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在法国留学期间,钱三强在巴黎大学镭学研究所居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室从事原子核物理的研究工作。这期间,钱三强在原子核物理学领域中做出了很多成就。
首先,他与约里奥·居里合作,用中子打击铀和钍得到放射性的镧同位素,从它们的β射线能谱证明它们是同一种同位素。这对解释当时发现不久的核裂变现象是有力的支持。
他还首次从理论和实验上确定了 50000电子伏特以下的中低能电子的射程与能量的关系。并且与布依西爱和巴什莱合作,首次测出了镤的α射线的精细结构,并与电子内转换的γ谱线符合得很好。
他最大的成就是与妻子何泽慧、两个法国研究生沙士戴勒和微聂隆合作,发现了铀的三分裂和四分裂现象。这个发现使他们异常兴奋,但他们并没有立即发表,因为当时科学家们一致认为原子核分裂只有二分裂的可能。钱三强根据实验继续分析研究,最终得出了能量与角分布等的关系,对三分裂现象从实验与理论两方面作出了全面的论述。
经过十几年的考验,这一发现已得到公认,尤其是到50年代获得新的实验手段后,从第二裂片的同位素质量谱、射程、发射角度等都说明他的解释与实验证据以及电子计算机计算结果相符合。这一发现被人们认为是第二次世界大战后居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室第一个重要成果。
在钱三强要返回祖国时,约里奥·居里夫妇送给他一份鉴定书,上面写着:十年期间,在那些到我们实验室来由我们指导工作的同代人中,钱三强最优秀,我们这样说,并不言过其实。
钱三强回国后培养了一批从事研究原子核科学的人才,并且建立起中国研究原子核科学的基地。从1955年起,他参加了原子能事业的建立和组织工作,将近代物理研究所改良为原子能研究所,领导并促进了这一事业的发展以及有关科技工作的开展,对中国科学院和中国原子能事业的建设、计划和学术领导都作出了贡献。
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早在1834年,爱尔兰人詹姆斯查默斯就设计过邮票,但人们通常认为邮票的发明人是英国人罗兰希尔。1840年的一天,邮政大臣罗兰希尔爵士在乡间的小路上散步,忽然听见有人争吵。他走上前去,原来是一个送信的人与一名乡下少女为邮费在争论。信差告诉希尔,说他走了许多路,为这位少女送来了信,但这们少女看了信封一眼后就把信退还给了他,并说:“我没有钱收信。”希尔觉得其中必有缘由,就替少女付了钱,送走了信差。少女十分感激,她对希尔说:“我未婚夫外出做工了,这信是他写来的。我家很穷,付不起邮费,在他离家前我们就约定好,如果他一切顺利,就在寄给我的信封上画两个圆圈,表示他一切平安。”
当时的邮资是由收信人支付的。张村少女的话以及她的行动使罗兰希尔陷入沉思。经过认真思考,他向英国政府建议:废除邮件与邮资已付的票据分家的邮寄操作方式,发行一种邮票,由发信人出钱购买,并将邮票贴在信封上,作为邮资已付的凭据。英国政府采纳了希尔爵士的建议。1840年5月6日,英国发行了首批邮票。这批邮票有两种,一种是印有英国女王头像,面值一便士的“黑便士”,另一种是面值为两便士的 “蓝便士”。这就是世界上最早的具有现代意义的邮票。
希尔爵士没有直接设计这种邮票,但这种邮票的邮政动作方式的构想出自希尔,所以人们认为邮票是罗兰希尔发明的,称他为“邮票之父”。
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在瓦特高效率蒸汽机问世之前,事实上也早有很多人在研究制造蒸汽机了。如公元前720年埃及哲学家西罗,1612年法国机械师德戈,1698年萨物雷,还有狄赛戈里耳、纽可门等不下数十人,其中派朋也是其中的一个,但他研究蒸汽发动机对人类的贡献反而不及他因此发明的副产品———压力锅。
在17世纪末叶,年轻的法国人派朋在伦敦研究蒸汽发动机,他对蒸汽锅炉的研究,引发了他对烹饪用压力锅的发明。他发明的蒸煮锅是圆桶状的,上面有一个能扣紧的盖子和一个自动安全阀。这个安全阀也是派朋的发明。1679年,派朋为皇家学会做现场表演,用这种锅烹制了一些食品,大建筑师C·雷恩觉得这食物美味可口,建议派朋写一本小册子介绍这锅的用法和特点。派朋写道:“这种锅能使又老又硬的牛、羊肉变得又嫩又软,并能保护菜和肉的香味和营养。”但直到二次大战期间,这种锅才在需要考虑节约问题的家庭主妇中普及起来。
现在,压力锅早已出现在千千万万个家庭的厨房中,但谁也不曾想到它却是一位年轻法国人于300多年前的一项“不务正业”的发明。
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没有人确切地知道玻璃是在何时、何地首先被制造出来的。公元前2600年左右,它出现于美索不达米亚(现今伊拉克)或埃及的早期文明中心地之一。
玻璃是由沙子,石灰石和碳酸钠和混合物制作出来的的,虽然我们通常认为玻璃是一种清澈明净的物质,但古代的玻璃却不是透明的。它带有点颜色,因为混合物原料中有杂质,不过这些颜色通常是非常美丽的。
古代埃及人是十分出色的制造玻璃小瓶和装饰品的艺术家,而且他们经常制造出一层一层不同的颜色,出自第十八王朝(公元前1570年-公元前1320年)的埃及玻璃瓶仍然得以保存下来。
下图:这个19世纪的雕刻展示了埃及的玻璃吹制工人劳作时的情景。画面前景的工人正在完成一件大的玻璃容器,左边的工人正开始吹制一小团半流质状的玻璃,右边的那个工人正在给炉中的玻璃加热。
吹制玻璃器皿,或者说拿一团呈半流质状的热熔化玻璃,把气吹进去来制成一个中空的容器,这是后来的发明。第一批玻璃吹制工人大概出现在公元前1世纪的叙利亚。
玻璃窗甚至是一项更晚一些的发明。它们最初也是用吹气来制造的。大容器被吹制出来,经弄平后就成为一片玻璃。公元100年左右开始出现这种明亮的玻璃,但在1000多年里这种玻璃一直被当作一种昂贵的奢侈品。
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富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时,他就从两者的类比中作出过这样的推测:既然人工产生的电能被尖端吸收,那么闪电也能被尖端吸收。他由此设计了风筝实验,而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。他由此设想,若能在高物上安置一种尖端装置,就有可能把雷电引入地下。
富兰克林把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端,在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。然后用一根导线与铁棒底端连接。再将导线引入地下。富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用,果然能起避雷的作用。
现代避雷针是美国科学家富兰克林发明的。富兰克林认为闪电是一种放电现象。为了证明这一点,他在1752年7月的一个雷雨天,冒着被雷击的危险,将一个系着长长金属导线的风筝放飞进雷雨云中,在金属线末端拴了一串银钥匙。当雷电发生时,富兰克林手接近钥匙,钥匙上迸出一串电火花。手上还有麻木感。幸亏这次传下来的闪电比较弱,富兰克林没有受伤。注意:这个试验是很危险的,千万不要擅自尝试。1753年,俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验,不幸被雷电击死,这是做雷电实验的第一个牺牲者。
在成功地进行了捕捉雷电的风筝实验之后,富兰克林在研究闪电与人工摩擦产生的电的一致性时,他就从两者的类比中作出过这样的推测:既然人工产生的电能被尖端吸收,那么闪电也能被尖端吸收。他由此设计了风筝实验,而风筝实验的成功反过来又证实了他的推测。他由此设想,若能在高物上安置一种尖端装置,就有可能把雷电引入地下。富兰克林把这种避雷装置:把一根数米长的细铁棒固定在高大建筑物的顶端,在铁棒与建筑物之间用绝缘体隔开。然后用一根导线与铁棒底端连接。再将导线引入地下。富兰克林把这种避雷装置称为避雷针。经过试用,果然能起避雷的作用。避雷针的发明是早期电学研究中的第一个有重大应用价值的技术成果。避雷针的发明及出现,使得人们的房子及建筑物都有了专属天使的保护,再也不怕雷电了。人也是从出生到长大,所以避雷针也是这样的一个过程,那么避雷针的发展轨迹是什么呢?
1、北美传播
而避雷针在最初发明与推广应用时,教会曾把它视为不祥之物,说是装上了富兰克林的这种东西,不但不能避雷,反而会引起上帝的震怒而遭到雷击,但是,在费城等地,拒绝安置避雷针的一些高大教堂在大雷雨中相继遭受雷击。而比教堂更高的建筑物由于已装上避雷针,在大雷雨中却安然无恙。由于避雷针已在费城等地初显神威,它立即传到北美各地,随后又传入欧洲后来才进入亚洲。
2、传入法国
避雷针传入法国后,法国皇家科学院院长诺雷等人开始反对使用避雷针,后来又认为圆头避雷针比富兰克林的尖头避雷针好。但法国人仍然选用富兰克林的尖头避雷针。据说当时的法国人把富兰克林看作是苏格拉底的化身。富兰克林成了人们崇拜的偶像。他的肖像被人们珍藏在枕头下面,而仿照避雷针式样的尖顶帽成了1778年巴黎最摩登的帽子。
3、传入英国
避雷针传入英国后,英国人也曾广泛采用了富兰克林的尖头避雷针。但美国独立战争爆发后,富兰克林的尖头避雷针在英国人眼中似乎成了将要诞生的美国的象征。据说英国当时的国王乔治二世出于反对美国革命的盛怒,曾下令把英国全部后家建筑物上的避雷针的尖头统统换成圆头,以示与作为美国象征的尖头避雷针势不两立,这真是避雷针应用史上一件有趣的事情。
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1835 年,20岁的乔治·布尔开办了一所私人授课学校。为了给学生们开设必要的数学课程,他兴趣浓厚地读起了当时一些介绍数学知识的教科书。不久,他就感到惊讶,这些东西就是这数学吗?实在令人难以置信。于是,这位只受过初步数学的青年自学了艰深的《天体力学》和很抽象的《分析力学》。由于他对代数关系的对称和美有很强的感觉,在孤独的研究中,他首先发现了不变量,并把这一成果写成论文发表。这篇高质量的论文发表后,布尔仍然留在小学教书, 是他开始和许多第一流的英国数学家交往或通信,其中有数学家、逻辑学家德·摩根。
摩根在19世纪前半叶卷入了一场著名的争论,布尔知道摩根是对的,于是在 1848年出版了一本薄薄的小册子来为朋友辩护。这本书是他6年后更伟大的东西的预告,它一问世,立即激起了摩根的赞扬,肯定他开辟了新的、棘手的研究科目。布尔此时已经在研究逻辑代数,即布尔代数。他把逻辑简化成极为容易和简单的一种代数。在这种代数中,适当的材料上的“推理”,成了公式的初等运算的事情,这些公式比过去在中学代数第二年级课程中所运用的大多数公式要简单得多。这样,就使逻辑本身受数学的支配。为了使自己的研究工作趋于完善,布尔在此后 6年的漫长时间里,又付出了不同寻常的努力。
1854年,他发表了《思维规律》这部杰作,当时他已39岁,布尔代数问世了,数学史上树起了一座新的里程碑。几乎像所有的新生一样,布尔代数发明后没有受到人们的重视。欧洲大陆著名的数学家蔑视地称它为没有数学意义的,哲学上稀奇古怪的东西,他们怀疑英伦岛国的数学家能在数学上做出独特贡献。布尔在他的杰作出版后不久就去世了。20世纪初,罗素在《数学原理》中认为,:纯数学是布尔在一部他称之为《思维规律》的著作中发现的。”此说一出,立刻引起世人对布尔代数的注意。今天,布尔发明的逻辑代数已经发展成为纯数学的一个主要分支。
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