1604年9月30日,開普勒在“蛇夫座”的附近,發現了一顆新的星體。這顆星體,在最亮的時候,比木星還要亮。出於一種敏感,對這顆新的星體,開普勒進行了長達十七個月的追蹤觀測,然後發表了他的觀測結果。這顆新星,在曆史上被稱為開普勒新星,這實際上是一顆銀河係內的超新星。1607年,開普勒觀測到了一顆更大的彗星,這就是後來有名的哈雷彗星。
開普勒不但自己親自觀測天體,還對前人留下的各種天文學資料進行分析、研究。開普勒經過反複推算,他發現了“火星沿著橢圓形軌道繞太陽運行,太陽處於焦點之一的位置”這一定律。
接著,他又發現,雖然火星運行的速度是不均勻的,但是,從任何一點開始,在單位時間內,它的向徑掃過的麵積卻是不變的,即“行星的向徑,在相等時間內掃過相等的麵積。”
1612年,開普勒在觀測及研究中,又發現了,“行星公轉周期的平方等於軌道半長軸的立方。”
開普勒的這三大發現,就是有名的“開普勒三定律”。這三大定律,對於天文學和物理學,都是一場偉大的革命。
然而,開普勒雖然對天文學作出了卓越的貢獻,可是,他的一生卻是在極端艱難貧困的條件下度過的。1630年,他有幾個月都沒得到薪俸,經濟很困難,他不得不親自前往雷根斯堡索取。到那裏後,他突然發燒,幾天後就於貧病交加中去世。
居裏夫人發現鐳
居裏夫人生於華沙,她的父親是一所華沙高等學校的物理學教授。深受父親的影響,她從小就對科學實驗有濃厚的興趣。
當時,居裏夫人注意到了法國物理學家貝克勒爾的研究工作。自從倫琴發現射線之後,貝克勒爾在檢查一種稀有的礦物質“鈾鹽”時,又發現了一種“鈾射線”。這種射線,引起了居裏夫人極大的興趣。當時,還沒有人知道,射線放射出來的力量是從哪裏來的。居裏夫人決心闖進這個研究領域。
在丈夫皮埃爾的幫助下,居裏夫人在學校裏得到了一間潮濕的小屋作為理化實驗室。那間小屋,不但光線黯淡,而且冬冷夏熱,條件極為簡陋。然後,居裏夫人不顧這一切,全身心地投入到“鈾鹽”的研究中去了。
居裏夫人根據門捷列夫的元素周期律,她對化學元素一一進行測定,很快就發現了另外一種釷元素的化合物,能自動發出射線,與鈾射線相似,強度也相像。她意識到,這種現象絕對不隻是鈾的特性,必須給它起一個新名稱,於是,居裏夫人叫它“放射性”。鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質,被叫做“放射性元素”。
一天,居裏夫人又想到,礦物質是否也具有放射性呢?於是,在皮埃爾的幫助下,她又連續幾天測定能夠收集到的所有礦物。最後,她發現了一種瀝青鈾礦有很強的放射性。
經過繼續研究,居裏夫人確信,這種瀝青鈾礦中鈾和釷的含量,不可能具有如此巨大的放射性。在瀝青鈾礦中,一定還含有別的放射性元素。她對元素周期表中所有的元素都進行了測試後,最後確定,在瀝青鈾礦中,一定含有一種新的未知元素。她決心要找到這種元素。
居裏夫人和丈夫皮埃爾一起開始了對這種元素的艱苦的尋找工作。在潮濕的工作室裏,他們夜以繼日地攻關,最後,於1898年7月,他們終於宣布發現了這種新元素,這種元素,比鈾的放射性還要強四百倍,為了紀念祖國波蘭,他們將它命名為“釙”。“釙”的發現,並沒有中止他們的實驗,又過了幾個月,他們又發現了一種比釙的放射性更強的元素,這就是“鐳”。
為了提煉出鐳,居裏夫婦克服了人們難以想象的困難,辛勤地奮鬥。他們從1898年一直工作到1902年,經過了幾萬次的提煉,處理了幾十噸的礦石殘渣,終於提煉出了01克的“鐳鹽”。從此,鐳宣告誕生了!
鐳元素的誕生,促使全世界都開始關注元素的放射性現象,在科學界爆發了一次真正的革命。
1903年,居裏夫婦榮獲諾貝爾物理學獎。
托裏拆利發現真空
托裏拆利,意大利物理學家、數學家。他出生於一個貴族的家庭。1628年開始在羅馬學習數學。1641年,在老師的建議下,他去佛羅倫薩,給伽利略當助手。伽利略逝世後,托裏拆利接替伽利略,擔任佛羅倫薩學院的物理學和數學教授。後來,深受國王器重的他,還被委任為宮廷數學家。托裏拆利在數學和物理學等許多方麵都有建樹。他的科學活動時間雖然不長,僅僅隻有五、六年的時間,但是,他所取得的成果卻具有重大意義。一直以來,人們對空氣是否有重量,以及真空是否可能存在這兩個問題,爭論不休。亞裏士多德的“大自然厭惡真空”的說法,在當時的科學界,始終占上風。而其他有的科學家們,雖然對亞裏士多德的理論提出了懷疑,但誰都沒有真正解決這兩個問題。隻有伽利略發現,抽水機在工作時,不能把水抽到十米以上的高度,他把這種現象解釋為存在有“真空力”的緣故。在總結前人理論和實驗的基礎上,托裏拆利進行了大量的實驗。通過這些實驗,他發現了真空,驗證了空氣具有重量的事實。同時,托裏拆利還對空氣的重量和壓力等物理概念,進行了深刻的闡述。他從實驗上解決了空氣是否有重量和真空是否可能存在這兩個重大課題。
富蘭克林發現雷電的本質
本傑明·富蘭克林出生在北美洲的波士頓。他的父親是一名英國漆匠,製造蠟燭和肥皂為業。富蘭克林八歲時入學讀書,雖然他學習成績優異,但由於家中孩子太多,父親的收入無法負擔讀書的費用,所以,他到十歲時就被迫離開學校,回到家裏幫父親做蠟燭。從那以後,富蘭克林靠著自己堅持不懈地自學,積累了豐富的知識。富蘭克林對於科學最傑出的貢獻是他發現了雷電的本質。1746年,一位英國學者在波士頓,利用玻璃管和萊頓瓶表演了電學實驗。富蘭克林懷著極大的興趣觀看了他的表演,並被“電學”這一剛剛興起的科學強烈地吸引住了。富蘭克林開始了對電學的研究。在十八世紀以前,人們還不能正確認識雷電到底是什麼。當時,人們普遍相信雷電是上帝發怒的說法。一些不信上帝的有識之士曾試圖解釋雷電的起因,但都未獲得成功。在學術界裏,流行著雷電是“氣體爆炸”的觀點。在一次試驗中,富蘭克林的妻子麗德不小心碰倒了萊頓瓶,閃起一團電火,麗德被擊中,倒在地上。這雖然是試驗中的一起意外事件,但思維敏捷的富蘭克林卻由此想到了空中的雷電。他經過反複思考,斷定雷電也是一種放電現象,它和在實驗室裏產生的電,在本質上是一樣的。
富蘭克林決心用事實來證明一切。1752年6月的一天,陰雲密布,電閃雷鳴,一場暴風雨就要來臨了。富蘭克林和他的兒子威廉,帶著上麵裝有一個金屬杆的風箏,來到一個空曠的地帶。富蘭克林高舉風箏,他的兒子拉著風箏線飛跑。由於風大,風箏很快就被放上高空。刹那間,雷電交加,大雨傾盆。
富蘭克林和他的兒子一道拉著風箏線,父子倆焦急的期待著,此時,剛好一道閃電從風箏上掠過,富蘭克林用手靠近風箏上的鐵絲,立即掠過一種恐怖的麻木感。他抑製不住內心的激動,大聲呼喊:“威廉,我被電擊了!”
隨後,他又將風箏線上的電引入瓶中。回到家裏以後,富蘭克林用雷電進行了各種電學實驗,證明了天上的雷電與人工摩擦產生的電,具有完全相同的性質。
富蘭克林關於雷電的猜測,在他自己的實驗中,得到了光輝的證實。
風箏實驗的成功使富蘭克林在全世界科學界的名聲大振。他的電學研究取得了初步的勝利。然而,在榮譽和勝利麵前,富蘭林沒有停止對電學的進一步研究。他還根據雷電的性質,發明製造了避雷針,並成為電學原理的創始人之一。
富蘭克林不僅是一位偉大的科學家,而且是一位傑出的政治家,卓越的外交家,美國獨立運動的領袖之一,為建立美利堅合眾國做出了不可磨滅的貢獻。
麥哲倫海峽的發現
麥哲倫生於葡萄牙北部一個破落的騎士家庭。他十歲就進入王宮裏麵去服役,充當王後的侍從。十六歲時,他進入葡萄牙國家航海事務廳,熟悉了航海事務的各項工作。
當時,哥倫布發現了美洲新大陸,達·伽馬也從印度帶回了巨大的東方財富。懷著對東方財富的憧憬和遠洋探險的向往,麥哲倫在1505年參加了海外遠征隊,開始了遠洋航行的生涯。
麥哲倫堅信地球是圓形的,並猜測在這片大海的東麵,肯定是哥倫布發現的美洲大陸。他下定決心要做一次環球航行。
他請求葡萄牙國王允許他組織船隊進行環球探險,然而,國王卻不理睬他,絕望的麥哲倫隻好離開祖國,投奔西班牙塞維利亞城的要塞司令。塞維利亞城的要塞司令非常欣賞麥哲倫的才能和魄力,把女兒嫁給了他,並且向西班牙國王舉薦了他。麥哲倫的環球航行計劃得到西班牙國王的批準,並與他簽署了遠洋探險協定。
1519年9月,麥哲倫率領一支由二百多人、五艘船隻組成的浩浩蕩蕩的船隊,從西班牙的塞維利亞城港口出發,開始了環球遠洋航行。經過兩個多月的漂泊,他們越過大西洋,來到巴西海岸。
船隊沿著海岸向南繼續航行,第二年一月,他們來到了一個寬闊的大海灣。當時,海員們很高興,他們以為已到達了美洲的南端,可以進入新的大洋了。然而,隨著船隊在海灣中前進,他們發現海水變成了淡水,原來這裏隻是一個寬廣的河口,這就是今天烏拉圭拉普拉塔河的出口。
船隊繼續向南前進,由於南半球與北半球的季節剛好相反,所以,三月的南美洲已臨近冬季,風雪交加,航行極其困難。麥哲倫的船隊克服重重困難,來到聖胡利安港,並在這裏拋錨過冬。
經過五個月的休整,第二年八月,到了春暖花開的季節,麥哲倫又率領著船隊出發了。有一艘船在航行中沉沒了,船隊隻剩下了四條船。
兩個月後,船隊在南緯五十二度的地方,又發現了一個海口。這個海峽彎彎曲曲,忽窄忽寬,港汊交錯,波濤洶湧。麥哲倫派出一艘船去探測航路,然而,這艘船卻調轉船頭,逃回西班牙。
麥哲倫隻好率領剩下的三條船在海峽中摸索前進。麥哲倫以堅強的意誌率領船隊前進。一個月後,他們終於走出了海峽西口,見到了浩瀚的大海。麥哲倫激動地掉下了眼淚。後人為了紀念麥哲倫的航海成績,就把這個海峽命名為“麥哲倫海峽”。
麥哲倫的環球航行夢想終於實現了,他從西方向西航行,終於到達了東方,他以不可辯駁的事實證明了,地球的的確確是圓形的。
當麥哲倫於1519年9月回到西班牙時,整個船隊僅剩下一條船與十八名船員了。麥哲倫對後世航海和科學事業所做的貢獻,我們每一個人都不能忘記。
冷光的發現
波義耳是英國17世紀的科學家。他對那些會發光的細菌很感興趣,便潛心研究它們為什麼會發光。他在一個瓶子裏收集了許多這樣的細菌,它們發出的光把整個房間都照亮了。波義耳想:“蠟燭沒有氧氣就不能燃燒細菌的發光會不會與周圍的環境有關呢?”於是他用氣泵把瓶子裏的空氣一點點抽出,結果,細菌發出的光越來越暗,最後竟然一片漆黑。等波義耳再把空氣輸出瓶子裏的時候,細菌又亮了起來。原來,細菌發光也離不開空氣呀!
波義耳進一步研究發現,在發光的細菌身上,有一種叫英光素的東西,它在英光酶的催化作用下,空氣中的氧結合就能發出光來。與眾不同的是,這種光不會產生熱。