居里夫人與鐳

名言

如果能隨著理想而生活，本著正直自由的精神，勇往直前的毅力，誠實不自欺的思想而行，一定能臻于至美至善的境地。

——居里夫人

故事

居里夫人（１８６７—１９３４年），原名瑪麗亞·斯可羅多夫斯卡，出生在俄國沙皇統(tǒng)治下的華沙。她通過努力學習，拿到了兩個學位證書。她在放射性物質(zhì)領(lǐng)域進行不懈地探索，發(fā)現(xiàn)了鐳和釙兩種元素，并提出了“放射性”這一術(shù)語，雖然發(fā)現(xiàn)了放射性元素，但是居里夫人放棄了對鐳元素提煉方法的專利，而是把專利讓給了世人。她是世界上唯一一位兩次獲得諾貝爾獎的女性科學家，后人為了紀念她稱她為鐳的母親。

瑪麗亞的童年充滿了更多的艱辛，她１歲那年，媽媽和大姐因病去世。這對瑪麗亞來說，是一個巨大的打擊。但是瑪麗亞沒有被擊倒，而是同父親一起積極地生活。

瑪麗亞的父親是一名物理教師，這對瑪麗亞來說是一種資源，而父親的實驗工具更可以讓瑪麗亞隨意地學習、實驗?，旣悂喸冢玻礆q的時候通過巴黎學院的考試，終于在大學里找到了自己的位置?，旣悂喗?jīng)常在學校的圖書館里刻苦地學習，看書入迷時會忘記吃飯，竟然暈倒在圖書館。她住的房子破爛不堪，在冬季更是冷得刺骨。但瑪麗亞沒有屈服。來到巴黎學院兩年，她參加了物理學士學位的考試，并以第一名的成績通過考試，第二年以第二名的成績通過數(shù)學學士學位的考試。１８９４年她與法國物理學家皮埃爾認識并結(jié)成了夫妻。

１８９８年，法國物理學家貝可勒爾在含鈾這種元素的礦物質(zhì)中發(fā)現(xiàn)這種礦物質(zhì)能夠放出一種射線，但是他卻解不開這種射線的秘密。居里夫人與皮埃爾知道后就開始對這種礦物質(zhì)進行研究，但是卻苦于沒有實驗室。后來經(jīng)過皮埃爾多次申請，校長才勉強批了一間破爛的小屋作為他們的實驗室。而這間小屋在夏天就像火爐，冬天就是冰窖。當他們第一天搬進這個小屋的時候只有兩把椅子，皮埃爾認為太少，客人來了沒有地方坐，居里夫人則說：“這樣也好，可以有更多的時間進行研究。”

當她在研究鈾鹽礦石的時候，認為不可能僅僅只有鈾礦能放出射線，于是她找來所有能接觸到的金屬礦物質(zhì)并根據(jù)元素周期律逐一進行測定，結(jié)果在釷的化合物中也檢測到射線。居里夫人確定，不光世界上還有其他的元素能夠放出射線，因此與比埃爾商量給這類元素取個名字，最后居里夫人建議用這鐳元素的特征進行命名，就叫放射性元素。

她發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦里的放射性比鈾大得多，而已知的元素并沒有這么大的放射性，因此他們決定找出這種元素，這種元素只有在瀝青鈾礦中才能找到，但這種瀝青鈾礦十分貴，當時他們根本沒錢。最后，他們認為研究瀝青鈾礦的廢渣中也含有這種未知元素。奧地利政府聽說后就提供給他們一噸鈾礦廢渣。于是兩人開始了提煉這種新元素的實驗，在高溫、刺鼻和臭味下的３年里，皮埃爾曾經(jīng)想放棄，但是瑪麗亞一直相信自己的工作就要得出結(jié)論，最后兩人開始分工，皮埃爾負責新元素的性質(zhì)分析，瑪麗亞對新元素進行提煉。皇天不負有心人，他們終于發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素８４號，比鈾強４倍，類似鉍，居里夫人以釙命名，表達了她對祖國波蘭的熱愛。不久，她又提煉出０１２克新元素，并命名為“鐳”，同時測得鐳的原子量為２５５。新元素的發(fā)明開啟了人類現(xiàn)代化的醫(yī)療事業(yè)，１９３年，居里夫人夫婦與貝克勒爾共享了諾貝爾物理學獎。

１９６年，皮埃爾因為車禍去世，居里夫人盡管十分傷心，但是她依舊執(zhí)著地進行著自己的研究，并成為巴黎學院理學院的第一位女教授。１９１年，她的論放射性一書出版。居里夫人在化學和醫(yī)學方面一樣在發(fā)揮著她的聰明才智，她用放射性元素研究了人類癌癥的治療方法。鑒于她在化學、醫(yī)療以及對鐳與釙發(fā)明方面的貢獻，１９１１年，她獲得諾貝爾化學獎。她是世界上唯一兩次獲得諾貝爾獎的女性。

居里夫人一生共得了１項獎金、１６種獎?wù)?、１７個名譽頭銜，特別是兩次諾貝爾獎。但她對于名譽卻不是太在乎，在很多人的眼里，瑪麗亞是一個“貧困的婦人”，她將自己的財富和名譽看得十分輕，仿佛那些東西都不是自己的。

解讀

居里夫人開啟了２世紀人類真正意義上的現(xiàn)代化。她平和堅強，對人類的科學、醫(yī)療等事業(yè)的發(fā)展貢獻出了自己的全部力量。她淡泊名利，把自己的發(fā)現(xiàn)完全貢獻給了自己的熱愛著的世界。

霍金探索宇宙的奧秘

名言

疾病是可怕的，但是更可怕的是人心的絕望和失望。

——霍金

故事

史蒂芬·霍金出生于１９４２年１月８日，這個時候他的家鄉(xiāng)倫敦正籠罩在希特勒的狂轟濫炸中?；艚鸷退拿妹迷趥惗馗浇男℃?zhèn)上度過了自己的童年?；艚鸬母改付际苓^正規(guī)的大學教育，父親是一位從事熱帶病研究的醫(yī)學家，母親則從事過許多職業(yè)?；艚鹪谶@個家庭氛圍良好的環(huán)境中成長起來。

霍金最喜歡玩火車模型、飛機模型等機械玩具，他并不是簡單地去玩，而是想方設(shè)法弄明白它們的控制原理?；艚疬€自己設(shè)計一些游戲，當然這些游戲也是相當復雜的，不費一番腦筋是不可能會玩的?；艚鹱鲎鳂I(yè)時，最不喜歡別人在旁邊提示，無論多么難的題，他都要獨立去完成，所以，同學們都稱他為“我們的小愛因斯坦”。

父親希望霍金學習生物學和醫(yī)學，將來繼承自己的事業(yè)，而霍金卻堅決地說：“不，爸爸，我喜歡數(shù)學和物理，我的理想是當科學家?！被艚鹨约喊才抛约旱拿\。１９５９年，１７歲的他考進英國牛津大學學習物理。有一次，教電磁學的老師留下１３道相當難的習題，讓同學們做，并說能做多少就做多少。有幾人費了好大的勁兒才做出１道題，多數(shù)人都泄氣了，說：“太難了！再也做不下去了……”而霍金卻一口氣做出１０道題，并滿懷遺憾地說：“真糟糕，還有３道題做不出！”同學們都驚訝地說：“做出１０道題？天?。』艚?，你好像來自不同的星球。”

１９６２年，霍金從牛津大學畢業(yè)，以優(yōu)異的成績考入劍橋大學研究生院，繼續(xù)學習物理學，不斷地向科學高峰攀登。

１９世紀６０年代，由于天文學的一系列新發(fā)現(xiàn)，激發(fā)了天體物理學的研究?；艚鹫昶鋾r，黑洞研究使他初露頭角?；艚饘釋W引入黑洞的研究，這大大加深了對黑洞的認識。這時，霍金認為，可能存在一種“微型黑洞”。這種黑洞很小，有的會小到像質(zhì)子或中子那樣的大小。按照現(xiàn)代物理學的理論，當物體小到這樣的程度，它應(yīng)服從量子力學的規(guī)律?；艚鸬倪M一步研究表明：黑洞可以蒸發(fā)；黑洞越小，它蒸發(fā)得越快。１個１億噸（個頭與質(zhì)子大小相當）的黑洞要用１億年的時間才能蒸發(fā)干凈，而最后０１秒內(nèi)所釋放的能量相當于１萬顆百萬噸級的氫彈爆炸。這就是說，我們是不是應(yīng)該仔細地進行天文觀測，力圖在宇宙空間找到這種“微型黑洞”而加以利用呢？

霍金對“大爆炸”理論研究有很大貢獻。他認為，宇宙起源于一個“奇點”，“奇點”處的爆炸產(chǎn)生了粒子和能量，粒子間的作用產(chǎn)生了星云，進而演化到我們今天的世界。今天的宇宙仍在膨脹著，將來的宇宙可能將繼續(xù)膨脹下去，也可能在膨脹到極限時轉(zhuǎn)而收縮至當初形成宇宙的那個“奇點”?？瓷先ミ@好像很有趣，然而，這就是今天人們對宇宙的認識水平。由于霍金在天體物理學研究上取得的成績，他獲得１９７８年的“愛因斯坦獎”。１９８年他又當上了“三一學院”盧卡斯講座的教授。牛頓曾經(jīng)是該講座的教授?，F(xiàn)在，霍金已快６０多歲了，盡管身體殘疾，他仍經(jīng)常旅行、演講、著述。他的時間簡史已發(fā)行幾千萬冊，被譯成多種語種。由于霍金那富于傳奇色彩的奮斗經(jīng)歷，他的時間簡史還被搬上銀幕。人們看到了黑洞和基本粒子的畫面，聽著霍金敲打計算機鍵盤和計算機合成后的聲音，人們?yōu)楝F(xiàn)代物理和宇宙理論的深奧所震懾，為人類的智慧所感嘆，并且更加佩服霍金在承受巨大的痛苦時仍在攀登科學高峰所表現(xiàn)出的偉大精神。

解讀

霍金提出了黑洞理論同時還證明了黑洞的面積定理。他的一生富有傳奇性。他在１９８８年撰寫的時間簡史更是一篇宇宙學的權(quán)威著作。

牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律

名言

科學給人自由，以反抗自然法則。它致力于把自然力量的魔杖交到人手中；它要使我們的精神擺脫萬物的奴役。

——泰戈爾

故事

１６６５年的夏天，倫敦城里發(fā)生了大瘟疫，而英格蘭的沃爾斯索普鄉(xiāng)下依然平靜如常。一處不大的農(nóng)家小院，院角幾株多年的蘋果樹在習習的晚風中輕舞，樹葉簌簌颯颯地撩撥著。房間里昏黃的燈光依舊亮著，一切靜謐、安詳。忽然，“咚”的一聲悶響打破了沉寂，屋中燈下的讀書人趕忙開門沖了出來，四周張望并未見一個人影，正在納悶兒，“咚！”又是一下子，這回不巧，不知什么東西正砸頭上，這人頓感一陣眩暈。良久，他抬頭看見了枝頭樹葉時隱時現(xiàn)的蘋果，不覺笑了。這個人便是牛頓。

牛頓１６４２年生于英格蘭貝蒂林肯郡的農(nóng)民家庭，幼年經(jīng)歷坎坷。他１９歲考入劍橋大學特里尼蒂學院，２３歲獲得文學學士學位。第二年６月，由于躲避瘟疫回到鄉(xiāng)下，直至１６６７年重回劍橋大學。兩年時間里，構(gòu)思了經(jīng)典力學、微積分和光學等學科的思想。１６６８年牛頓獲碩士學位，第二年被破格提升為數(shù)學教授，年僅２７歲，擔任此職務(wù)前后達２６年。１７５年，英女王授予牛頓爵士頭銜。他于１７２７年３月２日逝世，享受國葬待遇，與英國歷代君主和名人長眠于威斯敏斯特教堂。

由此可見，牛頓絕不是僅僅被蘋果砸了一下就猛然悟到了萬有引力定律，而是有著深厚的知識背景和超乎尋常的探索精神，在看到了蘋果落地之后，也不是一下子悟出了什么定律，而是在一系列的計算推導后才得出這一具有歷史意義的科學結(jié)論。

牛頓在解決為什么蘋果要落地而月亮卻可以繞地球旋轉(zhuǎn)不停的問題的時候，沒有像他的前人那樣依靠大量的觀察測得數(shù)據(jù)，再進一步找出答案，而是主要靠思考與數(shù)學推導。大體思路為：先求出月亮繞地球飛行的速度，這個速度由月亮繞地球軌道周長除以其繞地球周期得到，代數(shù)表達式為Ｖ月＝２ｒ／Ｔ。在此基礎(chǔ)上求得月亮的向心加速度，即月亮繞地球飛行速度的平方除以其軌道半徑，代數(shù)表達式為ａ月＝（Ｖ月）２／ｒ。根據(jù)已知的數(shù)據(jù)（月球的公轉(zhuǎn)周期為２７３天，月球繞地球飛行速度為３８×１８米／秒）解得此式結(jié)果為２７米／秒。這一結(jié)果適用于月亮，那么蘋果呢？由于其自身重量相對于地球可忽略不計，它的加速度就應(yīng)等于自由落體加速度為９８米／秒２，再根據(jù)開普勒三定律就可得出蘋果和月亮二者重力加速度關(guān)系。最終得到Ｆ＝ＧＭｍ／ｒ２，即物體間彼此都有吸引力。這種力的大小僅與它們各自的質(zhì)量和它們之間的距離相關(guān)，這就是著名的萬有引力定律。

解讀

牛頓萬有引力的發(fā)現(xiàn)，是人類科學史上最偉大的發(fā)現(xiàn)。直至現(xiàn)在，人類依然認為這是個史無前例的人類科技大進步。

萬有引力的發(fā)現(xiàn)，使人們打開了引力的大門，邁向了一個嶄新的時代，極大地推動了人類的歷史進程。