第6章 趣味故事(6)
- 科技軼聞趣事(科學知識大課堂)
- 李楠 金昌海 崔今淑
- 5545字
- 2015-04-20 10:41:31
那天,斯羅達正與同事們研究兩塊被放在軌道上的濃縮鈾對合的“臨界質量”。就在這時,一場意外的事故發生了:撥動鈾塊的螺絲刀突然滑落,兩塊鈾在軌道上面對面滑動,距離越來越近;就在兩塊鈾即將滑到一起的千鈞一發之時,斯羅達奮不顧身地用雙手把它們掰開了。
這鈾塊就是原子彈的“核”,只要合到一起,瞬間就會達到超臨界狀態而發生猛烈爆炸。斯羅達用自己的鎮定和勇敢避免了一場極其可怕的災難。
鈾是一種強放射性物質,斯羅達這位優秀的科學家為了避免這場爆炸的災難,受到高劑量的致命輻射,出事之后的第9天,他就離開了人世。加拿大政府和人民為了表彰這位優秀科學家對人類所作的貢獻,把他譽為“用雙手掰開原子彈的人”。
戰爭與罐頭
1789年,法國資產階級革命爆發,剛成立不久的法國政府幾年之內就卷入幾個外國列強戰爭了的急流之中。老天頭一次賜予拿破侖出人頭地的機會,年僅24歲的拿破侖在1793年8月土倫包圍戰中,從英軍手中收復了土倫。他指揮的炮隊立了頭功,便被提升為旅長。
法蘭西軍隊要轉戰千里,后方運來的食品送到戰士手中時,大多變質腐爛。由于食品不足,士兵營養不良,減員嚴重,但又無計可施。在此情況下,為了保證戰爭的勝利,法國政府在1795年懸賞12 000法郎,向全國征集軍用食品的保鮮方法。次年,拿破侖已被提升為駐意大利的法軍總司令。在1896年~1897年間取得一系列輝煌勝利之后,以英雄的身份返回法國。
1798年他率法軍入侵埃及并遭到慘敗——納爾遜統率的英國海軍摧毀了法國艦隊。但他在1799年放棄他在埃及的軍隊返回法國后發現,法國人記憶猶新的是他在陸地上取得的勝利和在前述意大利的勝利,而不是他的海軍的失敗。于是他在一個月后就與阿貝·西葉雨等人發動政變,成立一個新的“執政府”。從此開始了著名的拿破侖一世王朝(1769~1821)的獨裁統治。
為了解決食品變質問題,科學家們絞盡了腦汁,但無一如愿以償。糖里糕點制造者尼古拉·阿貝爾也注意到政府的懸賞,并從1795年開始進行這方面的研究。經過10年的思考、試驗、研究,終于1804年發表了論文《密封容器貯藏食品技術》,提出了他的保鮮方法。他的方法是,將食物(例如豬肉)放在用粗麻布裹緊的玻璃瓶中,瓶口敞開放到煮開的沸水中加熱30~60分鐘,再趁熱用軟木塞將瓶口塞緊,并用蠟密封;然后用金屬絲或繩子扎住,最后再在沸水中煮一段時間,取出冷卻即成。他用這種方法制成了人類第一批罐頭,一般可保存兩三個月時間。
1806年,第一批玻璃瓶口直徑約10厘米的罐頭經過幾個月的海運,接受了酷暑和潮濕氣候的考驗之后,到達一艘法國戰艦上,官兵們品嘗之后覺得味道依然鮮美。拿破侖對此也頗為高興,曾大加贊譽。
1909年,阿貝爾把他的成果呈報給法國政府。政府接受了這一成果,并由“長期貯藏陸海軍糧委員會”頒發給他12 000法郎獎金。第二年,他又發表了《動物與植物性食品的數年貯藏方法》的論文。1912年,他用上述獎金建立了世界上第一個罐頭廠,名為“阿貝爾之家”,并繼續進行研究。
阿貝爾的食品保鮮法很快在歐洲傳開了。為了便于密封和避免破碎,英國人朱蘭德用馬口鐵小罐取代了玻璃瓶,他在1810年將食品塞入罐中后加熱處理,再用錫封牢。這一類似現代罐頭的改進在當年就取得了專利。
在罐頭發明史上還有兩件趣事。
第一件,罐頭存放100年。為了證明罐頭確有保鮮力,有人在1821年把裝有4磅(約18公斤)的烤馬肉罐頭貯存到1938年才打開,分10天喂給12只老鼠吃,結果老鼠安然無恙。
第二件,是“魔法快產罐頭”。用阿貝爾方法生產一批罐頭至少要兩三個小時,工效很低。這既不能滿足“上帝”的需要,也不能使廠家賺更多的錢。于是“魔法師”們披長袍,念咒語,粉墨登場了。只見他們將一把白粉撒入煮罐頭鍋中,就說:“成了!”咦!奇跡果真出現了,煮的時間縮短了一半!其實這是一個簡單的化學、物理知識——加食鹽后水的沸點會明顯提高。這樣,當然就不用煮那么久了。但在當時,這一招還使許多人認為真有“魔法”哩!
那么,阿貝爾是怎樣作出他的發明呢?原來,他靠的是經驗:夏天的食物經過高溫蒸煮后可以延緩變餿的現象。善于聯想、移植,加上10年百折不撓的努力,是阿貝爾成功的“秘訣”,也是并非不知道上述現象的人們不能作出這一發明的原因所在。可以設想,同樣在思考的學者們也許在與什么高深的理論相聯系,但他們最終兩手空空。這時,我們很容易聯想起蕭伯納(1856~1959)看似荒誕無稽、實際飽含哲理的話:“讀書使人迂腐。”看來,科學發明發現既可來自像愛迪生、阿貝爾這樣的“下里巴人”,也可以來自像牛頓、愛因斯坦這樣的“飽學之士”。
罐頭保鮮的原理是高溫殺死了食物中的微生物,而它們在食物中的繁衍正是食物變質的主要原因。不過,當時人們并不知道這個道理,直到1864年法國巴斯德明白了這個道理,并于1867年發明“巴斯德消毒法”之后,人們才恍然大悟。
林肯揭偽證
1990年,美國《史密森》雜志舉行了一次大規模的民意測驗,要求讀者投票選舉三位“自古以來世界上使用文字最簡潔的人”。結果“上帝”獲得第一名。“他”用300多字就在《圣經》中闡明了《十戒》。第三名是英國二戰時的首相丘吉爾。榮獲第二的就是我們這個故事的主人公——美國第16任總統亞拉伯罕·林肯(1809~1865),他感人至深的《葛底斯堡演說辭》只用了270個詞。
林肯是一位政治家,怎么扯到我們的科技史上來了呢?沒有弄錯,下面就是這位政治家用扎實的天文知識為人洗雪罪名的故事。
林肯早年曾是一個律師。一次,一個名叫阿姆斯特朗的青年人被別人誣告為“圖財害命”。他有口難辯,被判有罪。
阿姆斯特朗的父親是林肯最好的朋友,當時已死去。林肯了解阿姆斯特朗,他為人踏實厚道,絕不會去謀財害命,于是他主動擔任了他的辯護律師,要為他洗雪沉冤。
他查案卷、到“現場”、問事實,斷定是一起誣告案,要求法庭重審。
案件關鍵在誣告人收買的“證人”福爾遜身上,因為他一口咬定,他在10月18日的月光下,在一個草堆后看到阿姆斯特朗開槍把人打死了。于是林肯直逼福爾遜:“你發誓說在10月18日月光下看清的人是阿姆斯特朗而不是別人?”“是的,我發誓!”福爾遜回答說。林肯又問:“你在草堆后,與大樹下的阿姆斯特朗相距二三十米,你能認得清嗎?”福爾遜回答說:“看得清,因為月光很亮,正照在他臉上,我看清了他的臉。”林肯又問:“你能肯定是11點鐘嗎?”“完全能肯定,因為我回到房間里看鐘時,正是11點一刻。”福爾遜回答也很堅定。
到了這里,林肯面向大家,鄭重宣布:“證人”福爾遜作了偽證,是一個騙子!
這時,法庭的人都愣住了。接著,有人高聲質問林肯:“你有什么根據呢?”
林肯不慌不忙地回答說:“證人說他在10月18日晚上11點在月光下看清了阿姆斯特朗的臉。但這天是上弦月,11點哪里還有月光啊?即使假定有月光,也應從西往東照,而遮著福爾遜的草堆在東邊。阿姆斯特朗站在西邊的大樹下,如果他臉朝東,顯然不會有月光;如果臉朝西,福爾遜又怎么能從二三十米遠的草堆處看清他的臉呢?”
林肯說到這里,法庭一片沉靜,隨之而來的是一陣雷鳴般的掌聲。
林肯用非常扎實的天文學、物理學知識揭穿了謊言,拯救了無辜。此后,他成了當時美國最有名的律師之一。
林肯用淵博的知識破案的故事并非絕無僅有。19世紀中葉,德國化學家李比希(1803~1873)參加了赫爾利茨伯爵夫人案件的審判。夫人的侍仆說一枚價值連城的戒指是他早在1805年侍候夫人之前就得到的,不是偷的夫人的。但李比希內行地鑒別出戒指上鑲著的兩條金尾蛇之一是鉑做的,而鉑從1819年才開始用于首飾中。由此,他有力地迫使侍仆供出了盜竊夫人戒指的罪行。
懸賞兩萬英鎊的發明
1993年,英國發行了一枚圖案是一塊懷表的郵票,上面寫著:“約翰·哈里森(1693~1776)制成第4號鐘。”很多懷表都比這塊懷表漂亮,為什么英國人會對它情有獨鐘呢?英國人又為什么會對一個“鐘表匠”誕生300周年如此看重呢?這還得從頭說起。
1714年7月,英國政府通過“經度法”懸賞獎勵用各種方法測準地球經度的人:精度在05°以內的獎2萬英鎊(約合當今120萬美元,即約1 000萬元人民幣),067°和1°以內的獎分別15萬和1萬。由政府同年成立的經度委員會負責獎金的管理、發放,實際褒獎和資助發明者的支出超過10英鎊,該委員會于1828年撤銷。
為什么要巨額懸賞來征集這一發明呢?
原來,當時“大英帝國”是航海大國,17世紀末就有300艘戰艦、商船往來于不列顛群島和西印度群島之間。但常因船隊無法精確測定經度,被迫在海中長期漂泊,于是患壞血病而死或發生海難而亡的人不計其數。1707年,一支英國艦隊就因為經度測定、推算有誤,加之大霧垂海,便觸礁沉沒,使2 000多人葬身魚腹。因此,測準航船經度,進而確定航船位置便成了航海家甚至政府高度重視的課題。
可是,測準經度并非易事。從150年古希臘天文學家托勒密在他的第一本繪有27幅地圖的地圖集里繪上經度線開始,就沒人能解決這一問題,包括使人振聾發聵的“天才”級人物——伽利略、牛頓。但是,人們已經有了正確的思路。地球24小時轉360°,那么1小時就轉15°。因此,“測經度”就轉化為“測時間”。于是發明準確的計時器——天文鐘就迫切地擺在發明家們的面前。
但發明準確的天文鐘也非易事。因為當時廣泛使用的是擺鐘,它有一些致命的缺點:會因重力加速度的變化而變得不準,溫度變化也影響走時準確。因此,要準確計時就必須有突破性的改進或另辟蹊徑。
木匠的兒子約翰·哈里森是個自學成才的鐘表機械愛好者,他決心作出這一發明。他用發條作動力,設法將摩擦減少到最低限度,采用受溫度變化影響很小的雙金屬片,終于在1735年研制出“哈鐘1號”。這只鐘像一臺大機器,至今還保存在格林尼治天文臺里。這只鐘取得了初步的成功,在3個星期的航海中,誤差僅4分鐘,平均每天誤差僅約11秒。雖然它還沒有達到懸賞的要求,但比以前的鐘準確多了,為此英國政府獎勵哈里森500英鎊。于是他信心大增,相繼制成“哈鐘2號”和“哈鐘3號”。
1759年,年已66歲的哈里林經過40年的奮斗,終于在他兒子的協助下造出“哈鐘4號”。
這只鐘直徑約5英寸(約13厘米),質量135千克。有時、分、秒針各一枚,3枚針均橫在同一搪瓷盤上,由一個圓形鋼擺輪控制,用發條作“維持力”。在他兒子威廉的照管下,這只鐘在開往西印度群島的皇家軍艦“哈普福號”上航行了6個星期,只慢了5秒(這5秒誤差是在儀器原定每天慢秒的誤差之外的),這顯然已超過了懸賞的要求。1764年,它又經受了開往巴巴多斯航船上的考驗,再次證實了獲獎資格。不過,經度委員會卻要哈里森解釋它的結構,并證明其他鐘表匠也能按同一方法造出同樣精確、可靠的鐘后,才肯全數發給獎金。于是雙方為此發生了難以調解的爭吵,國王喬治三世支持哈里森向議會上訴。1773年,哈里森還是在生前如愿以償地全數得到了所欠他的2萬英鎊余額。“哈鐘4號”至今還珍藏在格林尼治天文臺,被稱為“天下第一鐘”。它加速了英國對海洋的控制,成就了“日不落帝國”的海霸業,所以英國人對“哈鐘4號”偏愛有加,在300年后為哈里森發行郵票便不足為奇了。
在十七十八世紀,許多沿海國家都用懸賞的方法來吸引發明家解決經度測量工具(當時是計時器)的問題,例如法國也于1716年懸賞10萬法郎。“重賞下面必有勇夫”,所以這一時期鐘表的研究有很大的發展。
當今的計時器已遠非“哈鐘4號”所能比擬:1998年超冷銫原子鐘的建立,使計時精確度達到10阿秒級——大約二三十億年才差一秒!
諾貝爾獎中的“四”
諾貝爾獎激勵著100年來科學家的奮斗,也給人們帶來滔滔不絕的話題,其中趣事可說是不勝枚舉。其中一項趣事是,許多獎都與“四”有關,下面舉出三組“四”的巧合。
獲諾貝爾獎不容易,一人兩次獲獎當然是難上加難,但迄今為止,卻不止一個人兩次得獎。巧的是,這樣的人正好四個,更巧的是,其中沒有任何兩個所得兩項獎完全相同。
最早兩次得獎的是名揚四海的法國籍波蘭科學家居里夫人(1867~1934),她也是惟一的一位兩次得獎的女性。1903年,她和丈夫皮埃爾·居里(1859~1906)獲一半物理學獎金,另一半則由法國物理學家貝克勒爾(1852~1908)獲得。1911年,居里夫人則獨享諾貝爾化學獎。
第二位兩次得獎的是大名鼎鼎的美國化學家鮑林(1901~1994),他是惟一的自然科學和社會科學都獲獎的人,也是惟一的一人兩次獨得諾貝爾獎的人:1954年獨享化學獎,而1962年則獨享和平獎。
第三位兩次獲獎的是成就卓著的美國物理學家巴丁(1908~),他也是惟一兩獲物理學獎的人。巧的是,兩次都是和另外二人,也是他的同胞、同行和合作者獲得這一殊榮的。第一次是1956年,與布拉坦、肖克萊。第二次是1972年,與庫柏、施里弗。
最后一位兩次得獎的是譽滿全球的英國生物化學家桑格、他也是惟一兩獲化學獎的人。第一次在1958年獨享,第二次則在1980年與美國伯格(PBerg)、美國吉爾伯特(WGillbert)共得。
以上是第一組巧合。
第二組巧合是獲此殊榮的父子共四對。
最早的一對是JJ湯姆遜(1856~1940)和他的兒子SGP湯姆遜(1892~1975)。這兩位英國物理學家分獲物理學獎的年代是1906年1937年。第一次是老子獨享,第二次則是兒子與美國物理學家戴維森(1881~1958)瓜分。
第二對是BWH布拉格(1862~1942)和他的兒子WL布拉格(1890~1971)。這兩位英國物理學家(后者出生在澳大利亞)在1915年同獲物理獎。父子同時得獎在諾貝爾獲獎史上絕無僅有。