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第34章 不懈的探索——科技之最(3)

第二次世界大战爆发以后,为了防止法西斯希特勒抢先研制成功原子弹,关于立即制造原子弹的建议得到当时的美国总统罗斯福的批准。美国政府授命格罗夫斯负责此项工作,以“曼哈顿工程”作为该计划的秘密代号,并聘请罗伯特·奥本海默担任制造原子弹的实验室主任。

原子弹是利用铀235裂变的链式反应,在极短时间内释放大量的原子能,引起强烈爆炸的原理而制成的。奥本海默在设计原子弹、计算其爆炸所需要的临界质量以及原子弹的起爆方法等方面,都曾提出过许多的远见卓识。

在艰苦的条件下,经过近3年的努力,世界上第一批原子弹终于研制成功。1945年7月,第一颗原子弹在新墨西哥州阿拉戈莫多试验场进行爆炸试验取得成功。1945年8月6日和9日,另外两颗原子弹投落在日本广岛和长崎,日本法西斯政府被迫投降。

威力最大的运载火箭

要把人造卫星、宇宙飞船送上天所需能量大得惊人,如果发射单级火箭,使用如汽油那样的一般燃料,则火箭重量的95%左右都得堆放燃料。因此,人类做空间探测和宇宙航行,从某种意义上说,首先取决于能否制造出强大的火箭。

当今世界威力最强大的火箭,是美国用来运载阿波罗登月飞船的“土星5号”,这是一种使用液体燃料的三级火箭,总高85.7米,竖在地面上竟有中国上海的国际饭店那么高。其直径也有10米。起飞时的总重量将近3000吨,相当于一列满载的火车。它上面的部件多达200多万个。11台强大发动机的总功率达到17560万马力,相当于50万辆大卡车的总和。第一级上装的2000吨燃料只够5个发动机烧两分半钟,即一秒钟要用掉三四辆大卡车装的燃料,数量惊人。

最早上天的载人人造卫星

东方计划是一个成功地将人首次送入地球轨道的苏联载人航天计划,这一计划从泽尼特间谍卫星出发,设计了东方号飞船,并从SS—6洲际弹道导弹改造成东方号火箭。东方一号是东方计划的首要任务,也是首次载人的太空飞行任务,1961年4月12日发射升空,尤里·加加林成为第一个进入外太空的人,亦是第一个人进入地球轨道。东方一号是由谢尔盖·科罗廖夫与克里姆·阿利耶维奇·克里莫夫所设计的。

加加林所乘坐的这艘太空船,每108分钟就会环绕地球一次。地面的控制人员需要在太空船发射后的25分钟,才能确认太空船已进入稳定轨道。回程的时候,在距离地面7千米的地方,东方一号会将他弹射出来,而太空船和太空人会有各自的降落伞。

世界上第一个多舱空间站

和平号是苏联/俄罗斯的第3代空间站,亦为世界上第一个长久性空间站(设计成在轨多模块组装,站上长期有人工作。其核心舱于1986年2月20日发射,提供基本的服务、航天员居住、生保、电力和科学研究能力。联盟—TM载人飞船为和平号接送航天员,进步—M货运飞船则为和平号运货。航天飞机和平号核心舱共有6个对接口,可同时与多个舱段对接。

和平号空间站原设计寿命5年,到1999年它已在轨工作了12年多,除俄罗斯的航天员外,还接待了其他国家和组织的航天员,他们在和平号空间站上取得了丰硕的研究成果。但由于和平号设备老化,加之俄罗斯资金匮乏,从1999年8月28日起,和平号进入无人自动飞行状态,准备最终坠入大气层焚毁,完成其历史使命。

和平号太空站是集前苏联第一代、第二代太空站的经验建造的第三代太空站,是世界上第一个多舱太空站。可惜它生不逢时,刚满5岁就遇上了苏联解体。杂乱无章的经济改革使俄罗斯经济陷入困境,不得不大大削减花费高昂又不赚钱的航天开支。和平号只得为五斗米折腰,和外国宇航界合作,争取外援维持生存。先后有12个国家的100多位宇航员登上和平号,其中,外国宇航员就有62个。这倒符合了俄文“和平”的另一个含义“世界”,和平号成了名副其实的“世界”号了,成了实际上的国际空间站。

最早发现电磁感应的科学家

最早发现电磁感应的科学家是法拉第。1831年8月,法拉第在软铁环两侧分别绕了两个线圈,其一为闭合回路,在导线下端附近平行放置一根磁针,另一组线圈与电池组相连,接通开关,形成有电源的闭合回路。实验发现,合上开关,磁针偏转;切断开关,磁针反向偏转,这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。

最早发现电子的科学家

世界上最早发现电子的科学家是英国卡文迪许实验室的物理教授汤姆生。在实验中,汤姆生应用磁性弯曲技术,从测定阴极射线束的曲率半径着手,证明不论放电管中是什么气体,不管阴极是由什么材料做成的,其质荷比都相同,说明这种电荷的微粒是原子的一部分。他把这种带负电的微粒子命名为“电子”。

汤姆生在发现电子以后,又于1904年提出了一种原子模型,认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。1906年,汤姆生获得诺贝尔物理学奖。

最先提出科学的原子论的人

英国化学家道尔顿最先提出了原子论,初步建立了物质构成的学说。

道尔顿在他的原子论中闸发了下面一些观点:首先,一切物质都是由原子组成。原子这种微小粒子不可再分,也不能自行产生或消亡。它在一切化学变化中都可保持自身的独特性质。其次,种类相同的原子,在质量和性质上完全相同;种类不同的原子,它们的;质量和性质不相同。他还认为,单质是由简单原子构成的,化合物是由“复杂原子”组成的,而复杂原子也是由简单原子组成的。另外,原子间化合时,呈简单的数值比。

道尔顿的原子论较为准确地说明了化学变化的本质,同时初步指出了变化中量的问题。从而使化学知识在这一理论基础上系统化起来。但是,用今天的眼光审视他的理论,也会发现其中存在许多缺点错误。例如,他简单地认为“复杂原子”只不过是简单原子的机械结合,他武断地下结论,认为原子是不可再分的,等等。

第一个打开铀原子核的科学家

第一个打开铀原子核的科学家是意大利著名科学家恩里科·费米,他1901年9月29出生于罗马。费米从小才思过人。33岁那年,他开创了“β衰变”的定量理论,为现代基本粒子理论奠定了基础。因此,荣获了1938年度的诺贝尔物理学奖。第二次世界大战时,他摆脱了意大利法西斯的控制,到了美国,在芝加哥大学领导了世界上第一座原子反应堆的建设和试验工作,致力于研究原子核裂变时的链式反应。

费米使用中子流轰击铀核,使铀核放出一个电子而变成一种新元素。这种新元素能分裂成两种元素的同位素,在分裂时能放出巨大的能量,同时还可以放出2~3个新的中子,这些新的中子能导致其他铀核的分裂,从而发生一连串的反应。

第一颗人造卫星的总设计师

1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星发射成功,这在空间技术发展史上是划时代的大事。可是谁曾想到,为此次飞行作出杰出贡献的第一个总设计师,竟是一个被判处死刑的苦役犯,他的真名叫做科罗廖夫。

科罗廖夫是一个天生聪明而又勤奋好学的人,很早就显露出超群的才干。25岁时,就编写出版了专著《火箭发动机》;26岁时,成功地参与设计了苏联研制的第一枚液体火箭;27岁那年,又写出了另一本专著《火箭飞行》;他29岁时,和同事们一起成功地设计了前苏联第一代喷气式飞机。

在太空中工作时间最长的人

1995年3月22日,宇航员波利亚科夫创造了一项新的世界纪录——在“和平”号空间站上连续工作了437天17小时58分17秒。创下了人类历史上宇宙飞行时间最长的纪录。波利亚科夫绕地球飞行了7000多周,航程达2.9亿千米,飞行最大高度(远地点)400千米。

如果加上所有的飞行时间,波利亚科夫在太空上的总天数达到了678天16小时58分6秒,共绕地球飞行了10864圈,这又是一项绝对世界纪录。值得一提的是,波利亚科夫的第一次太空飞行就相当引人注目:1988年4月27日,他乘“联盟”6号宇宙飞船(连接到:飞行器库—载人飞船—联盟号)上天,在“和平”号空间站上工作了241天。

最先预言11种新元素的人

1867年,俄国化学家门捷列夫提出元素周期律,即:元素的性质随着原子量的增加而周期地发生改变。在1869年,他在将已知的63种元素排列成周期表的同时,还留下了一些未知元素的空位,并根据同族元素性质相似的原理,往空位中填人了11种假想的新元素,并给它们定下“类硼”“亚矾”“亚砚”等11个名称。他还预言了这些元素的性质,包括颜色、密度、原子量等等。当时他的这些预测并不受到人们的重视,有些人反倒认为他的想法荒谬可笑。门捷列夫并不急躁,他坚信自己的理论的正确性迟早会被实践证明。

这一时刻终于到来了。1875年9月,法国化学家列科克宣布,他在法国西班牙交界的比利牛斯山脉的闪锌矿中发现一种新元素,并建议定名为“镓”。门捷列夫得知了这一消息,意识到镓就是他在5年前预测的元素,并立即指出:这种新元素的原子量接近68,密度在5.9上下,与此同时,列科克也在实验室里展开进一步研究。他证实门捷列夫预言的镓的原子量等很正确,但认为镓的密度不是5.9,而是4.7。门捷列夫认为,自己的预测是正确的。他怀疑列科克做实验的物质不够纯。列科克注意提纯这种新物质,重新测定镓的密度。他目瞪口呆地面对着结果:密度5.9,门捷列夫是正确的。

这是门捷列夫预言实现的第一步。1879年,瑞典科学家克勒维与尼尔生找到一种新元素,取名为钪,但不久人们就发现,钪的性质早已被门捷列夫预测清楚,就是他定名的类硼。

此后,人们逐个发现了门捷列夫预言的其他9种元素。1885年,锗被发现,即为预言的类硅;1898年,镭与钋被发现,即为亚钡和亚碲;1898年,锕被发现,即为预言的亚钽;1917年到1940年期间,又相继证实了亚钽、三锰、亚锰、亚铯以及亚碘的存在。门捷列夫的科学预言终于被完全证实。

发现化学元素最多的人

目前,人类所掌握的化学元素,连同人工合成的化学元素加在—起已有109种。在寻找新元素的道路上,有许多有才干的科学家贡献了毕生的精力。

瑞典化学家席勒、伯齐利乌斯各自发现了4种元素,德国化学家拉姆塞发现了5种元素。而独占鳌头的则当推英国大化学家戴维,他在短短的一年时间内发现了7种新元素,它们是钾、钠、钙、锶、钡、镁、硼。由此,戴维成为目前世界上发现化学元素最多的化学家。

最早的女数学家

公元4世纪,罗马帝国的统治濒于崩溃边缘,智力与精神在反动教会的禁锢下也都处于全面的败坏之中。当时只有极少数希腊人还竭其所能地保留着古希腊文明的遗产,美丽而又博学多才的女数学家和天文学家海帕西娅便是其中之一。

海帕西娅诞生于亚历山大里亚,父亲是个数学家。海帕西娅在数学上的造诣很高,对自然哲学也有兴趣。她注释了很多柏拉图、亚里士多德等古希腊哲学家的著作,写了不少有关数学和天文学的论文,阐明了古希腊大数学家阿波罗尼斯的圆锥曲线理论,还发明了星盘。但令人可惜的是,她的全部著作都已经失传。

第一个研制安全气囊的人

美国伊顿、耶鲁和唐公司的项目工程师威廉·R·凯里最先研制了安装在汽车中的气囊并使它成为一种实际的安全装置,并于1969年获得专利。

时至今日,人们对气囊在时速达到200英里/小时,遇到撞击能顺利展开仍深信不移,因为到1999年5月为止,仅在美国就已拯救了4230多人的生命。

最高荣誉的数学奖

菲尔兹是加拿大数学家。1924年,国际数学家协会在加拿大多伦多举行,菲尔兹是会议的组织者,他倡议设立数学奖,并把剩余的经费作为基金。1932年,菲尔兹逝世。同年,于苏黎世召开的国际数学家会议上接受了菲尔兹的倡议。1936年,国际数学家会议在奥斯陆举行,第一次颁发了菲尔兹奖章。

国际数学家会议每4年举行一次,每次会议上把菲尔兹金质奖章授予那些对数学领域作出卓越贡献的人,一般每次授予2~4人。