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第2章 科学家之最

最有成就的女核子物理学家

吴健雄是世界上研究核子物理学的首席女物理学家,她获得了许多国家颁予的崇高奖誉,同时有十多个荣誉博士学位集于她一身。

吴健雄于1913年生于江苏省浏河县,是一名华裔美籍科学家。父亲是一位中学校长。1936年,吴健雄毕业于南京国立中央大学,获理学士学位。同年,她留学美国,在美国加州大学深造,1940年,获博士学位。此后,她在美国史密斯学院和普林斯顿大学、哥伦比亚大学任教。

1956年前,华裔美籍物理学家李政道(哥伦比亚大学)博士和杨振宁(普林斯顿大学)博士对当时的所谓K介子的原子粒子发生了怀疑,认为在这种“弱互相作用”中,自然力可能不是对称的,这是对物理学的基础“宇称守恒定律”表示异议。但是,他俩的发现还没有得到充分的验证。

吴健雄博士大胆地提出了一个测验,她将放射性钴60置于强力磁场之中,将原子排列成一个方向并使之超冷,将无规则的热运动减至最少,再观察它的电子散布在什么地方。结果,她发现钴放射出来的无数电子,大多数是射向一个方向,和每个原子核旋转的方向相反。吴健雄的发现震惊了科学界,因为这揭示出力并不是永远对称的。这样,她验证了李政道、杨振宁两博士有关推翻“宇称守恒定律”的理论。这个结果使李、杨二博士获得了诺贝尔奖。

吴健雄在验证宇称理论之前,已是国际闻名的第一流的实验物理学家了。她曾将核子物理学上一种非常微妙的技术应用到生物学上去;她曾在哥伦比亚大学一座建筑物的地下室中,安装了一副新式冷冻机,将原子和原子核“超冷”到绝对零度上一度的百分之一以内。她又是对居间能量核子物理学进行研究的少数几位科学家之一。此外,吴健雄还从事加倍“贝他”衰变实验,拟设法测出比一万亿亿年更长的放射性物质的寿命。

1972年,吴健雄受委担任哥伦比亚大学米彻尔·普宾物理学讲座教授。1973年,荣任美国物理学会的第一位女性会长。1975年,美国总统福特在白宫给她颁授了科学、数学和工程学最高奖誉——国家科学勋章。1978年,她荣获了由许多国家的世界著名科学家组成的一个国际评判委员会评选的沃尔夫基金奖首次奖金。

第一个发现宇宙射电的人

第一个发现宇宙射电的人是史斯基,他是美国贝尔电话实验室的一位年轻无线电工程师。

史斯基生于1905年,23岁时进入贝尔电话实验室工作,专门负责搜索和鉴别电话的干扰信号。1931年,他在设法排除电话中的干扰信号时,偶然发现了一种十分微弱但又十分稳定的噪声,而且它的最大值出现周期与地球的自转周期相同,正好为23小时56分04秒。他经过一年多的研究,断言这种无线电辐射来自银河系的中心。由此人们认为,史斯基是射电天文学的创始者和奠基人。

宇宙射电的发现,使射电天文学向前迈了一大步。

第一个女数学家

世界上第一个女数学家是海帕西娅,她同时也是一个天文学家。

在公元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。她的博学并未得到很好的发挥。

海帕西娅诞生于亚历山大里亚,父亲是个数学家。在青年时代,她已经在数学与天文方面锋芒毕露,曾协助父亲注释欧几里得的《几何原本》和托勒密的《伟大论》,并在家乡主持新柏拉图学院的日常工作。父亲去世以后,她被推荐到亚历山大里亚博物馆任职,并开展了科学活动,这在当时是首例。

海帕西娅以其广博的学识,流利的口才和深刻的分析本领很快地为世人知晓。由于亚历山大里亚是个有名的商业都市,文化交流活动也非常频繁,经常有一些外国来客专程拜访她,向她请教。

在数学上海帕西娅的造诣相当高,对自然哲学也有一些独特的见解。她注释了不少柏拉图、亚里士多德和其他许多古希腊哲学家的著作,写了不少有关数学与天文学的论文,阐明了古希腊大数学家阿波罗尼斯的圆锥曲线理论以及丢番图的代数与不定方程理论,还发明了星盘。可惜她的全部著作都已经失传。

亚历山大里亚的绝大多数人民都非常尊敬和爱戴她,而当时统治罗马的基督教会却极端仇恨她,因为她宣传了科学真理。教会造谣诬蔑、恶意中伤,咒骂她是反对基督的女巫,最终将她谋害致死。

文学家爱德华·吉蓬在其名著《罗马帝国的衰亡》中描写了海帕西娅的悲惨结局:“大约在公元415年的春天,一群狂热的基督教徒设下埋伏,在她上完课回家的途中对她进行突然袭击。她被那伙暴徒从马车中拉出来,剥得一丝不挂,拖到教堂里。在那里,暴徒们用锋利的蚌壳把她身上的肉一片片地刮掉,然后撕裂了她颤抖的四肢,把它们投进熊熊烈火。”

邪恶的教会不仅夺走了海帕西娅的生命,也严重摧残了辉煌一时的希腊文化,开始了中世纪1千多年黑暗、愚昧的统治岁月。

后世的人们深深地怀念着为科学和文明献身的海帕西娅。为了纪念她,月球上位于“静海”和“酒海”之间的一个环形山,被命名为海帕西娅。

第一个测算地球大小的人

据史料记载,最先测算出地球大小的人是古希腊的埃拉托斯梯涅斯。

公元前240年6月21日中午,在位于北回归线上的古埃及城市谐涅,太阳处在正顶上,井栏圈照不出影子,用铅垂线试验,则太阳光线与铅垂线重合,但在同一时刻离谐涅城以北约800余公里的亚历山大里亚城,太阳光线却同铅垂线成7度12分的角,因而有影子照出来。

为什么会发生这种现象呢?埃拉托斯梯涅斯反复地思考着这一问题。当时,人们普遍认为地球是方形的。埃拉托斯梯涅斯想,如果地球真是方形的,那么上面那种现象又怎样来解释呢?一定是因地球弯曲而产生的。他发现这7度12分恰好是一个圆周的五十分之一。

事实上,这7度12分就是谐涅同亚历山大里亚之间的纬度之差。经过反复的推敲,发觉只要把两地之间距离乘以50,就可推算出地球的大小。

埃拉托斯梯涅斯终于求得了数据,即地球周长为46240公里。我们知道,现在所测得的球赤道周长为40076.5938公里。按此计算,埃拉托斯梯涅斯的数据比现在的数据约大15%,不过仅凭当时的条件,得出这个数据也是很难得的。

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就是德国特理学家威廉·康拉德·伦琴,也就是X射线的发现者。

1895年,伦琴正在德国沃兹保大学的实验室里,研究一种名为克鲁克斯管的放电过程。一天,他将门窗都密封起来,用黑纸把这个梨状的放电管包住。当接通高压时,奇迹出现了,只见一丝绿光映入眼帘。伦琴认定这种绿光是某种射线射在一块氰亚酸钡上发出的荧光。这个发现使他欣喜若狂,一连好几天没有回家,呆在实验室里反复研究。他企图用各种物质来阻挡这种射线,结果大多物质都被它穿透。因为对这种射线一无所知,伦琴就其命名为X射线。

伦琴一连几天不回家,还引起了一场风波,妻子要他解释不回家的原因。伦琴只得带她到实验室,给她照了一张一只手的X光照相,在底片上可清楚地看到她的手骨和手上戴的结婚戒指。这就是世界上第一张X光射线照相。

当时伦琴这一发现,确实轰动了世界。更有趣的是,投机商人见有利可图,大做宣传,警告女士们,今后无论穿什么衣服上街都不安全,企图招引顾客去买他们的X光保险服。

从那以后,各地科学家都在紧张地研究X射线,法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射线,英国物理学家发现了第一个基本粒子——电子,X射线引来了众多的发现,渐渐地打开了近代物理学的大门。

为了表彰伦琴的杰出贡献,于1901年11月12日,瑞典皇家学院在斯德哥尔摩授与伦琴1万多元的诺贝尔奖金、一枚奖章和一张获奖证书。

第一个获得诺贝尔医学奖的人

第一个获得诺贝尔医学奖的人,是德国微生物学家贝灵(1854~1917年),他的主要成果是发明白喉抗毒素。

贝灵1878年毕业于柏林威廉皇家学院医科,曾做过一段时间的军医,于1889年到郭霍传染病研究所工作。郭霍让贝灵研究的课题是探索治疗白喉的药物。

贝灵在进行这项研究的过程中,把培养出的具有致病力的白喉菌液注射到小白鼠体内,使之发生白喉,然后注射碘剂。结果,大部分白鼠被碘剂毒死,小部分死于白喉。只有少数逃过了这两道关口而幸存下来。后来,他又给幸存的白鼠注射新鲜的白喉菌液,它们照常饮食,跑跳,而且没有白喉症状。

几天后,他再给这些幸存的白鼠注射大量的白喉菌液,它们依然如前,贝灵对此十分惊奇!他想,小白鼠在白喉病愈后,它的体内必定产生了某种能抵抗白喉的物质。于是,他从那些白喉病愈后的小白鼠身上抽出一些血液,将其血清混和到新鲜且有传染性的白喉菌液里,然后注射到一组未患过白喉病的小白鼠体内;同时,他把不加免疫血清的同等剂量白喉菌液注射于另外一组未患过白喉的小白鼠体内作比较。结果,后者感染白喉死亡,而前者却安然无恙。因而证明白喉病愈后,血清中的确存在着抗白喉的物质。

由于小白鼠太小,所产生的免疫血清太少,贝灵改用羊的免疫血清,经多次动物试验,证明羊的白喉免疫血清同样具有治疗白喉的功效。1891年12月24日,贝灵首次将他的新发明应用到临床,被医治的对象是一个白喉病危的小孩,他经注射羊的白喉免疫血清后得救,从而证实人类获得了征服白喉的有力武器。

1895年,贝灵到马尔堡建立白喉抗毒素研究所。由于临床上对白喉抗毒素的需要量很大,贝灵后来改用牛免疫血清,最后又改用马免疫血清。

鉴于贝灵发明白喉抗毒素的杰出成就,使得世界上许许多多的儿童从白喉的威胁中走了出来,因此他在1901年获得了首届诺贝尔医学奖金。

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