第一部分

誰幹的好事科學家傳奇係列叢書像科學家一樣思考鑒別皇冠的真假

2000多年前的一天,古希臘希洛王交給了阿基米得一項重大任務:鑒別工匠製作的皇冠是不是純金製成的。阿基米得接到任務,久思不得其解。

一天,他的家人說:“你洗一洗澡吧,看你滿身汙垢,洗一洗能夠輕鬆些,說不定還能開闊視野呢!”

“有道理。”阿基米得在盛滿水的澡盆中洗起熱水澡來,他看到澡盆裏的水溢了出來,自己的身體感到輕了許多。於是,他想:盆裏溢出水的體積,不就是自己身體浸入水裏的那一部分體積嗎?用這個方法不就可以鑒別皇冠的真假了嗎?他按照這個思路,終於鑒定出皇冠摻了假。

阿基米得在這個基礎上,繼續研究,最終發現了著名的浮力定律。

和尚揭榜

1066年,黃河洪水把山西風陵渡附近的浮橋衝斷了,把4個幾噸重的大鐵牛衝入了河中。一個叫懷丙的和尚揭榜撈鐵牛。

懷丙指揮說:“把兩隻船都裝滿沙,並排拴在一起,把船劃到鐵牛沉沒的地方。”待人們把船劃到那裏時,懷丙吩咐一個船工潛到水裏把鐵牛用繩子拴好,然後說:“大家把船上的泥沙掀到河裏。”

船工們立即動起手來,隨著船裏的泥沙一點一點減少,船在一點一點上升,繩索勒得“嘎巴嘎巴”響。當船裏的泥沙全部卸光時,鐵牛也被船拉了上來,人們把船劃到修橋處,最後把鐵牛拖到橋墩上。

來複槍的發明

奧地利的科爾納喜歡擺弄槍。他曾製造了滑膛槍,可他對這枝槍並不滿意。

1510年的一天,他看到有人用箭,箭的尾部裝有3根雞毛。“哎,箭的尾部為什麼要裝3根羽毛呢?”科爾納好奇地問,“難道是為了美觀嗎?”

於是,科爾納就去詢問一位製造箭的老師傅。“箭裝上雞毛決不是為了好看。”老師傅眯著眼睛說,“而是為了讓箭飛得更穩、更遠。”

“這是為什麼呢?”科爾納思考著。他反複觀察箭的飛行過程:箭在飛行的過程中,雞毛是旋轉的,好像是繞著一條線在飛行。

科爾納突然聯想到了槍。“在槍上是不是也可應用這個原理昵?”他開始了大量的試驗。

經過兩年的研究,科爾納發現,在槍管裏刻上螺旋線,子彈果真飛得更穩、更遠。就這樣,他發明了來複槍。

由吊燈到擺鍾

1583年的一天,意大利科學家伽利略和別人一樣到教堂去做禮拜。教堂裏的祈禱聲沒有引起伽利略的注意,而懸掛在教堂半空的一盞大吊燈卻引起了他極大的興趣。一陣風吹來使吊燈來回擺動起來。“奇怪,怎麼每次擺動的時間都相等呢?怎麼用時間來確定這個問題呢?”伽利略心裏沒有數。

這時,他忽然想到了脈搏,他數著自己的心跳:1,2,3……17。“啊!吊燈每擺動一次,心跳了17次。”這時一陣大風吹來,吊燈擺的角度變得很大,可他發現,吊燈擺一個來回所花的時間,還是心跳17次。就這樣,他發現了擺的等時性。

伽利略一回家就找來一根繩子和一塊碎鐵片,做起了原始的擺鍾實驗來。後來人們根據伽利略的發明和設想,製成了擺鍾。

“思想實驗”的勝利

400多年前,伽利略在燈下閱讀古希臘大哲學家、大科學家亞裏士多德的著作。

“亞裏士多德寫的東西太好了!他真了不起!”可是,當伽利略讀到“重的物體落地快,輕的物體落地慢”時,覺得有點問題,他對這位權威的結論產生了懷疑。

他大膽推想:把輕重不同的兩個物體連在一起,按亞裏士多德的說法,重的物體落地快,輕的物體落地慢,輕的會把重的拖住,就會比單獨一個重的物體落地慢一些;按照另一種思維,輕的物體和重的物體連在一起,重量就會更重,應該比單獨一個重的物體落地更快。這不是自相矛盾嗎?從這正反兩麵可以看出:輕重不同的兩個物體應該同時落地。