第一章　趣味科学故事

祖冲之解密圆周率

429年，祖冲之出生在范阳，即今河北涞水。祖冲之自幼喜欢数学和天文，不喜欢读古书。

一天晚上，祖冲之躺在床上想白天老师说的“圆周是直径的3倍”这话似乎不对。第二天早，他就拿了一段妈妈绱鞋子的绳子，跑到村头的路旁，等待过往的车辆。

一会儿，来了一辆马车，祖冲之叫住马车，用绳子把车轮量了一下，又把绳子折成同样大小的3段，再去量车轮的直径。量来量去，他总觉得车轮的直径没有1/3的圆周长。祖冲之站在路旁，一连量了好几辆，得出的结论是一样的。

这究竟是为什么？祖冲之一心想要解开这个谜。

经过多年的努力学习，祖冲之研究了刘徽的“割圆术”。所谓“割圆术”就是在圆内画个正六边形，其边长正好等于半径，再分十二边形，用勾股定理求出每边的长，然后再分二十四、四十八边形，一直分下去，所得多边形各边长之和就是圆的周长。

祖冲之非常佩服刘徽这个科学方法，但刘徽的圆周率只得到96边，得出3.14的结果后就没有再算下去，祖冲之决心按刘徽开创的路子继续走下去，一步一步地从12288边形，算到24567边形，两者相差仅0.0000001。祖冲之知道从理论上讲，还可以继续算下去，但实际上无法计算了，只好停止，从而得出圆周率必然大于3.1415926，而小于3.1415927。

祖冲之又进一步得出圆周率的密率是355/113，约率是22/7。直至1000多年后，德国数学家鄂图才得出相同的结果。

少年随父旅行的沈括

1031年，沈括出生在钱塘，即今杭州的一个官宦人家。沈括从小聪颖过人，酷爱读书而且勤奋刻苦，在母亲的指导下，遍读家中的藏书，对各门学科都有浓厚的兴趣。

沈括少年时代随父亲走过许多地方。壮丽的山河，广阔的田野，一幅又一幅地在他的眼前展开，引发了他对大自然的热爱。波涛汹涌的钱塘江潮、敏捷灵活的四川鸬鹚、锋牙利爪的南海鳄鱼，在沈括的脑海里留下了深刻的印象。

随父旅行的少年时代不仅使沈括开阔了眼界，也使得他接触了社会，对劳动人民的生产和生活有所了解。

1062年，沈括中了进士第一名。几年后入京，在昭文馆编校书籍。沈括在昭文馆利用时间和职务之便，阅读了大量馆藏书籍，尤其深入研究了与农业生产密切相关的天文学。一个编校书籍的青年官员，在天文方面如此下苦功夫，不由得引起了人们的注意。

一天，昭文馆的官长向沈括提出几个天文学的问题，如有关二十八宿、黄道经度、日月形状和日月食发生条件等，沈括根据自己的研究成果一一作了令人信服的回答。

丰富的天文学知识使沈括在进入昭文馆的当年，宋神宗就要他负责改造浑天仪。1072年，又指派他兼任提举司天监。司天监是中央政府掌管天文历法的机构。观测天象、推算历书是他们的主要工作。

在昭文馆中，沈括又推荐了平民天文数学家卫朴入监修历。并起用了一批士人，为他们分5科进行技术培训，学成后分配在监内工作。沈括与卫朴互取所长，通力合作，终于修成了《奉天历》。晚年时，又提出了更为先进的“十二气历”。

晚年的沈括定居润州，即今江苏镇江梦溪园，于是专心把一生对文学、艺术、历史、政治、天文、地理、数学、技术等诸方面的观察实践所积累的研究成果，归纳整理造册出书，并提出创造性的见解，最终完成了科学巨著《梦溪笔谈》。

《梦溪笔谈》不但在我国科学史上，而且在世界科学史上也有重要的地位，美国科学家李约瑟说沈括是“中国整部科学史中最卓越的人物”，《梦溪笔谈》被称为“中国科学史上的里程碑”。

5岁留日的地质学家

1889年，李四光出生在湖北省黄冈县回龙山镇，他的家境贫寒，父亲教书挣的钱不能养活全家。李四光从小就很懂事，他一边在父亲教书的私塾念书，一边帮助妈妈干许多家务劳动——带弟妹、挑水、砍柴、舂米。

艰苦的环境，不仅培养了李四光勤奋、努力学习的好习惯，而且造就了他坚强不屈、刻苦奋斗的优良品质。

李四光14岁时，父母决定送他到武昌高等小学。第一次走进学堂的他，觉得一切都是那么新鲜，课程表上有许多私塾里从来没学过的知识，如算术、历史、英语、地理、日语。来上课的老师都十分严肃，老师在课上常说：“同学们，你们能来这里读书，是非常不容易的，希望大家勤奋学习，学得好的同学，省里还会派公费出国留学。”

李四光非常珍惜这来之不易的学习机会，他对每一门功课都不放松，学得十分认真，而且每次考试都是第一名。1904年，他以优异的成绩被选派到日本留学，就读于日本大阪高等工业学校，学习造船机械。无论严冬还是酷暑，他从不放松学习。

后李四光又在英国伯明翰大学苦读了6年，获得了学士学位和硕士学位，他的硕士毕业论文《中国之地质》得到他的导师包尔顿教授的高度赞赏。

李四光学成归国后，一直从事古生物学、冰川学以及地质学的研究和教学。新中国成立后，他运用所学的地质力学在大陆找到了石油，破除了“中国贫油论”的说法。

数学天才华罗庚

1910年11月12日，在江苏金坛县城清河桥下的一家小杂货铺里，驰名中外的数学家华罗庚降生了。

华罗庚初中二年级的时候。有一天，数学老师跟同学们说：“今天，我给大家出一道难题，看谁先解出来。”同学们都睁大眼睛，竖起耳朵。

“今有物不知其数，三三数之剩二，五五数之剩三，七七数之剩二，问物几何？”老师摇头晃脑地将难题念出。

“老师，这数是23。”华罗庚马上站起来回答。

老师惊奇地问：“你知道韩信点兵吗？”

“不知道。”华罗庚老实回答。

老师说：“这是我国古代数学的一个问题，外国教科书上把它命名为‘中国剩余定理’，也叫‘孙子定理’。”同学们一个个听得入了神，老师讲完后，又把目光落在华罗庚的身上。

“华罗庚，你能跟大家讲讲，你是怎样算出来的吗？”

“一个数，3除余2，7除余2，那一定是21加2，21加2就等于23，刚好5除余3。”

听了华罗庚的解释，老师点了点头，用赞许的目光看着他。

“不错，分析得有道理，大家听懂了吗？”同学们都点头。

下课了，大家议论纷纷，“想不到罗庚还破了难题。”

“看他平时成绩也不怎么样嘛！”

华罗庚沉默不语，只有他自己知道，为了学好每门功课，他会忘记吃饭、睡觉，那是付出了辛勤劳动的结果。就这样，默默奋斗的华罗庚终于成为我国著名的数学家。

桥梁专家茅以升

茅以升是在南京秦淮河边长大的。1907年端午节到了，秦淮河上热闹非凡，一艘艘披红挂绿、扎着龙头龙尾的龙船在水中疾驶。秦淮河的两岸和文德桥上挤满了看热闹的人，锣鼓声、鞭炮声和人们的欢笑声，响彻秦淮河两岸。

往年，茅以升会早早站在文德桥上，看这一年一度的热闹景象。可就在端午节的前一天晚上，11岁的他突然病了，而且病得很重，不能去看热闹了。他不得不待在家里，只得把希望寄托在小伙伴的身上，热切地等待着他们快些回来讲讲赛龙舟的盛况。

没多一会，小伙伴们气喘吁吁来到茅以升的床前。慌慌张张地说文德桥出事了！因为看赛龙船的人多，桥上的人更多，很多人都掉进河里淹死了！茅以升听后，眼里噙满了泪水说：“我长大一定要学造桥，为大家造最结实的桥！”

1911年，15岁的茅以升考上了唐山路矿学堂，学习桥梁专业。在学校里，他努力学习每一门功课，由于他勤奋刻苦，数学、物理、化学这几门课程每次考试成绩都十分优异。在这期间，茅以升阅读大量书籍，从各方面了解桥梁建造在中国的悠久历史。

1916年，茅以升以优异的成绩，跻身清华学堂留美官费研究生的行列。他远渡重洋来到美国著名的康奈尔大学学习。

茅以升在康奈尔大学仅用一年多的时间，就读完了硕士研究生的全部课程，以优异的成绩拿到了硕士学位。他的出众才华，博得了教授们的一致好评。茅以升的导师、著名的桥梁专家贾柯贝教授非常赏识他。

后来，贾柯贝教授让茅以升到匹兹堡一家桥梁工厂学习。匹兹堡桥梁工厂在世界上享有盛誉，茅以升为能到这里实践感到特别高兴。在那里，他学习了制图、设计，还积极到装配工地、构件工厂去做工。

茅以升在这个工厂里，从实践中得到了锻炼并学到了不少经验，是书本上学不到的，掌握了建筑造桥的过硬本领。

茅以升还利用业余时间，在匹兹堡加利基工夜校攻读博士学位。他夜以继日、孜孜不倦地学习，研究桥梁的“第二应力”，并运用自己的所学和经验撰写了博士论文，仅用了一年多时间，他就顺利地通过了博士学位答辩。年仅24岁的茅以升，成了加利基工学院第一个工学博士。

茅以升学成回国后，1933年，他负责建造了杭州钱塘口大桥，成为我国著名的铁路桥梁专家。

自幼勤思的竺可桢

浙江省上虞县东关镇是竺可桢的故乡，1890年3月7日，竺可桢就出生在这里的一户普通人家。自幼勤奋好学、善于思考的竺可桢，2岁时就开始认字，7岁时就能吟诗。

有一天，天忽然下起了大雨，竺可桢站在屋檐下躲雨，他饶有兴趣地数着屋檐上落下的雨滴，“1、2、3、……”他无意间低头，却突然发现，在每一个水滴的落地处，石板上便对应有一个小坑坑。

小竺可桢马上回去问妈妈：“石板上的小坑坑是怎么回事？”

妈妈意味深长地对小儿子说：“一个小水滴力量不大，但长年滴下去，就连石头也能砸出坑！这就是‘水滴石穿’的道理。做事也是一样的道理，只要持之以恒，就一定能做成！”

妈妈这一席话，使幼小的竺可桢深受启发，深受教育。自此以后，竺可桢更加努力地读书，学习各方面知识，大大丰富了自己的头脑。

后来，竺可桢以优异的成绩考取了赴美留学生班。在国外，学业有成，获得博士学位以后，他又抱着“科学救国”的美好憧憬返回祖国，潜心从事气象科学研究。

为了取得第一手的研究素材，30岁的竺可桢开始写物候日记，详细记载周围大自然事物随季节更迭而产生的各种变化。

寒来暑往，冬去春来，竺可桢的物候日记越来越多。悠悠50载，日记记了50多年，积累了800多万字有关物候的珍贵资料。

1973年，年过8旬的竺可桢发表了题为《中国古代近5000年来气候变迁的初步研究》的论文，否定了当时国际气象学界盛行的“气候不变”的形而上学观点。

竺可桢以丰富的科学资料，总结论述了中国历史各阶段的温度变化，证明了我国5000年来，气温不但一年中的不同季节有差异，而且年与年之间也不相同，这种变化呈现一定的周期性，有一定规律可循。不仅中国，这种气候变化还具有世界性，当气候变冷时由东向西转移，当气候变热时由西向东行。

竺可桢的这一发现，在国内外气象学界引起了强烈轰动，博得了中外气象学者的高度评价。

由此，物候记载，这把金钥匙打开了气候变迁神秘的大门，人们开始科学地认识各种气候现象。从此，气象学进入了科学的轨道。

7岁立志造飞机的陈念贻

陈念贻的童年是在战火纷飞中度过的。7岁时，正逢“七七事变”，日本侵略军大举进攻中国。当时日本飞机天天来轰炸，爸爸妈妈带着他躲进了防空洞。

一次，炸弹在陈念贻家不远处炸了一个大坑，死了不少人。不久，日军就占领了他的家乡，杀人放火。无恶不作，无奈爸爸妈妈带他逃到乡下，生活越来越苦。

陈念贻问爸爸：“为什么中国人总受外国人欺负？”

爸爸说：“因为中国人不懂科学，不会造飞机大炮，没有武器保卫国家，所以会受人欺负。”

听了爸爸的话，陈念贻想：长大了要做个科学家，让中国人也会造飞机，那该有多好呀！

一些为小朋友写的科学家传记第一次让陈念贻知道了科学家都是刻苦用功的人，他想：我也要用功学习！

陈念贻立志长大做个化学家，要炼铝、炼镁，并学会制造汽油，整天和神奇的化学打交道成了他的梦想，他要为实现这个梦想而努力。

就这样，陈念贻利用课余时间，自学了初中、高中化学课程，还学了不少化学游戏知识。他凑了几个空墨水瓶、汽水瓶，向哥哥姐姐要了点硫酸，又用过年大人给的“压岁钱”买了一点石灰、碱和几种药液，心爱的化学实验就在煤球炉子上开始了，他真是太高兴了！

为了实验，陈念贻想了不少土办法：没有石蕊试纸，就用凤仙花、牵牛花代替，它遇到酸、碱也能变颜色；没有天平，就用马粪纸、铁丝造一个，听说一分钱的铝币是1克重，所以1分钱就成了他的砝码了；用碱加石灰和水，可制氢氧化钠，加1块铝币就能冒出氢气；他还用碱加石灰造氢氧化钠，加花生油煮成肥皂……

就这样，一边看书，一边做实验。家里书不够了，星期天一清早带块窝窝头，到8000米以外的图书馆看书、抄书。图书馆管理员看他爱读书，有时还借几本书让他带回家读。

后来，16岁的陈念贻，用一年半时间自学中学课程，然后打算考大学，当一个真正的化学系学生。17岁那年秋天，陈念贻真的考取了清华大学化学系。经过4年苦读，他大学毕业，分配到中国科学院工作，真的研究起炼铝来。

这可是陈念贻儿时的梦想，那时正是新中国成立后开始社会主义建设的火红年代，我国第一个炼铝厂正在兴建，他在老科学家指导下，为我国炼铝工厂解决了一批技术难题。

陈景润听故事证明（1+2）

陈景润自幼喜欢数学，在老师的鼓励与帮助下对数学更加痴迷。从而与数学结下了不解之缘。

在进入福州英华书院念高中时，陈景润的班主任是现在中国航空学会理事长沈元先生。

有一次，沈元老师向学生讲了个数学难题，叫“哥德巴赫猜想”，教室里像开了锅的水，学生们叽叽喳喳地议论起来了。他最后又说了一句话：自然科学的皇后是数学，数学的皇冠是数论，而哥德巴赫猜想则是皇冠上的一颗明珠！

陈景润由此激起求知的欲望。千里之行始于足下，陈景润胸怀希望的种子，专心致志地学习功课，演算习题，决心打好基础，希望有一天能突破这道难关。

陈景润不仅能准确地完成老师布置的作业，而且愿意多做习题。有一次，老师布置了33道题，让同学们选做10道，而陈景润的作业本里，却工整地做好了33道题。他学习数理化不满足于学懂，还把概念、公式、定律一字不漏地记住，认为这样才有利于学会弄懂，运用自如，触类旁通。

陈景润还特意锻炼自己的记忆力。本来背大量英语单词已叫不少人头疼，但他还下苦功夫，把一本化学书背得滚瓜烂熟，受到老师和同学们的称赞。

陈景润经过孜孜不倦的努力，提前完成学业，调到北京中国科学院数学研究所工作。经过10年的准备，陈景润向数学王冠上的明珠发起了冲击。

匈牙利数学家兰恩易、我国数学家潘承洞和王元先后证明了哥德巴赫猜想中的（1+6）、（1+5）、（1+4）之后，1965年又有3名外国数学家证明了（1+3），其后此项研究又告停顿。

陈景润多年来用筛法研究“圆内整点问题”、“球内整点问题”等的成功实践，使他相信可以用筛法解决哥德巴赫猜想问题，只是需要进行大量的繁琐计算。外国科学家证明（1+3）用的是大型的、高速的计算机。

现在，陈景润证明（1+2），却全靠自己的计算。这行吗？陈景润就有这样一种拼劲，决心已定，要用毕生的精力去摘取这颗明珠。

为了实现自己的理想，陈景润的生活路线变为“两点一线”：宿舍和食堂。在他那间小小的宿舍里，桌面上、地板上、床铺上、木箱上，放满了他的计算稿纸。他运算用过的稿纸就更多了。他把这些稿纸小心翼翼地装进麻袋里，堆在床铺底下。

经过不懈的努力，陈景润终于登上了到达顶峰的必由之路，踏上了（1+2）的台阶，写出了200多页的论文。1966年5月，中国科学院的刊物《科学通报》第十七期上宣布，我国数学家陈景润已经证明了（1+2）。陈景润，这颗难探的数学新星升起来了。

23岁的神童博士

李政道从小在上海长大，父亲李骏康毕业于金陵大学，母亲张明璋毕业于上海启明中学。受父母的影响，李政道兄弟姐妹6人都成了学者。

从小对数学和物理有浓厚兴趣的李政道，从小学到中学成绩一直名列前茅。1940年，日本侵略军占领了上海，当时李政道只有14岁。他和两个哥哥只好到大后方的联合中学读书。

读到高三的时候，由于学校请不到数学和物理教员，就让李政道代教这两门课。他虽然天资聪颖，成绩优秀，但当教师对他来说是一次考验。可贵的是，李政道勇敢地挑起了这一重担。他认真备课，勤于请教，讲课竟收到了很好的效果。

这一段当“小老师”的经历给了李政道极好的磨炼机会，而且使他明白了一条真理：要做先生，先要做学生。从此以后，他学习起来更加刻苦用功了。

1943年，17岁的李政道进入浙江大学。校址迁到了十分贫困的贵州遵义。教学条件极差，连个安静的学习环境都没有。学习用功的李政道想到了一个办法，他白天到茶馆去，泡一杯茶，占一个座位，就在茶馆里埋头苦读，一读就是一天。时间长了，他又练出了一套闹中求静、专心读书的本领。

1946年，20岁的李政道独自到美国留学，当时他刚刚读到大学二年级，但经过芝加哥大学严格的考试，他竟然被芝加哥大学研究生院录取了。3年后，李政道便以“有特殊见解和成就”通过了博士论文答辩，当年李政道年仅23岁，被誉为“神童博士”。

网络神童宋司宇

1989年，我国最年轻的CIO宋司宇出生在北京的一个普通家庭。小司宇从小就特别喜欢按钮，父亲宋铁军对儿子小时候的爱好记忆犹新：“孩子懂事后，对有按钮的东西特别有兴趣，像功能复杂的录像机遥控器，我们大人都弄不清每一个键是干什么的，但是他知道。”

宋司宇慢慢长大了，对电脑的兴趣越来越浓。从幼儿园一回来就打开电脑。宋司宇4岁时就与父亲一起学习五笔字型。

1993年暑假，宋司宇中午没有睡觉，翻看爸爸买的电脑书，看了一个暑假后，说书里的DOS命令有错误，宋铁军一看，果然是。

又隔了几个星期，宋铁军突然觉得儿子对电脑懂得特别多，这时候宋司宇已会按书里的程序在电脑里加东西，电脑被他弄得老出问题。有时父亲搞不懂的东西问他，他能告诉父亲，父亲发现儿子成了电脑应用高手了。

1997年，宋铁军为儿子换了台586，后来又换了奔腾　Ⅱ。这时在计算机方面，父亲与儿子已无法交流了。为了儿子，宋铁军不断买书，买软件，越来越专业，这方面的花销几乎是家里最大的。

为了培养儿子，宋铁军每周四下午等儿子放学后，接他到中科院软件所系统公司，跟几个工程师学习，宋司宇的理想是成为中国的比尔·盖茨。

父亲的努力和投资没有白费，儿子12岁就成了中国儿童网的CIO，而父亲宋铁军也以投资者的身份当上了CEO。

12岁做学徒的法拉第

1791年9月22日是一个光辉的日子，一代科学巨匠迈克尔·法拉第降生在英国萨里郡纽囚顿一个贫苦的铁匠家庭。法拉第的一生是伟大的，然而法拉第的童年却是十分凄苦的。

为了解决全家的温饱，老法拉第带着5岁的小法拉第迁到伦敦，希图改变贫穷的命运，不幸的是上帝非但没有给法拉第一家赐福，反而在小法拉第9岁那年夺取了老法拉第的生命。

迫于生计，幼小的仅有九岁的迈克尔·法拉第不得不承担起生活重担，去一家文具店充当学徒。4年以后，13岁的法拉第又到书店当学徒。起初负责送报，后来充当图书装订工。

贫穷是不幸的，童工的生涯清苦可知。难能可贵的是小法拉第不安于贫穷，不安于清苦，奋志好学。14岁时他跟一位装书兼卖书师傅当学徒，利用此机会博览群书。

法拉利在20岁时听英国著名科学家汉弗利·戴维先生讲课，对此产生了浓厚的兴趣。他给戴维写信，终于得到了为戴维当助手的工作。法拉第在几年之内就作出了自己的重大发现。

之后，法拉第一直坚持不懈地研究科学知识，后来终于发现了电磁感应现象、电解定律等，为科学作出了巨大贡献。人们称他是“世界上最伟大的电学家”。

给小狗接腿的孩子

千手观音是大家都熟知的，在一些寺庙中常可见到，但现实生活中的“千手观音”就是著名的断肢再植专家陈中伟教授。

1963年，陈中伟成功地实施了第一例断肢再植手术，轰动了国内外医学界，被誉为“断肢再植术的奠基人”。

出身于医学世家的陈中伟，1929年出生于浙江宁波。他的童年却和小动物们结下了不解之缘。

有一次少年陈中伟正在院子里和小伙伴们玩耍。忽然，家中那只可爱的小花狗从外面跑回来，“汪汪”直叫，声音凄惨，还伴有呻吟声。一个眼尖的小伙伴大叫起来：“中伟，你家狗受伤了！”

陈中伟一看，小狗的腿已经断了。这时，他突然有一个念想，说“我们自己动手把它的腿接上去，好不好？”

小伙伴们一听，顿时来了兴趣，兴奋地附和着陈中伟这个大胆的想法。

陈中伟立即找出爸爸的旧解剖刀、剪子、针线、纱布等，还不时地指挥小伙伴们做这做那，自己则当“主刀医生”。忙了好半天，总算在狗身上完成了“手术”，大伙开心极了。但没过几天，小狗死了，那只断腿依然耷拉着。

这次给小狗接腿的失败在陈中伟的记忆中留下了深刻的印象，从那时起，他就立志要突破断肢再接难关，造福人类。

读高中时，陈中伟对《生物》的理解比其他同学都透彻，功课自然良好，老师很器重他。

长大以后的陈中伟成了一名医生，他仍不忘儿时的志向，经过不懈努力，终于攻克了断肢再植的难关。成为我国著名的骨科专家，名扬世界的“断肢再植”创造者。

热爱自然的达尔文

查尔斯·达尔文的家坐落在英国美丽的城市希鲁斯伯里市，他的家是一座漂亮的花园式建筑。父亲罗伯特·达尔文是当地著名的医生。

达尔文从小喜欢昆虫。一次，达尔文在花园中玩耍，忽然两只特别奇怪的昆虫闯入了他的视线，好奇心驱使他伸手捉住了那两只昆虫，一只手提一只。

正在这时，达尔文发现了一只更奇怪的昆虫，他还想捉，于是，把左手那只昆虫一下子放到嘴里，抬起右手便抓到了第三只昆虫。放进嘴里的那只昆虫分泌出又苦又涩的黏液，可他仍然高高兴兴地拿给父亲看。父亲心疼地责怪他，可达尔文哪里听得见父亲的责怪，他的好奇心及兴趣使他的心早已倾注在了这3只昆虫身上。

1818年夏初，9岁的达尔文跟随哥哥一道，转学到城中的古典中学读书，寄宿在校内，由校方严格地管理学生生活。在达尔文即将毕业的时候，哥哥正在努力研究化学。他在家中的工具储藏间内，建立了一个化学实验室，经常进行化学和电学方面的实验。达尔文就充当他的助手，向他学习，听取指导，共同研讨，时常一起干到深夜。

因此，达尔文学会了一些实验方法，对各种混合物的气体等极感兴趣。此后，达尔文坚持不间断学习，他在学习中积累了大量知识，为以后撰写《物种起源》积累了宝贵的材料。

最终，达尔文成为英国著名生物学家和进化论的创始人。1859年，他出版的《物种起源》一书，被恩格斯称为19世纪自然科学的三大发明之一。

拉埃内克制作听诊器

拉埃内克是法国著名医学家。1819年，拉埃尔克向世人公布了他的发明——听诊器，以后在诊病中被广泛使用，他的名字也因此载入了世界医学史册。

有一天，拉埃内克从诊所下班回家时，经过一片树林时，听到了女儿愉快的笑声，靠近时，发现她在与一些小朋友们玩一种有趣的游戏。

只见女儿正跪在草地上，脑袋枕着一根长长的木料，大声地数着数：“两声，5声，这下是7声，对不对？”

等木料那头的男孩子大声回答：“对啦！”女儿又禁不住高兴地笑出声来。忽然，她看到了拉埃内克，便朝他招着手：“爸爸，快来，这木头里有个小精灵，它会告诉你法郎西斯敲了几下。”

慈爱的笑容出现在拉埃内克脸上，他走上前去，跟女儿一同做起游戏来。当他把耳朵贴紧那木料的时候，果然听到木头的那端传来了响亮的咚咚声。奇怪，那个男孩敲得并不重，木头里怎么会有这么大的响声呢？

整个下午，拉埃内克总是心不在焉，他似乎发现了什么，却又抓不住一点实在的影子。等到他想得头脑发胀，甚至可以感觉到太阳穴的血管在“咚咚”发响的时候，他忽然省悟过来：对呀，微小的声音在木头里直线传播，不像在空气中那样四散，能清清楚楚传导进自己的耳中。如果能按这一原理做一个心音传导器，那不就能避免上午那个女病人的尴尬了吗？

一连几天，拉埃内克用业余的时间画图纸，做木匠。他为了增强声音传导的效果，在一枝木棒的两端接上了两个喇叭形的附件，让接收到的声音更多。

等这种工具做好之后，他又把女儿找来，告诉她：“玛丽，咱们继续做那天的游戏，怎么样？”

当他把木棒的一端贴在女儿心脏部位，耳中清晰地传来了女儿微弱的心跳声，女儿的心脏比成人跳得快些，但绝对正常。好奇的玛丽也要听听，当她在木棒那头，听到拉埃内克的心跳声时，高兴得跳起来：“我听到了，是爸爸的心在跳！”

从此以后，拉埃内克的听诊器很快在医生中推广开来。经过几代医生的努力，听诊器已从实心的木棍变成空心的金属管，中间还加了柔软的橡胶管，在贴胸的那端还设计出可以增强声音的膜片。直至现在，当病情不必用心电图诊断的时候，医生们依然在使用着经过了改良的拉埃内克的听诊器。

把牛尾巴种在地里的卢瑟福

新西兰泉林村是新西兰著名科学家卢瑟福的故乡，5岁时，卢瑟福就开始在福克斯希尔村的一所小学读书。

有一天，年仅5岁的小卢瑟福拿着一把刀，在他家牛棚外的小草场上割柴草。突然，他发现前面不远的路旁有根大木头，小卢瑟福心想：要是能把这根大木头拿回去当柴草使多好啊！

于是小卢瑟福想了一个办法：他把一头奶牛从牛棚赶到路旁，找来了长绳子，一头把大木头捆住，另一头系在奶牛尾巴上。他折了一根树枝做牛鞭，让奶牛拖着大木头往家里走。

快到家时，由于大木头太沉了，奶牛的尾巴给挣断了小半截。小卢瑟福害怕极了。他悄悄回到家中取了一块橡皮膏，贴在被拉断的奶牛的尾巴上，然后把奶牛牵回到牛棚去。

那断下的小半截奶牛尾巴怎么处理呢？小卢瑟福又犯难了：扔掉吧，又舍不得；留下吧，又怕妈妈发现。于是，天真的小卢瑟福将那小半截牛尾插到了地里，指望它能在地里生根发芽，再长起来。

童年时代的卢瑟福不仅学习成绩优秀，而且还有对发明创造的强烈渴望。他曾制造过一种可以发射“远射程炮弹”的玩具大炮，还修理好了将要报废的钟，并且自制了一架照相机。

1882年，卢瑟福一家迁居到了哈维洛克村。他继续在这里的一所学校上学。暑假时，他回福克斯希尔看望祖母，还自己发明制作了一台马铃薯捣碎机，送给祖母做礼物。

卢瑟福长大后，继续他的科学研究，开拓并创立了放射学。提出了原子自然蜕变理论，获得了诺贝尔化学奖。

4岁才会说话的伏特

伏特（1745～1827年），意大利物理学家。1775年发明起电盘，1800年，发明电池。今天仍在使用的使电流动的运动驱动力的单位“伏特”就是以他的名字命的。

在意大利伦巴第住着一个没落的贵族，伏特就是这家庭中的一员。除伏特外，他的7个兄弟姐妹长大后都参加了神职工作。

伏特并非神童。他4岁才会说话，甚至被家里人认为智力低下。7岁时，他赶上了其他孩子，接着他的智力超过了他们。

伏特从小就对科学有远大的抱负，14岁时便决心当一个物理学家。

一个偶然的机会，伏特读到了英国科学家普利斯特利的一本电学著作，激起了他对以后占据当代科学舞台的电现象的浓厚兴趣。当时，他甚至还写了一首相当不错的关于电学的拉丁文长诗。

1774年，伏特在科莫中学担任物理教师。第二年，他发明了起电盘。他在给普利斯特利的信中描述了他的这个发明，这个装置就是今天仍在使用的电容器的前身。

伏特的名声因此传播开去。1779年，他被聘为帕经亚大学的教授，并继续从事电学研究。不久，他发明与静电有关的设备。

1791年，由于以上成就，他获得了英国皇家学会的科普利奖章，被选为该会会员。

解剖学家伽伐尼是伏特的好朋友，他有一次注意到，当电器开动时，若用金属解剖刀触一条蛙腿，就会猛然抽动。

于是他宣称有“生物电”这样一种东西，并写在一篇论电流的文章里给伏特看。

这个现象引起了伏特的重视。他反复进行这方面的实验，着手研究这样一个问题：

肌肉接触两个不同的金属时，所产生的电流究竟是由肌肉组织产生的，还是由金属本身产生的。

为了验证这一点，伏特于1794年决定只用金属而不用肌肉组织进行实验。

他立刻发现，电流的产生和持续与肌肉组织并没有关系。他又重复多次进行实验，证明了自己得出的这个结论。

1800年，伏特经数年研究终于制成一种能产生很大电流的装置。他用几个盛有盐溶液的碗，彼此之间用弓形金属条连接。金属条有两类，一类为铜，另一类为锡或锌，两者间隔放置。这样便产生出一股稳定的电流，这就是历史上的第一组电池。

在此基础上，伏特又大胆进行了改进。他用小圆铜板和小圆锌板以及浸透了盐溶液的硬纸板圆片，做成体积小含水少的装置。从底部开始，往上依次为铜、锌、硬纸板、铜、锌、硬纸板……

如果将金属线接到这个“伏特电池”的顶端和底部，电路闭合时就会有电流通过。

不久，英国科学家尼科尔森就把伏特电池付诸实际使用，用电流分解水分子。

伏特电池的发明，激发了英国化学家戴维的灵感，使惊人的研究成果不断问世。

电池的发明令伏特的名声达到了登峰造极的地步。

现在，使电流运动的驱动力的单位被称为“伏特”，就是为了纪念他而命名的。

9岁上小学的钱伟长

钱伟长，1912年9月出生，江苏人，我国杰出的物理学家。

钱伟长的家乡在江苏省太湖岸边的一个小村庄，旧中国的太湖湖畔，没有艳丽的花朵，湖水中流淌着穷人的血泪。

钱伟长的祖父是私塾的教书先生，父亲继承了祖父的衣钵，在家乡一所小学当教员。母亲是一个善良而勤劳的农村妇女，整天靠挑花、糊火柴盒、养蚕来挣取微薄的收入，补贴家用。正应了当地那句谚语“十个黄狗九只雄，十个先生九个穷”。

钱伟长的童年是沉重的，为了家中饭桌上能够丰盛一些，他每天和村子里的穷孩子们一起到田野里去挑金花菜，到河沟里去摸螺蚌，这是他家饭桌上的上品。

由于家中生活艰难，已到了上学年龄的钱伟长因付不起学费，一直拖到9岁才上小学。他一面断断续续地念书，一面帮母亲挑花，挣一点上学的费用。

1927年，钱伟长的父亲在贫病中去世了，家中的生活来源失去了大半，生活更加艰难了。失学在家的钱伟长，靠着叔父的资助进了苏州高中，这是一所以成绩优异而闻名的学校。

然而，钱伟长虽然上了几年学，可为了家中生活，三天打鱼两天晒网，并没有较为系统地学习各方面知识。许多初中的课程他还没有学习过，几何、代数、三角、物理、化学和外语，对这个农村孩子来说，还是一些陌生的名词。在这种情况下，他自然把兴趣放到了文科上，他喜欢文学、历史和地理，只有这些课程才没有成为他思想上的负担。

他讨厌那些死板的公式、枯燥的定律、令人头痛的推理和演算，可是这些东西却偏偏缠住他不放。

有一天，老师在讲完数学课以后，又给同学们布置了几道作业题。钱伟长花了好几个小时，冥思苦想，总算做出来了。

没想到，当他准备上床睡觉的时候，老师却出现在他的面前，并且和蔼地对他说：

“你今天的作业有几道题做错了，我已经把错了的地方给你指出来了，你自己再用用脑子，动手把错误改正过来。”

在老师的宿舍里，钱伟长在老师的陪伴下，重新修改自己的作业。当他把错误一一改正过来后，时钟已指向深夜11点。

他不仅没有感到疲倦，反而第一次尝到了学有所得的滋味。

从此以后，每天宿舍熄灯以后，钱伟长就到老师的房间里去进行夜自修。他渐渐对枯燥的理科产生了兴趣，后来还迷上了物理学。

做学徒的电学家法拉第

法拉第（1791～1867年），英国著名的物理学家、化学家。在物理学中，他发现了电磁感应现象、电的本质、电解定律等。在化学中，他发现了两种新的氯化碳等。

法拉第出生在英国一个铁匠家里，他12岁时就进了里波先生开的铺子当小学徒。这个铺子经营书籍装订、出租报纸（因为那时很少有人订报，都是租报纸看）。因此，无论天气多么恶劣，法拉第都要走大街，穿小巷，给客户送报纸。当法拉第把报纸送到客户手上时，总要趁客户看报的间隙时间自己也读一段报，凡遇到看不懂的地方，就找人请教。这样，1年下来，法拉第已经认识很多字了，也学到了不少知识。

法拉第手脚勤快，聪明伶俐，里波先生很喜欢他，就让他住在店堂楼上的小阁楼里，学习装订书籍的手艺。法拉第学得很快，又非常勤奋，装订手艺很快就赶上师傅了。

以前，法拉第送报的时候都偷空读报，现在装订图书，就更不放过了。他第一次看的是一本《一千零一夜》的故事，书里那些有趣神奇的故事把他迷住了。

从此，每一本经过他装订的书，他都要仔细地读一遍。每天晚上收工以后，法拉第就坐在工作台前，聚精会神地看书。他边看边记，看到好的插图，还临摹下来。

一天晚上，法拉第正看得入迷，一会儿发笑，一会儿皱起眉头，连里波先生进来都没有发觉。里波先生看着他那傻劲，不由得笑出了声。笑声惊动了法拉第，他回过头来，窘得脸通红，心里想，这回准得挨一顿骂。里波先生是个好心肠的人，他不但没生气，胖胖的脸上反而笑出两个酒窝，他对法拉第说：“读吧，爱读什么就读什么。订书匠只管书的外表，可是你想知道书里的内容，那没有什么坏处。”

法拉第碰上这样好的老板，心里乐开了花，他更加孜孜不倦地读书了。最使他入迷的是《大英百科全书》和《化学漫谈》。

法拉第通过看书，已经知道一根玻璃棒在毛皮上摩擦几下就能吸起纸屑，这就是“电”。《大英百科全书》中还说，可以把电贮存起来，贮存多了就可以“啪”地一下放出火花，像天上的雷鸣、闪电一样。法拉第看着这些，渴望亲自动手做实验弄懂这些科学道理的心情愈加强烈起来。

可是，做实验要有仪器和药品，穷学徒哪来的钱呢？

法拉第并不灰心，他一有空就到药房去拣人家扔掉的小瓶子，用省下的零花钱买一点便宜的药品。他抱着药品和小瓶子，兴冲冲地把小阁楼装备成实验室。书上说，贮电瓶和充电机要两个大玻璃瓶，可他拣的瓶子都太小了。

一天，在一家旧货铺里，法拉第看到了合适的大瓶子。他一点点把钱攒起来，每天都去看看，这两个瓶子还在不在。总算有一天，他买到了这两个大瓶子，像棒宝贝一样把瓶子捧回了阁楼。

每天晚上一下工，法拉第就钻进那间阁楼实验室，点上一支蜡烛，开始做实验。他面前摆着一个本子，本子上面都是用工整的小字抄录的《大英百科全书》和《化学漫谈》上的电学和化学实验步骤。书上说，把锌放到盐酸里，能放出一种可以燃烧的气体。法拉第照着做了。果然，“扑”的一声，烧起来了，冒出蓝色的火苗。书上说，玻璃瓶里外敷上锡箔，充电以后，可以产生强烈的放电。法拉第照着做了，“啪！”真的是一个闪亮的火花。啊，法拉第明白了雷电是怎么回事。他高兴得如痴如狂，拍着手在小阁楼上又跳又叫：“成功了！我成功了！”

这时已经是半夜时分，周围的邻居听到声音都担心地议论：“那孩子深更半夜又叫又笑，莫不是精神病吧？”“那孩子中了邪，他在玩鬼火哪！”这些话传到里波耳朵里，他也担心起来。

法拉第知道后，就拉着老板上了阁楼，说：“我是照着书上讲的做实验，请你看看！”说完，他开始动手做实验，奇迹在他手里出现了！红的变蓝，蓝的变红，烟雾、火花，“砰砰，啪！”里波先生明白了，法拉第是在勤奋学习，不是在瞎玩。他拍着法拉第的肩膀说：“孩子，你这是在做科学实验，可千万要小心，注意安全呀。”

法拉第坚持不懈地研究科学知识，后来终于发现了电磁感应现象、电解定律等，为科学作出了巨大贡献。人们称他是“世界上最伟大的电学家”。

不要忘记居里温度

钢铁厂里的起重机械特别多，电磁起重机把成吨的生铁原料吊起，运到炼钢炉上面，切断电源后，电磁铁的磁性消失，原料就哗啦哗啦落进炼钢炉。炼钢工人把钢液倒进钢包，再通过行车把钢包运到浇钢的车间。工人把钢水注入钢锭模子，待钢水凝固后拆去钢模就得到成品——钢锭，这时行车又过来把钢锭运走，以便空出地方迎接下一批新钢锭的到来。

钢锭行车的运输效率不及电磁起重机，那么，能不能设计一个大功率的牵引电磁铁，让钢锭像生铁那样吸起来有多方便！可是，这个良好的愿望是不能实现的。问题出在钢锭本身的特性上。钢和铁都是典型的铁磁性物质，铁磁质是由许多体积极小的磁畴组成的。磁畴本身具有磁性，通常情况下各磁畴的排列方向没有一定规律，因此，铁磁质本身不显磁性。如果将铁磁质置于外磁场中，磁畴的大小、方向都发生变化。大多数磁畴按外磁场方向整齐排列，于是铁磁质被磁化，这就是电磁铁能“吸铁”的道理。

当铁磁质的温度升高时，内部分子热运动会影响磁畴的排列，以致磁性减弱；当达到某一温度时，铁磁质将完全失去磁化性质。这个温度我们称为居里温度（即失去铁磁性的温度，也称居里点）。经过测定，铁的居里温度是769℃。可想而知，钢锭的温度高达1400℃，稍事冷却后短时间内也有上千度的高温，电磁铁也就无用武之地，不可能吸起钢锭了。

电视机里的“重影”

电视图像不清晰的表现多种多样。其中“重影”是很常见的一种现象，尤其在高楼林立的大城市中更是如此。人们常常会看到荧屏上正常图像的旁边，像幽灵似的出现一个、两个、甚至三四个相同的影子，这样一来，图像就变得模模糊糊了。“重影”是由反射波造成的。从电视台发送出来的无线电波是“直射波”。遇到高楼大厦时会从高楼的墙面上反射出来，形成反射波。反射波和直射波都会被电视机所接收，直射波在荧屏上显现出正常图像，而反射波就在图像旁边形成讨厌的重影。

一般说来，要是墙面不产生反射波，荧屏上也就不大会出现重影。下雨天建筑物的墙面都是湿漉漉的。因为水是导体，所以潮湿的墙面导电性能变好了。这时，射到墙面上来的无线电波，仿佛有了一条通路，很容易通过潮湿的墙面传导流入大地，就像被墙面“吸收”掉似的，很少出现反射。这样，反射波大为减少，荧屏上的重影变得极其微弱，图像自然比较清晰。

另外，下雨天天空中充满了雨滴。车辆和工厂内的用电器具产生的电火花也会被雨水吸收，变得很微弱，它们对正常的电视图像的干扰也大为减弱，这也是电视图像变得比较清晰的一个原因。

微波“导演”

用过微波炉的人都赞叹微波加热好处多。它能深入到食物内部加热，而不像用铁锅只能加热食物表面，要靠食物本身的热传导才能把热量从外表传入内部。碰到像糯米粽子这样热传导差的食品，你把冷粽子放在水里煮，往往外表已滚烫，而内芯还是冰凉，但是，若将它放进微波炉里转上2分钟，就从外到里都热透了。微波为什么有如此奇效？

粮食、水、蔬菜等物质的分子都是一端带正电另一端带负电的偶极子。在通常情况下，偶极子的排列杂乱无章。可是，在这些物质的两端加上一个外电场后，它们内部的偶极子就会重新排列，带正电的一端就趋向外电场的低电位；带负电的一端则趋向高电位。于是原先很杂乱的排列就变得十分规则了。如果再将外电场的方向作180°的改变，这时物质中偶极子的取向也随之旋转180°。如果外电场是微波这样高速交变的电磁波，那么，物质中的偶极子就像一群“舞蹈演员”在微波的“导演”下作旋转。微波的频率就是偶极子们旋转的频率。偶极子在旋转时会发生类似摩擦的作用，使物体的温度随之升高。当然，这些热能是由微波的电磁能转化而来的。由于微波的频率很高，这导致偶极子高速旋转，在很短的时间内，物质内部将产生很大的热量，微波加热速度非常快。又由于这些物质都是非金属的，对电磁波不能起屏蔽作用，微波能深入到物质内部起作用，所以微波加热的效果也非常突出，能同时对物质的外部和内部都加热。

机器人的感觉

机器人的“感觉”来自“传感器”。机器人的自适应功能正是依赖着各式各样的传感器输入所需的信息来实现的。肯定地说，没有传感器就没有电子自动化，就没有机器人。

传感器是一种能将某种物理参数如温度、湿度、光等非电量的变化，转换成为另一种物理量参数，如电流、电压等检测装置。传感器广泛应用于科学技术，上至宇宙航天，下至深海探测，无所不用。目前应用的传感器种类极多，根据工作性质、输出效应的性质，通常传感器可分为两类，第一类叫做参量式传感器，又叫调制式传感器。这类传感器把各种被测物理量转换成电路的电阻、电感、电容的变化。第二类叫做发生器式传感器。这类传感器本身是一种电能发生器，可以直接将被测非电量转换为电动势。如压电传感器、感应传感器等等。其他有光电传感器、伺服传感器、器件传感器等等。所有的传感器都必须要求考虑其精度、灵敏度、变换特性、可靠性以及在恶劣条件下能够正常工作。

热敏电阻在温度测量方面通常作为温度传感器，大多数热敏电阻体是由金属氧化物混合物做成的。如氧化镍、氧化锰、氧化钴、氧化铁这些金属氧化物都是热敏电阻的原材料。热敏电阻的特性在于它一旦发热，电阻就会发生变化，有的热敏电阻发热电阻变小，有的热敏电阻发热电阻变大，各有各的用途。

比如为了防止电器在开启时瞬间的电流冲击，此时的电流往往是正常工作的若干倍，很容易造成过载或工作不稳定。在电路中加上热敏电阻，因电阻对电流的限制，起始电流不能很大，随着电流流过，电阻发热，电阻变小，电流就逐渐增大直至正常值。所以现在许多家电产品，如电冰箱、电视机，空调等都少不了热敏电阻。热敏电阻除了作电流控制或温度补偿元件还可以稳定电子线路和电动机电路。

气体传感器特别适合对气体进行检测。如烟雾传感器可以检测出含量极低的任何易燃气体或蒸气，气体传感器的内部是以半导体敏感元件为核心制作的。在敏感元件上装置了可以加热的灯丝，当灯丝加热后半导体受热氧化，此时敏感半导体会呈现出很高的电阻值。当检测器与一定种类的气体接触时，由于这些气体的“去氧化”作用，电阻会产生相应的下降，这就是半导体气体传感器的基本原理。铂线器件是常用的气体传感器之一，它是利用涂复特殊材料和未涂复特殊材料的二片铂元件，加热后电阻值会表现出明显差异的工作原理来作为气体传感器的。

光传感器的核心是硫化镉材料做成的光敏电阻，原理是电阻不同受光呈现的阻值不同。一般的光敏电阻在高速工作状态时灵敏度很低，为了解决这一问题，人们把光敏电阻与半导体的放大电路做在一起，使灵敏度大大提高。一般在强光下光敏电阻的阻值只有数十欧姆，处于全暗状态，光敏电阻的阻值可升到10兆欧姆。光敏电阻可直接对光测量，做曝光表，可以用做控制路灯随光亮程度的自动开关，可与激光等光学设备结合在自动控制中加以应用。

利用光电器件对于不同波长的光线其反映不同进而发展出超声波传感器、红外线传感器等用途很广泛。现在医院做超声波检查用的探头，实际上就是超声波传感器。而红外传感器常应用于各种电器遥控器的接收端。

酸碱传感器是利用“伏打”效应制成的传感器，原理十分简单。在一根细玻璃管中用二根不同金属做成电极，当这根玻璃管插入不同电解液中，由于酸碱电解液不同得到了不同的输出电压和极性。

压力传感器是利用半导体应变片元件制成的，应变电片发生形变时，会发出相应的电性能变化，它与电桥、放大器相结合可用于测量大气压力等等。

霍尔传感器是利用半导体“霍尔效应”工作的传感器，简单说来它是半导体磁场的一种反应。当磁场进入半导体时，半导体二端会形成一定的电位差，磁场越强，电位差就越大。如磁场进入的方向相反，那么电位差的极性也就跟着反转过来。霍尔器件传感器用于检测磁场强度十分理想，它的灵敏度为0.75～1.06毫伏/高斯。我们知道变化磁场用线圈也可测出，而对于恒定的磁场，线圈则无能为力，此刻霍尔传感器则是身怀绝技了。现在电脑使用的键盘，就是在按键下面装了一块小型磁铁，当磁铁按下去的时候，磁铁的磁场靠近了霍尔传感器，霍尔传感器输出信号，打开电路。这种开关方式不会产生电接触的噪声。电子琴的脚踏控制板也采用了霍尔传感器，这种在控传感器改变音量大小，不像以往用“电位器”那样，因电位器的电阻片磨损或污染会造成噪声。霍尔传感器还可以用来制造十分精密的电子指南针等等，目前实用的“磁罗盘”指南针也有采用电子射线、电子流原理式的。

湿度传感器采用镁、铬陶瓷材料加入氧化钛制成。这种传感器材料呈现多孔、微孔分布的半导体特性。因为这种材料易于吸收水分而改变电导率，所以作为湿度传感器，反应较灵敏。当水气较少时，材料内部化学吸附形成电解层，当水气增加时，导电能方明显增高，材料内部变化为物理吸附。水气越大，电导率越大，电阻越小。相对湿度超过30%时进入高湿区。传感器会出现水滴，这将影响传感器的正常工作。为此在传感器中设置了一组加热线，使传感器温度得到提高，防止了水滴的出现。

湿度传感器广泛应用于核反应堆、火力发电站、土砂测定、线路保护、抽湿机、影印、高压灭菌、造纸、药品等方面。

富兰克林的发现

1746年，在美国波士顿举行的电学实验讲演会上，有一位听众入神地听着莱顿瓶实验的故事，他就是富兰克林，这时已40岁。他是美国著名的政治活动家和外交家，原先当过印刷学徒工，自学成才，对自然科学很有兴趣，但直到40多岁，才有工夫从事电学研究。

他第一个提出电荷概念，用数学上的正负概念来表示两种电荷的性质，并且通过实验确定电荷守恒定律。大家都知道，避雷针是富兰克林的一项重大发明，由于有了避雷针，人类避免了许多自然灾害。富兰克林这项研究成果，不仅对电学的发展有重大意义，而且有助于破除人们对自然的迷信，了解雷电的真实性质。

自古以来，天电、地电互不相关，地面上人们已经进行了许多实验，对电的性质已有了解，但天上的雷电却仍是神秘莫测。到18世纪中叶，不少人认为闪电和电火花类似。富兰克林也和他们一样，通过对比说明两者的相似性，不过富兰克林的认识比别人深刻，例如：他在一封书信中列举了十二条：

“电流体与闪电在如下特点上一致：（1）发光；（2）光的颜色；（3）弯曲的方向；（4）快速运动；（5）被金属传导；（6）爆发时有霹雳声或噪声；（7）在水中或冰中仍能维持；（8）劈开它所通过的物体；（9）杀死动物；（10）熔化金属；（11）使易燃物燃烧；（12）硫磺气味。”然而他又认为，仅仅靠对比，还不足以作出科学论断。要确证天电、地电的一致性，最好的证据是捉住天电，也就是把天电引到地面上来做对比实验。为此他提出了一个方案，在高处安一岗亭，利用尖端把低云掠过时所带的电引到地面上来。

第一个按照富兰克林建议进行实验的是法国的达里巴尔德。他在巴黎近郊马里村的高地上建造了一所岗亭，岗亭上树立起高44英尺的铁杆。1752年5月10日，黑云压天，雷雨将临，达里巴尔德和他的同事成功地把天电引进了莱顿瓶。5月13日，他向法国科学院报告了这一实验，并且说，实验的成功不但证明了闪电和电的等同性，还表明可以利用富兰克林的方法保护房屋建筑免遭雷击。

从此，到处都在重复金属尖端做避雷器的试验。富兰克林则认为，巴黎实验用的铁杆还不够高，难以证明电是从云端引下来的，一个新的思想掠过他的脑海，何不用风筝把天电引下来做试验呢？于是，他用两根轻的杉木条做成小十字架，把丝绸手帕蒙上，扎好。取一根尖细铁丝固定在十字架的一头，伸出一尺多长，拴上牵风筝的亚麻绳，亚麻绳的下端接丝绸带，在接头处挂一把钥匙。在他儿子的陪同下，把风筝放上天，只等雷雨天气的到来。1752年10月19日，他在给友人柯林孙的信中描述了实验的情况。由于雨水打湿了风筝和牵引风筝的亚麻绳，云层中的电沿湿绳传到莱顿瓶里。等雨过后，拆下莱顿瓶，再按通常的方法使莱顿瓶放电，放出的电跟用摩擦起电机产生的电毫无两样。富兰克林写道：“由此即可完全证明电物质和闪电纯属同一回事。”

富兰克林还做过一个有名的金属桶实验，目的是设法从带电的金属桶内取出电来，他用木髓球与金属桶的内表面接触，看木髓球是否带电，可是无论如何都无法使木髓球带电。富兰克林只好写信给他的英国朋友请教，这一请教，竟导致了一个新定律的发现。这个新定律甚至奠定了电学的基础。这就是所谓的库仑定律。

神秘的“魔力”

相传曾经有甲、乙两个人争论过一个问题，事情的经过是这样的：

甲提了个小木箱，箱盖上有提手，箱底包了一块比较厚的软铁。他把小木箱放在了一张和地板固定的特制的桌子上。甲轻轻地提起箱子晃动了几下，对乙说：“你别看这箱子不大，我能用魔法让它变得很重，谁也提不动，你不信可以试试。”乙说：“你别吹牛了，我的力气可大了，一个小箱子还提不起来？”于是他轻松地把小箱子提了起来，并举过了头顶。甲说：“别着急，待我向箱子使用魔法以后，你就提不动了。”这时甲发出了一个口令：“变重，”同时又做了一个手势，然后对乙说：“现在我的箱子已经有了魔力，你绝对提不起来。”乙显得很不服气，瞟了甲一眼，满怀信心地又去提箱子。可是这一次真的不顶事了，他无论如何用力，小木箱就是不动，结果还累得满头大汗，气喘吁吁，只好向神奇的魔力认输了。这时，甲在一旁哈哈地大笑了起来。

这究竟是怎么回事呢？原来是甲在桌子里安装了一个强大的电磁铁，磁极就在桌面上，正好木箱的铁底就放在了磁极上。甲所说的“魔法”，不过是开动了一下电源开头，所说的“魔力”，其实就是电磁铁的磁力。在未通电时，电磁铁没有磁力，小木箱可以轻易地被提起来；当通上电流以后，电磁铁的磁力很大，将小木箱的铁底牢牢地吸引住了。因此，乙就提不起来了。

那么电磁铁又是怎么回事呢？最简单的电磁铁就是插入铁芯的螺线管。对它通电以后，由于铁芯被磁化而磁性会很强，一旦电流断开，电磁铁的磁性就几乎完全消失了。不管什么样的电磁铁，都是根据这一原理做成的，它的磁性强弱，与通电电流的强弱和线圈匝数成正比。也就是说，匝数越多，电流越强，电磁铁的磁性就越强，所产生的磁力也就越大。

电磁铁的磁性可以用电流的通断来控制，磁性的强弱可以用电流的强弱来调节，磁极的极性可以用变换通电电流的方向来改变。因此，使用电磁铁十分方便，在生产、生活、科学研究等各方面，都得到了广泛的应用。比如，钢厂里的电磁起重机，作为通讯工具的电话、电报，自动控制用的电磁继电器，工业上的电磁选矿机，科学研究中的电学仪器等等，都巧妙地运用了各种形式的电磁铁所产生的“魔力”。

引力波的最早检验

人们所熟知的万有引力的本质是什么？牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”。爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。电荷被加速时会发出电磁辐射，同样，有质量的物体被加速时就发出引力辐射。这是广义相对论的一项重要预言。但引力波那么微弱，茫茫宇宙，到哪里去寻找它呢？

1959年美国马里兰大学教授韦伯发表了证实引力波存在的消息，这引起世界物理学界一阵狂热的激动。事情是：韦伯等人制造了6台引力波检波器，分别放在不同地点，进行长期的检波记载。结果发现在各台检波器上都记录到一种相同的、不规则的“扰动”，并证明它并不是由声学振动、地震、电磁干扰或宇宙线干扰等引起的。因此他们认为，“不能排除，这就是引力波”。之后许多国家的科学家采用各种方法企图证实宇宙深处的同样“来宾”，但终未得到肯定的结果。于是激动之余，便只能叹息罢了。

以后射电天文学的蓬勃发展给物理学家们开辟了新的探测途径。射电望远镜的探测本领比光学望远镜强得多。美国天体物理学家泰勒等人在六年前，靠着射电望远镜发现了一个双星体系——脉冲射电源（PSR1913+16）。按照广义相对论计算，双星相互绕转，发出引力辐射，它们的轨道周期就因此而变短，（PSR1913+16）的变化率为-2.6×10-12。而在前年，他们也是采用精密的射电仪器，由实验得到观察值为-（3.2±0.6）×10-12，与理论计算值在误差范围里正好符合。这可以说是引力波的第一个定量证据。

上述消息传开，引起世界物理学界更大的激动。科学家们信心倍增，为欢迎引力辐射这位宇宙“娇客”，将开展更为广泛的探索研究。因为对引力波的探测不仅可进一步验证广义相对论的正确性，而且将为人类展现出一幅全新的物质世界图景，茫茫宇宙，到处有物质，到处有引力辐射。约100年前对电磁波的验证，使人类从此进入电子时代，取得惊天动地的巨大成就；那么，让我们设想一下，要是有朝一日，引力波被完全确证，人类社会将会发生怎么样的深刻变化呢？

计算机参与战争

计算机可以参加战争这是一件很稀奇的事，一般人也很难理解，但现在确实已经变成了现实。

2000年春天，以美国为首的北约违犯国际有关公约，向南联盟进行了疯狂的空袭。在持续78天的战争中，以美国为首的北约先后调集了1000多架战机轮番轰炸，南联盟也使出了所有武器全力反抗。

战争结束后，美国声称只损失了2架战斗机。而南联盟方面则公开表示：共击落61架战斗机、30架无人驾驶机、7架直升机，拦截238枚巡航导弹。

他们两家谁说的对呢？下面的情况可以帮助我们进行判断。

南联盟坚持说打下上百架北约的飞机，但只公开播放了被击落的F-117A隐形战斗机的残骸录像。对此，南联盟领导人解释说，由于南联盟境内地形复杂、条件有限，许多被击落的飞机无法录像，但南军清楚地从雷达屏幕上看到许多北约飞机被击落。

而美国在国防部拿出的一份绝密报告中指出，在南联盟境内的科索沃战争期间，美国成功地用假目标迷惑了南联盟防空部队的雷达识别系统。计算机作为一种新式武器首次被投入战斗，并成功地欺骗了南联盟的雷达和防空导弹。研究发现，南联盟发射的导弹大多命中了目标，但这些“目标”都是假目标，原因在于美国的电子专家侵入了南联盟防空体系的计算机系统。当南联盟军官在雷达屏幕上发现有敌机目标时，天空中事实上却什么也没有。除了几架无人驾驶机之外，南联盟实际上只打下2架美国战机，一架是F-117A隐形战斗机，一架是F-16战斗机。在美军共出动的35000架次飞机中，被打下来的飞机只有这2架。

美国的战略学家们将这种新型作战模式的出现视为“一次军事革命”，并认为，随着这一革命的深入发展，战争将可能不再依靠使用炸药和炸弹来决定胜负。目前，这种新型的“计算机战争”的各项准备工作正在迅速进行，而这些工作的进行主要取决于计算机的硬件和软件的发展水平。专门研究这种“计算机战争”的美国中央情报局和国家安全局，都得到美军各兵种和联邦调查局的大力支持，几年前，还没有人认真对待这种新型的“计算机战争”，但是现在美国有成千上万的专家在研制数据武器、受到信息攻击后的早期预警系统以及防御系统。美国从事军事秘密情报报道的记者约翰·亚当斯在其最新出版的新书《下一次世界大战》中明确提出：下一场世界大战将是“计算机战争”。这种新型的战争主要标志是“计算机成为武器”和“战场无处不在”。

亚当斯在他的书中还披露：作为当今世界上唯一的军事超级大国，美国经常通过模拟演习和军事演习来检测信息战的威力，企图在未来的“计算机战争”中掌握主动权。美国的这些做法，早已引起了各国军事专家们的密切关注。