列文虎克发现微生物
名言
神奇的预言是神话,科学的预言却是事实。
——列宁
故事
安东尼·冯·列文虎克与前面所讲到的科学家有一点不同,那就是他是一位业余科学家,但也有一点相同,那便是同样有着非凡的成就。
列文虎克,1635年7月18日生于英格兰南部威特岛的弗雷施特瓦,从小善于动手制造,后因家道中落而寄人篱下,但勤于读书学习,并能够学以致用制造各种机械装置。他于1653年开始在牛律大学学习,后又作为波义耳的助手工作,其才华得到充分展现。
列文虎克最早发现微生物,这也得益于他长于机械制造。正所谓工欲善其事,必先利其器。列文虎克发现微生物的“器”就是显微镜。他一生制造过4多架显微镜,其中倍数最高的达到23倍。当时的显微镜结构较为简陋,主要包括镜座、镜柱、粗大的镜筒、目镜和物镜。与现代显微镜相比,列文虎克的显微镜样子粗笨厚重,且只有一个物镜镜头,又不能调节视距,但列文虎克就用它进行了一系列观察试验,发现了许许多多令人震惊的微生物。
列文虎克用显微镜观察过雨水、污水、血液、辣椒水、酒、头发、牙垢等物质,并且对观测结果津津乐道:“在我偶尔观察一颗水滴时,非常惊奇地看到许许多多不可思议的各种微小的生物。有些微生物的身长为其宽度的34倍,据我判断,它们的整个厚度比虱子身上的毫毛厚不了多少。这些小生物具有很短很细的腿,位于头部的前面靠近最后的部分,附有一个明显的球状物体。依我判断,这最后部分是稍微分叉的。”这便是列文虎克对水中细菌的细致描述。除此之外,他还公布了其他发现。
1668年,列文虎克将鱼尾作了切片,拿到显微镜下观察,竟发现了上面的毛细血管,在镜头中可以清晰地看到涌动的血液经过这些毛细血管从动脉流到静脉,列文虎克欣喜若狂:原来意大利生物学家马尔比基关于毛细血管的论断完全正确,英国人哈维对血液循环的描述也可以更加完善了。
对于微生物的观察,列文虎克乐在其中。他于1675年在青蛙的脏器中发现了寄生虫,这引起了动物学界的极大兴趣。到了1677年,他进一步研究了动物的有性生殖,在显微镜的镜头中,他首次在动物和人的精液中发现了活泼、弯曲前进的微动物——精子。他还进一步猜想,在精子的头部可以找到真正的胚胎,这些胚胎会在将来形成生命个体,可惜他想错了。
列文虎克还作出了一项敦促人们形成良好生活习惯的发现。那是1669年,列文虎克在一位不爱刷牙的人口腔中发现,“在一个人口腔的牙垢里生活的生物,比一个王国的居民还多”。此言一出,舆论哗然,牙膏的销售量猛增。
解读
列文虎克发现微生物开拓了人们探索的领域,使人们对于自身和周围的事物有了一个全新的认识,促进了近代医学和其他学科的进一步发展。
微生物的发现,极大地促进了人类医学的进步,减少了疾病,增大了人类治愈疾病的机会,为人类能够创造出更多的物质财富做了有力的支持。
富兰克林发明避雷针
名言
科学,绝非富于神秘色彩的号角,而仅仅是人们手中改造世界的工具。
——约翰·伯纳德
故事
避雷针,不是什么新鲜玩意儿。今天,几乎每栋大楼都安装它。其实,很久以前它就进入了人们的生活。
据唐代文献记载,我国在汉朝就出现了避雷针的雏形。只不过它是以另外一种方式为人们所接受:将一片铜制鱼尾瓦置于屋顶以避邪,防天火。其实防天火就是避雷,因为雷击建筑易发生火灾。
再者,可以从我国的某些建筑装饰传统中找到避雷针的影子。如一些古代建筑的屋脊两侧,各探出一个龙头,作吞云吐雾状,蔚为壮观。这一构思仅仅为了装饰吗?其实吐出的龙舌根部连接一根细细的金属丝循墙边直通地下。这是一个设计巧妙的避雷针。
从我国古代关于避雷针的应用实践不难看出其工作原理并不复杂,但在现代避雷针的发明过程中,却有人付出了相当的代价。
1752年6月,暴风雨的一天,富兰克林带着儿子威廉,手里拿着一个刚刚做成的硕大的风筝,并且风筝上面装有金属线,但系在金属线一端的长绳却是麻绳。富兰克林父子在暴雨狂风中将风筝升到空中,偶尔的过路人对此十分不解,“平时都好好的,怎么一下子疯到这个地步!”富兰克林对此全然不顾,一边拽紧风筝线,一边招呼着不远处的儿子。风太大了,风筝在空中活像个醉汉,飘忽不定。突然一道耀眼的闪电劈开天幕,掠过风筝。同时富兰克林紧拽风筝线的手一阵麻木。他意识到自己被闪电击中了。他又做了几次类似的实验,将闪电引入并贮存在莱顿瓶中带回实验室。
富兰克林称自己收集的闪电为雷电,并用它做了各种常规的电学实验,发现雷电与人工摩擦产生的电毫无二致。不久,他公开宣布天空的雷电和人造电是同一种东西,以无可辩驳的事实揭穿了“雷电是上帝发怒”的谎言。
风筝实验的成功引起了各国科学家的广泛关注。在富兰克林实验的第二年,俄国科学家利赫曼重复了该实验,不幸被雷电击中致死,为电学实验付出了生命的代价。富兰克林闻听此事十分伤感,但一天也没有停止电学实验。几经失败,他制成了第一根现代避雷针。它构造十分简单:一根几米长的金属杆固定在屋顶上,但杆子与屋顶之间用绝缘材料隔开,杆子底端拴一根粗导线直通地下。它的工作原理是,当雷电经过房屋附近时,电流会沿着金属杆通过导线直通大地,从而得以保全房屋。
避雷针发明以后,于第二年(1754年)投入使用,但保守的人认为这不祥,会招致灾难。但事实给这些人上了生动的一课。一场暴风雨过后教堂被击中起火,而与之毗邻的高层建筑却安然无恙。谣言被戳穿,避雷针很快传播到世界各地。
避雷针本身并不复杂,却具有很强的实用价值。这正是怀念其发明者——富兰克林的重要原因。1790年4月17日夜里11点,富兰克林去世,享年84岁。他生前威名赫赫,死后的墓碑上只刻着这样几个字:“印刷工富兰克林。”
富兰克林不但是一位优秀的科学家,还是一位十分杰出的社会活动家,同时,他还特别重视教育,他兴办图书馆,创立了多个协会来提高各阶层人的文化素质。北美独立战争爆发后,他参与了第二届大陆会议,并参与起草了独立宣言。
解读
富兰克林发明了避雷针,极大地减少了因为雷击造成的伤亡事故。避雷针的发明,是一项新的科技成果,使人类摆脱了被雷电击扰的难题。
毕昇发明活字印刷
名言
生活里没有书籍,就好像没有阳光;智慧里没有书籍,就好像鸟儿没有翅膀。
——莎士比亚
故事
毕昇活字印刷术的发明,是印刷史上的一次伟大革命。早先印书,都是把书刻在整块整块的木板上印。众师兄弟听说毕昇发明了活字印刷,印刷效率一下子提高了几十倍,大家纷纷向毕昇取经。
毕昇一边演示,一边讲解,毫无保留地把自己的发明介绍给师兄弟们。他先将细腻的胶泥制成小型方块,一个个刻上凸面反手字,用火烧硬,按照韵母顺序分别放在木格子里。然后在一块铁板上铺上黏合剂,按照字句段落将一个个字印依次排放,再在四周围上铁框,用火加热。待黏合剂稍微冷却时,用平板把版面压平,完全冷却后就可以印了。印完后,把印版用火一烘,黏合剂熔化,拆下一个个活字,留着下次排版再用。
师弟们禁不住啧啧赞叹。一位小师弟说:“大藏经5000多卷,雕了13万块木板,一间屋子都装不下,花了多少年心血!如果用师兄的办法,几个月就能完成。师兄,你是怎么想出这么巧妙的办法的?”
“是我的两个儿子教我的!”毕昇说。“你儿子?怎么可能呢?他们只会‘过家家’。”“你说对了!就靠这‘过家家’。”毕昇笑着说,“去年清明前,我带着妻儿回乡祭祖。有一天,两个儿子玩过家家,用泥做成了锅、碗、桌、椅、猪、人,随心所欲地排来排去。我的眼前忽然一亮,当时我就想,我何不也来玩过家家:用泥刻成单字印章,不就可以随意排列,排成文章吗?哈哈!这不是儿子教我的吗?”
师兄弟们听了,也哈哈大笑起来。
“但是这过家家,谁家孩子都玩过,师兄们都看过,为什么偏偏只有你发明了活字印刷呢?”还是那位小师弟问道。
好一会,师傅开了口:“在你们师兄弟中,毕昇最有心。他早就在琢磨提高工效的新方法了!冰冻三尺非一日之寒啊。”
“哦!”师兄弟们茅塞顿开。
解读
毕昇发明了活字印刷术,把人类印刷书本的速度提升了几百倍。印刷术的发明,极大地促进了书本的流通,也让更多先进的致富知识得到广泛的传播,为人类走向富强打下了坚实的基础。