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第12章 科学家的发明故事(2)

1879年3月14日,一个小生命降生在德国的一个叫乌尔姆的小城。父母为他起了一个很有希望的名字:阿尔伯特·爱因斯坦。看着他那可爱的模样,父母对他寄托了全部的期冀。然而,没过多久,父母就开始失望了:人家的孩子都开始学说话了,已经三岁的爱因斯坦才“咿呀”学语。后来,爱因斯坦的妹妹,比他小两岁的玛伽已经能和邻居交谈了,爱因斯坦说起话来却还是支支吾吾,前言不搭后语。看着举止迟钝的爱因斯坦,父母开始忧虑。他们担心他的智能是否会不及常人。直到10岁时,父母才把他送去上学。可是,在学校里,爱因斯坦受到了老师和同学的嘲笑,大家都称他为“笨家伙”。学校要求学生上下课都按军事口令进行,由于爱因斯坦的反应迟钝,经常被教师呵斥、罚站。有的老师甚至指着他的鼻子骂:“这鬼东西真笨,什么课程也跟不上!”一次工艺课上,老师从学生的作品中挑出一张做得很不像样的木凳对大家说:“我想,世界上也许不会有比这更糟糕的凳子了!”在哄堂大笑中,爱因斯坦红着脸站起来说:“我想,这种凳子是有的!”说着,他从课桌里拿出两个更不像样的凳子,说:“这是我前两次做的,交给您的是第三次做的,虽然还不行,却比这两个强得多!”一口气讲了这么多话,爱因斯坦自己也感到吃惊。老师更是目瞪口呆,坐在那里不知说什么好。

在讥讽和侮辱中,爱因斯坦慢慢地长大了,升入了慕尼黑的卢伊特波尔德中学。在中学里,他喜爱上了数学课,却对其余那些脱离实际和生活的课不感兴趣。孤独的他开始在书籍中寻找寄托,寻找精神力量。就这样,爱因斯坦在书中结识了阿基米德、牛顿、笛卡尔、歌德、莫扎特等,书籍和知识为他开拓了一个更广阔的空间。视野开阔了,爱因斯坦头脑里思考的问题也就多了。一天,他对经常辅导他数学的舅舅说:“如果我用光在真空中的速度和光一道向前跑,能不能看到空间里振动着的电磁波呢?”舅舅用异样的目光盯着他看了许久,目光中既有赞许,又有担忧。因为他知道,爱因斯坦提出的这个问题非同一般,将会引起出人意料的震动。此后,爱因斯坦一直被这个问题苦苦折磨着。1895年秋天,爱因斯坦经过深思熟虑,决定报考瑞士苏黎世大学。可是,他却失败了,他的外文不及格。落榜后的他没有气馁,参加了中学补习。一年以后,他获得了中学补习合格证书,并且考入了苏黎世综合工业大学。这时的他,已经在为自己的未来做准备了。他把精力全部用在课外阅读和实验室里。教授们看见他读和学习无关书、做和考分无关的试验,非常不满和生气,认为他“不务正业”。

爱因斯坦大学毕业时,正赶上经济危机爆发,由于他是犹太人血统,又没有关系,没有钱,所以只好失业在家。为了生活,他只好到处张贴广告,靠讲授物理获得每小时3法郎的生活费。这段失业的时间,给了爱因斯坦很大的帮助。在授课过程中,他对传统物理学进行了反思,促成了他对传统学术观点的猛烈冲击。经过高度紧张兴奋的五个星期的奋斗,爱因斯坦写出了9000字的论文《论动体的电动力学》,狭义相对论由此产生。可以说,这是物理学史上的一次决定性的、伟大的宣言,是物理学向前迈进的又一里程碑。

尽管还有许多人对此表示反对,甚至还有人在报上发表批评文章,但是,爱因斯坦毕竟还是得到了社会和学术界的重视。在短短的时间里,竟然有15所大学给他授予了博士证书,法国、德国、美国、波兰等许多国家的著名大学也想聘请他做教授。当年被人们称为“笨蛋”,“笨东西”,认为无法成材的爱因斯坦,终于成了全世界公认的、当代最杰出的聪明人物。由“丑小鹅”变为“白天鹅”,这说明了什么呢?我想,爱因斯坦的话是最好的答案。当许多年轻人缠住他,要他说出成功的秘诀时,他信笔写下了一个公式:A=x+y+z,并解释道:“A表示成功,x表示勤奋,y表示正确的方法,那么z呢,则表示务必少说空话。”许多年来,爱因斯坦的这个神奇的成功等式一直被人们传颂着。从爱因斯坦的奋斗历程中,我们不难看出,正是勤奋、正确的方法和少说空话使爱因斯坦由笨头笨脑变为巨人的。

可见,一个人不聪明并不可怕,可怕的是自己先泄自己的气。只要你肯为你的目标付出艰辛的劳动,并配合正确的方法,就一定会得到成功女神的酬劳。许多在事业上有成就的人,在童年时代、少年时代并不一定能显出锋芒毕露的优势,相反,他们却太平凡,甚至显出迟钝、愚笨的样子,常常要被周围的人嘲笑、讥讽。如果因为自己笨就灰心丧气,不再努力,那不是将自己潜在的才华、能力都扼杀在摇篮中了吗?

其实,每一个人都有不同的才能,每一个人在生命的长河中都会找到属于自己的星座。如果你觉得自己笨,那是因为你还没有寻找到你自己的星座。正如爱因斯坦对别的事物迟钝,却对物理和数学特别喜爱一样,当你找到自己的星座时,你定会放射出与众不同的异彩。

试试看,尽快找到属于自己的位置。

(第四节)飞机的发明者——莱特兄弟

1903年12月17日,这个寒冷的冬天,来自美国俄亥俄州代顿的自行车制造商莱特兄弟在北卡罗莱纳州的基蒂·霍克试飞成功一架结构单薄、样子奇特的双翼飞机——“飞行者一号”。这是人类历史上第一架能够自由飞行,并且完全可以操纵的动力飞机。这一天就成了飞机诞生之日。

作为一种空中交通工具,飞机使运输、旅行的时间大大缩短,地球变小了;作为一种全新的空中武器,飞机使战争形式发生了根本性的变革,传统的前后方界限没有了。1903年到今年不过短短的95年,而人类渴望飞行的愿望和探索飞行的努力却经历了千百年时间。

自然界有许多天生具有高超飞行本领的动物:为数众多的鸟类和数也数不清的昆虫。受它们的启示,人类早就产生了对天空的向往和对飞行的渴望。观察自然会对清风、白云、鸟雀和昆虫感到困惑:它们为什么会脚不触地地在天空中飞行呢?鸟雀在空中翱翔飞行是那么自由自在,令人神往,如果人也能升空飞行将是多么美妙啊!

在飞机诞生之前,航空的发展经历了从幻想到冒险,从理论探索到实践的漫长过程。古代有许多勇敢的人尝试利用鸟的翅膀飞上蓝天,但这些冒险活动往往落得非死即伤的悲惨命运。人们逐渐认识到,飞行是复杂的,单靠冒险无济于事。要想实现升空飞行的理想,首先必须研究飞行这门新的科学。伟大的艺术家达·芬奇是第一位以科学的态度研究飞行的人。他在设计扑翼机的同时,还设计了直升机和降落伞。到了19世纪,飞机的研制进入一个空前活跃的时期。一方面有关飞机升力、阻力、稳定与操纵的理论初步建立起来,另一方面动力飞机的研制探索取得了可贵的经验。尽管先驱者们没有最终研制成功有动力、可持续飞行的飞机,但他们的工作为莱特兄弟打下了坚实基础。大科学家牛顿有一句名言:“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上。”这句话同样适用于最终发明成功第一架飞机的美国莱特兄弟。在莱特兄弟之前,乔治凯利、李林塔尔、查纽特、兰利、汉森、马克辛、阿代尔等在飞机结构、升力与阻力研究、稳定与操纵、滑翔飞行等方面做了大量工作,取得了一个又一个成果。没有他们的先驱性工作,就没有莱特最终的成功。

从1899年开始,莱特兄弟先后研制了三架滑翔机。头两架滑翔机满意地解决了飞机的稳定和操纵问题。但由于完全使用了过去留下的机翼升力和阻力数据,因此这两架滑翔机的飞行性能不高。于是他们决定自己进行实验,以获得尽可能准确的数据,用以指导飞机设计。这些实验是利用自行车轮加装实验件旋转进行的。尔后他们又自制了风洞进行精确实验。1901年9月~1902年8月间,他们共进行了几千次试验,开展了大量有关机翼升力、阻力、翼型的试验研究。

利用自己获得的精确数据,他们制成第三号滑翔机。它在试验时取得了极大成功。利用它共近700次滑翔飞行,并能保持行稳定和安全,即使在每小时36千米的强风下也能照常进行。第三号滑翔机的高度成功为他们研制动力飞机提供了直接依据,并增强了取得最终成功的信心。

在第三号滑翔机基础上,莱特兄弟研制了第一架有动力的飞机——“飞行者一号”,这是一架双翼机,前面有两只升降舵,后面有两只方向舵,操纵索集中连在操纵手柄上。翼展达12.3米,翼面积47.4平方米,机长6.43米,连同驾驶员在内总重约360千克。发动机由莱特自行车公司技师查理·泰勒设计制造的。它能够发出9千瓦的功率,最大功率可达12千瓦。

1903年12月17日是人类历史上意义深远的日子。上午11时,奥维尔·莱特作第一次试飞。他驾驶“飞行者一号”终于成功地升空飞行。第一次飞行留空时间很短,只有12秒时间,飞了约36.6米,但这是一项伟大的成就:它是人类历史上第一次有动力、载人、持续、稳定、可操纵的重于空气飞行器的首次成功飞行。这次飞行具有十分深远的历史意义,为人类征服天空揭开了新的一页,也标志着飞机时代的来临。11时20分,威尔伯·莱特又驾驶“飞行者一号”作了第二次飞行,也取得了成功,留空时间约11秒,飞行距离约60米。奥维尔作了第三次飞行,留空时间15秒,飞行距离61米。第四次也是当天最后一次飞行由威尔伯驾驶,取得了成功并达到当天的最好成绩:留空时间59秒,飞行距离260米。

1904年1月~5月,莱特兄弟制造了“飞行者二号”飞机,性能有了很大提高。1905年又制造了“飞行者三号”。它在试验中留空时间多次超过20分钟,距离超过30千米。10月5日的试飞取得的最好成绩是:飞行时间38分钟飞行距离38.6千米。“飞行者三号”共飞行了50次,全面考察了飞机具有重复起降能力、倾斜飞行能力、转弯和完全圆周飞行能力、8字飞行能力。能进行这些难度较大的机动飞行和有效操纵表明,这架飞机已具备实用性,因此被看作是第一架实用飞机。

莱特兄弟第一架飞行的首次飞行,留空时间仅12秒,飞行距离36.6米。而今天的飞机最大速度可达每小时3000多千米,最远距离可达数万千米,留时间长达十几小时。现代飞机已经成为战争中的可怕武器,人们往来的便捷工具。面对这些进步人们不应忘记,所有这一切都是从12秒开始的。

(第五节)“发明大王”——爱迪生

电报、电话、电灯,这些东西在科技发达的今天看来是多么的普通和司空见惯,谁也不会因此而惊奇。可是你知道这些东西对于当时的人们是多么的至关重要和欣喜若狂吗?人类因此而记住了它们的发明者——爱迪生。

被人们称为“发明大王”的爱迪生,是美国著名的科学家和发明家。他的一生,仅是在专利局登记过的发明就有1328种。一个只读过三个月书人,怎么会有这么多发明创造呢?我想,如果你听说过“爱迪生孵小鸡”的故事,就一定会明白,他的成功源于强烈的好奇心。

1847年,爱迪生降生在美国俄亥俄州米兰市的一个商人家庭里。很小的时候,爱迪生就显露出了极强的好奇心,只要看到不明白的事情,他就抓住大人的衣角儿问个不停,非要问出个子丑寅卯来。

一天,他指着正在孵蛋的母鸡问妈妈:“母鸡把蛋坐在屁股底下干吗呀?”妈妈说:“哦,那是在孵小鸡呢!”下午,爱迪生突然不见了,家里人急得四处寻找,终于在鸡窝里找到了他。原来,他正蹲在鸡窝里,屁股下放了好多鸡蛋孵小鸡呢!父母看了以后,哭笑不得,只好把他拉出来,又是给他洗脸,又是给他洗衣服。还有一次,他看见鸟儿在天空中自由飞翔,就想:既然鸟能飞,人为什么不能飞呢?于是,他找来一种药粉给小伙伴吃,为了让小伙伴飞上天空去。结果,小伙伴差点儿丧命,爱迪生也被父亲狠揍了一顿。

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