科学书屋－科学家的故事

网站工作室

中国古代科学史上的坐标——沈括







　　在古代西方人还不知道石油是什么东西时，中国老百姓已经用这种黑色液体烧饭点灯了。这要归功于我国古代的一位读书人，是他经过反复研究，弄清了这种东西的性质和用途，动员老百姓推广使用。这位读书人还给它起了一个名字：“石油”，这名字一直沿用到今天。这位读书人就是北宋时期的沈括(1031—1095)。
　　沈括是北宋年间钱塘(今杭州市)人，是我国古代著名的改革家和科学家，在天文历法、数学、物理、化学、地理、地质、气象、生物、医学等学科中都有重大成就。西方人称他为“中国科学史上的坐标”。
　　沈括33岁到京城开封研究天文历法。王安石变法期间，被任命为负责观测天象、制订历法的司天监长官。他用自己制定的《奉元历》代替旧历，提出《十二气历》代替农历，《十二气历》比现在世界通用的公历——格里高利历还要合理，可惜未被采纳。
　　沈括在物理学方面建树很多。他通过实验找到了使用指南针的办法，使针总是精确的指向南方。这是世界上关于如何使用指南针的最早记录。此后，他在用指南针定向时，发现磁针常向东偏，不指正南，在历史上第一个指出了地磁场存在磁偏角，这比欧洲人要早400年。他对凹面镜成像和小孔成像的说明，对声音振动的实验，都处在世界领先地位。
　　沈括在地学方面也有不少贡献。他到浙江东部地区考察，提出雁荡山群峰是经过千万年流水的冲刷而成。他经过太行山麓，见山壁中间有一条由卵石螺壳组成的堆积层时，断定这里是古时的海边，并推论出“大陆都是混浊泥沙冲积形成”的。这些独到的见解，与现代科学结论有许多相通之处。
　　沈括晚年居住在润州(今镇江)的梦溪园，专门从事著述，为后人留下了一部26卷的科学巨著《梦溪笔谈》，成为我国古代科学技术成果的资料库。像活字印刷、磁针装置四法、水法练钢等重要成果，就是由这本书记录留传下来的。

网站工作室

诺贝尔：历史永远不会忘却的科学家







    在世界科学史上，有这样一位伟大的科学家：他不仅把自己的毕生精力全部贡献给了科学事业，而且还在身后留下遗嘱，把自己的遗产全部捐献给科学事业，用以奖励后人，向科学的高峰努力攀登。今天，以他的名字命名的科学奖，已经成为举世瞩目的最高科学大奖。他的名字和人类在科学探索中取得的成就一道，永远地留在了人类社会发展的文明史册上。这位伟大的科学家，就是世人皆知的瑞典化学家阿尔弗雷德·伯恩哈德·诺贝尔。
　　一、艰难的成才之路
　　诺贝尔１８３３年出生于瑞典首都斯德哥尔摩。他的父亲是一位颇有才干的机械师、发明家，但由于经营不佳，屡受挫折。后来，一场大火又烧毁了全部家当，生活完全陷入穷困潦倒的境地，要靠借债度日。父亲为躲避债主离家出走，到俄国谋生。诺贝尔的两个哥哥在街头巷尾卖火柴，以便赚钱维持家庭生计。由于生活艰难，诺贝尔一出世就体弱多病，身体不好使他不能象别的孩子那样，活泼欢快，当别的孩子在一起玩耍时，他却常常充当旁观者。童年生活的境遇，使他形成了孤僻、内向的性格。
　　诺贝尔的父亲倾心于化学研究，尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格。他经常和父亲一起去实验炸药，几乎是在轰隆轰隆的爆炸声中度过了童年。
　　诺贝尔到了８岁才上学，但只读了一年书，这也是他所受过的唯一的正规学校教育。到他１０岁时，全家迁居到俄国的彼得堡。在俄国由于语言不通，诺贝尔和两个哥哥都进不了当地的学校，只好在当地请了一个瑞典的家庭教师，指导他们学习俄、英、法、德等语言，体质虚弱的诺贝尔学习特别勤奋，他好学的态度，不仅得到教师的赞扬，也赢得了父兄的喜爱。然而到了他１５岁时，因家庭经济困难，交不起学费，兄弟三人只好停止学业。诺贝尔来到了父亲开办的工厂当助手，他细心地观察和认真地思索，凡是他耳闻目睹的那些重要学问，都被他敏锐地吸收进去。
　　为了使他学到更多的东西，１８５０年，父亲让他出国考察学习。两年的时间里，他先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、认真学习，知识迅速积累。很快成为一名精通多种语言的学者和有着科学训练的科学家。回国后，在工厂的实践训练中，他考察了许多生产流程，不仅增添了许多的实用技术，还熟悉了工厂的生产和管理。
　　就这样，在历经了坎坷磨难之后，没有正式学历的诺贝尔，终于靠刻苦、持久的自学，逐步成长为一个科学家和发明家。
　　二、勇敢者的事业
　　１８５６年，诺贝尔的父亲把他和两个哥哥留在俄国管理工厂，自己带上其他家人回国了。诺贝尔的两个哥哥致力于企业的复兴，而诺贝尔则全力以赴地投入了他所心爱的发明创造。仅仅两年多的时间里，他就完成了三项发明：气体计量仪、液体计量仪和改良型的液体压力计，这三项发明都取得了专利。尽管这些发明不太重要，但是它鼓舞了诺贝尔的信心，他决心以更大的热情投入新的发明创造。多年随父亲研究炸药的经历，也使他的兴趣很快从机械方面转到应用化学方面。　
　　早在１８４７年，意大利的索伯莱格就发明了一种烈性炸药，叫硝化甘油。它的爆炸力是历史上任何炸药所不能比拟的。但是这种炸药极不安全，稍不留神，就会使操作人员粉身碎骨。许多人因为意外的爆炸事件而血肉横飞，连尸体也找不到。诺贝尔决心把这种烈性炸药改造成安全炸药。１８６２年夏天，他开始了对硝化甘油的研究。这是一个充满危险和牺牲的艰苦历程。死亡时刻都在陪伴着他。在一次进行炸药实验时发生了爆炸事件，实验室被炸的无影无踪，５个助手全部牺牲，连他最小的弟弟也未能幸免。这次惊人的爆炸事故，使诺贝尔的父亲受到了十分沉重的打击，没有多久就去世了。他的邻居们出于恐惧，也纷纷向政府控告诺贝尔，此后，政府不准诺贝尔在市内进行实验。但是，诺贝尔百折不挠，他把实验室搬到市郊湖中的一艘船上继续实验。经过长期的研究，他终于发现了一种非常容易引起爆炸的物质－－雷酸汞，他用雷酸汞做成炸药的引爆物，成功地解决了炸药的引爆问题，这就是雷管的发明。它是诺贝尔科学道路上的一次重大突破。
　　诺贝尔发明雷管的时侯，正是欧洲工业革命的高潮期。矿山开发、河道挖掘、铁路修建及隧道的开凿，都需要大量的烈性炸药，硝化甘油炸药的问世受到了普遍的欢迎。诺贝尔在瑞典建成了世界上第一座硝化甘油工厂，随后又在国外建立了生产炸药的合资公司。但是，这种炸药本身仍有许多不完善之处。存放时间一长就会分解，强烈的振动也会引起爆炸。在运输和贮藏的过程中曾经发生了许多事故，针对这些情况，瑞典和其他国家的政府发布了许多禁令，禁止任何人运输诺贝尔发明的炸药，并明确提出要追究诺贝尔的法律责任。面对这些考验，诺贝尔没有被吓倒，他又在反复研究的基础上，发明了以硅藻土为吸收剂的安全炸药，这种被称为黄色炸药的安全炸药，在火烧和锤击下都表现出极大的安全性。这使人们对诺贝尔的炸药完全解除了疑虑，诺贝尔再度获得了信誉，炸药工业也很快地获得了发展。
　　在安全炸药研制成功的基础上，诺贝尔在法国又开始了对旧炸药的改良和新炸药的生产研究。两年以后，一种以火药棉和硝化甘油混合的新型胶质炸药研制成功。这种新型炸药不仅有高度的爆炸力，而且更加安全，既可以在热辊子间碾压，也可以在热气下压制成条绳状。胶质炸药的发明在科学技术界受到了普遍的重视。诺贝尔在已经取得的成绩面前没有停步，当他获知无烟火药的优越性后，又投入了混合无烟火药的研制，并在不长的时间里研制出了新型的无烟火药。　
　　诺贝尔一生的发明极多，获得的专利就有２５５种，其中仅炸药就达１２９种。他的发明兴趣不仅限于炸药，作为发明家、科学家，他有着丰富的想象力和不屈不挠的毅力。他曾经研究过合成橡胶、人造丝，做过改进唱片、电话、电池、电灯零部件等方面的实验，还试图合成宝石。尽管与炸药的研究相比，这些研究的成果不是很大，但是他那勇于探索的精神却为后人留下了深刻的印象。
　　三、流芳百世的遗愿 　
　　诺贝尔把他的毕生心血都献给了科学事业，他一生过着独身生活，大部分时间是在实验室中度过的。他谦虚谨慎，对别人亲切而忠诚。他拒绝别人吹捧他，不让报纸刊登他的照片和画像。长期紧张的工作，使他积劳成疾，但在生命的垂危之际，他仍念念不忘对新型炸药的研究。１８９６年１２月１０日，这位大科学家、大发明家和实验家，由于心脏病突然发作而逝世。
　　诺贝尔是一位名副其实的亿万富翁，他的财产累计达３０亿瑞典币。但是他与许多富豪截然不同。他一贯轻视金钱和财产，当他母亲去世时，他将母亲留给他的遗产全部捐献给了慈善机构，只是留下了母亲的照片，以作为永久的纪念。他说：“金钱这东西，只要能够解决个人的生活就够用了，若是多了，它会成为遏制人才的祸害。有儿女的人，父母只要留给他们教育费用就行了，如果给予除教育费用以外的多余的财产，那就是错误的，那就是鼓励懒惰，那会使下一代不能发展个人的独立生活能力和聪明才干。”
　　基于这样的思想，诺贝尔不顾其他人的劝阻和反对，在遗嘱中指定把他的全部财产作为一笔基金，每年以其利息作为奖金，分配给那些在前一年中对人类做出贡献的人。奖金分成物理学、化学、生物学或医学、文学及支持和平事业等５份。为了纪念这位伟大的发明家，从１９０１年开始，每年在他去世的日子里，即１２月１０日颁发诺贝尔奖。　
　　诺贝尔奖不仅仅表明了这位科学家的伟大人格，而且，随着世界科学技术的飞跃发展，越来越成为世界科学技术冠军的标志。激励着越来越多的精英豪杰，献身于科学事业，去攻克一道道科学难关。同时，它也极大地促进了世界科学技术的发展和世界科学文化的交流。

网站工作室

中国的天文学家







中国古代著名天文学家：

羲和，中国远古时代天文历法学家。

甘德，战国时代天文学家。

石申，战国时期魏国天文学家。

贾逵（30～101），东汉时天文学家、经济学家。

张衡（78～139），东汉时期伟大的天文学家。

刘洪，东汉末天文学家。

何承天（370～447），南北朝时代天文学家。

祖冲之（429～500），南北朝时期杰出的数学家、天文学家。

刘焯（544～610），隋朝天文学家。

李淳风（602～670），唐代初期天文学家、数学家。

一行（本名张燧，683～727），唐代著名天文学家和佛学家。

曹士为（生卒年不详），历法家，活动于唐德宗建中年间。

梁令瓒（生卒年不祥），唐代天文仪器制造家。

苏颂（1020～1101），宋代天文学家、数学家。

杨忠辅（生卒年不祥），宋代天文学家。

郭守敬（1231～1316），元代天文学家。

王恂（1235～1281），元代天文学家、数学家。

邢云路（），明代天文学家。

徐光启（1562～1633），明末杰出科学家、天文学家。

薛凤祚（1600～1680），明末清初数学家、天文学家。

王锡阐（1628～1682），明清之际民间天文学家。

梅文鼎（1633～1721），清代天文学家、数学家。

李善兰（1811～1882），清代天文学家、数学家。

中国近现代著名天文学家：

高鲁（1877～1947），现代天文学家，中国天文学会创始人，参与紫金山天文台选址；

余青松（1892～1978），现代天文学家、紫金山天文台创建人；

张云（1897～1958），现代天文学家；

李珩（1898～1989），现代天文学家；中国科学院上海天文台首任台长,名誉台长。

陈遵妫（1901～？），现代天文学家；

张钰哲（1902～1986），现代天文学家；中国科学院紫金山天文台首任台长。

程茂兰（1905～1978），现代天文学家；中国科学院北京天文台首任台长。

戴文赛（1911～1979），现代天文学家；著名天文教育学家，南京大学首任系主任。

黄授书（1915～1977），美籍华人，天体物理学家；

林家翘（1916～ ），美籍华人，现代天文学家、物理学家、数学家，星系密度波理论创始人之一。

王绶馆（1923～ ），现代天文学家，中国射电天文学开创者之一，中国科学院北京天文台第二任台长。

叶叔华（1927～ ），现代天文学家，中国天文地球动力学开创者之一，中国科学院上海天文台第二任台长。

网站工作室

阿尔伯特·爱因斯坦







Albert Einstein

（1879年3月14日-1955年4月18日）

他是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。

他是公认的20世纪最杰出的科学家。

爱因斯坦生于德国乌尔姆一个经营电器作坊的小业主家庭。一年后，随全家迁居慕尼黑。1894年，他的家迁到意大利米兰。1895年他转学到瑞士阿劳市的州立中学。1896年进苏黎世工业大学师范系学习物理学，1900年毕业。1901年取得瑞士国籍。1902年被伯尔尼瑞士专利局录用为技术员，从事发明专利申请的技术鉴定工作。他利用业余时间开展科学研究，于1905年在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学理论的革命。同年，以论文《分子大小的新测定法》，取得苏黎世大学的博士学位。

爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。1909年离开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉格德语大学理论物理学教授，1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年，应马克斯?普朗克和瓦尔特?能斯脱的邀请，回德国任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授，直到1933年。1920年应亨德里克?安东?洛伦兹和保耳?埃伦菲斯特的邀请，兼任荷兰莱顿大学特邀教授。第一次世界大战爆发后，他投入公开和地下的反战活动。

1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作的光线经过太阳引力场要弯曲的预言，于1919年由英国天文学家亚瑟?斯坦利?爱丁顿的日全食观测结果所证实。1916年他预言的引力波在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相对论在西方成了家喻户晓的名词，同时也招来了德国和其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶毒攻击。

1917年爱因斯坦在《论辐射的量子性》一文中提出了受激辐射理论，成为激光的理论基础。

爱因斯坦因在光电效应方面的研究，而被授予1921年诺贝尔物理学奖。

1933年1月纳粹党攫取德国政权后，爱因斯坦是科学界首要的迫害对象，幸而当时他在美国讲学，未遭毒手。3月他回欧洲后避居比利时，9月9日发现有准备行刺他的盖世太保跟踪，星夜渡海到英国，10月转到美国普林斯顿大学，任新建的高级研究院教授，直至1945年退休。1940年他取得美国国籍。

1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现，在匈牙利物理学家利奥?西拉德推动下，上书罗斯福总统，建议研制原子弹，以防德国占先。第二次世界大战结束前夕，美国在日本广岛和长崎两个城市上空投掷原子弹，爱因斯坦对此强烈不满。战后，为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯危险，进行不懈的斗争。

1955年4月18日爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何丧礼，不筑坟墓，不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。爱因斯坦的后半生一直从事寻找大统一理论的工作，不过这项工作没有获得成功，现在大统一理论是理论物理学研究的中心问题。

网站工作室

丁肇中







美籍华裔物理学家。祖籍中国山东省日照市，1936年1月27日生于美国密执安州安阿伯，中学时代是在台湾度过的。1956年丁肇中入美国密执安大学学习，1960年获硕士学位，1962年获博士学位。1963-1964年在欧洲核研究中心工作，1964-1967年在美国哥伦比亚大学工作。1967年起任美国麻省理工学院物理系教授，1977年当选为美国科学院院士。

丁肇中主要从事高能实验物理、基本粒子物理、量子电动力学、γ辐射与物质的相互作用等方面的研究。他最杰出的贡献是在1974年，与里希特各自独立地发现了J/ψ粒子。为此，他们共同获得了1976年诺贝尔物理学奖。

1972年夏，丁肇中实验小组利用美国布鲁克海文国家实验室的质子加速器寻找质量在1.5×109eV～5.5×109eV之间的长寿命中性粒子。1974年，他们发现了一个质量约为质子质量3倍(能量为3.1×109eV)的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时，丁肇中把这个新粒子取名为J粒子，"J"和汉字"丁"字形相近，寓意是中国人发现的粒子。与此同时，美国人里希特也发现了这种粒子，并取名为ψ粒子。后来人们就把这种粒子称为J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质，其寿命值比预料值大5000倍。这表明它有新的内部结构，不能用当时已知的3种味夸克来解释，而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。

此外，通过高能正负电子对撞的物理实验，丁肇中在1979年夏发现了三喷注现象，为胶子的存在和量子色动力学提供了实验依据。他进行的高能下电磁作用与弱作用干涉效应的实验，为弱电统一理论提供了实验依据。1981年起，他组织和领导了一个国际小组──包括中国在内的约13个国家近400名物理学家参加的L3组。在欧洲核子中心高能正负电子对撞机LEP上进行高能物理实验，寻找新的基本粒子及其粒子物理的新现象。

丁肇中热心培养中国高能物理学人才，经常选拔中国青年科学工作者去他所领导的小组工作。他是中国科学技术大学等校的名誉教授，中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。

2005年世界物理年活动日前在欧洲启动。他正领导着来自美、法、德、中等14个国家43所一流大学和科研院所的581名物理学家，在日内瓦建造的世界上能量最大的正负电子对撞机上，探索宇宙中的新物质、反物质。

网站工作室

  
爱因斯坦逃学







1895年春天，爱因斯坦已16岁了。根据德国当时的法律，男孩只有在17岁以前离开德国才可以不必回来服兵役。由于对军国主义深恶痛绝，加之独自一人呆在军营般的路易波尔德中学已忍无可忍，爱因斯坦没有同父母商量就私自决定离开德国，去意大利与父母团聚。但是，半途退学，将来拿不到文凭怎么办呢？一向忠厚、单纯的爱因斯坦，情急之中竟想出一个自以为不错的点子。他请数学老师给他开了张证明，说他数学成绩优异，早达到大学水平。又从一个熟悉的医生那里弄来一张病假证明，说他神经衰弱，需要回家静养。爱因斯坦以为有这两个证明，就可逃出这厌恶的地方。

谁知，他还没提出申请，训导主任却把他叫了去，以他败坏班风，不守校纪的理由勒令退学。

爱因斯坦脸红了，不管什么原因，只要能离开这所中学，他都心甘情愿，也顾不得什么了。他只是为自己想出一个并未实施的狡猾的点子突然感到内疚，后来每提及此事，爱因斯坦都内疚不已。大概这种事情与他坦率、真诚的个性相去太远。

网站工作室

广义相对论的建立







1905年，爱因斯坦发表了关于狭义相对论的第一篇文章后，并没有立即引起很大的反响。但是德国物理学的权威人士普朗克注意到了他的文章，认为爱因斯坦的工作可以与哥白尼相媲美，正是由于普朗克的推动，相对论很快成为人们研究和讨论的课题，爱因斯坦也受到了学术界的注意。

1907年，爱因斯坦听从友人的建议，提交了那篇著名的论文申请联邦工业大学的编外讲师职位，但得到的答复是论文无法理解。虽然在德国物理学界爱因斯坦已经很有名气，但在瑞士，他却得不到一个大学的教职，许多有名望的人开始为他鸣不平，1908年，爱因斯坦终于得到了编外讲师的职位，并在第二年当上了副教授。1912年，爱因斯坦当上了教授，1913年，应普朗克之邀担任新成立的威廉皇帝物理研究所所长和柏林大学教授。

在此期间，爱因斯坦在考虑将已经建立的相对论推广，对于他来说，有两个问题使他不安。第一个是引力问题，狭义相对论对于力学、热力学和电动力学的物理规律是正确的，但是它不能解释引力问题。牛顿的引力理论是超距的，两个物体之间的引力作用在瞬间传递，即以无穷大的速度传递，这与相对论依据的场的观点和极限的光速冲突。第二个是非惯性系问题，狭义相对论与以前的物理学规律一样，都只适用于惯性系。但事实上却很难找到真正的惯性系。从逻辑上说，一切自然规律不应该局限于惯性系，必须考虑非惯性系。狭义相对论很难解释所谓的双生了佯谬，该佯谬说的是，有一对孪生兄弟，哥在宇宙飞船上以接近光速的速度做宇宙航行，根据相对论效应，高速运动的时钟变慢，等哥哥回来，弟弟已经变得很老了，因为地球上已经经历了几十年。而按照相对性原理，飞船相对于地球高速运动，地球相对于飞船也高速运动，弟弟看哥哥变年轻了，哥哥看弟弟也应该年轻了。这个问题简直没法回答。实际上，狭义相对论只处理匀速直线运动，而哥哥要回来必须经过一个变速运动过程，这是相对论无法处理的。正在人们忙于理解相对狭义相对论时，爱因斯坦正在接受完成广义相对论。

1907年，爱因斯坦撰写了关于狭义相对论的长篇文章《关于相对性原理和由此得出的结论》，在这篇文章中爱因斯坦第一次提到了等效原理，此后，爱因斯坦关于等效原理的思想又不断发展。他以惯性质量和引力质量成正比的自然规律作为等效原理的根据，提出在无限小的体积中均匀的引力场完全可以代替加速运动的参照系。爱因斯坦并且提出了封闭箱的说法：在一封闭箱中的观察者，不管用什么方法也无法确定他究竟是静止于一个引力场中，还是处在没有引力场却在作加速运动的空间中，这是解释等效原理最常用的说法，而惯性质量与引力质量相等是等效原理一个自然的推论。

广义相对论建立了完善的引力理论，而引力理论主要涉及的是天体。到现在，相对论宇宙学进一步发展，而引力波物理、致密天体物理和黑洞物理这些属于相对论天体物理学的分支学科都有一定的进展，吸引了许多科学家进行研究。