自牛顿以来的科学家--近现代科学-第38部分

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本定理之一。丹尼尔在气体动力学方面的贡献，主要是用气体分子运动论解释了气体对容器壁的压力的由来。他认为，由于大量气体分子的高速规则运动造成了对器壁的压力，压缩气体产生较大的作用力是由于气体分子数增多，并且相互碰撞更加频繁所致。丹尼尔将级数理论运用于有关力学方面的研究之中，这对于力学发展具用重要的意义。

　　很明显，伯努利家族的特点是数学基础好，具有严密的逻辑推理能力。而且能从数学出发，对数学变量赋予物理概念，从而揭示出物理学规律

　　4、居里夫人一家

　　现代科学史上最着名的家族应该算居里夫人一家，居里夫人和居里先生、约里奥·居里和约里奥·居里夫人共有4人5次获得诺贝尔奖。

　　皮埃尔·居里（P。Curie；1859…1906）小时候是个资质迟钝的学生，是在家里接受的启蒙教育，后来在索邦学院读书。1875年获学士学位，1877年获硕士学位。自1878年起他是索邦学院物理实验室的助教。1880年他和他的兄弟观察到在向石英晶体上施加压力时，在两者之间出现一个电势，这个电势直接随压力而变化。兄弟两人引用“压”这个希腊字给这种现象起名叫压电现象。反过来，如果给这样的晶体通过一个迅速变化的电势，晶体面就能迅速振动。用这种方法就能让晶体发出超声波来，频率高到超出听觉的声波。具有压电性能的晶体构成声电装置的主要部分，如留声机和麦克风。为了撰写1895年的博士论文，居里研究了磁力现象的热效应。他指出磁性有某个临界温度（迄今仍称为居里点），超过它磁性就会消失。

　　玛丽亚·皮埃尔·居里夫人是原子能时代的开创者之一，是世界上第一个两次诺贝尔奖获得者。居里夫人出生于一个被沙俄占领的波兰教师家庭。民族的压迫、社会的冷遇以及生活的贫困，激发了她的爱国热情和发奋精神。1891年，她靠自己当家庭教师积攒下的钱，从华沙到法国巴黎大学求学，3年中她先后获得了物理和数学两个学士学位，并取得进研究室工作的机会。1894年，她结识了居里先生。

　　他们生活清贫，工作、学习却十分紧张。在1896年，法国人亨利·贝克勒尔发现铀的放射性。居里夫人在分娩大女儿依莱娜期间，对当时已知的８０种元素一一进行测试，发现了两个比铀的放射性更强的新元素，并用波兰（Poland）命名第一个新发现的元素为“钋”（Polonium），另一个新元素为“镭”。

　　他们的研究工作是在自己修整的简陋实验室里进行的。经过整整4年的辛勤劳动，终于第一次提炼出了十分之一克多一点的纯氯化镭，并测定了镭的原子量，后来还第一次获得了金属镭。1903年，巴黎大学授予居里夫人国家理学博士学位，她和居里先生、贝克勒耳一起获得了这一年的诺贝尔物理奖。

　　1906年，居里先生因车祸不幸逝世。居里夫人仍然以坚强的意志生活着、工作着，她继任了居里先生在巴黎大学的讲座，指导实验室工作，潜心研究各种放射性元素；同时，她还全部担负起供养老居里先生和教育两个女儿的责任。

　　居里夫人成了世界公认的卓越科学家以后，还不断受到科学界顽固保守势力的冷遇和压抑。1911年，他接受朋友的劝说，参加了法国科学院院士的竞选，结果却以一票之差落选。反对者所持理由之一是，女人不能成为科学院院士。然而公正的人们敬仰她，就在同年12月，她第二次获得了诺贝尔化学奖；不久，法国医学科学院选她为院士。

　　在发现镭后，为了使镭尽快地服务于人民，居里夫妇拒绝申请专利权，立即公开了提取镭的方法。在第一次世界大战期间，为了救护伤员，居里夫人把Ｘ射线设备安装到汽车上，奔走于战场各处进行轮回医疗，挽救了大批受弹伤士兵的生命。

　　后来，巴黎大学为她盖起了镭学研究所，东边是居里实验室，西边是研究射线对生物的作用的巴斯德实验室。在居里实验室这个名副其实的国际科学机构里，她每天指导各种有关物理与化学的研究工作。在她的指导下，居里实验室完成了有关放射性研究的论文达500篇以上，其中有许多是开创性的研究成果；最为突出，同时也是她最高兴的，是1934年她的长女依莱娜和女婿约里奥发现了人工放射现象，并于1935年获得了诺贝尔化学奖。她的实验室培养了一批优秀的法国和外国的科学家。

　　在她刚开始从事放射性研究时，由于不了解射线对人体的破坏作用，没有采取必要的防护措施，后来又长期在条件很差的环境里工作，致使有害物质严重危害了她的身体，得了恶性贫血病。1934年7月4日，居里夫人在法国阿尔卑斯山疗养院去世。

　　弗列德里克·约里奥…居里（Joliot…Curie　Frédéric）1900年3月19日生于巴黎。1925年，他引起了朗之万的注意，便被推荐给居里夫人，成为她的特别助手，并于1926年与她的女儿伊伦·居里结婚。弗里德里克·约里奥…居里原姓约里奥，结婚后就把妻子的姓加在自己的姓上。因为居里夫妇没有儿子，这样使居里这个着名的姓氏能够世代相传。其后，约里奥…居里夫妇就象当时居里夫妇那样一起工作，并且也致力于居里夫妇所从事的放射性研究。弗雷德里克从化学角度着手（1930年获得化学博士学位），而伊伦则从事物理学方面的工作。他们两次失去了伟大发现的机会，虽然情况不同，但都仅仅是毫厘之差。一次是在1932年，正当他们将要把握住中子时，被查德威克捷足先登。另一次在1933年，正电子即将被他们把握住时，安德森又抢了先。1934年，他们正在研究α粒子对轻元素（例如铝）的作用时，发现在轰击过程中能把质子从铝核中轰击出来；中断α粒子轰击后，靶上也不再发射出质子了，而另一种辐射却还在继续进行。约里奥…居里夫妇断定，这是对铝的轰击使铝变成了磷的缘故。而且，这还不是一般的磷。他们推论这是一种磷的同位素，它具有放射性，但不会天然存在。在他们停止轰击以后，新形成的放射性磷同位素仍在继续分裂，这就是持续辐射的原因。　这样，约里奥…居里夫妇便发现了“人工放射性”。由此，人们认识到，放射性并不只局限于一些铀、钍之类的很重的元素，任何元素，只要能制出适当的同位素，都会有放射性。现在已经证明，这些人工放射性同位素在医药、工业和科研方面远比天然放射性物质有用得多。约里奥…居里夫妇荣获1935年诺贝尔化学奖。这是居里家庭获得的第三次诺贝尔奖。可惜居里夫人早逝一年，未能见到自己的女儿和女婿获此荣誉。

　　约里奥－居里夫妇的女儿艾莱娜嫁给了居里夫人的朋友朗之万的儿子，夫妇都是着名的物理学家；约里奥－居里夫妇的儿子保罗也是着名物理学家。

　　居里夫人家族的特点是：他们都是伟大的实验家，坚忍不拔，专心致志，富有献身精神，对重要而乏味的实验长年紧追不舍，并且善于配合，优势互补。

　　5、贝克勒尔家族

　　贝克勒尔家族的科学家包括安东尼－凯撒·贝克勒尔（Antoine…Cesar　Becquerel）、亚历山大…埃德蒙·贝克勒尔（Alexandre…Edmond　Becquerel）、安东尼·亨利·贝克勒尔（Antoine…henry　Becquerel）、让·贝克勒尔（Jean　Becquerel）和鲍尔·贝克勒尔等（Paul　Becquerel），当然最着名的是因为发现天然发射性与居里夫妇分享1903年诺贝尔物理学奖的安东尼·亨利·贝克勒尔。

　　安东尼－凯撒·贝克勒尔1788年出生，1829年当选法国科学院院士，1838年法国自然史博物馆设立物理学教席，他首任教授，后又任该馆馆长。安东尼－凯撒·贝克勒尔的主要研究领域为矿物学、结晶学、电磁学和光学。他撰有大量科学着作，计有529篇论文和6种教科书，其中最重要的是《电与磁的实验研究，及其相关自然现象报告》。他的主要合作者是他的次子亚历山大…埃德蒙·贝克勒尔，但也包括着名的安培、毕奥等人。他曾与法拉第通信讨论抗磁性现象，还发明了静电天平和差分检流计。他研究过磷光现象并在其着作中祥加讨论，这后来成为贝克勒尔家族的传统研究领域，并导致他的孙子安东尼·亨利·贝克勒尔发现天然反射性。

　　亚历山大…埃德蒙·贝克勒尔出生于1820年，1878年父亲去世后接任法国自然史博物馆物理学教授和馆长职位。他的主要成就在电学、磁学和光学领域。他研究过电流的特性及其产生条件，在抗磁性研究中试图提出一种与法拉第不同的解释观点，在光学研究中他设计了曝光计并用此测定光的强度。亚历山大…埃德蒙·贝克勒尔的最主要的成就集中在家族传统的磷光领域。19世纪中期，实际上是他一个人垄断了磷光领域研究的所有重要发现。他研究过磷光辐射的热效应问题，证实了不同物质的磷光受激于不同频率的入射光，发明了磷光计并用此鉴定了许多新的磷光物质，改进了磷光计用于观察辉光物质的光谱。

　　安东尼·亨利·贝克勒尔生于1852年，这时他的父亲亚历山大…埃德蒙·贝克勒尔已是物理学教授。他的研究生涯始于光学，先后考察过磁场中的极化光特性，红外激发荧光现象及光在晶体中的吸收与传播方向与极化面的关系。在伦琴发现x射线之后的次年，他开始检验荧光物质是否会放出x射线。1896年3月他发现某种铀化物盐会自动发射出一种性质不明的、性质特殊的不可见的射线，他把射线的产生归因于铀，但认为这是某种特殊的荧光。这种现象引起了居里夫妇的注意，他们在发现钍的类似射线后，认识到这是一种新的物质特性，并把这种现象命名为放射性。安东尼·亨利·贝克勒尔是发现天然放射性的先驱，居里夫妇证实和拓展了他的发现并揭示出其重要意义，他们因此共享了1903年的诺贝尔物理学奖。

　　安东尼·亨利·贝克勒尔的儿子让·贝克勒尔后来继任了父亲的自然史博物馆物理学教授职位，安东尼·亨利·贝克勒尔的侄子鲍尔·贝克勒尔则成为了植物学教授。

　　贝克勒尔家族的研究传统是：机敏、审慎、注重实验细节，但相对忽视了对现象的理论解释，不善于归纳出现象所遵从的规律。

　　6、达尔文家族

　　达尔文家族比较着名的4个科学家是伊拉司马斯·达尔文（Erasmus　Darwin）、　查尔斯·达尔文（Charles　Robert　Darwin）和乔治·达尔文（　George　Howard　Darwin）和高尔顿（Francis　Galton）。查尔斯·达尔文是伊拉司马斯·达尔文的孙子，乔治·达尔文是查尔斯·达尔文的儿子，高尔顿是查尔斯·达尔文的表弟。关于伊拉司马斯·达尔文将在艺术家型科学家的章节中介绍。

　　在达尔文家族中，当然最着名的还是提出自然选择的进化论的那个达尔文—查尔斯·达尔文。尽管达尔文的父亲希望他继承父业当医生，但达尔文从小就热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。进到医学院后，他仍然经常到野外采集动植物标本。父亲认为他游手好闲，不务正业，于1828年又送他到剑桥大学，改学神学。他仍然把大部分时间用在听自然科学讲座，自学大量的自然科学书籍。热心于收集甲虫等动植物标本，对神秘的大自然充满了浓厚的兴趣。1831年，达尔文从剑桥大学毕业。他放弃了待遇丰厚的牧师职业，依然热衷于自己的自然科学研究。1831年12月，英国政府组织了“贝格尔号”军舰的环球考察，达尔文经人推荐，以“博物学家”的身份，自费搭船，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。在历时5年的环球考察中，达尔文积累了大量的资料。回国之后，他一面整理这些资料，一面又深入实践，同时查阅大量书籍，为他的生物进化理论寻找根据。1842年，他第一次写出《物种起源》的简要提纲。1859年11月，达尔文经过20多年研究而写成的科学巨着《物种起源》终于出版了。在这部书里，达尔文接受了其祖父关于进化的早期思想，旗帜鲜明地提出了“进化论”的思想，说明物种是在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。后来达尔文完成了第二部巨着《动物和植物在家养下的变异》，以不可争辩的事实和严谨的科学论断，进一步阐述他的进化论观点，提出物种的变异和遗传、生物的生存斗争和自然选择的重要论点。

　　高尔顿多才多艺，学术兴趣超过同年代的许多学者，包括人类学、地理学、数学、力学、气象学、心理学和统计学等。在心理学上，高尔顿是差别心理学的创始人，并创造了一整套心理测验的方法和仪器。在遗传学上，高尔顿第一个认识到双生子研究的意义。高尔顿受表哥达尔文的进化论关于遗传、物竞天择、适者生存等进化观点的影响，直接把进化论应用于人类，将人类学、心理学、遗传学、统计学等多方面的知识结合起来，通过对人类智力和遗传的关系进行了大量工作，形成了所谓的优生学思想，并参与创建了英国优生学教育会。不过，优生学正在受到很多科学家和社会伦理学家的质疑。高尔顿的主要着作有《遗传的天才》、《英国的科学家们：他们的秉赋和教养》、《人类才能及其发展的研究》、《自然的遗传》等。

　　乔治·达尔文是查尔斯·达尔文的第二个儿子，不过他没有延续父亲的研究，而是在天文物理学和地球物理学领域里有所收获。他第一个用数学物理的原则对地月系统的演化进行了揭示，尽管这个理论有缺陷。

　　达尔文家族的传统是：家庭成员具有博物学家善于观察的特点，并能够归纳总结出规律性的东西，而不是直接的理论演绎。

　　7、利基家族

　　利基家族是由两对夫妻组成的：路易斯·利基（Louis　Leakey，1903…1972）和玛丽·利基（Marry　Leakey，1913…