2021年11月26日 星期五
在人们不经意的地方发现科学新苗头
□ 陈冠文

    科学发现 趣闻趣事

    开栏的话:

    漫长的科技发展史表明,几次重大的科技进步都始于科学发现:第一次科学革命是始于哥白尼“日心说”;第二次科学革命是源于能量守恒与转化定律、细胞学说和进化论三大发现;第三次科学革命是源于X射线、电子、天然放射性、DNA双螺旋结构等的科学发现。因此,可以说,科学发现是人类社会进步的动力之“源”。

    那么,如何发现这些动力之“源”呢?本报特开设“科学发现趣人趣事”专栏,通过讲述国内外科学家如何发现科学新领域,提出科学新理论和新方法的故事,推动广大青年朋友投身到新兴科技前沿开拓者的队伍中去。

    对于新事物,多数人都会提出问题;但对司空见惯的事物,多数人都不会在意。其实,在人们熟悉的地方常常藏着许多科学的秘密。

    洗澡洗出来的“浮力定律”

    洗澡这种生活琐事,大家都不会在意,但阿基米德却从洗澡中洗出了“浮力定律”。

    2000多年前,叙拉古王国的国王要他的科学顾问阿基米德在不损坏金冠的情况下,鉴定做金冠的金子是不是掺了假。阿基米德昼思夜想,也没想出好办法。

    一天下午,劳累之后的阿基米德去泡澡。他刚把身体泡进浴盆里就觉得身体被浮了起来,浴盆里水同时溢出浴盆外。他站起来,浴盆内的水位就降了下去:他又蹲入浴盆中,水位又升到盆沿。反复几次都是如此。这时,他心头突然一亮,于是立即跳出澡盆,奔向皇宫去为国王做了一个实验。

    他把金冠和与金冠重量相同的金块分别放进两个盛满水的罐子里,并各用一个器皿接承两个罐子溢出的水,然后分别称量。结果,发现两次溢出的水重量不一样。

    “陛下,金冠和金块一样重,如果金冠是纯金的,那它们的体积应该是一样大,放进水罐之后,溢出的水也应该是一样多。但是,现在不一样多,这说明金冠内掺了假。”阿基米德对国王说。

    阿基米得用这种巧妙的方法,不损坏金冠就鉴别出了金冠是否纯金打造。

    后来,他对此继续进行研究,发现了力学第一定律——阿基米德的浮力定律。

    放洗澡水发现了地球自转现象

    同样是洗澡,美国麻省理工学院机械工程系主任谢皮罗教授却联想到了地球的自转现象。

    谢皮罗注意到每次放洗澡水时,水的漩涡总是向左旋转。他抓住这个问题不放,并设计了一个碟形容器,里面灌满水,当拔掉碟底的塞子后,碟里的水也总是形成逆时针旋转的漩涡,这证明放洗澡水时漩涡朝左是一种有规律的现象。

    经过思考,他认为水向左旋转的漩涡与地球自转有关。由于地球是自西向东旋转,而美国又处于北半球,所以洗澡水总时逆时针方向旋转。谢皮罗还由此推论,北半球的台风也是朝逆时针方向旋转的。他还断言,南半球澡盆的水将会沿顺时针形成漩涡;在赤道则不会形成漩涡。

    谢皮罗的论文发表后,引起各国科学家的莫大兴趣,纷纷在各地进行试验。地处北半球的英国剑桥大学工科实验室做了15次实验,结果旋涡也是逆时针方向;地处南半球的悉尼大学的实验则是顺时针方向;地处赤道的肯尼亚小镇则没有形成澡盆旋涡。这些结果证明,谢皮罗的论断完全正确。

    在科学史上,这样的故事还很多。比如,威尔逊有一天看到太阳照耀在山顶云层上形成的光环时,受到启发,后来研制成一种研究放射性物质的仪器——云雾室。牛顿看到苹果从树上落下来,经过对众多类似现象的分析和思考,最终发现“万有引力”。因此,我们千万不要忽视在日常生活中去发现科学新苗头。

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