章節2
居裏夫人
——由提煉瀝青殘渣到鐳的發現
瑪麗·居裏(1867～1934)生於波蘭華沙一個知識分子家庭。出於對科學的熱愛，瑪麗·居裏於1891年隻身來到法國巴黎著名的索爾本大學攻讀物理學，並以優異成績畢業。1898年，居裏夫婦發現了元素釙，4年後又發現了鐳，在科學道路上不斷取得令人矚目的成果。以後居裏夫人又成為巴黎大學曆史上第一位物理學女博士。居裏夫人終生致力於放射性研究，為人類、為科學做出了不可磨滅的貢獻。尤其是鐳的發現及證明，更是居裏夫人付出了大量心血的結晶。
在發現釙元素之後的第五個月，居裏夫婦又發現了一種新元素。
這種新元素是在瀝青鈾礦中發現的，比鈾的放射性還要強百倍，瑪麗叫它“鐳”。
這個消息使物理界和科學界都震驚了。居裏夫婦竟然接連發現了兩種新元素，這不能不讓人刮目相看。
然而，科學是實實在在的，科學家們對於一種新的元素，隻有在看見了它，接觸了它，稱過它，檢查過它，用酸加以對比，並確定了它的“原子量”之後，才能確信它的存在。
可直到現在，還沒有人看到過鐳，沒有人知道鐳的原子量，因此，忠於原則的科學家們說：
“沒有原子量，就沒有鐳，把鐳指給我們看，我們就相信你們。”
為了向全世界的人們證實鐳的存在，居裏夫婦還要再工作四年。
但是，新的困難又接踵而至。為了提取純鐳和釙，需要足夠的礦物和足夠大的場地，而這些費用又去哪裏籌集呢？
當時，女兒伊雷娜已經１歲了，由傭人照顧著，比埃爾的月薪也隻有５００法郎，僅夠一家人的日常開支。
釙和鐳藏在一種很貴重的瀝青鈾礦中，對於居裏夫婦來說，幾噸瀝青鈾礦的價格太昂貴了。
他們終於想出了一個好主意，據他們預測，瀝青鈾礦在提煉玻璃用的鈾鹽後，礦物裏所含的微量元素釙和鐳一定仍然原封未動，因此可以用提煉過的殘渣來做實驗。
於是，居裏夫婦請一個奧國同行幫忙，聯係到了聖的阿希姆斯塔爾礦的廠主，請求購買殘渣。
廠主是一個爽快的人，他說：
“隻要你們出運費就行，我把這些殘渣都送給你們了!”
瑪麗夫婦十分高興，立即從他們很少的積蓄中提出一部分錢，用來做運費。原料問題解決了，下一步，得想辦法找到存放殘渣的庫房和提煉室。
他們想：在巴黎眾多的建築物當中，難道就沒有一處可供他們做實驗用嗎？
事實證明，他們幾天來的奔走都是徒勞無功的。最後，他們又回到了比埃爾任教的理化學校，校長舒爾勃格先生想了很久，終於想出了一個地方：“實驗室旁邊有一個閑置的棚屋，你們去看看能不能使用吧！”
這是一個小木板屋，以前是醫學係的解剖室，玻璃屋頂殘缺漏雨。很久以來，人們都嫌這個地方不適合工作，所以一直空著。沒有一個工人願意在這樣的地方工作。
瑪麗和比埃爾卻覺得這是個好地方，他們向校長表示了感謝。
夫婦倆使出全身力氣把棚子清理了出來。
這時，一輛載重馬車裝著滿滿的大袋瀝青鈾礦殘渣，停在了理化學校的門前。
瑪麗按捺不住心中的興奮，立刻跑上前打開一個口袋，伸出雙手摸著那摻有鬆枝的褐色廢渣，像欣賞寶貝一樣。
鐳就藏在這裏麵，瑪麗要從這裏麵提煉出鐳來。為了這個目標，她必須煉製一座山那樣多的殘渣。
比埃爾笑著說：
“瑪麗，你現在可要變成一個強壯的男子漢一樣才行呀！”
清晨，瑪麗顧不上梳頭，穿上粗布工作服就來到棚外工作。無論寒風多麼凜冽，雪花如何狂舞，她都會準時來到，先是點燃柴木，燒熱大鐵鍋，接著往鍋裏倒進瀝青渣。她手握一根比她還高的大粗鐵棍，用力地攪拌著。
隨著殘渣變成了糊狀的黑色液體，瑪麗的手也常被鐵棍燙出了大泡。這些還可以忍耐，可當沸騰的殘渣冒著一個一個大氣泡，散發出一股股濃濃的黑煙的時候，她眼淚鼻涕一起流了下來。
最後，瑪麗再把沸騰的殘渣舀進一個個大罐裏，放到棚子裏去沉澱。
每天，瑪麗都無休止地重複著這些繁重的勞動。她的皮膚全部變成了黑色，雙手也是傷痕累累，胳膊和腳都腫了。
在這期間，比埃爾一有時間就跑來幫妻子幹活兒。眼看著瑪麗的身體一天天衰弱下去，比埃爾的內心充滿了痛楚。
可是，瑪麗是不會停下來休息的。她仍舊天天站在那口大鐵鍋前麵攪拌著。終於，８噸的殘渣全部煉完了，她終於可以鬆一口氣了。
接著，瑪麗又把那一大罐一大罐的溶液繼續提煉提純。
１９０２年４月，３５歲的瑪麗終於在４年的日夜苦戰之後，從８噸瀝青鈾礦殘渣中，提煉出了十分之一克的鐳。
那天晚上９點多鍾，瑪麗給女兒洗完澡之後，坐在燈下給女兒縫衣服。
但是，她剛縫了幾針，就不安地站了起來，很興奮地說：
“比埃爾，我們一起去實驗室看看吧，我總覺得好像有什麼事情要發生。”
比埃爾正巧也有同感。於是，兩個人穿上外衣，輕輕地溜出了屋。
當比埃爾要打開實驗室門的時候，瑪麗突然問：
“你想過鐳會是什麼顏色嗎？”
比埃爾順口回答說：
“一定十分漂亮！”
瑪麗像個頑皮的小女孩似的，輕聲對比埃爾說：
“我們不要點燈!”
說著，他們打開了門。
“看哪……看哪!”瑪麗驚叫道：
隻見在黑暗中，那些放在桌子上的玻璃容器裏，一種從沒見過的淡藍色的熒光在不停地閃耀著。
瑪麗雙手合十，跳著嚷道：
“太美了！太漂亮了!”
這天晚上，居裏夫婦興奮得很晚才睡著。因為終於找到了鐳，可以證明鐳的存在了。
從發現鐳到證明鐳的存在，居裏夫人克服了重重困難，經過辛苦工作才從8噸殘渣中提取到十分之一克的鐳，這正印證了那句話：科學從來沒有平坦的大道，隻有不畏艱難險阻才能成功。莫爾斯
——“魔術”帶來的發明
莫爾斯，畢業於美國耶魯大學藝術係，後來到英國學畫，是一位擅長畫風景的作家。後來成為美國電報的發明者。那麼一個藝術家如何成為電報的發明者呢?
１８３２年秋，畫家莫爾斯搭乘“薩裏號”遊輪返回美國。輪船在茫茫大海上航行，時間一長，旅客們就有點厭倦了。這時，一位名叫傑克遜的青年表演起“魔術”來。他將一塊繞有絕緣銅絲的馬蹄鐵塊放在桌子上，把銅絲通電，馬蹄鐵就有了一股無形的力量，把一些鐵釘、鐵片吸了過去。當切斷電源時，馬蹄鐵的吸引力便消失了，那些鐵釘鐵片也馬上掉了下來。
旅客們大感興趣，紛紛自己動手嚐試。莫爾斯試了好幾次。“這真是太神奇了！”他仿佛看見了一個奇妙無比的新天地。傑克遜告訴莫爾斯這叫電磁感應現象，還向他介紹了許多電的傳遞知識。
莫爾斯完全被電迷住了，連續幾個晚上都失眠了。他想：“電的傳遞速度那麼快，能夠在一瞬間傳到千裏之外，加上電磁鐵在有電和沒有電時能作出不同的反應。如果利用它的這種特性不就可以傳遞信息了嗎？”
莫爾斯這位頗有成就的繪畫教授決定放棄他的繪畫，發明一種用電傳信的方法——電報。
回到美國，莫爾斯就開始著手研究這個問題。沒有電學知識，他便如饑似渴地學習。遇到一些不懂的問題，便向大電學家斯特尼請教。他的畫室也成了電學試驗室。畫架、畫筆、石膏像等都被堆在了角落，電池、電線以及各種工具成了房間的“主角”。
漸漸地，莫爾斯掌握了電磁的基本知識。他開始正式向“電報”發起衝擊！
莫爾斯從有關資料中得知，在他之前，早就有人設想用電傳遞信息。早在１７５３年，當時人類對電的認識還處在靜電感應時代，一位叫摩立遜的電學家，就曾做過這樣一個試驗：架設２６根導線，每根導線代表一個字母。這樣，當導線通電時，在導線的另一端，相應的紙條就被吸引，並記下這個字母。當時由於電源問題沒有解決，摩立遜的實驗也就未能進一步深入。
經過3年的試驗研究，莫爾斯不知失敗過多少次，但他仍不恢心，總結了以往失敗的原因：以前為了表達26個字母而設計的極為複雜的設備，製作起來是非常困難的。電流是神速的，如果它能不停頓地走１０英裏，我就讓它走遍全世界。電流隻要截止片刻，就會出現火花；沒有火花是另一種符號；沒有火花的時間長些又是一種符號。這裏有３種符號可以組合起來，代表數字和字母。它們可以構成全部字母，文字就能夠通過導線傳遞了。那麼，在遠處能記錄消息的嶄新工具就能實現了！
“用什麼符號來代替２６個英文字母呢？”莫爾斯陷入苦苦的思索之中。
莫爾斯每天都趴在桌上不停地畫著，他畫了許多符號：點、橫線、曲線、正方形、三角形……最後，他決定用點、橫線和空白共同承擔起發報機的信息傳遞任務。他為每一個英文字母和阿拉伯數字設計出代表符號，這些代表符號由不同的點、橫線和空白組成。
這是電信史上最早的編碼，後人稱它為“莫爾斯電碼”。
有了電碼，莫爾斯立刻著手研製電報。他在極度貧困的狀態下，進行研製工作。終於在１８３７年９月４日，首次製造出了一台電報機。它的發報裝置很簡單，是由電鍵和一組電池組成。按下電鍵，便有電流通過。按的時間短促表示點信號，按的時間長些表示橫線信號。它的收報機裝置較複雜，是由一隻電磁鐵及有關附件組成的。當有電流通過時，電磁鐵便產生磁性，這樣由電磁鐵控製的筆也就在紙上記錄下點或橫線。這台發報機的有效工作距離為５００米。
莫爾斯認為這種發報機還有許多缺點，決心加以改進。不久改進工作完成了，餘下的工作就是檢驗發報機的性能了。莫爾斯計劃在華盛頓與巴爾的摩兩個城市之間，架設一條長約６４公裏的線路。為此，他請求美國國會資助３萬美元，作為實驗經費。國會經過長時間的激烈辯論，終於在１８４３年，通過了資助莫爾斯實驗的議案。
１８４４年５月２４日，在華盛頓國會大廈聯邦最高法院會議廳裏，開始進行電報發收試驗。年過半百的莫爾斯在預先約定的時間，興奮地向巴爾的摩發出人類曆史上第一份電報，從而揭開了電信史上新的一頁。
莫爾斯從發現電磁特性到電報的發明時隔12年之久，這不僅是科學的偶然現象，還是科學家的那種契而不舍的恒心共同作用的成果。
莫爾斯的成功秘訣是：沿著自己的路，堅定不移地走下去，並且要堅持到最後一分鍾。富蘭克林
——由放風箏到解開雷電之謎
本傑明·富蘭克林(1706～1790)，出生於一個小商人家庭。由於經濟條件的限製，富蘭克林在正規學校讀書的時間隻有一年，但是他從未放棄過對知識的追求。最後成為十八世紀美國著名的科學家、文學家、政治家和外交家。尤其在十八世紀的電學史上，富蘭克林更是一位獨領風騷的人物，他不顧生命危險揭開了雷電之迷，並首次闡明了電的性質，為近代科學的發展奠定了基礎。
1745年的冬天，電學界傳出了一個令人振奮的消息：“德國科學家克萊斯發現了電震現象”。原來，克萊斯把一根鐵杆放入潮濕的玻璃瓶子裏，然後用金屬線把摩擦起電產生的電荷，引到鐵杆上，他本意是想看看，電荷是否能儲存到瓶子裏，可是當他無意碰了一下鐵杆時，竟被震昏在地。這一次實驗被人們稱為“萊頓瓶實驗”，人們也因此對電產生了全新的認識，使世人第一次知道了電的威力。
富蘭克林對此實驗非常感興趣，也開始作一些電學實驗。有一次，他把幾十隻萊頓瓶聯在一起想加大放電量，可是給他幫忙的妻子一不小心碰到了萊頓瓶的金屬杆，隻聽到“轟”的一聲響後，一大團火花閃過，妻子被電擊倒在地，這次意外使富蘭克林深深認識到了電的威力，當時的一幕，也常常顯現在他的眼前。經過查閱大量有關雷電的資料後，他心裏產生了一個大膽的想法，雷電絕對不是什麼氣體爆炸(在當時普遍認為雷電是一種氣體爆炸)，一定是一種放電現象，隻是當時他沒有想出一個切實可行的辦法來證明這個推論。
後來，富蘭克林特意把這個想法寫成了一篇論文，寄給倫敦的科學家——自己的好友科林遜。科林遜在為他的研究成果高興的同時，特意向英國最高科學機構——皇家學會推薦了這篇文章。可惜的是，由於當時的富蘭克林在電學界名不見經傳，他的這篇論文並沒有引起學術權威的注意。
但是，富蘭克林毫不氣餒，在科林遜的幫助下，他常常把自己在實驗中的新發現告訴科林遜，兩個人總是互相交流。在1751年，他還與科林遜一起出版了論文集《電學實驗集》，這是近代科學史上第一本係統的電學理論著作，出版後很是暢銷，富蘭克林的名字也逐漸被人們所熟悉。
富蘭克林知道，要想證明自己的理論，最有力度的就是用事實說話，可是怎樣才能證實閃電就是電的本質呢？有一天，他看到孩子們在風中放飛的風箏，忽然想到，如果在雨天用風箏來作一個實驗，大概會有所發現吧。
於是，在一個陰雲密布的夏日，眼看暴風雨即將來臨了，富蘭克林和兒子威廉一起用一大塊絲綢手帕做了一隻大風箏。風箏是菱形的，風箏的十字骨架上綁了金屬絲，便於導電。父子兩個人帶上風箏和一隻萊頓瓶，準時向野外走去，富蘭克林的妻子再三叮囑兩個人要小心，早去早回。
父子兩個人很快來到了野外，父親拿著風箏，兒子拿著線，還不住地問父親：
“爸爸，可以放了吧！”
“孩子，別著急啊，得等到雷電再響些才能效果好些!”富蘭克林鎮靜地告訴兒子。
過了一會兒，狂風大作，雷聲隆隆，團團烏雲壓向天邊，富蘭克林趕緊把風箏擲向天空，大聲喊到：“兒子，快跑起來。”
威廉在曠野中拚命地奔跑起來，狂風卷起風箏，飄飄起伏，升到空中，緊接著大雨傾盆，雷雨交加，父子兩個人很快就淋透了。富蘭克林很是興奮，他追上兒子，接過風箏線，拉著他躲進一座廢棄的破房子裏避雨，然後又掏出一把銅鑰匙，係在了風箏線的末端。
兒子很是不解，問道：“爸爸，這是幹什麼啊?”
“這個銅鑰匙嗎?是用來阻擋上麵流下來的電，用它可以把電流導到瓶子裏去。”
說完，富蘭克林又往裝有水的萊頓瓶中插入一條銅線，浸入水中一半，又留在瓶子外麵一半。
然後，富蘭克林興奮地說：“孩子，一會兒我們就能把電導入瓶子中帶回家去了。”
說完，父子倆抬頭望去，隻見風箏已穿進了雲層，閃電雷鳴陣陣，但是風箏卻什麼反應也沒有。
兒子禁不住很失望地說：“爸爸，恐怕我們這次又白費工夫了吧？”
“別擔心，孩子，我們再等等看吧!”
突然，一道劇烈的閃電劃過，風箏線仿佛被什麼拉動了一下，富蘭克林的手中也有了一絲麻的感覺，他輕輕地去觸摸了一下銅鑰匙，傾刻之間，鑰匙上閃現了一串火花。
“哎呀！”富蘭克林忍不住叫了起來，“太好了，兒子，我被電擊了，雷電就是電啊！”
父子兩個人忘記了渾身上下已被雨淋透了，高興地歡呼起來。
雨過天晴後，太陽高照，父子兩個人帶著他們的戰利品，急忙回家了。
回到家裏後，富蘭克林立即走進了實驗室，把萊頓瓶和他已設計好的電鈴連結起來，他高興地對威廉說：