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2015年澳大利亚将发射两颗通信卫星
澳大利亚宽带、通信、数字经济部长史蒂芬康罗伊于2013年3月4日宣布,澳大利亚国家宽带网络公司已与欧洲阿丽亚娜航天公司签署协议,将在2015年发射两颗下一代通信卫星以改善澳宽带网络服务。 康罗伊说,这项协议将保证澳偏远地区的家庭、农场、企业等从2015年中期后享受长期卫星宽带服务。国家宽带网络公司首席执行官迈克奎格利说,卫星项目对弥补偏远地区与城市间的数字鸿沟至关重要。 根据卫星发射协议,阿丽亚娜航天公司将制造两枚777吨重的火箭,将两颗总价值为6.2亿澳元(6.26亿美元)的下一代通信卫星送入地球静止轨道。 通讯卫星的研发历史 说到卫星通讯,得先谈谈一位英国年轻的雷达军官阿瑟克拉克。1945年,第二次世界大战结束了,人们沉浸在胜利欢乐之中。思想敏锐的克拉克却在想,医治战争的创伤,重建人类的文明与繁荣,加强南北东西的国际联系,然而通讯工具太落后了!克拉克思绪万千,乘着灵感的翅膀,翱翔于湛蓝的太空,一个近乎浪漫的设想忽然在脑际闪过:在太空安置一个通讯中继站! 经过一次又一次的深思熟虑,克拉克完成了题为《地球外的中继站》的科学论文,发表在1945年10月份出版的英国杂志《无线电世界》上。他大胆地设想利用人造卫星定点于地球静止轨道上作为微波接力站。 在克拉克的论文发表之后,人们进行了一次又一次的科学实验。1964年8月,同步ⅲ号卫星发射成功,它被静止于太平洋上国际日期变更线附近,成为世界上第一颗静止卫星。当时正值举世瞩目的东京奥运会召开,世界各地的人们有幸目睹了奥运会的实况转播。 到目前为止,通讯卫星已发展到了第八代,每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。现在,在离地球表面约36000公里的静止同步轨道上,驻留着100多个人造卫星,构成了群星环抱地球的奇观。中国唐代诗人王勃有句名诗:海内存知己,天涯若比邻,这句富于哲理的诗,在今天已经变成现实了。 通讯卫星的强大功能 卫星通信是利用位于高空36000千米并与地球同步运转的通信卫星作为中继,使各地地面接收站间得以实现双向通信。地面接收站装有抛物天线,对准高空轨道的同步卫星,由星上天线和转发器起作用,好象一条微波线路的中继站。卫星通讯是20世纪60年代开始发射的,迄今已接连发射了几代国际通讯卫星。 在地球高空轨道安放3个同步卫星,就可覆盖全球的地面,实现全球国际通信和电视节目传输。卫星通讯只须在两地各设地面站就能相互通信,因此在地面崎岖地区,线路建设比较容易。现在,卫星通讯技术已经十分成熟,人们的日常生活越来越依赖卫星通讯。 通信卫星一般采用地球静止轨道,这条轨道位于地球赤道上空35786公里处。卫星在这条轨道上以每秒3075米的速度自西向东绕地球旋转,绕地球一周的时间为23小时56分4秒,恰与地球自转一周的时间相等。 因此从地面上看,卫星象挂在天上不动,这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星,昼夜不间断地进行通信,不必像跟踪那些移动不定的卫星一样而四处晃动,使通信时间时断时续。现在,通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。 由于卫星通讯各方面的技术已经十分普遍,费用逐渐下降,现在不但个别的国家有能力利用,甚至连个别的商业机构也在跃跃欲试了。 将来,通讯卫星还可能提供另一种全新的服务,因为能够直接传送的不单是电话和电视;信件、报纸及其它形式的信息都能从世界上几乎任何地方传送到家中,或许就在电视屏幕上显示。 通讯卫星的应用分类 按轨道的不同:按轨道不同可分为地球静止轨道通信卫星、大椭圆轨道通讯卫星、中轨道通讯卫星和低轨道通讯卫星。    按服务区域不同:按服务区域的不同可分为国际通讯卫星、区域通讯卫星和国内通讯卫星。    按用途的不同:按用途的不同可分为军用通讯卫星、民用通讯卫星和商业通讯卫星。 按通信业务种类的不同:按通信业务种类的不同又可分为固定通讯卫星、移动通信卫星、电视广播卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星;按用途多少的不同分为专用通讯卫星和多用途通讯卫星。
微生物学家、化学家——路易斯·巴斯德
巴斯德(l.pasteur,1822-1895)曾任里尔大学、巴黎师范大学教授和巴斯德研究所所长。在他的一生中,曾对同分异构现象、发酵、细菌培养和狂犬病疫苗等研究取得重大成就,从而奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学,被后人誉为微生物学之父。 巴斯德于1822年出生在法国东部的多尔镇。他在巴黎读大学,主修自然科学。他的天赋在学生时代并没有显露出来,他的一位教授把他的化学成绩评为及格。但是巴斯德在1847年获得博士学位,不久便证明了教授的裁判还为时过早,年仅二十六岁的巴斯德因对酒石酸的镜像同分异构体的研究而一跃跨入著名化学家的行列之中。 一般认为这位法国化学家和生物学家是医学史上首屈一指的重要人物。巴斯德对科学做出了许多贡献,但是他却以倡导疾病细菌学说、发明预防接种方法而最为闻名。 2005年,法国国家二台举行了最伟大的法国人的评选活动,结果巴斯德名列第二位,仅次于夏尔戴高乐。 路易斯巴斯德(louis pasteur,1822.12.27-1895.9.25) ,法国微生物学家、化学家,近代微生物学的奠基人。像牛顿开辟出经典力学一样,巴斯德开辟了微生物领域,创立了一整套独特的微生物学基本研究方法,开始用实践—理论—实践的方法开始研究,他是一位科学巨人。 巴斯德一生进行了多项探索性的研究,取得了重大成果,是19世纪最有成就的科学家之一。他用一生的精力证明了三个科学问题: ; ; ; (1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展,这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。很快,巴氏杀菌法便应用在各种食物和饮料上。 ; ; ; (2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展:由于发现并根除了一种侵害蚕卵的细菌,巴斯德拯救了法国的丝绸工业。 ; ; ; (3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的疫苗。他意识到许多疾病均由微生物引起,于是建立起了细菌理论。 路易斯巴斯德被世人称颂为 进入科学王国的最完美无缺的人,他不仅是个理论上的天才,还是个善于解决实际问题的人。他于1843年发表的两篇论文——双晶现象研究和结晶形态,开创了对物质光学性质的研究。1856年至1860年,他提出了以微生物代谢活动为基础的发酵本质新理论,1857年发表的关于乳酸发酵的记录是微生物学界公认的经典论文。 1880年后又成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。此外,巴斯德的工作还成功地挽救了法国处于困境中的酿酒业、养蚕业和畜牧业。 巴斯德被认为是医学史上最重要的杰出人物。巴斯德的贡献涉及到几个学科,但他的声誉则集中在保卫、支持病菌论及发展疫苗接种以防疾病方面。 巴斯德并不是病菌的最早发现者。在他之前已有基鲁拉、包亨利等人提出过类似的假想。但是,巴斯德不仅热情勇敢地提出关于病菌的理论,而且通过大量实验,证明了他的理论的正确性,令科学界信服,这是他的主要的重大贡献。 显然病因在于细菌,那么显而易见,只有防止细菌进入人体才能避免得病。因此,巴斯德强调医生要使用消毒法。向世界提出在手术中使用消毒法的约瑟夫辛斯特便是受了巴斯德的影响。有毒细菌是通过食物、饮料进入人体的。巴斯德发展了在饮料中杀菌的方法,后称之为巴氏消毒法(加热灭菌)。 巴斯德50岁时将注意力集中到恶性痈痕上。那是一种危害牲畜及其他动物,包括人在内的传染病;巴斯德证明其病因在于一种特殊细菌。他使用减毒的恶性痈疽杆状菌为牲口注射。 1881年,巴斯德改进了减轻病原微生物毒力的方法,他观察到患过某种传染病并得到痊愈的动物,以后对该病有免疫力。据此用减毒的炭疽、鸡霍乱病原菌分别免疫绵羊和鸡,获得成功。这个方法大大激发了科学家的热情。人们从此知道利用这种方法可以免除许多传染病。 1882年,巴斯德被选为法兰西学院院士,同年开始研究狂犬病,证明病原体存在于患兽唾液及神经系统中,并制成病毒活疫苗,成功地帮助人获得了该病的免疫力。按照巴斯德免疫法,医学科学家们创造了防止若干种危险病的疫苗,成功地免除了斑彦伤寒,小儿麻痹等疾病的威胁。 说到狂犬病,人们自然会想到巴斯德那段脍炙人口的故事。在细菌学说占统治地位的年代,巴斯德并不知道狂犬病是一种病毒病,但从科学实践中他知道有侵染性的物质经过反复传代和干燥,会减少其毒性。他将含有病原的狂犬病的延髓提取液多次注射兔子后,再将这些减毒的液体注射狗,以后狗就能抵抗正常强度的狂犬病毒的侵染。 1885年人们把一个被疯狗咬得很厉害的9岁男孩送到巴斯德那里请求抢救,巴斯德犹豫了一会后,就给这个孩子注射了毒性减到很低的上述提取液,然后再逐渐用毒性较强的提取液注射。巴斯德的想法是希望在狂犬病的潜伏期过去之前,使他产生抵抗力。结果巴斯德成功了,孩子得救了。 在1886年还救活了另一位在抢救被疯狗袭击的同伴时被严重咬伤的15岁牧童朱皮叶,现在记述着少年的见义勇为和巴斯德丰功伟绩的雕塑就坐落的巴黎巴斯德研究所外。巴斯德在1889年发明了狂犬病疫苗,他还指出这种病原物是某种可以通过细菌滤器的过滤性的超微生物。 巴斯德本人最为著名的成就是发展了一项对人进行预防接种的技术。这项技术可使人抵御可怕的狂犬病。其他科学家应用巴斯德的基本思想先后发展出抵御许多种严重疾病的疫苗,如预防斑疹伤寒和脊髓灰质炎等疾病。 正是他做了比别人多得多的实验,令人信服地说明了微生物的产生过程。巴斯德还发现了厌氧生活现象,也就是说某些微生物可以在缺少空气或氧气的环境中生存。巴斯德对蚕病的研究具有极大的经济价值。他还发展了一种用于抵御鸡霍乱的疫苗。 人们以常将巴斯德同英国医生爱德华琴纳比较。琴纳发展了一种抵御天花的疫苗,而巴斯德的方法可以并已经应用于防治很多种疾病。 1854年9月,法国教育部委任巴斯德为里尔工学院院长兼化学系主任,在那里,他对酒精工业发生了兴趣,而制作酒精的一道重要工序就是发酵。当时里尔一家酒精制造工厂遇到技术问题,请求巴斯德帮助研究发酵过程,巴斯德深入工厂考察,把各种甜菜根汁和发酵中的液体带回实验室观察。经过多次实验,他发现,发酵液里有一种比酵母菌小得多的球状小体,它长大后就是酵母菌。 过了不久,在菌体上长出芽体,芽体长大后脱落,又成为新的球状小体,在这循环不断的过程中,甜菜根汁就发酵了。巴斯德继续研究,弄清发酵时所产生的酒精和二氧化碳气体都是酵母使糖分解得来的。这个过程即使在没有氧的条件下也能发生,他认为发酵就是酵母的无氧呼吸并控制它们的生活条件,这是酿酒的关键环节。 1857年路易斯巴斯德年发表的关于乳酸发酵的记录是微生物学界公认的经典论文。 1880年路易斯巴斯德成功地研制出鸡霍乱疫苗、狂犬病疫苗等多种疫苗,其理论和免疫法引起了医学实践的重大变革。美无缺的人,被视为细菌学之祖。 公元1822年12月27日,巴斯德诞生在法国东部裘拉(jura)省的洛尔镇(dole),镇中有一条清澈的溪流,巴斯德的家就在溪边的小路旁。父亲是拿破仑军骑兵队的一名退伍军人,退伍后当鞣革工人,母亲是农家女,他有一个姊姊和二个妹妹。四岁那年,全家迁往阿尔布瓦(arbois)。 法国的中学通常是7年制,最后一学年分为哲学科和数学科。巴斯德在阿尔布瓦中学读6年,第7年转入布山松中学理科。中学时,他在学校表现普通,但很爱问问题,凡事追根究底,甚至因此成为某些老师的眼中钉。就这样不断地发问、学习,对化学、物理和艺术都有深厚兴趣的巴斯德渐渐变成优秀的学生。 1840年8月,他中学毕业,10月被聘为布山松中学的助教。他边任教边准备大学入学考试。当时法国有两座大名鼎鼎的学校,那就是高等师范学校(ecole normale superieure)和高等理工科学校。 1843年8月,巴斯德考人高等师范学校,攻读化学和物理的教学法。课堂上学来的知识,他都要用实验来验证。他整天埋头在实验室里,因此被称为实验室的蛀虫。1846年,23岁的巴斯德从高等师范学校毕业,并通过了物理教授资格考试。考官发现他有教授化学和物理的能力,甚至还说:「这届毕业生中只有巴斯德有教育上的才华。」 他很快就收到图尔农中学(le lyce de tournon)物理教师的约聘书。但他想在巴黎作科学研究。于是他尽可能拖延赴职时间,计划在高等师范学校多待一年,并写信给巴黎中央理工学院(l’cole centrale)的创办人之一杜玛(jean-baptiste dumas)寻求在巴黎任教职的机会。杜玛终究没有帮助巴斯德。 不过这件事被巴莱(antoine jrme balard,1802-1876)知道了。巴莱年轻时发现溴元素,名气很大,他决定帮助巴斯德留在巴黎。就这样,巴斯德在二十六岁那年,进入巴莱的实验室当一方面当助手,一方面成为博士班研究生,也暂时不用去图尔农中学担任物理教师。 巴莱认为自己的研究生涯已告一段落,想把所有的精神
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美国天文学家——爱德温·哈勃
美国天文学家爱德温哈勃(edwin p. hubble)(1889~1953)是研究现代宇宙理论最著名的人物之一,是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀,是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。 哈勃(edwin powell hubble,1889.11.20~1953.9.28),美国天文学家,观测宇宙学的开创者。1889年11月20日生于密苏里州马什菲尔德,1953年9月28日卒于加利福尼亚圣马力诺。 1906年6月,17岁的哈勃高中毕业,获得芝加哥大学奖学金,前往芝加哥大学学习,在大学期间,他受天文学家海尔启发开始对天文学产生更大的兴趣。他在该校时即已获数学和天文学的校内学位。1910年,21岁的哈勃在芝加哥大学毕业,获得奖学金,前往英国牛津大学学习法律,23岁获文学士学位。 1913年在美国肯塔基州开业当律师。后来,他终于集中精力研究天文学,并返回芝加哥大学,25岁到叶凯士天文台攻读研究生,28岁获博士学位。在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。在获得天文学哲学博士学位和从军两年以后,1919年退伍到威尔逊天文台(现属海尔天文台)专心研究河外星系并作出新发现。 哈勃对20世纪天文系作出许多贡献,被尊为一代宗师。其中最重大者有二:一是确认星系是与银河系相当的恒星系统,开创了星系天文学,建立了大尺度宇宙的新概念;二是发现了星系的红移-距离关系,促使现代宇宙学的诞生。 1914年,他在叶凯士天文台开始研究星云的本质,提出有一些星云是银河系的气团。他发现亮的银河星云的视直径同使星云发光的恒星亮度有关。并推测另一些星云,特别是具有螺旋结构的,可能是更遥远的天体系统。 1919年,他用世界上最大的150厘米和254厘米望远镜照相观测旋涡星云。当时天文界正围绕“星云”是不是银河系的一部分这个问题展开了激烈的讨论。 1923~1924年,哈勃用威尔逊山天文台的254厘米反射望远镜拍摄了仙女座大星云和m33的照片,把它们的边缘部分分解为恒星,在分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,远超过当时银河系的直径尺度,因而一定位于银河系外,即它们确实是银河系外巨大的天体系统——河外星系。 1924年在美国天文学会一次学术会议上,正式公布了这一发现。这项发现使天文学家们关于“宇宙岛”的争论胜负立即分出,所有天文学家都意识到,多年来关于旋涡星云是近距天体还是银河系之外的宇宙岛的争论就此结束,从而揭开了探索大宇宙的新的一页。 1926 年,他发表了对河外星系的形态分类法,后称哈勃分类。 20世纪初,斯里弗对旋涡星云光谱作过多年研究,发现谱线红移现象。在斯里弗观测的基础上,哈勃与助手赫马森合作,对遥远星系的距离与红移进行了大量测量工作,发现远方星系的谱线均有红移,而且距离越远的星系,红移越大,于是得出重要的结论:星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越高。 1929年他通过对已测得距离的20多个星系的统计分析,更进一步发现星系退行的速率与星系距离的比值是一常数。两者间存在着线性关系。这一关系后被称为哈勃定律。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。 这一结论意义深远,因为一直以来,天文学家都认为宇宙是静止的。若认为红移是星系视向运动的多普勒效应造成的,则红移-距离关系表明,距离越远的星系正以越来越快的速度远离我们。运用广义相对论,人们通常把哈勃定律解释为宇宙膨胀的必然结果。哈勃定律的发现有力地推动了现代宇宙学的发展。 后来经过其他天文学家的理论研究之后,宇宙已按常数率膨胀了137亿年。 20世纪初,大部分天文学家都认为宇宙不会膨胀出银河系。但20世纪20年代初,哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时,发现仙女座中的星云不是银河系的气体,而是一个完全独立的星系。在银河系之外存在许多其它的星系,宇宙比人类想象的要大许多。 哈勃还对旋涡星云的空间分布进行了研究,1936年在所著《星云世界》一书中绘出了旋涡星云按银道坐标的空间分布图。该图表明,在银道面上几乎完全看不到旋涡星云,在银道面两旁所见也不多,而随着银纬增高,所见到的旋涡星云越多。这一现象是由于银河系内银道面附近浓密的星际物质的吸光作用造成的。 他还研究了银河星云的发光机制,1922年指出,发射星云近旁往往有光谱型早于b1型的恒星,反射星云近旁往往有晚于b1型的恒星。 1953年,哈勃在回家途中突发中风,不幸逝世。1990年,美国国家航空航天局(nasa)发现空间望远镜,为纪念哈勃的丰功伟绩,命名为“哈勃空间望远镜”。这是nasa“大天文台计划”的四个空间望远镜中的第一颗。另外三颗分别为:康普顿伽马射线天文台,钱德拉x射线天文台,斯必泽红外空间望远镜。哈勃空间望远镜以光学与近红外观测为主。这四个空间望远镜覆盖了电磁波全波段,为人类认识广袤宇宙作出划时代的伟大贡献。 哈勃的著作有《星云世界》、《用观测手段探索宇宙学问题》等,两书都是现代天文学名著。他曾经获得太平洋天文学会奖章和英国皇家天文学会金质奖章。 哈勃太空望远镜(hubble space telescope,缩写为hst),是以天文学家哈勃为名,在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器之一。他已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入(最敏锐的)的光学影像。 ; 从他于1946年的原始构想开始,直到发射为止,建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后,立即发现主镜有球面像差,严重的降低了望远镜的观测能力。 幸好在1993年的维修任务之后,望远镜恢复了计划中的品质,并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉x射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由nasa和eso合作共同管理。 哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功,维持稳定的几个陀螺仪已经损坏,2007年,连备用的也已经耗尽,而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修,在2007年1月30日,主要的先进巡天照相机(acs)也停止工作,在执行人工维修之前,只有超紫外线的频道能够使用。 另一方面,如果没有再提升来增加轨道高度,阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后,由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上,使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所,因而nasa认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。 nasa在重新检讨之后,执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务,任务的时间安排在2008年9月11日,基于安全上的考量,届时将会让发现号在lc-39b发射台上待命,以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了,后继的詹姆斯韦伯太空望远镜(jwst)应该已经发射升空,可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过“哈勃”,但将主要观测红外线波段,因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。  ;
物理学家——欧内斯特·卢瑟福
1871年8月30日生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭。并在新西兰长大。他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。23岁时获得了三个学位(文学学士、文学硕士、理学学士)。1895年在新西兰大学毕业后,获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室,成为汤姆孙的研究生。提出了原子结构的行星模型,为原子结构的研究做出很大的贡献。1898年,在汤姆孙的推荐下,担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。他在那儿呆了9年。于1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。1919年接替退休的汤姆孙,担任卡文迪许实验室主任。1925年当选为英国皇家学会会长。1931年受封为纳尔逊男爵,1937年10月19日因病在剑桥逝世,与牛顿和法拉第并排安葬,享年66岁。 1871年 8月30日生于新西兰(new zeal)尼耳逊(nelson)。 1889年 卢瑟福进入坎特布里学院。 1891年 以“电磁研究”,申请科展览奖学金。 1895年 赴英入剑桥大学卡分地西(cavindish)实验班为研究生,深受主持人汤姆孙赏识。 1898年 卢瑟福到加拿大蒙特利尔麦吉尔大学担任麦克唐纳实验室的物理教授。他依放射性物质的贯穿能力将此分类为α、β射线,并且完成放射性转变的学说。 1903~1905年 卢瑟福发现镭a、b、c、d、e、f 1907年 回到英国在曼彻斯特的维多利亚大学担任教授。 1908年 因他证明了放射性是原子的自然衰变,获诺贝尔(nobel)化学奖。 1909年~1911年 卢瑟福在英国曼彻斯特大学用α粒子撞击一片薄的金箔,他注意到大部分的α粒子都能通过金箔,但却有八千分之一会回跳。完成α粒子散射的实验。后称之为“卢瑟福散射”(又称为金箔实验) 1911年 证明原子是由带负电的电子环绕带正电的原子核所组成, 1919年 他成功的证明了氮原子核,会被快速的阿尔法粒子撞击而分裂,并放出氧原子核,这个伟大的实验,使得卢瑟福成为第一个改变元素的人。 1922年 他说:“我还没老啊!我的智慧还没有用完,允许我在研究上再努力一番吧,别分散我的精神!” 1925~1930年 任皇家学会主席。 1931年 受封为第一任尼耳逊(nelson)男爵。 1937年10月19日 逝于剑桥。葬于西敏寺。  1、他关于放射性的研究确立了放射性是发自原子内部的变化。放射性能使一种原子改变成另一种原子,而这是一般物理和化学变化所达不到的;这一发现打破了元素不会变化的传统观念,使人们对物质结构的研究进入到原子内部这一新的层次,为开辟一个新的科学领域——原子物理学,做了开创性的工作。 2、1911年,卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型。该实验被评为“物理最美实验”之一。 3、质子的发现 1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验。他从氮核中打出的一种粒子,并测定了它的电荷与质量,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将之命名为质子。 4、他通过α粒子为物质所散射的研究,无可辩驳的论证了原子的核模型,因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道,于是他被誉为原子物理学之父。由于电子轨道也就是原子结构的稳定性和经典电动力学的矛盾,才导致玻尔提出背离经典物理学的革命性的量子假设,成为量子力学的先驱。 5、人工核反应的实现是卢瑟福的另一项重大贡献。自从元素的放射性衰变被确证以后,人们一直试图用各种手段,如用电弧放电,来实现元素的人工衰变,而只有卢瑟福找到了实现这种衰变的正确途径。这种用粒子或γ射线轰击原子核来引起核反应的方法,很快就成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。在卢瑟福的晚年,他已能在实验室中用人工加速的粒子来引起核反应。 当人们评论卢瑟福的成就时,总要提到他“桃李满天下”。在卢瑟福的悉心培养下,他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金: 1921年,卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖; 1922年,卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖; 1922年,卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖; 1927年,卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖; 1935年,卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖; 1948年,卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖; 1951年,卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿,共同获得诺贝尔物理奖; 1978年,卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。 有人说,如果世界上设立培养人才的诺贝尔奖金的话,那么卢瑟福是第一号候选人。 1、有个外号叫“鳄鱼” 卢瑟福从小家境贫寒,通过自己的刻苦努力,这个穷孩子完成了他的学业。这段艰苦求学的经历培养了卢瑟福一种认准了目标就百折不回勇往直前的精神。后来学生为他起了一个外号——鳄鱼,并把鳄鱼徽章装饰在他的实验室门口。因为鳄鱼从不回头,他张开吞食一切的大口,不断前进。 2、摇身一变成为“化学家” 1908年,卢瑟福获得该年度的诺贝尔化学奖,他对自己不是获得物理学奖感到有些意外,他风趣地说:“我竟摇身一变,成为一位化学家了。”“这是我一生中绝妙的一次玩笑!” 3、杰出的学科带头人 卢瑟福还是一位杰出的学科带头人,被誉为“从来没有树立过一个敌人,也从来没有失去一位朋友”的人。在他的助手和学生中,先后荣获诺贝尔奖的竟多达12人。1922年度诺贝尔物理学奖的获得者玻尔曾深情地称卢瑟福是“我的第二个父亲”。 科学界中,至今还传颂着许多卢瑟福精心培养学生的小故事。 4、是我制造了波浪 卢瑟福属于那种“性格极为外露”的人,他总是给那些见过他的人留下深刻的印象。他个子很高,声音洪亮,精力充沛,信心十足,并且极不谦虚。当他的同事评论他有不可思议的能力并总是处在科学研究的“浪尖”上时,他迅速回答道:“说的很对,为什么不这样?不管怎么说,是我制造了波浪,难道不是吗?”几乎所有的科学家都同意这一评价。 5、最后一个土豆 1895年,在农场挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书,通知他已被录取为伦敦国际博览会的奖学金生。卢瑟福接到通知书后扔掉挖土豆的锄头喊道:“这是我挖的最后一个土豆啦!” 欧内斯特卢瑟福祖籍苏格兰,祖辈皆务农,1871年8月30日欧内斯特卢瑟福出生了。卢瑟福兄弟姐妹一共12人,他排行老四。自然是美丽的,农村的生活是艰苦的。12个兄弟姐妹的生计全靠父母的劳作。卢瑟福的父亲作过车轮工匠、木工和农民,他不停地劳动,再加上母亲作小学教师的收入养活这样一个庞大家族是非常吃力的。 卢瑟福的兄弟姐妹从小就知道生活的艰难,无需什么人教育,他们都知道要想生活得好一点就得自己动手、动脑去创造,需要踏踏实实的做事。春天耕地、播种,秋天收割庄稼都是全家出动:每一个成员都要分担一些责任,卢瑟福通常都去干农场上的一些杂务像劈柴、帮忙挤牛奶以充当差使等。 全家人在劳动中互相帮助团结协作,很少发生争吵,劳动成果作为作家收获的一部分,谁也不会据为已有。卢瑟福在这种家庭中成长起来,养成了相互协作、尊重别人的良好品质。后来卢瑟福成名之后,他的这种品质仍然保留着。他被科学界誉为“从来没有树立过一个敌人,也从来没有失去过一个朋友”的人。在他的助手和学生中,先后诺贝尔奖的竟多达11人。 俄罗斯物理学家、1978年诺贝尔物理奖获得者卡皮查,曾在卢瑟福领导下工作了14年。卡皮查是个能干而很有思想的年轻人,卢瑟福很喜欢这个年轻人,两人情同父子。卢瑟福专门建立一个叫蒙德的实验室用于研究强磁场,任命卡皮查为实验室主任。卡皮查在实验室的墙上雕了一条大鳄鱼,因为卡皮查非常敬重卢瑟福勇往直前,不怕困难的精神而在英国“鳄鱼”一词,就含有这种意思。在背后卡皮查经常把卢瑟福叫做“鳄鱼’,师徒之间就用这种玩笑来表示敬重和亲密无间。 但是,1934年秋,卡皮查回国探亲时被苏联政府留在国内不许他再回英国了。没有实验室卡皮查的才能就发挥不出来,一连3年卡皮查无事可做。卢瑟福决心帮助卡皮查,他利用自己的威望说服了苏、英两国政府,把蒙德实验室的全部设备和仪器从英国搬到莫斯科,并派一名得力助手帮助卡皮查安装。卢瑟福就是这样帮助别人的。 1937年,卢瑟福去世时,卡皮查万分悲痛。他在一篇悼念的文章中写道:“卢瑟福不仅是一位伟大的科学家,而且也是一位伟大的导师,在他的实验室中培养出如此众多杰出物理学家,恐怕没有一位同时代的科学家能与卢瑟福相比。科学史告诉我们,一位杰出科学家不一定是
地球,生日快乐!
地球,生日快乐 4月22日,是一个全球性节日,叫“世界地球日”。这一天,地球上近200个国家和地区的数亿名环保爱好者要走出家门,涌上街头,别出心裁地编排各种节目,热热闹闹地宣讲如何保护地球人共享的地球。 这一活动每年一次,已不间断重复举办了43年,今年是第44年。最初,地球日前面本无“世界”两字。因为第一次是美国人1970年发起的,没有其他国家参与。后来,越来越多的国家参与进来,但名字却未改。到了2009年4月22日,第63届联合国大会一致通过决议,决定将今后每年的4月22日定为“世界地球日”。 地球,生日快乐!在没有找到下一颗适合生存的星球前,我们会尽力让你快乐,真的! 【来自人类的忏悔】:致命的“失误” 印度雾霾源自煤电污染 每年夺去数十万人性命 同样是发展国家,印度也在经历快速的工业化进程,但同时也在面对污染引发的健康危机。据英国《卫报》3月10日报道,国际环保组织“绿色和平”日前发布的报告显示,由于煤电厂带来的空气污染,印度每年发生80至12万早死及2000万新发哮喘病例。 “绿色和平”的这份报告由世界银行前行长发起,是首份有关印度煤资源需求对健康影响的研究报告。报告说,煤电厂1年造成的医院支出为33亿美元至46亿美元,这一数字随着印度煤矿业电力需求的提高而提高。 从目前来看,德里和加尔各答是污染最严重的地区,但孟买、马哈拉施特拉邦西部地区、东安得拉邦、钱德拉布尔县、那格浦尔市也都属于受灾区。 这份报告的数据来自印度111家主要的发电厂。目前,在污染监管方面,印度还处于空白。 “如果采用更为清洁的燃料,实施更为严格的排放标准,安装并使用能够减缓排放的技术,数十万人的性命就可获得挽救,数百万例的哮喘、心脏病、入院治疗以及工作日工资等损失可被避免。”报告这样说道,“如果缺乏对电厂污染物排放的管制,任何现有标准都将形同虚设。” “绿色和平”介绍说:“当前的煤炭需求扩张是不合理及危险的。煤矿正在摧毁印度的森林、部族社区以及濒危物种。现在我们知道,煤矿造成的污染正在夺取数千人的生命。我们需要停止建设新的煤电厂和宏大的政策激励,以解放印度在能效措施,如风能、太阳能方面的巨大潜力。” 《卫报》指出,印度是全球第二大煤炭燃烧国。印度一年产出210gw(十亿瓦特)的电量,而大部分来自煤炭燃烧。但如果再增加160gw的电量,印度将成为最大的煤炭燃烧国。 当前,电力供应不足的现象还非常普遍,有将近4亿印度人尚无电可用。电力需求的巨大压力迫使数万家庭背井离乡,为电厂或(煤)矿区挪地方。同时有人抱怨说,大部分电力都被输出到了大城市和重工业区,而留给当地人的却是污染和有毒的垃圾。 联合国:2030年全球1/2人口将面临水源短缺 联合国秘书长潘基文近日指出,由于对水资源的需求量超过了供应量的40,因此预计2030年,世界上将有近一半的人面临水资源短缺问题。 在国际水资源合作年会的开幕活动中,潘基文指出,一些国家已有三分之一人口面临中度到重度用水危机。 潘基文说:“农民和牧民之间的用水竞争日渐增强,同时工业用水和农业用水,城市用水和农村用水,河流上游和下游人们的用水,边界地区用水也都呈现出竞争加剧的态势。” 潘基文同时提到,当前世界人口增长、气候变化,在保护和管理脆弱的资源上,国际合作尤为重要。 欧盟常驻联合国代表团团长托马斯-迈尔-哈廷大使(thomas-mayr-harting)在发言中表示,越来越多的人前往城市生活,这意味着到2025年,城市用水量将会增加50。 那时,预计约55亿人,占全球人口的三分之二,将会在居住地面临中等偏重程度的用水压力。 迈尔-哈廷同时指出,截止2015年,联合国制定的“减少一半结晶水短缺人口”的发展目标有可能超额完成。 但是,他也表示,“目前有超过7.8亿人喝不上经过处理的饮用水,尤其是在非洲国家,这种不公正现象仍然存在”。 日本富士山顶大气中水银浓度为城区10倍 日前有数据表明,海拔3776米的富士山顶大气层中测得水银浓度最高值超出日本城区平均浓度10倍。 日本滋贺县立大学的永渊修教授等人在日本环境省的协助下,自2007年起每年夏季将专用装置运上富士山顶,测量空气中的水银浓度。 报道称,日本大气污染防止法设定的指标值为年平均40毫微克以下。2007年8月下旬测得富士山顶最高值为每立方米25.1毫微克。假设每天都持续这一相同浓度,一年内的累计值也低于大气污染防止法规定的指标值。但是,这一浓度却是2007年日本全国城区平均值的11倍。 阿根廷首都暴雨成灾 经济损失50亿美元 阿根廷是中国重要的贸易伙伴,近日其首都和港口城市遭到了灾难性的暴雨侵袭,民众和民间团体纷纷呼吁政府加快救援和安置工作。 面对气候变化可能带来的极端气候,我们准备好了吗? 拉丁美洲网站intercambio climatico连日报道了阿根廷近期的暴雨状况,气候变化给这个中国的重要贸易伙伴带来了灾难性的影响。数千居住在重要沿海口岸城市拉普拉塔的市民被紧急疏散;4月2日,首都布宜诺斯艾利斯也遭到暴雨的袭击,各社会阶层的民众都遭受了巨大的财产损失。根据该网站的数据显示,由于未能有效的应对气候变化引起的这一极端天气,暴雨目前已造成59人死亡,经济损失约50亿美元。 截止至目前为止,政府还未拿出全面的应对政策,以及适当的资金投入以确保群众的人身安全。 【人类对地球的回赠】:用行动向你说“sorry” 英国居民用食用油发电 体验绿色生活 环境污染和化石燃料耗竭是当今威胁人类生存安全的两大主要因素。对此,人们积极采取各种环保措施,避免能源危机,就连科技创新也遵循着绿色环保的原则。 废弃食用油不仅对环境构成巨大威胁,也造成了不小的财政负担。英国每年用来疏通堵塞下水道的资金高达1500万英镑(约合人民币1.4亿元)。 英国科克里斯(kirklees)的居民用食用油发电的创新做法是绿色生活的完美体现,并且有效缓解了能源危机。大量的废弃食用油,包括未使用的,被收到回收中心,进行集中发电,供应家庭和办公室。 这个过程减少了传统发电方式的二氧化碳排放量,也为纳税人减轻了经济负担。如此一来,在保障可持续发展的同时,居民们也为减少气候变化做出了贡献。 另外,一升食用油的发电量可供一台等离子电视持续工作50个小时、一只节能灯泡持续工作225个小时、一台dvd播放机持续工作440个小时。这惊人的数字无疑证明了用食用油发电是一种经济环保、可持续的发电方式,也为科技创新添加了一抹新动力。 探险家代表300万人到北极抵制深海石油勘探 四位年轻的探险家近日在北极地区的将一个装有近300万人签名旗帜的钛玻璃密封装置投放到海里,以此呼吁在北极地区建立全球保护区,禁止深海石油勘探和开采活动。 这四位参加“绿色和平”探险活动的年轻探险家有约瑟菲娜(josefina skerk)、伦尼-比茹(renny bijoux)、埃兹拉-米勒(ezra miller)和基拉-道恩-克尔森(kiera-dawn kolson)。他们通过冰面上的一个窟窿,将这个密封装置放入4000米深的海底。 2007年,俄罗斯一艘潜艇曾在同一海床地点插上俄罗斯国旗。那次探险活动前,探险家阿图尔-奇林加罗夫(artur chilingarov)说:“北极属于俄罗斯。我们要向世界证明,北极圈是俄罗斯大陆延伸的一部分。” 身为瑞典萨米议会成员约瑟菲娜说:“北极不属于任何个人或者国家。我们强烈要求在北极建立全球保护区,把那些石油公司和政治姿态隔离在外。” 《我们需要谈谈凯文》的演员埃兹拉-米勒说:“我的手指脚已经冻得失去了知觉,但对于建立保护区,我十分坚定。冰川融化是一场灾难,而非以此获益的契机。” 诺贝尔和平奖得主、大主教德斯蒙德-杜图对建立北极保护区表示支持。“北极冰川融化关乎地球上的每一个人。我坚信,我们必须同心协力在这片人类还未涉足的地方建立保护区。我们要为了后代保护北极地区,坚决将破坏性工业赶出这片美丽而又脆弱的地方。” 位于北美洲东北部、隶属与丹麦的格陵兰岛,曾与美国、俄罗斯一同想要开发北冰洋及其周边25的石油天然气。但2013年
菲利普·爱德华·安东·冯·伦纳德
菲利普爱德华安东冯伦纳德(philipp eduard anton von lenard 1862~1947,又译勒纳德)因在阴极射线研究中所作出的开创性工作,被授予了1905年度诺贝尔物理学奖。 伦纳德从1880年开始研究阴极射线,1892年,当时任赫兹助手的勒纳德研制出了带有“伦纳德窗口”的阴极射线管,该装置可以导引阴极射线离开电离空间,从而能够进一步独立地研究放电过程。 伦纳德测量了各种样品对阴极射线的吸收,结果表明,物体对阴极射线的吸收与其密度成反比,阴极射线在物体中的穿透能力随着电压的升高而增强。虽然佩林、维恩和汤姆逊等人和他一样都证实了阴极射线由带负电的粒子组成,但是伦纳德在1898年发表了《关于阴极射线的静电特性》,使他取得了这一发现的优先权。 高能阴极射线能够穿过原子,他从这一现象出发正确地推断出原子内部的空间相对来说是空虚的。后来,卢瑟福通过a粒子散射实验也得到了同样的证据,并提出了后人普遍接受的原子有核模型。 在研究光的发射时,伦纳德认为这与电子的释放和回归有关,他的这一观点只是到了玻尔原子模型确定后才为人们接受。1902年伦纳德发现了光电效应的重要性质:光电子数目随光的强度增加而增加,可是光电子的动能只与光的频率有关,与光的强度无关。 伦纳德是一个狭隘民族主义者,在希特勒上台后加入了纳粹党籍,在多次在公开场合批判犹太人科学家爱因斯坦,宣扬希特勒的理论。1945年二战结束后,美国考虑到伦纳德年事已高,免除了对他的非纳粹化措施,伦纳德于1947年在德国梅塞尔豪森去世,他的遗产现存于慕尼黑的德意志博物馆。尽管如此,伦纳德仍是一位优秀的实验物理学家。 不知道何故,伦纳德特别讨厌牛顿,对“艾萨克牛顿“这个名字有一种病态的厌恶感,得了恐惧症。他不但不能说“牛顿“这个词,就是写,或者看到别人写,听到别人说到牛顿,他都不能容忍。然而,拜牛顿为老祖宗的经典物理学里面怎么会不出现“牛顿”的字样呢?无奈,勒纳在讲课时必须讲到牛顿的时候,总是背朝黑板,由助手把牛顿的名字写出来,在他转身继续讲解之前,又让助手把牛顿的名字擦掉,往往弄得学生莫名其妙。
中非科技伙伴计划启动 探索对非科技合作新
随着中非科技伙伴计划的启动,中非科技合作进入了新的篇章。为了进一步提高合作的效果和持久性,我国有必要对新的合作模式进行探索,为中非科技合作注入新的活力。为此,本文提出了以下合作新模式,以期不断提升中非合作水平,扩大合作效果。 高访顺风车 新中国成立以来,中非政府间的交往日益密切。尤其是近些年,我国高层领导人频频出访非洲。高访是双方发展传统友谊,增进全面关系的好时机。带着科技合作计划高访,可以为高访助力,让非洲国家看到中国的友好和诚意,提高合作影响力。同时,在高访期间可以考虑举办中国科技节中国科技展等活动。这能让更多的非洲人民了解中国,提升合作意愿,使科技合作的效果显著提升。另外,政府可以为国内知名的大学、研究机构和企业提供共同前往的机会,宣传中国科技的同时,帮助他们了解非洲,为中国科技走出去搭建平台,创造机会。高访这班顺风车,可以搭载友谊,更可以搭载中非科技合作的希望。 中非联合科研与教育机构 中国可以通过与非洲联合建立多种科研和教育机构,来促进科技合作。在非洲建立中国创新中心和中国技术转移中心,可以向非洲展示我国的科研成果,扩大我国在非洲的影响力。更重要的是,这样的机构可以将中国的科学技术带去非洲,提高非洲科技生产力,造福非洲人民。此外,我国可以帮助一些有条件的非洲国家建立国家实验室”,并在初期提供设备和科研人员培训支持。国内科研机构可以与非洲国家实验室建立伙伴关系,帮助非洲国家提高科研能力,实现科研领域的优势互补。建立中非联合大学也是促进中非科技合作的不错选择。在条件成熟,并有此意愿的国家建立中非联合大学,可以为非洲培养人才、促进中非人才交流和科研合作。中非联合科研与教育机构的建立,势必能开辟出中非科技合作的新平台。 花甲科学家计划 我国与非洲的科技合作开展过程中,一直面临着人才短缺的问题。这主要是由于长期在非洲从事科研工作对科学家的生活、工作、晋升、事业发展都有很大的影响,这使得许多科学家尤其是年轻科研人员望而却步。相比来说,年长科学家在科研和管理经验上更为丰富,在晋升发展等问题上顾虑较少。对于面临退休的科学家来说,参与中非科技合作更是一个有所作为的好机会。我国可以参照日本的经验,推行花甲科学家计划。花甲科学家们的加入,有利于增进与受援国的相互理解,为更多、更深入的合作打下基础,为中非科技合作的队伍注入强大的力量。 主题年活动 目前,非洲的许多国家仍处于发展的初级阶段,面临的主要问题仍是贫困。中非科技合作是一项长期而艰巨的事业,重点仍是帮助非洲国家摆脱贫困,并且要考虑长远的可持续发展。为此,我国可以有步骤地推出主题年活动”,主题可以先从水、健康、农业等领域开始,陆续还可以推出气候、环境、可再生能源、信息化等。一些主题活动还可以进一步细分到更为具体的领域,例如,在农业领域可以推出种子计划灌溉计划等。主题年活动”能有效配置有限的资源,集中将我国的技术介绍到非洲,援助效果显著。  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
几何之父——欧几里得
欧几里得(euclid)是古希腊著名数学家,欧氏几何学的开创者。欧几里得生于雅典,当时雅典就是古希腊文明的中心。浓郁的文化气氛深深地感染了欧几里得,当他还是个十几岁的少年时,就迫不及待地想进入柏拉图学园学习。 一天,一群年轻人来到位于雅典城郊外林荫中的柏拉图学园。只见学园的大门紧闭着,门口挂着一块木牌,上面写着:不懂几何者,不得入内! 这是当年柏拉图亲自立下的规矩,为的是让学生们知道他对数学的重视,然而却把前来求教的年轻人给闹糊涂了。有人在想,正是因为我不懂数学,才要来这儿求教的呀,如果懂了,还来这儿做什么?正在人们面面相觑,不知是退、是进的时候,欧几里得从人群中走了出来,只见他整了整衣冠,看了看那块牌子,然后果断地推开了学园大门,头也没有回地走了进去。 柏拉图学园是柏拉图40岁时创办的一所以讲授数学为主要内容的学校。在学园里,师生之间的教学完全通过对话的形式进行,因此要求学生具有高度的抽象思维能力。数学,尤其是几何学,所涉及对象就是普遍而抽象的东西。它们同生活中的实物有关,但是又不来自于这些具体的事物,因此学习几何被认为是寻求真理的最有效的途径。 柏拉图甚至声称:上帝就是几何学家。遂一观点不仅成为学园的主导思想,而且也为越来越多的希腊民众所接受。人们都逐渐地喜欢上了数学,欧几里德也不例外。他在有幸进入学园之后,便全身心地沉潜在数学王国里。他潜心求索,以继承柏拉图的学术为奋斗目标,除此之外,他哪儿也不去,什么也不干,熬夜翻阅和研究了柏拉图的所有著作和手稿,可以说,连柏拉图的亲传弟子也没有谁能像他那样熟悉柏拉图的学术思想、数学理论。 经过对柏拉图思想的深入探究,他得出结论:图形是神绘制的,所有一切现象的逻辑规律都体现在图形之中。因此,对智慧训练,就应该从图形为主要研究对象的几何学开始。他确实领悟到了柏拉图思想的要旨,并开始沿着柏拉图当年走过的道路,把几何学的研究作为自己的主要任务,并最终取得了世人敬仰的成就。 最早的几何学兴起于公元前7世纪的古埃及,后经古希腊等人传到古希腊的都城,又借毕达哥拉斯学派系统奠基。在欧几里得以前,人们已经积累了许多几何学的知识,然而这些知识当中,存在一个很大的缺点和不足,就是缺乏系统性。 大多数是片断、零碎的知识,公理与公理之间、证明与证明之间并没有什么很强的联系性,更不要说对公式和定理进行严格的逻辑论证和说明。因此,随着社会经济的繁荣和发展,特别是随着农林畜牧业的发展、土地开发和利用的增多,把这些几何学知识加以条理化和系统化,成为一整套可以自圆其说、前后贯通的知识体系,已经是刻不容缓,成为科学进步的大势所趋。 欧几里得通过早期对柏拉图数学思想,尤其是几何学理论系统而周详的研究,已敏锐地察觉到了几何学理论的发展趋势。他下定决心,要在有生之年完成这一工作。为了完成这一重任,欧几里得不辞辛苦,长途跋涉,从爱琴海边的雅典古城,来到尼罗河流域的埃及新埠—亚历山大城,为的就是在这座新兴的,但文化蕴藏丰富的异域城市实现自己的初衷。在此地的无数个日日夜夜里,他一边收集以往的数学专著和手稿,向有关学者请教,一边试着著书立说,阐明自己对几何学的理解,哪怕是尚肤浅的理解。 经过欧几里得忘我的劳动,终于在公元前300年结出丰硕的果实,这就是几经易稿而最终定形的《几何原本》一书。这是一部传世之作,几何学正是有了它,不仅第一次实现了系统化、条理化,而且又孕育出一个全新的研究领域——欧几里得几何学,简称欧氏几何。 《几何原本》是一部集前人思想和欧几里得个人创造性于一体的不朽之作。传到今天的欧几里得著作并不多,然而我们却可以从这部书详细的写作笔调中,看出他真实的思想底蕴。 全书共分13卷。书中包含了5条公理、5条公设、23个定义和467个命题。在每一卷内容当中,欧几里得都采用了与前人完全不同的叙述方式,即先提出公理、公设和定义,然后再由简到繁地证明它们。这使得全书的论述更加紧凑和明快。而在整部书的内容安排上,也同样贯彻了他的这种独具匠心的安排。 它由浅到深,从简至繁,先后论述了直边形、圆、比例论、相似形、数、立体几何以及穷竭法等内容。其中有关穷竭法的讨论,成为近代微积分思想的来源。仅仅从这些卷帙的内容安排上,我们就不难发现,这部书已经基本囊括了几何学从公元前7世纪的古埃及,一直到公元前4世纪——欧几里得生活时期——前后总共400多年的数学发展历史。 这其中,颇有代表性的便是在第1卷到第4卷中,欧几里得对直边形和圆的论述。正是在这几卷中,他总结和发挥了前人的思维成果,巧妙地论证了毕达哥拉斯定理,也称勾股定理。即在一直角三角形中,斜边上的正方形的面积等于两条直角边上的两个正方形的面积之和。他的这一证明,从此确定了勾股定理的正确性并延续了2000多年。 《几何原本》是一部在科学史上千古流芳的巨著。它不仅保存了许多古希腊早期的几何学理论,而且通过欧几里得开创性的系统整理和完整阐述,使这些远古的数学思想发扬光大。 它开创了古典数论的研究,在一系列公理、定义、公设的基础上,创立了欧几里得几何学体系,成为用公理化方法建立起来的数学演绎体系的最早典范。照欧氏几何学的体系,所有的定理都是从一些确定的、不需证明而礴然为真的基本命题即公理演绎出来的。在这种演绎推理中,对定理的每个证明必须或者以公理为前提,或者以先前就已被证明了的定理为前提,最后做出结论。 这一方法后来成了用以建立任何知识体系的严格方式,人们不仅把它应用于数学中,也把它应用于科学,而且也应用于神学甚至哲学和伦理学中,对后世产生了深远的影响。尽管欧几里得的几何学在差不多2000年间,被奉为严格思维的范例,但实际上它并非那么完美。 人们发现,一些被欧几里得作为不证自明的公理,却难以自明,越来越遭到怀疑。比如第五平行公设,欧几里得在《几何原本》一书中断言:通过已知外一已知点,能作且仅能作一条直线与已知直线平行。 这个结果在普通平面当中尚能够得到经验的印证,那么在无处不在的鐾鸱球面之中(地球就是个大曲面)这个平行公理却是不成立的。俄国人罗伯切夫斯基和德国人黎曼由此创立了球面几何学,即非欧几何学。 此外,欧几里得在《几何原本》中还对完全数做了探究,他通过 2^(n? 1)(2^n ? 1) 的表达式发现头四个完全数的。 当 n= 2: 2^1(2^2 ? 1) = 6 当 n= 3: 2^2(2^3 ? 1) = 28 当 n= 5: 2^4(2^5 ? 1) = 496 当 n= 7: 2^6(2^7 ? 1) = 8128 一个偶数是完全数,当且仅当它具有如下形式:2^(n ? 1).(2^n ? 1),此事实的充分性由欧几里得证明,而必要性则由欧拉所证明。 其中2^n? 1是素数,上面的6和28对应着n=2和3的情况。我们只要找到了一个形如2^n? 1的素数(即梅森素数),也就知道了一个偶完全数。 尽管没有发现奇完全数,但是当代数学家奥斯丁欧尔证明,若有奇完全数,则其形式必然是12p 1或36p 9的形式,其中p是素数。在10^18以下的自然数中奇完全数是不存在的。 首五个完全数是: ; ; ; 6 ; ; ; 28 ; ; ; 496 ; ; ; 8128 ; ; ; 33550336(8位) 欧几里得是希腊亚历山大大学的数学教授。著名的古希腊学者阿基米德,是他学生的学生——卡农是阿基米德的老师,而欧几里得是卡农的老师。 欧几里得不仅是一位学识渊博的数学家,同时还是一位有温和仁慈的蔼然长者 之称的教育家。在著书育人过程中,他始终没有忘记当年挂在柏拉图学园门口的那块警示牌,牢记着柏拉图学派自古承袭的严谨、求实的传统学风。他对待学生既和蔼又严格,自己却从来不宣扬有什么贡献。 对于那些有志于穷尽数学奥秘的学生,他总是循循善诱地予以启发和教育,而对于那些急功近利、在学习上不肯刻苦钻研的人,则毫不客气地予以批评。在柏拉图学派晚期导师普罗克洛斯的《几何学发展概要》中,就记载着这样一则故事,说的是数学在欧几里得的推动下,逐渐成为人们生活中的一个时髦话题(这与当今社会截然相反),以至于当时亚里山大国王托勒密一世也想赶这一时髦,学点儿几何学。 虽然这位国王见多识广,但欧氏几何却令他学的很吃力。于是,他问欧几里得学习几何学有没有什么捷径可走?,欧几里得笑到:抱歉,陛下!学习数学和学习一切科学一样,是没有什么捷径可走的。学习数学,人人都得独立思考,就像种庄稼一样,不耕耘是不会有收获的。在这一方面,国王和普通老百姓是一样的。 从此,在几何学里,没有专为国王铺设的大道。这句话成为千古传诵的学习箴言。 又有则故事。那时候,人们建造了高大的金字塔,可是谁也不知道金字塔究竟有多高。有人这么说:要想测量金字塔的高度,比登天还难!这话传到欧几里得耳朵里。他笑着告诉别人:这有什么难的呢?当你的影子跟你的身体一样长的时候,你去量一下金字塔的影子有多长,那长度便等于
140亿年零误差!澳大利亚科学家设计出原
目前世界最精确原子钟的误差约为数亿年1秒,如英国国家物理实验室的npl-csf2铯原子钟,其1.38亿年的误差为正负1秒。但原子钟与研究人员正在研发的原子核钟的精确度相比,不过是小巫见大巫。澳大利亚科学家表示,在他们制定的蓝图中,原子核时钟的精确度确定为140亿年(宇宙寿命)误差1/10秒,而帮助原子核钟实现极高精度的关键为钍离子核。 目前最准确的原子钟被作为全球定位系统的基础,同时广泛用于重要的测量中。科学家认为,更高精度的原子核时钟具有多种潜在的应用价值,如保密通信以及基础物理学理论。有关原子核钟的文章刊登在近期出版的《物理评论快报》杂志上。  ; 原子核钟受外界影响更小更精准 对于绝大多数应用,现有的原子时钟已经足够精确。但是,在有些应用中,更精确的时钟则会给予必要的帮助。文章合著者、美国佐治亚理工学院物理系教授阿莱克斯库兹米奇表示,如果你能制造出更精确的时钟,那么人们就会有效地利用它。 澳大利亚新南威尔士大学物理系的科学家参与了原子核钟的研究工作。他们的研究得到了美国海军研究办公室、国家科学基金会和戈登戈弗雷研究基金的支持。 早期的时钟利用钟摆的振幅来追踪时间。在现代社会,人们利用石英晶体提供的高频振荡代替钟摆。原子钟借助激光诱导原子内的电子发生振荡获得高精确度。然而,由于电磁场能够影响电子的运动,因而原子钟会出现微小的误差。 原子内中子的质量远远大于电子的质量,同时其紧紧地包裹在原子核中。它们相对电子而言,不易受外界环境的干扰和影响。因此,原子核钟同原子钟相比,受外界环境影响的程度将要小得多。 文章第一作者、库兹米奇实验室研究科学家科里坎普贝尔表示,激光通过独特方式让电子转向,可将原子核内的中子作为钟摆。因为中子紧紧地包裹在原子核中,因此其振荡频率几乎不受任何外界因素的影响。 为实现振荡,研究人员计划利用频率为1000兆赫(10的15次方赫兹,petahertz)的激光器将钍229离子激发到更高的能态。调整激光以便产生更高的能态可让科学家精确地设置振荡频率,该频率能够取代普通时钟钟摆的摆动用于计时。 原子核钟的离子需要保持在低温(数10微开氏度)环境中处于静止状态。为创造和保持如此的低温环境,物理学家通常使用激光冷却。但是,在原子核时钟系统中,激光制冷可能会出现问题,其原因是它已用激光来产生计时振荡。 为解决冷却问题,研究人员在计时钍229离子基础上增加了一个钍232离子,并用不同波长的激光来冷却钍232离子,此举同时冷却了钍229离子,实现原子核时钟所需的低温环境,确保振荡不受制冷激光束的影响。 库兹米奇实验室研究生亚历山大拉德纳伊夫说,冷却用的钍232离子如同冰箱,它使得原子核时钟的钍229离子十分稳定。这保障了对原子核时钟离子的激发和精准性,让其具有更高的性能。计算显示,原子核时钟的精度为10的负19次方秒,而最好的原子时钟为10的负17次方秒。  ; 原子核钟离实际运行还需时日 由于原子核时钟和原子时钟的运行存在着微小差别,因此它们有望今后同时用来检测物理常数的不同。库兹米奇表示,某些物理定律或许并非恒定,开发更好的时钟将是研究这些问题的好途径。 研究人员于2003年提出了研发原子核时钟的建议,虽然他们相信目前已向人们展示了制造原子核时钟的潜力(可能性),但是他们同时也表示,获得能够运行的原子核时钟还需要相当长的时间。最主要的挑战是,尽管不同研究小组进行了多方面的努力,然而他们至今还没有确定激光器(用于激发激发钍原子核)的准确频率。 坎普贝尔说,确定激发钍原子核的激光器的频率比在一干草堆中找一根针还要难,如同在100万个干草堆中找一根针。但是,库兹米奇相信他们会解决这个问题,让物理学家能够获得更精确的时钟。他说,研究显示打造原子核时钟是值得的和可行的,现在已经拥有了前进的工具和计划。  ;
物理学家——詹姆斯·弗兰克
弗兰克从事科学活动超过60年以上,其间从二十世纪初原子物理和量子论的奠基开始,到这些学科的研究达到精益求精的程度为止。弗兰克基本上是一个物理学家,但是他所从事的关于太阳能量转变成维持地球上生命的基本过程的研究,对于化学与生物学分支具有深远的影响。19o1—1902年,弗兰克在海德尔堡大学学习化学两个学期,在这期间遇到马克思玻恩(max born)并同他建立了终生的友谊。1902年,他转到柏林大学,开始认真地学习与研究物理学。当时世界物理学的中心在德国,鲁宾斯(rubens)、埃米尔沃伯格(emil warburg)、普朗克都是柏林大学教授[后来又有杜鲁德(drude)与爱因斯坦],他们联合举办的讨论会对弗兰克一生的事业有巨大的影响。 1906年,弗兰克在柏林大学获得哲学博士学位后,曾有一短暂时期在法兰克福大学任物理学助教。后来他回到母校柏林大学担任鲁宾斯教授的助教,1911年提升为物理学讲师,1917年被委任为凯泽威廉理化研究所(后来改为普朗克研究所)助理教授兼部门的领导直至1920年,当时该所所长是弗里兹哈伯( fritzhaber)。 1921年,玻恩担任哥廷根大学物理系主任兼理论物理学教授,他成功地说服了教育部长重新分系,并把他的老朋友弗兰克请到哥廷根担任实验物理学教授兼兹韦特物理研究所所长。当时,罗伯特波尔( rpohl)已在那里担任特约教授并兼任第一物理研究所所长。这两个研究所设在同一座楼内。 玻恩所作的这种安排,使三位教授分别在三个系里备得其所又便于接触联系,使研究工作令人满意地进行。他们经常合办讨论会,轮流担任主席。在哥廷根的十二年间,由于弗兰克与玻恩结成了亲密的伙伴,又有共同的科研兴趣,形成了这个区域活跃的科学团体的核心。 在这时期,弗兰克发表了大量的、多种多样的文章,其中心主题可以描述为在碰撞中的原子与分子的组成和分离以及它们的振动与转动。在两篇论文中,玻恩与弗兰克发展了使用现在熟悉的势能曲线处理两原子体系。他们引进准分子概念,并应用于在分子光谱中从电子运动到振动运动的能量转换。 弗兰克用振动能级的外推法引到决定分子的分离能量的方法,并使这个方法在康登(condon)的波动力学公式之后变成为著名的“弗兰克一康登原理”。1926年他的唯一著作是与约当(pjordan)合写的书,这本书包含那个时期他的大部分工作的基本概念。 1933年希特勒执政后,弗兰克虽是犹太人,仍被允许继续工作,但他的同事、学生中凡属于非亚利安人或所谓政治上有问题俐都被免职、开除,因而他辞掉了教授职位。他反对新法律,并投表了一篇勇敢的宣言。几个月之后他与玻恩以及许多其他同事都离开德国。 在哥本哈根逗留一年之后,弗兰克于1935年到美国,在巴尔的摩的约翰霍普金斯大学担任教授。1938年,他被任命为芝加哥大学物理化学教授。在那里,撤母耳菲罗斯(samuei fels)基金曾经建立一个光合作用的实验室,弗兰克担任这个实验室的指导,一直到1949年退休为止。 在哥廷根和巴尔的摩时,弗兰克和他的同事曾经把双原子分子中的电离与光合作用机制推广到液掺和固体中去,最后推广应用到植物的光合作用过程。这一工作固然包括了生物化学的全部复杂性,然而弗兰克还是集中大部分时间专心致志地从事光合作用问题的研究。此外,在这一时期中,他与特勒(teller)对激励理论和摄影过程也作出了贡献。 由于对光合作用的研究,弗兰克被卷入许多争论之中。在实验方面,他抵制沃伯格的测量,因为它跟基础热力学原理相抵触,并且跟其他实验室的工作不一致。在理论方面,弗兰克创立了一种模型,即假定在一个单一叶绿素分子中的两步过程,他的观点的某些细节虽然仍有争论,这一假设已被多数实验事实所证实。19s5年美国艺术与科学学院授予他朗福德奖章,以表彰他扩大光合作用研究领域的贡献。 弗兰克教授对物理学的最大贡献还是他早期在柏林大学任职时所作出的巨大发现。在这一时期,他深入沃伯格的实验室,着手电晕放电的研究,不久放弃这一专题,而转到更基础的离子运动性的研究。他发现电子与惰性气体原子的碰撞主要是弹性碰撞,并不损失动能。当时他的年青同事古斯塔夫赫兹(gustav hertz)参加他这一非常精确的弹性碰撞的研究。这项工作导致了非弹性碰撞中电子与原子间能量量子化转移的发现。 在他们的著名实验中,弗兰克与赫兹测定了使电子从原子中电离出来应需要多大能量的问题。他们让具有一定能量的电子与水银蒸气分子发生碰撞,借以计算碰撞前后电子能量的变化。实验的结果明确地表明:电子在与水银原子碰撞时,电子严格地损失4.9电子伏特的能量,也就是说,水银原子只能接收4.9电子伏特的能量。这个事实无可非议地说明了水银原子具有玻尔所设想的那种“完全确定的、互相分立的能量状态”。所以说,弗兰克一赫兹实验是能量转变量子化特性的第一个证明,是玻尔所假设的量子化能级的第一个决定性的证据。 弗兰克与赫兹(gustav ludwig hertz,1887—1975)于1925年共同获得诺贝尔物理学奖,就是因为他们发现了支配电子与原子相互碰撞的定律。1926年弗兰克在斯德哥尔摩的诺贝尔奖金授奖演讲中简短地描绘了电子碰撞的问题。 除了获得诺贝尔奖金外,弗兰克还获得许多荣誉,并被许多学会,包括伦敦皇家学会吸收为会员。第二次世界大战后,德国也授予他许多荣誉,他获得了德国物理学会的普朗克奖章,并成为哥廷根的荣誉公民。 1964年他到祖国各地旅行并访问老朋友,不幸在旅途中逝世,卒年82岁。
澳科学家研制出抗流感新药 可应对未来新变
澳大利亚联邦科工组织2013年2月22日发表研究报告说,澳科研人员与多国科研机构合作,研发出一种抗流感病毒新药物,可能从“根”上防治各类流感病毒。 研究人员表示,新药物的工作原理在于破坏流感病毒“识别发现”健康细胞的能力,从而阻止流感病毒传染。实验室模型中证实,该新药可有效阻止不同流感病毒株的扩散,同时也适用于具有抗药性的流感病毒。 常规流感药物“乐感清”的研发人员布莱斯金博士指出,“新药物对抗药病毒株是有效的,随着流感病毒中药理学标靶的发现,这种新药甚至可以应对未来新变异的流感病毒。” 根据国际卫生组织的数据,流感每年导致全球大约50万人死亡。 该项研究由澳大利亚联邦科工组织、加拿大不列颠哥伦比亚大学和英国巴斯大学共同完成,相关研究报告发布在新一期《科学》杂志上。研究人员说,新药物用于治疗仍约须7年时间。
物理学家——史蒂芬·威廉·霍金
“宇宙之王”史蒂芬威廉霍金(1942-),1942年1月8日出生于英国牛津。毕业于牛津大学气象学(university of oxford)和剑桥大学(universitas cantabrigiensis)。并获剑桥大学哲学博士学位。他因为在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,所以被禁锢在轮椅上,只有二根手指可以活动。1985年,因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。1972年,他考查黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像黑体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。黑洞辐射或霍金辐射的发现具有极其基本的意义,它将引力、量子力学、统计力学统一在一起。 1974年以后,他的研究转向了量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,空间-时间在普朗克尺度(10^-33厘米)下不是平坦的,而是处于一种粉末的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理学、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。 1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了他一生中最重要的工作无边界条件。 然而,2004年7月,他改正了自己原来的黑洞悖论观点,应该持之以恒。 《时间简史》的副题是从大爆炸到黑洞。斯蒂芬威廉霍金认为他一生的贡献是在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大;但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙正是起始于此。 理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了。 史蒂芬威廉霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上20年之久的情况下做出的,这是真正的空前绝后。他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒介早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。所以说,上帝对每个人都是公平的。 他有身体上的缺陷,可他的头脑聪明得很!尽管如此,吴忠超(译者)于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,身后门一打开,脑后忽然响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。 译者尽量保持礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残疾程度的吃惊早已习惯。他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。 从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人。每天他必须驱动轮椅从他的家——剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。霍金虽然身残但志不残,非常乐观。 他还证明了黑洞的面积定理。在富有学术传统的剑桥大学,他担任的职务是剑桥大学有史以来最为崇高的教授职务,那是牛顿和狄拉克担任过的卢卡斯数学教授。他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员。在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。 他因患渐冻症(肌肉萎缩性侧索硬化症卢伽雷氏症),禁锢在一把轮椅上达40年之久,他却身残志不残,使之化为优势,克服了残废之患而成为国际物理界的超新星。他不能写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的几何之舞。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却出色地遨游到广袤的时空,解开了宇宙之谜。 霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他,几乎全身瘫痪,不能发音,但1988年仍出版《时间简史》,至今已出售逾2500万册,成为全球最畅销的科普著作之一。 他被世人誉为在世的最伟大的科学家、另一个爱因斯坦、不折不扣的生活强者、敢于向命运挑战的人、宇宙之王。 霍金1942年出生于英国牛津,出生当天正好是伽利略逝世300周年忌日,父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年代于牛津研究哲学、政治和经济。 1942年1月,纳粹德军狂轰滥炸英格兰,伦敦遭受几乎夜夜不停的空袭。这迫使霍金一家搬离海格特的家园,迁到牛津避难。他们在霍金诞生后又回到了伦敦。童年时的霍金,学业成绩并不突出,但喜欢设计极为复杂的玩具,据说他曾做出一台简单的电脑。 1959年,17岁的霍金入读牛津大学的大学学院攻读自然科学,自称用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学,1963年被诊断患有肌肉萎缩性侧索硬化症,即运动神经病,当时医生诊断他只能活两年,但他却奇迹的活了下来,虽然他丧失了活动能力,但其坚强的意志却促使其成为了科学领域的伟人。 霍金曾澄清自己当时并无酗酒,只感到自己有悲剧性格,并使自己沉醉于瓦格纳的音乐里。直至他遇上了首任妻子珍王尔德(jane wilde),两人结婚后育有3名子女。23岁时,他获剑桥大学哲学博士学位,留在剑桥大学进行研究工作。 《时间简史续编》是宇宙学无可争议的权威,霍金的研究成就和生平一直吸引着广大的读者,《时间简史》是为想更多了解霍金教授生命及其学说的读者而编的。该书以睿智真挚的私人访谈形式,叙述了霍金教授的生平历程和研究工作,展现了在巨大的理论架构后面真实的人性。该书本来就不是一部寻常的口述历史,而是对二十世纪人类最伟大的头脑之一的极为感人又迷人的画像和描述。对于非专业读者,本书无疑是他们绞尽脑汁都无法真正理解的,只能当科幻小说看。 《霍金讲演录——黑洞、婴儿宇宙及其他》,是由霍金1976-1992年间所写文章和演讲稿共13篇结集而成。讨论了虚拟空间、有黑洞引起的婴儿宇宙的诞生以及科学家寻求完全统一理论的努力,并对自由意志、生活价值和人的生存方式及进化原理作出了独到的见解。 《时间简史》中,霍金念念不忘的就是大统一理论,这是爱因斯坦未尽的梦想。霍金在本书中坦言,不能用单独的美妙的公式描述和预测宇宙的每一件事情,因为量子理论的测不准原理决定了宇宙是不确定性和确定性统一的。在本书中,霍金通过地图模型来说明宇宙的多样性可能需要一组理论来进行描述。 《时空本性》80年前广义相对论就以完整的数学形式表达出来,量子(他个人认为这只是研究理论物理目前的最小单位)理论的基本原理在70年前也已出现,然而这两种整个物理学中最精确、最成功的理论能被统一在单独的量子引力中吗?世界上最著名的两位物理学家就此问题展开一场极端与极端的辩论。本书是基于霍金和彭罗斯在剑桥大学的6次演讲和最后辩论而成。 《未来的魅力》本书以斯蒂芬威廉霍金预测宇宙今后十亿年前景开头,以唐库比特最后的审判的领悟为结尾,介绍了预言的发展历程,及我们今天预测未来的方法。该书文字通俗易懂,作者在阐述自己观点的同时,还穿插解答了一些饶有有趣的问题。 《果壳中的宇宙》该书是霍金教授继《时间简史》后最重要的著作。霍金教授在这本书中,再次把我们带到理论物理的最前沿,在霍金教授的世界里,真理和幻想有时只是一线之差。霍金教授用通俗的语言解释提示我们对宇宙的展开充分的想象,并以他独特的热情,邀请我们一起展开一场非凡的时空之旅。 《时间简史——从宇宙空间大爆炸到黑洞》(1988年撰写)这本书是霍金的代表作。作者想象丰富,构思奇妙,语言优美,字字珠玑,更让人咋惊,世界之外,未来之变,是这样的神奇和美妙。这本书至今累计发行量已达2500万册,被译成近40种语言。 在这本书中,霍金将试图勾勒出我们心目中的宇宙历史——从大爆炸到黑洞,并有机结合各类宗教学理论。在第一讲里,他将简要地回顾过去关于宇宙的构想,并说明我们是如何得到目前的图像的。这或许可以称之为宇宙史的历史。 第二讲将解释牛顿和爱因斯坦的两种引力理论何以得出这样的结论——宇宙不可能是绝对静止的,它不得不或是膨胀,或是收缩。而这又意味着,在前200亿年到前100亿年之间,必定有某一时刻,那时宇宙的密度为无穷大或是脱离了某个空间,这就产生了所谓的大爆炸。它极可能就是宇宙
生物化学家——亚瑟·哈登
亚瑟哈登(harden,sir arthur) 英国生物化学家。1865年10月12日生于兰开夏郡曼彻斯特市;1940年6月17日,在白金汉郡不幸逝世,享年75岁。哈登曾肄业于曼彻斯特市欧文学院,并曾去德国深造,1888年于埃尔兰根大学获得博士学位。他曾在欧文学院任十年并从事编写教科书的工作。当他对布赫内的发现----可以在没有活细胞的条件下进行酒精发酵产生浓厚的兴趣时,在他的生活道路上就出现了转折点。1897年他加入了詹纳预防医学并开始研究酒精发酵。 1904年他把酵母提取物放入一个由半渗透薄膜制成的袋内,并将此袋放入纯水中。这样,酵母提取物中的小分子便通过薄膜进入水中,而大分子则因不能通过薄膜而留在袋内。这一过程称为渗析。这种渗析技术起源于格雷姆时代。哈登发现,当他这样处理时,酵母酶的活性消失,它不再使糖发酵了。 ; ; ; 然而,如果他将渗析至袋外的水加入袋内的物料中,则活性又恢复。看来,酵母酶似乎是由两部分组成的,一部分是小分子,另一部分则是大分子。如果将袋内的物料煮沸,则活性消失,即使袋内加入了袋外之水也是如此。因此,大部分分子多半是蛋白质。小分子经受住了煮沸,因而多半不是蛋白质。 ; ; ; 后者是“辅酶”的第一个实例,它是一种不是蛋白质的小分子,这种小分子对于酶的作用是不可少的,而酶本身则是一种蛋白质。奥伊勒-凯尔平等研究了辅酶的化学性质,并弄清了下述事实:维生素对于生命之所以重要是由于它们组成了辅酶的一部分;维生素是由艾克曼首先发现的。 ; ; ; 酶是一种催化剂,由于酶只需要微小的剂量,所以辅酶、维生素也只需要微小的剂量。这就说明了为什么某种物质对生命来说是必不可少的,但对这种物质的需要量却是痕量的。铜、钴、锰和钼这些矿物质只需要痕量这个事实也可以用同样的理由解释。它们也是辅酶的一部分。哈登注意到了另外一件有趣的事情。 ; ; ; 开始时,酵母提取物非常迅速地将葡萄糖分解并产生二氧化碳,但是随着时间的推移,其活性逐渐降低。因此,人们很自然地认为,酶是随着时间的推移而逐渐分解的。然而,哈登在1905年证明实际情况不是这样的。如果把无机磷酸盐加入溶液中,则酶又恢复到原来的活性。这是一个奇妙的发现,因为被发酵的糖,产生出来的酒精和二氧化碳以有酶本身都不含磷。 ; ; ; 由于无机磷酸盐消失了,所以哈登就寻找由无机磷酸盐形成的有机磷酸盐,结果发现在一个糖分子上附着两个磷酸盐基团这样的结构形式。在发酵过程中,就形成了这样的糖分子,此后,在发生了许多其他的化学反应之后,这两个磷酸盐基团又脱离了糖分子。 ; ; ; 这是对中间代谢作用进行研究的开端;研究中间代谢作用,就是要探索在活组织内不断发生着的各种化学反应过程中生成的许多作为中间体的化合物,这些中间体有时存在的时间非常短暂。 现今,中间代谢是生物化学中最活跃和最重要的分支之一。而且,哈登的工作使化学家逐步认识到下述事实:磷酸盐基团在生物化学的每一方面都起着基本的作用。 ; ; ; 大约三十年之后,这一认识过程由于柯里夫妇和李普曼的工作而达到了高潮;柯里夫妇的工作是最终地确定了发酵过程的精确细节;李普曼的工作是发展了高能磷酸盐键的概念。由于哈登在发酵方面的研究工作,他与奥伊勒-凯尔平分享了1929年化学诺贝尔奖。1936年哈登被封为爵士。
肯尼亚启动垃圾发电项目 以缓解电力短缺
肯尼亚政府近日宣布,将在首都内罗毕启动垃圾发电项目,利用新能源缓解电力短缺问题,并减轻城市垃圾处理压力。此举将使内罗毕成为继南非德班市之后第二个利用垃圾发电的非洲城市。 内罗毕市长戈弗雷马吉瓦表示,该项目将耗资30亿先令(约合3800万美元),计划于2015年完成。目前分散在内罗毕各处的74个垃圾场将被关闭,同时建造一个大型垃圾集中处理点,对全市垃圾进行回收加工处理,用于发电和农业肥料生产。 目前,肯尼亚主要依靠水力发电,电力供应易受气候影响,严重制约经济发展。垃圾发电项目有助于降低对水力发电的依赖,缓解多年来的电力短缺问题。 据悉,垃圾处理在非洲属新兴产业,发展潜力巨大。目前内罗毕每天产生垃圾和其他废弃物约2000吨,其中只有33得到有效回收利用。到2015年,内罗毕预计每天产生约2400吨垃圾,2030年将达到4000吨。 非洲人环保那些事儿:用智慧创造奇迹 用行动践行环保 肯尼亚妇女“变废为宝” 目前肯尼亚内罗毕、蒙巴萨等地的300余名妇女加入到了一项名为“tosheka textile”的废物利用项目中。她们把从超市中回收的废旧塑料袋作为原材料,用传统手工艺技法编织成各式提包。这些提包因样式美观、经久耐用、绿色环保而受到当地消费者的青睐。 非洲人爱环保 木质“自行车”受刚果年轻人青睐 在当今汽车遍地的世界,以古老工艺制作的自行车(当地称为chikudus)仍然很受刚果年轻人欢迎,没有人确切知道这项工艺起于何时,不过当地人普遍确定的是木质自行车是在比利时人殖民之后才出现的。 非洲人为了方便出行的同时又能够节省资金、减少污染,所以利用自己的智慧制造了环保的自行车,这个环保自行车不仅完全适应当地的地形地势,还大大节省了人工的力气,可谓是廉价又环保的好创意。 肯尼亚:推出环保影片倡导环境保护 为迎接世界环境日,增强公众的环境保护意识,由西非法国公司收购、经销处设在肯尼亚首都内罗毕的dt dobie汽车经销公司将推出环保纪录影片《家园》。 在世界环境日当天,环保纪录影片《家园》将在全球78个国家和地区同步上映,以再次唤起人们对地球家园的关注和保护。影片导演、法国著名航空摄影师亚恩-贝特朗将在《家园》中向观众呈现出一个既梦幻般美丽又极其脆弱的星球,并以全新的视角揭示地球的环境和现状。 太阳能手机充电站 可按需被“激活” 在亚洲与非洲,基础电网的设施非常缺乏,但是手机用户却程稳定增长,目前约有6.5亿手机用户,电力的缺乏,使得手机充电的成本增加,甚至让手机用户负担不起。 为了应对日益增长的困境,总部设在伦敦的buffalo grid开发了一种通过网络短信来激活充电的移动式太阳能手机充电站,帮助减少电力消耗。 这个创意产品设计利用一个60瓦光伏面板组成一个电池,固定在自行车后面用来送往各村落。客户想要充电时,只需发一条短信到设备,一旦消息被收到,插座上的led电池灯亮,表示该插座可以开始给手机充电。 每个手机发一条消息可以充1.5个小时,充电后电池可以使用三天左右,每个电池有10个充电点,每天可承担30-50部手机充电。真是非常环保又便捷,是个造福群众的好产品。 肯尼亚设计师发明“环保水瓶充电器” 据悉,来自肯尼亚内罗毕的设计师们发明了一种“环保水瓶充电器”,新型充电器采用回收的塑料瓶制作而成。这种用塑料水瓶制成的5w充电器可以为手机充电。 使用者向设备中加入一杯开水,“环保水瓶充电器”能够为手机充电十五至三十分钟,充电时间取决于设备周围的温度。 这种充电器适合在一些电力不发达的地区使用。据统计,非洲约有2亿手机用户不能在家充电,他们必须步行至几公里以外的充电站给手机充电,同时还要支付费用。到2015年,不能在家里充电的手机用户人数将增加一倍,人们急需可持续的廉价能源。 “环保水瓶充电器”能让生活在电力不发达地区的人们在家为电子产品充电,无需走路、付费,只需烧好热水即可。 世界各地的环保奇招:化腐朽为神奇 化腐朽为神奇:变生活垃圾为再生煤炭 通过一系列高新技术处理,生活垃圾能转化成炙手可热的环保再生煤炭,无污染!通过产业化运作,能催生足够处理全部城乡垃圾的规模化再生资源企业,高效益!通过政府引导,垃圾再生煤战略能系统破解城市环境治理、能源难以为继难题,节能减排! 2015年,全球将禁止垃圾直接填埋和焚烧处理!近日,国治公司据此开发的“垃圾环保再生煤炭生产专利”,通过对城市生活垃圾进行一系列的脱水、磁选、破碎、去污和添加特制环保添加剂等高新技术处理后,变废为宝,将城乡生活垃圾转化为再生煤炭。 经过添加环保制剂,1吨垃圾能转化为1吨热值量达5000大卡优质原煤热值效果。中国每年近2亿吨垃圾生产量,按每吨垃圾再生煤成本300元、市场销售价600元计算,每年可获利润600亿元,节省原煤近2亿吨,减排碳、硫等化合物3.862亿吨;按每吨垃圾填埋占地0. 01亩计算,节省农、林业用地200万亩;按传统填埋法处理每吨垃圾270元计算,每年能降低处理费用540亿元。 中国现有技术设备已能彻底解决传统填埋、焚烧所带来的二次污染问题。 用象粪制造纸张 环保实用 在斯里兰卡中部象群聚集的滨纳瓦拉村(pinnawala),慧心独具的斯里兰卡人,在大象的阿堵物里,兴奋地嗅出了商机。他们利用象粪来制造纸张。 大象食量极大,以吃香蕉、椰子和棕榈叶为主,每天消耗的食物多达150至300公斤(视体积大小而定);然而,它们消化系统不好,只能吸收大约40的食物,其余的全都会排出体外。这些消化不了的植物残渣,便成了斯里兰卡人造纸的原料。 在滨纳瓦拉象粪造纸厂里,我亲眼目睹了“化腐朽为神奇”的整个过程。 一坨坨象粪在清洗过滤后,留下一堆堆纤维状的东西。曝晒一天,让之尽情吸收阳光的精华;再加入沸水、盐和小苏打,狠狠煮上两天,彻底消灭匿藏着的细菌。 然后,从植物里抽取色素,把煮就的原料漂染成白、红、橙、紫、黑、橘、黄这七种颜色;再分别碾碎,打成浆,之后,筛浆脱水,铺平,晒干成纸。 这些纯然以象粪制成的手工纸,不像那些以树皮为原料的机制纸一般的光滑、纤细、亮丽,但是,它所呈现的粗糙纹理,却正好展现了一种原始朴实的大魅力。 把象粪纸捧在手里,我啧啧赞叹,我觉得它充分地体现了人与动物和谐共处的圆融,也完美地展示了人类废物利用与再生循环的惊人创意。 滨纳瓦拉象粪造纸厂的老板沙虚罗斯得意洋洋地说道:“我的造纸厂,就设在大象孤儿院附近,那儿收养了80多头在森林被母象遗弃或因伤残而无能自立的大象和小象,每天排出的粪便不计其数,因此,我造纸的原料,是予取予求的。” 一公斤象粪,大约可以制造两百克的纸张。由于这是手工作业,因此,制造过程极为缓慢。然而,在机制品处处泛滥的今日,象粪纸恰恰好似噪音里一个清脆悦耳的音符。 沙虚罗斯进一步指出,以象粪造纸的概念,其实源于肯尼亚。然而,这些年来,“象粪工业”在肯尼亚停滞不前的一大原因是,除了造纸之外,肯尼亚人并没有进一步研发出其他产品;富于创意的斯里兰卡人呢,却让象粪“八面玲珑”地化为笔记本、贺卡、笔筒、书签、相册、信笺、台历、铅笔盒、梳妆盒,还有各式各样雅丽精致的摆设品,林林总总,不胜枚举,令人目不暇给,大开眼界。 在非洲,大象的主粮是草,粪便所含的成分不同,制成品的质地和韧性都不若斯里兰卡。沙虚罗斯将一个笔筒放在地上,整个人站了上去,那笔筒呵,居然丝毫无损,结结实实地保持着原貌,它那惊人的韧性,着实令人咋舌! 印尼学生化腐朽为神奇 牛粪竟然变香水 香水是很多时尚爱美人士的钟情之物,通常香水都会以一些花草为原材料制作。而在印尼,两位高中生化腐朽为神奇,把人人嫌臭的牛粪变成香水!不仅赢得科学奥林匹克印尼裁判的喜爱,也将代表印尼角逐国际环境科学奥林匹亚科学展览冠军。 据悉,目前就读高中的印尼学生勒以沙与米契制作的牛粪芳香剂,号称闻起来有小草的天然味道,而且完全不含有害人体的化学物质。 两位学生首先从东爪哇农场收集新鲜牛粪,经过三天的发酵期,待水分沥干后,加入椰子水,再将杂质蒸馏干净,如此耗时七天的“黄金

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