『壹』 誰發明了紡績器
正像科技史中不少發明是歪打正著的成果那樣,紡績器的發明卻是和電燈的發明相關聯的。紡績器的發明人名叫斯旺,他是發明電燈的愛迪生的合作者。斯旺從青年時代就致力於使電產生光的研究,他和愛迪生差不多同時發明了實用的白熾燈。本來在發明的專利權方面斯旺和愛迪生是有爭議的,後來他們在法庭外面解決了這一爭議,在英國合作建立了一家聯合公司。
我們知道,最早發明的白熾燈燈泡里的燈絲是用植物纖維碳化以後做的。斯旺在研究改進燈絲的過程中,發明了一種抽絲的方法,可以將硝化纖維的黏液強迫通過許多小孔擠壓而成為一縷縷的細絲,再將這種細絲碳化,用來作為白熾燈泡的燈絲。可惜用這種硝化纖維做燈絲的實驗研究未能得到預期的效果,這時,興趣和愛好都很廣泛,知識又很淵博的斯旺想到:雖然抽拉出來的絲沒能用來做燈絲,但是這種拉絲器如果用來作為人造絲的紡績器,不是很有意義嗎。
於是,斯旺專門為自己發明的這一紡績器申請了專利,它就是製造人造纖維、人造絲的最早的拉絲器,至今人們還記住了斯旺在這一領域中所做出的貢獻。
如果說斯旺發明類似蜘蛛絲紡績器那樣的拉絲器,是在研究改進燈絲課題時獲得的一項意外的成果的話,那麼,無獨有偶,最早的人造纖維的發明,也是一項意外的成果。
那是在法國,化學家巴斯德接受了法國政府的委託,研究當時危害法國蠶絲業生產的蠶病防治方法。一位名叫夏爾多內的學生當了巴斯德的助手。對蠶和它的絲的質量的研究,使夏爾多內對絲發生了興趣。巧的是夏爾多內同時又喜歡研究照相。在研究照相底片的過程中,夏爾多內無意中發現,當將攪和硝化纖維黏液的玻璃棒從黏液中抽出來的時候,又黏又稠的硝化纖維黏液竟被拉成長長細細的絲。夏爾多內用手去捻一捻這種絲,發覺它的手感很好,和天然的絲極為相似。一個發明的火花突然閃現在他的腦海:如果我用這種硝化纖維通過拉絲器的小孔,把它擠壓抽拉成許多根根纖細的絲,是不是就可以得到大量的人造絲呢。夏爾多內一試,果然抽拉出來細長、光亮、美麗的人造絲。
據說當時夏爾多內極為興奮地歡呼「成功了,這就是說,蠶能夠做的事,人類也能夠完成。」
夏爾多內將自己的發明申請了專利,並且在法國開辦了一家人造絲工廠。那裡生產的人造絲在巴黎博覽會上展出的時候,獲得婦女們一片贊美聲。
美中不足的是,這種人造絲很怕火,在一次宴會上,一位穿著人造絲服裝的婦女,在眾人羨慕的目光中正在得意的時候,不料一位吸煙者的火星落到身上,衣服頓時劇烈地燃燒起來,當人們趕來把火撲滅的時候,這位婦女已經死去了。
後來真正發明出接近蛛絲的人工合成絲織品的人是美國人卡羅瑟斯。他考慮的是:夏爾多內發明的是藉助植物纖維製造的人造絲,而他要發明的是不依靠植物纖維,而是利用化學方法人工合成的絲。1938年9月,美國杜邦化學工業公司宣布他們將出售一種新產品。廣告是這樣說的:「我公司利用煤炭、空氣和水製成了一種絲,這是一種比蜘蛛絲還要細,比鋼鐵還要牢固的絲。」
這種絲就是卡羅瑟斯發明的尼龍66。用尼龍66製成的第一批產品是尼龍絲襪,它的確趕得上有蛛絲那麼細,有蛛絲那麼透明,而且價格不貴。所以,公司第一批投入市場的1萬雙尼龍絲襪,只賣了3天就被搶購一空。
尼龍絲織品到現在仍舊是很受人們歡迎的一種化學纖維。
『貳』 有關科學家發現真理的故事
也叫巴斯德(Pasteur,Louis)於1822年12月27日生於法國汝拉省的多爾,他的父親是拿破崙軍隊的一名退伍軍人,是個以製革為業的硝皮匠。1847年,巴斯德畢業於巴黎師范學院,畢業後,他從事化學研究,研究酒石酸鹽的晶體,發現這些晶體並不完全相同,它們有隱蔽的不對稱性,一些結晶是另一些結晶的鏡像,正如左手和右手那樣的關系。他在晶體研究方面的成就,對立體化學起到了決定性的推動作用。後來,人們發現,巴斯德在採取制備結晶的方法時是很幸運的,要得到分離的兩種結晶,必須用一種特殊的方法,而巴斯德完全出於偶然,而採用了這種特殊方法,在他之後也很少有人能像他那樣制出大的不對稱結晶來。這正如巴斯德所說,「機遇偏愛有準備的頭腦」。
巴斯德一舉成名,他接到許多教授聘任書,並成為榮譽勛位團的成員。他雖然在化學方面成名,但使他彪炳史冊的卻是他在微生物學方面的巨大成就。
1854年9月,法國教育部委任巴斯德為里爾工學院院長兼化學系主任,在那裡,他對酒精工業發生了興趣,而製作酒精的一道重要工序就是發酵。當時里爾一家酒精製造工廠遇到技術問題,請求巴斯德幫助研究發酵過程,巴斯德深入工廠考察,把各種甜菜根汁和發酵中的液體帶回實驗室觀察。經過多次實驗,他發現,發酵液里有一種比酵母菌小得多的球狀小體,它長大後就是酵母菌。
過了不久,在菌體上長出芽體,芽體長大後脫落,又成為新的球狀小體,在這循環不斷的過程中,甜菜根汁就「發酵」了。巴斯德繼續研究,弄清發酵時所產生的酒精和二氧化碳氣體都是酵母使糖分解得來的。這個過程即使在沒有氧的條件下也能發生,他認為發酵就是酵母的無氧呼吸並控制它們的生活條件,這是釀酒的關鍵環節。
巴斯德弄清了發酵的奧秘,從此開始,巴斯德終於成為一位偉大的微生物學家,成了微生物學的奠基人。
當時,法國的啤酒業在歐洲是很有名的,但啤酒常常會變酸,整桶的芳香可口啤酒,變成了酸得讓人咧嘴的粘液,只得倒掉,這使酒商叫苦不迭,有的甚至因此而破產。1865年,里爾一家釀酒廠廠主請求巴斯德幫助治治啤酒的病,看看能否加進一種化學葯品來阻止啤酒變酸。
巴斯德答應研究這個問題,他在顯微鏡下觀察,發現未變質的陳年葡萄酒和啤酒,其液體中有一種圓球狀的酵母細胞,當葡萄酒和啤酒變酸後,酒液里有一根根細棍似的乳酸桿菌,就是這種「壞蛋」在營養豐富的啤酒里繁殖,使啤酒「生病」。他把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里,泡在水裡加熱到不同的溫度,試圖即殺死了乳酸桿菌,而又不把啤酒煮壞,經過反復多次的試驗,他終於找到了一個簡便有效的方法:只要把酒放在攝氏五六十度的環境里,保持半小時,就可殺死酒里的乳酸桿菌,這就是著名的「巴氏消毒法」,這個方法至今仍在使用,市場上出售的消毒牛奶就是用這種辦法消毒的。
當時,啤酒廠廠主不相信巴斯德的這種辦法,巴斯德不急不惱,他對一些樣品加熱,另一些不加熱,告訴廠主耐心地待上幾個月,結果呢,經過加熱的樣品打開後酒味純正,而沒有加熱的已經酸了。
巴斯德成了法國傳奇般的人物時,法國南部的養蠶業正面臨一場危機,一種病疫造成蠶的大量死亡,使南方的絲調工業遭到嚴重打擊,人們又向巴斯德求援,巴斯德的老師杜馬也鼓勵他挑起這副擔子。
「但是我從來沒有和蠶打過交道啊!」巴斯德沒有把握地說。
「這豈不是更妙嗎?」老師杜馬鼓勵他說。
巴斯德想到法國每年因蠶病要損失1億法郎時,他不再猶豫了,作為一名科學家,有責任拯救瀕於毀滅的法國的蠶業。巴斯德接受了農業部長的委派,於1865年隻身前往法國南部的蠶業災區阿萊。
蠶得的是一種神秘的怪病,讓人看了心裡非常不舒服,一隻只病蠶常常抬著頭,伸出有腳像貓爪似的要抓人;蠶身上長滿棕黑的斑點,就像粘了一身胡椒粉。多數人稱這種病為「胡椒病」,得了病的蠶,有的孵化出來不久就死了,有的掙扎著活到第3齡、4齡後也挺不住了,最終難逃一死。極少數的蠶結成繭子,可鑽出來的蠶蛾卻殘缺不全,它們的後代也是病蠶。當地的養蠶人想盡了一切辦法,仍然治不好蠶病。
巴斯德用顯微鏡觀察,發現一種很小的、橢圓形的棕色微粒,是它感染一絲蠶以及飼養絲蠶的桑葉,巴斯德強調所有被感染的蠶及污染了的食物必須毀掉,必須用鍵康的絲蠶從頭做起。為了證明「胡椒病」的傳染性,他把桑葉刷上這種致病的微粒,健康的蠶吃了,立刻染上病。他還指出,放在蠶架上面格子里的蠶的病原體,可通過落下的蠶糞傳染給下面格子里的蠶。
巴斯德還發現蠶的另一種疾病——腸管病。造成這種蠶病的細菌,寄生在蠶的腸管里,它使整條蠶發黑而死,屍體像氣囊一樣軟,很容易腐爛。
巴斯德告訴人們消滅蠶病的方法很簡單,通過檢查淘汰病蛾,遏止病害的蔓延,不用病蛾的卵來孵蠶。這個辦法挽救了法國的養蠶業。
巴斯德一生發明很多,對生物科學和醫學作出了傑出的貢獻。一次偶然的機遇,使他找到了片服雞霍的靈丹妙葯。
雞霍亂是一種傳播迅速的瘟疫,來勢異常兇猛,家庭飼養的雞一旦染上雞霍亂就會成批死亡。有時,人們看到有的雞剛才還在四處覓食,過一會兒卻忽然兩腿發抖,隨後便倒了下去,掙扎幾下便一命嗚呼了。有的農婦晚上在關雞窩時,還在慶幸地看到雞都死光了,橫七豎八地躺在窩里。1880年,法國農村流行著可怕的雞霍亂,巴斯德決心片服這種瘟疫。
為了弄清雞霍亂的病因,巴斯德從培養純粹的雞霍亂細菌作為突破口,他試用了好多種培養液,他斷定雞腸是雞霍亂病菌最適合的繁殖環境,傳染的媒介則是雞的糞便。他經過多次實驗,但都失敗了。茫然無序中,他只得放鬆一下,停下研究工作,休息了一段時間。
休息幾天以後,巴斯德又開始了研究實驗,這時,他們發現「新大陸」了。他用陳舊培養液給雞接種,雞卻未受感染,好像這種霍亂菌對雞失去了作用。這是怎麼回事呢?巴斯德順藤摸瓜,終於發現,因空氣中氧氣的作用,霍亂菌的毒性便日漸減弱。於是,他把幾天的、1個月的、2個月和3個月的菌液,分別注入健康的雞體,做一組對比實驗,雞的死亡率分別是100%、80%、50%和10%。如果用更久的菌液注射,雞雖然也得病,便卻不會死亡。事情並未到此結束,他另用新鮮菌液給同一批雞再次接種,使他驚奇的是,幾乎所有接種過陳舊菌液的雞都安然無恙,而未接種過陳舊菌液的雞卻死得凈光。實踐證明,凡是注射過低毒性的菌液的雞,再給它注入毒睡足以致死的雞霍亂菌,它也具有抵抗力,病勢輕微,甚至毫無影響。
預防雞霍亂的方法找到了!巴斯德從這一偶然的發現中,導致了他對減弱病免疫法原理的確認,使他產生從事製造抗炭疽的疫苗的設想。雖然在他這前英國醫生琴納發明牛痘接種法,但有意識地培養製造成功免疫疫苗,並廣泛應用於預防多種疾病,巴斯德堪稱第一人。
「意志、工作、成功,是人生的三大要素。意志將為你打開事業的大門;工作是入室的路徑;這條路徑的盡頭,有個成功來慶賀你努力的結果……只要有堅強的意志,努力的工作,必定有成功的那一天」,這是巴斯德關於成功的一段至理名言。
『叄』 請大家介紹一下巴斯德
這是我從書里抄來的:
路易斯·巴斯德(LouisPasteur),法國微生物學家、化學家,近代微生物學的奠基人。像牛頓開辟出經典力學一樣,巴斯德開辟了微生物領域,他也是一位科學巨人。
巴斯德一生進行了多項探索性的研究,取得了重大成果,是19世紀最有成就的科學家之一。他用一生的精力證明了三個科學問題:(1)每一種發酵作用都是由於一種微菌的發展,這位法國化學家發現用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物。很快,「巴氏殺菌法」便應用在各種食物和飲料上。(2)每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展:由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌,巴斯德拯救了法國的絲綢工業。(3)傳染病的微菌,在特殊的培養之下可以減輕毒力,使他們從病菌變成防病的葯苗。他意識到許多疾病均由微生物引起,於是建立起了細菌理論。
路易·巴斯德被世人稱頌為 「進入科學王國的最完美無缺的人」,他不僅是個理論上的天才,還是個善於解決實際問題的人。他於1843年發表的兩篇論文——「雙晶現象研究」和「結晶形態」,開創了對物質光學性質的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代謝活動為基礎的發酵本質新理論,1857年發表的「關於乳酸發酵的記錄」是微生物學界公認的經典論文。1880年後又成功地研製出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗,其理論和免疫法引起了醫學實踐的重大變革。此外,巴斯德的工作還成功地挽救了法國處於困境中的釀酒業、養蠶業和畜牧業。
巴斯德被認為是醫學史上最重要的傑出人物。巴斯德的貢獻涉及到幾個學科,但他的聲譽則集中在保衛、支持病菌論及發展疫苗接種以防疾病方面。
巴斯德並不是病菌的最早發現者。在他之前已有基魯拉、包亨利等人提出過類似的假想。但是,巴斯德不僅熱情勇敢地提出關於病菌的理論,而且通過大量實驗,證明了他的理論的正確性,令科學界信服,這是他的主要貢獻。
顯然病因在於細菌,那麼顯而易見,只有防止細菌進入人體才能避免得病。因此,巴斯德強調醫生要使用消毒法。向世界提出在手術中使用消毒法的約瑟夫·辛斯特便是受了巴斯德的影響。有毒細菌是通過食物、飲料進入人體的。巴斯德發展了在飲料中殺菌的方法,後稱之為巴氏消毒法(加熱滅菌)。
巴斯特50歲時將注意力集中到惡性癰痕上。那是一種危害牲畜及其他動物,包括人在內的傳染病;巴斯德證明其病因在於一種特殊細菌。他使用減毒的惡性癰疽桿狀菌為牲口注射。
1881年,巴斯德改進了減輕病原微生物毒力的方法,他觀察到患過某種傳染病並得到痊癒的動物,以後對該病有免疫力。據此用減毒的炭疽、雞霍亂病原菌分別免疫綿羊和雞,獲得成功。這個方法大大激發了科學家的熱情。人們從此知道利用這種方法可以免除許多傳染病。
1882年,巴所德被選為法蘭西學院院士,同年開始研究狂犬病,證明病原體存在於患獸唾液及神經系統中,並製成咸毒活疫苗,成功地幫助人獲得了該病的免疫力。按照巴斯德免疫法,醫學科學家們創造了防止若干種危險病的疫苗,成功地免除了斑彥傷寒,小兒麻痹等疾病的威脅。
說到狂犬病,人們自然會想到巴斯德那段膾炙人口的故事。在細菌學說占統治地位的年代,巴斯德並不知道狂犬病是一種病毒病,但從科學實踐中他知道有侵染性的物質經過反復傳代和乾燥,會減少其毒性。他將含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子後,再將這些減毒的液體注射狗,以後狗就能抵抗正常強度的狂犬病毒的侵染。1885年人們把一個被瘋狗咬得很厲害的9歲男孩送到巴斯德那裡請求搶救,巴斯德猶豫了一會後,就給這個孩子注射了毒性減到很低的上述提取液,然後再逐漸用毒性較強的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潛伏期過去之前,使他產生抵抗力。結果巴斯德成功了,孩子得救了。在1886年還救活了另一位在搶救被瘋狗襲擊的同伴時被嚴重咬傷的15歲牧童朱皮葉,現在記述著少年的見義勇為和巴斯德豐功偉績的雕塑就坐落的巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年發明了狂犬病疫苗,他還指出這種病原物是某種可以通過細菌濾器的「過濾性的超微生物」。
巴斯德本人最為著名的成就是發展了一項對人進行預防接種的技術。這項技術可使人抵禦可怕的狂犬病。其他科學家應用巴斯德的基本思想先後發展出抵禦許多種嚴重疾病的疫苗,如預防斑疹傷寒和脊髓灰質炎等疾病。
正是他做了比別人多得多的實驗,令人信服地說明了微生物的產生過程。巴斯德還發現了厭氧生活現象,也就是說某些微生物可以在缺少空氣或氧氣的環境中生存。巴斯德對蠶病的研究具有極大的經濟價值。他還發展了一種用於抵禦雞霍亂的疫苗。
人們以常將巴斯德同英國醫生愛德華·琴納比較。琴納發展了一種抵禦天花的疫苗,而巴斯德的方法可以並已經應用於防治很多種疾病。
1854年9月,法國教育部委任巴斯德為里爾工學院院長兼化學系主任,在那裡,他對酒精工業發生了興趣,而製作酒精的一道重要工序就是發酵。當時里爾一家酒精製造工廠遇到技術問題,請求巴斯德幫助研究發酵過程,巴斯德深入工廠考察,把各種甜菜根汁和發酵中的液體帶回實驗室觀察。經過多次實驗,他發現,發酵液里有一種比酵母菌小得多的球狀小體,它長大後就是酵母菌。
過了不久,在菌體上長出芽體,芽體長大後脫落,又成為新的球狀小體,在這循環不斷的過程中,甜菜根汁就「發酵」了。巴斯德繼續研究,弄清發酵時所產生的酒精和二氧化碳氣體都是酵母使糖分解得來的。這個過程即使在沒有氧的條件下也能發生,他認為發酵就是酵母的無氧呼吸並控制它們的生活條件,這是釀酒的關鍵環節。
巴斯德弄清了發酵的奧秘,從此開始,巴斯德終於成為一位偉大的微生物學家,成了微生物學的奠基人。
當時,法國的啤酒業在歐洲是很有名的,但啤酒常常會變酸,整桶的芳香可口啤酒,變成了酸得讓人咧嘴的粘液,只得倒掉,這使酒商叫苦不迭,有的甚至因此而破產。1865年,里爾一家釀酒廠廠主請求巴斯德幫助治治啤酒的病,看看能否加進一種化學葯品來阻止啤酒變酸。
巴斯德答應研究這個問題,他在顯微鏡下觀察,發現未變質的陳年葡萄酒和啤酒,其液體中有一種圓球狀的酵母細胞,當葡萄酒和啤酒變酸後,酒液里有一根根細棍似的乳酸桿菌,就是這種「壞蛋」在營養豐富的啤酒里繁殖,使啤酒「生病」。他把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里,泡在水裡加熱到不同的溫度,試圖即殺死了乳酸桿菌,而又不把啤酒煮壞,經過反復多次的試驗,他終於找到了一個簡便有效的方法:只要把酒放在攝氏五六十度的環境里,保持半小時,就可殺死酒里的乳酸桿菌,這就是著名的「巴氏消毒法」,這個方法至今仍在使用,市場上出售的消毒牛奶就是用這種辦法消毒的。
當時,啤酒廠廠主不相信巴斯德的這種辦法,巴斯德不急不惱,他對一些樣品加熱,另一些不加熱,告訴廠主耐心地待上幾個月,結果呢,經過加熱的樣品打開後酒味純正,而沒有加熱的已經酸了。
巴斯德成了法國傳奇般的人物時,法國南部的養蠶業正面臨一場危機,一種病疫造成蠶的大量死亡,使南方的絲調工業遭到嚴重打擊,人們又向巴斯德求援,巴斯德的老師杜馬也鼓勵他挑起這副擔子。
「但是我從來沒有和蠶打過交道啊!」巴斯德沒有把握地說。
「這豈不是更妙嗎?」老師杜馬鼓勵他說。
巴斯德想到法國每年因蠶病要損失1億法郎時,他不再猶豫了,作為一名科學家,有責任拯救瀕於毀滅的法國的蠶業。巴斯德接受了農業部長的委派,於1865年隻身前往法國南部的蠶業災區阿萊。
蠶得的是一種神秘的怪病,讓人看了心裡非常不舒服,一隻只病蠶常常抬著頭,伸出有腳像貓爪似的要抓人;蠶身上長滿棕黑的斑點,就像粘了一身胡椒粉。多數人稱這種病為「胡椒病」,得了病的蠶,有的孵化出來不久就死了,有的掙扎著活到第3齡、4齡後也挺不住了,最終難逃一死。極少數的蠶結成繭子,可鑽出來的蠶蛾卻殘缺不全,它們的後代也是病蠶。當地的養蠶人想盡了一切辦法,仍然治不好蠶病。
巴斯德用顯微鏡觀察,發現一種很小的、橢圓形的棕色微粒,是它感染一絲蠶以及飼養絲蠶的桑葉,巴斯德強調所有被感染的蠶及污染了的食物必須毀掉,必須用健康的絲蠶從頭做起。為了證明「胡椒病」的傳染性,他把桑葉刷上這種致病的微粒,健康的蠶吃了,立刻染上病。他還指出,放在蠶架上面格子里的蠶的病原體,可通過落下的蠶糞傳染給下面格子里的蠶。
巴斯德還發現蠶的另一種疾病——腸管病。造成這種蠶病的細菌,寄生在蠶的腸管里,它使整條蠶發黑而死,屍體像氣囊一樣軟,很容易腐爛。
巴斯德告訴人們消滅蠶病的方法很簡單,通過檢查淘汰病蛾,遏止病害的蔓延,不用病蛾的卵來孵蠶。這個辦法挽救了法國的養蠶業。
巴斯德一生發明很多,對生物科學和醫學作出了傑出的貢獻。一次偶然的機遇,使他找到了片服雞霍的靈丹妙葯。
雞霍亂是一種傳播迅速的瘟疫,來勢異常兇猛,家庭飼養的雞一旦染上雞霍亂就會成批死亡。有時,人們看到有的雞剛才還在四處覓食,過一會兒卻忽然兩腿發抖,隨後便倒了下去,掙扎幾下便一命嗚呼了。有的農婦晚上在關雞窩時,還在慶幸地看到雞都死光了,橫七豎八地躺在窩里。1880年,法國農村流行著可怕的雞霍亂,巴斯德決心片服這種瘟疫。
為了弄清雞霍亂的病因,巴斯德從培養純粹的雞霍亂細菌作為突破口,他試用了好多種培養液,他斷定雞腸是雞霍亂病菌最適合的繁殖環境,傳染的媒介則是雞的糞便。他經過多次實驗,但都失敗了。茫然無序中,他只得放鬆一下,停下研究工作,休息了一段時間。
休息幾天以後,巴斯德又開始了研究實驗,這時,他們發現「新大陸」了。他用陳舊培養液給雞接種,雞卻未受感染,好像這種霍亂菌對雞失去了作用。這是怎麼回事呢?巴斯德順藤摸瓜,終於發現,因空氣中氧氣的作用,霍亂菌的毒性便日漸減弱。於是,他把幾天的、1個月的、2個月和3個月的菌液,分別注入健康的雞體,做一組對比實驗,雞的死亡率分別是100%、80%、50%和10%。如果用更久的菌液注射,雞雖然也得病,便卻不會死亡。事情並未到此結束,他另用新鮮菌液給同一批雞再次接種,使他驚奇的是,幾乎所有接種過陳舊菌液的雞都安然無恙,而未接種過陳舊菌液的雞卻死得凈光。實踐證明,凡是注射過低毒性的菌液的雞,再給它注入毒睡足以致死的雞霍亂菌,它也具有抵抗力,病勢輕微,甚至毫無影響。
預防雞霍亂的方法找到了!巴斯德從這一偶然的發現中,導致了他對減弱病免疫法原理的確認,使他產生從事製造抗炭疽的疫苗的設想。雖然在他這前英國醫生琴納發明牛痘接種法,但有意識地培養製造成功免疫疫苗,並廣泛應用於預防多種疾病,巴斯德堪稱第一人。
「意志、工作、成功,是人生的三大要素。意志將為你打開事業的大門;工作是入室的路徑;這條路徑的盡頭,有個成功來慶賀你努力的結果……只要有堅強的意志,努力的工作,必定有成功的那一天」,這是巴斯德關於成功的一段至理名言。
路易·巴斯德(Louis Pas-teur,1822—1895)是法國著名的微生物學家。
巴斯德曾任里爾大學、巴黎師范大學教授和巴斯德研究所所長。在他的一生中,曾對同分異構現象、發酵、細菌培養和疫苗等研究取得重大成就,從而奠定了工業微生物學和醫學微生物學的基礎,並開創了微生物生理學,被後人譽為「微生物學之父」。
第一個勝利
巴斯德是一位法國製革工人、拿破崙軍隊的退伍軍人的兒子,小時候家境貧困。巴斯德勤奮好學,再加上聰明伶俐,頗具藝術天分,很有可能成為一名畫家。然而,他19歲時放棄繪畫,而一心投入到科學事業中。
巴斯德最早是從事化學方面的研究工作——關於酒石酸的光學性質。他通過實驗制備了19種不同的酒石酸鹽和外消旋酒石酸鹽的晶體。在顯微鏡下檢查時,他發現,這些晶體能用機械的方法分作兩類——左旋和右旋晶體,它們具有旋光數值相同,但旋光方向相反的偏振光特性,從而揭示了酒石酸的「同分異構現象」。
巴斯德在化學領域的傑出成就,受到人們的重視並獲得了榮譽。然而,他並未將自己的視線僅僅停留在化學領域,而是將實驗化學的原理、技能等廣泛地應用於發酵問題,從而開辟了人類科學歷史的新紀元。
走向輝煌
巴斯德從化學研究轉入生物學研究,發現微生物對酸的選擇作用。在研究酒質變酸問題過程中,明確指出發酵是微生物的作用,不同的微生物會引起不同的發酵過程。改變了以往認為微生物是發酵的產物,發酵是一個純粹的化學變化過程的錯誤觀點。同時,巴斯德通過大量實驗提出:環境、溫度、pH值和基質的成分等因素的改變,以及有毒物質都以特有的方式影響著不同的微生物。例如酵母菌發酵產生酒精的最佳pH值為酸性,而乳酸桿菌卻喜歡pH值為中性的環境條件。
巴斯德把微生物發酵原理廣泛應用於指導工業生產,開創了「微生物工程」,被人們尊稱為「微生物工程學之父」。
巴斯德在發酵問題的研究中,確立了他的學術地位,但他並不滿足,仍然奮斗在科學實驗的前沿陣地上,因為他堅信「科學實驗」可以解決許多問題,是最有力的證據之一。1868年10月,他患上腦溢血,使他的身體左側刺痛、麻木,最後失去活動能力。在這期間,他仍然口述一份備忘錄,論述他富有獨創性的實驗——如何檢查發現剛剛開始感染到疾病的蠶卵,最終實驗獲得成功,使純凈的「種子」(即蠶卵)得以傳遍整個歐洲和日本。多麼令人感動的科研精神呀!正是有了這種精神,才使他成為偉大的微生物學家。
不朽的功績
一、巴斯德否定了微生物的自然發生說
新鮮的食品在空氣中放久了,會腐敗變質,並發現其中有微生物。這些微生物從何而來?當時有一種觀點認為,微生物是來自食品和溶液中的無生命物質,是自然發生的——自然發生說。巴斯德通過自己精巧的實驗給持有這種觀點的人以有力的反駁。
巴斯德設計了一個鵝頸瓶(曲頸瓶),現稱巴斯德燒瓶。燒瓶有一個彎曲的長管與外界空氣相通。瓶內的溶液加熱至沸點,冷卻後,空氣可以重新進入,但因為有向下彎曲的長管,空氣中的塵埃和微生物不能與溶液接觸,使溶液保持無菌狀態,溶液可以較長時間不腐敗。如果瓶頸破裂,溶液就會很快腐敗變質,並有大量的微生物出現。實驗得到了令人信服的結論:腐敗物質中的微生物是來自空氣中的微生物,鵝頸燒瓶實驗也導致了巴斯德創造了一種有效的滅菌方法——巴氏滅菌法。
巴氏滅菌法又稱低溫滅菌法,先將要求滅菌的物質加熱到65℃30分鍾或72℃15分鍾,隨後迅速冷卻到10℃以下。這樣既不破壞營養成分,又能殺死細菌的營養體,巴斯德發明的這種方法解決了酒質變酸的問題,拯救了法國釀酒業。現代的食品工業多採取間歇低溫滅菌法進行滅菌。可見,巴斯德的功績有多大。
二、巴斯德和疾病的病菌說
巴斯德從研究蠶病開始,逐步解開了較高等動物疾病之迷,即由病菌引起的疾病,最後征服了長期威脅人類的狂犬病。
1865—1870年,他把全部的精力都集中到蠶病的研究上。這個研究牽涉到兩種病原微生物。在搞清蠶病起因後,巴斯德提出了合理可行的防治措施,從而使法國的絲綢工業擺脫了困境。
而後,巴斯德又專心研究動物的炭疽病,他成功地從炭疽病的動物(如牛、羊)的血液中分離出一種病菌並進行純化,證實就是這種病菌使動物感染致病而亡。這就是動物感染疾病的病菌說觀點。但是,當時的內科醫生和獸醫們卻普遍認為疾病是在動物體內產生的,由疾病產生了某種有毒物質,然後,也許是,由這些有毒物變成了微生物的錯誤觀點。後來巴斯德又研究婦科疾病產褥熱。他認為這種病是由於護理和醫務人員把已感染此病的婦女身上的微生物帶到健康婦女身上,而使她們得病。
由此可見,巴斯德雖不是一名醫生,但他對醫學的貢獻也是無法估量的,他為醫學生物學奠定了基礎。
三、巴斯德與免疫學
巴斯德除了研究炭疽病外,還研究了雞的霍亂病。這種病使雞群的死亡率高達90%以上。巴斯德經過多次嘗試後發現,這種致病的微生物能在雞軟骨做成的培養基上很好地生長。一小滴新鮮的培養物能迅速殺死一隻雞。
巴斯德在研究此病過程中最值得慶幸的是:當某雞用老的、不新鮮的培養物接種時,它們幾乎都只有些輕微的症狀,並很快恢復健康。再用新鮮的、有毒力的培養物接種時,這些雞對這種病的抵抗力非常強,這樣巴斯德就使自己的實驗用雞產生了對雞霍亂病的獲得性免疫能力了。這可以同琴納(E.Jenner)使用牛痘對人的天花病產生免疫能力相媲美。
巴斯德在成功地研究出防止雞霍亂病的方法後,又著手研究對付炭疽病的方法。他把炭疽病的病菌培養在溫度為42~43℃的雞湯中。這樣,此病菌不形成孢子,從而選擇出沒有毒性的菌株作為疫苗進行接種。
巴斯德是世界上最早地成功研製出炭疽病減毒活性疫苗的人,從而使畜牧業免受滅頂之災。
光輝的頂點
巴斯德晚年對狂犬病疫苗的研究是他事業的光輝頂點。
狂犬病雖不是一種常見病,但當時的死亡率為100%。1881年,巴斯德組成一個三人小組開始研製狂犬病疫苗。在尋找病原體的過程中,雖然經歷了許多困難與失敗,最後還是在患狂犬病的動物腦和脊髓中發現一種毒性很強的病原體(現經電子顯微鏡觀察是直徑25納米~800納米,形狀像一顆子彈似的棒狀病毒)。
為了得到這種病毒,巴斯德經常冒著生命危險從患病動物體內提取。一次,巴斯德為了收集一條瘋狗的唾液,竟然跪在狂犬的腳下耐心等待。這種為了科學研究而把生死置之度外的崇高獻身精神,難道不值得我們後人去學習和稱頌嗎!
巴斯德把分離得到的病毒連續接種到家兔的腦中使之傳代,經過100次兔腦傳代的狂犬病毒給健康狗注射時,奇跡發生了,狗居然沒有得病,這只狗具有了免疫力。
巴斯德把多次傳代的狂犬病毒隨兔脊髓一起取出,懸掛在乾燥的、消毒過的小屋內,使之自然乾燥14天減毒,然後把脊髓研成乳化劑,用生理鹽水稀釋,製成原始的巴斯德狂犬病疫苗。
1885年7月6日,九歲法國小孩梅斯特被狂犬咬傷14處,醫生診斷後宣布他生存無望。然而,巴斯德每天給他注射一支狂犬病疫苗。兩周後,小孩轉危為安。巴斯德是世界上第一個能從狂犬病中挽救生命的人。1888年,為表彰他的傑出貢獻,成立了巴斯德研究所,他親自擔任所長。
巴斯德嚴謹的、科學的實驗設計,他淡漠名利的高尚情操,他為追求真理而不顧個人安危的獻身精神將永遠留在我們的心中。
巴斯德為微生物學、免疫學、醫學,尤其是為微生物學,做出了不朽貢獻,「微生物學之父」的美譽當之無愧。
『肆』 的化學家有哪些
化學家有好多,如:
門捷列夫
門捷列夫:(俄語:Дми́трий Ива́нович Менделе́ев,1834年2月8日—1907年2月2日[7])俄國化學家。1834年2月7日生於西伯利亞托博爾斯克,1907年2月2日卒於聖彼得堡。1850年入聖彼得堡師范學院學習化學,1855年畢業後任敖德薩中學教師。1857年任聖彼得堡大學副教授。1859年他到德國海德堡大學深造。1860年參加了在卡爾斯魯厄召開的國際化學家代表大會。1861年回聖彼得堡從事科學著述工作。1863年任工藝學院教授,1865年獲化學博士學位。1866年任聖彼
萊納斯·卡爾·鮑林
性和創新精神,不斷開拓邊緣學科,在化學的許多領域卓有建樹,是20世紀最偉大的化學家。曾兩次榮獲諾貝爾獎(1954年化學獎, 1962年和平獎),有很高的國際聲譽。是迄今為止世界上唯一一位兩次單獨獲得諾貝爾獎的科學家。
重大成果
在鮑林近一個世紀的生命歷程中,他參與和經歷了20世紀科學史上許多重大的科學發現,成果卓著:首次全面描述化學鍵的本質;發現蛋白質的結構;揭示鐮刀狀細胞貧血症的病因;參與揭示DNA結構的研究;主持第二次世界大戰期間的一些軍工科研項目;推進X射線結晶學、電子衍射學、量子力學、生物化學、分子精神病學、核物理學、麻醉學、免疫學、營養學等學科的發展。
『伍』 2007年我國科學家率先完成了家蠶基因組精細圖譜的繪制,將13000多個基因定位於家蠶染色體DNA上,請回答以
(1)獲得目的基因最簡單的方式是用限制酶對DNA進行切割獲得目的基因.將獲得的DNA片段與載體結合,得到重組DNA後,再導入受體細胞.
(2)家蠶是ZW性別決定,含有Z、W兩條性染色體,所以在對家蠶基因組進行分析時應分析27條常染色體核2條性染色體(Z、W染色體).
(3)真核生物的基因分為編碼區和非編碼區,編碼區又有內含子和外顯子之分,其中外顯子能編碼氨基酸,由此可知絲心蛋白H鏈的基因編碼區有16000個鹼基對,其中有1000個鹼基對的序列不編碼蛋白質,能編碼氨基酸的個數為(16000-1000)/3=5000個.
(4)對真核生物而言可遺傳的變異來源有三個:基因突變(細胞分裂過程中)、基因重組(有性生殖過程中)和染色體變異(細胞分裂過程中).
(5)①組合一:根據後代性狀比為黑蟻:淡赤蟻=3:1;黃繭:白繭=3:1,說明了雙親控制兩對相對性狀的基因組合均為雜合體,即雙親組合基因型BbDd(或BbDd×BbDd).
組合二:根據後代性狀比為黑蟻:淡赤蟻=1:1;後代只有白繭一種性狀,說明了雙親控制體色基因組合是Bb、bb,而繭色只有一種基因組合:dd,即雙親組合基因型BBdd、bbdd(或BBdd×bbdd).
組合三:根據後代性狀比為黑蟻:淡赤蟻=3:1,說明了雙親控制體色基因組合均是Bb;而繭色全為黃色說明了雙親之一必為純合體DD,由此可推知雙親的基因組合為BbDD、BbDd、Bbdd(或BbDD×BbDD、BbDd×BbDD、BbDD×Bbdd).
②組合一中黑蟻白繭的基因型為BBdd和Bbdd,其中前者占
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『陸』 路易斯·巴斯德的生平
路易·巴斯德(Louis Pasteur,1822.12.27-1895.9.25),法國微生物學家、化學家,近代微生物學的奠基人。像牛頓開辟出經典力學一樣,巴斯德開辟了微生物領域,創立了一整套獨特的微生物學基本研究方法,開始用「實踐—理論—實踐」的方法開始研究,他是一位科學巨人。
巴斯德一生進行了多項探索性的研究,取得了重大成果,是19世紀最有成就的科學家之一。他用一生的精力證明了三個科學問題:(1)每一種發酵作用都是由於一種微菌的發展,這位法國化學家發現用加熱的方法可以殺滅那些讓啤酒變苦的惱人的微生物。很快,「巴氏殺菌法」便應用在各種食物和飲料上。(2)每一種傳染病都是一種微菌在生物體內的發展:由於發現並根除了一種侵害蠶卵的細菌,巴斯德拯救了法國的絲綢工業。(3)傳染病的微菌,在特殊的培養之下可以減輕毒力,使他們從病菌變成防病的疫苗。他意識到許多疾病均由微生物引起,於是建立起了細菌理論。
路易·巴斯德被世人稱頌為 「進入科學王國的最完美無缺的人」,他不僅是個理論上的天才,還是個善於解決實際問題的人。他於1843年發表的兩篇論文——「雙晶現象研究」和「結晶形態」,開創了對物質光學性質的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代謝活動為基礎的發酵本質新理論,1857年發表的「關於乳酸發酵的記錄」是微生物學界公認的經典論文。1880年後又成功地研製出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗,其理論和免疫法引起了醫學實踐的重大變革。此外,巴斯德的工作還成功地挽救了法國處於困境中的釀酒業、養蠶業和畜牧業。
巴斯德被認為是醫學史上最重要的傑出人物。巴斯德的貢獻涉及到幾個學科,但他的聲譽則集中在保衛、支持病菌論及發展疫苗接種以防疾病方面。
巴斯德並不是病菌的最早發現者。在他之前已有基魯拉、包亨利等人提出過類似的假想。但是,巴斯德不僅熱情勇敢地提出關於病菌的理論,而且通過大量實驗,證明了他的理論的正確性,令科學界信服,這是他的主要的重大貢獻。
顯然病因在於細菌,那麼顯而易見,只有防止細菌進入人體才能避免得病。因此,巴斯德強調醫生要使用消毒法。向世界提出在手術中使用消毒法的約瑟夫·辛斯特便是受了巴斯德的影響。有毒細菌是通過食物、飲料進入人體的。巴斯德發展了在飲料中殺菌的方法,後稱之為巴氏消毒法(加熱滅菌)。
巴斯德50歲時將注意力集中到惡性癰痕上。那是一種危害牲畜及其他動物,包括人在內的傳染病;巴斯德證明其病因在於一種特殊細菌。他使用減毒的惡性癰疽桿狀菌為牲口注射。
1881年,巴斯德改進了減輕病原微生物毒力的方法,他觀察到患過某種傳染病並得到痊癒的動物,以後對該病有免疫力。據此用減毒的炭疽、雞霍亂病原菌分別免疫綿羊和雞,獲得成功。這個方法大大激發了科學家的熱情。人們從此知道利用這種方法可以免除許多傳染病。
1882年,巴斯德被選為法蘭西學院院士,同年開始研究狂犬病,證明病原體存在於患獸唾液及神經系統中,並製成病毒活疫苗,成功地幫助人獲得了該病的免疫力。按照巴斯德免疫法,醫學科學家們創造了防止若干種危險病的疫苗,成功地免除了斑彥傷寒,小兒麻痹等疾病的威脅。
說到狂犬病,人們自然會想到巴斯德那段膾炙人口的故事。在細菌學說占統治地位的年代,巴斯德並不知道狂犬病是一種病毒病,但從科學實踐中他知道有侵染性的物質經過反復傳代和乾燥,會減少其毒性。他將含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子後,再將這些減毒的液體注射狗,以後狗就能抵抗正常強度的狂犬病毒的侵染。1885年人們把一個被瘋狗咬得很厲害的9歲男孩送到巴斯德那裡請求搶救,巴斯德猶豫了一會後,就給這個孩子注射了毒性減到很低的上述提取液,然後再逐漸用毒性較強的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潛伏期過去之前,使他產生抵抗力。結果巴斯德成功了,孩子得救了。在1886年還救活了另一位在搶救被瘋狗襲擊的同伴時被嚴重咬傷的15歲牧童朱皮葉,現在記述著少年的見義勇為和巴斯德豐功偉績的雕塑就坐落的巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年發明了狂犬病疫苗,他還指出這種病原物是某種可以通過細菌濾器的「過濾性的超微生物」。
巴斯德本人最為著名的成就是發展了一項對人進行預防接種的技術。這項技術可使人抵禦可怕的狂犬病。其他科學家應用巴斯德的基本思想先後發展出抵禦許多種嚴重疾病的疫苗,如預防斑疹傷寒和脊髓灰質炎等疾病。
正是他做了比別人多得多的實驗,令人信服地說明了微生物的產生過程。巴斯德還發現了厭氧生活現象,也就是說某些微生物可以在缺少空氣或氧氣的環境中生存。巴斯德對蠶病的研究具有極大的經濟價值。他還發展了一種用於抵禦雞霍亂的疫苗。
人們以常將巴斯德同英國醫生愛德華·琴納比較。琴納發展了一種抵禦天花的疫苗,而巴斯德的方法可以並已經應用於防治很多種疾病。
1854年9月,法國教育部委任巴斯德為里爾工學院院長兼化學系主任,在那裡,他對酒精工業發生了興趣,而製作酒精的一道重要工序就是發酵。當時里爾一家酒精製造工廠遇到技術問題,請求巴斯德幫助研究發酵過程,巴斯德深入工廠考察,把各種甜菜根汁和發酵中的液體帶回實驗室觀察。經過多次實驗,他發現,發酵液里有一種比酵母菌小得多的球狀小體,它長大後就是酵母菌。
過了不久,在菌體上長出芽體,芽體長大後脫落,又成為新的球狀小體,在這循環不斷的過程中,甜菜根汁就「發酵」了。巴斯德繼續研究,弄清發酵時所產生的酒精和二氧化碳氣體都是酵母使糖分解得來的。這個過程即使在沒有氧的條件下也能發生,他認為發酵就是酵母的無氧呼吸並控制它們的生活條件,這是釀酒的關鍵環節。
1857年路易斯·巴斯德年發表的「關於乳酸發酵的記錄」是微生物學界公認的經典論文。
1880年路易斯·巴斯德成功地研製出雞霍亂疫苗、狂犬病疫苗等多種疫苗,其理論和免疫法引起了醫學實踐的重大變革,被視為細菌學之祖。 1840年8月,他中學畢業,10月被聘為布山松中學的助教。他邊任教邊准備大學入學考試。當時法國有兩座大名鼎鼎的學校,那就是高等師范學校(Ecole Normale superieure)和高等理工科學校。1843年8月,巴斯德考入高等師范學校,攻讀化學和物理的教學法。課堂上學來的知識,他都要用實驗來驗證。他整天埋頭在實驗室里,因此被稱為「實驗室的蛀蟲」。1846年,23歲的巴斯德從高等師范學校畢業,並通過了物理教授資格考試。考官發現他有教授化學和物理的能力,甚至還說:「這屆畢業生中只有巴斯德有教育上的才華。」他很快就收到圖爾農中學(le Lycée de Tournon)物理教師的約聘書。但他想在巴黎作科學研究。於是他盡可能拖延赴職時間,計劃在高等師范學校多待一年,並寫信給巴黎中央理工學院(l』É;cole centrale)的創辦人之一杜瑪(Jean-Baptiste Dumas),尋求在巴黎任教職的機會。杜瑪終究沒有幫助巴斯德。不過這件事被巴萊(Antoine Jérô;me Balard,1802-1876)知道了。巴萊年輕時發現溴元素,名氣很大,他決定幫助巴斯德留在巴黎。就這樣,巴斯德在二十六歲那年,進入巴萊的實驗室一方面當助手,一方面成為博士班研究生,也暫時不用去圖爾農中學擔任物理教師。
巴萊認為自己的研究生涯已告一段落,想把所有的精神放在學生上,也給予他的學生很大的自由,任憑他們選擇學習的方法和方向。他注重學生的原創力和想像力,不希望他們使用既有的實驗器材,如果他們必須使用器材,只能自行設計。為了待在巴萊的實驗室,巴斯德欣然接受這個特別的要求。一年以後(1847),巴斯德論文獲通過,巴斯德取得理學博士學位。他陸續擔任過物理和化學課程的教授工作。 巴斯德在巴萊的實驗室確認自己想成為化學家。1848年,當時晶體的研究開始蓬勃發展,巴斯德也很有興趣,認為晶體的研究是「有用的科學」。
巴斯德喜歡酒,他注意到制酒時酒石酸的晶體會在醱酵過程中沉積,於是選擇酒石酸鹽當研究題材。其實在醱酵桶槽沉積的不只酒石酸,還有在當時被稱為「類酒石酸」。這時酒石酸和類酒石酸的分子式已被定出,成分是相同的!但酒石酸溶液和類酒石酸溶液特性大不相同,「極化光」通過酒石酸溶液時會產生右旋光,通過類酒石酸溶液則什麼事也不會發生。為什麼分子式相同的化合物會有截然不同的光學特性?很多化學家都研究不出來,巴斯德想:研究不出來,其中一定有被大家忽略的地方。
巴斯德決定運用他化學和物理的知識,來解決這個問題。他直覺認為它們結晶的結構有可能不同,然後用鑷子慢慢挑出酒石酸鹽類結晶。細心的觀察結果發現:酒石酸鹽類結晶有一面較長,不是完全對稱的,也因此通過酒石酸溶液的極化光會產生右旋現象。
巴斯德接著假設:類酒石酸鹽類晶體應該是對稱的,也因此通過類酒石酸溶液的極化光才不會改變。然而當他將類酒石酸鹽類結晶挑出來觀察,卻嚇了一大跳!類酒石酸鹽類結晶和酒石酸鹽類結晶一樣,都有一個較長的、不對稱的晶面。
原以為解開謎底的巴斯德再次陷入困惑之中。為什麼酒石酸鹽類結晶和類酒石酸鹽類結晶都有不對稱的晶面,但前者有光學活性,後者卻沒有?他想了想,只能更大膽地假設:某些結晶較長的晶面在左邊,某些結晶較長的晶面在右邊,只有這樣,才可能解釋為什麼類酒石酸鹽類結晶具有不對稱的晶面,卻沒有光學活性。
想到這里,巴斯德興奮地重新檢視類酒石酸鹽類結晶。果然!他發現類酒石酸鹽類結晶有二種,其中有些晶體較長的晶面在左邊,另外一些則在右邊,就像左手和右手。當他把所有較長的晶面在左邊的晶體挑出、溶解,然後將溶液通過極化光,即產生左旋現象;而若將所有較長的晶面在右邊的晶體挑出、溶解,然後將溶液通過極化光後,即產生右旋現象。換句話說,類酒石酸溶液不具有光學活性,是因為它是二種晶體的混合物,它同時具有左旋和右旋的光學特性,互相消弭所致。
巴斯德以他極其細心的觀察力,小心實驗、大膽假設,發現酒石酸鹽、類酒石酸鹽的晶體結構不同後,謹慎的畢歐知道巴斯德的實驗後,決定親自重復這個實驗。當他最終獲得相同的結論,激動地對巴斯德說:「親愛的孩子,我這一生熱愛科學,這個結果撼動了我的心。」從此,畢歐屢屢給予巴斯德實驗上的建議,也成為他重要的良師摯友。 按當時的規定,高等師范的畢業生必須要在中學教一次書。1848年11月,巴斯德心懷遠離研究工作的遺憾,赴第戎萊西(Dijon lycée)的中學當老師。他的導師巴拉爾和皮歐同教育部交涉,不久巴斯德被任命為斯特拉斯堡大學(University of Strasbourg)的副教授。在斯特拉斯堡大學,巴斯德見到了教務長的女兒瑪麗.羅蘭(MarieLaurent:圖3)。他對瑪麗一見傾心。1849年5月29日,巴斯德和瑪麗結婚。瑪麗很理解丈夫對工作的興趣,全心操持家務,幫助丈夫,他們有五個孩子,三個孩子死於傷寒,可能是這個原因驅使巴斯德致力於治病救人。婚後,巴斯德重又投入對結晶化學的所究。
1854年9月,巴斯德被任命為新創立的里爾大學化學教授兼總務長(the Lille Faculty of Sciences)。在職時,里爾地方的葡萄酒釀酒業到大學找他,請他替他們找出葡萄酒片變酸的原因。 當時,法國的啤酒、葡萄酒業在歐洲是很有名的,但啤酒、葡萄酒常常會變酸,整桶的芳香可口啤酒,變成了酸得讓人不敢聞的粘液,只得倒掉,這使酒商叫苦不已,有的甚至因此而破產。1856年,里爾一家釀酒廠廠主請求巴斯德幫助尋找原因,看看能否防止葡萄酒變酸。
巴斯德答應研究這個問題,他在顯微鏡下觀察,發現未變質的陳年葡萄酒,其液體中有一種圓球狀的酵母細胞,當葡萄酒和啤酒變酸後,酒液里有一根根細棍似的乳酸桿菌,就是這種「壞蛋」在營養豐富的葡萄酒里繁殖,使葡萄酒 「變酸」。他把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里,泡在水裡加熱到不同的溫度,試圖即殺死這乳酸桿菌,而又不把葡萄酒煮壞,經過反復多次的試驗,他終於找到了一個簡便有效的方法:只要把酒放在攝氏五六十度的環境里,保持半小時,就可殺死酒里的乳酸桿菌,這就是著名的「巴斯德殺菌法」(又稱低溫滅菌法),這個方法至今仍在使用,市場上出售的消毒牛奶就是用這種辦法消毒的。
自然發生論的否定
巴斯德研究了發酵現象,發現了酵母菌、乳酸菌。這是以前的人不知道的,但這些小東西是從哪裡來的?古老的傳說:破布可悶出小老鼠、腐草生螢的傳說,說明許多生命是自然產生的。1859年自然發生論終於被巴斯德推翻了,原來在有些「生物是否自然發生」爭辯的時候,達爾文的《物種起源》發表了,這給巴斯德一個重要的啟示,生命是逐漸進化的,現代的生物是以前的生物演變來的。那麼古代的這些傳說可能有問題?他一方面想著,一方面著手實驗。他取出二種瓶子(曲頸瓶、直頸瓶),裡面放著肉汁,在分別用火加熱,將肉汁及瓶子殺菌,結果放在曲頸瓶里煮過的肉汁,由於不再和空氣中的細菌接觸,結果肉汁經過4年,還沒有腐敗(圖4),另一放在直頸瓶的肉汁,很快就變壞了,這些都可以解釋萬物都不是自然會發生的,即使細菌亦如此。巴斯德的實驗與見解,很快得到大眾的信服。也因為巴斯德的這個發現,人們才知道傷口的腐爛和疾病的傳染,都是細菌在作怪。消毒與預防的方法就在醫界盛行起來
1862年,巴斯德當選為法國科學院院士。使他成為院士是恩師皮歐長期以來的願望。巴斯德正式成為科學院院士的第二天清晨,巴斯德夫人手捧鮮花,來到皮歐墓前,獻花默禱,向長眠於地下的恩師報告喜訊。巴斯德高溫滅菌法,沒有申請專利,而把它公開了。利用研究結果獲利是學者的恥辱,這種信念,終其一生都沒有改變。就在取得一次次成功的同時,在1859年到1865內,他失去四位親人:父親和兩個女兒,一個兒子,令他悲痛欲絕。但好消息傳來,1867年5月,在「萬國博覽會」中他在巴斯德高溫滅菌法的成就,獲得傑出獎,也被聘為索邦大學(Sorbonne Univ)的化學教授。 1860年代,歐洲大陸的蠶卵都感染了疾病。法國的蠶絲業亦同遭厄運。全國三千六百個市長、議長、及養蠶者上書上議院求助,因而成立了一個研究蠶病的委員會。巴斯德的老師杜馬(J. B. Dumas)擔任委員會主席,杜馬馬上挑選巴斯德去迎戰這個棘手的問題。巴斯德自認為對蠶一無所知,甚至連蠶的形態也不清楚,不肯貿然接受老師的差使。但當他想到法國每年因蠶病要損失1億法郎時,他答應了。1865年7月,巴斯德抵達阿拉斯(Alais;養蠶重鎮),親身參與蠶病的研究。
病蠶的身上長滿棕黑的斑點,就像粘了一身胡椒粉。法國人稱這種病為「胡椒病」,得了病的蠶,有的孵化出來不久就死了,有的掙扎著活到第3齡、4齡後也挺不住死了。極少數的蠶結成繭子,可鑽出繭的蠶蛾卻殘缺不全,它們的後代也是病蠶。當地的養蠶人想盡了一切辦法,仍然治不好蠶病。
巴斯德用顯微鏡觀察,發現一種很小的、橢圓形的棕色微粒,是它感染到桑蠶和桑葉,巴斯德強調所有被感染的蠶及污染的桑葉必須毀掉,必須用健康的桑蠶從頭做起。為了證明「胡椒病」的傳染性,他把桑葉刷上這種致病的微粒,健康的蠶吃了,立刻染上病。他還指出,放在蠶架上面格子里的蠶的病原微生物,可通過落下的蠶糞傳染給下面格子里的蠶。
巴斯德還發現蠶的另一種疾病細菌性軟化病。造成這種蠶病的細菌,寄生在蠶的腸道里,使整條蠶發黑死,屍體像氣囊一樣軟,很容易腐爛。巴斯德告訴人們消滅蠶病的方法很簡單,通過檢查淘汰病蛾,遏止病害的蔓延,不用病蛾的卵來孵化蟻蠶。這個辦法挽救了法國的養蠶業。 1870年普法戰爭開打,法國戰敗投降。面對普魯士軍隊的暴行,巴斯德憤慨地將德國波昂大學頒發給他的醫學博士學位證書退還,以示抗議。戰爭毀壞了城市、學校,家鄉也給德國佔領了。他想,他還能做什麼?這時義大利願意給他一棟住宅,一個實驗室和豐富的薪酬,請他到義大利研究,但卻被巴斯德拒絕,他覺得國家在受難中,不能因為個人生活的舒適,便離開苦難的故鄉。
當時法國的啤酒比不上德國,他攜家去法國南部的庫列爾蒙,在那裡的啤酒廠,從事啤酒防腐研究。他決心使法國啤酒超過德國啤酒,因此他從啤酒的酵母菌開始研究。他發現啤酒里如果參雜有其他細菌,就會使啤酒變壞。原因找出後,法國的啤酒就做得比德國的啤酒好。
巴斯德試圖探討一個醫學奧秘:人和動物的某些疾病,是否也有微生物參與。這1873年,他50歲,被選為醫學科學院的院士(the Academie de Medicine)。當時的醫學很落後,施行的外科手術,患者常因敗血症而死亡。醫生格蘭懷疑傷口化膿與空氣中的微生物有關。他邀請巴斯德一同研究。巴斯德用實驗證明傳染病和化膿症的真正原因是微生物。他建議將外科手術器具放在火焰上燒灼,以殺滅微生物。但當時大多數醫生仍不承認巴斯德的學說。
巴斯德因對蠶病和酵母菌的研究而獲國民議會的國民獎,1876年9月,他代表法國出席在義大利米蘭舉行的國際養蠶大會,巴斯德的理論與實驗,得到大會的一致肯定。回國後,他拖著不太靈便的病體,又開始對炭疽病的研究。 炭疽病主要是對牛、羊牲畜的感染,偶而人類也會感染,特別有95%會遭受到皮膚性炭疽病,此時感染的傷口上會呈現1-3公分直徑的無痛潰瘍,中央有黑色壞死的焦痂,故稱炭疽病。1877年,法國東部炭疽病蔓延。巴斯德這時是索邦大學教授,他在調查雞霍亂時,偶然發現與空氣接觸的舊培養菌的毒性會變弱。根據他的經驗,這種菌可能有免疫作用,可解決法國正在流行的炭疽病。
他於是在得炭疽病病已死亡的動物身上,抽出這種細菌,且在試管培養這些細菌,使它們的毒性減得很弱。他嘗試著把這些毒性減弱的細菌注射到健康動物的身上。然後過些時候,又把毒性強的細菌注射到同一隻動物身上,結果發現,這只動物居然沒有得病。而跟這只動物同在一群的其他動物,卻有不少得了炭疽病死亡。這證明注射過的那隻動物得到了抵抗這種疾病的能力。
到這個時候,很多人還不相信牛、羊注射毒性弱的炭疽病菌,就是不會得炭疽病這件事。為了證明自己是對的,巴斯德舉行一次公開實驗,對象是50隻健康的羊,他把弱的炭疽病菌注射到25隻羊體內,2周後又將強的炭疽病菌注射到全部的50隻羊體內。他向大家預測說:「起初注射弱的炭疽病菌的25隻羊,不會生病,但另外那25隻先前沒注射弱的炭疽病菌的,會死掉。」2天以後,一群人聚在草原觀看實驗結果,結果有25隻羊活得好好的,另外25隻羊死了。巴斯德發明了預防注射的方法,成功的打敗炭疽病。
1881年,他因為這個貢獻,得到傑出十字獎章。
1881年8月,巴斯德在國際醫學會議上提出了關於雞霍亂相炭疽疫苗的報告。與會代表用經久不息的掌聲表達對這位不知疲倦的科學家衷心的敬意。1882年巴斯德被選為法國研究院院士(Academie Francaise),當選研究院院士是學者的最高榮譽。 狂犬病是一種可怕的傳染病。人和家畜被病犬咬傷之後,也會患狂犬病。它每年要奪走數以百計法國人的生命,當時沒有疫苗,也沒有免疫球蛋白,對付狂犬病,人們只能使用燒紅的鐵棍,19世紀的歐洲人相信,火焰與高溫可以凈化任一切事物,包括肉眼所看不見的細菌。當時只要是被動物咬傷的人們,都會被村莊中的壯漢們強壓至打鐵鋪,請鐵匠用燒紅的鐵棍去烙燙傷口,想藉此「燒」死看不見的病原,但如此原始、殘酷的作法,並沒有辦法治療狂犬病,常常只是加速死亡的來臨。
1880年底,一位獸醫帶著兩只病犬來拜訪巴斯德,請求幫助。能不能製成狂犬疫苗呢?
巴斯德和助理們,冒著危險採集狂犬的唾液,然後注射到健康犬只的腦中,健康的犬只果然馬上發病死亡,歷經過數次的動物實驗,巴斯德推論出狂犬病病毒應該都集中於神經系統,因此他大膽地從病死的兔子身上取出一小段脊髓,懸掛在一支無菌燒瓶中,使其「乾燥」。他發現,沒有經過乾燥的脊髓,是極為致命的,如果將脊髓研磨後將其和蒸餾水混合,注入健康的犬只體內,狗必死無疑;相反的,將乾燥後脊髓和蒸餾水混合注入狗的身上,卻都神奇的活了下來。巴斯德於是推斷乾燥後脊髓的病毒已經死了,至少已經非常微弱。因此他把乾燥的脊髓組織磨碎加水製成疫苗,注射到犬只腦中,再讓打過疫苗的狗,接觸致命的病毒。經過反復實驗後,接種疫苗的狗,即使腦中被注入狂犬病毒,也都不會發病了!巴斯德高興的宣布狂犬疫苗研發成功!
1885年,一位幾乎絕望的母親,帶著被狂犬咬傷的9歲小男孩約瑟芬(Joseph Meister),來到了巴斯德實驗室門口,哀求巴斯德救救她的孩子。為了不眼睜睜看著男童死去,天人交戰的巴斯德,決定為約瑟芬打下人類的第一針,這時距離約瑟芬被狗咬傷已經四、五天了;巴斯德在1 0天中連續給少年注射了十幾針不同毒性的疫苗。每天晚上,焦慮的巴斯德徹夜不眠的等待,5天、10天、1個月過去了,少年健朗如常,終於安然返回家鄉。消息傳開,國內外絡繹不絕的患者蜂擁而至。巴斯德和助手日夜忙碌。長年的過度工作,嚴重損害巴斯德的健康(圖5)。 1887年10月23日上午,他腦溢血又發作了,倒在寫字台上,舌頭麻痹,說不出話來。1888年,「巴斯德研究所」竣工,法國總統和各界人士都出席了隆重的落成典禮。望著寬敞的實驗室和良好的設備,夢寐以求的願望終於實現了,不能言語的巴斯德感到莫大的喜悅。
巴斯德70歲生日,法國舉行了盛大的慶祝會,巴黎索邦大學的大禮堂,座無虛席,約瑟夫·李士德上前向巴斯德道賀,巴斯德由法國總統摻扶。巴斯德從熱烈的人群中走向主席台,受到人們的敬仰,大會送給他一枚紀念章,上面刻著:「紀念巴斯德70歲生日,一個感謝你的法蘭西,一個感謝你的人類。」 1895年9月28日,也就是他72歲時,他在親友及學生的環繞中在維倫紐夫.勒伊丹(Villeneuve L』Etang)去世。
差不多有半個世紀,科學世界是由他主宰,其中有四分之一,是在他半身不遂的情況下,往前沖的,現在他已經與世長眠,他的精神、遺留的知識和造福人群,永存在人間。
『柒』 蠶怎麼聞氣味
蠶是能聞到味道的。
有一位化學家,曾經從桑葉中提煉出一種油狀物,這種有揮發性的物質,具有一種類似薄荷的味道,如果把它滴在紙上,三十公分以外的蠶也能聞到,可見桑葉的味道是蠶最熟悉的味道。
而且蠶是靠嗅覺和味覺來分辨桑葉的味道,如果把桑葉特殊的味道消除,蠶就不會再挑剔,什麼葉子都可以吃了。
『捌』 求多個關於化學的趣事
一種元素的命名
居里夫人(法國物理學家、化學家。原籍波蘭,1867 —1934)在對瀝青鈾礦和銅礦進行檢查的時候,發現這兩種礦物中,含有一種比鈾或釷的放射性強度更大的物質,她意識到:這是一種還沒有被人認識的新元素。她對丈夫說:「假使這種新元素的存在將來能夠證明的話,我想叫它釙,來紀念我的祖國——波蘭。」
瑪麗·居里雖僑居國外,並同法國科學家皮埃爾·居里結了婚,但她從小就熱愛祖國波蘭,時時刻刻沒有忘記被沙俄帝國侵佔的祖國。她想用新元素的命名來為祖國爭得驕傲和光榮!寄託她那火一樣的愛國熱情。「好好!」皮埃爾·居里說:「波蘭是你的祖國,也可以說是我的祖國!」緊張的工作開始了,淘汰,沒日沒夜地淘汰,研究的范圍越來越小。1897年7 月,他們果然在含鉍的部分礦物中,分析出一種新的放射性元素,其化學性質與鉍相似,放射性比純鈾強400 倍。「啊,新元素,釙,釙。」居里夫人撲在丈夫的懷里,激動地高喊著「釙,釙!」兩行熱淚灑在丈夫的胸膛上。
「釙、波蘭!波蘭,釙!」皮埃爾也從心底發出了歡呼
第一個享用氧氣的是老鼠
我們知道,沒有氧氣人類就不能生存。然而,是誰發現了氧氣呢?在眾多討論發現氧氣的著作中,約瑟夫·普利斯特里所著的名為《幾種氣體的實驗和觀察》,最饒有興味。
約瑟夫·普利斯特里在1733 年3 月13 日生於英國黎芝城附近的飛爾特黑德鎮。他一生大部分時間實際上是當牧師,化學只是他的業余愛好。他所著的《幾種氣體的實驗和觀察》於1766 年出版。在這部書里,他向科學界首次詳細敘述了氧氣的各種性質。他當時把氧氣稱作「脫燃燒素」。普利斯特里的試驗記錄十分有趣。其中一段寫道:
「我把老鼠放在『脫燃燒素』的空氣里,發現它們過得非常舒服,我自己受了好奇心的驅使,又親自加以試驗。我想讀者是不會感到驚異的。我自己試驗時,是用玻璃吸管從放滿這種氣體的大瓶里吸取的。當時我的肺部所得到的感覺,和平時吸入普通空氣一樣;但自從吸過這種氣體以後,經過好多時候,身心一直覺得十分輕快舒暢。有誰能說這種氣體將來不會變成時髦的奢侈品呢?不過現在只有我和兩只老鼠,才有享受呼吸這種氣體的權利啊!」當時,他沒有把這種氣體命名為「氧氣」,而只是稱它「脫燃燒素」。在製取出氧氣之前,他就製得了氨、二氧化硫、二氧化氮等,和同時代的其他化學家相比,他採用了許多新的實驗技術,所以被稱之為「氣體化學之父」。
1783 年,拉瓦錫的「氧化說」已普遍被人們接受。雖然普利斯特里只相信「燃素學」,但是他所發現的氧氣,卻是使後來化學蓬勃發展的一個重要因素,各國人民至今都還很懷念他。
鯊魚也有剋星?
以《老人和海》一文而聞名於世的海明威在自己熟悉的海域里做以葯防鯊實驗,把含有硫酸銅和不含硫酸銅的誘餌互相交錯的置於海面上。結果,兩天後,他驚奇地發現,鯊魚已把不含硫酸銅吃得精光,相反,含硫酸銅的誘餌動卻未動,海明威高光地跳起來,他終於發現,硫酸銅可以防鯊魚。
二戰時,戰爭不僅在陸地上,海面上仍充滿戰爭,空前殘酷,被擊中的戰船上的船員只有棄船而逃,卻面臨另一挑戰--鯊魚。因此,美國政府號召全國有識之士來研究防鯊葯品,由海明威的故事,他們很快地配備起用硫酸銅作「護身符」來防鯊魚。
肥皂的歷史
在我們的生活中,一夭也離不了肥皂。洗臉用香皂:洗澡用葯皂;洗衣服用洗衣皂。臉要天天洗。衣服也要勤洗勤換。衣服穿久了,由於塵土、油污和汗水的沾污,會散發出酸臭味。帶有油污的衣服是滋生病菌的溫床。臟東西還會腐蝕、毀壞織物的纖維,只有經常洗滌才能使衣服延年益壽。
古時候,人們在河邊青石板上,將衣服折疊好,反復用木棒捶打,靠清水的力量洗去衣服上的污垢。這樣洗衣服,既費力,效果又不好。後來有人發現有一種天然鹼礦石,溶化在水裡滑膩膩的,去油污還挺有效。皂莢樹結的皂莢果,泡在水裡,也可以用來洗衣服。 同樣樣,也能洗掉油污。
古時候的埃及,就有人發現用草木灰和一些羊脂混合以後得到的一些東東,特能去污這大概是最早的肥皂了。古時候的法國(那時叫高盧)人用草木灰水和山羊油做成一種粗肥皂,有點象我們今天理發館里的洗發水。稍後一些時候,人們將豬油拌和天然鹼,反復揉搓擠壓,得到跟今天的肥皂差不多的「豬胰子皂」。
我的爺爺、奶奶就用過這種豬胰子皂呢!有些地方把肥皂叫做「胰子」就是這個緣故。
我們現在用的肥皂是從工廠的大鍋里熬出來的。制皂工廠的大鍋里盛著牛油、豬油或者椰子油,然後加進燒鹼(氫氧化鈉或碳酸鈉)用火熬煮。油脂和氫氧化鈉發生化學變化,生成肥皂和甘油。因為肥皂在濃的鹽水中不溶解,而甘油在鹽水中的溶解度很大,所以可以用加入食鹽的辦法把肥皂和甘油分開。因此,當熬煮一段時間後,倒進去一些食鹽細粉,大鍋里便浮出厚厚一層粘粘的膏狀物。用刮板把它刮到肥皂模型盒裡,冷卻以後就結成一塊塊的肥皂了。葯皂和一般的肥皂差不多,只是加進了一些消毒劑。 香皂一般是用椰子油和橄欖油製造,並且加進了香料和著色劑,所以有散發出各種香味和五顏六色的香皂。甘油是制皂工業的重要副產品,甘油在國防、醫葯、食品、紡織等方面,都有很大的用途。 肥皂解放前又稱「鬼子膏」,因為有很多是從日本來的。
神秘的戰船起火案
從前,古羅馬帝國的一支龐大船隊耀武揚威地出海遠征。船隊駛近紅海,突然,一艘最大的給養船上冒出了滾滾濃煙,遮天蔽日。遠征的戰船隊只好收帆轉舵,返航回港。
遠征軍的統帥並不甘心,費盡心機要查出給養船起火的原因。但是,查來查去,從司令官一直查到伙夫、馬棄,沒有任何人去點火放火。
這樁歷史奇案還是後代的科學家研究出了一個結果,找到了起火的原因。原來是給養船的底艙里堆積得嚴嚴實實的草自發燃燒起來的。這種現象叫自燃。
草怎麼會自燃呢?
給養船底艙的草塞得密不透鳳,有的開始緩慢地:氧化,這實際上是一種遲緩的燃燒,放出熱來,熱散不出去,熱量越聚越多,溫度升高,終於達到草的著火點,於是就自發地著火了。
在我們的生活中,自燃現象也不少見。農村的柴草垛,工廠的煤堆,有時會莫名其妙地冒熱氣,甚至生煙起火。有些廢棄的煤礦,往往連續不斷地發生自燃。弄清了發生自燃的科學道理,我們就可以設法預防了。
在堆放煤和柴草的時候,垛不能太大、太高,防止熱量聚集。
在煤堆中央,埋進幾個鐵簍子,從簍子里伸出鐵管,通到煤堆頂上,這樣可以使內部積存的熱量迅速發散出來。
保持良好的通風,可以把緩慢氧化產生的熱帶走,降低溫度。消除了燃燒的溫度條件,自燃也就杜絕了。有經驗的倉庫工經常翻倉倒垛,也是為了防止可燃物質白燃。
當然不是說你想防止就能防止。請大家多關注一下「火焰山」——正在燃燒的新疆地下煤礦!
發現氟的悲壯歷程
在化學元素史上,參加人數最多、危險最大、工作最難的研究課題,莫過於氟元素的發現。自1768年德國化學家馬格拉夫(Marggraf,A.S.1709-1782)發現氫氟酸以後,到1886年法國化學家莫瓦桑(Moissan,H.1852-1907)製得單質的氟,歷時118年之久。在這當中不少化學家損害了健康,甚至獻出了生命,可以說是一段極其悲壯的化學元素史。
1768年馬格拉夫研究螢石,發現它與石膏和重晶石不同,判斷它不是一種硫酸鹽。1771年化學家舍勒用曲頸甑加熱螢石和硫酸的混合物,發現玻璃瓶內壁腐劑。1810年法國物理學、化學家安培,根據氫氟酸的性質的研究指出,其中可能含有一種與氯相似的元素。化學家戴維的研究,也得出同樣的看法。1813年戴維用電解氟化物的方法製取單質氟,用金和鉑做容器,都被腐蝕了。後來改用螢石做容器,腐蝕問題雖解決了,但也得不到氟,而他則因患病而停止了實驗。接著喬治·諾克斯(Knox,G.)和托馬斯·諾克斯(Knox,R.T.)兩弟兄先用乾燥的氯氣處理乾燥的氟化汞,然後把一片金箔放在玻璃接受瓶頂部。實驗證明金變成了氟化金,可見反應產生了氟而未得到氟。在實驗中,弟兄二人都嚴重中毒。繼諾克斯弟兄之後,魯耶特(Louyet,P.)對氟作了長期的研究,最後因中毒太深而獻出了生命。法國化學家尼克雷(Nickles,J.)也遭到了同樣的命運。法國的弗雷米(Fremy,E.1814-1894)是一位研究氟的化學家,曾電解無水的氟化鈣、氟化鉀和氟化銀,雖然陰極能析出金屬,陽級上也產生了少量的氣體,但始終未能收集到。
同時英國化學家哥爾(Gore,D.G.1826-1908)也用電解法分解氟化氫,但在實驗的時候發生爆炸,顯然產生的少量氟與氫發生了反應。他以碳、金、鈀、鉑作電極,在電解時碳被粉碎,金、鈀、鉑被腐蝕。這么多化學家的努力,雖然都沒有製得單質氟,但他們的經驗和教訓都是極為寶貴的,為後來製取氟創造了有利條件。
莫瓦桑出生於巴黎的一個鐵路職員家庭。因家境貧窮,中學未畢業就當了葯劑師的助手。他懷著強烈的求知慾,常去旁聽一些著名科學家的講演。1872年他在法國自然博物館館長和工藝學院教授弗雷米的實驗室學習化學,1874年到巴黎葯學院的實驗室工作,1877年獲得理學士學位。1879年通過葯劑師考試,任高等葯學院實驗室主任。1886年成為葯物學院的毒物學教授。1891年當選為法國科學院院士。1907年2月20日在巴黎逝世。他在化學上的創造發明很多,現在主要介紹他在氟方面的研究。
1872年莫瓦桑當上弗雷米教授的學生,開始在真正的化學實驗室工作了。
弗雷米教授是當時研究氟化物的化學家,莫瓦桑在他的門下不僅學到了化學物質一般的變化規律,而且還學到了有關氟的化學知識和研究過程。他知道早在60年代安培和戴維就已證明,鹽酸和氫酸是兩種不同的化合物。後一種化合物中含有氟,由於這種元素反應能力特別強,甚至和玻璃也能發生反應,以致人們無法分離出遊離的氟。弗雷米反復做了多種實驗,都沒有找到一種與氟不起作用的東西。雖然他知道制單質氟這個課題難著了許多化學家,可是莫瓦桑對氟的研究卻非常感興趣,不但沒有被困難所嚇倒,反而下定決心要攻克這個難關。由於工作的變化,這項研究沒有及時進行,所以在10年以後,才集中精力開展研究。
莫瓦桑先花了好幾個星期的時間查閱科學文獻,研究了幾乎全部有關氟及其化合物的著作。他認為已知的方法都不能把氟單獨分離出來只有戴維設想的方法還沒有試驗過。戴維認為:磷和氫的親合力極強,如果能制氟化磷,再使氟化磷和氧作用,則可能生成氧化磷和氟,由於當時還沒有方法製得氟化磷,因而設想的實驗沒有實現。於是莫瓦桑用氟化鉛與磷化銅反應,得到了氣體的三氟化磷,然後把三氟化磷和氧的混合物通過電火花,雖然也發出了爆炸的反應,但並沒有獲得單質的氟,而是氟氧化磷。
莫瓦桑又進行了一連串的實驗,都沒有達到目的。經過長時間的探索,他終於得出了這樣的結論:他的實驗都是在高溫下進行的,這正是實驗失敗症結所在。因為氟是非常活潑的,隨著溫度的升高,它的活潑性也就大大地增加了。即使在反應過程中它能夠以游離的狀態分離出來,它也會立刻和任何一種物質相化合。顯然,反應應該在室溫下進行,當然,能在冷卻的條件下進行那就更好一些。看來電解是唯一可行的方法了。他想如果用某種液體的氟化物,例如用氟化砷來進行電解,那麼怎樣呢?這種想法顯然是大有希望的。莫瓦桑開始制備劇毒的氟化砷了,隨即遇到了新的困難,原來氟化砷是不導電的。在這種情況下,他只好往氟化砷里加入少量的氟化鉀。這種混合物的導電性能好,可是在反應開始幾分鍾後,陰極表面覆蓋了一層電解析出的砷,於是電流中斷了。莫瓦桑疲倦極了,十分艱難地支撐著。他關掉了聯通電解裝置的電源,隨即倒在沙發椅上,心臟病劇烈發作,呼吸感到困難,面色發黃,眼睛周圍出現了黑圈。莫瓦桑想到,這是砷在起作用,恐怕只好放棄這個方案了。出現這樣的現象不是一次,曾因中毒而中斷了四次實驗。莫瓦桑的愛妻萊昂妮看到他漫無節制地給自己增加工作,而且又經常冒著中毒危險,對他的健康狀況極為擔心。
可是莫瓦桑仍然繼續進行實驗,設計在低溫下電解氟化氫。由於乾燥的氟化氫不導電,於是往裡面加入少量的氟化鉀。他把這個混合物放在一支U形的鉑管中,然後通電流。在陰極上很快就出現了氫氣泡,但陽極上卻沒有分解出氣體。電解持續近一小時,分解出來的都是氫氣,連一點氟的影子也沒有。莫瓦桑一邊拆卸儀器,一邊苦惱地思索著,也許氟根本就不能以游離狀態存在。當他撥掉U形管陽極一端的塞子時,驚奇地發現塞子上覆蓋著一層白色粉末狀的物質。可不是么,原子塞子被腐蝕了!氟到底還是分解出來了,不過和玻璃發生了反應。這一發現使莫瓦桑受到了極大的鼓舞。他想,如果把裝置上的玻璃零件都換成不能與氟發生反應的材料,那就可以製得單體的氟了。熒石不與氟起作用,用它來試試吧,於是把熒石製成試驗用的器皿。莫瓦桑把盛有液體氫和氟化鉀的混合物的U形鉑管浸入製冷劑中,以鉑銥合金作電極,用熒石制的螺旋帽蓋緊管口,管外用氯化甲烷作冷凍劑,使溫度控制在-23℃,進行電解。終於在1886年第一次製得單質氟。莫瓦桑的成就經過著名化學家的審查,認為是無可爭論的。為了表彰他在制氟方面所作的突出貢獻,法國科學院發給他一萬法郎的拉·卡澤獎金。20年以後,又因他研究氟的制備和氟的化合物上的顯著成就,而獲得了1906年的諾貝爾化學獎。
石灰的趣事
※冷水為什麼遇冷的石灰會發熱甚至沸騰
乍看來,的確有些奇怪,熱從何來?原來生石灰(氧化鈣)一遇水後,立刻發生化學反應,生成所謂熟石灰(氫氧化鈣),這個化學作用是一個放熱作用,就好像煤遇空氣點燃後發生的化學反應,也是放出熱量一樣。生石灰和水反應放用的熱量相當大,如一千克生石灰和水反應所放出的熱量,假如無損失的話,可以將 3.5千克的水煮沸,厲害吧?
※石灰塗到牆上後,為什麼很難干?
我們知道泥土塗在牆上,很快就會干,但石灰塗到牆上後,往往幾天都幹不了,為什麼呢?原來,生石灰和水反應後生成的熟石灰(氫氧化鈣)遇到空氣中的二氧化碳發生反應,變成了碳酸鈣和水,空氣中的二氧化碳含量很少,因為這個化學作用進展得很慢,因此,較長時間內,因反應有水生成,所以牆壁就不容易幹了。
※石灰牆為什麼越來越硬,顏色越來越白?
我們已知道了熟石灰(氫氧化鈣)和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水,而碳酸鈣呢,是一種很堅硬,並且很潔白,因為氫氧化鈣較松軟,反應慢慢變成碳酸鈣,所以,石灰牆越來越硬,越來越白
1945年的兩枚原子彈
1945年夏季,第二次世界大戰已經臨近結束,希特勒納粹統治已被推翻,日本法西斯強盜在中國和亞洲戰場的敗局已經註定。7月16日美國在新墨西哥州阿拉莫高多沙漠試驗場成功地爆炸了世界上第一顆原子彈,並迅速決定將其用於轟炸日本城市。為確保突襲的順利,美國事前採取了一系列的周密准備工作,尤其在確定突襲日期時,把氣象條件放在突出的位置上。在美國總統杜魯門批準的作戰命令中,有這樣一段話:「第509大隊8月5日以後,只要天氣允許,即可使用特殊炸彈(指當時尚未公開的原子彈),以目視轟炸突襲廣島、小倉、長崎等目標之一」。這里的「天氣允許」,就是指飛行氣象條件以及達到目標上空的向下垂直能見度條件。之所以選中廣島、小倉、長崎等城市,就是因為它們是軍事設施或軍火工業重地,容易取得轟炸後的威懾效果。
廣島有一個裝卸軍港,軍火工業較發達,還駐扎有日本第二軍和一個軍區司令部。當時廣島已有三周時間沒有下雨,天氣很乾旱,建築物很容易燃燒,被美軍作為首選投彈目標。小倉在日本九州島北端,有鋼鐵、軍火等工業,也是一個鐵路樞紐,被確定為第二個目標。位於九州島西部的長畸是一個港口和工業城市,由於處於低窪谷地,因此只被選作因氣象條件惡劣或其它原因無法投彈後的預備目標。空投原子彈,要避開風雨雷電,還要絕對保證飛行安全,可見氣象保障至關重要,是保證投擲成功的首要條件。因此美軍要求氣象部門隨時掌握日本的氣象情報,並且至少提前24小時作出目標城市的天氣預報,以便轟炸前有足夠的准備時間。
8月2日,509大隊的B-Z9型轟炸機在美國的提尼安島載著組裝好了的原子彈,等待合適的天氣。2日、3日和4日,天氣一直不好,陰雲密布,有時還下著雨,使得飛機無法起飛。美軍最高司令部為此十分惱火和著急,天天派遣氣象偵察飛機起飛觀測。8月5日美軍氣象部門通過對大量的氣象資料進行分析,預報6日廣島地區陰雨過去,天氣放晴。空勤和地勤人員都提前做好了准備。果然,6日凌晨,氣象偵察飛機報告,廣島地區天氣晴朗,雲量很少,能見度很好。於是,臨近凌晨3點時,裝載原子彈的飛機和其它飛機在夜色中從基地起飛。在晴好少雲的氣象條件下,美機在廣島投下了第一顆原子彈。使廣島遭到了毀滅性的轟炸,人員傷亡慘重。據美日資料,第一顆原子彈使廣島死亡71379人,受傷68023人,所有的工業機器都遭破壞。空襲之所以得手,氣象的作用非常突出。據美方聲稱,由於大氣能見度較好,重達五噸的原子彈,投擲偏差僅240米。
第一顆原子彈突襲得手時,由於日本沒有立即投降,美國又計劃投擲第二顆原子彈,目標是小倉。突襲日期原定於8月11日,但是根據美軍氣象部門的天氣預報,只有9日這天是晴天,隨後連續5天都將是惡劣天氣,無法投擲原子彈。8月8日,前蘇聯向日本宣戰。考慮各方面的因素,美軍最高司令部決定把轟炸日期提前到9日。9日,臨近凌晨4點,兩架氣象偵察機和兩架轟炸機從美軍的空軍基地起飛,向小倉飛去。到達小倉上空後,天氣條件卻並不像軍事氣象部門預報得那樣晴好,整個天空陰雲翻滾,煙霧濃密,飛行員用肉眼根本看不到目標。據當時指揮轟炸的阿什沃斯將軍回憶,當時轟炸機用了45分鍾連續5次降低飛行高度,試圖投擲,但都因能見度太差而未能尋找到目標,飛機只好按照預備方案飛向長崎。 不利的氣象條件,使得小倉躲過一場災難。
當載彈飛機到達長崎上空時,才發現長崎也被厚厚的雲層遮蓋住了,氣象條件比預報的要壞得多,同樣無法進行目視投彈。但這時飛機燃料已經不多,加之還有一些沒能來得及排除的油箱油泵不暢等故障,飛機不可能攜彈返航。飛行員接到的命令是必須投彈,於是就臨時決定採用雷達測物辨別和尋找目標的方法投彈。盤旋了10分鍾左右,投彈手已做好了投彈准備,這時,覆蓋長崎上空的雲層忽然出現了空隙,透過雲縫隙勉強看到了山谷中一條跑道。於是在當地時間10點58分,第二顆原子彈投到了長崎。由於長崎地處山谷,當時的氣象條件也不好,能見度很差,使投彈偏離了目標約2000米,加上當天又沒有風,故造成的人員傷亡和物質損失比廣島小。據日本方面提供的資料,原子彈使長崎死亡35000人,受傷60000人,失蹤5000人,68�3%的工廠被摧毀。
蜘蛛的啟示
三百多年前,英國有一位年輕的科學家對「八卦飛將軍」蜘蛛發生了濃厚的興趣。他經常從早到晚,目不轉睛地觀察蜘蛛。他看見蜘蛛忙忙碌碌,吐絲織網。剛從蛛囊里拉出的細絲是粘液,迎風一吹,一瞬間變成又韌又結實的蛛絲
這位青年科學家想,要能發明一個機器蜘蛛,「吃」進化學葯品,抽出晶瑩的絲來紡線織布,那該多好啊!他一頭扎進化學實驗室,擺弄起瓶瓶罐罐,用各種化學葯品做開了試驗。他用硝酸處理棉花得到了硝酸纖維素,把它溶解在酒精里,製成粘稠的液體,通過玻璃細管,在空氣中讓酒精揮發干以後,便成了細絲。這是世界上第一根人造纖維。但是這種纖維容易燃燒、質量差、成本高,沒法用來紡紗織布。
後來,科學家模仿吐絲的蠶兒,將便宜、易得的木材里的木質纖維素溶解在燒鹼和二硫化碳里,做成粘液,再在水面下噴絲,拉出千絲萬縷。這就是大名鼎鼎的「人造絲」(粘膠纖維)。它的長纖維可以織成人造絲印花綢、人造絲襪。短纖維造出「人造棉」布、「人造毛」呢。它們穿著舒適,和棉麻織物差不多:透氣良好,容易吸水,可以染上漂亮的顏色,而且價格低廉,頗受歡迎。這樣,人造纖維在問世僅三十年後,就代替了十分之一的棉、麻、絲、毛。
可是,人們並不滿意。人造絲、人造棉潮濕的時候很不結實,洗滌後容易變形,縮水嚴重。再說,人造纖維雖然擴大了原料的來源,把不能直接紡紗織布的木材、短的棉花纖維、草類利用了起來,可是,資源畢竟有限。於是,人們眼光從天然纖維跳到了礦物上頭,石頭、煤、石油能不能變纖維呢?
五十年前,德國出現了用煤、鹽、水和空氣做原料製成的聚氯乙烯纖維(氯綸)。它的化學成分和最普通的塑料一個樣。這是最早的合成纖維。用氯綸織成的棉毛衫褲、毛線衣褲,既保暖又容易摩擦後帶靜電,穿著它,對治療關節炎還有好處呢。
比氯綸晚幾年出世的尼龍(錦綸),比蛛絲還細,但非常結實,晶瑩透明,一下子以它巨大的魅力使人們著了魔。用尼龍絲織成的襪子結實耐磨,一雙頂四五雙普通的棉線襪穿用。曾經很流行的「的確良」(滌綸),挺括不皺,免燙快於,是產量最大的一種合成纖維。晴綸,俗稱「合成羊毛」,蓬鬆耐曬,用它做的毛線,毛毯,針織衣褲,我們都很熟悉。價廉耐用的維尼龍(維綸),織成維棉布,做床單或內衣,吸水、透氣性跟棉織品差不多。維綸棉絮酷似棉花,人稱「合成棉花」。除了滌綸、錦綸、睛綸、維綸四大合成纖維外,由丙烯聚合而成的丙綸一躍而起,成為合成纖維的新秀。
丙綸是比重最輕的合成纖維,人水不沉。飛機上的毛毯、宇航員的衣服用它製作,可以減輕升空的負擔。如今,化學纖維的年產量已經和天然纖維平起平坐了,而它在國民經濟和國防事業上的作用卻遠遠超過了天然纖維。不過,今天規模巨大的「機器蠶」在日夜運轉,還多虧了蠶兒吐絲、蜘蛛織網給人們的啟示呢!
波爾多葡萄的怪事
法國的波爾多盛產葡萄,所以「波爾多葡萄酒」馳名天下。 但,1878年,名為「霉葉病」的植物病毒狂掃波爾多城,所以葡萄園很快變得枝法調零,面臨一片危機。園主們心急如焚,卻無計可施。 一個細心的法國人米拉德卻發現怪事:公路旁的葡萄樹卻鬱郁郁蔥蔥,絲毫未受到霉葉病的傷害。經觀感察發現這些葡萄樹從葉到莖都灑了一些藍、白相間的東西,經打聽,才知園主為防饞嘴的過路人而灑的「毒葯」,由石灰與藍礬混合配製成而。經試驗,的確是對付霉葉病的好農葯。從此,波爾多地區又變成了「葡萄園世界」,同時,這種農葯葯以「波爾多液」命名,廣泛流傳於全世界。 該農葯的化學原理是石灰與硫酸銅起化學反應,生成鹼式硫酸銅,生成物具有很強的殺菌能力。Ca(OH)2+2CuSO4 = CaSO4+Cu(OH)2SO4
14 斤肉「換」 1 克鐳
這是一間沒有人用的舊棚屋,玻璃頂棚殘缺漏風,裡面沒有地板,只有一層瀝青蓋著泥土地。連個象樣的凳子都沒有,只有幾張腐朽的櫥桌,一塊黑板和一個破舊的鐵火爐,爐上安著銹跡斑斑的管子。
1889 年,居里夫人和她的丈夫就是在這間陋室內開始了提煉鐳的工作。每天居里夫人穿著沾滿灰塵和污漬的工作服,翻倒礦石,攪拌冶鍋,傾倒溶液,干個不停。矮小的實驗室內,鐵屑飛揚,蒸汽熏人,而居里夫人那時又正害著結核病,但她絲毫不顧這些,依然頑強地工作。經常連飯都帶到實驗室來吃,更不說稍微休息一會兒了。有時候整天用一根粗重的鐵條,攪拌一堆沸騰的東西。到了晚上,已是精疲力盡,不能動彈。
就這樣,經過45 個月的艱苦努力,居里夫婦終於從400 噸鈾瀝青礦渣,1000 噸化學葯品和800 噸水中,提煉出微乎其微的1 克純鐳。而居里夫人的體重卻因此而減輕了14 斤!
『玖』 錢學森主要貢獻及生平事跡!急!急!急!
錢學森,人類航天科技的重要開創者和主要奠基人之一,是航空領域的世界級權威、空氣
動力學學科的第三代摯旗人,是工程式控制制論的創始人,是二十世紀應用數學和應用力學領
域的領袖人物
——
堪稱二十世紀應用科學領域最為傑出的科學家,他在上世紀
40
年代就已
經成為和其恩師馮
·
卡門並駕齊驅的航空航天領域內最為傑出的代表人物,並以《工程式控制制
論》的出版為標志在學術成就上實質性地超越了科學巨匠馮
·
卡門,成為二十世紀眾多學科
領域的科學群星中,極少數的巨星之一;錢學森同志也是為新中國的成長做出無可估量貢
獻的老一輩科學家團體之中,影響最大、功勛最為卓著的傑出代表人物,是新中國愛國留
學歸國人員中最具代表性的國家建設者,是新中國歷史上偉大的人民科學家:被譽為
「
中國
航天之父
」
、
「
中國導彈之父
」
、
「
火箭之王
」
、
「
中國自動化控制之父
」
。中國國務院、中央軍
委授予
「
國家傑出貢獻科學家
」
榮譽稱號,獲中共中央、國務院中央軍委頒發的
「
兩彈一星
」
功勛獎章。
錢學森一九一一年十二月出生於上海,祖籍浙江杭州。一九二三年九月進入北京師范
大學附屬中學學習,一九二九年九月考入交通大學機械工程系(現西安交通大學機械工程
學院)一九三四年六月考取公費留學生,次年九月進入美國麻省理工學院航空系學習,一
九三六年九月轉入美國加州理工學院航空系,師從世界著名空氣動力學教授馮
·
卡門,先後
獲航空工程碩士學位和航空、數學博士學位。一九三八年七月至一九五五年八月,錢學森
在美國從事空氣動力學、固體力學和火箭、導彈等領域研究,並與導師共同完成高速空氣
動力學問題研究課題和建立
「
卡門
-
錢近似
」
公式,在二十八歲時就成為世界知名的空氣動力
學家。
1950
年,
錢學森同志爭取回歸祖國,
而當時美國海軍次長金布爾聲稱:
「
錢學森無論走
到哪裡,都抵得上
5
個師的兵力,我寧可把他擊斃在美國,也不能讓他離開。
」
錢學森同志
由此受到美國政府迫害,遭到軟禁,失去自由。
1955
年
10
月,經過周恩來總理在與美國外交談判上的不斷努力
——
甚至不惜釋放
15
名在朝鮮戰爭中俘獲的美軍高級將領作為交換,錢學森同志終於沖破種種阻力回到了祖國,
自
1958
年
4
月起,他長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務,為中國火箭和導彈
技術的發展提出了極為重要的實施方案
——
為中國火箭、導彈和航天事業的發展作出了不
可磨滅的巨大貢獻。
1956
年初,他向中共中央、國務院提出《建立我國國防航空工業的意見書》
;同年,國
務院、中央軍委根據他的建議,成立了導彈、航空科學研究的領導機構
——
航空工業委員
會,並任命他為委員。
1956
年參加中國第一次
5
年科學規劃的確定,錢學森與錢偉長、錢三強一起,被周恩
來稱為中國科技界的
「
三錢
」
,錢學森受命組建中國第一個火箭、導彈研究所
——
國防部第
五研究院並擔任首任院長。他主持完成了
「
噴氣和火箭技術的建立
」
規劃,參與了近程導彈、
中近程導彈和中國第一顆人造地球衛星的研製,直接領導了用中近程導彈運載原子彈
「
兩彈
結合
」
試驗,參與制定了中國近程導彈運載原子彈
「
兩彈結合
」
試驗,參與制定了中國第一個
星際航空的發展規劃,發展建立了工程式控制制論和系統學等。
在控制科學領域,
1954
年,錢學森發表《工程式控制制論》
,引起了控制領域的轟動,並形
成了控制科學在上世紀
50
年代和
60
年代的研究高潮。
1957
年,
《工程式控制制論》
獲得中國科
學院自然科學獎一等獎。同年
9
月,國際自動控制聯合會(
IFAC
)成立大會推舉錢學森為
第一屆
IFAC
理事會常務理事,他成為了該組織第一屆理事會中唯一的中國人。
1958
年
4
月起,他長期擔任火箭導彈和航天器研製的技術領導職務,對中國火箭導彈
和航天事業的發展作出了重大貢獻。錢學森曾是全國政協副主席、中國科學院數理化學部
委員、中國宇航學會名譽理事長、中國科技協會主席。
1991
年
10
月,國務院、中央軍委授
予錢學森
「
國家傑出貢獻科學家
」
榮譽稱號和一級英雄模範獎章。
在應用力學領域,錢學森在空氣動力學及固體力學方面做了開拓性研究,揭示了可壓
縮邊界層的一些溫度變化情況,並最早在跨聲速流動問題中引入上下臨界馬赫數的概念。
1953
年,錢學森正式提出物理力學概念,主張從物質的微觀規律確定其宏觀力學特性,開
拓了高溫高壓的新領域。
在系統工程和系統科學領域,錢學森在
80
年代初期提出國民經濟建設總體設計部的概
念,堅持致力於將航天系統工程概念推廣應用到整個國家和國民經濟建設,並從社會形態
和開放復雜巨系統的高度,論述了社會系統。他發展了系統學和開放的復雜巨系統的方法
論。
在噴氣推進與航天技術領域,錢學森在
40
年代提出並實現了火箭助推起飛裝置,使飛
機跑道距離縮短;
1949
年,他提出火箭旅客飛機概念和關於核火箭的設想;
1962
年,他提
出了用一架裝有噴氣發動機的大飛機作為第一級運載工具,用一架裝有火箭發動機的飛機
作為第二級運載工具的天地往返運輸系統概念。
在思維科學領域,錢學森在
80
年代初提出創建思維科學技術部門,認為思維科學是處
理意識與大腦、精神與物質、主觀與客觀的科學,推動思維科學研究是計算機技術革命的
需要。他主張發展思維科學要同人工智慧、智能計算機的工作結合起來,並將系統科學方
法應用到思維科學的研究中,提出思維的系統觀;此外,在人體科學、科學技術體系等方
面,錢學森也作出了重要貢獻。是人體生命科學的開創者和奠基人之一。
1991
年
10
月,
國務院、中央軍委授予錢學森
「
國家傑出貢獻科學家
」
榮譽稱號和一級英雄模範獎章。
在錢學森心裡
「
國為重,家為輕,科學最重,名利最輕。五年歸國路,十年兩彈成。
」
錢老是知識的寶藏,是科學的旗幟,是中華民族知識分子的典範,是偉大的人民科學家
。
與錢偉長、錢三強被周總理合稱為
「
三錢
」
。
主要貢獻
①應用力學
錢學森在應用力學的空氣動力學方面和固體力學方面都做過開拓性的工作;與馮
·
卡門合作
進行的可壓縮邊界層的研究,揭示了這一領域的一些溫度變化情況,創立了卡門
——
錢學
森方法。與郭永懷合作最早在跨聲速流動問題中引入上下臨界馬赫數的概念。
②噴氣推進與航天技術
從
40
年代到
60
年代初期,錢學森在火箭與航天領域提出了若乾重要的概念:在
40
年
代提出並實現了火箭助推起飛裝置
(JATO)
,
使飛機跑道距離縮短;
在
1949
年提出了火箭旅
客飛機概念和關於核火箭的設想;在
1953
年研究了行星際飛行理論的可能性;在
1962
年
出版的《星際航行概論》中,提出了用一架裝有噴氣發動機的大飛機作為第一級運載工具,
用一架裝有火箭發動機的飛機作為第二級運載工具的天地往返運輸系統概念。
③工程式控制制論
工程式控制制論在其形成過程中,把設計穩定與制導系統這類工程技術實踐作為主要研究
對象。錢學森本人就是這類研究工作的先驅者。
④物理力學
錢學森在
1946
年將稀薄氣體的物理、化學和力學特性結合起來的研究,是先驅性的工
作。
1953
年,他正式提出物理力學概念,主張從物質的微觀規律確定其宏觀力學特性,改
變過去只靠實驗測定力學性質的方法,大大節約了人力物力,並開拓了高溫高壓的新領域。
1961
年他編著的《物理力學講義》正式出版。現在這門科學的帶頭人是苟清泉教授,
1984
年錢學森向苟清泉建議,把物理力學擴展到原子分子設計的工程技術上。
⑤系統工程
錢學森不僅將中國航天系統工程的實踐提煉成航天系統工程理論,並且在
80
年代初期
提出國民經濟建設總體設計部的概念,還堅持致力於將航天系統工程概念推廣應用到整個
國家和國民經濟建設,並從社會形態和開放復雜巨系統的高度,論述了社會系統。任何一
個社會的社會形態都有三個側面:經濟的社會形態,政治的社會形態和意識的社會形態。
錢學森從而提出把社會系統劃分為社會經濟系統、社會政治系統和社會意識系統三個組成
部分。相應於三種社會形態應有三種文明建設,即物質文明建設
(
經濟形態
)
、政治文明建設
(
政治形態
)
和精神文明建設
(
意識形態
)
。
社會主義文明建設應是這三種文明建設的協調發展。
從實踐角度來看,保證這三種文明建設協調發展的就是社會系統工程。從改革和開放的現
實來看,不僅需要經濟系統工程,更需要社會系統工程。
⑥系統科學
錢學森對系統科學最重要的貢獻,是他發展了系統學和開放的復雜巨系統的方法論。
⑦思維科學
人工智慧已成為國際上的一大熱門,但學術思想卻處於混亂狀態。在這樣的背景下,
錢學森站在科技發展的前沿,
提出創建思維科學
(noeticscience)
這一科學技術部門,
把
30
年
代中國哲學界曾議論過,有所爭論,但在當時條件下沒法講清楚的主張,科學地概括成為
思維科學。比較突出的貢獻為:
(1)
錢學森在
80
年代初提出創建思維科學技術部門,認為思維科學是處理意識與大腦、
精神與物質、主觀與客觀的科學,是現代科學技術的一個大部門。推動思維科學研究的是
計算機技術革命的需要。
(2)
錢學森主張發展思維科學要同人工智慧、智能計算機的工作結合起來。他以自己親
身參予應用力學發展的深刻體會,指明研究人工智慧、智能計算機應以應用力學為借鑒,
走理論聯系實際,實際要理論指導的道路。人工智慧的理論基礎就是思維科學中的基礎科
學思維學。研究思維學的途徑是從哲學的成果中去尋找,思維學實際上是從哲學中演化出
來的。他還認為形象思維學的建立是當前思維科學研究的突破口,也是人工智慧、智能計
算機的核心問題。
1