液体授粉专利
每个科学家都有失败的时候。现在,我将看看科学家的故事。
故事1:
波义耳怀疑派化学家
波义耳于10月25日出生在爱尔兰的一个贵族家庭。我父亲是伯爵,家里很有钱。他是十四个兄弟中最年轻的。博伊尔小时候也不是特别聪明,有点口吃。他不太喜欢热闹的游戏,但是很好学,喜欢安静的看书思考。从小接受良好的教育,1639到1644留学欧洲。在此期间,他阅读了许多自然科学书籍,包括天文学家和物理学家伽利略的名著《两个世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象。他后来的代表作《怀疑的化学家》就是以这本书为蓝本的。
由于战争,父亲去世,家道中落,他于1644年回国和姐姐一起住在伦敦。我开始在那里学习医学和农业。我接触了大量的化学知识和实验,很快成为一名训练有素的化学实验者和创造性的理论家。在此期间,他组织了一个有许多学者的科学学会,并举行每周一次的研讨会,主要讨论自然科学的最新发展和实验室遇到的问题。博伊尔称这个组织为“隐形大学”。这个学会是著名的“皇家学会”的前身,其宗旨是促进自然科学的发展。博伊尔是该协会的重要成员。由于学会的分会设在牛津,波义耳于1654搬到了牛津。在牛津,他建立了一个设备齐全的实验室,并聘请了一些有才华的学者作为助手,带领他们进行各种科学研究。他的许多科研成果都是在这里获得的。划时代的巨著《怀疑论化学家》就写在这里。在对话体裁中,这本书写了四个哲学家在一起争论。他们是怀疑论化学家、吟游诗人化学家、医学化学家和哲学家。吟游诗人化学家代表亚里士多德的“四元素”观,医学化学家代表“三元素”观,哲学家在争论中保持中立。在这里,持怀疑态度的化学家们毫无畏惧地挑战历史上各种权威的传统理论,用生动有力的论述驳斥许多旧观点,提出新观点。这本书在欧洲大陆广为流传。
波义耳非常重视实验研究。他认为只有实验和观察才是科学思维的基础。他总是通过严谨科学的实验来阐明自己的观点。在物理学方面,他研究了光的颜色、真空和空气的弹性,总结了波义耳气体定律。在化学方面,他对酸、碱和指示剂的研究,对盐的定性检验方法的探讨颇有成效。他是第一个使用各种天然植物的汁液作为指示剂的化学家。他发明了石蕊试液和石蕊试纸。他也是第一个对酸和碱给出明确定义的化学家,并将物质分为酸、碱和盐三类。他创造了许多定性检验盐的方法,如用铜盐溶液呈蓝色,加入氨水溶液变成深蓝色(铜离子和足够的氨水形成铜氨络合离子)来检验铜盐;盐酸和硝酸银溶液混合产生的白色沉淀用于测试银盐和盐酸。波义耳的发明充满了长久的生命力,以至于我们今天仍然经常使用这些最古老的方法。波义耳在物质的成分和纯度的确定,物质的相似性和差异性的研究等方面也做过很多实验。1685发表的《矿泉水实验研究史简评》描述了一套鉴别物质的方法,成为定性分析的先驱。
1668年,由于姐夫去世,他搬到伦敦和姐姐住在一起,并在自家后院建立了一个实验室,继续他的实验工作。波义耳晚年的工作主要集中在磷的研究上。1670年,波义耳因疲劳中风,身体状况时好时坏。当他不能在实验室做研究时,他致力于整理多年来从实践和推理中获得的知识。只要他觉得有点轻,他就去实验室做他的实验或者写论文取乐。1680年,他被选为皇家学会主席,但他拒绝接受这一荣誉。虽然他出生于贵族家庭,但他一生致力于科研工作和生活。他从未结婚,一生致力于探索自然科学。169165438年2月30日,这位在17世纪奠定化学科学基础的科学家在伦敦去世。恩格斯曾经给他最高的评价:“波义耳把化学确定为科学。”
故事二:
普里斯特利——气体化学之父
Priestley 1733于03月13日出生于英国利兹,由家境贫寒的亲戚抚养长大。他在175进入神学院。毕业后,他大部分时间都在做牧师,化学是他的爱好。他在化学、电学、自然哲学和神学方面有许多著作。他写了许多自鸣得意的神学著作,但使他不朽的却是他的科学著作。1764年,他31岁的时候,写了电的历史。在当时,这是一本著名的书。因为它的发表,他在1766被选为皇家学会会员。
1722年,他39岁的时候,写了一部光学史。也是18世纪后期的杰作。当时,他一方面在利兹担任牧师,另一方面开始从事化学研究。他对气体的研究相当有效。他用产生的氢气来研究这种气体对各种金属氧化物的影响。同年,普里斯特利还在一个封闭的容器中燃烧木炭,发现它能把五分之一的空气变成碳酸气体。被石灰水吸收后,剩余的气体无助于燃烧或呼吸。因为他相信燃素,他把这种剩余的气体称为“被燃素饱和的空气”。显然,他利用木炭燃烧和碱吸收来去除空气中的氧气和碳酸气体,并制造氮气。此外,他还发现了一氧化氮,并将其用于分析空气。氯化氢、氨、亚硫酸气体(二氧化碳)、一氧化二氮、氧气和其他气体也被发现或研究过。1766年,他的《几种气体的实验和观察》分三卷出版。这本书详细描述了各种气体的制备或性质。由于他在气体研究方面的杰出成就,他被称为“气体化学之父”。
气体研究中最重要的事情是氧气的发现。1774年,普里斯特利将水银烟灰(氧化汞)放入玻璃皿中,用冷凝器加热,发现它很快分解成气体。他认为空气被释放了,所以他用气体收集法收集产生的气体,并对其进行研究。发现气体让蜡烛烧得更旺,他呼吸起来感觉很放松很舒服。他制造了氧气,并通过实验证明氧气具有助燃和呼吸的性质。但由于他是燃素的顽固信徒,至今仍认为空气是单一气体,所以他也称这种气体为“去磷空气”,其性质与早先发现的“饱和燃素的空气”(氮气)的区别仅在于燃素含量的不同,因此其助燃能力也不同。同年,他出访欧洲,在巴黎与拉瓦锡交流了很多化学观点,并给拉瓦锡讲了用冷凝器分解汞和银灰的实验,使拉瓦锡受益匪浅。拉瓦锡只是重复了普里斯特利关于氧气的实验,并将其与大量准确的实验材料联系起来,做出科学的分析判断,揭示了燃烧与空气的真实联系。但直到1783,拉瓦锡的燃烧氧化理论才被普遍认为是正确的。普里斯特利仍然拒绝接受拉瓦锡的解释,坚持错误的燃素说,并写了许多文章反对拉瓦锡的意见。这是化学史上一个有趣的事实。一个发现氧的人,变成了一个反对氧化理论的人。然而,普里斯特利发现氧是化学蓬勃发展的一个重要因素。所以全世界的化学家还是很尊重Priestley的。
1791年,他同情法国大革命,多次为革命做宣传演讲,但遭到一些人的迫害,家被抄,书籍和实验设备被放火烧。他独自逃脱并在伦敦避难,但他很难在伦敦长期居住。61岁时,他不得不移民到美国。继续在美国从事科研工作。1804死了。英美的人都很尊敬他,英国有他的全身雕像。在美国,他住过的房子已经被建成纪念馆,以他名字命名的普里斯特利勋章已经成为美国化学界的最高荣誉。
故事三:
居里夫人
玛丽·居里(居里夫人)是法国出生的波兰物理学家和化学家。
1898年,法国物理学家AntoineHenriBecquerel发现含铀物质可以发出一种神秘的射线,但未能揭示这种射线的奥秘。Mary和她的丈夫Pierrecurie)*** *承担了研究这种辐射的工作。他们在极其困难的条件下对沥青铀矿进行分离分析,最终在7月1898和2月12发现了两种新元素。
为了纪念她的祖国波兰,她将一种元素命名为钋,另一种元素命名为镭,意思是“放射性物质”。为了制备纯净的镭化合物,居里夫人又花了四年时间(MarieCuI7e,1867-1934)从数吨沥青铀矿渣中提取出1O0毫克的氯化镭,初步测得镭的相对原子质量为225。这个简单的数字凝聚了居里夫妇的心血和汗水。
1903年6月,居里夫人以“放射性物质的研究”为博士论文,获得巴黎大学物理学博士学位。同年6月165438+10月,居里夫妇被英国皇家学会授予大卫金质奖章。65438年2月,他们与贝克勒尔一起获得了1903诺贝尔物理学奖。
1906年,皮埃尔·居里死于车祸。这个沉重的打击并没有让她放弃执着的追求。她强忍悲痛,加倍努力完成他们热爱的科学事业。她继续了她丈夫在巴黎大学的演讲,并成为该校第一位女教授。1910年,她关于放射性的著名著作出版了。她与牟等人合作分析纯金属镭并测量其性质。她还测量了氧和其他元素的半衰期,并发表了一系列关于放射性的重要著作。鉴于上述巨大成就,她于1911获得诺贝尔化学奖,成为历史上第一位两次获得诺贝尔奖的伟大科学家。
这位饱受科学磨难的放射科学奠基人,因为多年的努力,于1934年7月4日不幸逝世。她把自己光辉的一生献给了人类的科学事业。
达尔文探索了生物链
1843春末的一天,从英国伦敦10多公里的一个叫邓恩的小镇里走出一个三十出头的年轻人。他是生物学家达尔文。
这是一个阳光明媚的日子,一些美丽的蝴蝶和蜜蜂在开满鲜花的田野里飞来飞去。达尔文径直走向开满粉色花朵的三叶草地。他来观察、分析和研究地里的谷类植物。
达尔文首先观察到三叶草的花。他想看看这些花是如何繁殖的,谁是它们的媒人?达尔文看到有许多土蜂在三叶草上飞来飞去,有些土蜂停在花朵上,正在把它们的吸蜜器官深深地插入雄蕊的蜜腺里吸花蜜。他知道这些大黄蜂是媒人,帮助三叶草授粉和繁殖。达尔文连续观察了几天,看到今年地蜂很多;夏天,三叶草结很多种子。三叶草丰收。
第二年春天,达尔文又去观察。他发现今年很少有土蜂在三叶草地里采蜜;夏天收获时,三叶草的种子也大大减少;三叶草没有收获。这显然是因为土蜂少了,减少了给三叶草授粉的机会。他又在想:为什么今年地蜂少了?于是,达尔文再次追寻土蜂。最后,他在一些岩石洞和树洞里发现了一个土蜂窝。与此同时,他有了一个新的发现——许多蜂箱被老鼠吃光并毁坏了。这样,达尔文明白了,是老鼠的数量决定了地蜂的数量。老鼠越多,它破坏的蜂巢就越多,大黄蜂就越少。
后来达尔文观察到,老鼠的数量是由猫的数量决定的。三叶草、蜜蜂、老鼠、猫,看似完全不相干的动植物,却有着如此有趣而复杂的关系。就这样,根据生物之间的相互制约和相互依存,经过进一步深入的观察和研究,达尔文终于写出了《物种起源》等巨著,成为19世纪世界上杰出的科学家和生物进化论的创始人。
发明之王爱迪生
电报、电话、电灯,这些东西在今天的先进科技中是如此的普遍和平常,没有人会感到惊讶。但是你知道这些东西对当时的人来说有多重要,多让人欣喜若狂吗?人类因此记住了他们的发明家——爱迪生。
被称为“发明之王”的爱迪生是美国著名的科学家和发明家。在他的一生中,仅在专利局登记的发明就有1328项。一个只学了三个月的人怎么会有这么多发明?我想,如果你听过“爱迪生孵小鸡”的故事,你就会明白,他的成功源于强烈的好奇心。
1847年,爱迪生出生在美国俄亥俄州米兰的一个商人家庭。爱迪生很小的时候,就表现出极大的好奇心。每当他看到不懂的东西,就抓着大人的衣角不停地问问题,坚持问很难听的问题。
一天,他指着正在孵蛋的母鸡问妈妈:“为什么母鸡坐在她的屁股下面?”妈妈说:“哦,那是只小鸡!”“当天下午,爱迪生突然不见了,家里人急得四处寻找,最后在鸡舍里找到了他。原来他是蹲在鸡窝里,屁股下面放着很多鸡蛋孵小鸡!父母看到后,心疼不已,只好拉他出来,给他洗脸洗衣服。还有一次,他看到鸟儿在天空中自由飞翔,就想:既然鸟儿能飞,人为什么不能飞?于是,他找了一种粉给小伙伴吃,为了让小伙伴飞上天空。结果小伙伴差点死掉,爱迪生也被父亲狠狠打了一顿。
最后,埃迪长到了8岁,他的父母把他送到了一所农村小学,以为他从此可以安全上学了。谁知,他还是爱刨根问底,经常问得老师目瞪口呆,尴尬不已。有一次上算术课,老师在黑板上写了“2+2=4”。爱迪生马上站起来问:“老师,为什么2加2等于4?”这个问题困惑了老师。他认为爱迪生是个捣蛋鬼,总是和老师不和。于是,爱迪生上了三个月的课,被老师开车送回家。
爱迪生的母亲是一位伟大的母亲。她没有责怪她唯一的儿子被赶了回来。相反,他决定亲自教育这个孩子。当她发现爱迪生很好奇,对物理和化学特别感兴趣时,就给他买了关于物理和化学实验的书。爱迪生根据书本自己开始了这个实验。可以说这是爱迪生在科学发明方面的启蒙教育。
长大后的爱迪生学习了无线电发射和接收技术。他在斯特拉特福德铁路分局找到了一份夜班操作员的工作。按照规定,夜班操作员必须在晚上九点以后每小时给列车服务主任发一次信号,不管发生什么情况。为了晚上能好好休息,白天能研究发明,爱迪生设计了一种能按时自动发送信号的电报机。这是电报的原型。
不久之后,他改进了电报机。经过多次试验,一种新型电报机试制成功。爱迪生看着他发明的机器,欣慰地笑了。
荷兰有个叫杨的配镜师,每天忙着磨镜片。
有一天,调皮的孩子拿着自己擦得锃亮的镜片到二楼去玩。一个孩子折了两个镜片看东西,惊讶地喊道:
"真奇怪,这么远的钟楼是怎么出现的?"
孩子们依次面面相觑,惊讶地叫了起来。
杨听到孩子们的喊声,跑上楼,看了看重叠的镜头,顿时惊呆了:明明是在远处的钟楼上,怎么会突然跑过来呢?
孩子们的意外发现激起了杨的研究兴趣。经过不断的研究和改进,他终于发明了望远镜。
摘自《巧手之王》
伽利略带着两个不同重量的球来到比萨斜塔。塔下已经有很多人在看了。在一片惊呼中,他们紧紧地盯着伽利略,他手中的两个球同时从塔顶掉了下来。“他们一起着陆了。”人们大声喊叫。
这个故事是我小学的时候老师在课堂上讲的。现在,我知道伽利略晚年的学生维安尼在伽利略传中提到的故事,只是一个谎言。
科学的历程为我们开启了一个真实的科学历史进程。对于这件事,《科学的历程》这本书讲过。根据科学史家的研究,没有任何理由表明伽利略做过这个实验,伽利略本人也从未提到过这个实验。在伽利略之前,有人做过这样的实验。1856年,荷兰物理学家斯台文使两个大小不同、重量比为1到10的铅球从30英尺的高度落下。结果,两个球几乎同时落在了地上的板子上。伽利略可能听说过这个实验,也可能自己做过,但结果可想而知。
事实上,为了反驳伽利略,一个亚里士多德式的物理学家真的在1612年的比萨斜塔做过一个实验。结果是,具有相同材料但不同重量的物体不会同时到达地面。伽利略对此进行了辩护,这意味着两个重量为1的物体在下落时彼此之间只有很小的距离,但亚里士多德说相差10倍。为什么无视亚里士多德这么大的错误,盯着我的小错误?这个辩护也可以说明伽利略没有做那个著名的比萨斜塔决定性实验。如果他做这个实验,那是自讨苦吃。
但是伽利略的学生为什么要编造这个谎言呢?看了书第18章现代科学方法论的介绍,恍然大悟。伽利略和牛顿真正代表了现代科学方法论的精神。伽利略首先倡导并实践了“实验加教学”的方法。但是,伽利略的实验不是培根意义上的观察实验,而是理想化的实验。地球上的任何力学实验都不可能避免摩擦力的影响,但要理解力学基本规律,首先要从概念上排除摩擦力。只有这种理想化的实验才能配得上教学处理。
原来这个实验只是头脑中的一个“理想实验”。就一个理想的实验来说,当然是真的。这就是所谓的“真实的谎言”。
滑翔机之父——奥托·李林塔尔
李林塔尔是德国工程师和滑翔机,也是世界航空先驱之一。他最早设计制造了实用滑翔机,被称为“滑翔机之父”。
李林塔尔于1848年5月23日出生在安克拉姆,于1896年8月30日在柏林去世。他非常喜欢飞行。少年时,他做过“飞人”实验。成年后,他利用业余时间系统地观察鸟类。从65438年到0889年,李林塔尔写了著名的《鸟的飞行——航空基础》一书,论述了鸟类飞行的特点。
李林塔尔擅长制造仪器和进行空中实验来验证观测结果。他的测试片状物体升力和阻力的仪器和扑翼飞机升力的仪器都是19世纪末代表性的航空研究仪器。
李林塔尔注重积累资料,总结经验,纠正了“多层窄翼”的片面做法,首次提出“弯曲翼比平面翼升力大”的观点,为飞机发明的成功做出了决定性的贡献。
李林塔尔的主要贡献是成功的滑行飞行。1891年,他制作了蝙蝠形状的弓翼滑翔机并成功滑翔,从而肯定了弯翼的合理性。从1893到1896的三年间,李林塔尔进行了2000多次滑翔飞行试验,三次改进总体布局,在滑翔过程中拍摄了许多照片,积累了大量数据,并以此为基础编制了气压数据表,为美、英、法等国的飞机制造商提供了宝贵的资料。
1894年,李林塔尔从柏林附近的悬崖上起飞,成功滑翔350米(1150英尺),这在当时是一个惊人的成就。他仔细记录了自己的成就,使之成为航空史上最早的飞机性能记录之一。
然而,李林塔尔过于关注升力,而忽视了对飞机的控制。他认为改变身体重心的位置是保持飞机稳定的唯一方法,这个错误对他来说是致命的。在1896,李林塔尔在飞行中突然遇到了一阵狂风。他还没来得及把重心前移让滑翔机弓起来,就和飞机一起掉到了地上。
李林塔尔死于车祸当天。为了纪念他的功绩,德国人为李林塔尔立了一座纪念碑,上面写着“最伟大的老师”。
电视的发明者贝尔德
1929年的一天,英国人第一次看到电视画面的时候,都兴高采烈,争先恐后地告诉对方。其中,电视发明者贝尔德(1888—1946)激动得流下了眼泪。
贝尔德出生在英国,从小体弱多病,多次差点被病魔夺去生命。然而,他身体的脆弱磨炼了他克服困难的勇气和毅力。大学毕业后,他在一家电气公司工作。他工作一丝不苟,短时间内修好了几台几乎淘汰的机器,受到了公司的高度重视。
无情的病魔纠缠着他,他不得不辞职养病。1923有一天,一个朋友告诉他:“既然马可尼可以远距离发射和接收无线电波,那么应该可以传输图像。”这极大地鼓舞了他。贝尔德决心完成“用电传输图像”的任务。他卖掉了自己的一点财产,收集了大量的资料,把所有的时间都投入到电视机的开发中。最后,他完成了电视机的设计。
把设计图变成实物原型并不容易。一个小房间既是卧室又是工作室。虽然疾病折磨着他,但他仍然顽强地工作着,经常没日没夜地战斗,饿了就吃面包,困了就和衣服睡一会儿,没钱买实验器材就换成旧茶叶盒、旧帽盖、织针。
经过长期的艰苦奋斗和无数次的失败,贝尔德终于用电信号把人的形象搬上了银幕。1929年,英国广播公司允许贝尔德公司开展公共电视广播服务。20世纪30年代以后,贝尔德转向彩电的研究,并取得了一些成果。
帕斯卡证明真空
人初到青藏高原,呼吸困难,但心脏病患者病情加重,新生婴儿死亡率增加。这是为什么呢?一个叫帕斯卡(1623-1662)的法国人首先发现了其中的奥秘。原来随着海拔的升高,空气变得稀薄,大气压降低,一般人无法适应。
帕斯卡从小就很聪明。他在12岁爱上数学,16岁加入巴黎的数学家和物理学家小组,17岁提出数学定理,20岁设计制造出历史上第一台机械计算机器。虽然他没有活到40岁,但他对科学做出了重要贡献。
帕斯卡对物理学做出了最大的贡献。22岁时,他投身于真空和流体静力学的研究,并取得了巨大的成就,成为当时轰动巴黎的大事。他的实验证明真空确实存在,空气确实有重量,大气压是普遍存在的。
帕斯卡还做了很多不同区域、不同高度的液体压强实验,证明了大气压随着高度的增加而减小。这一发现被广泛应用于地球科学研究,甚至今天的航空技术。帕斯卡还通过上述实验发明了注射器,并在托里切利改进了水银气压计。
帕斯卡写过一篇论文《关于液体平衡的讨论》,里面详细讨论了液体压强的传递。这篇论文直到他死后才公之于众,这就是著名的帕斯卡定律。帕斯卡还指出,由于液体的重量,装液体的容器壁上的压力只与液体的深度有关。为了纪念他,人们把压力单位简称为“帕斯卡”或“帕”。