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第24章 推动人类文明进程的科学家、发明家(13)

1914~1918年第一次世界大战期问,弗莱明再次参军当军医,他医术高明,备受嘉奖。后来,弗莱明以上校军衔退役后,很多亲朋好友劝他开业行医,对他说:“弗莱明,到苏格兰去当医生吧。凭你的名声和军队中获得的临床经验,挂牌行医,必定名利双收。”

然而,弗莱明想的不是这些,他没有忘记人类还有许多疑难病症没有攻克,他更希望尽快找到杀灭病原菌的办法。经再三考虑,他决定去圣玛丽医学院教细菌学,继续研究抗菌物质。

历史业绩

1928年,弗莱明正在圣玛丽医学院担任细菌学讲师。他一边教书,一边在研究着对付葡萄球菌的办法。人们已经知道,伤口之所以感染化脓,葡萄球菌便是罪魁之一。弗莱明在简陋的实验室中放置了一只只培养器,并在这些培养器中放人营养丰富的培养基,然后接种上葡萄球菌,进行培养。生长出大量的葡萄球菌后,再试验各种药剂对葡萄球菌的作用,力图寻找到杀灭葡萄球菌的理想药物。他一次次、一天天地观察着、记录着,但结果一无所获。

9月的一天,弗莱明偶然发现,有一只培养器中的培养基发霉了,长出了一团青绿色的霉花。本来按惯例拿去倒掉也就完事了,然而细心的细菌学家还是决定把它放到显微镜下观察一下,结果发现了一种出人意料之外的现象:这种霉周围的葡萄球菌都死了。这种青绿色的霉就是青霉菌。

“这些葡萄球菌怎么会死呢?是不是青霉菌杀死的呢?”弗莱明决定培养青霉菌看看。没出几天,青霉菌便繁殖起来。他将青霉菌的培养液过滤,滴进葡萄球菌中,几小时后,葡萄球菌全部死亡。弗莱明把培养液加入800倍的水稀释后,再滴进其他的细菌中,这些细菌也全部被杀死。弗莱明异常兴奋。他预感到,一项重大发现可能会在这个偶然的机遇中孕育、产生出来。他抓住这一现象继续深人研究。为了研究这种杀菌滤液对动物是否有毒性,弗莱明和他的助手又进行了大量的实验,结果证明了这种杀菌力很强的滤液,对动物没有毒性。

1929年6月,弗莱明把他的发现和实验写成论文,发表在世界闻名的英国《实验病理学》杂志上。他指出:“事实表明,有一种青霉菌分泌了有非常强大杀菌能力的物质。它不仅仅能杀死葡萄球菌,而且还能杀死链球菌等许多病菌。”

他把这种由青霉菌分泌的杀菌物质叫做“青霉素”。

后来,澳大利亚物理学家佛罗里和德国化学家钱恩共同完成了青霉素的提纯工作,终于使弗莱明的伟大发现变成了人类的真正福音。因而,他们三人共同获得了1945年度的诺贝尔生理学医学奖。1955年3月11日,弗莱明由于心血管阻塞而突然在家中去世,享年74岁。

弗莱明历经千辛万苦,终于发明了青霉素。这种药迄今为止,已挽救了无数病人的生命。他为人类的文明作出了杰出的贡献。

32.费米:原子科学领域的开拓者

生平简介

费米1901年9月29日生于罗马的一个铁路工人家庭,其母是一位中学教师。费米的童年和少年时代:是在罗马度过的。1918年他考入了比萨大学高等师范学院。1922年以研究x射线的论文获得物理学博士学位。后赴德国哥廷根大学,成为著名物理学家玻恩的学生。1924年回到意大利,在佛罗伦萨大学任教。

1926年起,任罗马大学理论物理学教授。1938年,费米借领诺贝尔奖金之机,携家移居美国,开始担任芝加哥大学教授,1942年以后到新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯,从事新的研究工作。1945年7月16日在这里成功地试验了第一颗原子弹。1946年费米被授予梅里特国会勋章。其后回到芝加哥大学,任该校物理研究系教授。1953年任美国物理学会会长。1954年11月28日由于胃癌,费米逝世于芝加哥,终年53岁。

历史业绩

1933年,费米提出了p射线的衰变理论。这使他成为了世界上第一流的物理学家。然而,费米的最重要成就还未到来。

1932年,英国物理学家詹姆斯·查德威克发现了一种新的亚原子微粒——中子。费米从1934年开始着手用中子轰击许多已知的化学元素。他的试验显示,很多种原子能够吸收中子。在很多情况下,由于核变而产生的原子是放射性的,人们可能希望,如果中子运动得非常快,那就很容易穿透原子核。他的试验还显示,反之也是正确的。如果快中子通过石蜡或水,就会慢下来,它们就会很容易被原子吸收。费米的发现在核反应堆的建设上有很重要的应用。在反应堆中用来放慢中子的材料称为减速剂。

1938年,因为他的重大发现,费米获得了诺贝尔物理学奖。1939年初,里兹·迈特纳等科学家发现中子能诱发铀裂变。当这个报告一经发表,费米就像别的一流科学家一样,立刻认识到铀裂变可能会释放出大量的中子,产生链式反应。费米还预见到链式反应的潜在军事用途。1942年12月2日,在费米领导下设计和生产的第一座核反应堆成功运行了。这确实是原子时代的开始,因为这是人类头一次成功地实现链式核反应。

1945年,他成功地试验了第一颗原子弹。他在其生涯中写了250多篇科学论文。

费米将人类带人了“原子时代”,费米的一生是短暂,可谓英年早逝,但他为社会,为人类所作的贡献却是巨大的。他的成就将会载入史册。

33。霍金:身残志坚的科学奇才

生平简介

霍金,英国理论物理学家,在相对论和量子力学二者的基础上,提出了爆炸黑洞的理论,还研究过时空的奇异性。他从圣奥尔本斯学校毕业后,在牛津大学学院(1962年获文学学士)和剑桥大学三一学院(1966年获哲学博士)学习数学和物理学。在牛津曾被选为冈维尔和凯厄斯学院的研究员。20世纪60年代初期,霍金患肌萎缩性脊髓侧索硬化症,这是一种不治的退化性神经肌疾病。尽管疾病使他日益行动困难,但他仍坚持工作。霍金的主要研究领域是广义相对论,特别是黑洞的物理学。他在1971年提出:在宇宙大爆炸之后,形成了为数众多的含有重达10亿吨的物质而仅占一个质子空间的物体,称为微型黑洞。这些物体的独特之处在于,它们的质量和引力巨大,应服从相对论的诸定律;同时,它们的体积极微小,又应服从量子力学的诸定律。1974年,霍金提出,根据量子论的预测,黑洞在不断发射亚原子粒子,直至耗尽其能量而最终爆炸。过去曾认为,有关黑洞的一切都是不可知的,而霍金的工作则大大激励人们努力从理论上勾画出黑洞的性能。他的工作的重要性还在于,它展示了这些性能与热力学和量子力学的关系。霍金对物理学的贡献为他赢得了多种殊荣。1974年,英国皇家学会推举他为其最年轻会员中的一员,1977年在剑桥大学任引力物理学教授,1979年任剑桥大学卢卡斯讲座数学教授,这是牛顿曾担任过的职位。

历史业绩

霍金主要从事广义相对论特别是黑洞理论研究。在研究黑洞时不落俗套,敢于冲刺,独辟蹊径。他建立了‘著名的微型黑洞爆炸理论。他不同意爱因斯坦广义相对论对引力的处理,因为“它用纯经典的方法处理引力场,而其他可观察场几乎都已量子化了”。他在和埃利斯合著的《时空的大尺度结构》一文中指出,爱因斯坦理论不可避免地导致某种无法适当描述的奇异点的存在。他们提出了两种奇异点:一是恒星塌缩形成的黑洞,二是宇宙膨胀的开端。霍金也因此成了量子引力理论研究的带头人之一。

霍金指出在其他情况下也可能生成黑洞,可能有“许多极小的黑洞散布在宇宙各处,它们并非由恒星塌缩形成,而是由高度压缩的区域塌缩而成……据说这种区域在开创宇宙的‘大爆炸’之后不久的一段时间内存在过”。这种“微型黑洞”可能重达10亿吨而其半径也许不大于一个质子的半径。

1974年,他取得了他的最激动人心的成果,这一结果连他自己都感到有点难以置信。他发现黑洞并不“黑”,而在以稳定的速率向外发射粒子。并在最后能量耗尽时发生爆炸。

霍金从数学上反复证实了这个结果,还提出了一个能产生这一效应的物理学上的量子过程。

他的著作包括《时空的大尺度结构》(1973,与G.F.R.埃利斯合著),《超空间和超引力》(1981),《初始的宇宙》(1983),以及畅销书《时间简史:从大爆炸到黑洞》(1988)。

迈可·丘吉尔在《史蒂芬·霍金非比寻常》一书中评日:“我到这一刻才首次意识到,他是与众不同的,不仅是智慧、聪明、杰出、富有创见,而且是非比寻常。他无比自傲,如果这么讲也可以,一种知悉整个世界的自傲。”

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