气愤,于是上告到沙皇那里。沙皇听了勃然大怒,下令要严惩监制军装的大臣。大臣哀求沙皇宽限他几天,以便进行调查。
大臣到了仓库,一看别的军装也都没有扣子。管理员告诉他,锡纽扣的军装,在人库时都是有扣子的。为什么军装在仓库里纽扣就消失了呢?大臣非常惊奇。他又仔细观察了一会儿,发现钉扣子的线没有割断的痕迹,只是在每个钉扣子的地方有一小堆灰色粉末。
“为什么锡扣子在仓库里变成灰色粉末了呢?”大臣百思不得其解,由于找到了圣彼得堡科学院。科学家们为这个问题也绞尽了脑汁。后来,一位科学家跑到大臣那里,说他能解开这个谜。大臣和科学家一起去拜见了沙皇,说锡纽扣变成粉末是天冷造成的。
沙皇不相信,非要科学家拿出证据不可。科学家要了一把锡酒壶,放到了花园里的一个石头桌子上。几天以后,科学家和大臣陪同沙皇一起到花园里去观察锡壶。一看,锡壶仍旧“完好无损”地放在那里,沙皇和大臣不约而同地怒视着科学家。“别着急。”只见科学家胸有成竹地走到锡壶跟前,轻轻地用手指一捅,锡酒壶就像沙子堆似的塌了下来,变成了一堆粉末——沙皇和大臣的怒气才消散了下来。科学家解释说,因为今年冬天特别的冷,所以把军大衣上的锡纽扣和锡酒壶冻成锡粉末了。
无独有偶,几十年之后的1911年,英国探险家斯科特率领一支探险队带足了大量的给养——包括液体燃料去南极探险,并于1912年1月18日到达南极点。但后来发现他们都冻死在南极。带了那么多的燃料为什么还无济于事呢?原来,斯科特一行在返回的路上发现,他们的第一个储藏库里的煤油已经不翼而飞——没有煤油就无法取暖,也无法热东西哆。好不容易找到了另一个储藏库,可是那儿的煤油桶同样也是空空如也:桶同样有裂缝,一显然铁桶漏失了煤油。后来,科学家们终于发现了铁桶漏油的“奥秘”——焊铁桶的锡因为锡疫变成了粉末。
有了这些前车之鉴,后来就规定,凡是到寒冷地区探险,一律不准用焊锡的物品。因为锡疫,使许多有珍贵艺术和历史价值的古锡制品没有因此保存下来。
那么,锡疫可不可以避免呢?后来,科学家找到了几种预防锡瘟的“注射剂”——其中有铋和锑。铋原子中有多余的电子可供锡的结晶重新排列,使锡的状态稳定。这是因为锡的相变速度除了与温度有关外,还与锡所含的杂质有关。而当锡中含锑量达到0.5%的时候,就可以阻止锡瘟的发生。
故事启示
在认识和发现科技奥秘之前,许多现象让人费解。在这种情况下,就会产生许多误会,甚至迷信念头也有可能抬头。在认识真相的过程中,一些科学家绞尽脑汁,付出了心血,终于找到了答案。也有一些现象至今无法破解。但是,可以肯定的是,任何现象的存在,都有其科学性的一面,并不是什么神灵在作祟,只是有待于我们揭穿它们而已。
【发现鸭嘴兽】
18OO年的一天,有人从当时的英国的殖民地澳大利亚送来了一个动物标本给英国生物学家。英国几名著名的生物学家看到这种既生蛋孵雏,又要喂奶的动物标本后,不但没有感谢送来珍稀标本的人,反而大发雷霆。他们断言,这个标本不是某一种动物拼凑起来的,是一个“伪造品”。他们还改搞恶作剧,来戏弄、欺骗“大英帝国”的生物。
那么,这个动物标本是怎么回事呢?这些生物学家又凭什么说是“伪造品”呢?
走兽生儿喂奶,飞禽下蛋孵雏;这是“常识”,也是区别兽类和鸟类的简单方法——生儿为兽类,下蛋为鸟类。人们从来没有看到过既生蛋孵雏,又要喂奶的动物,所以英国的生物学家认为别人是在“欺骗”他们,就不足为奇了。
此外还有另一个原因,就是他们有这方面的“教训”——来自欧洲大陆的“教训”。就是在不久前,曾有人将一条“真正的美人鱼”送到了欧洲,从而造成了轰动效应。可是,没过多久,人们就发现这个“真正的美人鱼”原来是把猴头缝在鱼身子上的伪造品。怪不得英国生物学家们要否定送来的这动物标本。
由此可见,英国的生物学家们是用他们的生物知识和“教训”来识别真伪的,真的是做到了“万无一失”!可是,这回他们却错了。这次送来的标本是一只真正的动物标本——鸭嘴兽的标本。
仅过了一年,即1801年,一位英国动物学家把他收到的一只鸭嘴兽标本进行了详细的解剖之后,郑重宣布:地球上确实存在这种既生蛋又喂奶的动物——鸭嘴兽。
不过,犯这种判断错误的还不止英国生物学家。被马克思誉为“欧洲最博学的人”和被他的女儿爱琳娜·马克思一艾威琳誉为“哪一样也不外行”的恩格斯(1820~1895),也犯过同样的错误。
在1801年英国那位动物学家郑重宣布生蛋的鸭嘴兽是哺乳动物之后,人们的认识仍然存在分歧——恩格斯这时也不相信鸭嘴兽是哺乳动物。1843年,恩格斯在英国曼彻斯特看到一只蛋,当有人说这是从澳洲带来的鸭嘴兽的蛋时,他哈哈大笑。他说,既然鸭嘴兽会下蛋,就不是哺乳动物;是哺乳动物,就不会下蛋。不过,他后来知道鸭嘴兽的确是生蛋的哺乳动物后,马上就改变了看法,并以自己的失误为教训,警示别人。例如,在1895年,他在写给康·施米特的信中就说:“1843年我在曼彻斯特看见过鸭嘴兽的蛋,并且傲慢无知地嘲笑过哺乳动物会下蛋这种愚蠢之见,而现在却被证实了!因此,但愿您对价值概念不要做我事后不得不请求鸭嘴兽原谅的那种事情吧!”这段提示友人的话,表现了恩格斯坦荡的胸怀和高尚的品质。
故事启示
科学家们之所以大发雷霆,是因为他们的认识受经验的局限:哺乳动物不下蛋,下蛋的动物不哺乳。这个经验自古以来,为世人所认知,是不形成条文的真理。但世上的事就是捉弄人,偏偏有鸭嘴兽这样的怪物。这说明,在出现意外情况时,科学家们也难免会犯错误。不过,人最高尚的行为,除了传播真理之外,就是公开放弃错误。征服科学的过程,就是发展正确的一面,抛弃错误错误一面的过程。
【错出来的成功】
1876年,一位20来岁的年轻人只身来到芝加哥,他一无文化,二无特长,为了生存,只好帮商店卖起了肥皂。随后,他发现发酵粉利润高,立即投入所有的老本购进了一批发酵粉。结果他发现自己犯了一个错误:当地做发酵粉生意的远比卖肥皂的多,自己根本不是他们的对手。
眼见着发酵粉若不及时处置,将会损失巨大,年轻人一咬牙,决定将错就错,索性将身边仅有的两大箱口香糖贡献出来,凡来本店惠顾的客户,每买一包发酵粉,都可获赠两包口香糖。很快他手里的发酵粉处理一空。
在随后的经营中,年轻人又发现:口香糖在市面上已经越来越流行。虽然是个薄利行业,但因为数目庞大,发展前景要比发酵粉好。他当即脑瓜子一转,又集结起所有的家当,把宝押在口香糖上了。营销过程中,他积极听取顾客的意见,配合厂家改良口香糖的包装和口味,后来他感觉这种配合局限性很大。索性倾其所有,自己办起了口香糖厂。
1883年,他的“箭牌”口香糖正式面世。但在当时,市场上口香糖已有十多个品种,人们对这支生力军接受的速度非常慢,他一下子又陷入了困境。
这时候,他想出了一个更为冒险的招数:搜集全美各地的电话簿,然后按照上面的地址,给每人寄去四块口香糖和一份意见表。这些铺天盖地的信和口香糖几乎耗光了年轻人的全部家当,同时,几乎在一夜之间,“箭牌”口香糖迅速风靡全国。到1920年,“箭牌”已达到年销售量90亿块,成为当时世界上上蕞大的营销单一产品的公司。这位惯于“错中求胜”的年轻人,就是“箭牌”口香糖的创始人威廉·瑞格理。
不仅如此,接下来的大半个世纪,“箭牌”口香糖还干过几件忙中出错的事情:20世纪60年代。公司投资1000多万美元成立了保健产品分部,并推出了抗酸口香糖。但由于糖里添加了有争议的药物成分,新产品没上市便被查禁,胎死腹中。为了抢占市场优势,他们更是投入巨资,大胆收购一些竞争对手,以至于几度陷入严重的经营和生产危机。
昏招迭出的“箭牌”最后的命运如何呢?到今天,“箭牌融入生活每一天”的广告词已经家喻户晓,“箭牌”口香糖也已成为年销售额逾50亿美元的跨国集团公司。
故事启示
“箭牌”口香糖如今已家喻户晓,然后它的走红却始于一次次大胆的创新试验。在创新的过程中,风险是无处不在的,成功自然皆大欢喜;一旦失败则血本无归,落得走投无路的下场。但勇于创造的人,明知山有虎,偏向虎山行;因为不入虎穴,难得虎子。那些在创造中获得成功的人们是值得钦佩的,而那些在创造中没有成功的勇士,也是值得尊敬的。
【因祸得福的科学家】
英国化学家拉姆齐走上化学之路,却是得益于他的一次不幸。他的父母结婚晚,由于只有他这一个独生子,所以对他宠爱有加,这使得他成为一个贪玩好动的孩子。拉姆齐从小就有着广泛的兴趣爱好——小提琴、游泳、划船,但最喜欢的还是足球,梦想长大后成为一个优秀的“球星”。
然而,这一梦想却酿成了他的不幸。在一次足球比赛中,他的右腿被踢伤,“球星”之梦也随之破灭。然而,正是这一“祸”,却使他得了“福”。有伤卧床,不得动弹的他,只好以看书来打发时光。就在养伤期间,他读了英国化学教授托马斯·格雷姆的一本化学常识书。格雷姆也他是同乡。拉姆齐读这本书的目的,原来是想学习焰火的制造方法,以供消遣和打发时间。谁知一读之后,就对化学产生了浓厚的兴趣。这样,他的“不说话的同乡”,就把他引进了化学的大门。
起先,拉姆齐在海德尔堡和图宾根求学,17岁开始专门学习化学。1872年20岁的他便获得了博士学位,并于同年开始在英国高校任教。1887年后在伦敦大学任化学教授。这些进步,都是他从一个贪玩的孩子变成一个勤奋之人后取得的。对此,他的一位中学同学曾回忆道:“当我初次遇到他时,我发现他对化学药品和器具的使用已相当熟悉了。一天下午,他到我家来做化学实验,制取氢气、氧气和从糖中提取草酸等。我们所用的器具,除了烧瓶,曲颈甑和玻璃杯之外,几乎都是自己制作的。”拉姆齐的勤奋也可在他写给父亲的信中找到:“我今天早上五点半钟起床,从六点到七点我自修并吃早饭,七点到八点有一节课,八点到九点又有一节,从九点到下午三点我在化学实验室里做实验(我只稍微吃点中饭,好省出些实验时间,不到六点钟不吃晚饭)。从三点到五点自修,五点到六点继续上课,然后吃晚饭。现在八点,我又必须开始自修了。”
拉姆齐在伦敦大学的实验室又小又旧,而且在楼上——当他要用天平称化学药品时,还得跑到楼下去。可是,就在这样简陋和艰苦的条件下,他进行了许多有关有机化学、无机化学、放射性、原子量、气体密度等的实验,并写出了许多论文。因瑞利准确称量而由拉姆齐发现的氩——被称为“第三位小数的胜利”,其中许多工作就是在这里完成的。曾轰动物理和化学界的有关放射性衰变时生成氦的实验,也是拉姆齐在这里做的。
故事启示
一个人不能没有“梦”,否则就会像古罗马哲学家小塞涅卡说的那样,“如果一个人不知道他驶向哪个码头,那么任何风都不是顺风。”但如果条件发生了变化,原有的“梦”不能“圆”了,就要因势应变,改弦易辙。重新做“梦”,否则将一事无成。拉姆齐的最初之“梦”,是运动员,当这个梦无法实现时,又重新编辑新的梦。有梦想加上奋斗,才是成功的铁律。
【误把新娘当动物】
你知道谁是俄国第一位诺贝尔奖的得主吗?可能很多人并不知道。但是,你知道“条件反射”学说的发现者吗?或许许多人能答得上来,他叫巴甫洛夫。巴甫洛夫就是俄国第一位荣获诺贝尔奖的人——1900年,因为他在消化生理研究中的重大贡献而获得诺贝尔医学和生理学奖。生理学家获得此殊荣,他是世界上的第一人。
1849年9月14日,巴甫洛夫出生于俄国中部梁赞镇一个穷教区的牧师之家,家境贫寒。为了全家生计,父亲除做牧师公务之外,还得在田间地头劳动;母亲也是这样,除料理家务之外,还时常当富有人家的佣人。巴甫洛夫从小就在勤劳、正直、性格开朗的父母的熏陶下,养成了勤劳这一使他终身受益的好习惯。同时,自幼的艰辛,锤炼了他强健的体魄和充沛的精力,以至于他在其后极端艰难、繁忙的工作中也能应付自如,活到87岁。
“得来全不费工夫”,只是一个美丽的愿望。巴甫洛夫的成功也是“忘我”的结果,下面这则故事可见他“忘”到了什么地步。在巴甫洛夫的实验室里,为了研究动物的条件反射,绑满了各种各样的动物:狗、兔、鸡、青蛙、老鼠……成天在实验室里进行实验研究的巴甫洛夫,没有时间与他的未婚妻西玛·卡尔捷尔捷夫斯卡娅会面,两人只是默默地相爱着。
终于有一天晚上,巴甫洛夫抽出了一点时间,约定与西玛会面。西玛如约来到了实验室,他连忙迎上前去与之热烈接吻、拥抱,随即拉着她的手,把她往缚有各种动物的实验架上捆绑。西玛原来以为他是在开一个科学玩笑,就没有声张;等到巴甫洛夫进入“角色”、动了“真格”,要把她当成动物做实验时,才知道他并非为了闹着好玩。这时她才大声呼叫,提醒他:“我是西玛,是您的未婚妻,不是做实验的动物。”这时,他才大梦方醒,赶忙把她从实验架上解了下来。
故事启示
“书痴者文必工,艺痴者技必良。”巴甫洛夫的忘我和痴迷,到了这样的地步——这是他成功的主要原因。痴迷和忘我可以认为是勤奋的最高境界。而巴甫洛夫的勤奋不是偶然形成的,也不是表现在一时一事上,是其长期的科研生涯中的一贯表现。
【心脏杀手“改邪归正”】
1975年,世界卫生组织发现了一个奇怪的现象:在芬兰的库奥皮欧、约恩苏、伊洛曼齐等几个城市,心脏病发病率遥遥高于芬兰的其他城市。这就怪了,一个面积不大,条件也差不多的国家,为什么这几个城市得心脏病的八会比其他地方高得离奇呢?
经过反复调查,真相终于大白。原来,这几个城市都与前苏联用来监视美国导弹的微波台毗邻,其中伊洛曼齐最近。1976年,羡国五角大楼的一份报告也说:“人们过分地置于微波之中会诱发心脏病。对青蛙的试验表明,跟心脏搏动次数频率相等的发射机,会导致心脏的停搏。”这样,微波就成了货真价实的“心脏杀手”。
对微波的研究已经证明,长时间置于微波中,对人的健康威胁极大。为此,一些国家已制定了环境中微波的最高标准。例如,在前苏联,规定最高量是0.1毫瓦/平方厘米;美国则规定为10毫瓦/平方厘米。那么,微波这个“无形魔鬼”能不能改邪归正,戴罪立功呢?
后来,美国人珀西一斯潘塞就到附近的玉米地里掰了一些玉米种子,随手撒在车间的雷达旁边。第二天早晨,这些玉米就变成了一颗颗绽放的“爆米花”。玉米“开花”,让珀西-斯潘塞陷入兴奋和沉思之中。他开始寻找原因,最终发现频率极高的微波,除了可以用于雷达来探测高速运动的物体之外,还具有鲜为人知的、强大的“热效应”现象,任何物品——包括看起来很干燥的食品内,都含有大量的水分子。而水分子吸收微波后,立即就产生高频振动和剧烈摩擦,使温度迅速升高。玉米种子正是在微波的热效应作用下才变成爆米花的。
珀西-斯潘塞的发现,在当时产生了很大的轰动效应。同年底,美国的雷声公司就研制出了用微波来烹饪的微波锅。当时这种稀少而珍贵的加热锅,只在医院等特别需要的单位才会使用。用微波烹调食物,颠覆了传统做食物的方法——不直接或间接用火。
进行微波烹调,必须有利用微波能的炉子和热的循环空气。为了解决这个问题,一家英国公司设计出了一种炉子——微波炉,并获得了专利。从此,微波炉开始逐渐向我们走来。微波炉靠的是微波——炉内的食物受到频率为2450兆赫兹微波的冲击:产生热量,食物就煮熟了。
产生微波的电子管叫“磁控管”,它首先是由英国的兰德尔)爵士和布特)博士想出来的。研制工作由伯明翰大学的一个小组进行。不过,这个小组的研究目的不是要搞什么烹调,而是要消灭纳粹分子——在第二次世界大战中,英国的雷达需要“谐振腔磁控管”。
目前,微波已愈来愈多地应用于军事、工业、医疗等各领域。
故事启示
这个故事给我们的启示,就是“化害为利”“化废为宝”。在大自然中,许多现象都是对人类健康不利的,与其避而远之,不如化害为利,利用它们的特点,为人类造福。最通俗的例子,就是人类对电的利用。微波也一样,从百害无一利,最后变为为我所用。所以说,世上没有绝对可怕的事,只要认识它,改造它,就能从人类的敌人变为人类的益友。
【从教训中得来】
钢笔,也称硬笔,是由一个叫沃特曼的美国人发明的。关于钢笔的发明,还有一段有趣的故事。
1809年,沃特曼在一家保险公司当营业员,一次,他和顾客做一笔数额巨大的生意,可是当沃特曼递给顾客羽毛笔,请他在合同上签字时,那羽毛笔漏了一滩墨水,竟把合同弄脏了。沃特曼只好重新去取新的合同。然而,就在这时,有位竞争对手乘虚而人,同这位顾客订了合同,抢走了这笔生意。这个教训太深刻了,沃特曼决心设计一种能自动控制墨水,使用又方便的笔。后来,他从植物内毛细管输递液体的原理中受到启示,经过多次实践,终于制成了钢笔。从此钢笔制造就逐步风靡了世界。
故事启示
如果你有沃特曼一样的遭遇,你是自认倒霉、服从命运呢,还是吸取教训,以杜绝不幸的重演呢?自认倒霉,就会把不幸归咎于老天不公;吸取教训,就会从自身找原因。如果你也有沃特曼这种志向,也许你也能发明一支“笔”来。
【“懒”出来的成果】
美国费城一家出版公司有个名叫杰朗的小伙子,是个打字员,每天都干着千篇一律的工作:把收信人的姓名和地名分别打在信封和信纸上。而杰朗是个性格开朗,精力充沛的小伙子,他决心去寻找乐趣和新意,便产生了“偷懒”的念头:设法把重复劳动简化一下,使自己的工作做得又快又好,节约出时间用于学习和娱乐。
这天,他突发奇想:如果在信纸上打一次收信人的姓名和地址,而在信封打收信人地址和姓名的地方剪一个小窗口,贴上透明纸,这样信封上不也就有了同样的地址和姓名了吗?下班后,他就开始用空白纸和信封做起了试验。开始几次,“小窗口”的位置开得不准确,常常挡住信纸上的字,这样会给邮局和收信人带来很多麻烦。他又重新开了几个不同位置的“小窗口”。折叠信封时,相应地把地址和姓名按统计表的折叠样式露出“窗口”前。
他试了一次又一次,终于满意地完成了自己的“偷懒”计划。并把自己的设想和样品向公司经理提了出来。公司经理对他的“偷懒”行为,大为赞赏,很快,他的建议得到了采纳和推广。杰朗的这个小发明给全球带来了好处。邮电部门的电报,在电文和电报封皮的处理上,便采用了这种方法,这就是透明电报封皮的由来。
故事启示
有时,人们歌颂勤奋耕地的老黄牛,却淡忘了发明拖拉机的人,尽管拖拉机耕地更快更轻松。所以,一味地强调苦干,未必是一件好事,只有在同样的条件下创造更多更大效益的人才是值得歌颂的。从本质上来说,许多发明创造,就是为了减轻人们的体力劳动,并创造效益最大化。所以,我们要正确认识什么是真正的“懒惰”,什么是“独创”精神。
【为了缓解牙痛的研究】
1658年初,法国科学家帕斯卡带着胃痛、失眠和牙痛,开始了他的数学研究。他此时研究的课题就是摆线。由于在此之前,他有过心中想起一些几何问题时牙就不痛的经历,所以就拼命地干了八个夜晚。最终对旋轮线的研究作了一个比较完各的总结:用几何方法求出了有关面积和相应旋转体的体积。由于这八天的牙不痛了,于是摆线成了他治牙痛的“秘方”。他的研究成果,被写成论文《论摆线》。
无独有偶,数学书也可以成为治病的“秘方”。捷克数学家波尔查诺讲过一个关于他本人的有趣小故事——用欧几里得的《几何原本》当“医生”。有一次他正在布拉格度假,不幸的是他生病了,浑身发冷,疼痛难忍。为了分散注意力,他拿起了《几何原本》。第一次阅读到第五卷中关于欧多克斯比例理论中的精彩理论时,他感到无比兴奋,以至于从病痛中解脱出来。后来,每当他的朋友生病时,他总是把阅读《几何原本》作为治病的妙方推荐给他们。
研究或阅读为什么可以治病呢?我们却可以对研究或阅读也能治病或减轻疼痛,给予科学的解释。人的痛觉的神经机制是,痛觉器官中的痛觉细胞,在接受一定刺激之后,会产生一定的神经波动。这种波动通过神经传到大脑皮层下的相应中枢,来自感受器的神经冲动在这里进行分析、综合活动产生“兴奋”,从而引起痛觉(或其他感觉)。当人在病痛时研究问题或看书学习时,另一部分中枢就会产生“兴奋”,从而使前述中枢的“兴奋”受到抑制,其结果就是疼痛减轻或消失。在日常生活中,有时我们会有这样的体会,当我们在专注地思考一个问题或看一本书时,周围的人大声地叫自己,自己却听不见,道理就是这。一次,法国数学家庞加莱在房中思考问题,来回踱步达3小时之久,却完全没有听到女仆通报有位芬兰数学家来访问的声音,这就是上述道理的例证。
但是,上述疼痛的减轻是暂时的,当这种“干扰”疼痛的刺激——例如上述学习、研究过去之后,疼痛又将恢复。因此,要彻底治疗病痛,还须靠正规的治疗。
故事启示
几百年前,在人们还不知道阅读或研究为什么能治病的原因时,人们只能用“神”的名义加以解释。那时,即使是科学家,他们也没有摆脱神的观念的束缚。科学研究是一个从浅入深、去伪存真的过程,这个过程有时需要数百年,甚至上千年。所以,在开始阶段,科学家们对某些现象不能做出正确的解读,也是常见的和正常的。
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