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第51章 科技篇(6)

最大的高能物理实验室

欧洲核子研究中心(亦称欧洲原子核研究委员会)是世界上最大的高能物理实验室之一,它有世界上能量最高一级一加速器和研究基本粒子完善的技术,是由英国、法国、德国、比利时、丹麦、希腊、意大利、荷兰、挪威、瑞典和瑞士等十几个国家联合建成的。

实验室跨越法国和瑞士边界,共占地500多公顷,组织机构在日内瓦。欧洲核子研究中心约有上千名科学家从事科学研究,他们主要来自成员国的各大学和研究中心,但也有来自其他国家如美国、中国和独联体的科学家。

实验室所进行的研究通常称为粒子物理,也叫高能物理,因为要用各种加速器产生很高能量的粒子束来研究这些粒子。欧洲核子研究中心拥有同步回旋加速器、质子同步加速器、质子对撞机和超级同步加速器等多种加速器,它的“欧洲”大沧室和“加加梅尔”重液沧室都是世界上最大的。该中心还拥有相当完备的探测系统,包括气泡探测器和电子学探测器等几大类。

世界科学的最高奖

诺贝尔(1833—1896年)是瑞典著名化学家和发明家,他获得专利的发明就有255项,其中最主要的是1863年发明的水银雷管,1867年发明的安全烈性炸药和1875年发明的爆炸胶等。他先后得到瑞典、英国、德国等多国政府的发明专利权,世界各地争相购买他的炸药,因此诺贝尔成了百万富翁。

诺贝尔终身未娶,临终前立下遗嘱,声明其遗产不赠予任何亲友,并规定从遗产中提取920万美元作为基金,以每年的利息约20万美元奖给对世界科学事业有卓越贡献的科学家,这就是后来的诺贝尔奖金。

诺贝尔奖金设有物理学、化学、医学、生理学和文学、和平事业五种奖,1969年又增设了经济学奖。长期以来,诺贝尔奖金是世界上声誉最高的科学奖金。

诺贝尔奖金由瑞典政府的一个委员会管理,物理、化学和经济奖由瑞典皇家科学院评定,生理或医学奖由斯德哥尔摩加罗林医学外科学研究院评定,文学奖由瑞典文学院评定,和平奖由挪威议会所选出的五人委员会评定。

第一次诺贝尔奖金是1901年12月10日颁发的。除因战时中断外,每年的这一天分别在斯德哥尔摩和奥斯陆两地隆重举行颁奖仪式。自诺贝尔奖金颁发以来,它的评选过程从未改变过。每年由瑞典及各国已获得诺贝尔奖者和各学科、行业权威人士郑重推荐候选人约2000名,其中数百人被正式推荐给评审会,经长时间的调查与秘密会议决定出最后得奖人。

诺贝尔奖金的颁发注重重大的科学成就,必须经历时间的考验,证明这些科学家的工作成果确实对科学、对生产的发展起了重大的作用。坚持这一条,就保证了发奖对象基本上选得准确,保证了得奖的科学成果的高水平。另外,颁奖委员会还注意奖励开创性的基本研究、基础理论的研究和工具方面的创造性研究。

一生中获得过两次诺贝尔奖金的科学家只有两人。第一位是居里夫人,她由于发现了镭的放射性而与其丈夫皮埃尔·居里以及另一位法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔共同获得1903年度的物理学奖。后来,为了表彰她在发现钋和镭这两个新元素方面的功绩,又授予她1911年度化学奖。第二位两次获奖者是美国物理学家巴丁,他由于发明世界上第一只晶体三极管而与另两位美国物理学家一起获得1956年度物理学奖。后来他又因为在超导理论方面取得突破与另外一位美国学者一起获得了1972年度物理学奖。

诺贝尔奖对推动科学研究造福人类起了巨大的作用。

最早发明算盘的国家

算盘也是中国古代的一项伟大发明。中国的算盘是由古代的“筹算”演变而来的,“筹算”就是运用一种竹签作筹码来进行运算。唐代末年,开始见到筹算乘除法的改进,到宋代产生了筹算的除法歌诀。

在元代中叶和元末的文学、戏剧作品中有提到算盘的。15世纪中叶,《鲁班木经》中有制造算盘的规格。约在明代末年,算盘逐渐流行。论述算盘的著作也随之产生,流行最广的珠算是1593年明代程大位所辑的《算法统宗》。

由于珠算口诀便于记忆,运算又简易方便,因而在中国被普遍应用,同时也陆续传到了日本、朝鲜、印度、美国、东南亚等国家和地区,受到广泛欢迎。算盘的出现,被称为人类历史上计算机器的重大改革。现在,中国财贸、工农业及各种企业有数千万人仍在使用算盘。

1981年,中国又研制成功了电子算盘,这种电子算盘的上半部用微型集成电路,下半部是算盘。它根据加减算盘快、乘除电子计算机优越的特点,综合成一个整体,乘除用上半部,加减用下半部,从而大大提高了珠算的效率。这种革新成为古老文化与现代科学结合的成果,证明珠算更新换代,仍可发挥它的计算功能,并且可以达到更完美的境界。

最早的无线电通信机

1820年,奥斯特发表了著名的奥斯特实验成果,第一次揭示了电流能够产生磁的物理现象。在此基础上,法拉第于1831年发现了电磁感应定律。到了1873年,麦克斯韦提出电磁场理论,并描述了电磁波的一些基本性能。1888年,赫兹成功地在导线中激起了高频振荡,并在导线周围测得了电磁场,从而用实验证实了电磁波的存在。这一切都为无线电通信的发明奠定了坚实的基础。

自赫兹的实验发表以后,人们就产生了制造利用电磁波传递信息的无线电通信机的思想,并做了大量的实验,结果都没有成功。直到1895年5月7日,亚历山大·斯捷潘诺维奇·波波夫在俄国物理化学学会会议上,第一次公开表演了他所发明的称之为“雷电指示器”的无线电接收机。第二年在同一学会的会议上又表演了距离为250米的无线电通信。接着,意大利科学家马可尼将无线电通信付诸实用,并申请了专利权。

波波夫发明的这架最早的无线电通信机,是利用火花放电来产生高频电磁振荡的。这种火花放电具有高频振荡特性,振荡频率由天线和导线等的电感和电容量决定。这种高频阻尼振荡由天线A辐射到空间,这就是发射出去的无线电信号。

波波夫发明的火花式电报机是世界上最早的无线电通信机。尽管它存在不少缺点,不能在很宽的频带范围内产生电磁振荡,发送的信号十分简单,但它却开创了无线电技术的新时代,其意义是非常深远的。这种电报机一直沿用到上世纪20年代以前,直到采用电子管后才被取代。

最早的无线电广播

1906年12月24日即圣诞节前夕的晚上8点钟左右,美国匹兹堡大学教授费森登,通过马塞诸塞州布朗特岩的128米高的无线电塔成功地进行了一次广播。广播的节目有读圣经路加福音中的圣诞故事,小提琴演奏曲,还播送了德国音乐家韩德尔所作的《舒缓曲》等。人们听到电波传来的精彩节目,感到十分惊奇。这是人类历史上第一次进行的正式的无线电广播。

在1900年11月,费森登教授曾进行过一次演说广播,但声音极不清楚,未被重视。不过,第一次成功的无线电广播,应该是1902年美国人内桑·史特波斐德在肯塔基州穆雷市所作的一次试验广播。

史特波斐德只读过小学,他如饥似渴地自学电气方面的知识,后来成了发明家。1886年,他从杂志上看到德国人赫兹关于电波的谈话,从中得到了启发,试图应用到无线广播上。当时,电话的发明家贝尔也在思考这个问题,但他的着眼点在有线广播,而史特波斐德则着眼于无线广播。经过不断地研制,终于获得成果。

史特波斐德在附近的村庄里放置了5台接收机,又在穆雷广场放上话筒。一切准备工作就绪了,他却紧张得不知播送些什么才好,只得把儿子巴纳特叫来,让他在话筒前说话,吹奏口琴。试验成功了,巴纳特·史特波斐德因此而成为世界上第一个无线广播演员。

他在穆雷市广播成功之后,又在费城进行了广播,获得华盛顿专利局的专利权。现在,肯塔基州立穆雷大学还树有“无线广播之父”的纪念碑。

第一个获得诺贝尔物理学奖的人

第一个获得诺贝尔物理学奖金的人是德国物理学家威廉·康拉德·伦琴。伦琴1845年生于德国勒内普,他从小就很勤奋。1895年11月,伦琴在德国沃兹堡大学物理研究所工作,研究阴极射线管中低压气体的放电过程。当月8日晚,伦琴用黑线把一只梨状的阴极射线管用黑纸包起来,检查在黑暗中它是否漏光,结果发现一块氰亚铂酸钡发出一种绿色的荧光。

伦琴断定这是由于阴极射线管中有某些射线射到氰亚铂酸钡上才使之发射荧光的。经过反复研究,伦琴发现,绝大多数材料对这种射线都是透明的,即能被这种射线穿透。因为当时对这种射线尚一无所知,伦琴就称之为X射线。

1895年12月28日,伦琴在奥兹堡大学作了一次X射线的学术报告,并公布了世界上第一张X光照片——伦琴夫人的手骨照片,引起了世界的轰动。为了表彰伦琴的杰出贡献,瑞典皇家科学院1901年11月12日在斯德哥尔摩授予他诺贝尔物理学奖金。

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