第二十一章
作者:共青團(tuán)中央網(wǎng)絡(luò)影視中心主編   |  字?jǐn)?shù):4219  |  更新時(shí)間:2015-09-13 11:52:06  |  分類(lèi):

愛(ài)國(guó)教育

居里夫人與鐳

名言

如果能隨著理想而生活,本著正直自由的精神,勇往直前的毅力,誠(chéng)實(shí)不自欺的思想而行,一定能臻于至美至善的境地。

——居里夫人

故事

居里夫人(1867—1934年),原名瑪麗亞·斯可羅多夫斯卡,出生在俄國(guó)沙皇統(tǒng)治下的華沙。她通過(guò)努力學(xué)習(xí),拿到了兩個(gè)學(xué)位證書(shū)。她在放射性物質(zhì)領(lǐng)域進(jìn)行不懈地探索,發(fā)現(xiàn)了鐳和釙兩種元素,并提出了“放射性”這一術(shù)語(yǔ),雖然發(fā)現(xiàn)了放射性元素,但是居里夫人放棄了對(duì)鐳元素提煉方法的專(zhuān)利,而是把專(zhuān)利讓給了世人。她是世界上唯一一位兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女性科學(xué)家,后人為了紀(jì)念她稱(chēng)她為鐳的母親。

瑪麗亞的童年充滿(mǎn)了更多的艱辛,她1歲那年,媽媽和大姐因病去世。這對(duì)瑪麗亞來(lái)說(shuō),是一個(gè)巨大的打擊。但是瑪麗亞沒(méi)有被擊倒,而是同父親一起積極地生活。

瑪麗亞的父親是一名物理教師,這對(duì)瑪麗亞來(lái)說(shuō)是一種資源,而父親的實(shí)驗(yàn)工具更可以讓瑪麗亞隨意地學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)?,旣悂喸冢玻礆q的時(shí)候通過(guò)巴黎學(xué)院的考試,終于在大學(xué)里找到了自己的位置?,旣悂喗?jīng)常在學(xué)校的圖書(shū)館里刻苦地學(xué)習(xí),看書(shū)入迷時(shí)會(huì)忘記吃飯,竟然暈倒在圖書(shū)館。她住的房子破爛不堪,在冬季更是冷得刺骨。但瑪麗亞沒(méi)有屈服。來(lái)到巴黎學(xué)院兩年,她參加了物理學(xué)士學(xué)位的考試,并以第一名的成績(jī)通過(guò)考試,第二年以第二名的成績(jī)通過(guò)數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位的考試。1894年她與法國(guó)物理學(xué)家皮埃爾認(rèn)識(shí)并結(jié)成了夫妻。

1898年,法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾在含鈾這種元素的礦物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)這種礦物質(zhì)能夠放出一種射線(xiàn),但是他卻解不開(kāi)這種射線(xiàn)的秘密。居里夫人與皮埃爾知道后就開(kāi)始對(duì)這種礦物質(zhì)進(jìn)行研究,但是卻苦于沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室。后來(lái)經(jīng)過(guò)皮埃爾多次申請(qǐng),校長(zhǎng)才勉強(qiáng)批了一間破爛的小屋作為他們的實(shí)驗(yàn)室。而這間小屋在夏天就像火爐,冬天就是冰窖。當(dāng)他們第一天搬進(jìn)這個(gè)小屋的時(shí)候只有兩把椅子,皮埃爾認(rèn)為太少,客人來(lái)了沒(méi)有地方坐,居里夫人則說(shuō):“這樣也好,可以有更多的時(shí)間進(jìn)行研究?!?/p>

當(dāng)她在研究鈾鹽礦石的時(shí)候,認(rèn)為不可能僅僅只有鈾礦能放出射線(xiàn),于是她找來(lái)所有能接觸到的金屬礦物質(zhì)并根據(jù)元素周期律逐一進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果在釷的化合物中也檢測(cè)到射線(xiàn)。居里夫人確定,不光世界上還有其他的元素能夠放出射線(xiàn),因此與比埃爾商量給這類(lèi)元素取個(gè)名字,最后居里夫人建議用這鐳元素的特征進(jìn)行命名,就叫放射性元素。

她發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦里的放射性比鈾大得多,而已知的元素并沒(méi)有這么大的放射性,因此他們決定找出這種元素,這種元素只有在瀝青鈾礦中才能找到,但這種瀝青鈾礦十分貴,當(dāng)時(shí)他們根本沒(méi)錢(qián)。最后,他們認(rèn)為研究瀝青鈾礦的廢渣中也含有這種未知元素。奧地利政府聽(tīng)說(shuō)后就提供給他們一噸鈾礦廢渣。于是兩人開(kāi)始了提煉這種新元素的實(shí)驗(yàn),在高溫、刺鼻和臭味下的3年里,皮埃爾曾經(jīng)想放棄,但是瑪麗亞一直相信自己的工作就要得出結(jié)論,最后兩人開(kāi)始分工,皮埃爾負(fù)責(zé)新元素的性質(zhì)分析,瑪麗亞對(duì)新元素進(jìn)行提煉?;侍觳回?fù)有心人,他們終于發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素84號(hào),比鈾強(qiáng)4倍,類(lèi)似鉍,居里夫人以釙命名,表達(dá)了她對(duì)祖國(guó)波蘭的熱愛(ài)。不久,她又提煉出012克新元素,并命名為“鐳”,同時(shí)測(cè)得鐳的原子量為255。新元素的發(fā)明開(kāi)啟了人類(lèi)現(xiàn)代化的醫(yī)療事業(yè),193年,居里夫人夫婦與貝克勒爾共享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

196年,皮埃爾因?yàn)檐?chē)禍去世,居里夫人盡管十分傷心,但是她依舊執(zhí)著地進(jìn)行著自己的研究,并成為巴黎學(xué)院理學(xué)院的第一位女教授。191年,她的論放射性一書(shū)出版。居里夫人在化學(xué)和醫(yī)學(xué)方面一樣在發(fā)揮著她的聰明才智,她用放射性元素研究了人類(lèi)癌癥的治療方法。鑒于她在化學(xué)、醫(yī)療以及對(duì)鐳與釙發(fā)明方面的貢獻(xiàn),1911年,她獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。她是世界上唯一兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女性。

居里夫人一生共得了1項(xiàng)獎(jiǎng)金、16種獎(jiǎng)?wù)?、17個(gè)名譽(yù)頭銜,特別是兩次諾貝爾獎(jiǎng)。但她對(duì)于名譽(yù)卻不是太在乎,在很多人的眼里,瑪麗亞是一個(gè)“貧困的婦人”,她將自己的財(cái)富和名譽(yù)看得十分輕,仿佛那些東西都不是自己的。

解讀

居里夫人開(kāi)啟了2世紀(jì)人類(lèi)真正意義上的現(xiàn)代化。她平和堅(jiān)強(qiáng),對(duì)人類(lèi)的科學(xué)、醫(yī)療等事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出了自己的全部力量。她淡泊名利,把自己的發(fā)現(xiàn)完全貢獻(xiàn)給了自己的熱愛(ài)著的世界。

霍金探索宇宙的奧秘

名言

疾病是可怕的,但是更可怕的是人心的絕望和失望。

——霍金

故事

史蒂芬·霍金出生于1942年1月8日,這個(gè)時(shí)候他的家鄉(xiāng)倫敦正籠罩在希特勒的狂轟濫炸中?;艚鸷退拿妹迷趥惗馗浇男℃?zhèn)上度過(guò)了自己的童年。霍金的父母都受過(guò)正規(guī)的大學(xué)教育,父親是一位從事熱帶病研究的醫(yī)學(xué)家,母親則從事過(guò)許多職業(yè)?;艚鹪谶@個(gè)家庭氛圍良好的環(huán)境中成長(zhǎng)起來(lái)。

霍金最喜歡玩火車(chē)模型、飛機(jī)模型等機(jī)械玩具,他并不是簡(jiǎn)單地去玩,而是想方設(shè)法弄明白它們的控制原理。霍金還自己設(shè)計(jì)一些游戲,當(dāng)然這些游戲也是相當(dāng)復(fù)雜的,不費(fèi)一番腦筋是不可能會(huì)玩的?;艚鹱鲎鳂I(yè)時(shí),最不喜歡別人在旁邊提示,無(wú)論多么難的題,他都要獨(dú)立去完成,所以,同學(xué)們都稱(chēng)他為“我們的小愛(ài)因斯坦”。

父親希望霍金學(xué)習(xí)生物學(xué)和醫(yī)學(xué),將來(lái)繼承自己的事業(yè),而霍金卻堅(jiān)決地說(shuō):“不,爸爸,我喜歡數(shù)學(xué)和物理,我的理想是當(dāng)科學(xué)家。”霍金要自己安排自己的命運(yùn)。1959年,17歲的他考進(jìn)英國(guó)牛津大學(xué)學(xué)習(xí)物理。有一次,教電磁學(xué)的老師留下13道相當(dāng)難的習(xí)題,讓同學(xué)們做,并說(shuō)能做多少就做多少。有幾人費(fèi)了好大的勁兒才做出1道題,多數(shù)人都泄氣了,說(shuō):“太難了!再也做不下去了……”而霍金卻一口氣做出10道題,并滿(mǎn)懷遺憾地說(shuō):“真糟糕,還有3道題做不出!”同學(xué)們都驚訝地說(shuō):“做出10道題?天?。』艚?,你好像來(lái)自不同的星球。”

1962年,霍金從牛津大學(xué)畢業(yè),以?xún)?yōu)異的成績(jī)考入劍橋大學(xué)研究生院,繼續(xù)學(xué)習(xí)物理學(xué),不斷地向科學(xué)高峰攀登。

19世紀(jì)60年代,由于天文學(xué)的一系列新發(fā)現(xiàn),激發(fā)了天體物理學(xué)的研究?;艚鹫昶鋾r(shí),黑洞研究使他初露頭角。霍金將熱學(xué)引入黑洞的研究,這大大加深了對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)。這時(shí),霍金認(rèn)為,可能存在一種“微型黑洞”。這種黑洞很小,有的會(huì)小到像質(zhì)子或中子那樣的大小。按照現(xiàn)代物理學(xué)的理論,當(dāng)物體小到這樣的程度,它應(yīng)服從量子力學(xué)的規(guī)律。霍金的進(jìn)一步研究表明:黑洞可以蒸發(fā);黑洞越小,它蒸發(fā)得越快。1個(gè)1億噸(個(gè)頭與質(zhì)子大小相當(dāng))的黑洞要用1億年的時(shí)間才能蒸發(fā)干凈,而最后01秒內(nèi)所釋放的能量相當(dāng)于1萬(wàn)顆百萬(wàn)噸級(jí)的氫彈爆炸。這就是說(shuō),我們是不是應(yīng)該仔細(xì)地進(jìn)行天文觀(guān)測(cè),力圖在宇宙空間找到這種“微型黑洞”而加以利用呢?

霍金對(duì)“大爆炸”理論研究有很大貢獻(xiàn)。他認(rèn)為,宇宙起源于一個(gè)“奇點(diǎn)”,“奇點(diǎn)”處的爆炸產(chǎn)生了粒子和能量,粒子間的作用產(chǎn)生了星云,進(jìn)而演化到我們今天的世界。今天的宇宙仍在膨脹著,將來(lái)的宇宙可能將繼續(xù)膨脹下去,也可能在膨脹到極限時(shí)轉(zhuǎn)而收縮至當(dāng)初形成宇宙的那個(gè)“奇點(diǎn)”??瓷先ミ@好像很有趣,然而,這就是今天人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)水平。由于霍金在天體物理學(xué)研究上取得的成績(jī),他獲得1978年的“愛(ài)因斯坦獎(jiǎng)”。198年他又當(dāng)上了“三一學(xué)院”盧卡斯講座的教授。牛頓曾經(jīng)是該講座的教授?,F(xiàn)在,霍金已快60多歲了,盡管身體殘疾,他仍經(jīng)常旅行、演講、著述。他的時(shí)間簡(jiǎn)史已發(fā)行幾千萬(wàn)冊(cè),被譯成多種語(yǔ)種。由于霍金那富于傳奇色彩的奮斗經(jīng)歷,他的時(shí)間簡(jiǎn)史還被搬上銀幕。人們看到了黑洞和基本粒子的畫(huà)面,聽(tīng)著霍金敲打計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)和計(jì)算機(jī)合成后的聲音,人們?yōu)楝F(xiàn)代物理和宇宙理論的深?yuàn)W所震懾,為人類(lèi)的智慧所感嘆,并且更加佩服霍金在承受巨大的痛苦時(shí)仍在攀登科學(xué)高峰所表現(xiàn)出的偉大精神。

解讀

霍金提出了黑洞理論同時(shí)還證明了黑洞的面積定理。他的一生富有傳奇性。他在1988年撰寫(xiě)的時(shí)間簡(jiǎn)史更是一篇宇宙學(xué)的權(quán)威著作。

牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律

名言

科學(xué)給人自由,以反抗自然法則。它致力于把自然力量的魔杖交到人手中;它要使我們的精神擺脫萬(wàn)物的奴役。

——泰戈?duì)?/p>

故事

1665年的夏天,倫敦城里發(fā)生了大瘟疫,而英格蘭的沃爾斯索普鄉(xiāng)下依然平靜如常。一處不大的農(nóng)家小院,院角幾株多年的蘋(píng)果樹(shù)在習(xí)習(xí)的晚風(fēng)中輕舞,樹(shù)葉簌簌颯颯地撩撥著。房間里昏黃的燈光依舊亮著,一切靜謐、安詳。忽然,“咚”的一聲悶響打破了沉寂,屋中燈下的讀書(shū)人趕忙開(kāi)門(mén)沖了出來(lái),四周張望并未見(jiàn)一個(gè)人影,正在納悶兒,“咚!”又是一下子,這回不巧,不知什么東西正砸頭上,這人頓感一陣眩暈。良久,他抬頭看見(jiàn)了枝頭樹(shù)葉時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的蘋(píng)果,不覺(jué)笑了。這個(gè)人便是牛頓。

牛頓1642年生于英格蘭貝蒂林肯郡的農(nóng)民家庭,幼年經(jīng)歷坎坷。他19歲考入劍橋大學(xué)特里尼蒂學(xué)院,23歲獲得文學(xué)學(xué)士學(xué)位。第二年6月,由于躲避瘟疫回到鄉(xiāng)下,直至1667年重回劍橋大學(xué)。兩年時(shí)間里,構(gòu)思了經(jīng)典力學(xué)、微積分和光學(xué)等學(xué)科的思想。1668年牛頓獲碩士學(xué)位,第二年被破格提升為數(shù)學(xué)教授,年僅27歲,擔(dān)任此職務(wù)前后達(dá)26年。175年,英女王授予牛頓爵士頭銜。他于1727年3月2日逝世,享受?chē)?guó)葬待遇,與英國(guó)歷代君主和名人長(zhǎng)眠于威斯敏斯特教堂。

由此可見(jiàn),牛頓絕不是僅僅被蘋(píng)果砸了一下就猛然悟到了萬(wàn)有引力定律,而是有著深厚的知識(shí)背景和超乎尋常的探索精神,在看到了蘋(píng)果落地之后,也不是一下子悟出了什么定律,而是在一系列的計(jì)算推導(dǎo)后才得出這一具有歷史意義的科學(xué)結(jié)論。

牛頓在解決為什么蘋(píng)果要落地而月亮卻可以繞地球旋轉(zhuǎn)不停的問(wèn)題的時(shí)候,沒(méi)有像他的前人那樣依靠大量的觀(guān)察測(cè)得數(shù)據(jù),再進(jìn)一步找出答案,而是主要靠思考與數(shù)學(xué)推導(dǎo)。大體思路為:先求出月亮繞地球飛行的速度,這個(gè)速度由月亮繞地球軌道周長(zhǎng)除以其繞地球周期得到,代數(shù)表達(dá)式為V月=2r/T。在此基礎(chǔ)上求得月亮的向心加速度,即月亮繞地球飛行速度的平方除以其軌道半徑,代數(shù)表達(dá)式為a月=(V月)2/r。根據(jù)已知的數(shù)據(jù)(月球的公轉(zhuǎn)周期為273天,月球繞地球飛行速度為38×18米/秒)解得此式結(jié)果為27米/秒。這一結(jié)果適用于月亮,那么蘋(píng)果呢?由于其自身重量相對(duì)于地球可忽略不計(jì),它的加速度就應(yīng)等于自由落體加速度為98米/秒2,再根據(jù)開(kāi)普勒三定律就可得出蘋(píng)果和月亮二者重力加速度關(guān)系。最終得到F=GMm/r2,即物體間彼此都有吸引力。這種力的大小僅與它們各自的質(zhì)量和它們之間的距離相關(guān),這就是著名的萬(wàn)有引力定律。

解讀

牛頓萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn),是人類(lèi)科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)。直至現(xiàn)在,人類(lèi)依然認(rèn)為這是個(gè)史無(wú)前例的人類(lèi)科技大進(jìn)步。

萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn),使人們打開(kāi)了引力的大門(mén),邁向了一個(gè)嶄新的時(shí)代,極大地推動(dòng)了人類(lèi)的歷史進(jìn)程。

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