主题:【分享】名人轶事--科学巨人、文化名人、政界要人等更新中。。。(2011.9.23 卡文迪曲 )

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    中国俗语有云“鸟随鸾凤飞腾远,人伴贤良品质高”,科学史上建功卓越的大师们以其较高的学术成就总使我们难以望其项背,而其独特的人格魅力亦影响着一代又一代人,居里夫人就是其中一位。
跨越百年的美丽(梁衡)

    1998年是居里夫人发现放射性元素镭100周年。

    100年前的18981226,法国科学院人声鼎沸,一位年轻漂亮、神色庄重又略显疲倦的妇人走上讲台,全场立即肃然无声。她叫玛丽·居里,她今天要和她的丈夫皮埃尔·居里一起在这里宣布一项惊人发现,他们发现了天然放射性元素镭。本来这场报告,她想让丈夫来作,但皮埃尔·居里坚持让她来讲,因为在此之前还没有一个女子登上过法国科学院的讲台。玛丽·居里穿着一袭黑色长裙,白净端庄的脸庞显出坚定又略带淡泊的神情,而那双微微内陷的大眼睛,则让你觉得能看透一切,看透未来。她的报告使全场震惊,物理学进入了一个新时代,而她那美丽庄重的形象也就从此定格在历史上,定格在每个人的心里。

    关于放射性的发现,居里夫人并不是第一人,但她是关键的一人。在她之前,18951月,德国科学家伦琴发现了X光,这是人工放射性;18965月,法国科学家贝克勒尔发现铀盐可以使胶片感光,这是天然放射性。这都还是偶然的发现,居里夫人却立即提出了一个新问题,其他物质有没有放射性?物质世界里是不是还有另一块全新的领域?别人在海滩上捡到一块贝壳,她却要研究一下这贝壳是怎样生、怎样长、怎样冲到海滩上来的,别人摸瓜她寻藤,别人摘叶她问根。是她提出了放射性这个词。两年后,她发现了钋,接着发现了镭,冰山露出了一角。为了提炼纯净的镭,居里夫妇搞到一吨可能含镭的工业废渣。他们在院子里支起了一口锅,一锅一锅地进行冶炼,然后再送到化验室溶解、沉淀、分析。而所谓的化验室是一个废弃的、曾停放解剖用尸体的破棚子。玛丽终日在烟熏火燎中搅拌着锅里的矿渣,她衣裙上、双手上,留下了酸碱的点点烧痕。一天,疲劳之极,玛丽揉着酸痛的后腰,隔着满桌的试管、量杯问皮埃尔:"你说这镭会是什么样子?"皮埃尔说:"我只是希望它有美丽的颜色。"终于,经过3年又9个月,他们从成吨的矿渣中提炼出了0
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dahua1981
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原文由 yuanjumao(yuanjumao) 发表:
她。我偶像!

每听一次居里夫人的故事心灵震撼一次,同是女人为何人家执着坚毅如此,心向往之,力不从之,人懒之。。。
mengzhaocheng
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如果生活中­

没有某些无限的­

没有某些深刻的­

没有某些真实的东西­

我就不会留恋生活­

——文森特·威廉·梵高­­

梵高
作者:吴冠中

    每当我向不知梵高其人其画的人们介绍梵高时,往往自己先就激动,却找不到确切的语言来表达我的感受。以李白比其狂放?不适合。以玄奘比其信念?不恰当。以李贺或王勃比其短命才华?不一样。我童年看到飞蛾扑火被焚时,留下了深刻的永难磨灭的印象,梵高,他扑向太阳,被太阳熔化了!
    先看其画,《唐吉老父像》画的是胡髭拉茬的洋人,但我于此感到的却是故乡农村中父老大伯一样可亲的性格,那双劳动的粗壮大手曾摸过我们的小脑袋,他决不会因你弄脏了他粗糙的旧外套或新草帽而生气。医生迦歇,是他守护了可怜的梵高短促生命中最后的日子;他瘦削,显得有些劳累憔悴,这位热爱印象派绘画的医生是平民阶层中辛苦的勤务员,梵高笔下的迦歇,是耶稣!邮递员露林是梵高的知己,在阿尔的小酒店里他们促膝谈心直至深夜,梵高一幅又一幅地画他的肖像,他总是高昂着头,帽箍上夺目的“邮差”字样一笔不苟,他为自己奔走在小城市里给人们传送音信的职业而感到崇高。露林的妻子是保姆,梵高至少画了她五幅肖像,几幅都以美丽的花朵围绕这位朴素的妇女,她不正处于人类幼苗的花朵之间吗!他一系列的自画像则等读完他的生命史后由读者自己去辨认吧!
梵高是以绚烂的色彩、奔放的笔触表达狂热的感情而为人们熟知的。但他不同于印象派。印象派捕捉对象外表的美,梵高爱的是对象的本质,犹如对象的情人,他力图渗入对象的内部而占有其全部。印象派爱光,梵高爱的不是光,而是发光的太阳。他热爱色彩,分析色彩,他曾从一位老乐师学钢琴,想找出音和色之间的契合关系。但他在自己《夜咖啡店》一画的自述中反对单纯做色彩的音乐师,他追求用色彩的独特效果表现独特的内心感情,用白热化的明亮色彩表现引人堕落的夜咖啡店的黑暗景象。我从青少年学画时期起,一见梵高的作品便倾心,此后一直热爱他,到今天这种热爱感情无丝毫衰退。我想这吸引力除了来自其绘画本身的美以外,更多的是由于他火热的心与对象结成了不可分割的整体,他的作品能打动人的灵魂。形式美和意境美在梵高作品里得到了自然的、自由的和高度的结合,在人像中如此,在风景、静物中也如此。古今中外有千千万万画家,当他们的心灵已枯竭时,他们的手仍在继续作画,言之无情的乏味的图画汗牛充栋,但梵高的作品几乎每一幅都透露了作者的心脏在跳动。
    梵高不倦地画向日葵。当他说:“黄色何其美!”这不仅仅是画家感觉的反应,其间包含着宗教信仰的感情。对于他,黄色是太阳之光,光和热的象征。他眼里的向日葵不是寻常的花朵,当我第一次见到他的向日葵时,我立即感到自己是多么渺小,我在瞻仰一群精力充沛,品格高尚,不修边幅,胸中怀有郁勃之气的劳苦人民肖像!米开朗基罗的摩西像一经被谁见过,它的形象便永远留在谁的记忆里,看过梵高的《向日葵》的人们,他们的深刻感觉永远不会被世间无数向日葵所混淆、冲淡!一把粗木椅子,坐垫是草扎的,屋里虽简陋,椅腿却可舒畅地伸展,那是爷爷坐过的吧!或者它就是老爷爷!椅上一只烟斗透露了咱们家生活的许多侧面!椅腿椅背是平凡的横与直的结构,草垫也是直线向心的线组织。你再观察吧,那朴素色彩间却变化多端,甚至可说是华丽动人!凡是体验过、留意过苦难生活、纯朴生活的人们,看到这画当会感到分外亲切,它令人恋念,落泪!
    梵高热爱土地,他的大量风景画不是景致,不是旅行游记,是人们生活在其间的大地,是孕育生命的空间,是母亲!他给弟弟提奥的信写道:“……如果要生长,必须埋到土地里去。我告诉你,将你种到德朗特的土地里去,你将于此发芽,别在人行道上枯萎了。你将会对我说,有在城市中生长的草木,但你是麦子,你的位置是在麦田里……”他画铺满庄稼的田野、枝叶繁茂的果园、赤日当空下大地的热浪、风中的飞鸟……他的画面所有的用笔都具运动倾向,表现了一切生命都在滚动,从天际的云到田垄的沟,从人家到篱笆,从麦穗到野花,都互相在呼唤,在招手,甚至天在转,地在摇,都缘画家的心在燃烧。
    梵高几乎不用平涂手法。他的人像的背景即使是一片单纯的色调,也凭其强烈韵律感的笔触推进变化极微妙的色彩组成。就像是流水的河面,其间还有暗流和漩涡。人们经常被他的画意带进繁星闪烁的天空、瀑布奔腾的山谷……他不用纯灰色,但他的鲜明色彩并不艳,是含灰性质的、沉着的。他的画面往往通体透明无渣滓,如同银光闪闪的色彩所画的西莱尼饭店,明度和色相的掌握十分严谨,深色和重色的运用可说惜墨如金。他善于在极复杂极丰富的色块、色线和色点的交响乐中托出对象单纯的本质神貌。
    无数杰出的画家令我敬佩,如周日方、郭熙、吴镇、仇英、提香、柯罗、马奈、塞尚……我爱他们的作品,但并无太多的要求去调查他们绘画以外的事。可是对另外一批画家,如老莲、石涛、八大、波提切利、德拉克罗瓦、梵高……我总怀着强烈的欲望想了解他们的血肉生活,钻入他们的内心去,特别是对梵高,我愿听到他每天的呼吸!
    温桑•梵高,1853年3月30日诞生于荷兰格鲁脱•尚特脱。那里天空低沉,平原上布着笔直的运河。他的家是乡村里一座有许多窗户的古老房子。父亲是牧师,家庭经济并不宽裕。少年温桑并不循规蹈矩,气质与周围的人不同,显得孤立。惟一与他感情融洽的是弟弟提奥。他不漂亮,当地人们老用好奇的眼光盯他,他回避。他的妹妹描述道:“他并不修长,偏横宽,因常低头的坏习惯而背微驼,棕红的头发剪得短短地,草帽遮着有些奇异的脸。这不是青年人的脸,额上已略现皱纹,总是沉思而锁眉,深深的小眼睛似乎时蓝时绿。内心不易被认识,外表又不可爱,有几分像怪人。”
    他父母为这性格孤僻的长子的前途预感到忧虑。由叔父介绍,梵高被安顿到巴黎画商古比在海牙开设的分店中。商品是巴黎沙龙口味的油画及一些石版画,他包装和拆开画和书手脚很灵巧,出色地工作了三年。后来他被派到伦敦分店,利用周末也作画消遣,他那时喜欢的作品大都是由于画的主题,满足于一些图像,而自己的艺术灵感尚在沉睡中。他爱上了房东寡妇的女儿,人家捉弄他,最后才告诉他,她早已订婚了。他因而神经衰弱,在伦敦被辞退。靠朋友帮助,总算又在巴黎总店找到了工作。他批评主顾选画的眼光和口味,主顾可不原谅这荷兰乡下人的劝告。他并说:“商业是有组织的偷窃。”老板们很愤怒。此后他来往于巴黎、伦敦之间,职业使他厌倦,巴黎使他不感兴趣,他读圣经,彻底脱离了古比画店,其时二十三岁。
    他到伦敦教法文,二十来个学生大都是营养不良面色苍白的儿童,穷苦的家长又都交不起学费。他改而从事宣道的职业,感到最迫切的事是宽慰世上受苦的人们,他决心要当牧师了。于是必须研究大学课程,首先要补文化基础课,他寄住到阿姆斯特丹当海军上将的叔父家里,顽强地钻研了十四个月。终于为学不成希腊文而失望,放弃了考试,决心以自己的方式传道。他离开阿姆斯特丹,到布鲁塞尔的福音学校。经三个月,人们不能给他明确的任务,但同意他可以自由身分冒着危险去矿区讲演。他在蒙斯一带的矿区工作了六个月,仿照最早基督徒的生活,将自己所有的一切分给劳苦的人们,自己只穿一件旧军装外衣,衬衣是自己用包裹布做的,鞋呢?脚本身就是鞋。住处是个窝,直接睡在地上。他看护从矿里回来的工人,他们在地下劳动了十二小时后精疲力竭,或带着爆炸的伤残。他参与斑疹伤寒传染病院的工作。他宣教,但缺乏口才。他瘦下去,衰弱下去,但绝不肯半途而止。他的牧师父亲不了解这非凡的行径,赶来安慰他,安排他住到一家面包店里。委以宗教任务的上司被他那种过度的热忱吓怕了,找个藉口撤了他的职。
    他宣称:“基督是最最伟大的艺术家。”他开始绘画,作了大量水彩和素描,都是矿工生活。宗教倾向和艺术倾向间展开了难以协调的斗争,经过多少波涛的翻腾,后者终于获胜了!他再度回到已移居艾登的父亲家,但接着又返回矿区去,赤脚流血,奔走在大路的赎罪者与流浪者之间,露宿于星星之下,遭受“绝望”的蹂躏!
    梵高已二十八岁,他到布鲁塞尔和海牙研究博物馆里大师们的作品。使他感兴趣的不再是宗教的或传说故事的图画,他在伦勃朗的作品前停留很久很久,他奔向了艺术大道。然而不幸的情网又两次摧毁了他的安宁,一次是由于在父母家遇到了一位表姐;另一次,1882年初,他收留了一位被穷困损伤了道德和肉体的妇人及其孩子,和她一起生活了十八个月。梵高用她当模特儿,她饮酒,抽雪茄,而他自己却常挨饿。一幅名索劳的素描,画她绝望地蹲着,乳房萎垂,梵高在上面写了米歇勒(1798-1874年,法国历史学家和文学家)的一句话:“世间如何只有一个被遗弃的妇人!”
    梵高终于不停地绘画了,他用阴暗不透明的色彩画深远的天空,辽阔的土地,故乡低矮的房子。当时杜米埃对他起了极大的影响,因后者幽暗的低音调及所刻画的人与社会的面貌对他是亲切的。《吃土豆的人们》便是此时期的代表作。此后他以巨人的步伐高速前进,他只有六年可活了!他进了比利时盎凡尔斯美术学院,颜料在他画布上泛滥,直流到地上。教授吃惊地问:“你是谁?”他对着吼起来:“荷兰人温桑!”他即时被降到了素描班。他爱上了鲁本的画和日本浮世绘,在这样的影响下,解放了他的阴暗色调,他的调色板亮起来了。也由于研究了日本的线描富岳百图,他的线条也更准确、有力、风格化了。
    他很快就不满足于盎凡尔斯了,1886年他决定到巴黎与弟弟提奥一同生活。以前他几乎只知道荷兰大师,至于法国画家,只知米勒、杜米埃、巴比松派及蒙底塞利,现在他看德拉克罗瓦,看印象派绘画,并直接认识了洛特来克、毕沙罗、塞尚、雷诺阿、西斯莱及西涅克等新人,他受到了光、色和新技法和启示,修拉特别对他有影响。他用新眼光观察了。他很快离开了谷蒙的工作室,到大街上作画,到巴黎附近作画,他用春天鲜明的蓝与玫瑰色画小酒店,色调变得娇柔而透明。巴黎解放了他的官感情欲,只《轮转中的囚徒》一画唤起他往日的情思。
    然而他决定要离开巴黎了!经济的原因之外,他主要不能停留在印象派画家们所追求的事物表面上,他不陶醉于光的幻变,他要投奔太阳。一天,在提奥桌上写下了惜别之言后,西方的夸父上路了!
1888年,梵高到了阿尔,在一家小旅店里租了一间房,下面是咖啡店。这里我们是熟悉的:狭窄的床和两把桌椅、咖啡店的球台和悬挂着三只太阳似的灯。他整日无休止地画起来:广场与街道、公园、落日、火车在远景中穿行的田野、花朵齐放的庭院、罐中的白玫瑰、筐里的柠檬、旧鞋、邮递员和保姆、海和船、一幅又一幅的自画像……他画,画,多少不朽的作品在这短短的岁月中源源诞生了!是可歌可泣的心灵的结晶,绝非寻常的图画!
    他赞美南国的阿尔:“呵!盛夏美丽的太阳!它敲打着脑袋定将令人发疯。”他用黄色涂满墙壁,饰以六幅向日葵,他想在此创建“友人之家”,邀请画家们来共同创作。但应邀前来的只高更一人。他俩热烈讨论艺术问题,高更高傲的训人口吻使梵高不能容忍,梵高将一只玻璃杯扔向高更的脑袋,第二天又用剃刀威胁他,结果梵高割下了自己的一只耳朵。高更急匆匆离开了阿尔,梵高进了疯人院。包着耳朵的自画像、病院庭院、病院室内等奇异美丽的作品诞生了!他的病情时好时坏,不稳定,便又转到几里以外的圣•来米的疯人收容所。在这里他画周围的一切:房屋与庭院、橄榄和杉树、医生和园丁……熟透了的作品,像鲜血,随着急迫的呼吸,从割裂了的血管中阵阵喷射出来!
    终于,《法兰西水星报》发表了一篇颇理解他绘画的文章。而且提奥报告了一个难以相信的消息:梵高的一幅画卖掉了。
    疯病又几次发作,他吞食颜料。提奥安排他到离巴黎不远的挝弗尔•庶•奥瓦士去请迦歇医生治疗。在这位好医生的友谊、爱护和关照中,他倾吐了最后一批作品:《奥瓦士两岸》、《广阔的麦田》、《麦田里的乌鸦》、《出名的小市政府》、二幅《迦歇像》、《在弹钢琴的迦歇小姐》……
    1890年7月27日,他藉口打乌鸦借了手枪,到田野靠在一棵树干上将子弹射入了自己的胸膛,7月29日日出之前,他死了。他对提奥说的最后一句话是:苦难永不会终结。


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2011/8/12 15:32:40 Last edit by diamonsil-girl
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质谱仪的发明者阿斯顿



    阿斯顿是英国物理学家,他长期从事同位素和质谱的研究。他首次制成了聚焦性能较高的
    质谱仪,并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量,从而肯定了同位素的普遍存在。同时根据对同位素的研究,他还提出了元素质量的整数法则。因此他荣获了1922年的诺贝尔化学奖。


前期的实验和最初的成果

        1897年英国著名的物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊在阴极射线的定性和定量研究中发现了电子。阴极射线即为一股电子流。这一发现不久就引起了强烈的反响。人们才知道还存在比原子更小、建造一切元素的电子,原子也是可分的。这就将更多的科学家吸引到阴极射线和探索原子结构的研究中。    1898年德国物理学家维恩又发现,不仅阴极射线在磁场和静电场中会发生偏转现象,某些正离子流也同样受磁场和静电场的影响。这种从气体放电管中引出的正离子流又称阳射线。在阴极射线研究中取得重大成果的汤姆逊1905年转而开始研究阳射线。在研究中他发现,把氖充人放电管做实验时,在磁场或静电场作用下,出现了两条阳射线的抛物线轨迹。进一步研究,他又测出这两条抛物线所表征的原子量各为2022。而当时公认氖的原子量为2018。于是汤姆逊认为这可能是氖(Ne)和NeH2的混和气体。尽管当时索迪已经提出同位素的概念,但是汤姆逊对这一概念却持否定的态度,因此他对自己的实验结果无法作更合理的解释。

    毕业于英国伯明翰大学的阿斯顿,在大学学习期间,特别是他当物理研究生时,已显示出他在制作实验仪器和实验技巧上有着出众的才能。毕业后他的导师波印亭就将他留在身边作助手。这时,作为著名的科研机构——卡文迪许实验室主任的汤姆逊急需聘任一个助手,一个擅长制作仪器、并有一定实验技术的助手。为了阿斯顿有更快的发展和更好的前途,波印亭十分慷慨地把他得意的助手阿斯顿推荐给汤姆逊。这样阿斯顿来到了这个人才辈出的卡文迪许实验室,开始了新的科研生涯。

    汤姆逊交给阿斯顿一个重要任务,即改进当时他做阳射线研究的气体放电实验装置,以更准确地测定阳射线在电磁场中的偏转度,从而来决定氖的组成和其原子量。灵巧的阿斯顿在汤姆逊的指导下,制造了一个球形放电管和带切口的阴极,改进了真空泵,发明了可以检查放电管真空泄漏的螺管和拍摄抛物线轨迹的照相机,这些改进明显地提高了实验的水平与此同时他们也改进了实验方法。他们通过装置的改进,将电场和磁场前后排列,但是二者的方向相互垂直,还使它们的作用力与阳射线平行而方向相反。在这种实验装置中,阳射线在两种场的作用下,经过不同玻璃制造的棱镜后,分别向相反方向偏斜,然后又聚焦到同一点上,使感光底片感光乙被检测的气体元素的同位素会因为原子量不同,阳射线的速度也不同,致使其偏斜后的曲线曲率不同。据此就可以测出同位素及其原子量。

    年轻的阿斯顿思想活跃,勇于接受新事物。他不同于汤姆逊,当他仔细地研读了素迪的同位素假说后,立即认为这一假说是可以成立的。他采用了同位素的概念,用以解释他在实验中的发现。阳射线在电磁场作用下出现两条抛物线轨迹,表明同位素确实存在。由于同位素的质量不同,所以扩散时的速度也不同,固而出现丽条抛物轨线。为了更清楚地证实这点,他先用分馏技术,然后又用扩散法,将氖同位素进行分离,最后再精确地测定它们的原子量,证实了Ne20Ne22的存在。1913年在全英科学促进会的会议上,阿斯顿宣读了由这些工作而撰写的论文,并做了实验演示,展示了两种氖同位素的试样。对于他的这项研究,同行们给予很高的评价。他也由此而获得了麦克斯韦奖。

发明质谱仪,证明同位素

    第一次世界大战爆发后,阿斯顿应征入伍,来到皇家空军的一个部门,从事战时的科学研究。虽然身在军营,但是他从未忘记思考和整理前段时间对阳射线和同位素的研究。设想假若能发明一种仪器,可以测定各种元素均有同位素的存在。那么他的研究就可以有新的突破。为此,等到战争刚宣布结束;他就急忙地赶回卡文迪许实验室,开始新的攻关。

    阿斯顿回到卡文迪许实验室不久,汤姆逊就任剑桥大学三一学院院长,著名物理学家卢瑟福接替了汤姆逊原先的工作,成为卡文迪许实验室的负责人。卢瑟福最早提出放射性元素的擅变理论,因而对同位素的假说是理解的。他对阿斯顿的工作给予了很大的鼓励和具体的指导,使阿斯顿有更足够的信心来实现自己的计划。

    阿斯顿根据他原先改进的测定阳射线的气体放电装置,又参照了当时光谱分析的原理,设计出一个包括有离子源、分析器和收集器三个部分组成的,可以分析同位素并测量其质量及丰度的新仪器。这就是质谱仪。离子源部分使用来研究其同位素的物质形成离子,然后将离子流经过分析器,在恒定的电场和磁场作用下,各同位素的离子由于质量不同,各循不同的路径到达收集器,从它们到达收集器的位置和强度,可测得各同位素的质量和丰度。阿斯顿所研制的这一仪器也可以称为阳射线的光谱仪,是他从事阳射线和同位素研究的结晶。这种仪器对于测量的结果精度达到千分之一。因此使用这一仪器能帮助阿斯顿在同位素的研究中大显身手。

    他首先使用这一新的仪器继续战前的研究,对氖作重新测定,证明氖的确存在Ne20Ne22两种同位素,又因它们在氖气中的比例约为101所以氖元素的平均原子量约为202(后来的研究又发现氖存在第三种同位素Ne21 ,氖元素的平均原子量为20.18)。随后,阿斯顿使用质谱仪测定了几乎所有元素的同位素。实验的结果表明,不仅放射性元素存在着同位素,而且非放射性元素也存在同位素,事实上几乎
所有的元素都存在着同位素。最早素迪和里查兹都是根据放射性元素的衰变产物来证实同位素的存在,现在在质谱仪的帮助下,人们发现同位素的存在是个普遍的现象。阿斯顿在71种元素中发现了202种同位素。长期以来,元素一直是化学研究的主要对象,直到今天,由于阿斯顿的杰出工作,人们才发现元素具有这么丰富的内容。

同位素研究解决了两个悬案

    质谱仪的使用、同位素的研究还解决了一个长期争论而又迷惑不解的问题。自从1815年英国医生普劳特提出所有元素的原子量均为氢原子量的整数倍的假说后,人们一直对此假说半信半疑。开始时,一些化学家认为它有道理,然而精确测定原子量的结果只能使他们垂头丧气。当门捷列夫提出元素周期律,揭示了元素间存在内在联系的规律性后,一些化学家重提普劳特假说,认为它可能是正确的。当时英国化学家克鲁克斯就在一篇题为元素的产生的论文中提出:所谓元素或单质实际上都是复合物,所有元素都是由一种原始物质逐步凝聚成的。斯塔关于原子量的精确测定再次否定了普劳特的假说。科学界当然不能接受克鲁克斯的观点。

    门捷列夫的化学元素周期律大家认为可以信赖,但是在周期表中,钾和氩、钴和镍、碲和碘的排列位置不是按原子量的大小顺序,而是颠倒顺序排列的,这是为什么?直到20纪初,人们仍然不得其解。    阿斯顿运用质谱仪对众多元素所作的同位素研究,不仅指出几乎所有的元素都存在同位素,而且还证实自然界中的某元素实际上是该元素的几种同位素的混合体,因此该元素的原子量也是依据这些同位素在自然界占据不同比例而得到的平均原子量。例如氯元素,它一直被当作反驳普劳特假说的最好事例,其原子量为35457,据测定自然界的氯有两种同位素: Cl35Cl37。其丰度为Cl35Cl3731,所谓丰度即同位素在自然界该元素中所占的百分比。所以氯的原子量既不是整数的35,也不是37,而是3546。大多数元素的原子量为什么不是整数,原因就在这里。因此,阿斯顿道出了元素质量的整数法则。为什么元素质量存在整数法则,随着原子结构秘密被揭开,质子、中子等基本粒子被揭示,这个问题也就迎刃而解了。

    阿斯顿对同位素及其丰度的测定,指出氩、钾都各有三种同位素,他们的丰度分别为:Ar36Ar38Ar400310069963K39K40K4193310.011 668,故它们的平均原子量分别为Ar39948K39102。尽管氖的平均原子量比钾大,但是它的原子序数即原子的核电荷数确实比钾小,故门捷列夫的元素周期表是正确的。钴和镍、碲和碘的情况也是如此。所以阿斯顿的同位素研究又解决了一个悬案。

    阿斯顿的工作立即获得了科学界的高度评价。卢瑟福在给几位科学家同行的信中说:阿斯顿利用他发明的质谱仪,发现了氖、氯、汞等元素的同位素。我看到有关的所有照片,结果似乎是肯定的。阿斯顿是一个好的实验家,很有技巧,因为他拼命工作了多年,理应获得这个成功。

优秀的传统,丰富的主活

    阿斯顿有一句名言:要做更多的仪器,还要更多地测量。这实际上是卡文迪许实验室的一个传统,这一传统要求科学工作者要学会自己动手去制作仪器,亲手去做实验,通过基本实验技巧的训练,才能成为一个优秀的科学家。这句名言也正是阿斯顿自己一生科研生涯的写照。在他荣获1922年的诺贝尔化学奖后,他仍然坚持工作在实验室,对质谱仪作进一步的改进和完善,从而使他后来又制成了三台质谱仪,其倍率达两千倍,精度达十万分之一。现在通过质谱仪,已测出地球上存在的同位素达489种,其中稳定同位素有264种,天然放射性同位素有225种。此外还发现人工放射性同位素达2000多种。建设这些知识的宝库当然有阿斯顿的一份重要的贡献。

    阿斯顿不仅擅长实验,是一位杰出的实验家,而且兴趣广泛、知识渊博。为了调节他那长期呆在实验室的艰苦生活,他很喜欢旅,还坚持参加体育运动,和他有精湛的实验技巧一样,他也是一个技术高超的摄影家,同时还是一个业余的音乐家。总之,他的生活远不象许多人想像的那样单调乏味。他还是一个善于筹集资金,精干经营的事业家。当今剑桥大学三一学院所积累的巨额资产中,就有当年阿斯顿所筹集的。

        19451120,何斯顿在剑桥大学因病逝世,终年68岁。他在科学事业上的杰出贡献使他获得不少荣誉,人们为了纪念他,特地把他制作和发明的许多仪器都妥善地保存下来,展示在伦敦博物馆和卡文迪许实验室博物馆内。
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与造纸术同载史册的蔡伦

(约公元63121

蔡伦,字敬仲,湖南来阳县人。东汉明帝刘庄年(公元5875)未,开始在宫掖做事。到汉和帝刘肇即位时,他做了皇帝的侍从宫官,传达诏令,掌管文书,参与军政机密大事。

蔡伦很有才学,敦厚慎重,曾多次“直谏”皇帝,指出其过失。后加位尚方令,在汉和帝年间即公元97年,掌管皇宫用的刀、剑等器械,这些器械无不精密、坚固,为后世所效仿。

古时的书是相互间用绳子连接的可记载文字的竹片,纸则采用细薄的丝织品,纸贵书重,很不方便。蔡伦便动脑筋想办法,用树皮、麻头、破布、鱼网等材料制造纸张。公元105年,蔡伦将自造的纸呈给和帝,皇帝很重视。从此,世人都使用这种纸,称之为蔡侯纸

安帝年间(公元114年),和帝的皇后邓太后因蔡伦久侍宫中,封他为龙亭侯。以后,蔡伦在长乐宫中专管皇帝的车马事。公元118年,皇帝见经传文章多不正规,就命刘珍和良史校订经文经书中的谬误,指定蔡伦监管他们的工作。

蔡伦受窦后(汉章帝刘旭后)的微辞授意,诬陷安帝祖母宋贵人。太后死后,安帝亲自处理政务,命令蔡伦自己到廷尉处接受处罚。蔡伦蒙受耻辱,遂洗净身体整戴衣冠,自杀而死。

蔡伦的这段生平摘自被后人视为正史的《后汉书》,《后汉书》上的记载成了后人了解研究蔡伦的主要依据,然而《后汉书》是在蔡伦死后由南朝史学家范晔编撰的,相距300多年了,记载是否准确,后人有些怀疑,通过进一步研究,了解到范晔等编写的《后汉书》其大部分原始史料来自刘珍主编的《东汉观记》,其中蔡伦传是蔡伦死后30年,东汉桓帝命史官曹寿、延笃为蔡伦立传,收于《东汉观记》。看来这段记载还是可信的。问题是《东汉观记》历经许多朝代,部分内容散失或有残缺,各种辑本内容不完全一样。有的辑本中的《蔡伦传》,对蔡伦造纸一说没有像范晔那么肯定。这就引起后人的种种猜疑。

最早在唐朝,张怀难在《书断》中说:汉兴,有纸代简,至和帝时,蔡伦工为之。北宋的《负宣野录》中也说"纸,旧亦有之,特蔡伦善造尔,非创也。北宋的苏易简在《文房四谱》中说:汉初,已有幡纸代简,成帝时有书诏,至后汉元兴,中常侍蔡伦以敝布及鱼网树皮而作之弥工,如蒙括以前已有笔之谓也。南宋的史绳祖在《学斋拈笔》中也说:纸笔不始于蔡伦蒙括,……但蔡、蒙所造,精于前世则有之,谓纸笔始于此二人,则不可也。由此可见唐宋以来,确有一些人认为:纸并非始于蔡伦。这一观点到了当代,争论更为激烈。原因是一些出土的新发现为上述观点提供了新的论证。

本世纪以来,我国考古工作者先后发现了十多次古纸出上。其中有1933年在新疆发现的罗布淖尔纸”1957年在西安灞桥古墓中出土的灞桥纸1973年在甘肃发现的居延金关纸 1978年在陕西发现的扶凤纸 1979年敦煌出土的马圈湾纸。这些出上的纸被一些人认为是西汉麻纸,即在蔡伦以前就有的纸。主要是根据这些材料,一些人认为蔡伦是造纸术的改造者,而不是发明者。另外一些人不同意这一观点,坚持认为蔡伦是造纸术的发明者。其理由如下:上述古籍中有关纸非始于蔡沦的叙说是因为对纸的定义认识模糊,不加辨别地把前汉与后汉两个不同朝代、把丝织与植物纤维纸两种性质截然不同的为一谈所造成的。

上述出土的所谓西汉昧纸,因为断代不明确,证据不足,迄今仍无片纸只字证明它们是西汉麻纸。其次历史文献上也没有任何有关西汉麻纸的记载。

双方争论最集中的是围绕着灞桥纸展开的,双方都运用了现代的科技手段对漏桥纸进行了科学的分析。前者认为灞桥纸是现存世界上最早的植物纤维纸;后者认为灞桥纸不是纸,而是一些废旧麻絮、绳头等散乱纤维的堆积物、不适于书写,更谈不上代替帛。

这两种不同的学术观点展开争鸣是正常的,通过学术上的争论,通过考古的新发现,历史上这一悬案终究会清楚的。无论争论的双方情感是多么激动,言语是多么激烈,但是他们都承认蔡伦是中国古代一位杰出的科学家,他在造纸技术的发明或发展上的卓越贡献是不容抹杀的。

不管说蔡伦是造纸术的发明者,还是说他是造纸术的改良者,造纸都是我国的伟大发明,是我国人民对世界文明的伟大贡献,这一历史定论是无可非议的。由于蔡伦的努力,人们掌握了用树皮、麻头、破麻布、旧鱼网等廉价的原料,生产出适于书写的植物纤维纸,并使这种生产技术推广流传开来,这是勿容置疑的蔡伦的重要贡献。后来人们沿用蔡伦生产纸的工艺,采用竹、藤、稻杆等其它原料,生产出形形色色的手抄纸,这是历史的事实。蔡伦总括出来的造纸工艺很快地随着纸张一齐外传了。至迟在公元285年传到了朝鲜,后又传到了日本。大约在唐朝,我国的造纸术传到了阿拉伯,再由阿拉伯传至欧洲,在造纸木的外传中,世界人民都承认这是中国的伟大发明,他们也都知道中国有一个蔡伦在其中作出了卓越的贡献。

  今儿跟大家说了一个咱国人自己的事,希望我们能秉承着古人的智慧踏着先人的足迹,走出中华民族自己的宽广大路,让中国永屹世界之林!
    中秋将至,祝大家学业、事业、家庭像中秋的圆月一样亮亮堂堂,圆圆满满!
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发现氢气的伟大学者——卡文迪许
Henry Cavendish 17311810



    历史上许多著名的科学家都有自己的鲜明形象。在他们当中,英国化学家卡文迪许的形象也许有点奇特,但是他那献身科学的一生给后人留下的印象却是完美而深刻的。

古怪的性格

    1718世纪,在欧洲的科学家中,出身于中产阶级的为数不少。当时没有专门的科研机构,科学家很多是业余的。,他们根据自己的爱好作一些科学研究,器材、药品都得花自己的钱。这就要求科学家不仅具备有一定的经济条件,更需要一颗奉献给科学的心。卡文迪许恰好具备了这一切。许多人都说,卡文迪许是18世纪英国有学问人中最富者,有钱人中最有学问者。这样说的确毫不夸张。

17311010,卡文迪许出生在英国一个贵族家庭。父亲是德文郡公爵二世的第五个儿子,母亲是肯特郡公爵的第四个女儿。早年卡文迪许从叔伯那里承接了大宗遗赠,1783年他父亲逝世,又给他留下大笔遗产。这样他的资产超过了130万英镑,成为英国的巨富之一。

尽管家资万贯,他的生活却非常俭朴。他身上穿的,永远是几套过时陈旧的绅士服。他吃的也很简单,就是在家待客,照样是羊腿一只。

这些钱该怎么用,卡文迪许从不考虑,有一次,经朋友介绍,一老翁前来帮助他整理图书。此老翁穷困可怜,朋友本希望卡文迫许给他较厚的酬金。哪知工作完后,酬金一事卡文迪许一字未提。事后那朋友告诉卡文迪许,这老翁已穷极潦到,请他帮助。卡文迪许惊奇地问:我能帮助他什么?朋友说:给他一点生活费用。卡文迪许急忙从口袋掏出支票,边写边问:“2万镑够吗?朋友吃惊地叫起来:大多,大多了!可是支票已写好。由此可见,钱的概念在卡文迪许的头脑中是很淡薄的。

在当时,贵族的社交生活花天酒地。卡文迪许却从不涉足。他只参加一种聚会,那就是皇家学会的科学家聚会。目的很明确:为了增进知识,了解科学动态。当时的目击者是这样描述的,卡文迪许来参加聚会,总是低着头,屈着身,双手搭在背后,、悄悄地进入室内。然后脱下帽子,一声不响地找个地方坐下,对别人都不理会。若有人向他打招呼,他会立即面红耳赤,羞涩不堪。有一次聚会是一位会员作实验示范。这位会员在讲解中发现,一个穿着旧衣服、面容枯槁的老头,紧挨在身边认真听讲。当他看了他一眼,老头急忙逃开,躲在他人身后。过一会儿,这老头又悄悄地挤进前面注意地听讲。这奇怪的老头正是卡文迪许。

许多熟人都知道卡文迪许性情孤僻,不喜欢与人谈话。在他的朋友中,能与卡文迪许交谈的没有几个人。化学家武拉斯顿算是其中一个。他总结了一条经验:与卡文迪许交谈,千万不要看他,而要把头仰起,两眼望着夭,就象对空谈话一样,这样才能听到他的一些见解。就是这样,卡文迪许的话也不多,他沉默寡 言得出奇,在同龄人中,可能是话说得最少的人了。这种怪僻性洛的形成与他从小生长的环境有一定关系。他两岁时,母亲因生育他弟弟而病逝,从此他失去了母爱。他父亲忙于社交活动,撇下他交由保姆看管,与外界极少往来。直到11岁才被送入一所专收贵族子弟的学校,在学校里他仍然很少与别人交往,这就使他显得特别孤独、羞怯。

二氧化碳的研究和氢气的发现

由于这种古怪的性格,卡文迪许长期深居独处,整天埋头在他科学研究的小于地。他把他家的部分房子进行了改造。一所公馆改为实验室,一处住宅改为公用图书馆,把自家丰富的藏书供大家使用,1733年他父亲死后,他又将他的实验基地搬到乡下的别墅。将别墅富丽堂煌的装饰全部拆去,大客厅变成实验室,楼上卧室变成观象台。甚至在宅前的草地上竖起一个架子,以便攀上大树去观测星象。至于践踏了那些名贵的花草,他毫不在乎。这些都表明,对于科学研究池简直象着了魔一样。

在社交生活中,他沉默寡言,显得很孤僻,然而在科学研究中,他思路开阔,兴趣广泛,显得异常活跃。上至天文气象,下至地质采矿,抽象的数学,具体的冶金工艺,他都进行过探讨。特别在化学和物理学的研究中,他有极高的造诣,取得许多重要的成果。

1766年,卡文迪许发表了他的第一篇论文论人工空气的实验。这篇论文主要介绍了他对固定空气(即二氧化碳,在化学命名法提出之前,人们是这样称呼二氧化碳的)、易燃空气(即氢气)的实验研究。    早在1754年英国化学家布莱克就发现了固定空气,但是当时只知道加热石灰石可以获得它,人呼出的空气中含有它,木炭燃烧也产生它。至于怎样收集它,它的物理化学性质如何都不了解。在这些方面卡文迪许做了建设性的工作。卡文迪许考察了收集反应气体的排水集气法,他发现固定空气能溶解于水,室温下的水可吸收固定空气的体积比水本身的体积还要大一点,水冷时可以吸收得更多。若将水煮沸,溶解于水中的固定空气则会逸出。酒精吸收固定空气的本领更大,约是其本身体积的225倍。某些碱溶液也能溶解固定空气,因此收集固定空气不能采用排水集气法,而应在不吸收固定空气的水银面上进行。他的这一介绍对于当时科学家研究气体是很有启发的。

卡文迪许侧得国定空气比普通空气重157倍,测出了酸从石灰石、大理石、珍珠灰等物质中排出固定空气的重量,计算出这些物质中固定空气的含量。他还发现在普通空气中,若固定空气的含量占到总体积的1/9,燃烧的蜡烛在其中就会媳灭。这些实验研究使人们对二氧化碳的性质有了更多的了解。

在卡文迪许之前,许多人曾制取过氢气,但是并没有认真研究它。卡文迪许用稀硫酸或稀盐酸与金属锌或铁作用获得氢气,发现它点火即燃,不溶于水和碱,比普通空气轻11倍,与已知的其它气体都不一样,从而断定它是一种新的气体。他还发现,一定量的金属与稀酸作用所放出的氢气的多少,与酸的种类、浓度无关,而随金属不同而相异。

卡文迪许当时信奉燃素说,曾认为氢气就是燃素。恰好,当时的许多燃素说信徒都猜测燃素具有负重量。充满氢气的气球徐徐升空,曾使燃素论信徒受到鼓舞,他们的猜测似乎有了证明。然而细心的卡文迪许在弄清了空气的浮力原理后,以精确的实验测出氢气确有重量,从而否定了燃素具有负重量的观点。尽管他是信奉燃素说的,但是他更尊重科学实验的事实。

确认水的组成和意外的发现

1771年起,卡文迪许全神贯注在电学的实验研究上,这是他的一个系统、持久的研究课题。直到1781年普利斯特列在一项卡文迪许曾探索过的研究题目上有了新的发现,才把卡文迪许重 新技回到气体的研究中。1781年,普利斯特列宣称他做了一个毫无头绪的实验:他将卡文迪许发现的氢气和自己发现的脱燃素空气(即氧气)混和在一闭口瓶中,然后用电火花燃爆,发现瓶中有露珠生成。他怀疑自己的实验结果,也无法解释自己的实验。当普利斯特列将这一情况告诉卡文迪许后,引起了后者的兴趣。在征得普利斯特列的许可后,卡文迪许继续这一实验。由于他设计的实验较精确,很快得到结论。在他1784年发表的论文关于空气的实验,中指出:氢气和普通空气混和进行燃爆,几乎全部氢气和1/5的普通空气凝给成露珠,这露珠就是水。他又采用氧气代替普通空气进行多次实验,同样获得了水。他还证明氢气和氧气相互化合的体积此为2021。由此他确认了水是由氢气和氧气化合而成的。

在上述实验中,卡文迪许遇到两个意外的问题。他发现燃爆氢气与氧气的混和气体时,有时所产生的水有点酸味,用碱中和,再将水蒸发能得到少量的硝石。若氧气愈多,生成的酸也就多些;若氢气过量,则没有酸生成。这是为什么?为此他继续作了一系列实验,终于解决了疑难。

1785年发表的论文中,他指出水的酸味是因为水中含有硝酸或亚硝酸,它们的生成则由于氧气中混有氮气,在电火花燃爆的高温中,氧气和氮气会化合。而氢气与普通空气混和燃爆时,由于大量氮气的存在,反应温度不够高,从而无法生成硝酸。这一精细的实验为人们提供了一种由空气制取硝酸的方法。

卡文迪许还发现,燃爆反应后的硝酸或亚硝酸用钾碱溶液中和,过量的氧气用硫化押溶液吸收掉后,试管里仍剩下一个很小的气泡,这气泡的体积约是氮气总体积的1/120。这部分气体的性质与氮气不一样。根本不参加化学反应。它究竟是什么呢?卡文迪许没法讲清。但是他为后人提出了一个研究课题,直到100年以后,英国化学家瑞利和拉姆塞才证实,这部分气体是惰性气体。

不图名不图利

卡文迪许1767年发表的论文也引人瞩目。这篇文章介绍了他、关于水和固定空气的实验。将一个深水井的井水进行煮沸,发现有固定空气逸出,同时产生白色沉淀。他认为白色沉淀和固定空气原先都是溶于水的,它们可能是溶于水中的石灰质土。为了证明这一看法,他在清澈的石灰水中通入圃定空气,开始时产生乳白色沉淀,继续通入固定空气后,沉淀复又溶解,溶液再次澄清透亮。这时他将这溶液煮沸,立刻就象井水那样释放出固定空气并产生白色沉淀。

卡文迪许的这一实验和他的解释使人们认清了一个常见的自然现象。在石灰岩遍布的地区,含有二氧化碳的雨水或泉水流经石灰岩地层、慢慢地溶解部分石灰石形成重碳酸盐溶液。这些溶液在石岩中缓慢下滴时,可能因温度变化或水汽蒸发,二氧化碳乘机逸去,碳酸钙结晶析出,日积月累,逐渐形成了石钟、石乳、右笋等奇特的景象。喀斯特地形构造有了科学的解释。

卡文迪许自1766年发表第一篇论文,开始引起社会的重视,以后他又陆续发表了一些关于化学、物理学的富有成果的报告,逐渐引起英国乃至欧洲科学界的震惊,当时有人表示怀疑,为此英国皇家学会曾组织了一个委员会,重复卡文迪许的实验,结果完全证实了卡文迪许的卓越实验技巧和他对科学的诚实态度。卡文迪许是个了不起的科学家,赢得了科学界的尊敬。

卡文迪许对牛顿是非常敬仰的,他从牛顿身上不仅吸取了献身科学的力量,还接下了牛顿的许多研究项目。他根据万有引力定律,研究过动力学;依据牛顿提出的热是微粒振动的观点,做了有关热的许多实验、发现了比热的测定法。他还运用万有引力定律,通过实验测定出地球的密度为水的密度的55倍,由此可以计算地球的相对重量。这些著名的实验不仅验证了万有引力定律的科学性,同时也表明卡文迪许具有扎实的数理基础和高超的实验技巧。

卡文迪许从事科研不图名、不图利。当许多人推崇他发现氢气时,他谦逊他说:这事早有别人注意到了。他的许多论文和实验报告,没有急于发表,特别是关于自然哲学的许多论述基本上没有公开发表。也许由于他慎重,也许由于他羞怯,他自认为没有足够实验依据的手稿大部没有发表。所以在他将近50年的科研生涯中,他没有写一本书,这对于促进科学研究的发展是很可惜的。

    卡文迪许虽然一生独居,但是科学研究所开辟的新天地给他的生活提供了特别的乐趣。虽然他自小身体虚弱,但是他的生活一直很有规律,所以很少生病,直到1810310,才以79岁的高龄与世永别。
zhangyang78
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