书城科普科技轶闻趣事(科学知识大课堂)
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第8章 趣味故事(7)

那么,阿贝尔是怎样作出他的发明呢?原来,他靠的是经验:夏天的食物经过高温蒸煮后可以延缓变馊的现象。善于联想、移植,加上10年百折不挠的努力,是阿贝尔成功的“秘诀”,也是并非不知道上述现象的人们不能作出这一发明的原因所在。可以设想,同样在思考的学者们也许在与什么高深的理论相联系,但他们最终两手空空。这时,我们很容易联想起萧伯纳(1856~1959)看似荒诞无稽、实际饱含哲理的话:“读书使人迂腐。”看来,科学发明发现既可来自像爱迪生、阿贝尔这样的“下里巴人”,也可以来自像牛顿、爱因斯坦这样的“饱学之士”。

罐头保鲜的原理是高温杀死了食物中的微生物,而它们在食物中的繁衍正是食物变质的主要原因。不过,当时人们并不知道这个道理,直到1864年法国巴斯德明白了这个道理,并于1867年发明“巴斯德消毒法”之后,人们才恍然大悟。

林肯揭伪证

1990年,美国《史密森》杂志举行了一次大规模的民意测验,要求读者投票选举三位“自古以来世界上使用文字最简洁的人”。结果“上帝”获得第一名。“他”用300多字就在《圣经》中阐明了《十戒》。第三名是英国二战时的首相丘吉尔。荣获第二的就是我们这个故事的主人公——美国第16任总统亚拉伯罕·林肯(1809~1865),他感人至深的《葛底斯堡演说辞》只用了270个词。

林肯是一位政治家,怎么扯到我们的科技史上来了呢?没有弄错,下面就是这位政治家用扎实的天文知识为人洗雪罪名的故事。

林肯早年曾是一个律师。一次,一个名叫阿姆斯特朗的青年人被别人诬告为“图财害命”。他有口难辩,被判有罪。

阿姆斯特朗的父亲是林肯最好的朋友,当时已死去。林肯了解阿姆斯特朗,他为人踏实厚道,绝不会去谋财害命,于是他主动担任了他的辩护律师,要为他洗雪沉冤。

他查案卷、到“现场”、问事实,断定是一起诬告案,要求法庭重审。

案件关键在诬告人收买的“证人”福尔逊身上,因为他一口咬定,他在10月18日的月光下,在一个草堆后看到阿姆斯特朗开枪把人打死了。于是林肯直逼福尔逊:“你发誓说在10月18日月光下看清的人是阿姆斯特朗而不是别人?”“是的,我发誓!”福尔逊回答说。林肯又问:“你在草堆后,与大树下的阿姆斯特朗相距二三十米,你能认得清吗?”福尔逊回答说:“看得清,因为月光很亮,正照在他脸上,我看清了他的脸。”林肯又问:“你能肯定是11点钟吗?”“完全能肯定,因为我回到房间里看钟时,正是11点一刻。”福尔逊回答也很坚定。

到了这里,林肯面向大家,郑重宣布:“证人”福尔逊作了伪证,是一个骗子!

这时,法庭的人都愣住了。接着,有人高声质问林肯:“你有什么根据呢?”

林肯不慌不忙地回答说:“证人说他在10月18日晚上11点在月光下看清了阿姆斯特朗的脸。但这天是上弦月,11点哪里还有月光啊?即使假定有月光,也应从西往东照,而遮着福尔逊的草堆在东边。阿姆斯特朗站在西边的大树下,如果他脸朝东,显然不会有月光;如果脸朝西,福尔逊又怎么能从二三十米远的草堆处看清他的脸呢?”

林肯说到这里,法庭一片沉静,随之而来的是一阵雷鸣般的掌声。

林肯用非常扎实的天文学、物理学知识揭穿了谎言,拯救了无辜。此后,他成了当时美国最有名的律师之一。

林肯用渊博的知识破案的故事并非绝无仅有。19世纪中叶,德国化学家李比希(1803~1873)参加了赫尔利茨伯爵夫人案件的审判。夫人的侍仆说一枚价值连城的戒指是他早在1805年侍候夫人之前就得到的,不是偷的夫人的。但李比希内行地鉴别出戒指上镶着的两条金尾蛇之一是铂做的,而铂从1819年才开始用于首饰中。由此,他有力地迫使侍仆供出了盗窃夫人戒指的罪行。

悬赏两万英镑的发明

1993年,英国发行了一枚图案是一块怀表的邮票,上面写着:“约翰·哈里森(1693~1776)制成第4号钟。”很多怀表都比这块怀表漂亮,为什么英国人会对它情有独钟呢?英国人又为什么会对一个“钟表匠”诞生300周年如此看重呢?这还得从头说起。

1714年7月,英国政府通过“经度法”悬赏奖励用各种方法测准地球经度的人:精度在0.5°以内的奖2万英镑(约合当今120万美元,即约1000万元人民币),0.67°和1°以内的奖分别1.5万和1万。由政府同年成立的经度委员会负责奖金的管理、发放,实际褒奖和资助发明者的支出超过10英镑,该委员会于1828年撤销。

为什么要巨额悬赏来征集这一发明呢?

原来,当时“大英帝国”是航海大国,17世纪末就有300艘战舰、商船往来于不列颠群岛和西印度群岛之间。但常因船队无法精确测定经度,被迫在海中长期漂泊,于是患坏血病而死或发生海难而亡的人不计其数。1707年,一支英国舰队就因为经度测定、推算有误,加之大雾垂海,便触礁沉没,使2000多人葬身鱼腹。因此,测准航船经度,进而确定航船位置便成了航海家甚至政府高度重视的课题。

可是,测准经度并非易事。从150年古希腊天文学家托勒密在他的第一本绘有27幅地图的地图集里绘上经度线开始,就没人能解决这一问题,包括使人振聋发聩的“天才”级人物——伽利略、牛顿。但是,人们已经有了正确的思路。地球24小时转360°,那么1小时就转15°。因此,“测经度”就转化为“测时间”。于是发明准确的计时器——天文钟就迫切地摆在发明家们的面前。

但发明准确的天文钟也非易事。因为当时广泛使用的是摆钟,它有一些致命的缺点:会因重力加速度的变化而变得不准,温度变化也影响走时准确。因此,要准确计时就必须有突破性的改进或另辟蹊径。

木匠的儿子约翰·哈里森是个自学成才的钟表机械爱好者,他决心作出这一发明。他用发条作动力,设法将摩擦减少到最低限度,采用受温度变化影响很小的双金属片,终于在1735年研制出“哈钟1号”。这只钟像一台大机器,至今还保存在格林尼治天文台里。这只钟取得了初步的成功,在3个星期的航海中,误差仅4分钟,平均每天误差仅约11秒。虽然它还没有达到悬赏的要求,但比以前的钟准确多了,为此英国政府奖励哈里森500英镑。于是他信心大增,相继制成“哈钟2号”和“哈钟3号”。

1759年,年已66岁的哈里林经过40年的奋斗,终于在他儿子的协助下造出“哈钟4号”。这只钟直径约5英寸(约13厘米),质量1.35千克。有时、分、秒针各一枚,3枚针均横在同一搪瓷盘上,由一个圆形钢摆轮控制,用发条作“维持力”。在他儿子威廉的照管下,这只钟在开往西印度群岛的皇家军舰“哈普福号”上航行了6个星期,只慢了5秒(这5秒误差是在仪器原定每天慢秒的误差之外的),这显然已超过了悬赏的要求。1764年,它又经受了开往巴巴多斯航船上的考验,再次证实了获奖资格。不过,经度委员会却要哈里森解释它的结构,并证明其他钟表匠也能按同一方法造出同样精确、可靠的钟后,才肯全数发给奖金。于是双方为此发生了难以调解的争吵,国王乔治三世支持哈里森向议会上诉。1773年,哈里森还是在生前如愿以偿地全数得到了所欠他的2万英镑余额。“哈钟4号”至今还珍藏在格林尼治天文台,被称为“天下第一钟”。它加速了英国对海洋的控制,成就了“日不落帝国”的海霸业,所以英国人对“哈钟4号”偏爱有加,在300年后为哈里森发行邮票便不足为奇了。

在十七十八世纪,许多沿海国家都用悬赏的方法来吸引发明家解决经度测量工具(当时是计时器)的问题,例如法国也于1716年悬赏10万法郎。“重赏下面必有勇夫”,所以这一时期钟表的研究有很大的发展。

当今的计时器已远非“哈钟4号”所能比拟:1998年超冷铯原子钟的建立,使计时精确度达到10阿秒级——大约二三十亿年才差一秒!

诺贝尔奖中的“四”

诺贝尔奖激励着100年来科学家的奋斗,也给人们带来滔滔不绝的话题,其中趣事可说是不胜枚举。其中一项趣事是,许多奖都与“四”有关,下面举出三组“四”的巧合。

获诺贝尔奖不容易,一人两次获奖当然是难上加难,但迄今为止,却不止一个人两次得奖。巧的是,这样的人正好四个,更巧的是,其中没有任何两个所得两项奖完全相同。

最早两次得奖的是名扬四海的法国籍波兰科学家居里夫人(1867~1934),她也是惟一的一位两次得奖的女性。1903年,她和丈夫皮埃尔·居里(1859~1906)获一半物理学奖金,另一半则由法国物理学家贝克勒尔(1852~1908)获得。1911年,居里夫人则独享诺贝尔化学奖。

第二位两次得奖的是大名鼎鼎的美国化学家鲍林(1901~1994),他是惟一的自然科学和社会科学都获奖的人,也是惟一的一人两次独得诺贝尔奖的人:1954年独享化学奖,而1962年则独享和平奖。

第三位两次获奖的是成就卓著的美国物理学家巴丁(1908~),他也是惟一两获物理学奖的人。巧的是,两次都是和另外二人,也是他的同胞、同行和合作者获得这一殊荣的。第一次是1956年,与布拉坦、肖克莱。第二次是1972年,与库柏、施里弗。

最后一位两次得奖的是誉满全球的英国生物化学家桑格、他也是惟一两获化学奖的人。第一次在1958年独享,第二次则在1980年与美国伯格(P.Berg)、美国吉尔伯特(W.Gillbert)共得。

以上是第一组巧合。

第二组巧合是获此殊荣的父子共四对。

最早的一对是J.J.汤姆逊(1856~1940)和他的儿子S.G.P.汤姆逊(1892~1975)。这两位英国物理学家分获物理学奖的年代是1906年1937年。第一次是老子独享,第二次则是儿子与美国物理学家戴维森(1881~1958)瓜分。

第二对是B.W.H.布拉格(1862~1942)和他的儿子W.L.布拉格(1890~1971)。这两位英国物理学家(后者出生在澳大利亚)在1915年同获物理奖。父子同时得奖在诺贝尔获奖史上绝无仅有。

第三对是N.H.D.玻尔(1885~1962)和他的第四个儿子A.玻尔。这两位丹麦物理学家分别于1922年和1975年获得物理学奖。老子是独得,儿子则与另一位丹麦籍的物理学家莫特尔森(B.R.Mottelson)、一位美国物理学家雷恩汉特(L.J.Rainwater)共得。

最后一对是瑞典的物理学家K.M.G.塞格巴恩(1886~1978)和他的儿子K.M.B.塞格巴恩。老子一人独得物理学奖是在1924年。儿子获物理学奖是在1981年,他得到一半奖金,另一半则由出生于荷兰的美国物理学家勃罗姆柏根和美国物理学家肖洛平分。

第三组巧合是获奖的夫妇也是四对。

居里夫妇和他们的女儿伊伦娜·约里奥·居里(1897~1956)、女婿让·弗列德里克·约里奥·居里(1900~1958)是其中两对。后一对法国夫妇是在1935年同享化学奖的。

第三对获资助的是生于奥匈帝国的卡尔·科里和他的有德国血统的夫人格蒂·科里(1896~1957)。这对美国生物化学家是在1947年与阿根廷的生化学家豪塞利(B.A.Houssay)分享医学和生理学奖的。

前面三对夫妇都是分别在同一学科同时获奖的。这是一些珠联璧合的科学伉俪。而第四对获奖夫妇则是分别在不同学科、通过自己的奋斗在不同的年代获奖的,这种交映生辉的夫妇在诺贝尔奖上只有一对:1982年,瑞典阿尔娃·米达尔(1902~1986)这位著名的政治活动家得到的是和平奖;而她的丈夫、瑞典经济学家贡纳尔则在1984年荣获经济学奖。

花钱买来的大奖

1986年12月10日,瑞典首都斯德哥尔摩市中心深蓝色的音乐厅显得格外庄严、典雅。从1901年开始,每年这一天都要在这里举行诺贝尔奖颁发仪式——只有少数几年因两次世界大战的原因中断除外。

下午4点30分,是90年前诺贝尔撒手西去的时刻。音乐厅里灯光辉煌,主席台四周摆放着红黄两色鲜花,瑞典国王卡尔十六世古斯塔夫和王后、皇室成员入场,发奖仪式开始。年近八旬的美籍意大利女生物学家丽塔·莱维·蒙塔尔奇尼和另一位美国生物学家斯坦利·科恩两眼闪闪发光,怀着激动的心情聆听着诺贝尔基金会主席贝里斯特隆的致词。接着,他们从卡尔十六世手中接过奖品——铸有诺贝尔头像的金质奖章、医学和生理学奖的证书。当然,还有奖金。

“灰白的短发梳理得端庄大方,明亮的双眸透射出聪颖和智慧,脸上露着甜蜜而温柔的微笑”——中国《光明日报》驻罗马的中国记者这样描写丽塔。