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第15章 机遇故事(7)

丰克总结了前人失败的教训,认为由于神秘物质在米糠中含量过于稀少,如果用常规的方法是难以提取它的。于是,他选择了有强大吸附力的吸附剂——酸性白土来吸住神秘的物质。这一招果然灵验。丰克将米糠在1%的稀硫酸中浸泡、振荡,使神秘物质全部溶于稀硫酸中,再将溶液徐徐蒸发,浓缩的溶液再慢慢通过酸性白土。这样,这个神秘物质就被逮住了。

丰克经过分析发现,这种所谓的神秘物质不过是化学上极普通的胺类有机化合物。于是,便给它起名为生命胺——生命不可缺少的胺类物质,英文是Vitamine。Vita在拉丁文中是生命的意思,amine是胺,合在一起叫生命胺。

由于丰克智取到治脚气病的神秘物质,也被授予诺贝尔医学奖。

自从丰克提取到生命胺后,生物学家、化学家们纷纷动员起来,打了一场捕捉含量极微、对生命至关重要的物质的战斗。此后捷报频传,在短短的10年内,在鱼肝中提取了能治疗夜盲症的物质,从水果中提取到能治疗坏血病的物质,从牛奶中提取到能治疗口腔炎的物质……经分析它们都不是胺类化合物。显然,如果用生命胺来命名是欠妥的。于是,德国生物化学家德莱蒙特把生命胺(Vitamine)一词作了修改。他巧妙地将字母“e”去掉,改成维他命(Vitamin),即维生素——维持生命的要素。它在食物中含量只有万分之一,但生物缺少它就会得病死亡。

爱情的产物

电脑已经普及的今天,没有人再用打字机了,但作为历史,打字机是无论如何也不能抹去的一笔,对使用字母文字的民族来说,更是如此。

他的名字叫GL邵尔斯,在美国一家烟厂里工作,本来跟写字之类的事情没有一点关系,但由于一连串的奇遇和巧合,使他成了这项专利的持有人。

他有一位在公司当秘书的妻子。妻子工作很忙,经常将做不完的工作带回家,连夜赶写材料,非常辛苦。邵尔斯怕把爱妻累坏了,只好帮助她抄写,有时写到深夜,两人往往都写得手酸臂疼。于是,邵尔斯开始有了发明写字机器的想法。

最初,邵尔斯打听到一位叫白吉纳的老技工,他曾与一位朋友研究过写字机器,于是邵尔斯去找白吉纳。

白吉纳很喜欢邵尔斯的认真劲儿,将他同那位已去世的朋友断断续续研究了十几年没有成功的写字机体模型送给了邵尔斯,并告诫邵尔斯,研究成写字机器是异常困难的事情。

邵尔斯决心已定,他把这些写字机雏形的机件宝贝似地搬回家,开始了艰苦的研究工作。

打字机的字臂,照现在的结构而言,似乎是理所当然的形式,可是当时在设计时,却使邵尔斯伤透脑筋。因为一开始他被盖印章那种既简单又实用的传统方式禁锢住了:他认为字键与字印之间不宜距离太远,最好是字键在上,字印在下,一按就可以有字出来,就像一般人盖印章一样,不仅简单而且还能缩小机器的体形。可是,研究到最后,他觉得这一构想根本无法实现。

因为字键在上、字印在下的设计结构字臂不能太长,否则,就像树根一样盘在下面,既复杂又不实用。可是字臂太短,又不能运用自如。所以,他的创造陷入停滞阶段。

有一天深夜,邵尔斯工作很累了,到院子里去散步,回到屋里再想重新工作时,一抬头,看到他太太弯着背写字的侧影。就在这不经意的一瞥之间,邵尔斯内心深处激起一阵轻微的颤动:灯下那个美丽的影子,是多么感人的一幅画面!他觉得坐在那里的不再是他的太太,而是他冥思苦想的打字机形状。如果把他太太的头当做字键,弯曲的臂当做字臂,这种结构不是很理想的设计吗?邵尔斯不禁跳了起来,喊道:“姬蒂,我成功了!”

正在聚精会神抄写东西的邵尔斯太太听到这一声大叫,吓了一大跳,睁着充满惊恐的大眼睛,以为丈夫为搞发明神经错乱了。

邵尔斯根据新产生的灵感,又改进了写字机的构造。经过4年的努力,终于在1867年冬天发明出世界上第一台打字机。

在庆祝仪式上,邵尔斯太太泪光闪闪地对亲友说:“今天,我的高兴远胜过任何人。因为我不但拥有了打字机,也重新获得了我的丈夫。”她最后一句话的意义,只有邵尔斯理解得最深:本来打字机的发明是为了想减轻爱妻的劳苦,结果艰苦的发明工作不仅使自己对妻子照顾不够,反过来却要妻子关照自己,这就增添了爱妻的担忧和劳苦。所以,邵尔斯用低沉而带沙哑的声音说:“如果时光能倒流,让我重新研究打字机,我决不会做的。这就是我的感想。”

啤酒冒泡的启示

原子核和电子等带电粒子非常小,例如原子核的直径只有10-13~10-12厘米,肉眼是看不见的。多少年来,科学家们一直在想方设法看到它们的踪迹。过去用一种“云室”去观察,但看不太清楚。

1952年的一天,26岁的物理学家格拉塞在紧张工作之余,打开了一瓶啤酒。啤酒冒出一串串气泡,他还在想刚才的实验,竟忘记了喝啤酒。过一会儿,气泡渐渐不冒了。格拉塞沉思起来,难道再也不能产生气泡吗?他将一粒沙子投进啤酒杯,只见沙子在下沉的过程中,沙子周围不断地产生着气泡。他又扔下一小撮沙子,这时啤酒就像沸腾了似的,产生出大量气泡。

格拉塞从这小小的实验得到了启发,竟作出了一项了不起的发明,这就是能清楚地看到电子径迹的气泡室。

啤酒的气泡究竟给了他什么启发呢?

原来,啤酒里的气泡,是在高压下溶在啤酒里的二氧化碳气体。平时,碑酒瓶盖子紧紧地盖住瓶口,使瓶内保持一定的压强,啤酒里的气体就不会冒出来。一旦打开瓶盖,压强减低了,溶在啤酒中的二氧化碳气体就从啤酒中逸出来,变成大量气泡上升。刚冒空气泡的啤酒,还处在不稳定状态,过一会儿之后,气泡就减少了,逐渐趋于平衡。可是遇到沙子的扰动,平衡状态即被打破,就会继续产生气泡。

格拉塞回到实验室,把液态氢装在密闭的容器里,然后使容器内部突然减压,这时的液态氢就相当于冒过泡的啤酒,处在不稳定状态。这时,如有带电粒子射进液态氢,就在粒子经过的路径上发生“沸腾”,出现了一串串小气泡,这种情况就像在啤酒里扔下沙粒一样。啊,带电粒子终于留下了一条清晰的“足迹”,这条轨迹可以用高速摄影机拍摄下来再继续研究。在这个基础上,格拉塞经过一番努力终于发明了气泡室,从而导致其他科学家对介子和超子等未知粒子的发现。

气泡室的发明,为原子核物理学的研究提供了极大的方便,格拉塞因此获得了1960年诺贝尔物理学奖。

好马也吃回头草

在许多科幻电影中,未来人使用的武器发出的都是一道道灼热的光束,光束所击中的地方,目标熔化、爆炸。其实这种威力极强的光束的原型,就是我们现实生活中的激光。

激光是一种奇特的光,它的全称应该是“受激辐射光放大”。激光,顾名思义,它是受激以后才发生的光,而普通的光都是自发光。激光“组织纪律”性强,没有命令,绝不发光。激光具有“团队精神”,它发出的光“步调一致”,全都朝着一个方向,也就是说激光可以成为“束”朝着一个方向,以一个波长发射能量,这也是激光与普通光的区别。普通光都是普照的,就连太阳系最大的光源——太阳,都以它的阳光普照着大地万物。激光另外的特点就是它的亮度大,颜色纯,射程远。这些基本特性,决定了激光与普通光有着完全不同的用途。

发现激光的第一人是美国的物理学家梅曼。

当时的梅曼还是一个名不见经传的年轻人。他早年研究过原子、分子光谱,这为他以后试制激光器奠定了良好的理论基础。后来,他又研究红宝石激波激射器,并有了成功的实践。这些都对他日后的成功打下了基础。但他的成功同样离不开他的高尚品格——探索精神和敢于向权威的挑战。

梅曼从1959年8月才转到激光的研究上来,当时美国的无线电物理学家汤斯和肖洛已经研究相关课题近10年,并刚刚在《物理学评论》上发表了著名的文章,认为红宝石不容易实现“受激发射”。与此同时,苏联科学院列别捷夫物理研究所的科学家们也提出了类似的看法。

面对国内、国际著名的专家、学者提出的设想与方案,梅曼参与了这场激烈的竞争。

但是梅曼还是给红宝石建立起了解析模型并加以计算,不过计算结果表明,用红宝石作为材料将很难工作。随后梅曼开始试用多种其他材料,但结果都不理想。而后,他又重新转向对红宝石的研究,他希望以红宝石为样品,寻找出相应的材料,这种材料应该具有红宝石一样的优点:结构简单,结实耐用,此外还必须具备量子效应高的条件,因为量子效应低是红宝石作为激光材料的致命缺点。

对红宝石的深入研究很快使梅曼打消了另外再找其他材料的想法。他发现:含铬量合适的红宝石可以成为产生激光的最合适的材料。经过实验证明,以强光照射含铬量005%的红宝石,竟使得发光时的效应高达权威们原来试验结果的70倍。幸亏他当初又回过头来研究红宝石,否则激光器的发明又要推迟了。看来,好马也需要吃回头草。梅曼解决了一个划时代的问题,迎来了胜利的曙光。

在成功的喜悦中,梅曼对自己的实验装置作了进一步改善。他把一根长190厘米、半径为095厘米的红宝石圆柱体两端磨平后镀上银,放在螺旋形氙闪光灯中心,然后逐渐增强氙闪光灯的强度。当红宝石受到强光照射时,突然发射出一束深红色的光,它的亮度达到太阳表面亮度的4倍,这就是激光!

1960年美国研制成功世界上第一台红宝石激光器,我国于1961年研制成第一台红宝石激光器。从此,各种类型的激光器如雨后春笋,纷纷出现。激光与激光器的问世标志着人们掌握和利用光进入了一个新的阶段。从此,激光器的种类不断增多,性能不断完善,应用领域越来越广,在许多领域中激光还成了独领风骚的角色。

激光的亮度极强,是当今世界上最亮的人造光源。激光的方向性极好,发射角极小,几乎只沿着一个方向传播,所以激光能射得很远。它从地球射到月球40万公里的路程其光斑直径不超过两百米,这是其他光源绝对无法比拟的。

由于激光具备上述特点,它的用途十分广泛。激光在工业上可以作为热源对各种材料进行切割、钻孔等一系列处理。还能对长度、转速等进行精确测量。激光雷达还可以测量云层厚度和监测大气污染。在医学上,激光作为手术刀在眼科治疗、肿瘤切除方面得到了广泛的应用。

军事领域更是激光大显身手的舞台,当今最闻名的激光武器就要数激光制导炸弹了。

第一代激光制导炸弹名叫“宝石风暴激光制导子母弹”。炸弹上的“寻的头”可自动跟踪目标指示器射向目标并反射回来的激光束,炸弹通过追踪激光束精确攻击预定目标。第二代激光制导炸弹改进了制导和控制,并增大了导弹的航程。现在,激光制导炸弹已发展到第三代——“宝石路”激光制导炸弹,射程更远、精度更高、低空远距攻击能力更强。海湾战争中,激光制导炸弹大显神威,导弹像长了眼睛,准确击中各类目标,有的甚至钻入建筑物的门窗、通风口摧毁整个目标。

当然,激光在军事领域的应用决不只是“制导”。随着激光集注的发展,激光测距、激光雷达、邀光制导炸弹导弹、激光眩目致盲武器早已引起人们的极大关注。军事专家认为,未来空间、星际战争的主要武器都是激光武器。不要多久,科幻电影中和其他作品中所描述的场景,就会变成人类生活中的现实。

当然,激光最伟大的功绩还是为现代通讯技术打开了一条广阔的道路,它无愧为“现代化通讯员”的称号。

投机取巧也成功

1975年,美国密执安大学园艺教授里斯,在研究苜蓿的肥效时,偶然发现了三十烷醇对植物生长具有奇特的促进作用。

有一次,里斯带领学生到试验田里种植西红柿。他们用切碎的苜蓿茎叶做基肥,按照教授的要求,每顷地里应该施苜蓿肥117公斤。许多学生都严格按照老师的要求,耐心细致地劳作。可是,有一位学生平时总是马马虎虎,做事不大认真。这回他为图省事,投机取巧,每公顷地里只施了117公斤苜蓿肥。

然而,在收获时,施苜蓿117公斤的土地和其他施苜蓿117公斤土地相比,每公顷都增产1吨西红柿。这时,那个不听话的学生喜出望外,因为他一直担心自己施肥的那些地会减产。

于是,这位学生便向老师认了错,说出当时的实际情况。这下子引起了里斯的怀疑:“怎么会出现这种怪事呢?”

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