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第一章

皮亚齐发现“谷神星”

19世纪天文学史的第一页,便是发现小行星。1801年1月1日,意大利天文学家皮亚齐找到了第一颗小行星——“谷神星”,从而揭开了发现小行星带的序幕。

在整个太阳系中,火星轨道与木星轨道之间存在特别大的空隙,这使各行星在太阳周围的排列显得不太协调。这促使人们猜测在这一区域内可能有一颗尚未被观测到的行星。于是,整个欧洲大陆掀起了寻找这颗行星的热湖:在巴黎,天文台建议请24位天文学家分工,每人负责15度区域反复搜索;在德国,更是有6位天文学家成立了“天空搜索队”,用高质量的望远镜对这一行星进行系统追踪。但令人振奋的消息却首先从意大利传来。

1801年1月1日夜,西西里岛天文台台长皮亚齐在对金牛座进行通常的巡天观测时,发现了一颗从未见过的星体。此后,皮亚齐对此星连续跟踪41个夜晚,初步认定这是一颗彗星。他将这一发现告诉了德国柏林天文台台长波德,但波德肯定地指出:这不是什么彗星,而是多年来人们苦若寻找的、位于火星与木星之间的行星。后来进一步的观测证实,这确是一颗行星,人们将之命名为“谷神星”。由于它太小了,直径仅为地球的1/16,于是人们相信:在它的附近应该还有其他的行星。这样,随着搜索范围的扩大,众多小行星相继被发现,它们一起组成了火星与木星间的小行星带。现在,人们发现的小行星已达数千颗之多,并且这一数字仍在不断增长。在对小行星的发现和研究中,我国的天文学家也做出了卓越的贡献。

第一台回旋加速器建成

核物理学的发展与加速器有密切的关系。回旋加速器是圆形粒子加速器种类中的第一种,它是用相刘小型的仪器获得高速度和高能量的加速装置。

回旋加速器的原理与设想,是由美国物理学家劳伦斯1930年首先提出的。劳伦斯(Ernest Orland Law rence,1901~1958)是美国伯克利大学教授,很早就选定了核物理学作为自己的科研方问。当时,为了研究核物理,劳伦斯提出了一种使粒子作曲线运动并同时加速的方案。1929年初复的一天,正当他苦思如何利用低电压获得高能粒子之际,在伯克利分校图书馆中他看到了维德罗有关直线加速器的论文,他立即想到是否有可能改变加速粒子的共振方式,例如让正离子在磁场的作用下,在两个半圆形电极之间进行回旋运动,从而得到加速的方法。

1930年的春天,劳伦斯的设想第一次得到了检验的机会。他让他的研究生爱德勒夫森(Nels Edlefson)做了两个结构相当简陋的加速器模型。用一块现成的磁铁,装成一台玻璃真空室,真空室的直径只有1016厘米,室中固定两块半圆形的中空腔体电极,在电极间加无线电频率的高电压,把氢离子注入后,居然显示出了使离子回旋加速的效果。

1931年春天,劳伦斯得到了国家科学研究委员会的第一笔资金,使得研究工作有了迅速进展。他又让利文斯顿(MSLivingston)做了一只微型回旋加速器,直径(指真空室)1143厘米,在两D形电极上加不到1000电压,竟得到了8万伏的加速效果。很快地,回旋加速器的尺寸在加大,同时也进入到标准化设计与建造的时代。

回旋加速器不仅是核物理试验中的一种重要设备,而且在工业、医疗等方面有着广泛的用途。

科学巨匠牛顿诞生

伊萨克·牛顿于1643年1月4日诞生在英国林肯郡伍尔索普村庄。

牛顿1661年考入剑桥大学三一学院。1664年上半年开始从事新的力学研究。1665年,牛顿获得学士学位。同年,牛顿回到家乡躲避瘟疫,这两年是他创造发明的高峰期。他先后创立了二项式定理、光的分解、流数法,还确立了第一、第二定律和引力定律的基本思想。1668年,26岁的牛顿回到剑桥大学,被选定继承巴罗的主讲席位,任数学教授。同年他和巴罗合作完成了《光学和几何学讲义》。1675年做了有名的“牛顿环”实验。1684年,牛顿在他的挚友哈雷的热情劝说和鼎力支持下,出版了巨著《自然哲学的数学原理》,宣告了牛顿力学的形成,其影响遍布自然科学的所有领域。他于1705年被封为爵士,终身未婚。

牛顿一生硕果累累,除微积分、万有引力定律、三大运动定律的发明,创立完整的力学体系外,还发现了太阳光的光谱,发明了反射式望远镜等。一个多世纪的物理学在牛顿那里有了第一次大综合。但他却谦逊地说:“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩膀上。”

1727年牛顿逝世后,墓志上铭刻着:“伊萨克·牛顿爵士安葬在这里。他那几乎神一般的思维力,最先说明了行星的运动和图像,彗星的轨道和大海的潮汐。他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角、颜色所产生的种种性质,对于自然、考古和圣经,是一个勤勉、敏锐而忠实的诠释者,他在他的哲学中确认上帝的尊严,并在他的举止中表现了福音的淳朴,让人类欢呼,曾经存在过这样伟大的一位人类之光。”

魏格纳提出大陆漂移说

1915年1月6日,在法兰克福地质学会上,德国人魏格纳做了题为“大陆与海洋的起源”的讲演,正式提出了大陆漂移说。在1915年出版的《海陆的起源》一书中,魏格纳对大陆漂移说又进行了系统的阐述。按照此学说,在距今约3亿年前的古生代,地球上只有一块大陆,由于潮汐力和地球自转离心力的作用,大陆开始分裂并向各个不同方向漂移。到距今约300万年前,大陆就漂移到我们今天所看到的位置。

大陆漂移说的提出,在地质学界引起了轰动。因为它明确地向当时在地质学中占统治地位的大陆固定论提出了挑战。但是,在大陆漂移说中存在一个致命弱点,这就是对漂移的动力机制没有提供可靠而有说服力的说明。因此,人们很快就对这一学说产生了怀疑。到1926年,在美国召开的一次地质学讨论会上,大陆漂移说基本上被否定了。

在一片反对声中,魏格纳没有放弃自己的学说,他一直致力于寻找大陆漂移的证据。1930年11月,在冰天雪地的格陵兰岛上,魏格纳度过了他50周岁生日,随后在外出考察途中失踪,直到第二年春天人们才找到了他的遗体。在魏格纳身上,真正体现了为科学事业而献身的科学精神,我国前科学院副院长竺可祯曾专门著书悼念他,其言辞恳切,大有英雄相惜之意。还引用杜甫凭吊诸葛亮的诗句以示怀念:“出师未捷身先死,常使英雄泪满襟。”

二次世界大战以后,随着众多新证据的发现,大陆漂移说得以复兴。海底扩张说的提出,解决了大陆漂移的动力机制问题,而板块结构理论的建立,使大陆漂移学说成为一个完整的科学理论被人们所接受。1984年5月21日,美国国家航空和航天局宣布:卫星首次测出了大陆漂移的事实。

中国科学工作者首次登上南极大陆

1980年1月12日,中国科学工作者首次登上南极大陆,在南极的探险和开发历史上写下了值得纪念的一页。这次南极之行是根据1978年6月中国和澳大利亚外长草签的科技文化合作协定精神,应澳大利亚政府科学和环境部的邀请而进行的。中国派出了国家海洋局第二海洋研究所的海洋物理学家董兆乾和中国科学院地理研究所的助理研究员张青松,参加澳大利亚组织的南极考察活动,从而揭开了中国极地考察事业的序幕。

1984年11月,中国首次派出国家南极考察队,并于1985年2月,在乔治王岛建成中国第一个南极考察基地——长城站。1988年11月,中国首支东南极考察队踏上征程,并于次年2月在东南极的拉斯曼丘陵上建成了中国第二个南极考察基地——中山站。截至2002年3月,中国成功组织了19次南极科学考察,约有3000人次赴极地考察。

多少年来,人们一直对南极地区迷恋,渴望揭开南极之谜。原因不外有科学的、经济的、战略上的和政治上的。

科学家们发现,南极地区有着特殊的位置和下垫面,以及奇特的环境状态,有许多学科的研究必须在南极地区这个天然实验室内进行;有关南极地区的一些科学问题具有全球性意义,与人类的前途和命运休戚相关;南极地区诱人的资源很多,包括矿产资源、海洋生物资源。

南极大陆未来的开发利用,已经为世界各国关注。目前已有26个国家在南极设立了科学考察站,各种瓜分南极的主张和借口应运而生,目的主要在于夺取南极大陆丰富的资源,尤其是能源。各国政府耗巨资支持南极探险和考察,重要目的之一就在于跻身南极,为未来着眼。

贝尔实验室开始进行亚特兰大光通信应用实验

从1974年开始,贝尔实验室着手设计亚特兰大光波通信线路,到1975年底已经安装完毕。1976年1月13日,该室的科学家和工程师开始实验447兆比特/秒的光通信系统。该系统由长寿命的激光器、光电中继器、光波再生器(发射再生器、接收再生器和线路再生器)、光缆和光电接收器组成。这次实验是该室的有关各学科的科技人员共同努力和多学科合作的系统工程,这个系统的代号为“FT3”,光缆长度为658米,共装有144根光导纤维,每根光导纤维的折射系数从外向中心逐渐增加,以便达到功率耗损极小的目的。

光缆的最外层为护套,护套内装有近20条钢丝,分别装嵌在塑料套之内,以便增加护套的强度。光缆的标准芯子由12条条带组成,每条条带封装了12条玻璃光纤,光纤叠装并拧在一起。芯子由纸套包裹,然后再加聚乙烯夹套,套外用多条聚烯烃麻线包裹,最外层为护套,护套内封装了多条钢丝,以便增大强度,构成一条光缆。

这次实验中的激光器有六万分之一瓦的功率输入到光导纤维中,接收器能够检测到十亿分之四瓦的功率输入,差错率低于10—9比特。在应用低耗损光纤联结技术时,无差错传输信息超过109千米,相当于通过光缆环路17周。按照该室的统计,总无差错的器件1小时达到20万小时,约75%工作日无差错。

经过两年的筹备和贝尔实验室与西方电气公司技术人员的共同努力,世界上第一次光波通信的应用实验取得了圆满成功。

欧姆提出欧姆定律

现在,欧姆定律是经典物理中一个浅显的电学定律,但自1800年伏打发现电流和电堆,一直到1821年温差电池和1820年电流磁效应发现之后,欧姆才于1826年发现了电流的定律。因为当时电阻、电压等概念还没有出现,同时也没有一个高灵敏电流计来测定电流的强度值。一个未知规律的取得,无论今天看来有多么简明易懂,都需要科学家付出辛勤的努力和勇敢的探索。

欧姆定律是通过类比法发现的。欧姆认为电流现象与热现象很相似:导热杆中的热流相当于导线中的电流,导热杆中的两点之间的温度相当于导线中两端之间的驱动力。如果导热杆中两点之间的热流强度正比于这两点之间的温度差时,那么电流强度也应该正比于驱动力。但是,无论如何类比也只不过是一种思维活动,其结论还要由实验来检验。

欧姆用伏打电池或温差电池做实验时,遇到了测量不准确的困难。他转向利用电流的磁效应设计了一个电流扭秤。经过大量实验发现,通过计算的数值和实验数值基本吻合。欧姆正式在《金属导电定律的测定》中公布了这样的规律:电流强度与导线长度成正比。1827年又在《动电电路的数学研究》中作了数学处理,得到一个更加完满的公式:S=R·E。其中S表示导线的电流强度,R为电导率,E为导线两端的电势差,这就是著名的欧姆定律。

欧姆生于埃尔兰根的一个锁匠家里,没有接受过正式的教育。他的论文发表后,曾遭到非难,但他的工作逐渐得到人们的重视。1841年英国皇家学会授予他科普利奖。1849年当他62岁时,被任命为慕尼黑大学的非常任教授。后人为了纪念他在电学方面为人类做出的贡献,把电阻的单位定为“欧姆”。

泡利提出不相容原理

泡利(Wolfgang Ernst Pauli,1900~1958),瑞士籍奥地利理论物理学家,1900年4月25日生于维也纳。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学的研究生,导师是A·索末菲。1921年以一篇关于氢分子模型的论文获得博士学位。1922年在哥廷根大学任M·玻恩的助教,结识了来该校讲学的N·玻尔。这年秋季到哥本哈根大学理论物理学研究所工作。1923~1928年,在汉堡大学任讲师。1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。1935年为躲避法西斯迫害而到美国,1940年受聘为普林斯顿高级研究院的理论物理学访问教授。由于发现“不相容原理”(后称泡利不相容原理),获得1945年诺贝尔物理学奖。1946年重返苏黎世的联邦工业大学。1958年12月15日在苏黎世逝世。

泡利不相容原理是泡利于1925年1月16日提出的。原子中不可能有两个或两个以上电子处在同一状态。电子的状态可以用四个量子数来表示,则原子中不可能有两个或两个以上电子的四个量子数完全相同。具有多个电子的原子,其中主量子数n和轨道量子数l相同的电子称等效电子,这类电子的n、l两个量子数已经相同,故至少要有一个不同,因此这类电子的状态要受到泡利不相容原理的限制。这正是原子结构中电子按壳层分布并出现周期性的主要原因。

英国探险家斯科特到达南极级点

1911年的1月17日,英国探险家斯科特率领的探险队到达南极极点,整个探险队成员在归途中全部牺牲。

早在两三千年前,就有人猜想在南方有一块未知的大陆。为了寻找这块神秘的土地,无数的勇士纷纷南下。20世纪初,更多的探险家奔向了迷人的南极,其中,英国人斯科特的事迹最令人难忘。

1901年8月,斯科特率领一支探险队第一次远征南极。他们经过一番苦斗,来到了离南极点只有350千米的地方,胜利在望却遇到了极为恶劣的天气,食物和燃料也将耗尽,队员病倒,只好败退回来。

执着的追求使斯科特又做了8年的准备。1910年6月,他又率领一支65人的探险队离开英国直向南极。谁知,这时挪威极地探险家阿蒙森也奔向了南极,他们谁能首先到达南极点呢?一场历史上著名的“探险竞赛”就这样开始了。

斯科特是驾西伯利亚矮种马拉雪橇去的。这种马适应不了南极的严寒,又都陷入雪中,一匹一匹地死去了,最后只好用人力拉雪橇。暴风雪、冻伤、体力下降,打击一个接一个地向斯科特袭来。已经胜利在望了,1911年1月16日,队员却发现了挪威的旗子,显然,对手走到了他们的前边,这是极为沉重的精神打击,有的队员精神几乎要垮下来了。

1月17日,斯科特探险队到达了南极极点,他们在挪威人的帐篷里看到了阿蒙森留下的信。他们把英国国旗插在帐篷旁边,他们成了到达南极极点的亚军。第二天,精疲力尽的斯科特探险队踏上归途,他们按照科学探险的惯例,仍然沿途收集各类岩石标本,书写探险日记。

8个月后,搜索队找到了他们的帐篷和遗体,人们在斯科特身边发现了18千克岩石和各种化石标本——他们在死亡降临的时候仍然没有丢下科学,仍然为人类保留着科学财富。

类人猿发现问题上的人类学家之争

1979年1月18日,美国《纽约时报》头版以标题“类人猿发现问题上的人类学家之争”,介绍了英国人类学家理查德·利基和美国人类学家唐纳德·C·约翰逊博士之间一场激烈的争论。争论的焦点是:约翰逊等新发现的猿人化石是否为迄今已知最古老的猿人或类人猿化石。

利基家族几代以研究类人猿而著称。路易斯·利基及妻子玛丽·利基在1959年用找到的碎片拼出了一个相当完整的头骨化石。该头骨的年代为175万年前,被归为人科南方古猿鲍氏种,命名为“能人”。1972年,理查德·利基挖到了一个相当完整的颅骨化石,头盖骨较大,没有明显的眉嵴骨,经分析,认定该头骨化石的年代为190万年前,属于“能人”。

1974年秋,约翰逊及其小组发现了一具保留着近40%化石的骨架,与现代人极为相似,距今年代为300万年,给其取名为“露西”。约翰逊将“露西”确定为一个新种,命名为南方古猿阿法种。后来,他的小组在另一次田野调查中,出土了至少13具保留较完好的遗骸化石。约翰逊将他的一系列发现取名为“第一家庭”。

约翰逊认为自己找到了最古老的类人猿化石,并建立了一个进化谱系,还试图把利基家族的一系列重大发现纳入其进化谱系,有独享最古老人类发现者殊荣的意图。利基则谨慎指出,约翰逊的结论过于草率,“露西”的归属还是一项有待商榷的化石发现。

有关基因证据以及最近的一些考古新发现表明,人猿揖别的时间正如利基猜想的那样,至少应在500万年乃至700万年以前,只是尚未找到化石证据,利基父子长期以来倡导的“灌木丛”式的进化思想,更具说服力了。

英国大发明家瓦特诞生

16~17世纪,煤作为能源被大量开采。随着煤矿的增加和矿井越开越深,排除矿井中的积水,成为煤生产中的关键问题。急需寻求新的动力机,来解决经济和生产的需要。巴本、纽可门先后设计了蒸汽动力机,但由于易爆危险、效率低等原因,不能满足需要。要使蒸汽机成为具有巨大工业效益的动力机械,必须在结构上作重大的改进,这个工作最终由一位大学的仪器修理工——瓦特在英国实现。

詹姆斯·瓦特1736年出生在苏格兰的一个木匠家庭,从小饱受贫穷和疾病的折磨,他的教育是在家庭和父亲的工场里受到的。1756年,他在格拉斯哥大学做机修工。1763年,他受命修理大学的一台纽可门蒸汽机,得以仔细研究纽可门机的结构,并发现它热量损失太大是由于每工作一次汽缸和活塞都要冷却。1765年他终于想出了在汽缸之后再加一个冷凝器的主意。1769年,他造出了第一台“单动式蒸汽机”,并获得了发明冷凝器的专利。1782年,他进一步设计了双向汽缸,1784年又制造了一台“双冲程蒸汽机”,并加上了飞轮和离心节速器,把单向运动变成旋转运动。

瓦特蒸汽机的主要特点是改大气压力做功为蒸汽直接推动活塞做功,增加了冷凝器,提高了效率。这在蒸汽机发展史上迈开了具有决定性的一步,成为可用一切动力机械的万能“原动机”。到1790年,瓦特机几乎全部取代了老式的纽可门机。纺织业、采矿业和冶金业等在瓦特机的带动下迅猛发展,蒸汽机改变整个世界的时代到来了。

瓦特的一生,都贡献给了蒸汽机的研制事业。恩格斯把蒸汽机看作是第一个真正国际性的发明,这是对其贡献的最好评价。英国人为了纪念他,特意在他的住宅处给他建造了铜像。

我国首次大规模日全食综台观测获得成功

日全食是一种奇异壮观且罕见的自然景象,也是人们认识太阳的好机会。太阳由光球、色球、日冕三层组成。光球层在最里面,色球层在光球层之外,最外面是温度极高、光度仅有太阳百万分之一的日冕层。平时,色球和日冕都淹没在光球的明亮光辉之中。日全食时,月亮挡住了光球,漆黑的天空中相继显现红色的色球和银白色的日冕,此时可观测色球和日冕,拍摄照片和光谱图,以研究太阳的物理状态和化学组成。

观测日全食也可以研究太阳和地球的关系。太阳上产生强烈活动时,远紫外线、X射线辐射等会增强,使地球的磁场、电离层发生扰动,产生磁暴等地球物理效应。日全食时,月亮遮掩了日面上的辐射源,各种地球物理现象会发生变化。因此,日全食时进行地球物理效应的观测和研究就有很大科研价值。

据新华社1969年1月22日报道,我国曾派出由中国科学院紫金山天文台、地球物理研究所和中央气象局等100多个单位的上百人组成的观测队对1968年新疆发生的日全食进行空前规模的综合观测。他们在新疆的昭苏、伊宁、喀什等地进行了太阳活动区对电离层影响、日冕—黄道光、日食地球物理和大气效应等数十个研究项目的观测。其中射电—电离层联合观测获得了太阳活动区对电离层影响的综合资料;日冕—黄道光观测采用了非密封舱飞机进行高空观测,结果远远超过了当时的世界水平;另外还拍摄了清晰的日冕照片,获得了日全食对大气和地球物理影响的大量观测数据。这是我国在“文革”的动荡年代里取得的难得的科研成果,为后来的研究积累了宝贵资料。

法拉第发现电解定律

1833年1月23日,英国科学家法拉第提出了电解定律。法拉第自幼家境贫寒,从1812年自荐作戴维的助手起,法拉第开始了他的物理化学研究生涯。他在物理学方面的最大成就是在电磁感应方面。他对化学的卓越贡献是电化学。

电解是借电流的作用而进行化学反应的过程。1800年,意大利物理学家伏打制成了世界上第一个化学电源——伏打电池。同年,英国解剖学家卡里斯尔和工程师尼科尔森用自制的伏打电池分解了纽利巴河的水。他们开创了化学上的新领域——电解。1807年,英国化学家戴维和其他一些人通过电解成功得到了钾、钠、钙、锶等金属。电解法给化学界带来了一个又一个奇迹。如同拉瓦锡首先注意到化学反应中物质量的变化一样,法拉第也是注意到电解中物质量和电流量关系的第一人。

1833年,通过对一系列电解实验的研究,法拉第提出了电解物质所遵循的规律:电解产生的某物质的量与通过的电量成正比;当相同的电量通过电路时,电解所产生的不同物质的比等于它们的化学当量值(原子量)的比。电解定律提供了电量与化学反应间的定量关系,奠定了电解电镀等化学工业的理论基础,成为联系物理学和化学的桥梁。电解定律还表明,电也应当具有微粒性。这是电荷不连续的最早猜想。

美国“旅行者2号”星际探测器首次飞到天王星

1986年,对美国的航天事业来说,是灾难性的一年。包括“挑战者号”航天飞机在内的许多航天器的发射均告失败,给人类太空事业的未来蒙上了一层久久不能消散的阴云,然而,“旅行者2号”对天王星的探测获得的巨大成功,与前面的失败形成了鲜明的对比。

天王星距地球十分遥远,以至向地球发射秒速为30万千米的无线电信号,也要花9个多小时。用天文望远镜观察它时,所看到的图像总是模糊不清。1986年1月24日17时59分,经过8年的漫长岁月和48亿千米的长途跋涉,“旅行者2号”横穿距天王星赤道10707万千米处,航行长达6个小时,仔细观察了天王星的真实面貌,拍摄了大量珍贵的照片。如此近距离地考察一颗距地球30亿千米远的天体,这还是第一次。在会合的24小时内,探测器收集的资料,是自天王星发现以来人类获得的有关天王星资料的好几倍。

20世纪70年代末,美国宇航局利用一次几百年一遇的罕见的行星排列机会“二箭四雕”,发射了“旅行者1号”、“旅行者2号”两颗外行星探测器。“旅行者1号”在飞过木星和土星后,完成了自己的绝大部分使命。而“旅行者2号”则利用土星的引力,改变航向并加速飞往天王星,然后再飞往海王星。迄今为止,它已拜访了太阳系中九大行星中的四“兄弟”:木星、土星、天王星和海王星,发回堪称无价之宝的大量图片和数据。它近距离观测了这四颗气状行星、周围的环状物以及绕它们旋转的复杂多变的卫星。现在,这艘孤独勇敢的飞船距太阳1015亿千米,正以56万千米的时速奔向更遥远的星际空间。

伦福德提出“热是一种运动形式”

热质说支持着18世纪后期的热学,但它有一个弱点,即人们不能肯定热质是否也和其他物质一样具有质量。致力于推翻热的物质说的第一个物理学家是本杰明·汤姆逊(Benjamin Thomp—son Rumford),即伦福德伯爵。1753年他出生于美国马萨诸塞州的北沃本恩。1790年被巴伐利亚选帝候封为伦福德伯爵。1814年在法国逝世。

1798年,伦福德在慕尼黑一家兵工厂监督大炮钻孔工作。一个偶然的机会,他发现被加工的黄铜炮身在短时间内得到了相当多的热量,而被刀具刮削下来的金属屑的温度更高,超过了水的沸点。按照热质说,这些发出来的热量来自物质内部包含的热质。可是从青铜中跑出来的热质太多了,全部加起来甚至可以把它本身熔化,这显然是热质说无法说明的。为了寻求热的来源和对它的本质做出解释,他做了一系列的测定实验。他将金属柱和钻削装置全部浸在水中,用一个钝钻头与炮筒摩擦生热,使一定量的水的温度升高。结果在1小时内使水的温度升到107,到了15小时水温升到142,到了25小时,就使水沸腾了。伦福德对铜屑的比热作了精确的测定,结果发现铜屑的比热与一般炮筒的比热没有什么区别。他从摩擦产生的热显然是取之不尽的事实推断出热不是物质,而是来自物质的运动的理论。1798年1月25日,他向皇家学会作了报告,结论是:摩擦产生的热是无穷无尽的,与外部绝热的物体不可能无穷无尽地提供热物质,热只能认为是一种运动形式。

伦福德的报告引起了巨大反响,无疑是对热质说的一个沉重打击。但由于他的测量有明显误差,没有测量实验中热量的损失,也没有提出一个建设性的学说来取代热质说,他的愿望没有实现。直到19世纪40年代末,由于能量守恒定律的确立,热动说才获得了最后的胜利。直到今天,人们才形成正确概念:热是大量分子的无规则运动。

非欧几何创始人波尔约逝世

1860年1月27日,匈牙利数学家、非欧几何创始人之一的J·波尔约逝世。波尔约1802年12月15日出生于匈牙利克劳堡森(今罗马尼亚的卢日),其父F·波尔约是高斯的同学和至友,也是一位数学教授。1818~1822年间,波尔约在维也纳皇家工程学院学习,其间(约1820年)他试图证明欧几里德平行公理,在认识到这种努力没有任何希望之后,转向构造新的几何学。1823年,波尔约得到了非欧几何的基本原理,在11月23日给他父亲的信中,他写道:“我已得到如此奇异的发现,使我自己也为之惊讶不已。”

对于非欧几何,波尔约称之为绝对几何,并将自己的发现于1825年左右写成一篇26页的论文《绝对空间的科学》。这篇论文作为他父亲的著作《向好学青年介绍纯粹数学原理的尝试》第一卷的附录出版,后便以《附录》著称。这也是波尔约发表的惟一的数学著作。文中波尔约以简洁概括的形式提出了一个完整、无矛盾的非欧几何体系。1832年2月14日,F·波尔约将论文寄给高斯,然而高斯回信说:“称赞他就等于称赞我自己,整篇文章的内容,您儿子所采取的思路和获得的结果,与我在30至35年前的思考不谋而合。”这对波尔约无疑是一个很大的打击,也是他不再发表数学文章的一个重要原因。

波尔约和罗巴切夫斯基在同一时期各自独立地对欧氏几何的平行公理进行了批判性的研究,创立了非欧几何学。非欧几何的诞生,是自希腊时代以来数学中的一个重大变革。

美国“挑战者”号航天飞机失事

1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机整装待发,7名宇航员,其中包括2名女宇航员,肩负着太空探索的任务,按时进入了机舱。克里斯塔·麦考利夫是一位小学教师,是美国的第一位从普通人中选拔的宇航员,志愿参加美国政府的“公民航天”计划,她希望利用这次机会,向全世界的儿童进行空中授课,实现人类第一次太空授课的壮举。

格林尼治时间16时39分(当地时间11时39分),“挑战者”号点火升空,它拖着长长的火焰直蹿天穹。然而,仅仅过了73秒钟,突然亮光一闪,紧接着地面人员听到了像打雷一般的轰然响声,瞬间“挑战者”号变成一团火球,直坠大西洋。就这样,这架已作过9次太空成功飞行的航天飞机,带着7名壮志未酬的宇航员一起遇难了。

对宇航员来说,最担心的是来自大自然的威胁,更令人可怕的却是人为的差错。美国“挑战者”号航天飞机的失事,在世界航天史上留下了一个巨大阴影。导致这次惨祸的直接原因是航天飞机右侧固体火箭助推器的密封装置失效,致使燃气外泄,喷出火舌,引起推进剂贮箱的爆炸。除了设计上的缺陷外,发射时气温过低也是一个直接的诱因,使合成橡胶失去弹性,丧失密封作用。

在前几次飞行时,已经发现橡胶密封圈有移位、腐蚀或烧坏的情况。美国航天局已了解到这个情况,并把它列为要优先解决的课题,但未付诸实施。

似乎无足轻重的密封橡胶圈,竟导致了世界航天史上的这一最大空难,使7名风华正茂的宇航员魂丧长空,这一教训是十分深刻的。 giPYoygjX3kLP28cXvS4sN/OUO/CCpBf/74PGvJninTQEFA151KjYkrzu2LG1mvU

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