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第八章

美国“阿波罗”宇宙飞船计划结束

1969年7月24日,随着阿波罗飞船指令舱在太平洋上安全降落,耗资巨大、历时数年的美国“阿波罗计划”顺利结束。

早在1961年,美国总统肯尼迪就向全世界宣布:“美国要在十年内,把一个美国人送上月球,并将使他重新回到地面。”从此,美国雄心勃勃的“阿波罗登月计划”开始实施。

阿波罗登月计划共分为三步:第一步称为“水星计划”,将宇航员送上太空,测试人在太空中的活动能力;第二步叫“双子星座计划”,主要目的有两个,一是测试人在太空中长时间停留可能引起的生理问题,二是测试航天器在太空中进行对接,从而奠定登月技术的基础;第三步是“土星计划”,即制造能将载人飞船送出地球进入月球轨道的大动力火箭,最终完成登月计划。

阿波罗计划虽然有雄厚的技术做后盾,但整个实施过程还是极为大胆和高度冒险的。1967年1月27日,第一艘阿波罗飞船在做模拟实验时,因太空舱起火导致三名宇航员丧生。为实施这一计划,政府动员了40多万人、约2万家公司和研究机构、120所大学,共耗资达250亿美元。在付出了巨大代价后,终于在1969年7月20日将两名宇航员送上了月球。此次阿波罗计划完成后,美国又相继进行了5次登月飞行,共有12名宇航员成功登上了月球。

阿波罗登月计划在人类文明史上具有划时代的意义,它首次将人类文明带进了地外空间,显示了人类文明的伟大成就。从此,人类的地外空间时代开始了。

“DNA黑暗女神”罗莎琳德·富兰克林诞生

沃森和克里克于1953年发现DNA的双螺旋结构,为分子生物学奠定了基础,他们也因此和威尔金斯共享了1962年诺贝尔奖的荣光。然而,很少有人记起这一里程碑式的工作中另外一位功不可没的科学家——富兰克林。

罗莎琳德·富兰克林,出色的物理化学家、结晶学家和X射线衍射技术专家。1920年7月25日生于伦敦一个富裕的犹太家庭,15岁就立志要当科学家,1941年毕业于剑桥大学物理化学专业,后从事煤炭分子结构研究并于1945年获博士学位。“二战”后,她前往法国学习X射线衍射技术,1951年回国,在伦敦大学国王学院同威尔金斯一起研究DNA结构。

当时人们已知DNA可能是遗传物质,但对其结构及作用机制还不甚了解。1951年,富兰克林成功拍摄出一张高清晰度的X射线衍射图,具有明显螺旋结构特征。她做出了DNA单位分子的完整空间描述,并且发现DNA具有双链螺旋结构,磷酸基团位于分子外侧,碱基位于内侧。

此时,剑桥大学的沃森和克里克也在进行此项研究。1953年初,威尔金斯在富兰克林不知情的情况下给来访的沃森看了那张照片及测量数据。他们据此获得启发,立即悟到DNA的结构并于两周后搭建出双螺旋模型。但直至报告发表他们也没告知或提及富兰克林。1953年3月,当富兰克林将研究结果整理成文打算发表时,才发现DNA结构被破解的消息已出现在新闻简报中。当沃森等人获诺贝尔奖时,富兰克林已于1958年因病早逝,自然不在受奖之列。

上世纪末,富兰克林这位“DNA黑暗女神”逐渐得到科学界认可:伦敦大学国王学院把新建的一座大楼命名为“富兰克林·威尔金斯”大楼,英国皇家学会也设立“富兰克林奖章”,以奖励在科研领域做出重大贡献的科学家。

第一个试管婴儿诞生

1978年7月26日,从英国兰开奥德姆医院传出一个举世震惊的消息,一个叫路易丝·乔利·布朗的试管女婴诞生了。

试管婴儿并不是指胎儿发育的整个过程都在试管内完成,而是由亲体获得生殖细胞,即从母体得到成熟的卵细胞后,将其保存在一种特制的孵卵器内,然后,将父体的精子与卵子混合,进行体外受精。受精卵培育1~2天后,分裂成大约8个细胞的胚胎时,再移入母体子宫内,继续发育直至妊娠。

世界上,约有10%的家庭为不育症所困扰,且发病比例正在不断上升。对于生育有困难的不育夫妻,特别是那些生殖细胞正常,只是因为生殖系统的附件有病,导致卵子不能正常受精的夫妇,这无疑是个福音。

但随着试管婴儿技术的广泛应用,逐渐引起人们对它所导致的伦理和法律问题的关注。由于现代医疗技术能够在胚胎移入母体之前就检测出性别,所以许多社会学家担心出现对性别的人为控制,从而导致人类社会的性别失衡。另外,还有可能会出现利用该技术进行商业经营,出现“代母”、“代孕”等现象,给婴儿的归属带来伦理和法律问题。而且,当该技术被不道德的人利用时,则会给人类带来更大的灾难。

尽管,试管受孕技术受到了一些非议和谴责,但它对医学的贡献是不容置疑的。对试管婴儿的研究,使人们对生殖生理有了更深的认识;另外,由于癌细胞的分裂与胚胎细胞的分裂极为相似,也有助于人类对癌症的了解;还可以帮助人们找到更好的避孕方法。至今,世界上已经拥有超过5位数的试管婴儿,1988年在北京医科大学附属医院,我国的第一例试管婴儿也诞生了。

世界上第一种涡轮螺旋桨

客机“子爵号”投入飞机1918年,巴黎—伦敦之间和纽约—华盛顿—芝加哥之间已有了定期邮政航班,这便是最早的民用航空业。为民航业专门设计的客机则出现于1919年,英国德·哈维兰公司将D·H·4轰炸机改装成民用客机。1930年左右,欧美各国普遍建立航空公司,以便在各个中心城市之间开展航空业务。但这些航空公司所使用的飞机几乎都是由轰炸机或观察机改装而来,只不过是将敞开式的座舱封闭起来并安上座椅而已。

“二战”以后,国际形势黯淡,很多西方国家仍将较多的注意力放在军用航空方面。1947年美国海军开始研究垂直起降飞机,但很快发现,没有一种涡轮喷气发动机可以作为垂直起降飞机的主要动力,看来最合适的只能是涡轮螺旋桨发动机了。这种发动机的开发相当顺利,重量轻、效率好、燃油消耗率低。

尽管对军用航空给予了较多关注,世界绝大部分地区的民用航空仍取得稳定发展。客货运输增长,新航线开通,地面设施和服务得到发展,多数航空公司由战后扩张产生的财务危机中进一步恢复。在这种情况下,军用航空对涡轮螺旋桨发动机的开发技术也引入了民航事业。

英国维克斯公司(现英国动力公司)使用涡轮螺旋桨喷气发动机研制成功了世界上第一架涡轮螺旋桨喷气式客机——“子爵号”。1950年7月29日,英国欧洲航空公司使用“子爵号”用57分钟时间从伦敦飞抵巴黎,实现载客飞行,开辟了喷气式客机的第一条航线。“子爵号”又在繁的8月共飞了37个往返,其后又在伦敦与爱丁堡之间的国内航线上作了8个往返飞行,载运了1500多名乘客。

涡轮螺旋桨飞机在定期商务飞行中经受了最初的考验,后在航空界被普遍重用,它的出现,是民用航空技术的重大发展,自此以后,民航事业迅速崛起。

爱迪生申请到电影摄影机的专利杈

托马斯·阿尔瓦·爱迪生是举世闻名的美国电学家和发明家,一生共有约两千多项发明,为人类的文明和进步做出了巨大的贡献。1889年,他第一次在实验室里试验电影并于1891年申请了专利。1903年,他的公司摄制了第一部故事片《列车抢劫》。爱迪生为电影业的组建和标准化做了大量工作,被称为“现代电影之父”。

早在1885年,美国的古德温发明了赛璐珞胶卷后不久,爱迪生就想到将这种胶卷用于电影。1889年,爱迪生发明了一种摄影机。这种摄影机用一个尖形齿牙轮来带动19毫米宽的未打孔胶带,在棘轮的控制下,带动胶带间歇式移动,同时打孔。这种摄影机由电机驱动,遮光器轴与一台留声机连动,摄影机运转时留声机便将声音记录下来。在此基础上,又发明了一种活动摄影机。1891年5月20日,第一台成功的活动电影视镜在新泽西州西奥兰治城的爱迪生实验室向公众展示。这种改装型的机器内装一台电动机,可使50英尺长的胶卷从供人们观看的放大镜下通过。投入硬币,启动马达,即可放映半分钟左右,供一人观看。同年7月31日,爱迪生在美国申请了活动电影放映机专利。1893年,爱迪生实验室的庭院里建起了世界上第一座电影“摄影棚”。1896年他还用留声机为他的活动电影观赏机配上了声音和音乐。

电影的出现,引起了普遍的惊异。人们简直把这次演出当成奇迹。活生生的雨伞舞令人目瞪口呆,银幕上的惊涛骇浪使人害怕,杂耍节目的再现使人心旷神怡,飞裙舞的表演也让人神采飞扬。电影的发明无论在技术史还是文艺史上都是一件大事。爱迪生为电影的兴起和发展奠定了重要的、不可缺少的基础。

普列斯特里制得氧气

“当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理”,这句话用来形容英国化学家普列斯特里(Joseph Priestley,1733~1804)再合适不过了。“气体化学之父”普列斯特里以制得氧气闻名于世,但他一生笃信燃素说,认为燃素是燃烧现象的根本原因,空气能助燃是因燃素尚未饱和,而他所制得的助燃能力更强的气体被称为“脱燃素空气”(即氧气),以至他与氧的发现擦肩而过。

尽管普列斯特里没能发现真理,但他却用杰出的实验技能为真理的发现铺设了道路。他进行了大量实验,在1774年8月1日的氧气实验中,他把装有少量氧化汞的试管放入水银槽中,开口朝下,下面用直径为12英寸、焦距为20英寸的聚光镜加热,收集到无色无味的气体。此气体不溶于水,蜡烛在其中燃烧发出特别明亮的光,生活在其中的老鼠寿命大大增加。在实验纪录中他是这样描述的,“我把老鼠放在‘脱燃气’里,我发现它们过的非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,”“我自己实验时,是使用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我肺部所得感觉和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好多时候,身心一直觉得十分轻快舒畅,有谁说这种气体将来不会变成通用品?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受这种气体的权利罢了。”

这段记录使我们更加了解他的实验过程和他献身科学的精神。他的亲身尝试确定了氧气对人体的价值,为氧气在医疗中的广泛应用奠定了基础,如今他的预言已部分实现,氧气已经成为高档的保健品、奢侈的日用品了。

交德逊发现正电子

卡尔·戴维·安德逊(Carl David Anderson,1905~),美国物理学家,美国加州理工学院物理教授密立根的学生。从1930年起,安德逊开始负责用云室观测宇宙射线。云室的设计很巧妙,室中加了一块6毫米厚的铅板,来减慢粒子的运动速度,并增加粒子的路径曲率,将云室放置于磁场中,并用快速的方法拍下粒子径迹的照片。

1932年8月2日,安德逊在照片中发现一条特殊的轨迹,与电子的轨迹相似,却有相反的方向。根据由实验中观测的粒子径迹的长度、粗细、曲率半径以及磁场的强度、方向等数据,得出粒子电荷为正,且与电子有相同的质量的结论,这就是狄拉克曾从理论上预言存在的正电子。

正电子的发现,很快引起了人们的广泛关注。后来实验证明,不只在宇宙射线中,而且在某些有放射性核参加的核反应过程中,也可以找到正电子的轨迹。实验发现,正电子与负电子总是成对出现,因为具有相同质量,相反极性的电荷,所以在磁场中的径迹总是呈现一对半径相同但取向相反的圆,并且正电子在运动过程中遇到负电子会发生湮灭。

电子对的产生和湮灭,使人们认识到,“基本粒子”不再包含“基本的”和“不可再分”的内涵了。在适当的条件下,正负电子可以成对的产生或湮灭,也就是说基本粒子可以互相转化,物质的各种形态可以互相转变。人们开始想像是否存在其他的反粒子,如反质子、反中子,或者在遥远的宇宙深处,还有一个不为我们所知的反世界。就像一面镜子,有一个反物质组成的自我在同一个时间做着同样的事情。

哥伦布美洲探险起航

1492年8月3日,哥伦布率三艘大船由西班牙巴罗士港顺风起航,开始了发现新大陆的伟大探险。

哥伦布是意大利人,在葡萄牙学习航海知识,参加远洋航行,熟练掌握了多种航海技术。他接受了大地是球形的观念,相信从托勒密那里传下来的关于地球周长的数据,这使他坚信往西航行也可以到达盛产黄金和香料的亚洲国家,并且这条路线是到达东方的最短路径。哥伦布曾将自己的西行计划上呈葡萄牙王室,但遭到了否决。心灰意冷的哥伦布来到了西班牙,又向西班牙王室献出了自己的计划,经数年周折,终于在1492年得到了王室的资助,才使他的西航计划得以实行。

经过一个多月的航行后,船队于9月6日驶过加纳利群岛进入当时完全未知的大西洋海域,船员们个个胆战心惊,唯有哥伦布充满着冒险的喜悦和对成功的自信。又经过长时间的艰难航行,终于在11月12日抵达了陆地,这就是巴哈马群岛中的圣萨尔瓦多岛。但哥伦布误以为是到达了亚洲的印度,于是称当地居民为“印第安人”。哥伦布没有找到他梦寐以求的黄金珠宝,只得于1493年3月返回西班牙。此后,哥伦布又先后三次西航来到这块陆地,但仍然没有找到黄金。1506年哥伦布在贫病交加中离世,至死都认为自己到达了亚洲大陆。

哥伦布的远洋探险行动是一次殖民行为,其功利性目的虽未达到,但在客观上却完成了一次发现新大陆的历史性创举。他的行动激发了欧洲人的探险热情和想像力。一波又一波的远洋航海,实现了对世界历史发展有重大影响的地理大发现。

道尔顿提出倍比定律

1804年8月4日,在化学界的一片繁荣景象中,又有一颗璀璨之星——倍比定律诞生了。其创立者英国物理学家、化学家道尔顿(1766~1844)并未想把它作为单独定律发表,在他看来,倍比定律是他所倡导的原子论的必然归宿,反过来,倍比定律也从实验上进一步验证了原子论的正确性,两者相互依赖、密不可分。

在道尔顿的时代,普罗斯的定比定律已得到公认。此定律认为,物质与其他物质进行化学反应时,彼此重量比保持一定,反应生成物的组成也保持一定。道尔顿的倍比定律则进行了更进一步思考,认为两种元素化合可以得到两种或两种以上的由于组成元素的原子数目的差异而不同的物质,甲乙两种元素化合可形成几种不同的化合物,在这些化合物中,与一定重量的甲元素化合的乙元素的重量总保持简单的整数比。

这只是道尔顿根据“最简化原则”分析物质组成时所作的假设,还需要用实验来证明。他对沼气(甲烷)和油气(乙烷)进行了分析,发现结果恰好符合他的设想。后来,贝采里乌斯等化学家对化合物进行了更精确的实验分析也验证了倍比定律。

倍比定律对于原子论意义重大,由于它提供了实验依据,道尔顿的学说才很快被化学界承认。当然,道尔顿研究倍比定律中的缺点也不可避免地影响了整个原子论,主观的简单断定在先,实验验证在后,且验证的力度稍显不足,但这些缺憾都由后人进行了弥补。经过阿佛伽德罗等人的努力,原子分子学说终于成为化学的基础理论,开辟了化学发展的新局面。

第二届国际数学家大会在法国巴黎召开

1900年8月6日,第二届国际数学家大会在法国巴黎召开,正是在这届意义非凡的大会上,希尔伯特应邀作了题为“数学问题”的报告,提出了20世纪数学领域中最活跃、最关键、最有影响的23个重大问题。

希尔伯特(David Hilbert),德国数学家。大学期间,他与胡尔维茨(AHurwitz)和阂可夫斯基结下了深厚的友谊,他们之间的经常交流对以后各自的数学研究产生了终生影响。

1899年,第二届国际数学会议的筹备机构邀请希尔伯特在会上作重要发言,希尔伯特接受了邀请,并打算在1900年的国际数学家代表大会上作一个相称的演说。在回顾了第一届国际数学家代表大会上胡尔维茨和庞加莱的演讲之后,希尔伯特有两种想法,要么做一个为纯粹数学辩护的演讲,要么讨论一下新世纪数学发展的方向,指出数学家们应该集中力量加以解决的重要问题。在征求了闵可夫斯基和胡尔维茨的意见后,希尔伯特决然选择了第二种想法,并开始了长达8个月的精心准备,在这期间闵可夫斯基和胡尔维茨还帮助希尔伯特修改了演讲稿。

“我们当中有谁不想揭开未来的帷幕,看一看在今后的世纪里我们这门科学发展的前景和奥秘呢?”1900年8月8日,大会召开的第二天,希尔伯特以此开始了他论述数学问题的历史性演说。因时间关系,他只论述了“连续统假设”、“算术公理的相容性”等10个问题,后来又刊出了剩余的13个问题。

20世纪以来数学发展的历史表明,希尔伯特提出的23个问题涉及现代数学的许多重要领域,引起了数学界持久的关注,它们的解决对20世纪的数学产生了重大影响。

外科消毒之父利斯特发明“苯酚消毒法”

1867年8月12日英国外科医生利斯特发明的“苯酚消毒法”,被誉为19世纪医学史上的一次革命,他本人也获得了“外科消毒之父”的美称。

1827年,约瑟夫·利斯特(Joseph Lister)出生在英国。1848年在伦敦大学学习医学,1861年他担任格拉斯哥皇家医院外科医生时,对切断术和麻醉术很感兴趣。由于当时的消毒技术十分落后,即使手术本身很成功,最终病人仍不免由于感染而死亡。有统计资料表明,当时,因“医院坏疽”引起复合骨折所进行的截肢手术,在英国多数医院中死亡率达40%,欧洲其他国家有些医院的死亡率高达60%。利斯特对这种状况深感焦虑,便开始了对外科消毒法的研究。1865年巴斯德通过实验,提供了令人信服的证据,证明发酵现象是由微生物引起的。利斯特受这个结论的启发,设想感染是由于微生物引起的,开始研究防止创伤处的微生物繁殖,这标志着消毒术的萌芽。

他用了许多方法进行尝试,1867年8月12日他试用化学杀菌剂中的苯酚为外科医生的手和外科器械消毒获得了成功,使手术后病人感染死亡率大大减少。1865年到1869年间,他主管的病房中手术死亡率由45%降到15%以下。在普法战争中,他的消毒法得到广泛的应用,并取得了良好的效果。但是,当时在英国和美国医学界对此法仍表示怀疑,直至在国王学会医院用他的消毒法进行骨科手术并获得成功后,这一方法才真正被接受。此后,许多医学科学家研究出应用于手术器械、衣物、敷料、手术室、病人皮肤等的多种消毒法,如加热、化学消毒剂、紫外线照射、γ射线照射、超声波灭菌法等。

瑞利等发现氩

日本化学史家山冈望先生说:“在怀着敬慕的心情沿着前人所开拓的学术道路,领悟前人的研究动机,学习他们的研究谋略,并以他们的勤奋精神为榜样终于获得了成功的事例,在近代化学史上没有超过氩族元素的发现了。”氩元素的发现是从小数点后第三位的微小重量——00066克开始的。

1892年,英国物理学家瑞利反复测定了从空气(当时人们认为空气由氧气、二氧化碳、氮气及水蒸气组成)中得到的氦气,在标准情况下每升重12572克,而从氦的化合物中取得的氮气则每升重12506克,二者相差00066克。为了足够精确,瑞利又重做此实验,并用电火花通过两种氮,把它们封闭起来,静置8个月,结果,它们之间的重量差不变。瑞利百思不得其解,于是向其他化学家求援。

瑞利的朋友、化学家莱姆塞思路开阔。他认为从空气中提取的氮较重的原因,也许是空气中含有一种未知的较重气体。事实上,80多年前卡文迪许早已发现,在氧、氮的放电实验中,总有一部分气体不能同氧化合而残余到最后,剩余量为1/120。多么缜密的观察家!只可惜百余年来没有任何化学家注意过这个1/120。瑞利与莱姆塞合作研究,继续探索。1894年8月13日,他们将空气中得到的氮通过加热的镁,除去生成的氧化镁,还留有少量气体,对其进行光谱分析,得到了有红色和绿色的各组明亮光线的光谱。他们把这种比氮密度大、体积占大气的093%的新元素叫做“氩”。

巴拉发现溴元素

在常温状态下,溴是一种溶解度不大的红棕色液体。和其他卤素一样,溴在自然界中不以单质状态存在。它为数不多的化合物常常和氯的化合物混在一起。一些矿泉水、盐湖水和海水中含有少量的溴。

溴发现于1824年8月14日,发现者是法国人巴拉。他当时年仅17岁,是一个医学专科学校的学生。

1824年,巴拉在他的家乡蒙培利埃研究盐湖水在提取结晶盐后的母液,以便找到这些废弃母液的新用途。当通入氯气时,母液变成红棕色。他又换用氯水和淀粉来处理这个母液,发现溶液分成了两层,下层呈现蓝色,上层呈现出这种红棕色。蓝色是由于氯取代了碘化物中的碘和淀粉结合形成的。这红棕色的物质是什么?最初,巴拉认为这是一种氯的碘化物,他采用了两种方法来分解新物体,结果没有成功。最后他断定,这是和氯以及碘相似的新元素,它和碘一样被氯从它的化合物中取代出来。

巴拉用乙醚把它从母液中萃取出来,再用氢氧化钾处理,得到这种新元素的钾化合物,加入硫酸和二氧化锰共热后,重新得到纯净的红棕色液体。他把它命名为muride,来自拉丁文muria——盐水。后来法国科学院委员会把它改名为——Bromine,即溴。

由于在此之前氯和碘已经被发现,溴在被制得后因它的性质与氯和碘相似,才迅速被确定为是一种新元素。

法国科学院展出世界上第一张光学照片

法国伟大的画家安格尔在看到银版法摄影家的作品时,不由得感叹:“摄影术真是巧夺天工,我很希望能画到这样逼真,然而任何画家也不可能达到。”银版摄影术发明于1837年,发明者是法国巴黎舞台美术师达盖尔。银版法被视为世界上第一个具有使用价值的照相方法。

银版法摄影术是在小孔成像的发现、透镜暗箱以及氯化银等感光物的发现这一系列科技成果的基础上诞生的。

1822年,法国石版印刷工匠尼埃普斯(NJNiepce)为了改进印刷方法,开始试验如何将暗箱中所得的影像保存下来。1826年,他将朱迪亚沥青(一种感光后能变硬的沥青)融化在拉芬特油中,把他涂在金属板上,然后放入暗箱,经过8个多小时的曝光、显影后,终于成功地获得了第一张记录工作室外街景的照片。1829年,达盖尔开始与其合作。1837年,达盖尔终于发明了完善的摄影方法——达盖尔摄影术(又称银版摄影法)。这种方法是一种显现在银铜版上的直接正像法,不能进行印放复制。

达盖尔认为,发明的专利权,如归个人私有,势必影响造福社会,应支持国家收购并公布天下。1839年,法国政府买下了这一发明的专利权,8月15日,在法国科学院和美术学院的联合大会上,公开展示了达盖尔的光学照片。8月19日,法国政府正式公布了银版摄影法的详细内容,达盖尔发表了一本79页的说明书。正如达盖尔所预料的,这以后,银版摄影法很快便风靡世界。

达盖尔摄影术在当时只能用来拍摄静物且相机粗糙笨重。1857年,英国人阿彻尔发明的湿版术逐渐取代了达盖尔摄影术,成为现代摄影术的开端。

土耳其大地震

1999年8月17日,土耳其西北部伊兹米特地区发生里氏74级强烈地震,共造成18万人丧生,45万人受伤,60多万人无家可归,至少200亿美元的直接经济损失。

据一位土耳其地震专家说:在这次强烈地震中,造成许多楼房倒塌,导致重大人员伤亡的一个主要原因是建筑质量较差。土耳其有关方面,应该责令那些对建筑材料质量没有严格把关,而导致质量低劣的楼房倒塌的建筑承包商承担责任。

80年代开始,土耳其不少建筑承包商为了赚取更多的差价而购买质量较差的建筑材料,并盲目追求快速,土耳其大批居民楼便是这样建成的。例如伊斯坦布尔市位于地震中心,地震造成的伤亡,绝大部分发生在建筑质量问题较多的近郊新兴地区,而老城大部分地区并未受到太大的破坏,绝大部分建筑物完好无损。地处市中心的旅游景点在地震中几乎没有受到损坏,世界闻名的圣索菲亚大教堂和蓝色清真寺附近,仍能看到众多外国游客。

地质专家们认为,三个活动的地质构造板块互相挤压,是这次大地震发生的根本原因。土耳其以南是非洲板块,以东是阿拉伯板块,这两个板块向北移动,与正在向南移动的欧亚板块相对抗。这些板块每年以13~2厘米的速度移动并互相挤压,使板块边缘地区的压力大大增加,容易引发地震。土耳其位于地震带上,前一次大地震引起的地壳变动,会为下一次地震“创造条件”:1939年,土耳其埃尔津詹地区发生了一次8级大地震,使北安纳托利亚断层长达362千米的地段破裂;1942年到1967年,沿着这个断层又发生了5次大地震,每一次都使断层西部的部分地层遭到破坏。这次大地震发生的地方,恰巧就是上一次(1967年)地震引起的断层裂缝终止的地方。

蒸汽轮船首次试航成功

1807年8月18日,罗伯特·富尔顿驾驶着自己设计制造的蒸汽轮船“克莱孟特号”,在纽约的哈得逊河上首次试航成功。这次试航成功,揭开了航运史上轮船时代的序幕。

罗伯特·富尔顿是美国造船工程学家和画家,1765年11月14日出生于美国宾夕法尼亚州卡斯特一个农场工人家庭。由于家境贫寒,从小到机器铺做工。17岁时到费城谋生并学绘画。在一家机器厂任制图工人期间,学会了绘制机械图和制造机器并自学了法文、德文、高等数学、化学、物理学及透视学等基础知识。

1796年,英国发动了对法战争,富尔顿决心研制出一种新的武器,来阻止英军对法国的侵略,于是开始试制潜艇。尽管研制潜艇最终没能成功,却为他以后发明蒸汽轮船积累了丰富的经验。当时有人设想用蒸汽推动船舶前进,但是有一系列的技术难题需要解决,许多人对轮船的优越性表示怀疑。富尔顿为了解决制造过程中面临的技术问题,进行了无数次的试验,前后花费了近9年的时间,终于在1805年研制出了适合轮船用的蒸汽机。1806年,他成功制造出了“克莱孟特号”,并对它不断加以改进。1807年8月18日,曾被谑称为“富尔顿的蠢物”的“克莱孟特号”轮船完成了在哈得逊河上的世界上第一次远距离航行,航速达到了每小时64千米。经过改进,它的航速可达每小时10~13千米。这在当时是一个飞跃。1808年后富尔顿又建成两艘轮船,逆水航速达每小时约10千米,并可连续航行240千米左右。

富尔顿一生共建成轮船17艘,他凭借着坚定的信念和顽强的毅力改写了世界航运史,成为世界公认的蒸汽轮船发明人。

詹姆斯·焦耳公布热功当量

1843年8月21日,英国物理学家詹姆斯·焦耳(James Prescott Joule)在考尔克的一次学术报告会上,宣读了他的论文——《论电磁的热效应和热的机械值》,公布了他的实验发现:838磅的重物沿垂直方向举高1英尺所做的机械功,相当于1磅水的温度升高1华氏度所需的热量。焦耳得出结论,热量与机械功之间存在着恒定的比例关系,进而计算出了热功当量值460千克米1千卡,1千卡的热量相当于460千克米的机械功。同年,该论文发表于《哲学杂志》第23卷第3辑。

在该论文发表以前,焦耳进行了多次实验,发现了表示电流热的焦耳定律,即导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。他设计了新的实验,进行了感应线圈发热的研究实验,否定了热质学说,确立了热是一种能量的概念。焦耳将这一发现付之于实验,测定了热和机械功之间的当量关系。

该论文发表后,受到了冷遇,许多科学家并不认同焦耳的研究成果。但焦耳不气馁,继续通过实验来获得更精确的热功当量值。直至1878年,焦耳设计了构造精妙的叶轮实验装置,进行了400余次实验。焦耳测量了水、鲸油、水银的热功当量,所得到的热功当量值几乎皆为4239千克米/千卡。这一数值仅比现今的公认值427千克米1千卡小07%,该数值保持30年而未作大的更正。

焦耳尊重科学实验,以巨大的毅力进行了长达40年的实验,最终测得了精确的热功当量值。焦耳的不懈努力,赢得了包括开尔文勋爵在内的科学家们的叹服,最终也获得了科学界的认可。

伽利略公开展出望远镜

1609年8月22日,在威尼斯钟楼的楼顶,伽利略展出了由他设计制造出来的望远镜。

伽利略是世界最伟大的科学家之一。他的一生在不停地做实验中度过,少年时伽利略就是一个善于思考、不轻信别人结论的孩子。他总是将每一件事都放在自己的思索和观察之中。关于望远镜的发明,客观地说,伽利略并不应占有所有的荣誉,当然,伽利略本人也从没包揽过全部的荣誉。望远镜的发明源于一个荷兰的眼镜商人的发现。据载,当伽利略访问威尼斯期间,听说了一个名叫汉斯·李伯瑞的奇妙发现。汉斯是荷兰的眼镜制造商人,在制造眼镜的过程中,他偶然发现,如果将一片凹镜片和一片凸镜片重叠在一起,就可以看到远处的景物似乎就在眼前。这激起了伽利略的极大兴趣,他开始着手检测不同镜片的曲率,尝试了各种镜片的不同的组合方式,然后,他又用准确的数学公式测算出了不同的曲率和不同的组合能够引起的视觉效果。1609年的8月22日,伽利略登上威尼斯钟楼的楼顶,公开展出他的望远镜。当时,周围站满了他的朋友和满怀好奇和敬佩的人们。当人们依次透过望远镜,吃惊地看到“许多港口中的来往船只,远山上吃草的牛羊,远方城镇的教民们在教堂中出出进进。”

望远镜公开展出后,各地的商人开始给伽利略发出大量的订货单,但是伽利略却无偿地把望远镜的发明技术送给了威尼斯公爵。作为回赠,伽利略得到了年薪近5 000元的帕多瓦大学终身教授的职位。此时的伽利略名利双收,但这样的顶峰时期却导致了伽利略悲剧生活的开始。正如他自己所说:“飞黄腾达,而希望之翼,却日薄西山。”

著名的意大利维苏威火山爆发

公元79年8月24日,位于意大利那不勒斯附近的维苏威火山突然爆发。

维苏威火山是世界上最著名的火山之一,在这次大爆发中,山下的庞贝与赫库兰尼姆两座古城,很快即被猛烈喷发的火山灰砾所完全吞没。直到1 700多年后(18世纪)才被挖掘出来,得以重见天日,成为考古学和地质学的无价宝藏,也成了世界各地无数观光客浏览探奇的旅游胜地。值得提及的是,在此次火山爆发中,博物学家普林尼为了记录火山喷发的实况,独自一人上岸观察,由于时间太长,火山灰以及有害气体使他窒息死亡。普林尼为了探索自然的奥秘而献出了自己的生命。

火山爆发及其伴生的地震、海啸是我们这个星球上惊天动地的自然现象。火山爆发虽然给人类带来了一定灾难,但同时也充满着神奇性、观赏性、知识性和趣味性,它不仅对人们有极强的吸引力,也给人类带来不可多得的收获。在地球漫长的演化过程中,正是由于反复的火山活动,才带来了大量的水、二氧化碳和其他各类气体,使地球上产生了大洋和大气圈,并最终出现了生命现象。火山还是科学家研究地球的一个天然窗口,火山活动是地球内部地质作用的结果,依靠火山爆发,人们可以取得地球深处的各种实物资料,以揭示地球内部奥秘。此外,火山还是多种能源和资源的提供者。如火山地热是既干净又廉价的能源,开发前景巨大。火山将金、银、有色金属、稀有金属、非金属等资源由地壳深部带至地表,并在适当部位富集成矿,供人类开发利用。

第一个体内携带芯片的人

1998年8月24日,英国雷丁大学控制论教授沃里克将芯片成功地植入自己手臂内,使自己成为世界上第一个体内携带芯片的人。

沃里克教授是在无菌的情况下,通过局部麻醉手术将芯片植入自己手臂的。该芯片被放置于长23毫米、直径3毫米的小型玻璃管内,管内除了硅芯片之外,还有电磁线圈,芯片内含有64条指令。人们根据自己的需要选择指令,这些指令通过特殊信号发出,传感器接收这些信号后再发出指令,传入一台主控计算机,计算机根据这些指令进行房门或电灯的开关,调节办公室内温度等操作。沃里克教授预计这项试验将持续1周左右,在这段时间内,沃里克教授将利用体内携带的芯片,在他的办公室内进行各种自动控制试验。

一部分科学家认为芯片植入技术的应用前景十分广阔。人体植入芯片后,可藉此直接与计算机进行交流,实现多种计算机操作,它有助于一些残疾人或体弱的老年人,以及暂时行动不方便的人的生活,使他们能够自己照顾自己。另外还有些科学家正在探索将芯片技术用于疑难病症治疗等方面。比如,帕金森病的最新治疗方法就是在大脑的特定部位埋入电极,由外部向大脑发送电子信号,使患者停止抖动。

但人体芯片植入在技术上仍存在一些难以克服的障碍。例如手臂内的小型玻璃管有泄漏或碎裂引起危险的可能,人体内更换芯片也很麻烦等。一些人权和宗教团体等也持反对意见,认为人体芯片植入将威胁人的隐私和尊严或预示着机械将侵犯神的领域。

从人造心脏到人造关节和人造皮肤,人体的几乎所有器官都在不停地被人造器官所代替。无论如何,人体的机械化(靠机械装置维持生命的人)进程已经开始并将继续下去。

布瓦博德朗发现新元素镓

1875年8月27日,布瓦博德朗发现了一种新元素,命名为镓。镓的发现证实了门捷列夫元素周期表的“类铝”预言。

门捷列夫发表周期律第二篇论文后的第四年即1875年,布瓦博德朗在观察比里牛斯山的闪锌矿的分光光谱时,发现了两条在已知元素中从未曾见过的明显的紫色线条。经过极其复杂的分析化验工作,布瓦博德朗终于成功地提取了极其微量的新元素镓。在研究了镓的性质后,令布瓦博德朗吃惊的是,此元素的性质与门捷列夫所预言的元素“类铝”的性质不仅在主要之点上完全一致,即使在一些次要之点上也无任何出入。曾被贬为“空想”“空论”的元素周期律终于吸引了学术界的注意,门捷列夫关于周期律的论文迅速被译成法文和英文。全世界的科学家都知道了周期律的内容和意义。

镓的固态呈蓝灰色,液体镓呈银白色,有镜一样发亮的表面。因其液态温度范围大,它常被用在高温温度计和量压计上。镓与银和锡的合金适于代替补牙用的汞。镓也用于焊接包括宝石在内的非金属材料到金属上,还可作为核反应堆中热交换的介质。

镓的发现,一方面证实了元素周期律的正确性;另一方面也促进了人类医学和物理学的发展。

“和平”号空间站停用

1999年8月28日,经过13年的轨道飞行之后,“和平”号空间站送走了最后一位地球来客。在俄罗斯宇航员关闭了“和平”号空间站与“联盟”号飞船间的连接舱以后,“和平”号空间站成为“漂流”在太空中没有任何实际功能的一粒“尘埃”。对于俄罗斯航天事业来说,这是伤心的一天。

“和平”号空间站主体部分发射于1986年2月20日。它的主体外表呈阶梯圆柱体形状,由四个基本部分组成,全长1313米,重204吨。四个专业舱分别是工艺生产实验舱、天体物理实验舱、生物学科研究舱、医药试制舱。主体采用了积木组合式结构,6个对接口可与其他大型实验舱对接。组装完全后,成为一个长87米,重123吨,容积470米3的“人造天宫”。

“和平”号空间站是第三代空间站,也是世界上第一个多舱空间站。有12个国家的100多位宇航员在“和平”号上工作过,实际上它已成为一个国际空间站。在这里先后完成了24个国际性科研计划,进行了1 700多项、16 500个科学实验。帮助15个国家的科学家完成了空间研究,研制产生了600项日后可供工业应用的新技术。

“和平”号设计寿命为5年,已超期服役8年,发现障碍多处。1997年又发生几个大事故,使“和平”号遭到严重的损伤,但俄罗斯整个国家经济不景气,航天计划资金严重短缺,难以对它进行彻底维修。另外,美国为尽快完成以本国为主的“阿尔法”国际空间站的建设,也向其施加压力。

2001年3月23日下午2时,“和平”号带着最后的光辉,带着它创下的无数成就,带着前苏联时代的骄傲,带着全世界人民的惋惜,沉落在太平洋上,结束了其15年饱经风霜的辉煌历史。

法拉第观察到电磁感应现象

19世纪20年代,奥斯特的发现及其他有关电磁方面的实验与理论研究成果传播到欧洲各国。英国著名杂志《哲学年鉴》1821年邀请化学家戴维撰写综述奥斯特发现一年来电磁学实验与理论的进展情况。戴维把此事交给了他的助手法拉第。在收集资料的过程中,激起了法拉第对电磁现象的极大热情。他相信不仅电流有磁效应,磁也应有电效应,从此开始了寻找磁生电的漫长十年。

厚厚的工作日记是他百折不挠、坚持奋斗的见证,在十年的日记中,法拉第记下了大量的实验失败的记录。失败、再实验、再失败、再实验,法拉第终于在1831年8月29日有了第一次成功的记录。法拉第以往的失败都在于只研究稳定状态效应,还没有暂态的概念。这次他在一只软铁环上绕以两组线圈A、B,线圈B与一只电流计连接,当线圈A与电池组相连的瞬间,电流计的指针偏转了一下,然后又回到原来的位置。当线圈A与电池组断开时,指针再次偏转一下回到原来位置。这就是电磁感应现象。后来法拉第又采用其他方式进行了几十次实验,使效应更加明显,最终认识了感生电流的暂态性质。

1831年11月他向英国皇家学会报告实验结果。电磁感应现象的发现是具有划时代意义的,他把电与磁长期分立的两种现象联结起来,揭露出电与磁的本质联系,找到了机械能与电能之间的转化方法。在实践上,预示着人类电气时代的到来;在理论上,为建立电磁场理论体系打下了基础。生活于电气时代的人们,永远难以忘怀这位电学大师的丰功伟绩。

勒维烈完成关于海王星的理论计算

英国天文学家赫歇尔在发现天王星后,又根据天体力学为其编制了运行表。但后来的观测证实,天王星的实际运行轨道与运行表并不一致。这一反常现象引起了天文学界的注意,有人据此怀疑牛顿万有引力理论的正确性,有人则提出在天王星之外可能有一颗未知的行星,正是由于它的摄动作用,才导致天王星偏离正常的运行轨道。后一种意见得到了大部分天文学家的支持。

英国青年科学家亚当斯沿着上述思路开始了对“天外”行星的追索。他经过大量繁琐的计算,终于在1845年得出了新行星轨道的一个令人满意的结果。但亚当斯的计算结果没有引起当时天文学界权威们的重视,被束之高阁。几乎与此同时,法国天文学家勒维烈也在做着与亚当斯相同的研究工作。经过艰苦的努力,勒维烈在1846年8月31日完成了对新行星轨道和大小的计算,写出了论文《论使天王星运行失常的行星,它的质量、轨道和现在位置的决定》。

勒维烈的关于“天外”行星的结论与亚当斯的计算结果基本相同,但比亚当斯幸运的是,勒维烈得到了柏林天文台的重视。时任天文台副台长的天文学家伽勒很快在勒维烈所说的天区观测到了这颗行星。后来,人们为这太阳系的第8颗行星取名为海王星。

海王星的发现颇具戏剧性,也很激动人心,因为它不是由观测天文学家通过巡天观测所发现,而是首先由数学家从理论上推导出来的,因而被称为“笔尖上的发现”。我们在盛赞这一天文学史上的奇迹时,不要忘了两个人的名字:亚当斯和勒维烈。

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