那天,斯罗达正与同事们研究两块被放在轨道上的浓缩铀对合的“临界质量”。就在这时,一场意外的事故发生了:拨动铀块的螺丝刀突然滑落,两块铀在轨道上面对面滑动,距离越来越近;就在两块铀即将滑到一起的千钧一发之时,斯罗达奋不顾身地用双手把它们掰开了。
这铀块就是原子弹的“核”,只要合到一起,瞬间就会达到超临界状态而发生猛烈爆炸。斯罗达用自己的镇定和勇敢避免了一场极其可怕的灾难。
铀是一种强放射性物质,斯罗达这位优秀的科学家为了避免这场爆炸的灾难,受到高剂量的致命辐射,出事之后的第9天,他就离开了人世。加拿大政府和人民为了表彰这位优秀科学家对人类所作的贡献,把他誉为“用双手掰开原子弹的人”。
战争与罐头
1789年,法国资产阶级革命爆发,刚成立不久的法国政府几年之内就卷入几个外国列强战争了的急流之中。老天头一次赐予拿破仑出人头地的机会,年仅24岁的拿破仑在1793年8月土伦包围战中,从英军手中收复了土伦。他指挥的炮队立了头功,便被提升为旅长。
法兰西军队要转战千里,后方运来的食品送到战士手中时,大多变质腐烂。由于食品不足,士兵营养不良,减员严重,但又无计可施。在此情况下,为了保证战争的胜利,法国政府在1795年悬赏12 000法郎,向全国征集军用食品的保鲜方法。次年,拿破仑已被提升为驻意大利的法军总司令。在1896年~1897年间取得一系列辉煌胜利之后,以英雄的身份返回法国。
1798年他率法军入侵埃及并遭到惨败——纳尔逊统率的英国海军摧毁了法国舰队。但他在1799年放弃他在埃及的军队返回法国后发现,法国人记忆犹新的是他在陆地上取得的胜利和在前述意大利的胜利,而不是他的海军的失败。于是他在一个月后就与阿贝·西叶雨等人发动政变,成立一个新的“执政府”。从此开始了著名的拿破仑一世王朝(1769~1821)的独裁统治。
为了解决食品变质问题,科学家们绞尽了脑汁,但无一如愿以偿。糖里糕点制造者尼古拉·阿贝尔也注意到政府的悬赏,并从1795年开始进行这方面的研究。经过10年的思考、试验、研究,终于1804年发表了论文《密封容器贮藏食品技术》,提出了他的保鲜方法。他的方法是,将食物(例如猪肉)放在用粗麻布裹紧的玻璃瓶中,瓶口敞开放到煮开的沸水中加热30~60分钟,再趁热用软木塞将瓶口塞紧,并用蜡密封;然后用金属丝或绳子扎住,最后再在沸水中煮一段时间,取出冷却即成。他用这种方法制成了人类第一批罐头,一般可保存两三个月时间。
1806年,第一批玻璃瓶口直径约10厘米的罐头经过几个月的海运,接受了酷暑和潮湿气候的考验之后,到达一艘法国战舰上,官兵们品尝之后觉得味道依然鲜美。拿破仑对此也颇为高兴,曾大加赞誉。
1909年,阿贝尔把他的成果呈报给法国政府。政府接受了这一成果,并由“长期贮藏陆海军粮委员会”颁发给他12 000法郎奖金。第二年,他又发表了《动物与植物性食品的数年贮藏方法》的论文。1912年,他用上述奖金建立了世界上第一个罐头厂,名为“阿贝尔之家”,并继续进行研究。
阿贝尔的食品保鲜法很快在欧洲传开了。为了便于密封和避免破碎,英国人朱兰德用马口铁小罐取代了玻璃瓶,他在1810年将食品塞入罐中后加热处理,再用锡封牢。这一类似现代罐头的改进在当年就取得了专利。
在罐头发明史上还有两件趣事。
第一件,罐头存放100年。为了证明罐头确有保鲜力,有人在1821年把装有4磅(约18公斤)的烤马肉罐头贮存到1938年才打开,分10天喂给12只老鼠吃,结果老鼠安然无恙。
第二件,是“魔法快产罐头”。用阿贝尔方法生产一批罐头至少要两三个小时,工效很低。这既不能满足“上帝”的需要,也不能使厂家赚更多的钱。于是“魔法师”们披长袍,念咒语,粉墨登场了。只见他们将一把白粉撒入煮罐头锅中,就说:“成了!”咦!奇迹果真出现了,煮的时间缩短了一半!其实这是一个简单的化学、物理知识——加食盐后水的沸点会明显提高。这样,当然就不用煮那么久了。但在当时,这一招还使许多人认为真有“魔法”哩!
那么,阿贝尔是怎样作出他的发明呢?原来,他靠的是经验:夏天的食物经过高温蒸煮后可以延缓变馊的现象。善于联想、移植,加上10年百折不挠的努力,是阿贝尔成功的“秘诀”,也是并非不知道上述现象的人们不能作出这一发明的原因所在。可以设想,同样在思考的学者们也许在与什么高深的理论相联系,但他们最终两手空空。这时,我们很容易联想起萧伯纳(1856~1959)看似荒诞无稽、实际饱含哲理的话:“读书使人迂腐。”看来,科学发明发现既可来自像爱迪生、阿贝尔这样的“下里巴人”,也可以来自像牛顿、爱因斯坦这样的“饱学之士”。
罐头保鲜的原理是高温杀死了食物中的微生物,而它们在食物中的繁衍正是食物变质的主要原因。不过,当时人们并不知道这个道理,直到1864年法国巴斯德明白了这个道理,并于1867年发明“巴斯德消毒法”之后,人们才恍然大悟。
林肯揭伪证
1990年,美国《史密森》杂志举行了一次大规模的民意测验,要求读者投票选举三位“自古以来世界上使用文字最简洁的人”。结果“上帝”获得第一名。“他”用300多字就在《圣经》中阐明了《十戒》。第三名是英国二战时的首相丘吉尔。荣获第二的就是我们这个故事的主人公——美国第16任总统亚拉伯罕·林肯(1809~1865),他感人至深的《葛底斯堡演说辞》只用了270个词。
林肯是一位政治家,怎么扯到我们的科技史上来了呢?没有弄错,下面就是这位政治家用扎实的天文知识为人洗雪罪名的故事。
林肯早年曾是一个律师。一次,一个名叫阿姆斯特朗的青年人被别人诬告为“图财害命”。他有口难辩,被判有罪。
阿姆斯特朗的父亲是林肯最好的朋友,当时已死去。林肯了解阿姆斯特朗,他为人踏实厚道,绝不会去谋财害命,于是他主动担任了他的辩护律师,要为他洗雪沉冤。
他查案卷、到“现场”、问事实,断定是一起诬告案,要求法庭重审。
案件关键在诬告人收买的“证人”福尔逊身上,因为他一口咬定,他在10月18日的月光下,在一个草堆后看到阿姆斯特朗开枪把人打死了。于是林肯直逼福尔逊:“你发誓说在10月18日月光下看清的人是阿姆斯特朗而不是别人?”“是的,我发誓!”福尔逊回答说。林肯又问:“你在草堆后,与大树下的阿姆斯特朗相距二三十米,你能认得清吗?”福尔逊回答说:“看得清,因为月光很亮,正照在他脸上,我看清了他的脸。”林肯又问:“你能肯定是11点钟吗?”“完全能肯定,因为我回到房间里看钟时,正是11点一刻。”福尔逊回答也很坚定。
到了这里,林肯面向大家,郑重宣布:“证人”福尔逊作了伪证,是一个骗子!
这时,法庭的人都愣住了。接着,有人高声质问林肯:“你有什么根据呢?”
林肯不慌不忙地回答说:“证人说他在10月18日晚上11点在月光下看清了阿姆斯特朗的脸。但这天是上弦月,11点哪里还有月光啊?即使假定有月光,也应从西往东照,而遮着福尔逊的草堆在东边。阿姆斯特朗站在西边的大树下,如果他脸朝东,显然不会有月光;如果脸朝西,福尔逊又怎么能从二三十米远的草堆处看清他的脸呢?”
林肯说到这里,法庭一片沉静,随之而来的是一阵雷鸣般的掌声。
林肯用非常扎实的天文学、物理学知识揭穿了谎言,拯救了无辜。此后,他成了当时美国最有名的律师之一。
林肯用渊博的知识破案的故事并非绝无仅有。19世纪中叶,德国化学家李比希(1803~1873)参加了赫尔利茨伯爵夫人案件的审判。夫人的侍仆说一枚价值连城的戒指是他早在1805年侍候夫人之前就得到的,不是偷的夫人的。但李比希内行地鉴别出戒指上镶着的两条金尾蛇之一是铂做的,而铂从1819年才开始用于首饰中。由此,他有力地迫使侍仆供出了盗窃夫人戒指的罪行。
悬赏两万英镑的发明
1993年,英国发行了一枚图案是一块怀表的邮票,上面写着:“约翰·哈里森(1693~1776)制成第4号钟。”很多怀表都比这块怀表漂亮,为什么英国人会对它情有独钟呢?英国人又为什么会对一个“钟表匠”诞生300周年如此看重呢?这还得从头说起。
1714年7月,英国政府通过“经度法”悬赏奖励用各种方法测准地球经度的人:精度在05°以内的奖2万英镑(约合当今120万美元,即约1 000万元人民币),067°和1°以内的奖分别15万和1万。由政府同年成立的经度委员会负责奖金的管理、发放,实际褒奖和资助发明者的支出超过10英镑,该委员会于1828年撤销。
为什么要巨额悬赏来征集这一发明呢?
原来,当时“大英帝国”是航海大国,17世纪末就有300艘战舰、商船往来于不列颠群岛和西印度群岛之间。但常因船队无法精确测定经度,被迫在海中长期漂泊,于是患坏血病而死或发生海难而亡的人不计其数。1707年,一支英国舰队就因为经度测定、推算有误,加之大雾垂海,便触礁沉没,使2 000多人葬身鱼腹。因此,测准航船经度,进而确定航船位置便成了航海家甚至政府高度重视的课题。
可是,测准经度并非易事。从150年古希腊天文学家托勒密在他的第一本绘有27幅地图的地图集里绘上经度线开始,就没人能解决这一问题,包括使人振聋发聩的“天才”级人物——伽利略、牛顿。但是,人们已经有了正确的思路。地球24小时转360°,那么1小时就转15°。因此,“测经度”就转化为“测时间”。于是发明准确的计时器——天文钟就迫切地摆在发明家们的面前。
但发明准确的天文钟也非易事。因为当时广泛使用的是摆钟,它有一些致命的缺点:会因重力加速度的变化而变得不准,温度变化也影响走时准确。因此,要准确计时就必须有突破性的改进或另辟蹊径。
木匠的儿子约翰·哈里森是个自学成才的钟表机械爱好者,他决心作出这一发明。他用发条作动力,设法将摩擦减少到最低限度,采用受温度变化影响很小的双金属片,终于在1735年研制出“哈钟1号”。这只钟像一台大机器,至今还保存在格林尼治天文台里。这只钟取得了初步的成功,在3个星期的航海中,误差仅4分钟,平均每天误差仅约11秒。虽然它还没有达到悬赏的要求,但比以前的钟准确多了,为此英国政府奖励哈里森500英镑。于是他信心大增,相继制成“哈钟2号”和“哈钟3号”。
1759年,年已66岁的哈里林经过40年的奋斗,终于在他儿子的协助下造出“哈钟4号”。
这只钟直径约5英寸(约13厘米),质量135千克。有时、分、秒针各一枚,3枚针均横在同一搪瓷盘上,由一个圆形钢摆轮控制,用发条作“维持力”。在他儿子威廉的照管下,这只钟在开往西印度群岛的皇家军舰“哈普福号”上航行了6个星期,只慢了5秒(这5秒误差是在仪器原定每天慢秒的误差之外的),这显然已超过了悬赏的要求。1764年,它又经受了开往巴巴多斯航船上的考验,再次证实了获奖资格。不过,经度委员会却要哈里森解释它的结构,并证明其他钟表匠也能按同一方法造出同样精确、可靠的钟后,才肯全数发给奖金。于是双方为此发生了难以调解的争吵,国王乔治三世支持哈里森向议会上诉。1773年,哈里森还是在生前如愿以偿地全数得到了所欠他的2万英镑余额。“哈钟4号”至今还珍藏在格林尼治天文台,被称为“天下第一钟”。它加速了英国对海洋的控制,成就了“日不落帝国”的海霸业,所以英国人对“哈钟4号”偏爱有加,在300年后为哈里森发行邮票便不足为奇了。
在十七十八世纪,许多沿海国家都用悬赏的方法来吸引发明家解决经度测量工具(当时是计时器)的问题,例如法国也于1716年悬赏10万法郎。“重赏下面必有勇夫”,所以这一时期钟表的研究有很大的发展。
当今的计时器已远非“哈钟4号”所能比拟:1998年超冷铯原子钟的建立,使计时精确度达到10阿秒级——大约二三十亿年才差一秒!
诺贝尔奖中的“四”
诺贝尔奖激励着100年来科学家的奋斗,也给人们带来滔滔不绝的话题,其中趣事可说是不胜枚举。其中一项趣事是,许多奖都与“四”有关,下面举出三组“四”的巧合。
获诺贝尔奖不容易,一人两次获奖当然是难上加难,但迄今为止,却不止一个人两次得奖。巧的是,这样的人正好四个,更巧的是,其中没有任何两个所得两项奖完全相同。
最早两次得奖的是名扬四海的法国籍波兰科学家居里夫人(1867~1934),她也是惟一的一位两次得奖的女性。1903年,她和丈夫皮埃尔·居里(1859~1906)获一半物理学奖金,另一半则由法国物理学家贝克勒尔(1852~1908)获得。1911年,居里夫人则独享诺贝尔化学奖。
第二位两次得奖的是大名鼎鼎的美国化学家鲍林(1901~1994),他是惟一的自然科学和社会科学都获奖的人,也是惟一的一人两次独得诺贝尔奖的人:1954年独享化学奖,而1962年则独享和平奖。
第三位两次获奖的是成就卓著的美国物理学家巴丁(1908~),他也是惟一两获物理学奖的人。巧的是,两次都是和另外二人,也是他的同胞、同行和合作者获得这一殊荣的。第一次是1956年,与布拉坦、肖克莱。第二次是1972年,与库柏、施里弗。
最后一位两次得奖的是誉满全球的英国生物化学家桑格、他也是惟一两获化学奖的人。第一次在1958年独享,第二次则在1980年与美国伯格(PBerg)、美国吉尔伯特(WGillbert)共得。
以上是第一组巧合。
第二组巧合是获此殊荣的父子共四对。
最早的一对是JJ汤姆逊(1856~1940)和他的儿子SGP汤姆逊(1892~1975)。这两位英国物理学家分获物理学奖的年代是1906年1937年。第一次是老子独享,第二次则是儿子与美国物理学家戴维森(1881~1958)瓜分。
第二对是BWH布拉格(1862~1942)和他的儿子WL布拉格(1890~1971)。这两位英国物理学家(后者出生在澳大利亚)在1915年同获物理奖。父子同时得奖在诺贝尔获奖史上绝无仅有。