鲁班发明锯的故事千百年来就一直流传在民间。相传有一年,鲁班接受了一项建筑一座巨大宫殿的任务。这座宫殿需要很多木料,鲁班就让徒弟们上山砍伐树木。由于当时还没有锯子,他的徒弟们只好用斧头砍伐,但这样做效率非常低,工匠们每天起早贪黑拚命去干。累得精疲力尽,也砍伐不了多少树木,远远不能满足工程的需要,使工程进度一拖再拖,,眼看着工程期限越来越近,这可急坏了鲁班。为此,他决定亲自上山察看砍伐树木的情况。上山的时候,由于他不小心,无意中抓了一把山上长的一种野草,却一下子将手划破了。鲁班很奇怪,一根小草为什么这样锋利?于是他摘下了一片叶子来细心观察,发现叶子两边长着许多小细齿,用手轻轻一摸,这些小细齿非常锋利。他明白了,他的手就是被这些小细齿划破的。后来,鲁班又看到一条大蝗虫在一株草上啃吃叶子,两颗大板牙非常锋利,一开一合,很快就吃下一大片。这同样引起了鲁班的好奇心,他抓住一只蝗虫,仔细观察蝗虫牙齿的结构,发现蝗虫的两颗大板牙上同样排列着许多小细齿,蝗虫正是靠这些小细齿来咬断草叶的。这两件事给鲁班留下了极其深刻的印象,也使他受到很大启发,陷入了深深的思考。他想,如果把砍伐木头的工具做成锯齿状,不是同样会很锋利吗?砍伐树木也就容易多了。于是他就用大毛竹做成一条带有许多小锯齿的竹片,然后到小树上去做试验,结果果然不错,几下子就把树皮拉破了,再用力拉几下,小树杆就划出一道深沟,鲁班非常高兴。但是由于竹片比较软,强度比较差,不能长久使用,拉了一会儿,小锯齿就有的断了,有的变钝了,需要更换竹片。这样就影响了砍伐树木的速度,使用竹片太多也是一个很大的浪费。看来竹片不宜作为制做锯齿的材料,应该寻找一种强度、硬度都比较高的材料来代替它,这时鲁班想到了铁片。于是他们立即下山,清铁匠们帮助制作带有小锯齿的铁片,然后到山上继续实践。鲁班和徒弟各拉一端,在一棵树上拉了起来,只见他俩一来一往,不一会儿就把树锯断了,又快又省力,锯就这样发明了。
在鲁班之前,肯定会有不少人碰到手被野草划破的类似情况,为什么单单只有鲁班从中受到启发,发明了锯,这无疑值得我们思考。大多数人只是认为这是一件生活小事,不值得大惊小怪,他们往往在治好伤口以后就把这件事忘掉了。而鲁班却有比较强烈的好奇心和正确的想法,很注意对生活当中一些微小事件的观察、思考和钻研,从中找到解决问题的方法和思路,甚至获得某些创造性发明。这告诉我们一个道理,留意生活中许多不起眼的小事,勤干思考,会增长许多智慧。
能推动的船
国王造了一艘很大的轮船,可是想了许多办法想把
它推到水里去,结果都失败了。最后他们把全城
的人都集合了起来一起推,可还是没能把它推动。国王就对
阿基米德说:“请你帮忙把那艘大船推到水里面去吧!”
阿基米德满口答应了。他通过精心准备设计了一套用复杂的杠杆和滑轮组合成的机器,在机器的末端还留了一条长长的拉绳。然后阿基米德就请国王来看表演了。
这一天,海边站满了许多围观的人,真是人山人海啊。那艘大船有十几丈长,几层楼高。人们看了觉得它确实是一个旁然大物,阿基米德怎么可能搬得动它啊?阿基米德真的是疯了。可阿基米德呢却将那一条小绳交给了国王,非常自信的说:“请你拉一下吧,一切都可以解决了。”
国王半信半疑,首先看了看,但还是把绳子拿在了手里,然后就这么轻轻的一拉。突然,奇迹出现了:大船移动起来了,慢慢地慢慢地向海里滑去,就象是一位魔术师耍了魔术一般。国王不相信的瞪大了眼睛,惊讶的张着嘴半天才说:“这,这是怎么回事呀,莫非有上帝在帮助你?”
善于动手的小爱迪
老师,同学们,大家好!
今天我给大家讲的故事叫“善于动手的小爱迪生”。
爱迪生是美国的科学家,他每次想到一些实验都要动手试一试。他小时候,有一天,他看到母鸡在孵蛋,他就好奇地问妈妈:“妈妈,鸡坐在窝上怎么一动也不动呢?”妈妈高兴地说:“母鸡在孵蛋。”
爱迪生听了妈妈这句话,很高兴,他就在家里拿了一些鸡蛋,先搭好一个窝,在地上铺着厚厚的草,再把鸡蛋放到窝上,自己坐到窝上。没过多久,天快黑了,他的家人很着急,四处寻找爱迪生,最后找到了他。他的家人又生气又高兴地说:“你蹲在窝子上干嘛?”爱迪生说:“我蹲在窝上孵小鸡。”他的家人说:“你孵什么小鸡呀,还不给我快回家。”
还有一次,爱迪生看到小鸟在自由地飞翔,他就想:“小鸟会飞,我们人可不可以飞呀?”他突然想起,汽球没有翅膀可以飞上天,我们人身体里加了气可不可以飞呀?他就看到那里有水汽药粉,就喂伙伴吃,没过多久,伙伴的肚子疼了,爱迪生被他爸爸狠狠地揍了一顿,爸爸还说:“回头不准做实验了。”爱迪生说:“要是我不做实验,我怎么知道我们人能不能飞呀?”
亲爱的同学们,今后我们发现有趣事情的时候,让我们也一起动手做一做吧,或许你也会成为一名科学家!但一定要注意安全哦!
善于观察的小爱因斯坦
老师,同学们好!
今天我给大家讲的故事叫“善于观察的小爱因斯坦”。
爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家。在五岁时和家人去郊游,当走进一片茂密的树林时,他却不见了,母亲到处找他,焦急地喊他,他却一个人在林间轻轻地穿行,一会儿摘下一片树叶,细心观察树叶的脉纹,一会儿观看阳光从树叶间透出的光斑,到了湖边,他就蹲下身来,一动也不动地望着湖面上起伏的微波。当母亲好不容易找到他时,他正坐在地上,凝望着一队队忙忙碌碌来回穿梭的蚂蚁。妈妈一把拉起小爱因斯坦的手,发现他呆的地方离她叫喊的地方很近,“你干吗不答应妈妈,让妈妈来回的跑。”“没有,妈妈我没听见。”小爱因斯坦说,妈妈只好微微地叹了一口气。
善于观察的爱因斯坦长大后,成为了一名伟大的物理学家,他对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论,大大推动了现代天文学的发展。
从前有一个人叫鲁班,他是一位发明家。
一次,为了给国王建造宫殿,他带领他的徒弟们去砍伐大树。几天过去了,徒弟们都累得腰酸胳膊疼,可砍倒的树却没有几棵。
鲁班很着急,他走在陡峭的山路上,快要摔倒的时候,他抓住了一堆茅草,他一看,他的手被茅草划破了。他仔细测量了茅草,他发现这堆茅草的叶子上有很多又细又小的尖齿。他找来铁匠,按照茅草叶子的样子,做了一根长长的细条。拿着细条去砍伐大树,果然又快又省力。鲁班说:“就叫它锯吧。
北宋时期,翰林学士陈尧咨很喜欢养马,家里也饲养着很多马匹。后来,他买了一匹烈马。烈马脾气暴躁,不能驾驭,而且踢伤咬伤很多人。
有一天早晨,陈尧咨的父亲走进马厩,没有看到那匹烈马,便向马夫询问,马夫说:“翰林已经把马卖给一个商人了。”
陈尧咨的父亲问:“那商人把马买去做什么?”
管马的人说:“听说,是买去运货。”
陈尧咨的父亲又问:“翰林告诉那商人这是匹烈马吗?”
管马的人说:“哎,老爷,要是跟那个商人说了,这匹马又咬人又踢人,人家还会买吗?”
陈父很生气地说:“真不像话,竟然还敢骗人。”说完就气呼呼地转身走了。陈父找到儿子就问:“你把那匹烈马卖了?”
陈得意的说:“是啊,还卖了个高价呢!”
父亲生气地说:“混帐东西,你身为朝廷重臣,竟敢骗人。”
陈说:“爸,我又没强迫他买,马是他自己看中的,他愿意买,我就卖了。这哪里是骗他。”
父亲又问:“那你为什么不告诉他这是匹烈马呢?”
陈尧咨嘟囔着说:“马摆在那里让他随便看,他自己看不出这马性子烈,这可不怪我。”
父亲更生气了:“你这么多年的书都读到哪里去了,难道你没听说过《不欺买主》的故事吗?”
儿子摇摇头。父亲说:“都是我的过错,你小的时候,我光顾着教你读书诵经,很少教你怎么做人。现在我就给我补补课,教你如何做人。唐朝在武则天执政时,有一位宰相叫陆元方,他想卖掉东京洛阳城里的一所房子,一切手续都办好了,只等着买房子的人来交钱。买房的人来交钱时,陆元方说,这房子哪里都好,就是没有出水的地方,那个人听了,立刻就说这房子他不买了。买主走后,陆元方的儿子和侄子们都埋怨他,而他却说,你们也太奇怪了,难道可以为了钱欺骗别人吗?”
儿子听了很惭愧地低下了头。父亲又接着说:“你手下那么多驯马的高手都管不好那匹马,一个到处流动的商人怎么能养得了它?你不把事情告诉他,这不明摆着是在欺骗人家吗?”
陈尧咨听后羞愧地说:“爸,您别生气了,我知道是我做错了,我这就去把买马的商人找回来。”
于是陈尧咨亲自找到那个买马的商人说明了原因,把钱退给了买马的人,自己把马牵了回来,一直把那匹马养到老死。
本杰明・富兰克林是在偶然的机会想到发明避雷针的:
富兰克林最著名的发现是统一了天电和地电,破除了人们对雷电的迷信。在用莱顿瓶进行放电实验的过程中,富兰克林面对着电火花的闪光和劈啪声,总是禁不住与天空的雷电联想 起来,他意识到莱顿瓶的电火花可能就是一种小型的雷电。为了验证这个想法,必须将天空中的雷电引到地面上来。1752年7月的一个雷雨天,富兰克林用绸子做了一个大风筝, 风筝顶上安上一根尖细的铁丝,又用丝线将铁丝联起来通向地面,丝线的末端拴一把铜钥匙,钥匙又插进一个莱顿瓶中。富兰克林将风筝放上天空,一阵雷电打下来,只见丝线上的毛 毛头全都竖立起来,用手靠近铜钥匙,即发出电火花。天电终于被捉下来了。富兰克林发现,储存了天电的莱顿瓶可以产生一切地电所能产生的现象,这就证明了天电与地电是一样的 。在1747年,富兰克林就从莱顿瓶实验中发现了尖端更易放电的现象,等他发现了天电与地电的统一性后,就马上想到利用尖端放电原理将天空威力巨大的雷电引入地面,以避免 建筑物遭雷击。1760年,富兰克林在费城一座大楼上树起了一根避雷针,效果十分显著。
牛顿被苹果砸死了,从而发现了万有引力定律。
俄罗斯化学家门捷列夫(1834~1907),生在西伯利亚。他从小热爱劳动,喜爱大自然,学习勤奋。
1860年门捷列夫在为著作《化学原理》一书考虑写作计划时,深为无机化学的缺乏系统性所困扰。于是,他开始搜集每一个已知元素的性质资料和有关数据,把前人在实践中所得成果,凡能找到的都收集在一起。人类关于元素问题的长期实践和认识活动,为他提供了丰富的材料。他在研究前人所得成果的基础上,发现一些元素除有特性之外还有共性。例如,已知卤素元素的氟、氯、溴、碘,都具有相似的性质;碱金属元素锂、钠、钾暴露在空气中时,都很快就被氧化,因此都是只能以化合物形式存在于自然界中;有的金属例铜、银、金都能长久保持在空气中而不被腐蚀,正因为如此它们被称为贵金属。
于是,门捷列夫开始试着排列这些元素。他把每个元素都建立了一张长方形纸板卡片。在每一块长方形纸板上写上了元素符号、原子量、元素性质及其化合物。然后把它们钉在实验室的墙上排了又排。经过了一系列的排队以后,他发现了元素化学性质的规律性。
因此,当有人将门捷列夫对元素周期律的发现看得很简单,轻松地说他是用玩扑克牌的方法得到这一伟大发现的,门捷列夫却认真地回答说,从他立志从事这项探索工作起,一直花了大约20年的功夫,才终于在1869年发表了元素周期律。他把化学元素从杂乱无章的迷宫中分门别类地理出了一个头绪。此外,因为他具有很大的勇气和信心,不怕名家指责,不怕嘲讽,勇于实践,敢于宣传自己的观点,终于得到了广泛的承认。
元素周期律
元素周期律揭示了一个非常重要而有趣的规律:元素的性质,随着原子量的增加呈周期性的变化,但又不是简单的重复。门捷列夫根据这个道理,不但纠正了一些有错误的原子量,还先后预言了15种以上的未知元素的存在。结果,有三个元素在门捷列夫还在世的时候就被发现了。1875年,法国化学家布瓦博德兰,发现了第一个待填补的元素,命名为镓。这个元素的一切性质都和门捷列夫预言的一样,只是比重不一致。门捷列夫为此写了一封信给巴黎科学院,指出镓的比重应该是5.9左右,而不是4.7。当时镓还在布瓦博德兰手里,门捷列夫还没有见到过。这件事使布瓦博德兰大为惊讶,于是他设法提纯,重新测量镓的比重,结果证实了门捷列夫的预言,比重确实是5.94。这一结果大大提高了人们对元素周期律的认识,它也说明很多科学理论被称为真理,不是在科学家创立这些理论的时候,而是在这一理论不断被实践所证实的时候。当年门捷列夫通过元素周期表预言新元素时,有的科学家说他狂妄地臆造一些不存在的元素。而通过实践,门捷列夫的理论受到了越来越普遍的重视。
后来,人们根据周期律理论,把已经发现的100多种元素排列、分类,列出了今天的化学元素周期表,张贴于实验室墙壁上,编排于辞书后面。它更是我们每一位学生在学化学的时候,都必须学习和掌握的一课。
现在,我们知道,在人类生活的浩瀚的宇宙里,一切物质都是由这100多种元素组成的,包括我们人本身在内。
可是,化学元素是什么呢?化学元素是同类原子的总称。所以,人们常说,原子是构成物质世界的“基本砖石”,这从一定意义上来说,还是可以的。然而,化学元素周期律说明,化学元素并不是孤立地存在和互相毫无关联的。这些事实意味着,元素原子还肯定会有自己的内在规律。这里已经蕴育着物质结构理论的变革。
终于,到了19世纪末,实践有了新的发展,放射性元素和电子被发现了,这本来是揭开原子内幕的极好机会。可是门捷列夫在实践面前却产生了困惑。一方面他害怕这些发现“会使事情复杂化”,动摇“整个世界观的基础”;另一方面又感到这“将是十分有趣的事……周期性规律的原因也许会被揭示”。但门捷列夫本人就在将要揭开周期律本质的前夜,1907年带着这种矛盾的思想逝世了。
门捷列夫并没有看到,正是由于19世纪末、20世纪初的一系列伟大发现和实践,揭示了元素周期律的本质,扬弃了门捷列夫那个时代关于原子不可分的旧观念。在扬弃其不准确的部分的同时,充分肯定了它的合理内涵和历史地位。在此基础上诞生的元素周期律的新理论,比当年门捷列夫的理论更具有真理性。
【门捷列夫的平生】
1907年1月27日,俄国首都彼得堡寒风凛冽,太阳黯淡无光,寒暑表上的水银柱降到零下20多度,街上到处点着蒙有黑纱的灯笼,显出一派悲哀的气氛。几万人的送葬队伍在街上缓缓移动着,在队伍最前头,既不是花圈,也不是遗像,而是由十几个青年学生扛着的一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”、“O”、“Fe”、“Zn”等元素符号。
原来,死者是著名的俄国化学家门捷列夫,木牌上画着好多方格的表是化学元素周期表――门捷列夫对化学的主要贡献。
门捷列夫生于一位有十七个子女的中学校长家庭,他排行十四。出生刚数月,父亲双目突然失明,接着又丢掉了校长的职务。微薄的退休金难以维持生计,全家搬进附近一个村子里,因为舅舅在那里经营一个小型玻璃厂。工人们熔炼和加工玻璃的场景,对他以后从事与烧杯、烧瓶打交道的化学研究产生很大影响。1841年秋,不满七周岁的门捷列夫和十几岁的哥哥一起考进市中学,在当地轰动一时。不幸总爱跟随贫苦人家。门捷列夫13岁时父亲去世,14岁时工厂遭火灾化为灰烬,母亲只好再次搬家,将成年的女儿们嫁出去,让两个儿子参加工作。1849年春,门捷列夫中学毕业,母亲变卖家产,一心想让小儿子上大学。在父亲的一位朋友的帮助下,门捷列夫进入彼得堡师范学院物理系。只过了一年,就成为优等生。紧张学习之余,还撰写科学简评得到少量稿费。这时他已经失去任何经济支持:舅舅和母亲相继去世。1854年,他大学毕业并荣获学院的金质奖章,23岁成为副教授,31岁成为教授。
使他获得最初声望的是《有机化学》,为了写这本书,他几乎两个月没离开过书桌。年过七旬后,积劳成疾,竟双目半盲。每天从清晨工作到下午5:30,“中饭”后继续工作到深夜。他是在书桌前死去的,去世时手里还握着笔。1869年元素周期律的发现使他名声大噪,好多外国科学院纷纷聘请他为名誉院士。一次,有个记者问他是怎样想出周期律的,门捷列夫听了大笑:“这个问题我考虑了20年之久,而您却认为我坐着不动,5个戈比1行、5个戈比1行地排列着,突然就成功了?”
诚然,我们应该永远铭记门捷列夫的格言:“什么是天才?终身努力,便成天才!”
爱迪生 (1847-1931)
19世纪被誉为科学的世纪,也是以科学的技术化和社会化为突出特征的世纪。科学在这个世纪开始成为社会生活的一个重要组成部分。风起云涌的伟大创新转变成为技术科学的巨大威力。这个世纪的一些科技巨擘继续活跃于20世纪。托马斯・阿尔沃・爱迪生(Thomas Alva Edison),就是其中之一。美国《生活》周刊不久前评出的过去1000年的100位最有影响力人物中,爱迪生名列第一。
爱迪生出身低微、生活贫困,他的“学历”是一生只上过3个月的小学,老师因为总被他古怪的问题问得张口结舌,竟然当他母亲的面说他是个傻瓜、将来不会有什么出息。母亲一气之下让他退学,由她亲自教育。这时,爱迪生的天资得以充分地展露。在母亲指导下,他阅读了大量的书籍,并在家中自己建了一个小实验室。为筹措实验室的必要开支,他只得外出打工,当报童、办报纸。最后用积攒的钱在火车的行李车厢建了个小实验室,继续作化学实验研究。后来,化学药品起火,几乎把这个车厢烧掉。暴怒的行李员把爱迪生的实验设备都扔下车去,还打了他几记耳光,据说爱迪生因此终生致聋。
爱迪生是美利坚民族崇尚的那种传奇般的人物――虽未受过良好的学校教育,但凭个人奋斗和非凡才智获得巨大成功。他自学成才,以坚韧不拔的毅力、罕有的热情和精力从千万次的失败中站了起来,克服了数不清的困难,成为美国发明家、企业家。他早年曾制定双工式和四工式电报系统,发明自动电报帮电机。1877~1879年发明留声机;实验并改进了电灯(白炽灯)和电话。以后又制定了照明系统,并为实现集中供电进行了许多工作。他提出并采用直流三线系统。制成当时容量最大的发电机,并于1882年利用该机建成了第一座大型发电厂。在同时期,作了铁道电气化的试验。1883年发现“爱迪生效应”,即热电子发射现象。在电影技术、矿业、建筑、化工等方面也有不少著名的发明,仅从1869年到1901年,就取得了1328项发明专利。在他的一生中,平均每15天就有一项新发明,他因此而被誉为“发明大王”。
爱迪生献身科学、淡泊名利。在研制电灯时,记者对他说:“如果你真能造出电灯来取代煤气灯,那你一定会赚大钱。”爱迪生回答说:“一个人如果仅仅为积攒金钱而工作,他就很难得到一点别的东西――甚至连金钱也得不到!”他一直被称作现代电影之父,可是在电影界人士为他77岁寿辰举行的盛大宴会上,他说:“对于电影的发展,我只是在技术上出了点力,其他的都是别人的功劳。”
爱迪生胸襟开阔、善处逆境。针对自己的耳聋不便,他说:“走在百老汇的人群中,我可以像幽居森林深处的人那样平静。耳聋从来就是我的福气,它使我免去了许多干扰和精神痛苦。”1914年某天晚上,爱迪生的电影实验室突遭火灾,损失巨大。爱迪生安慰伤心之极的妻子说:“不要紧,别看我已67岁了,可我并不老。
从明天早晨起,一切都将重新开始,我相信没有一个人会老得不能重新开始工作的。”第二天,爱迪生不但开始动工建造新车间,而且又开始发明一种新的灯――一种帮助消防队员在黑暗中前进的便携式探照灯。火灾对爱迪生就像是一支小小的插曲。
爱迪生造福大众、不畏艰辛。为寻找灯丝,他试验了数千种材料;为试制一种新的蓄电池,他失败了八千次。因此,爱迪生常常说:“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的勤奋。”他在80岁时,仍然保持着发明家的精神,坚张地进行着发明创造活动。1927年,他成立了爱迪生植物研究公司,投入一个崭新的研究领域,寻觅化工新材料。81岁高龄的爱迪生成功地从野草中提炼出橡胶,受到人们极高的评价。
1931年10月18日清晨3时24分,爱迪生带着宽慰的微笑,闭目辞世,享年84岁。临终时他坦然地说:“我为人类的幸福,已经尽力了;没有什么可遗憾的了。”
举行葬礼的那天,全美国熄灭电灯一分钟,以示哀悼。这是人们表达对爱迪生无限怀念之情的最隆重的方式,也是人们献给这位伟大发明家的一曲无言的赞歌。
阿尔伯特・爱因斯坦,1879年出生在德国。他一生科研成果卓著,其中最卓著的是他用实验证实了原子的存在,创立了相对论,并发展了普朗克提出的量子假说。德国著名物理学家爱因斯坦,一生为现代物理学发展做出了卓绝贡献。其最卓绝的成就是他突破牛顿经典物理学的框架,创立了适用于微观高速运动领域的相对论。
在爱因斯坦之前,人们自古以来都认为,虽然物质在时间和空间中存在,它们的运动受时间和空间的制约,但时间和空间都是不受物质的分布及其运动影响的。由此,把时间、空间、物质、运动完全割裂孤立开来。天才的物理学家牛顿也相信这一看法,据之提出了绝对时间、绝对空间和绝对运动观念。爱因斯坦不同意牛顿的绝对时空观和绝对运动观,从光速有限出发,提出宇宙间的时间同时性都是相对的,是相对于某一参照系来说的,如月球上事件发生的时间是相对于地球这个参照系来说的。在同时性是相对的基础上,他否定了牛顿的绝对时间、绝对空间和绝对运动概念。因为时间的同时性都是相对于某一参照系来说的,所以都是相对的;而运动又是与时间紧密相连的,所以运动也都是相对的,孤立地看地球,它的运动是不存在的;空间和时间是紧密相连的,所以绝对空间也是不存在的。从而,爱因斯坦把看起来似乎是彼此无关的时间和空间联系了起来,使它们成了相互密切联系的对立统一体,于1905年创立了狭义相对论。
1916年,爱因斯坦又经过10年探索,进一步完成了广义相对论创立工作。广义相对论是一种没有引力的新引力理论,是适用于所有参照系的物理定律。它与狭义相对论不同,狭义相对论仅仅适用于不存在引力的物理过程。研究的是直线、匀速相对运动的参照系;而广义相对论研究的是作任何运动的参照系,既适应直线、匀速运动的参照系,又适应加速运动和旋转运动的参照系,因而它是相对论大厦的第二层楼房。广义相对论进一步表明,时间和空间并不是孤立的,物质的分布和运动也反过来决定时间和空间的结构。它们之间也相互影响,是对立统一体。爱因斯坦的相对论,是近代科学技术在幻世纪取得的最重大成果,它导致了古老物理学的彻底革命,完成了物理学第三次理论大综合,进一步奠定了现代物理学发展的基石。