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世界近代著名科学家(2)

 ykz480 2013-11-27

 

  

   

爱迪生1847年2月11日生于美国中西部的俄亥俄州的米兰小镇。父亲是荷兰人,爱迪生7岁时,父亲经营屋瓦生意亏本,将全家搬到密歇根州休伦北郊的格拉蒂奥特堡定居。母亲曾当过小学教师,是苏格兰人的后裔。爱迪生8岁上学,但仅仅读了三个月的书,老师总被他古怪的问题问得嘡目结舌,反斥他为“低能儿”而撵出校门。从此以后,他的母亲是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育,使得他对读书发生了浓厚的兴趣。“他不仅博览群书,而且一目十行,过目成诵”。8岁时,他读了英国文艺复兴时期最重要的剧作家莎士比亚、狄更斯的著作和许多重要的历史书籍,到9岁时,他能迅速读懂难度较大的书,如帕克的《自然与实验哲学》。10岁时酷爱化学,为了赚钱购买化学药品和设备,他开始了工作。12岁的时候,他获得列车上售报的工作,辗转于休伦港和底特律之间。他一边卖报,一边兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到图书馆看书。他买了一架旧印刷机,开始出版自己的周刊-《先驱报》,第一期周刊就是在列车上印刷的。他用所挣得的钱在行李车上建立了一个化学实验室。不幸有一次化学药品失火,他连同他的设备全被扔出车外。另外有一次,当爱迪生正力图登上一列货运列车时,一个列车员抓住他的两只耳朵提上车,导致了爱迪生失聪。1862年8月,爱迪生以大无畏的英雄气魄救出了一个在火车轨道上即将遇难的男孩。孩子的父亲对此感恩戴德,但由于无钱可以酬报,愿意教他电报技术。从此,爱迪生便和这个神秘的电的新世界发生了关系,踏上了科学的征途。1863年,爱迪生担任大干线铁路斯特拉福特枢纽站电信报务员。从1864年至1867年,在中西部各地担任报务员,过着类似流浪的生活。足迹所至,包括斯特拉福特、艾德里安、韦恩堡、印第安那波利斯、辛辛那提、那什维尔、田纳西、孟斐斯、路易斯维尔、休伦等地。1868年,爱迪生以报务员的身份来到了波士顿。同年,他获得了第一项发明专利权。这是一台自动记录投票数的装置。爱迪生认为这台装置会加快国会的工作,它会受到欢迎的。然而,一位国会议员告诉他说,他们无意加快议程,有的时候慢慢地投票是出于政治上的需要。从此以后,爱迪生决定,再也不搞人们不需要的任何发明。1869年6月初,他来到纽约寻找工作。当他在一家经纪人办公室等候召见时,一台电报机坏了。爱迪生是那里唯一的一个能修好电报机的人,于是他谋得了一个比他预期的更好的工作。10月他与波普一起成立一个“波普-爱迪生公司”,专门经营电气工程的科学仪器。在这里,他发明了“爱迪生普用印刷机”。他把这台印刷机献给华尔街一家大公司的经理,本想索价5000美元,但又缺乏勇气说出口来。于是他让经理给个价钱,而经理给了4万美元。爱迪生用这笔钱在新泽西州纽瓦克市的沃德街建了一座工厂,专门制造各种电气机械。他通宵达旦地工作,培养出许多能干的助手,同时,也巧遇了勤快的玛丽-他未来的第一个新娘。在纽瓦克,他做出了诸如蜡纸、油印机等的发明,从1872至1875年,爱迪生先后发明了二重、四重电报机,还协助别人搞成了世界上第一架英文打字机。1876年春天,爱迪生又一次迁居,这次他迁到了新泽西州的“门罗公园”。他在这里建造了第一所“发明工厂”,它“标帜着集体研究的开端”。1877年,爱迪生改进了早期由贝尔发明的电话,并使之投入了实际使用。他还发明了他心爱的一个项目-留声机。电话和电报“是扩展人类感官功能的一次革命”;留声机是改变人们生活的三大发明之一,“从发明的想象力来看,这是他极为重大的发明成就”。这个时候,人们都称他为“门罗公园的魔术师”。爱迪生在发明留声机的同时,经历无数次失败后终于对电灯的研究取得了突破,1879年10月22日,爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯。为了延长灯丝的寿命,他又重新试验,大约试用了6000多种纤维材料,才找到了新的发光体-日本竹丝,可持续1000多小时,达到了耐用的目的。从某一方面来说,这一发明是爱迪生一生中达到的登峰造极的成就。他又创造一种供电系统,使远处的灯具能从中心发电站配电,这是一项重大的工艺成就。1883年。试验电灯时,他观察到他称之为爱迪生效应的现象:在点亮的灯泡内有电荷从热灯丝经过空间到达冷板。爱迪生在1884年申请了这项发现的专利,但并未进一步研究。而旁的科学家利用爱迪生效应发展了电子工业,尤其是无线电和电视。爱迪生又使用一条乔治伊斯曼新发明的赛璐珞胶片,他拍下一系列照片,将它们迅速地、连续地放映到幕布上,产生出运动的幻觉。1889年他第一次在实验室里试验电影,1891年申请了专利。1903年,他的公司摄制了第一部故事片“列车抢劫”。爱迪生为电影业的组建和标准化做了大量工作。1887年爱迪生把他的实验室迁往西奥兰治以后,为了他的多种发明制成产品和推销,他创办了许多商业性公司;这些公司后来合并为通用电气公司。此后,他的兴趣又转到荧光学、矿石捣碎机、铁的磁离法、蓄电池和铁路信号装置上。第一次世界大战期间,他研制出鱼雷机械装置、喷火器和水底潜望镜。1929年10月21日,在电灯发明50周年的时候,人们为爱迪生举行了盛大的庆祝会,德国的爱因斯坦和法国的居里夫人等著名科学家纷纷向他祝贺。不幸的是,就在这次庆祝大会上,当爱迪生致答辞的时候,由于过分激动,他突然昏厥过去。从此,这位发明大王身体每况愈下。1931年10月18日,这位为人类作过伟大贡献的科学家因病逝世,终年84岁。临终他说:“我为人类的幸福,已经尽力了,没有什么可遗憾的了。”葬礼那天,全美熄灯一分钟,以示哀悼。

    爱迪生的文化程度极低,对人类的贡献却这么巨大,这里的“秘诀”是什么呢?他除了有一颗好奇的心,一种亲自试验的本能,就是他具有超乎常人的艰苦工作的无穷精力和果敢精神。当有人称爱迪生是个“天才”时,他却解释说:“天才就是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水。”他在“发明工厂”,把许多不同专业的人组织起来,里面有科学家、工程师、技术人员、工人共100多人,爱迪生的许多重大发明就是靠这个集体的力量才获得成功的。他的成就主要归功于他的勤奋和创造性才能以及集体的力量,他的妻子也曾起了相当重要的作用。

爱迪生发明创造年表:

1868年10月11日发明“投票计数器”,获得生平第一项专利权。

1869年10月与友人合设“波普-爱迪生公司”。

1870年发明普用印刷机,出让专利权,获4万美元。在纽约克自设制造厂。

1872-1876年发明电动画机电报,自动复记电报法,二重、四重电报法,制造蜡纸炭质电阻器等。

1875年发明声波分析谐振器。

1876年在新泽西州的门罗公园建立了一个实验室-第一个工业研究实验室。它是现代的“研究小组”这一概念的创始。发明碳精棒送话器。申请电报自动记录机专利。

1877年在门罗公园改进了早期由贝尔发明的电话,并使之投入了实际使用。获得三项专利:穿孔笔、气动铁笔和普通铁笔。 8月20日发明了被爱迪生心爱的一个项目-留声机。

1878年爱迪生宣称要解决电照明的问题。在英国皇家学会举办留声机展览,改良留声机,设计微音器,扩音器,空中扬声器,声音发动机,调音发动机,微热计,验味计等。2月19日获留声机专利。7月他与宾夕法尼亚大学派克教授赴怀俄明观察日全蚀,并用他发明的气温计测量太阳周围天体的温度。8月返回门罗公园,重新投入科研实验当中。英国批准爱迪生“录放机”专利申请。9月访问康涅狄克州的威廉·华莱士。开始进行发明电灯的研究。10月5日提出关于铂丝“电灯”的专利申请。

1879-1880年经数千次的挫折发明高阻力白炽灯。改良发电机。设计电流新分布法,电路的调准和计算法。发明电灯座和开关。发明磁力析矿法。

1879年8月30日爱迪生和贝尔在萨拉托加溪市的市政厅各自演示了电话装置,结果爱迪生的电话比贝尔的清晰。10月21日发明高阻力白炽灯,它连续点燃了40个小时。11月1日申请碳丝灯专利。12月21日《纽约快报》报道了爱迪生的白炽电灯。12月25日对来自纽约市的3000名参观者在门罗公园作公开电灯表演。

1880年研究直升机。获得电灯发明专利权。制成磁力筛矿器。1月28日提出“电力输配系统”专利书。2月18日《斯克立柏月刊》发表了《爱迪生的电灯》一文,正式发表了电灯的发明。5月第一艘由电灯照明的“哥伦比亚号”轮船试航成功。12月成立纽约爱迪生电力照明公司。

1881纽约第五大街总部设立。成立一个白炽灯厂于纽约克。设立发电机,地下电线,电灯零件的制造厂。在门罗公园试验电车。

1882发明电流三线分布制。申请专利141项。9月4日成立第一所中央厂。12月底美国各地建立了150多个小电站。

1885年5月23日提出无线电报专利。

1887-1890年改良圆筒式留声机,取得关于留声机的专利权80余份。经营留声机,唱片,授语机等制造和发售事业。

1888年发明唱筒型留声机。

1889年参加巴黎百年博览会。发明电气铁道多种。完成活动电影机。

1890-1899年设计大型碎石机,研磨机。在奥格登矿地亲自指挥用新方法大规模开发铁矿。

1891年发明“爱迪生选矿机”,开始自行经营采矿事业。获得“活动电影放映机”专利。5月20日第一台成功的活动电影视镜在新泽西州西奥兰治的爱迪生实验室向公众展示。

1893年爱迪生实验室的庭院里建立起世界上第一座电影“摄影棚”。

1894年4月14日在纽约开辟第一家活动电影放映机影院。

1896年年4月23日第一次在纽约的科斯特-拜厄尔的音乐堂使用“维太放映机”放映影片,受到公众热烈欢迎。

1902年使用新型蓄电池作车辆动力的试验,行程为5000英里,每充一次电,可走100英里,获得成功。

1903年爱迪生的公司摄制了第一部故事片《列车抢劫》。

1909年费时十年,蓄电池的研究终于成功。制成传真电报。获得原料机、加细碾机、长窑设计专利。

1910-1914年完成圆盘式留声机,圆盘唱片、不损唱片和金钢石唱片。

1912年发明“有声电影”。研制成传语留声机。

1914-1915年发明石碳酸综合制造法,并合留声机和授语机为远写机,一方电话机可自动纪录对方说话。自行制造苯、靛油等。

1915-1918年完成发明39件之多,其中最著名的是鱼雷机械装置,喷火器和水底潜望镜等。

1927年完成长时间唱片。

1928年从野草中提炼橡胶成功。

    

巴甫洛夫:1849年9月26日生于俄罗斯梁赞城一个贫穷的牧师家庭。巴甫洛夫从小在教会学校读书,书籍的吸引力使他对自然科学产生兴趣。由于他父亲喜欢看书,家中有许多像赫尔岑,车尼尔雪夫斯基等人的进步著作,在父亲的影响下,他一有空就爬到阁楼上,读父亲的藏书。尽管巴普洛夫出身于宗教家庭,但他本人并不想像父亲一样一辈子当一个牧师,也不相信上帝的存在。21岁那年他和弟弟一起考入彼得堡大学自然科学系。他和弟弟尽管在大学里学习优异并且年年获得奖学金,但是生活还是比较清贫,需要给别人做家庭教师才能维持日常生活。为了节省车费他们每天都要步行走很远的路。巴普洛夫在大学里以生物生理课为主修课,学习十分刻苦,为了使实验做的得心应手,他不断练习用双手操作,渐渐地相当精细的手术他也能迅速完成,老师很欣赏他的才学,常常叫他做自己的助手。巴普洛夫不懂就问,每次手术都做的又快又好,渐渐的有了名气。巴普洛夫四年级时在老师的指导下和另一个同学合作,完成了关于胰腺的神经支配的第一篇科学论文,获得了学校的金质奖章。 1875年,巴普洛夫获得了生理学学士学位,成为了自己老师的助教,同年他又考上了圣彼得堡的大学医学院。1878年,他应俄国著名临床医师波特金教授的邀请,到他的医院主持生理实验工作。1870年在圣彼得堡大学学习动物生理学,1875年转入军事医学院学习,1883年获医学博士学位。他又是用条件反射方法对动物和人的高级神经活动进行客观实验研究的创始人。他开始时研究血液循环和消化功能,但主要工作是关于高级神经活动的研究。1904年因消化腺生理学研究的卓越贡献而获得诺贝尔奖金。从1903年起连续30年运用“条件反射”方法研究了动物的行为、心理活动,并提出了人有第一和第二两个信号系统的思想,认为人除了有第一信号系统-对外部世界的映象产生直接反映之外,还有第二信号系统,即引起人的高级神经活动发生重大变化的语言和符号反映功能。由此建立了高级神经活动的新学说。

    

莱特兄弟:威尔伯·莱特1867年生于美国印第安那州密切维。他的弟弟奥维尔·莱特1871年生于美国俄亥俄州代顿市。两兄弟都上过中学,但未获得毕业文凭。

    两兄弟都具有力学天赋,都对载人飞行感兴趣。1892年他们开设了一家出售、修理、制造自行车的联营公司。这为他们极感兴趣的问题-航空学研究提供了经费。他们认真攻读李连塔尔(德国航空工程师及发明家)、奥克塔夫、契牛特和兰利等航空学家的著作。1899年他们开始亲自着手对飞行问题的研究,经过四年多的努力,于1903年获得成功。

    莱特兄弟成功有几个原因。第一,两个人的智慧比一个人强得多。莱特兄弟总是在一起共同工作,配合十分默契。第二,他们做出了英明的决定,在试制动力飞机之前先利用滑翔机学习飞行。他们于1899年开始试用风筝和滑翔机。翌年他们把自己的第一台足尺寸(即大到可以载人的尺寸)的滑翔机带到北卡罗利纳州的猫头鹰村进行测试,但结果并不令人十分满意。他们分别于1901年和1902年制造和测试了第二架和第三架足尺寸滑翔机,他们使用这架滑翔机做了多次飞行试验,其中凝聚着他们某些最重要的革新(1903年申请的基本专利权中有些与第三架滑翔机有关〕。

    滑翔飞行经验为他们的成功又提供了第三条线索。先前大多数想制造飞机的人主要担心的是怎样使机身离开地面,莱特兄弟则正确认识到最大的问题是起飞后怎样控制飞机。因而他们把大部分时间和精力都用来探索飞行期间保持飞机稳定和平衡的方法。他们成功地发明了飞机的三轴操纵法,从而获得了彻底操纵飞机的能力。

    莱特兄弟对机翼设计也做出了重要的贡献。他们很快就认识到从前发表的数据不可靠,因而动手制造了自己的风洞;并对两百多个形状不同的翼面做了测试,根据这些实验亲自绘出了气压和机翼形状之间关系的图表。

    在十九世纪头五十年中,搞动力飞行的努力注定要失败。蒸汽机的重力和它所产生的动力按比例来说实在是太大了。到了莱特兄弟问世的时候,已经发明了高效率的内燃机。但是这种内燃机仍太重,不能在飞机上提供动力。由于当时好象没有哪个制造商能生产出机重和动力之间的比率比较低的引擎,因而莱特兄弟在一位机械师的帮助下设计出来一台比大多数制造商设计的引擎具有优越性的引擎。他们在1903年使用的一台推进器效率达到百分之六十左右,

    1903年12月7日在北卡罗利纳州的猫头鹰村附近的歼魔山上,兄弟俩进行了首次飞行。当天兄弟俩共做了两次飞行。第一次是由奥维尔·莱特做出的,飞行12秒,120英尺;第二次是由威尔伯·莱特做出的,飞行5l秒,852英尺。这架飞机的造价不到一千美元,被兄弟俩命名为飞行者Ⅰ号(今天人们通称为猫头鹰号)。机翼长约40英尺,重约750磅。引擎的功率为12马力,重仅有170英磅。这架原始飞机目前陈放在华盛顿哥伦比亚区美国国家航天博物馆内。

    1908年莱特兄弟结束了公众的怀疑。威尔伯把一架飞机带到法国,进行了一系列有效的公开演示,并在那里组建一家公司销售自己的发明。与此同时奥维尔返回美国,做了类似的公开表演,不幸的是1908年9月17日他架驶的飞机坠毁,这是他们俩人遇到过的唯一的一次严重事故。一位乘客丧生,奥维尔摔断了一条腿和两根肋骨。他们成功飞行却已经说服了美国政府签署一项合同来为美国国防部提供飞机。

    莱特兄弟和一些申请对手之间为专利权打了许多官司。1914年法院把专利权判决给两兄弟。但这时威尔伯·莱特得了伤寒,于1921年病逝,终年45岁。奥威尔·莱特1915年在飞机公司经销股票。他于1948年去世。兄弟俩都未曾结婚。

尽管先前就有人在航空领域做了大量的研究,付出了代价,宣布了成果,但是发明飞机的主要功劳应归功于莱特兄弟。在几十年期间,飞机使我们地球缩小了,使其成为小小的环球。此外载人飞行取得的可喜成就为发展太空旅行奠定了基础。

    

卢瑟福:1871年8月30日生于新西兰纳尔逊附近的泉林村,父亲是农民和工匠,母亲是乡村教师。他在小学就对科学实验产生了兴趣。由于成绩优秀,学习期间曾获一系列奖学金。1894年从坎特布雷学院毕业时,以该校空前的数学和物理双第一名的成绩获硕士学位,还因无线电实验研究方面有成绩获理学学士学位。毕业后,留校工作一年。1895年考取大英博览会奖学金,进英国剑桥大学卡文迪许实验室学习。开始时是以研究无线电为主,用自己的发射器和检波器实现了3.2km的收发距离。意大利人马可尼后来的成就中包括了对卢瑟福检波器的改进,但卢瑟福不计较个人名利,未与马可尼争无线电发明的优先权,还在1932年5月3日向马可尼颁发奖章时赞扬了马可尼的功绩。1896年春末,卢瑟福接受卡文迪许实验室主任汤姆生的建议,把研究方向转到放射性上。1897年卢瑟福发现,铀射线由两种成分组成,一种是易被吸收的射线,他称之为α射线;另一种是穿透性强的射线,他称之为β射线。同时他还根据实验预言,可能存在一种穿透能力更强的射线,这就是后来发现的并由他命名的γ射线。

  卢瑟福1898年在卡文迪许实验室研究生毕业后,由汤姆生推荐,到加拿大的麦吉尔大学任物理学教授。除教学之外,他继续研究放射性。与来自英国的青年化学家索迪合作,于1902年首先发现了放射性元素的半衰期,提出放射性是元素自发衰变现象,他用光谱实验表明,放射性原子有一个很复杂的结构。1903年5月,他和索迪根据α射线和β射线在电场和磁场中的偏转度,辨别出它们分别由带正、负电的粒子构成。指出放射性元素的原子衰变时释放荷电粒子而变成性质不同的新元素,列出了早期的镭、钍、铀的衰变图谱,确认α射线的能量占放射性元素辐射能量的99%以上,为他们后来以α射线作为研究原子结构的炮弹提供了根据。1905年他应用放射性元素的含量及其半衰期,计算出太阳的寿命约为50亿年,开创了用放射性元素半衰期计算矿石、古物和天体年纪的先河。卢瑟福在放射性研究上取得的一系列重大成果,使他扬名于世。1907年他谢绝了一些著名大学的高薪聘请,而出任英国曼彻斯特大学的物理学教授,因为该校有设备先进的实验室和优越的科研条件。卢瑟福对α、β、γ射线作了大量的研究。1908年,他测算出β射线的电荷。1913年,他提出α粒子的带电量为2e,原子量为3.84,认为α粒子失去电荷后应变成氦原子。1913-1914年,他与人合作,测定γ射线的性质和波长,确认γ射线是一种比X射线频率更高的电磁辐射。

  1918年,卢瑟福继汤姆生之后,担任卡文迪许实验室领导,将卡文迪许实验室发展到一个新的高峰.将物质微观结构的研究推向崭新的阶段,同时也培养出了许多青年科学家。

  卢瑟福是20世纪初最伟大的实验物理学家,他1908年获诺贝尔化学奖,被誉为“微观宇宙之王”。一生发表论文约215篇,著作6种,培养了10位诺贝尔奖获得者。1937年10月19日患肠阻塞并发症逝世,葬于伦敦威斯敏斯特大教堂牛顿墓旁。卢瑟福不仅在科学研究上取得了划时代的成就,而且在造就大量人才方面也取得了丰硕的成果,在他的培养和指导下,他的学生和助手有十多位获得诺贝尔奖,创下了个人培养诺贝尔奖科学家人数最多的“世界纪录”。

    他的学生卡皮查曾指出:“卢瑟福不仅是一个伟大的科学家,而且是一个伟大的教师。我能记起除去卢瑟福之外,没有一个当代科学家在他的实验室培养出这样多卓越的物理学家。科学史告诉我们,一个卓越的科学家不一定是一个伟人,但一个伟大的教师必须是一个伟人。”

   

 

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