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第14章 推动人类文明进程的科学家 发明家(3)

1964年10月16日15时是中国历史上辉煌的一刻,在场的科学家听到天崩地裂般威猛的轰鸣,只望见无坚不摧的冲击波奔雷似的卷动沙浪,掀起漫天尘雾。作为效应物的坚固建筑着火了,倒坍了,炮艇被冲走,列车被推翻,斗石遍地,蘑菇红云不断爆裂,隆隆升腾,如同怒耸而起的巨人,投影30公里。百米高的铁塔早气化了,蜷缩了,只剩下变细了的几条钢轨,弯曲在化为玻璃体的砾石滩上,这是毁灭,也是新生,是战争的演示,也是最有音响效果的和平宣言。

两弹元勋邓稼先为我国的国防事业默默地工作了30年,不计名利,堪称典范。

8.袁隆平:杂交水稻之父

生平简介

袁隆平,1930年9月7日生,是新中国第一代大学生,1953年毕业于西南农学院,被分配到偏远落后的湘西雪峰山麓安江农校教书。1960年,罕见的人祸天灾降临中国,大饥荒夺去数千万人的生命。袁隆平亲眼目睹了这场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。严酷而沉痛的现实使他感到深深不安,于是开始了水稻高产育种研究。

1964年,袁隆平偶然发现了一株天然杂交水稻,优势非常强,这给了他很大启发,于是开始从事杂交水稻研究,用9年时间于1973年实现了三系配套,并选育了第一个在生产上大面积应用的强优高产杂交水稻组合——南优2号。为此,他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖,被国际上誉为“杂交水稻之父”。

袁隆平是中国工程院院士,现任国家杂交水稻工作技术中心暨湖南杂交水稻研究中心主任、湖南省政协副主席,袁隆平是中国研究杂交水稻的创始人,世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。

他先后获得了联合国知识产权组织“杰出发明家”金质奖章、联合国教科文组织“科学奖”、英国让克基金会“让克奖”、美国费因斯特基金会“拯救世界饥饿奖”、联合国粮农组织“粮食安全保障奖”、日本“日经亚洲大奖”、“先驱科学家奖”、“日本越光国际水稻奖”等八项国际奖。

历史业绩

袁隆平设想利用水稻雄性不育性,通过培育不育系、保持系、恢复系“三系”配套方法,来代替人工去雄杂交,生产杂交种子,并在中国科学院出版的《科学通汛》1966年第4期杂志上发表了《水稻的雄性不孕性》这篇对杂交水稻研究具有划时代意义的论文。

到1972年,第一个雄性不育系和保持系培育成功了,继而育成了恢复系。

1973年实现了“三系”配套,第一个具有较强优势的杂交组合“南优2号”获得成功,并立刻显示了它的增产效应,亩产达到623公斤,单产一般比常规稻增产200A,左右。

袁隆平对杂交水稻育种的战略设想,分为三个战略发展阶段:即三系法品种单间杂种优势利用;二系法亚种问杂种优势利用;一系法远缘杂种优势利用。

虽然一些种子经营部门包括有的科研人员都反对一系法,但袁隆平认为,一系法一定要搞!科学应该是不断进步的!

1995年,袁隆平与其助手和美国康奈尔大学合作,用分子标记的方法,结合田问试验,在野生稻中发现了两个种要的QTL基因位点,分别位于1号和2号染色体上,每一位基因位点具有比杂交稻增产18%的效应,将常规育种手段与分子育种技术结合起来,利用水稻的远缘杂种优势,预计在下世纪初将会取得又一次重大突破。

袁隆平的论文和著作也多次获奖。其中《水稻的雄性不孕性》、《杂交水稻育种的战略设想》的发表被学术界公认为具有划时代的意义,是对传统经典理论的重大突破。他的著作《杂交水稻育种栽培学》1993年获国家图书一等奖,该书还被列为“推动我国科技进步十大著作”之一。

世界杰出的农业经济学家唐·帕尔柏格写了一部名著,叫《走向丰衣足食的世界》书中写到“袁隆平为中国赢得了宝贵的时间,他增产的粮食实质上降低了中国人口增长率。他在农业科学的成就击败了饥饿的威胁,他正引导我们走向一个丰衣足食的世界。”

第二节 外国著名的科学家、发明家

1.毕达格拉斯:古希腊的智者

生平简介

古代希腊著名的数学家毕达格拉斯,大约生于公元前582年,幼年时代是在希腊的萨斯岛度过的。他的父亲内萨库斯是一个富有的宝石雕刻匠和批发商。他跟父亲学会了在金属上雕刻花纹的手艺,但他从小最喜欢的是数学和音乐,并对几何学发生了浓厚的兴趣。

埃及的先进科学成就强烈地吸引了年轻的毕达格拉斯,他决意到埃及去旅行和考察。据公元前三世纪的亚历山大里亚博物馆的图书馆长卡利马科斯的记载,毕达格拉斯曾在埃及住过多年,并曾向埃及的祭司们学习过数学知识。毕达格拉斯在数学上的成就便是在吸收埃及的科学成就的基础上取得的。

历史业绩

毕达格拉斯把毕生的精力都花费在数学的研究上。他第一个使数学这门学科超出了商业需要的范围。他的刻苦钻研,推进了数学的发展,特别是对几何做出了卓越的贡献。他认为数目是数学中最基本的元素,把数分为奇数、偶数。毕达格拉斯提出了无理数的理论以及几何学上的点、线、面和空间的概念。他认定:在平面上以一点为中心可以延展成6个等边三角形、4个直角三角形和3个正六边形,这是他在对周边事物进行细致观察的基础上,又经过独立钻研而得出的结论。

毕达格拉斯在数学上最突出的成就,是他发现了勾股定理,毕达格拉斯发现花砖上的直角三角形三边之间似乎存在着一种特殊关系。于是,它先在一条直角边上写个a,在另一条直角边上写个b,在斜边上写个c,用a、b、c分别表示三角形三边的长度。相邻的两个黑色三角形组成一个正方形,面积为a·a=a2,相邻的另两个黑色三角形又组成一个正方形,其面积为b.b=b2,相邻又相间的4个黑白相间的三角形则组合成一个更大的正方形,其面积为c·c=c2,而其面积又等于两个小正方形的面积之和。由此他得出了直角三角形三边之间的关系式:a2+b2=c2。

毕达格拉斯在天文学上的研究成果,对后世也有影响。他认为宇宙的中心是“中心火”,月亮、地球和金、木、水、火、土五大行星环绕“中心火”旋转,它们运动的和谐,奏出一种“天体音乐”。他的这种关于天体运行的假说预示了后来地动说的理论。“天体音乐”预示太阳系各行星是有规律、有秩序的。他还发现了月球是从太阳取得光的。

毕达格拉斯还从事哲学研究,是古希腊第一个唯心主义学派的创始人,他提出一对对矛盾的范畴:有限与无限、一与多、奇数与偶数等。这些都为以后哲学的发展作出了一定的贡献。

毕达格拉斯的学说和思想不仅对后世影响非常深远,他那处处留心皆学问,善于思考,刻苦钻研的精神,更为后人树立了榜样。

2.法拉第:电子时代的先驱

生平简介

迈克尔·法拉第1791年生于英国的纽因顿。他的父亲是个铁匠,家境贫寒,所以法拉第没有受过正规教育。5岁随全家定居伦敦,12岁开始做报童。13岁到订书店当学徒,一直当了3年。这个工作对他的一生产生了很大影响,使他有机会读了很多科学书籍,其中对他影响最深的是《大英百科全书》和《化学漫谈》。他根据自己所学知识,利用节俭来的点滴零用钱购买一些简单的器材,做一些简单的化学实验,开始了他最初的“科学研究”。1812年,在别人的帮助下,他幸运地听了英国皇家学会会长、著名科学家戴维的4次演讲,立即被这些演讲所吸引,并希望“进入科学部门工作”。他大胆地把这个愿望写信告诉了戴维,同时附上精心整理和带有插图的听讲笔记。戴维自己幼年丧父,15岁辍学,当过学徒,也是靠自学走上科学研究道路的,所以对法拉第的身世和热爱科学的精神深表同情。1813年3月推荐法拉第到英国皇家研究院实验室当他的助手,同年10月,法拉第随戴维前往欧洲大陆进行学术考察,从而学到不少科学研究方法,开阔了眼界。1816年发表了第一篇论文。1821年担任皇家研究院实验室主任,开始转向电磁学的研究,并于10年后发现电磁感应定律,奠定了经典电磁学的理论基础。

法拉第永远是一个努力工作不断学习的人,只有工作与学习才会使他快乐,才会使他感到满足。1867年8月25日,他坐在书房中的一把椅子上看书时,平稳地停止了呼吸,安详地死去,终年76岁。

历史业绩

电流的磁效应的发现,揭示了电与磁有着内在的联系。法拉第了解到奥斯特的实验之后,于1821年9月3日重复了奥斯特的实验:他把小磁针放在载流导线周围的不同的地方,发现小磁针有环绕导线作圆周运动的倾向。这使他立即想到:既然电可以产生磁,为什么磁不可以生电呢?电是一种很有价值的东西,伏打电池造价昂贵且电力不足,磁石到处都有,如果用磁来生电,电的造价就会便宜,那么其意义就不仅仅局限于实验室里,而会和人类的日常生活连在一起,具有不可估量的社会效益和经济效益。

从那以后,法拉第进行了大量的实验,他将磁石插进一个铜线圈,再接上电流计,没有电流。他用一根通电的导线去挨近未通电的铁丝,又改用一个大磁石,用电流计去测也没能发现铁丝中有电流产生。是自己的想法错了吗?不会的!法拉第深信自然界各种力是统一的,而且可以相互转化。电和磁也应该统一并可以转化,何况由实验得知电能生出磁来,磁一定会产出电来!正是这种坚定的科学信念,法拉第孜孜不倦地进行了10年实验,一种方法失败了,又换另一种方法,一个实验不成功,再来另一个,在1831年8月29日,他终于成功了。

他用一个2.22厘米厚、外径为15.24厘米的软铁圆环,圆环上绕两个彼此绝缘的线圈A和B保证了电不可能从A到B,也不可能从B到A,B的两端用一条铜导线连接。形成一个闭合回路。A和一组由10只电池电组成的电池组及开关K相连,形成闭合回路。法拉第的思想方法是:K闭合,A回路有电,奥斯特已发现电可以产生磁,磁可以沿铁环传递给B,如果磁可以生电,那么由铁环传来的磁会在B闭合回路里产生电流,用电流计或小磁针可以检验到B中的电流。他在闭合回路下放了一个磁针,先闭合开关K,再观察磁针,磁针一动也不动!法拉第有些沉不住气了,两眼怔怔地望着磁针,喃喃地自语:“你怎么不动呢?”

他头也不转地去断开开关K,却出乎意料地看到磁针摆动了,“是风吹的吗?”他又合上K、断开K,都发现磁针有摆动,法拉第非常高兴,他确信是开关的闭合和断开使磁针转动,他马上想到这就是他寻找了近10年的磁生电现象!

为了进一步证明磁生电的现象,法拉第1831年10月17日又进行了较大规模的实验。他把约67米长的铜线绕在一个空的长筒上,铜丝的两端连接一个电流计,然后手拿一根长2.13厘米、直径1.9厘米的长圆形磁石,迅速插进和拔出圆筒,法拉第发现电流计的指针都动了,而且指针偏转的方向相反。这就是说磁可以产生电,而且是通过磁体的机械运动产生电流,形成了我们现在发电机第一个原始的模型。

1831年,法拉第开始撰写他的三卷本巨著《电学实验研究》,并分别于1837年、1844年、1855年相继出版。在这部巨著里汇集了他的精巧实验,形象地描述了对物理学的深刻见解。这部巨著确立了经典电磁学的理论基础,法拉第也因此而被誉为“经典电磁学的奠基人”。

法拉第是19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家,经典电磁学的奠基人。同时,法拉第是自学成才的光辉典范,他的刻苦勤奋及不懈追求真理的精神永远激励着后人。

3.达尔文:生物学的巨人

生平简介

1809年2月12日,查里士·罗伯特·达尔文出生于英国的施鲁斯伯里。幼年时的达尔文是一个不爱学习而又异常淘气的孩子,所以凡是教过他的老师都认为他将来不会有什么出息。他除了热衷于搜集和研究各种各样的小石子、贝壳、钱币、雀蛋、花朵和虫子外,还时常精心捏造一些谎言来欺骗大人。有一次他从父亲的树上摘下了许多贵重的果实,把它们藏在灌木丛里,然后却拼命地跑出去散布消息说,他发现了一堆被偷窃的果实。

在达尔文8岁的时候,母亲过早地去世了。达尔文是在父亲和善良的姐姐们的哺育下长大成人的。达尔文的父亲罗伯特·华林·达尔文医生,为了能让儿子安心学习,老达尔文博士把儿子送进了一所纪律严明的古典学校,但达尔文仍不用心去学拉丁文和希腊文。

后来,达尔文离开那所古典学校,父亲送他去剑桥大学学医。正是在剑桥,达尔文才遇见了著名科学家普鲁弗索·亨斯洛教授。亨斯洛认为达尔文虽然不成熟,但有成为一个博物学家的素质。他非常欣赏达尔文的善于独立观察的能力,亨斯洛经常劝达尔文要博览群书,以便将来能当一个真正的博物学家。

1831年秋,年方22岁的神学院学生查理士·达尔文,作为皇家舰艇“贝格尔”号上的一名没有薪金的博物学家,远涉重洋。他以一个科学家严谨的态度仔细观察,为1859年发表《物种起源》奠定了基础。达尔文1882年4月19日逝世。享年74岁。

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