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从对偶然的研究探索而获得科学发明、发现,这在科学史上比比皆是。
“烘”出的烈性炸药
瑞士化学家桑拜恩做实验时,把硝酸和硫酸的混合液装在坩埚里,在炉子上加热。可一不小心坩埚被他打翻了,灶台上、地上到处洒满了混合液。桑拜恩情急之中,随手拿起妻子的围裙进行擦拭。擦完之后,他把围裙放在炉子上烘干。过了一会儿, 却发生了爆炸,围裙瞬间化为灰烬。
桑拜恩顺着这个“偶然”的现象,通过进一步的研究,很快就发明了一种以混合酸(主要是硝酸)和纤维为主要成分的威力强大的新型炸药——硝酸纤维炸药。它在开矿山、修铁路和战场上都显示出强大的威力。
艾克曼发现维生素
1893年,荷兰医生艾克曼在爪哇岛工作，他的厨师在喂鸡时为了减少饲料用量,经常用剩饭喂鸡,结果鸡得了肿脚病,有的鸡还因此死去。后来, 新换的厨师在喂鸡时常用带糠皮的饲料喂鸡,不曾想，原来一些患肿脚病的鸡康复了。艾克曼根据这一发现,把糠皮当作药品给人吃,患有肿脚病的人也奇迹般地痊愈了。那么,糠皮里的什么物质能够治疗肿脚病呢？经过再三研究发现,原来是维生素B1在起作用。艾克曼由于这一杰出贡献,而获得了诺贝尔生理学医学奖。
伦琴发现X射线
1895年,伦琴在德国沃茨堡大学实验室里研究一种叫克鲁克斯管的光学仪器。在一次实验中,伦琴用黑纸把梨状的克鲁克斯管严严实实地包裹起来,并关闭所有门窗,想看看它在黑暗中是否发光。当接通高压电源时,一种奇异的现象发生了:在克鲁克斯管附近的一条板凳上竟射出一束绿色的荧光! 伦琴马上切断电源,荧光也随之消失;接通电源,荧光又出现了。反复多次,都是如此。伦琴惊奇异常，他仔细检查发出荧光的地方,原来那里有一张硬纸板上镀了一层叫亚氟铂酸的晶体材料。
伦琴对这一现象的发现非常兴奋，他在给朋友的信中说道:“我经过这么多试验,终于发现了一种光。我也不知道应该叫什么光,就把他叫X光吧!”就这样,一项标志着物理学进入高能物理研究时期的伟大发现诞生了,伦琴也因此获得诺贝尔物理学奖。
望远镜的发明
1607年,在荷兰一个名叫密特尔堡的小镇上,住着一位名为利比斯赫的眼镜制造工匠。他的3个顽皮的孩子经常拿着他磨坏的镜片当玩具。有一天,孩子们拿着磨坏的镜片正在玩耍,其中一个孩子两只手各拿着一片镜片站在窗台上,偶然将两片镜片一前一后相隔一段距离重叠起来,猛然间,他发现通过这两块镜片能将远处的景物“拉”到眼前,看得十分清楚。他兴奋地将这一发现告诉了父亲。利比斯赫听了之后,用同样的方法果然看清了远处的景物。
兴奋之余,他仔细查看了这两片镜片,原来是一片老花镜片和一片近视镜片。只要老花镜片在前,近视镜片在后,再适当调整两块镜片之间的距离,就可以拉近远处的景物,看得更加清楚。于是,利比斯赫将两片镜片插到一个长度为30厘米圆筒的两端,其中一块可以移动。这样,世界上第一台望远镜就制造成功了。虽说这台望远镜还很简陋,但它宣告人类拥有了“千里眼”。
一束鲜花带来的发明
300多年前的一天,波义耳正在向一只试管加盐酸,一不小心盐酸溅到了旁边的紫罗兰上。波义耳非常心疼,赶快拿着紫罗兰对着水龙头冲洗。谁知冲洗后,他看到了一个意想不到的现象:那些溅上盐酸的紫罗兰花瓣一转眼间就变成了红色。波义耳想:“其他的酸能不能使它变成红色呢?”经过试验,波义耳发现各种酸都可以使紫罗兰花瓣变成红色。
面对试验结果,波义耳产生了一系列的联想:酸能使紫罗兰变成红色,碱能否使它变成某种颜色呢。紫罗兰遇酸会改变颜色,其他的鲜花也可以吗。花瓣遇酸会变红,花瓣的浸出液遇酸也能变红吗?如果是这样,不就可以制成一种标记物质酸碱性质的指示剂吗?
经过许许多多的试验,波义耳终于发现,自然界中很多植物的花瓣及其浸出液,遇酸都会变红,遇碱变蓝,而变色效果最显著的要数地衣类植物石蕊。于是他用石蕊的浸出液制成了石蕊试纸,这种试纸直到今天仍然被广泛应用。
现代步枪之父
最早使用的枪支,有效射程近,并且，子弹在前进中摇摇晃晃打跟斗,方向极易偏差,因此射击精度一直难以解决。后来，人们采取加长枪管、在枪管内刻上与枪管平行的槽线等办法,以提高射击精度,但问题没有从根本解决。1838年,一位名叫德尔文的法国军官看到孩子们玩陀螺的情景:上粗下细的陀螺,一旦转动起来就不容易倒下来了，即使陀螺是偏心的,也是绕中心轴线前进运动,尖头运动非常稳定。德尔文由此联想到子弹：如果能让子弹头在出膛后的飞行过程中保持高速旋转,不就可以让它始终保持一个方向稳定飞行了吗?于是他把枪管里的膛线改成螺旋线,这样子弹射出来后一直高速旋转前进,射击精度大为提高,有效射程也增加了。
1854年,装备了这种新式步枪的英、法、土联军,在克里米亚同俄军交战时受益巨大。德尔文也因此美名远播,被人称为“现代步枪之父”。后来人们还把这一原理用到火炮上。
微波炉的使用
1946年的一天,美国雷西恩公司的几位工程技术人员正在做雷达振荡器起振实验,一名叫斯潘塞的工程师被分工做波长为25厘米的微波在空间分布状态的研究工作。当一切准备就绪后,电源接通,雷达开始工作,发射出强大的电磁波。
这时斯潘塞的一位同事发现斯潘塞的衬衣左胸部出现了一片殷红色,就大叫：“斯潘塞,你负伤了!”可解开衬衣一看,皮肉丝毫无损。原来是放在衬衣口袋里的巧克力融化了。
经过研究,斯潘塞终于弄清了:当雷达的微波照射到物品上时,微波的电磁作用使物品的分子被极化。又因为微波在物品中产生的是高频交变电场,故分子极化的极性也就随电场的变化而快速改变,从而就使物品中的分子彼此发生摩擦产生热量，这就是巧克力融化的原因。
根据这个原理,斯潘塞自己动手制成了世界上第一台微波炉。微波炉加热食品时,食品里外同时加热,既节省能量,又不破坏食物的结构,使食物原有的色香味不变。这种产品一问世便大受欢迎,即使到今天也同样如此。
实践出真知,许多重大的科学发明、发现常常源于日常生活中的小事。那些伟大的发明家、发现者胜于常人之处就是能发现平常小事中的不平常之处,揭示其奥秘,造福于人类。
★ 编辑/徐柏楠
“烘”出的烈性炸药
瑞士化学家桑拜恩做实验时,把硝酸和硫酸的混合液装在坩埚里,在炉子上加热。可一不小心坩埚被他打翻了,灶台上、地上到处洒满了混合液。桑拜恩情急之中,随手拿起妻子的围裙进行擦拭。擦完之后,他把围裙放在炉子上烘干。过了一会儿, 却发生了爆炸,围裙瞬间化为灰烬。
桑拜恩顺着这个“偶然”的现象,通过进一步的研究,很快就发明了一种以混合酸(主要是硝酸)和纤维为主要成分的威力强大的新型炸药——硝酸纤维炸药。它在开矿山、修铁路和战场上都显示出强大的威力。
艾克曼发现维生素
1893年,荷兰医生艾克曼在爪哇岛工作，他的厨师在喂鸡时为了减少饲料用量,经常用剩饭喂鸡,结果鸡得了肿脚病,有的鸡还因此死去。后来, 新换的厨师在喂鸡时常用带糠皮的饲料喂鸡,不曾想，原来一些患肿脚病的鸡康复了。艾克曼根据这一发现,把糠皮当作药品给人吃,患有肿脚病的人也奇迹般地痊愈了。那么,糠皮里的什么物质能够治疗肿脚病呢？经过再三研究发现,原来是维生素B1在起作用。艾克曼由于这一杰出贡献,而获得了诺贝尔生理学医学奖。
伦琴发现X射线
1895年,伦琴在德国沃茨堡大学实验室里研究一种叫克鲁克斯管的光学仪器。在一次实验中,伦琴用黑纸把梨状的克鲁克斯管严严实实地包裹起来,并关闭所有门窗,想看看它在黑暗中是否发光。当接通高压电源时,一种奇异的现象发生了:在克鲁克斯管附近的一条板凳上竟射出一束绿色的荧光! 伦琴马上切断电源,荧光也随之消失;接通电源,荧光又出现了。反复多次,都是如此。伦琴惊奇异常，他仔细检查发出荧光的地方,原来那里有一张硬纸板上镀了一层叫亚氟铂酸的晶体材料。
伦琴对这一现象的发现非常兴奋，他在给朋友的信中说道:“我经过这么多试验,终于发现了一种光。我也不知道应该叫什么光,就把他叫X光吧!”就这样,一项标志着物理学进入高能物理研究时期的伟大发现诞生了,伦琴也因此获得诺贝尔物理学奖。
望远镜的发明
1607年,在荷兰一个名叫密特尔堡的小镇上,住着一位名为利比斯赫的眼镜制造工匠。他的3个顽皮的孩子经常拿着他磨坏的镜片当玩具。有一天,孩子们拿着磨坏的镜片正在玩耍,其中一个孩子两只手各拿着一片镜片站在窗台上,偶然将两片镜片一前一后相隔一段距离重叠起来,猛然间,他发现通过这两块镜片能将远处的景物“拉”到眼前,看得十分清楚。他兴奋地将这一发现告诉了父亲。利比斯赫听了之后,用同样的方法果然看清了远处的景物。
兴奋之余,他仔细查看了这两片镜片,原来是一片老花镜片和一片近视镜片。只要老花镜片在前,近视镜片在后,再适当调整两块镜片之间的距离,就可以拉近远处的景物,看得更加清楚。于是,利比斯赫将两片镜片插到一个长度为30厘米圆筒的两端,其中一块可以移动。这样,世界上第一台望远镜就制造成功了。虽说这台望远镜还很简陋,但它宣告人类拥有了“千里眼”。
一束鲜花带来的发明
300多年前的一天,波义耳正在向一只试管加盐酸,一不小心盐酸溅到了旁边的紫罗兰上。波义耳非常心疼,赶快拿着紫罗兰对着水龙头冲洗。谁知冲洗后,他看到了一个意想不到的现象:那些溅上盐酸的紫罗兰花瓣一转眼间就变成了红色。波义耳想:“其他的酸能不能使它变成红色呢?”经过试验,波义耳发现各种酸都可以使紫罗兰花瓣变成红色。
面对试验结果,波义耳产生了一系列的联想:酸能使紫罗兰变成红色,碱能否使它变成某种颜色呢。紫罗兰遇酸会改变颜色,其他的鲜花也可以吗。花瓣遇酸会变红,花瓣的浸出液遇酸也能变红吗?如果是这样,不就可以制成一种标记物质酸碱性质的指示剂吗?
经过许许多多的试验,波义耳终于发现,自然界中很多植物的花瓣及其浸出液,遇酸都会变红,遇碱变蓝,而变色效果最显著的要数地衣类植物石蕊。于是他用石蕊的浸出液制成了石蕊试纸,这种试纸直到今天仍然被广泛应用。
现代步枪之父
最早使用的枪支,有效射程近,并且，子弹在前进中摇摇晃晃打跟斗,方向极易偏差,因此射击精度一直难以解决。后来，人们采取加长枪管、在枪管内刻上与枪管平行的槽线等办法,以提高射击精度,但问题没有从根本解决。1838年,一位名叫德尔文的法国军官看到孩子们玩陀螺的情景:上粗下细的陀螺,一旦转动起来就不容易倒下来了，即使陀螺是偏心的,也是绕中心轴线前进运动,尖头运动非常稳定。德尔文由此联想到子弹：如果能让子弹头在出膛后的飞行过程中保持高速旋转,不就可以让它始终保持一个方向稳定飞行了吗?于是他把枪管里的膛线改成螺旋线,这样子弹射出来后一直高速旋转前进,射击精度大为提高,有效射程也增加了。
1854年,装备了这种新式步枪的英、法、土联军,在克里米亚同俄军交战时受益巨大。德尔文也因此美名远播,被人称为“现代步枪之父”。后来人们还把这一原理用到火炮上。
微波炉的使用
1946年的一天,美国雷西恩公司的几位工程技术人员正在做雷达振荡器起振实验,一名叫斯潘塞的工程师被分工做波长为25厘米的微波在空间分布状态的研究工作。当一切准备就绪后,电源接通,雷达开始工作,发射出强大的电磁波。
这时斯潘塞的一位同事发现斯潘塞的衬衣左胸部出现了一片殷红色,就大叫：“斯潘塞,你负伤了!”可解开衬衣一看,皮肉丝毫无损。原来是放在衬衣口袋里的巧克力融化了。
经过研究,斯潘塞终于弄清了:当雷达的微波照射到物品上时,微波的电磁作用使物品的分子被极化。又因为微波在物品中产生的是高频交变电场,故分子极化的极性也就随电场的变化而快速改变,从而就使物品中的分子彼此发生摩擦产生热量，这就是巧克力融化的原因。
根据这个原理,斯潘塞自己动手制成了世界上第一台微波炉。微波炉加热食品时,食品里外同时加热,既节省能量,又不破坏食物的结构,使食物原有的色香味不变。这种产品一问世便大受欢迎,即使到今天也同样如此。
实践出真知,许多重大的科学发明、发现常常源于日常生活中的小事。那些伟大的发明家、发现者胜于常人之处就是能发现平常小事中的不平常之处,揭示其奥秘,造福于人类。
★ 编辑/徐柏楠