有关科学家的故事
【学习方法指导】 2016-03-20本文已影响
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科学家的身上会有什么有趣的故事呢?下面是学习啦小编网络整理的有关科学家的故事以供大家学习。
有关科学家的故事(一)
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。
有关科学家的故事(二)
为了尽快地把有用的信息传递到远方去,古代的中国,在遥远的边塞通向京城的道路上修建了许多烽火台,边境一有战事或其它紧急情况,就一站接着一站地点起烽火,把信息传到京城帝王那里。但是,烽火台造价很高,还需要昼夜派人驻守瞭望,又不能传达信息的具体内容,所以,大量的信息还得靠人力传递。
公元前490年,希腊人在马拉松这个地方打败了波斯军队,赢得了保卫国土的胜利。为了让首都人民尽快地分享这一喜讯,在没有任何交通工具的情况下,希腊军队的将领就派了一个叫斐迪辟的士兵,徒步从马拉松平原一刻不停地跑到了当时希腊的首都雅典。当斐迪辟向首都人民报告了胜利的喜讯后,终于因极度疲劳而倒下牺牲了。为了永远纪念这位英雄,人们就把他所跑的全路路程(42195米)列为长跑比赛的一个项目,并命名为马拉松赛跑。在古代,人们传递信息是多么地困难啊。古代人们极力地寻找最快的传递信息的方法,然而,只能在神话小说里创造出“千里眼”和“顺风耳”,以寄托自己的理想。
“顺风耳”的理想终于由一名美国画家实现了,他就是电报机的发明者──莫尔斯。
19世纪初期的一个秋天,在一艘航行的船上,一群旅客正围着一个名叫杰克逊的医生,听他讲述发明不久的电磁铁:一块马蹄形的、缠着导线的铁块,一通电就会产生吸引力;而电流一断,吸着的铁性物质便都掉了下来。大家都被这新鲜事吸引住了。当时莫尔斯也正好在场,他在感到好奇的同时,却比周围其他人想得更深、更远。他向杰克逊问了一个问题:电流在导线里流动的速度快不快(可见莫尔斯毫无电学知识)?当他知道电流的速度快得在几千千米长的电线里,一瞬间就能通过时,一个大胆而又新奇的想法,在他头脑中出现了。
海轮上的巧遇,改变了莫尔斯的生活道路。他放弃了自己心爱的绘画事业,开始了发明电报的艰苦研究工作。十多个春秋过去了,他终于获得了成功,利用电流一断一通的原理,发明了电报机和用点画表达信息的电码──“莫尔斯电码”(目前使用的小学自然课本中选编的电码就是其中的一种),使通讯变得便利了。
电报虽然能迅速地传递信息内容,但是,发报人先得把信息内容转换成符号,按一定的操作规律把这种符号发送到收报人那里。收报人收到这种符号后,再利用电码把它所代表的内容翻译出来,还是比较麻烦。如果能直接传送语言信号那该多好啊!人类是永远也不会满足的,发明了电报后,又在给自己出新的难题了。
第一个向这个难题宣战并获得胜利的是美国一位研究聋哑语的教师贝尔。贝尔开始研究这个难题时,对电学一窍不通。但是,他在研究人的声带过程中想到:声音是靠声带的振动而产生的,能不能把这种振动通过电流的强弱变化送出去呢?能不能把物体的振动变成变化的电流,再把变化的电流还原成物体的振动发出声音来呢?这可真是个大难题。
为实现自己的理想,贝尔来到了千里之外的华盛顿,从头开始学习电学知识。经过3年的发奋努力,他在机械工匠沃特森的帮助下,终于在1876年制成了世界上第一套话筒和听筒。用电流传送声音的理想实现了。但是,当时的电话杂音太大,传送距离又太短,离实际应用还有一段距离。
1878年,大发明家爱迪生对电话机作了较大的改进,使通话距离增长到100多千米。
1915年,贝尔又进一步解决了由于长距离通话给电话机带来的一系列技术性问题,终于在这一年的美国,架起了第一条长达6000多千米的电话线路。
现在,电话已成了人们生活中不可缺少的通讯工具。在一些发达国家,平均每1~2人就拥有一台电话机。电话的功能也越来越多:有的电话机当主人不在时,能自动地把对方的传话内容记录在磁带上;有的除了通话外,还能同时传送手写的文字或图形;有的甚至能通过电话机前的荧光屏使通话人相互见面。这可真比神话中的千里眼和顺风耳更神了,因为这种可视电话同时具备了千里眼和顺风耳的双重功能。
有关科学家的故事(三)
1929年的一天,当英国人第一次看到电视图像时,无不兴高采烈,奔走相告。在他们中间的电视发明者贝尔德(1888—1946),激动地流下了热泪。
贝尔德出生在英国,从小体弱多病,好多次差一点被病魔夺去生命。然而,身体的脆弱磨炼了他克服困难的勇气和毅力。大学毕业后,他在电气公司工作。他对工作一丝不苟,很短时间就修好了几台几乎淘汰的机器,深受公司器重。
无情的病魔缠住了他,只好辞职养病。1923年的一天,一个朋友告诉他:“既然马可尼能够远距离发射和接收无线电波,那么发射图像也应该是可能的。”这使他受到很大启发。贝尔德决心要完成“用电传送图像”的任务。他将自己仅有的一点财产卖掉,收集了大量资料,并把所有时间都投入到研制电视机上,最后,完成了电视机的设计工作。
要把设计图纸变成实物样机,不是容易的事。一间小小的屋子,既是卧室又是工作室。虽然疾病折磨着他,但他仍顽强地工作着,常常是日以继夜,连夜战斗,饿了吃面包,困了和衣睡一会儿,没有钱买实验器材就以旧茶叶箱、旧帽子盒盖、编织针等代替。
经过长时间的艰苦奋斗和无数次失败之后,贝尔德终于用电信号将人的形像搬上了屏幕。1929年,英国广播公司允许贝尔德公司开展公共电视广播业务。30年代以后,贝尔德又转向了彩色电视的研究,并有所成就。
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