关于科学家的故事
郭守敬生活在中国封建经济文化高度发达的宋元时期。火药、指南针和印刷术的发明对世界科学文化的发展产生了重要影响。他勤奋好学,刻苦钻研,善于吸收前人科学家的研究成果,注重总结劳动人民的生产经验,勇于实践创新,为科学做出了许多贡献。他不仅精通天文历法,擅长水利工程,在数学、地理、机械工程等方面也有很高的造诣。郭守敬的主要科学成就在天文历法和水利工程方面,其中天文历法尤为突出。他以一位杰出天文学家的名义被列入古代著名科学家之列。
元世祖忽必烈称帝入主中原后,能够广纳贤才,用的是“中国方法”。他吸收了历代的统治经验,改变了旧的蒙古制度,采纳了宋金以来的封建政治经济制度。他不仅重用蒙古人才,还起用汉族和其他民族的人才,授予他们官职,使他们为朝廷出力。这很快促进了蒙古的社会进步,促进了整个国家的稳定和发展。他还主张兴修水利,重农桑,开凿汇通河、通惠河,使南北水道畅通。还开垦土地,兴修水利,推广先进的农业技术,这些都有利于元代农业生产的发展。1262年,忽必烈在商都召见郭守敬,听取他对水利的建议,郭守敬对北方水利资源和华北灌溉提出了具体意见。
1276-1280年间(元世祖至元朝13-17年),郭守敬被元世祖忽必烈任命为掌管历法的官员,主持历法的修订工作。元初,由于旧历年久失修,旧天文仪器陈旧,无法准确观测天象,出现节气误差、日月食不准等各种弊端。公元1276年,忽必烈下令修改历法,由许衡、张文倩、王勋、郭守敬主持,但实际上是郭守敬在负责。他认为:“历之根本,在于考;测试的仪器首先不是仪器。”因此,天文仪器的发展被视为主要问题。郭守敬* * *在修历过程中创造了简易仪、高表、气候仪、浑仪、精致仪、仰卧仪、垂直仪、推理仪、景象仪、窥视仪、日食仪、星衡、计时仪等十三种精美的天文仪器,主要用于观测天体、太阳、月亮、星辰和日食。《元史》说他研制的这些天文仪器“都是精巧有见地的,盖古人所没有的。”这些乐器具有精巧、灵巧、简单、准确的特点,是元代以前的中国历史上所没有的,达到了当时世界上的先进水平。
1279年天文仪器制成后,郭守敬在大都(今北京)以东设计建造了一座观测天象的天台——灵台。灵台里有各种关于天文学的书籍和仪器,是当时世界上设备最齐全的天文台。明清以后,天文台在灵台的基础上进行扩建。
通过观测,郭守敬在“黄赤距”(黄色指太阳,红色指赤道,距离指赤道面与太阳面所成的角度,是天文学中最基本的数据之一)和28夜的距离(即赤经差)的确定上有了重要发现,这也是天文学上的两个重要成果,对改进历法有重要意义。1280年春,他编制了新的历法——计时历,次年在全国颁布实施。纪年历确定一年是365.2425天,只比地球绕太阳公转的实际时间短26秒。它与现代世界普遍使用的公历完全相同,但它被发现的时间要早300年。是中国古代最好的历法,体现了郭守敬在科学上的创新精神。
除了天文学,郭守敬在水利工程方面也有很多成就和贡献。因为擅长地理和数学,他在20岁时就在兴州外疏浚重建了古石桥,满足了当地交通和农业灌溉的需要。后来在元政府的支持下,在勘察各地地形、河流的基础上,制定了治理河流、兴修农田水利、发展华北航运的计划。比如元朝设计修建了铁扇渠。修复和扩大河套平原西北部的灌溉渠道;打通了大部分水源,切断了通惠渠。
元大都建成后,城内及周边河湖众多,山洪下来,危及城市。1293年,由于暴雨,商都城被洪水破坏,皇帝派了三万武士(禁卫军)部队去修复。为了解决商都城的防洪排涝问题,大德二年(1298)郭守敬通过实地勘测设计了著名的水利工程“铁赞干运河”。在商都城西北的铁赞干山上修建了一条运河(铁赞干山高数十尺,作为镇海),将铁赞干山上的洪水引向滦河。铁赞干运河东岸距商都城西墙仅一公里,水利工程遗址犹存。这是中国北方草原上唯一保存下来的水利工程。
1264年(元世祖至元元年),郭守敬随西夏中兴等省(今宁夏、甘肃、青海)行政长官张文倩出使西北,负责修复河套平原的水利。河套平原土地肥沃,河流众多,是中国西北地区盛产米粮的河流。这里的人们挖沟,用黄河的水灌溉农田。其中,两条运河最长,一条是唐徕运河,长达400英里;另一条叫韩嫣运河,也就是250李龙(都在今天的宁夏)。此外,还有几十条干渠和支渠。元初,由于战争等原因,这些水利工程遭到严重破坏,影响了农业生产。得益于郭守敬的精心设计,他带领当地百姓修了两年多的旧运河,还修了许多新运河,在每条运河的入口处都修建了堤坝和水闸,以调节水量。这些水坝设计合理,坚固,一直沿用到明朝中期。
元朝定都大都后,大都成为全国的政治、经济、文化中心。为了解决大都的物资供应,把南方的粮食等物品运到北京,急需挖一条连接大都和通州的运河,与杭州到通州的大运河连接起来。1292—1293郭守敬被委以开辟新水源、开凿新运河的任务。这个工程艰巨,辽金以来的几次启动都失败了。郭守敬在对大都市周边的地形、水文进行勘测调查后,终于找到了水源,并制定了可行的方案。他在大都西北修建了30公里长的白浮堰,将昌平以南神山附近的白浮泉水引入大都,再利用旧漕运渠道顺流而下,将通州与大运河连接起来。为了解决河床坡度的问题,郭守敬还设计了20座水闸和斗门来调节水位和控制流量,以保证船只的顺利通过。这条运河有160多英里长,两万多名工匠、士兵和水手花了一年多的时间才建成。通惠河的建成不仅解决了大都市的水运问题,而且促进了元代南北的经济文化交流。他在勘测华北地形时,“用海面尝出了史静、汴梁(今开封)地形的不同”,这是中国地理学上第一次用“海拔”来测量地形。
齐是指中国古代科学家史和蒙古人简史。
说到诺贝尔这个名字,几乎全世界的人都知道。诺贝尔是瑞典科学家和发明家。他是靠发明炸药和雷管,管理和生产这两样东西致富的。诺贝尔生前留下遗嘱,决定死后将一部分遗产作为基金,将其全部利息分成五等份,作为“人类幸福最大贡献者”的奖金,即物理、化学、生理或医学、文学、和平五个诺贝尔奖(1968加经济学奖)。
诺贝尔一家在瑞典出生和长大。他的父亲是一个发明家,一生中有许多发明。从小受父亲影响,诺贝尔对科学有着浓厚的兴趣。
诺贝尔年轻的时候,家里并不富裕。他的父亲为了一家人的生计只身前往波兰,但还是找不到好工作,后来又移居俄罗斯。由于生活极端艰苦,诺贝尔营养不良,瘦弱多病,经常感冒发烧,母亲很担心他。当他8岁的时候,他在镇上的一所小学学习。由于身体虚弱,他不得不经常请假。但他天资聪颖,成绩不仅没有落后,反而比其他同学都好。
诺贝尔身材偏瘦,玩伴不多。他不像一般孩子那么活泼,经常一个人玩。他喜欢安静地读童话,或者在草原上散步,触摸草地和昆虫,捡小石头自娱自乐。在校园里,他经常远离同学,独自坐在树荫下,看天上变幻的云彩或者地上昆虫的动态。所以老师认为他将来可能会成为一名诗人或作家。诺贝尔的奶奶很爱他,经常给他讲一些瑞典和丹麦的童话故事。此时的他总是静静的,乖巧的听着,脑子里充满了无尽的遐想。在他幼小的心灵中点燃的无数幻想,也许就是未来发明创造的胚芽!
诺贝尔9岁时,父亲从俄罗斯来信说,他在圣彼得堡开了一家制造军用机械的工厂,俄罗斯很重视他。父亲要求全家和他一起定居。1843,10年2月22日,诺贝尔10岁生日,全家人离开瑞典,乘船穿越波罗的海出发前往圣彼得堡。
父亲在码头迎接他们。诺贝尔坐在马车里环顾四周,看着高耸的寺庙塔楼和洋葱状的屋顶,对外国大城市的一切感到惊讶。到了新房安顿下来后,父亲对三个孩子说;“以后你们三兄弟要互相鼓励,好好学习,才能有大作为。”父亲问老板罗伯特:“你长大后打算做什么?”罗伯特说:“我一定会成为一名伟大的技术人员!”父亲问第二个孩子路德·伊什:“你呢?””路德·艺兮说:“我们家一直很穷,所以我想成为一名大企业家,挣很多钱。”没等父亲开口问他,诺贝尔就抢着说:“爸爸,我将来要当发明家!”“妈妈认真地说,“嗯,好吧,以后你想做什么就做什么。目前最重要的是好好学习。”
诺贝尔没有辜负父母的期望。他学习非常努力,很快学会了俄语,然后是英语和德语。他有广泛的学习兴趣。他不仅阅读有关机械、物理和化学的书籍,还喜欢文学,偶尔以写诗自娱。
有时,诺贝尔和他的兄弟们去他父亲的工厂。他总是被旋转的机器深深吸引,但他发现了更有趣、更好玩的东西,那就是装在地雷里的火药。那时候的火药,不管是枪用的还是地雷用的,都是黑色的。诺贝尔会偷偷带些火药回家。为了避免被父亲责骂,他经常把火药装在纸袋里,悄悄地带走。
诺贝尔用他带回家的火药制作烟花。他把火药放在纸筒里,然后把它放在草地上。当它被点燃时,火药会“咻——”地一声,在漆黑的夜晚发出美丽的火花。他模仿他父亲的发明,试着做地雷玩。他先用纸把粉末包成一个圆球,然后用坚韧不碎的纸作为导火索,把它拧成长条。他觉得不好笑,就把粉末装进一个小空罐里,封好盖子,然后点燃导火索。“砰!”裂开的罐子发出一声巨响,盖子飞了起来。大家都吓了一跳,跑出去看看是怎么回事。诺贝尔的调皮很快被父亲知道,父亲严令禁止他再玩火药。
厂里的员工听说了这件事,不再让诺贝尔接近火药。诺贝尔想,“哼,没有?我会自己做火药。”他翻了翻化学课本,发现硝石、木炭和硫磺是混在一起的。难怪火药是黑色的。诺贝尔的实验成功了,于是他又开始玩起了烟火。这是一个非常危险的游戏,最终被父亲发现并封杀是必然的。但从打球中,诺贝尔发现了火药包扎的紧密程度与爆炸强度成正比的基本原理。
转眼间,诺贝尔长到了17岁。此时,他的两个哥哥已经在父亲的工厂工作。父亲和母亲商量,想让诺贝尔去工厂工作,专门从事新产品的研发。为了先为他打下坚实的基础,他的父亲把他送到美国,跟那个发明螺旋桨汽船的瑞典人学习了一段时间。
于是诺贝尔第一次离开父母,漂洋过海来到美国。他献身于伟大的瑞典裔美国发明家埃里克森。埃里克森对他深表欢迎。
诺贝尔从埃里克森那里学到了很多关于各种机械技术的知识,并帮助埃里克森进行了热气机的研究。热气机,也就是今天的燃气轮机,当时还没有广泛使用。从这项研究中,诺贝尔了解到了一个物体燃烧加热使气体膨胀发电的原理,学到了很多新知识。
然而,独自一人来到遥远国度的诺贝尔,内心百感交集,这让他对文学的兴趣超过了对机械研究的兴趣。每当他感到想家和孤独时,雪莱的诗就成了他的寄托,写诗成了他的主要消遣。
一年过去了。诺贝尔告别埃里克森,离开美国回国。当他路过巴黎时,他想在这里学习化学和物理。另一个意图是欣赏巴黎美丽的风景来培养他的诗歌灵感。
诺贝尔在圣彼得堡的时候有一定的法语基础。为了让自己的法语更流利,他进了一家法语会话补习班。在补习班里,他认识了一个漂亮的女孩。他们一见钟情,相爱相守,许下了一生的承诺,但不幸的是,他爱的女孩不久就病逝了!这一打击使诺贝尔无意留在巴黎。女孩的葬礼结束后,他离开了这个令人心碎、刻骨铭心的地方,投身于自己未来的理想和事业,回到了第二故乡圣彼得堡。
刚满19岁的诺贝尔在阔别两年后回到了亲人身边。父母身体都很好,公司生意也挺红火。他的大哥担任公司经理;作为厂长,二哥已经成为一名优秀的技术员,在工作中可以独当一面。父亲决定把诺贝尔安排在指导这项发明的单位。
诺贝尔第二天去工厂工作。他每天如此努力地工作,最终因过度劳累而病倒了。他的家人希望他在南方温暖的乡村休息,但是诺贝尔想去德国。他希望借此机会学习德语。特别是他认为德国拥有最好的化学技术,所以他来到阿尔卑斯山附近的温泉疗养。他一康复,就动身去了圣彼得堡。
此时,俄国与英法联军之间发生了战争。诺贝尔的工厂生产大量地雷,供不应求。矿井的威力被确认后,两位化学专家参观了该厂,他们分别是在俄罗斯学术界留下诸多成果的闪灵博士和特拉普博士。
父亲把诺贝尔介绍给两位专家。施宁说:“为了让俄罗斯取得胜利,尽快结束战争,我们想制造威力强大的炸弹。我们能和你的工厂一起学习吗?”诺贝尔说:“当然,但这太突然了,我毫无头绪。”特拉普博士说:“你不必担心这个。我这里有烈性液体炸药,但威力不确定,不确定是否有实用价值。”他说着拿出一个装有透明液体的瓶子。
诺贝尔一看,说:“啊,卖甘油!”他从书上得知是意大利科学家查布利在1847年发明的,今天他第一次见到了。查布利诺因试管中的硝化甘油突然爆炸而受伤,从此停止了实验。
两位专家把瓶子留给诺贝尔去做实验。诺贝尔怎么也不会想到,这件事会引起全世界的关注,给他带来辉煌的一生。
诺贝尔和他的父亲开始仔细研究硝化甘油。因为是液化的,处理不当会发生可怕的爆炸。然而,硝酸甘油对于心脏病患者来说是一种有效的医疗产品,它仍然被广泛使用。
俄国最终被打败了。结果诺贝尔家族的军工厂陷入困境,被迫停工。父母带着诺贝尔的弟弟回了瑞典,诺贝尔和他的两个哥哥留在了圣彼得堡。工厂有了新老板。诺贝尔因改进了气压计和水表并获得了专利而受到老板的高度重视。这时候父亲来信说已经开始研究硝化甘油了,问诺贝尔进展如何。诺贝尔决心继续研究,不输给父亲。
经过多次实验,诺贝尔发明了将硝化甘油放入一个小玻璃管中,然后放入一个铁罐中,铁罐周围装满黑火药,然后用导火索点燃。“嘣!”一声巨响,实验成功了!这种能彻底引爆火药的小玻璃管,就是诺贝尔的发明“雷管”。
因为诺贝尔发明了雷管,硝化甘油可以安全地用在矿山和隧道的爆破工程中,所以他高高兴兴地把这个发明带给了父亲。而他的父亲在这方面毫无进展。
诺贝尔和他的父亲打算建立一个诺贝尔硝化甘油公司。为了筹集资金,诺贝尔去了法国,到处拜访法国巴黎银行,向他们解释他从事的是一项很有前景的事业。然而,没有一家银行愿意借钱给他。后来,财神爷终于助他一臂之力。法国国王拿破仑三世对他的发明非常感兴趣,认为硝化甘油将广泛应用于军事。诺贝尔因此获得了65438+万法郎的贷款。