世界近代著名科學家(2)

愛迪生1847年2月11日生於美國中西部的俄亥俄州的米蘭小鎮。父親是荷蘭人,愛迪生7歲時,父親經營屋瓦生意虧本,將全家搬到密歇根州休倫北郊的格拉蒂奧特堡定居。母親曾當過小學教師,是蘇格蘭人的後裔。愛迪生8歲上學,但僅僅讀了三個月的書,老師總被他古怪的問題問得嘡目結舌,反斥他為「低能兒」而攆出校門。從此以後,他的母親是他的「家庭教師」。由於母親的良好的教育,使得他對讀書發生了濃厚的興趣。「他不僅博覽群書,而且一目十行,過目成誦」。8歲時,他讀了英國文藝復興時期最重要的劇作家莎士比亞、狄更斯的著作和許多重要的歷史書籍,到9歲時,他能迅速讀懂難度較大的書,如帕克的《自然與實驗哲學》。10歲時酷愛化學,為了賺錢購買化學藥品和設備,他開始了工作。12歲的時候,他獲得列車上售報的工作,輾轉於休倫港和底特律之間。他一邊賣報,一邊兼做水果、蔬菜生意,只要有空他就到圖書館看書。他買了一架舊印刷機,開始出版自己的周刊-《先驅報》,第一期周刊就是在列車上印刷的。他用所掙得的錢在行李車上建立了一個化學實驗室。不幸有一次化學藥品失火,他連同他的設備全被扔出車外。另外有一次,當愛迪生正力圖登上一列貨運列車時,一個列車員抓住他的兩隻耳朵提上車,導致了愛迪生失聰。1862年8月,愛迪生以大無畏的英雄氣魄救出了一個在火車軌道上即將遇難的男孩。孩子的父親對此感恩戴德,但由於無錢可以酬報,願意教他電報技術。從此,愛迪生便和這個神秘的電的新世界發生了關係,踏上了科學的征途。1863年,愛迪生擔任大幹線鐵路斯特拉福特樞紐站電信報務員。從1864年至1867年,在中西部各地擔任報務員,過著類似流浪的生活。足跡所至,包括斯特拉福特、艾德里安、韋恩堡、印第安那波利斯、辛辛那提、那什維爾、田納西、孟斐斯、路易斯維爾、休倫等地。1868年,愛迪生以報務員的身份來到了波士頓。同年,他獲得了第一項發明專利權。這是一台自動記錄投票數的裝置。愛迪生認為這台裝置會加快國會的工作,它會受到歡迎的。然而,一位國會議員告訴他說,他們無意加快議程,有的時候慢慢地投票是出於政治上的需要。從此以後,愛迪生決定,再也不搞人們不需要的任何發明。1869年6月初,他來到紐約尋找工作。當他在一家經紀人辦公室等候召見時,一台電報機壞了。愛迪生是那裡唯一的一個能修好電報機的人,於是他謀得了一個比他預期的更好的工作。10月他與波普一起成立一個「波普-愛迪生公司」,專門經營電氣工程的科學儀器。在這裡,他發明了「愛迪生普用印刷機」。他把這台印刷機獻給華爾街一家大公司的經理,本想索價5000美元,但又缺乏勇氣說出口來。於是他讓經理給個價錢,而經理給了4萬美元。愛迪生用這筆錢在新澤西州紐瓦克市的沃德街建了一座工廠,專門製造各種電氣機械。他通宵達旦地工作,培養出許多能幹的助手,同時,也巧遇了勤快的瑪麗-他未來的第一個新娘。在紐瓦克,他做出了諸如蠟紙、油印機等的發明,從1872至1875年,愛迪生先後發明了二重、四重電報機,還協助別人搞成了世界上第一架英文打字機。1876年春天,愛迪生又一次遷居,這次他遷到了新澤西州的「門羅公園」。他在這裡建造了第一所「發明工廠」,它「標幟著集體研究的開端」。1877年,愛迪生改進了早期由貝爾發明的電話,並使之投入了實際使用。他還發明了他心愛的一個項目-留聲機。電話和電報「是擴展人類感官功能的一次革命」;留聲機是改變人們生活的三大發明之一,「從發明的想像力來看,這是他極為重大的發明成就」。這個時候,人們都稱他為「門羅公園的魔術師」。愛迪生在發明留聲機的同時,經歷無數次失敗後終於對電燈的研究取得了突破,1879年10月22日,愛迪生點燃了第一盞真正有廣泛實用價值的電燈。為了延長燈絲的壽命,他又重新試驗,大約試用了6000多種纖維材料,才找到了新的發光體-日本竹絲,可持續1000多小時,達到了耐用的目的。從某一方面來說,這一發明是愛迪生一生中達到的登峰造極的成就。他又創造一種供電系統,使遠處的燈具能從中心發電站配電,這是一項重大的工藝成就。1883年。試驗電燈時,他觀察到他稱之為愛迪生效應的現象:在點亮的燈泡內有電荷從熱燈絲經過空間到達冷板。愛迪生在1884年申請了這項發現的專利,但並未進一步研究。而旁的科學家利用愛迪生效應發展了電子工業,尤其是無線電和電視。愛迪生又使用一條喬治伊斯曼新發明的賽璐珞膠片,他拍下一系列照片,將它們迅速地、連續地放映到幕布上,產生出運動的幻覺。1889年他第一次在實驗室里試驗電影,1891年申請了專利。1903年,他的公司攝製了第一部故事片「列車搶劫」。愛迪生為電影業的組建和標準化做了大量工作。1887年愛迪生把他的實驗室遷往西奧蘭治以後,為了他的多種發明製成產品和推銷,他創辦了許多商業性公司;這些公司後來合併為通用電氣公司。此後,他的興趣又轉到熒光學、礦石搗碎機、鐵的磁離法、蓄電池和鐵路信號裝置上。第一次世界大戰期間,他研製出魚雷機械裝置、噴火器和水底潛望鏡。1929年10月21日,在電燈發明50周年的時候,人們為愛迪生舉行了盛大的慶祝會,德國的愛因斯坦和法國的居里夫人等著名科學家紛紛向他祝賀。不幸的是,就在這次慶祝大會上,當愛迪生致答辭的時候,由於過分激動,他突然昏厥過去。從此,這位發明大王身體每況愈下。1931年10月18日,這位為人類作過偉大貢獻的科學家因病逝世,終年84歲。臨終他說:「我為人類的幸福,已經儘力了,沒有什麼可遺憾的了。」葬禮那天,全美熄燈一分鐘,以示哀悼。

愛迪生的文化程度極低,對人類的貢獻卻這麼巨大,這裡的「秘訣」是什麼呢?他除了有一顆好奇的心,一種親自試驗的本能,就是他具有超乎常人的艱苦工作的無窮精力和果敢精神。當有人稱愛迪生是個「天才」時,他卻解釋說:「天才就是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水。」他在「發明工廠」,把許多不同專業的人組織起來,裡面有科學家、工程師、技術人員、工人共100多人,愛迪生的許多重大發明就是靠這個集體的力量才獲得成功的。他的成就主要歸功於他的勤奮和創造性才能以及集體的力量,他的妻子也曾起了相當重要的作用。

愛迪生髮明創造年表:

1868年10月11日發明「投票計數器」,獲得生平第一項專利權。

1869年10月與友人合設「波普-愛迪生公司」。

1870年發明普用印刷機,出讓專利權,獲4萬美元。在紐約克自設製造廠。

1872-1876年發明電動畫機電報,自動復記電報法,二重、四重電報法,製造蠟紙炭質電阻器等。

1875年發明聲波分析諧振器。

1876年在新澤西州的門羅公園建立了一個實驗室-第一個工業研究實驗室。它是現代的「研究小組」這一概念的創始。發明碳精棒送話器。申請電報自動記錄機專利。

1877年在門羅公園改進了早期由貝爾發明的電話,並使之投入了實際使用。獲得三項專利:穿孔筆、氣動鐵筆和普通鐵筆。 8月20日發明了被愛迪生心愛的一個項目-留聲機。

1878年愛迪生宣稱要解決電照明的問題。在英國皇家學會舉辦留聲機展覽,改良留聲機,設計微音器,擴音器,空中揚聲器,聲音發動機,調音發動機,微熱計,驗味計等。2月19日獲留聲機專利。7月他與賓夕法尼亞大學派克教授赴懷俄明觀察日全蝕,並用他發明的氣溫計測量太陽周圍天體的溫度。8月返回門羅公園,重新投入科研實驗當中。英國批准愛迪生「錄放機」專利申請。9月訪問康涅狄克州的威廉·華萊士。開始進行發明電燈的研究。10月5日提出關於鉑絲「電燈」的專利申請。

1879-1880年經數千次的挫折發明高阻力白熾燈。改良發電機。設計電流新分布法,電路的調準和計演算法。發明電燈座和開關。發明磁力析礦法。

1879年8月30日愛迪生和貝爾在薩拉托加溪市的市政廳各自演示了電話裝置,結果愛迪生的電話比貝爾的清晰。10月21日發明高阻力白熾燈,它連續點燃了40個小時。11月1日申請碳絲燈專利。12月21日《紐約快報》報道了愛迪生的白熾電燈。12月25日對來自紐約市的3000名參觀者在門羅公園作公開電燈表演。

1880年研究直升機。獲得電燈發明專利權。製成磁力篩礦器。1月28日提出「電力輸配系統」專利書。2月18日《斯克立柏月刊》發表了《愛迪生的電燈》一文,正式發表了電燈的發明。5月第一艘由電燈照明的「哥倫比亞號」輪船試航成功。12月成立紐約愛迪生電力照明公司。

1881紐約第五大街總部設立。成立一個白熾燈廠於紐約克。設立發電機,地下電線,電燈零件的製造廠。在門羅公園試驗電車。

1882發明電流三線分布制。申請專利141項。9月4日成立第一所中央廠。12月底美國各地建立了150多個小電站。

1885年5月23日提出無線電報專利。

1887-1890年改良圓筒式留聲機,取得關於留聲機的專利權80餘份。經營留聲機,唱片,授語機等製造和發售事業。

1888年發明唱筒型留聲機。

1889年參加巴黎百年博覽會。發明電氣鐵道多種。完成活動電影機。

1890-1899年設計大型碎石機,研磨機。在奧格登礦地親自指揮用新方法大規模開發鐵礦。

1891年發明「愛迪生選礦機」,開始自行經營採礦事業。獲得「活動電影放映機」專利。5月20日第一台成功的活動電影視鏡在新澤西州西奧蘭治的愛迪生實驗室向公眾展示。

1893年愛迪生實驗室的庭院里建立起世界上第一座電影「攝影棚」。

1894年4月14日在紐約開闢第一家活動電影放映機影院。

1896年年4月23日第一次在紐約的科斯特-拜厄爾的音樂堂使用「維太放映機」放映影片,受到公眾熱烈歡迎。

1902年使用新型蓄電池作車輛動力的試驗,行程為5000英里,每充一次電,可走100英里,獲得成功。

1903年愛迪生的公司攝製了第一部故事片《列車搶劫》。

1909年費時十年,蓄電池的研究終於成功。製成傳真電報。獲得原料機、加細碾機、長窯設計專利。

1910-1914年完成圓盤式留聲機,圓盤唱片、不損唱片和金鋼石唱片。

1912年發明「有聲電影」。研製成傳語留聲機。

1914-1915年發明石碳酸綜合製造法,併合留聲機和授語機為遠寫機,一方電話機可自動紀錄對方說話。自行製造苯、靛油等。

1915-1918年完成發明39件之多,其中最著名的是魚雷機械裝置,噴火器和水底潛望鏡等。

1927年完成長時間唱片。

1928年從野草中提煉橡膠成功。

巴甫洛夫:1849年9月26日生於俄羅斯梁贊城一個貧窮的牧師家庭。巴甫洛夫從小在教會學校讀書,書籍的吸引力使他對自然科學產生興趣。由於他父親喜歡看書,家中有許多像赫爾岑,車尼爾雪夫斯基等人的進步著作,在父親的影響下,他一有空就爬到閣樓上,讀父親的藏書。儘管巴普洛夫出身於宗教家庭,但他本人並不想像父親一樣一輩子當一個牧師,也不相信上帝的存在。21歲那年他和弟弟一起考入彼得堡大學自然科學系。他和弟弟儘管在大學裡學習優異並且年年獲得獎學金,但是生活還是比較清貧,需要給別人做家庭教師才能維持日常生活。為了節省車費他們每天都要步行走很遠的路。巴普洛夫在大學裡以生物生理課為主修課,學習十分刻苦,為了使實驗做的得心應手,他不斷練慣用雙手操作,漸漸地相當精細的手術他也能迅速完成,老師很欣賞他的才學,常常叫他做自己的助手。巴普洛夫不懂就問,每次手術都做的又快又好,漸漸的有了名氣。巴普洛夫四年級時在老師的指導下和另一個同學合作,完成了關於胰腺的神經支配的第一篇科學論文,獲得了學校的金質獎章。 1875年,巴普洛夫獲得了生理學學士學位,成為了自己老師的助教,同年他又考上了聖彼得堡的大學醫學院。1878年,他應俄國著名臨床醫師波特金教授的邀請,到他的醫院主持生理實驗工作。1870年在聖彼得堡大學學習動物生理學,1875年轉入軍事醫學院學習,1883年獲醫學博士學位。他又是用條件反射方法對動物和人的高級神經活動進行客觀實驗研究的創始人。他開始時研究血液循環和消化功能,但主要工作是關於高級神經活動的研究。1904年因消化腺生理學研究的卓越貢獻而獲得諾貝爾獎金。從1903年起連續30年運用「條件反射」方法研究了動物的行為、心理活動,並提出了人有第一和第二兩個信號系統的思想,認為人除了有第一信號系統-對外部世界的映象產生直接反映之外,還有第二信號系統,即引起人的高級神經活動發生重大變化的語言和符號反映功能。由此建立了高級神經活動的新學說。

萊特兄弟:威爾伯·萊特1867年生於美國印第安那州密切維。他的弟弟奧維爾·萊特1871年生於美國俄亥俄州代頓市。兩兄弟都上過中學,但未獲得畢業文憑。

兩兄弟都具有力學天賦,都對載人飛行感興趣。1892年他們開設了一家出售、修理、製造自行車的聯營公司。這為他們極感興趣的問題-航空學研究提供了經費。他們認真攻讀李連塔爾(德國航空工程師及發明家)、奧克塔夫、契牛特和蘭利等航空學家的著作。1899年他們開始親自著手對飛行問題的研究,經過四年多的努力,於1903年獲得成功。

萊特兄弟成功有幾個原因。第一,兩個人的智慧比一個人強得多。萊特兄弟總是在一起共同工作,配合十分默契。第二,他們做出了英明的決定,在試製動力飛機之前先利用滑翔機學習飛行。他們於1899年開始試用風箏和滑翔機。翌年他們把自己的第一台足尺寸(即大到可以載人的尺寸)的滑翔機帶到北卡羅利納州的貓頭鷹村進行測試,但結果並不令人十分滿意。他們分別於1901年和1902年製造和測試了第二架和第三架足尺寸滑翔機,他們使用這架滑翔機做了多次飛行試驗,其中凝聚著他們某些最重要的革新(1903年申請的基本專利權中有些與第三架滑翔機有關〕。

滑翔飛行經驗為他們的成功又提供了第三條線索。先前大多數想製造飛機的人主要擔心的是怎樣使機身離開地面,萊特兄弟則正確認識到最大的問題是起飛後怎樣控制飛機。因而他們把大部分時間和精力都用來探索飛行期間保持飛機穩定和平衡的方法。他們成功地發明了飛機的三軸操縱法,從而獲得了徹底操縱飛機的能力。

萊特兄弟對機翼設計也做出了重要的貢獻。他們很快就認識到從前發表的數據不可靠,因而動手製造了自己的風洞;並對兩百多個形狀不同的翼面做了測試,根據這些實驗親自繪出了氣壓和機翼形狀之間關係的圖表。

在十九世紀頭五十年中,搞動力飛行的努力註定要失敗。蒸汽機的重力和它所產生的動力按比例來說實在是太大了。到了萊特兄弟問世的時候,已經發明了高效率的內燃機。但是這種內燃機仍太重,不能在飛機上提供動力。由於當時好象沒有哪個製造商能生產出機重和動力之間的比率比較低的引擎,因而萊特兄弟在一位機械師的幫助下設計出來一台比大多數製造商設計的引擎具有優越性的引擎。他們在1903年使用的一台推進器效率達到百分之六十左右,

1903年12月7日在北卡羅利納州的貓頭鷹村附近的殲魔山上,兄弟倆進行了首次飛行。當天兄弟倆共做了兩次飛行。第一次是由奧維爾·萊特做出的,飛行12秒,120英尺;第二次是由威爾伯·萊特做出的,飛行5l秒,852英尺。這架飛機的造價不到一千美元,被兄弟倆命名為飛行者Ⅰ號(今天人們通稱為貓頭鷹號)。機翼長約40英尺,重約750磅。引擎的功率為12馬力,重僅有170英磅。這架原始飛機目前陳放在華盛頓哥倫比亞區美國國家航天博物館內。

1908年萊特兄弟結束了公眾的懷疑。威爾伯把一架飛機帶到法國,進行了一系列有效的公開演示,並在那裡組建一家公司銷售自己的發明。與此同時奧維爾返回美國,做了類似的公開表演,不幸的是1908年9月17日他架駛的飛機墜毀,這是他們倆人遇到過的唯一的一次嚴重事故。一位乘客喪生,奧維爾摔斷了一條腿和兩根肋骨。他們成功飛行卻已經說服了美國政府簽署一項合同來為美國國防部提供飛機。

萊特兄弟和一些申請對手之間為專利權打了許多官司。1914年法院把專利權判決給兩兄弟。但這時威爾伯·萊特得了傷寒,於1921年病逝,終年45歲。奧威爾·萊特1915年在飛機公司經銷股票。他於1948年去世。兄弟倆都未曾結婚。

儘管先前就有人在航空領域做了大量的研究,付出了代價,宣布了成果,但是發明飛機的主要功勞應歸功於萊特兄弟。在幾十年期間,飛機使我們地球縮小了,使其成為小小的環球。此外載人飛行取得的可喜成就為發展太空旅行奠定了基礎。

盧瑟福:1871年8月30日生於紐西蘭納爾遜附近的泉林村,父親是農民和工匠,母親是鄉村教師。他在小學就對科學實驗產生了興趣。由於成績優秀,學習期間曾獲一系列獎學金。1894年從坎特布雷學院畢業時,以該校空前的數學和物理雙第一名的成績獲碩士學位,還因無線電實驗研究方面有成績獲理學學士學位。畢業後,留校工作一年。1895年考取大英博覽會獎學金,進英國劍橋大學卡文迪許實驗室學習。開始時是以研究無線電為主,用自己的發射器和檢波器實現了3.2km的收發距離。義大利人馬可尼後來的成就中包括了對盧瑟福檢波器的改進,但盧瑟福不計較個人名利,未與馬可尼爭無線電發明的優先權,還在1932年5月3日向馬可尼頒發獎章時讚揚了馬可尼的功績。1896年春末,盧瑟福接受卡文迪許實驗室主任湯姆生的建議,把研究方向轉到放射性上。1897年盧瑟福發現,鈾射線由兩種成分組成,一種是易被吸收的射線,他稱之為α射線;另一種是穿透性強的射線,他稱之為β射線。同時他還根據實驗預言,可能存在一種穿透能力更強的射線,這就是後來發現的並由他命名的γ射線。

  盧瑟福1898年在卡文迪許實驗室研究生畢業後,由湯姆生推薦,到加拿大的麥吉爾大學任物理學教授。除教學之外,他繼續研究放射性。與來自英國的青年化學家索迪合作,於1902年首先發現了放射性元素的半衰期,提出放射性是元素自發衰變現象,他用光譜實驗表明,放射性原子有一個很複雜的結構。1903年5月,他和索迪根據α射線和β射線在電場和磁場中的偏轉度,辨別出它們分別由帶正、負電的粒子構成。指出放射性元素的原子衰變時釋放荷電粒子而變成性質不同的新元素,列出了早期的鐳、釷、鈾的衰變圖譜,確認α射線的能量占放射性元素輻射能量的99%以上,為他們後來以α射線作為研究原子結構的炮彈提供了根據。1905年他應用放射性元素的含量及其半衰期,計算出太陽的壽命約為50億年,開創了用放射性元素半衰期計算礦石、古物和天體年紀的先河。盧瑟福在放射性研究上取得的一系列重大成果,使他揚名於世。1907年他謝絕了一些著名大學的高薪聘請,而出任英國曼徹斯特大學的物理學教授,因為該校有設備先進的實驗室和優越的科研條件。盧瑟福對α、β、γ射線作了大量的研究。1908年,他測算出β射線的電荷。1913年,他提出α粒子的帶電量為2e,原子量為3.84,認為α粒子失去電荷後應變成氦原子。1913-1914年,他與人合作,測定γ射線的性質和波長,確認γ射線是一種比X射線頻率更高的電磁輻射。

  1918年,盧瑟福繼湯姆生之後,擔任卡文迪許實驗室領導,將卡文迪許實驗室發展到一個新的高峰.將物質微觀結構的研究推向嶄新的階段,同時也培養出了許多青年科學家。

  盧瑟福是20世紀初最偉大的實驗物理學家,他1908年獲諾貝爾化學獎,被譽為「微觀宇宙之王」。一生髮表論文約215篇,著作6種,培養了10位諾貝爾獎獲得者。1937年10月19日患腸阻塞併發症逝世,葬於倫敦威斯敏斯特大教堂牛頓墓旁。盧瑟福不僅在科學研究上取得了劃時代的成就,而且在造就大量人才方面也取得了豐碩的成果,在他的培養和指導下,他的學生和助手有十多位獲得諾貝爾獎,創下了個人培養諾貝爾獎科學家人數最多的「世界紀錄」。

他的學生卡皮查曾指出:「盧瑟福不僅是一個偉大的科學家,而且是一個偉大的教師。我能記起除去盧瑟福之外,沒有一個當代科學家在他的實驗室培養出這樣多卓越的物理學家。科學史告訴我們,一個卓越的科學家不一定是一個偉人,但一個偉大的教師必須是一個偉人。」


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