科普-中华学生百科全书-第435部分

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！


威地驶向叙拉古港口，叙拉古城的青壮年和士兵们一起上前线去了，城里只
剩下了老人、妇女和孩子，处于万分危急的时刻。
就在这时，老阿基米德为了自己的祖国又站了出来。他让妇女和孩子们
每人都拿着自己家中的镜子一齐来到海岸边，让镜子对准强烈的阳光，集中
照射到敌舰的主帆上，千百面镜子的反光聚集在船帆的一点上，船帆燃烧起
来了，火势趁着风力，越烧越旺，罗马人不知底细，以为阿基米德又发明了
新式武器，就慌慌张张地退却了。
关于阿基米德的传说还有许多许多……
最后一个故事是：阿基米德之死。
公元前　212　年，罗马军队进入了叙拉古城。罗马军队的统帅马塞拉斯下
了一道命令：“要活捉阿基米德。”
在战争失败后，阿基米德对现实采取了学者的超然漠视的态度，专心致
力于数学问题的研究。有一天，阿基米德坐在残缺的石墙旁边，正在沙地上
画着一个几何图形。一个罗马士兵命令阿基米德离开，他傲慢地做了个手势
说：“别把我的圆弄坏了！”罗马士兵勃然大怒，马上用刀一刺，就杀死了
这位伟大的科学家。
阿基米德被杀的消息传来，最为惋惜的就是那位罗马军队的统帅马塞拉
斯，他为阿基米德举行了隆重的葬礼。

笛卡尔

什么是解析几何？在数学上“解析”就是代数的同义词。把代数与几何
融合为一体就被称为解析几何。解析几何是进行科学研究的重要的数学工
具。比如说，要确定船只在大海中航行的位置，就要确立经纬度，这就需要
精确地掌握天体运行的规律；要改善枪炮的性能，就要精确地掌握抛射物体
的运行规律。解决这些问题必须采用解析几何。因为它可以利用字母表示流
动坐标，用方程刻划一般平面的曲线。解析几何的发明人就是伟大的数学家
笛卡尔。
笛卡尔　1596　年　3　月　31　出生在法国，父亲是一位相当富有的律师。8　岁
时，父亲把他送进基督教会学校读书。他是一个很好的学生，因为身体不好，
学校允许他每天早上在床上学习。这个习惯一直保持到他老年的时候。
软弱的身体挡不住有志的笛卡尔在科学征途上奋飞。他　17　岁进入普瓦界
大学学习，20　岁毕业后到巴黎当了律师。在学校，笛卡尔就十分热爱数学，
在巴黎恰好遇到了两位热爱数学的神甫。在两位神甫的鼓励指导下，笛卡尔
又花了　1　年的时间钻研数学，进一步奠定了数学的根底。
笛卡尔在法国军队里呆过几年，但他没有打过仗，他把大量的时间都用
于哲学和数学的研究上。
1628　年，笛卡尔移居荷兰。他认为那里社会安定，思想自由，是搞学术
研究的好地方。在那里他住了　20　年。
笛卡尔一生对人类社会有许多的贡献，但最重要的是在数学方面。例如：
他是第一个使用开头的一些字母表示常量，用靠近结尾的一些字母表示变量
的。我们所熟悉的代数中的　x、y　就是来自于笛卡尔。他还引进了指数和平方
根的记号。
笛卡尔在军队服役期间热衷于研究数学，他一有时间就思考问题。他的
伟大发现就是在床上得到的。一天，他躺在床上，发现了空中飞动着的苍蝇。
他盯着苍蝇入了神。他想到苍蝇在每一时刻的位置可以用苍蝇所在的位置处
相交的三个相互垂直的平面来确定。在二维平面上，如在一张纸上，每一点
都可以由在这点相交的两条互相垂直的直线来确定。例如：地球表面上所有
的点都可以由经度及纬度确定。利用笛卡尔的坐标系，平面上的每一点都可
以用两个数的有序组来表示，如（2，5）或（…3，…6），这可以解释为“由
始点东边　2　个单位和北边　5　个单位”或“由始点西边　3　个单位和南边　6　个单
位”。对于空间中的点，需要用　3　个数的有序组，第三个数表示上下的单位。
一个代数方程表示一个变量　y　如何按照某种固定的格式依赖于另外一个
变量　x　的涨落。例如　y＝x2…5，对于x　的每一个数值，都有　y　的某个确定的值。
若令　X　等于　1，y　就成为…3；如　x　是　2，x　就是　3；如　x　是　3，y　就是等于　13，
如此等等。如果把这些　x、y　的组［（1，…3），（2，3），（3，13），……］
所代表的点变成笛卡尔坐标系下平面上的点，就得到一条光滑曲线，在这个
例子中是一条抛物线。每一条曲线通过笛卡尔坐标系表示一个特殊的方程；
每一个方程表示一条特殊的曲线。
笛卡尔应用坐标方法，把数学的两大形态——形与数结合了起来。解析
几何使变数进入了数学，立即使运动进入了数学，为微积分的创立奠定了基
础。
笛卡尔把这个概念写到了　1637　年出版的《方法论》一书中的附录之一《几

何》中。这也是他的唯一一部数学著作。
笛卡尔的一生著作极多，他的著作绝大部分是表达其哲学思想的。哲学
家的盛名掩盖了笛卡尔在数学上的光辉成就。笛卡尔在其他科学领域也取得
了伟大的成就：用微粒子的涡动理论说明太阳和行星的运动，发现了光折射
的基本定律；证明了宇宙永远保存着同量的运动，提出了运动守恒定律；研
究了多种器官的构造和胚胎发育情况，首次提出了神经传导和反射机能的理
论；反对经院哲学，主张创立为实际服务的哲学，在总结前代科学家科研方
法的基础上，创立了演绎法。因此应该说，笛卡尔是近代科技史上的一位有
多方面成就的伟大学者。
不幸的是，1649　年　9　月，笛卡尔极为勉强地屈从于瑞典宫廷对他的邀请，
为瑞典的统治者克里斯蒂娜做哲学教师。这个古怪的克里斯蒂娜要求笛卡尔
一个星期三次在清晨　5　点去拜见她。在瑞典的冬夜里最冷的时候一星期到宫
中拜见三次，对于肺部不健康的笛卡尔来说简直是太残酷了。这个冬天还没
过去（1650　年　2　月　11　日），笛卡尔就死于肺炎。他的身体除了头以外，全
部运回法国。1809　年一位名叫白则里的人得到了笛卡尔的头颅骨，才使得笛
卡尔最终完整地回到了老家。
在笛卡尔的一生中，他的成绩是那么辉煌．但是他在有生之年没有为此自
负，相反，他却说：“我的努力求学并没有得到别的好处，只不过是愈来愈
发觉自己是无知的。”这种发自肺腑的由衷之言，正充分显示了一个伟大学
者的崇高品质。

勇敢的富兰克林

电，对生活在我们这个时代的人来说实在是太熟悉了。电的用途是那么
的广泛，可以说现在人们的日常生活离不开电，科学家在进行科学研究中更
离不了电。电已经成为今天人类生活的基本能源之一。
在电学的先驱者中，第一个应该介绍的人物就是本杰明·富兰克林，因
为在人们的心目之中富兰克林几乎成了电的化身，因为他“从天空夺得了闪
电”而震动了世界。
1706　后　1　月　17　日，富兰克林出生在美国一个贫困的家庭。富兰克林的
父亲以制造蜡烛和肥皂为职业。富兰克林从小聪明好学，8　岁时进学校读书，
门门功课都名列前茅。由于家中兄弟姊妹多，家庭经济困难，他只上了两年
公学、一年私塾就辍学了。11　岁的富兰克林整天在父亲的店铺里打杂。
12　岁时，富兰克林到大哥开的印书店去当学徒。做一名印刷工人。虽然
工作繁重，但他还是抓紧一切机会读了大量的书籍，开阔了自己的眼界，这
对他以后的一生都有很大的影响。
1723　年，17　岁的富兰克林告别了故乡波士顿，踏上了人生新的征途，自
己去闯天下了。在他　25　岁那年，富兰克林创办了美国历史上的第一个图书馆
——费城图书馆。他是那么喜欢读书，他曾经说过：“读书是我唯一的娱乐。”
富兰克林勤奋好学，27　岁时开始学习外文。不到　3　个月的时间，他就能
看法文书了。他又用了半年的时间学会了意大利文，接着又学会了西班牙文
和拉丁文。在他　40　岁左右，才开始致力于科学技术研究。
1745　年冬天，电学界传出了一个惊人的消息。德国的科学家克莱斯特和
荷兰的科学家马森布罗克几乎同时发现了电震现象和制作了莱顿瓶。电是什
么呢？看不见、摸不着、稍纵即逝、一瞬而过，所以人们无法保存，用起来
很不方便。莱顿瓶就是为电而造的一座“仓库”。莱顿瓶因诞生在莱顿城而
得名。它的构造是在玻璃瓶的内外表面都贴上锡箔，电荷经由一根黄铜链穿
过瓶塞进入瓶内，积累在锡箔上。当人接触到带电的莱顿瓶时，就会受到强
烈的电击。同时它还会产生出电火花和“噼噼啪啪”的爆裂声。莱顿瓶第一
次实现了使电可以人工控制的梦想，为人们进行电学研究创造了条件。
当时很多科学家都用莱顿瓶做过实验，富兰克林也是其中之一。他注意
到电火花发出的光和爆裂声，心想，这或许可能是一种非常微小的闪电和雷
鸣。要不然，从另一个角度来看，天上威严的雷鸣电闪，恐怕就是由地球和
天空这整个行星所构成的巨大莱顿瓶中电的相互作用呢。
因此，富兰克林决定做一个实验。
1752　年　7　月的一天，天气闷热，天色很暗，富兰克林和他的儿子一起，
来到渺无人迹的旷野里。他们准备了一个大风筝，这个风筝是用丝绸做的，
风筝的顶端安有一段长长的铁丝，牵引风筝的是一根麻绳，绳的末端系着一
块绸带，在绸带和麻绳之间还挂了一把钥匙。他们还带来了一个莱顿瓶。突
然间天空乌云滚滚，雷声隆隆，捕捉天电的好时机到来了。他们立即行动起
来，风筝迅速地被放入高空。
随着风云积集，一道耀眼的闪电划破长空。一块雨云从风筝上空迅速地
滚了过去，倾盆大雨自天而降。富兰克林站在屋檐下仔细地观察着风筝的每
一个细节。他发现牵引风筝的绳索上毛茸茸的纤维一下子竖立了起来，就像
实验室中毛皮带电的情形一模一样。富兰克林小心地用手触了触钥匙，只听

“噼啪”一响，一个蓝色的电火花跳了出来，他的手腕一阵发麻。这说明，
风筝上的铁丝传导了雷电，被淋湿了的牵引线绳又把雷电传到了下面的金属
钥匙上。接着，富兰克林再把风筝升高一些，把钥匙接在莱顿瓶上，开始将
雷电储存起来。富兰克林的预言被证实了。闪电确实是一种放电现象，它和
实验室里的电火花完全一样。电闪雷鸣就是天空中的莱顿瓶在放电，雷雨云
是一个电极，大地是另一个电极。举世闻名的电风筝“费城实验”，打破了
天电的“圣火”之类的神话，科学地说明：雷的原因是电造成的。
在这次实验中，富兰克林真是侥幸，他深知这次实验有多危险，它可致
人于死命。但是，为了探求真理，他将个人的安危置之度外。第二年的　7　月
26　日，俄国的两位科学家为了重做这一试验，付出了生命的代价，被闪电当
场击死。
富兰克林的实验和观察导致了避雷针的发明。这是电学的首次重要应
用，也是当时唯一的应用。富兰克林建议在建筑物屋顶设置尖头金属杆，并
把与多属杆相连接的导线引到地面，这种避雷针能使云层安全放电，因而能
保护建筑物本身。1782　年，仅费城一地采用的避雷针就有　400　根。富兰克林
抵挡住了天神宙斯的大炮。200　多年过去了，避雷针仍然忠实地屹立在世界
各地的高大建筑物上。
富兰克林在电学理论方面也做出了不可估量的贡献。富兰克林创造了许
多电学用语，这些词汇在现代电学中仍然使用，例如：正电、负电、电池、
电容器、充电、放电、电击、电工、电枢、电刷、导体等等。
他根据实验提出了著名的“电荷守恒”概念，并用数学上的正负概念来
表示两种电荷的性质。他说明了电的来源和在物质中存在的现象，以及某些
电介质的特性。
富兰克林对科学的贡献远不止这些，他还有许许多多的发明创造，尤其
著名的是改进了火炉，发明了老年人戴的双焦距眼镜。他设计了一种结构合
理，既可节省燃料又容易散热的新式火炉，后来被命名为“富兰克林式”火
炉。火炉发明后，有人曾建议他申请专利权，并说：“您为人类造了福，所
以您应该拥有专利权，作为我们对您的发明的酬谢。”富兰克林却说：“不，
该受我酬谢的人可多着呢，难道我们在日常生活中享受别人的发明还少吗？
我觉得，要是我做出了一点小小的发明，我应该把这个发明慷慨地献给大家，
作为我享受别人发明的酬谢。”
富兰克林不仅是美国历史上的第一位科学巨人，他还是美国人民的伟大
儿子