导语:科学,分科而学的意思,后指将各种知识通过细化分类(如数学、物理、化学等)研究,形成逐渐完整的知识体系。它是关于发现发明创造实践的学问,它是人类探索研究感悟宇宙万物变化规律的知识体系的总称。
万有引力与光
牛顿二十三岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。在乡下度过的休学日子里,他从没间断过学习和研究。万有引力、微积分、光的分析等发明的基础工作,都是这个期间完成的。
那时,乡下的孩子是常常用投石器打几个转转之后,把石抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不掉下来。
这些事实使他怀疑起来:“什么力量使投石器里面的石头,以及水桶里的牛奶不掉下来呢?对于这个问题,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这时,牛顿一头扎进”引力“的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球距
地球的距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是十六英尺,但据推算仅得十三点九英尺。在失败的困境中,牛顿毫不灰心和气馁,反而以更大的努力进行辛勤地研究。整整经过了七个春秋寒暑,到三十岁时终于把举世闻名的”万有引力定律“全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。
这时期牛顿还对光学进行了研究,发现了颜色的根源。一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端
现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。
经过进一步研究,牛顿指出世界万物所以有颜色,并非其自身有颜色。太阳普照万物,各物体只吸收它所接受的颜色,而将它所不能接受的颜色反射出来。这反射出来的颜色就是人们见到的各种物体的颜色。这一学说准确地道出颜色的根源,世界上自古以来所出现的各种颜色学说都被它所推翻。
诺贝尔化学奖得主居里夫人
居里夫人即玛丽居里(Marie Curie),是一位原籍为波兰的法国科学家。她与她的丈夫皮埃尔居里(Pierre Curie)都是放射性的早期研究者,他们发现了放射性元素钋(Po)和镭(Ra),并因此与法国物理学家亨利。贝克勒尔(Henry Becquerel)分享了1903年诺贝尔物理学奖。之后,居里夫人继续研究了镭在在化学和医学上的应用,并且因分离出纯的金属镭而又获得1911年诺贝尔化学奖。
居里夫人在婚前姓名为曼娅。斯卡洛多斯卡(波兰文为Manya Sklodowska),于1867年11月7日出生于波兰华沙市,当时波兰正在俄国统治之下。曼娅的父母都是教师,在她出生(她是他们的的第五个孩子)后不久他们就失去了教师职位。为了糊口,他们包下了一些学生的伙食。为此,年轻的曼娅也要协助做饭,每天要工作很长时间。然而她仍获得了中学生的优秀奖章。中学毕业后,她当了家庭教师。1891年她到巴黎进了巴黎大学,攻读物理学和数学,毕业时成绩名列全班第一。1894年她与法为物理学家皮埃尔。居里相识,第二年他们结了婚。
从1896年开始,居里夫妇共同研究起了放射性。在此之前,德国物理学家伦琴(Wilhelm Roentgen 1845-1923)发现了X-射线(他因此获得1901年诺贝尔物理学奖),贝克勒尔发现了铀盐发射出类似的射线。居里夫人发现钍(Th)亦具有放射性,并且沥青铀矿的放射性比任何含量的铀和钍能够解释的要强。居里夫妇于是努力寻找,终于在1898年宣布发现了放射性元素镭。他们最终从8吨废沥青铀矿中制得1克纯净的氯化镭,还提出了-射线(现在已知它是由电子组成的)是带负电荷的微粒的观点。
1906年皮埃尔。居里不幸被马车撞死,但居里夫人前未因此而倒下,她仍然 继续研究,于1910年与德比恩(Andre Debierne,1874-1949年,于1899年从沥青铀矿中发现放射性元素锕Ac)一起分离出纯净的金属镭。
1914年第一次世界大战爆发时,居里夫人用X-射线设备装备了救护车,并将其开到了前线。国际红十字会任命她为放射学救护部门的领导。在她女儿依伦(Irene Curie)和克莱因(Martha Klein)的协助下,居里夫人在镭研究所为部队医院的医生的护理员开了一门课,教他们如何使用X-射线这项新技术。20世纪20年代末期,居里夫人的健康状况开始走下坡路,长期受放射线的照射使她患上白血病,终于在1934年7月4日不治而亡。在此之前几个月,她的女儿依伦和女婿约里奥-居里(Joliot-Curie)宣布发现人工放射性(他们俩因此而荣获1935年诺贝尔化学奖)。
居里夫人的大半生都是清贫的,提取镭的艰苦过程是在简陋的条件下完成的。居里夫妇拒绝为他们的任何发现申专利,为的是让每个人都能自由地利用他们的发现。他们把诺贝尔奖金和其奖金都用到了以后的研究中去了。他们地研究工作的杰出应用之一就是应用放射性治疗癌症。