(09)科技之谜-第2章
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卖完报纸后,钻进吸烟室,一心搞实验。
大家熟悉的一个故事是这样说的:有一天他正大作试验,列车突然倾斜,
水里放着黄磷的罐子从架子上掉下来。罐子破碎,黄磷遇空气燃烧,周围成
了一片火海。列车员史蒂芬森急忙跑过来,帮助他扑灭了火。但史蒂芬森大
怒,向爱迪生打了几拳,有一拳头打在耳朵上,鼓膜破裂,爱迪生的耳朵从
此再也听不到声音了。到了下一站,列车员把爱迪生推下车,接着,实验器
皿和药品也被一点不剩地扔掉了。
不过,据爱迪生本人说,情况完全相反。他说:
“有一天,我上火车晚了,两手抱着一大捆报纸,勉强抓住已开动的车
的把手,但力气不足,渐渐下滑。列车员赶忙伸手来拉,不凑巧抓住了我的
耳朵,就这样硬把我拉了上来,当时我的耳朵嗡嗡作响,我的生命得救了,
但耳朵却聋了。”
就是说,列车员不但心眼不坏,反而还是他的救命恩人。因此,此后两
人一直相处得很好。据说,由于在车内失火,被勒令把实验器皿全部拿下车,
是确有其事,这件事发生在1862年。而他变成聋子,则发生在两年前。
但是,爱迪生的耳朵似乎在这以前很早就不太好。据说,他出生不久,
便得了重猩红热病,发了高烧。病总算治好了,但耳朵却不好使了。
爱迪生8岁时到附近一家小学读书,但听不清老师讲话,理解能力也差,
因此有人嘲笑他呆头呆脑,最后终于休学,跟着母亲学习。这也是一个有名
的故事。大概是因为老师和周围的人(或许连爱迪生本人)都没有注意到他
的耳朵听不清吧。
摄氏温度表的刻度
对温度和温度计的研究,从伽利略的时代起就很活跃。但是,科学家们
各使各的温度表。到了18世纪初叶,统一温度表刻度的气氛高涨起来,并相
继作了几种尝试。
最初的温度表是德国气象机械制造者G·D·华伦海(1686~1736年)于
1714年前后想出来的。日本取华伦海的中国译名的第一个字,称作华氏温度
表。他把氯化氨、水、冰的混合物作为最低温度,定为零度,把冰溶解的温
度定为32度,把口腔的温度定为96度,后来,人们用这种温度表测出来水
的沸点为212度,于是,沸点212度和冰点32度就被用作温度的起止点。华
氏温度表主要在英美国家使用。
接着,法国的列米尔 (1683~1757年)于1730年发表了把水的冰点定
为零度,沸点定为80度的温度表。这种温度表称为列氏温度表。80这个数
字是这样产生的:使用酒精的温度表,把冰点时的酒清体积定为1000,那么
沸点就是1080。
目前,除英美以外,世界广泛使用的是摄氏温度表。这种温度表的命名
是取瑞典人摄尔修于(1701~1744年)的中国译名的第一个字。摄尔修于1742
年提出把水的冰点至沸点之间分成100份的温度表。不过,与目前使用的相
反,是把冰点定为100度,把沸点定为零度。
但是,似乎很快就有人感觉到,这样用起来很不方便。据考证,J·D·克
利斯 (1683~1755年)很快就于第二年,即1743年把刻度颠倒了过来。因
提出二名分类法而闻名于世的博物学家林耐 (1707~1778年)也于1745年
使用了把刻表颠倒过来的寒暑表。林耐本人在信中说:“是我第一个设计以
冰点为零度,以沸点为100°的温度表的。”
也有人说,1710年时就有人想出了这种刻度的温度表,并于1737年开
始使用。由于这个原因,特别是英美国家不承认摄氏温度表的发明人。摄尔
修于摄氏温度表的记号写作C。一般人都认为,这个C字是摄尔修于的英文
字头,但英美国家却说,这是Centigrade(百分度)的字头。解释有分歧不
好,因此到1948年,英美国家也作出妥协,从此统一解释是摄尔修于的字头。
从1967年起,把水的三态(水、冰和水蒸汽)的平均温度,改定为零点
零一度,取代了以冰点为零度。但是,实际上这与原来的刻度表没有区别。
野口英世发现黄热病的真伪
野口英世(1876~1928年)被认为是教育方面的最高理想人物,他的传
记在儿童中最受欢迎。他出生在福岛县一个穷苦的农民家里,小时一只手被
烧伤,活动不便。这个被笑为“ 子”的精明少年,在小学校的小林荣老师、
渡部鼎医生和血胁守之助医生等人的亲切保护和指导下,努力学习, 1900
年留学美国,终于成为世界闻名的细菌学家。
但是,并非野口英世的一切都是修身的教课书。他聪明,肯于学习,但
另一方面,他自私自利,爱自我吹嘘。年青时浪费成癖,也喜欢同艺妓鬼混。
他在箱根温泉认识了一对夫妇,对他们十分钦佩,希望和他们的女儿结婚,
但条件是要求对方拿出很多钱作为去美国的旅费。但在启程前,同朋友们尽
情玩耍,一夜之间几乎把钱全部花光。于是,又向血胁老师苦苦乞求,血胁
老师非常吃惊,没办法,为野口向高利贷者借了钱。野口去美国后,一直没
有回国,在日本长期等他回来结婚的那位姑娘,终于未能实现结婚的愿望。
这种有点令人不寒而栗的事,当然没有载入儿童们阅读的传记。
野口英世取得的主要成就是:研究蛇的各种毒素、培养梅毒的纯病原体
——螺旋体属 (1911年),在因麻痹性痴呆和脊髓痨而死亡的人的脑中和脊
髓中发现螺旋体属(1913年),以及对黄热病的研究等。他对于黄热病的研
究,最为人们所熟知。野日本人就是患这种病而死的,很多书都说野口发现
了黄热病的病原体,其实这是不对的。
黄热病是中南美和非洲流行的一种可怕的传染病,蚊子是这种传染病的
媒介物。1918年,野口作为黄热病调查团的一员,被洛克菲勒研究所派往厄
瓜多尔,仅仅在两个月后便在患者身上发现了钩端旋体属这种微生物,于是
他宣布说这就是黄热病的病原体。厄瓜多尔政府为感谢他而送给他陆军军医
监、名誉大校的称号,还召开了盛大的感谢会。
但是,在此以前已经有一种说法,说黄热病的病原体似乎是比钧端旋体
属更小的、能通过磁器过滤器的病毒。还有很多人提出不同意见,认为野口
发现的可能是魏尔氏黄疸病的病原体。野口反复强调他的想法是正确的。但
是,美国终于肯定无疑地证明了黄热病的病原体是病毒。为了寻找最后的反
驳论据,野口于1927年到非洲的阿克拉,在那里死于这种黄热病。那时他似
乎已经感到他自己的说法是错误的。甚至有人说,他是由于绝望而特意患黄
热病死的。也就是说,这是一种自杀。
第四纪冰川是否存在
庐山,飞峙在长江之滨,九江市南,平地拔起于鄱阳湖平原之上。山势
巍峨,秀丽壮观,是驰名中外的避暑胜地。她不仅以悬崖、瀑布、云峰、密
林引诱着古今中外文人雅士,为之诉诸笔墨,留下脍炙人口的名诗佳句;招
揽游人不远千里,前来领略诗人笔下的银河落九天之趣,寻觅醉人的春天。
而且以她奇特的地表形态、特殊的堆积物吸引着地质、地理学家。自从本世
纪30年代初期,我国卓越的地质学家李四光先生,把庐山存在第四纪冰川的
观点公诸于世之后,学者们为研究庐山第四纪冰川遗迹的真伪,足迹遍布山
野。赞同者与反对皆不乏其人,各说纷呈,莫衷一是。以庐山为代表的中国
东部第四纪冰川是否存在的问题,成为我国地质、地理科学史上,争论时间
最长,分歧意见最大的悬案之一。
在我国西部的高山和高原地区,在人迹罕见的南极洲和格陵兰岛上,终
年白雪皑皑,银装素裹。降雪在太阳照射下不断消融,在年降雪量大于年消
融量的地区,积雪年年有余,形成终年积雪区,又称为冰川积累区。在年降
雪量小于消融量的地区,积雪当年消融,又称为冰川的消融区。在年降雪量
等于年消融量的地方,必然是终年积雪区的下部边界,冰川学上称为雪线。
雪线以海拔高度表示,我国天山雪线的高度在3600~4200米,喜马拉雅山雪
线的高度在6000~6200米。
在雪线以上的地区,由于降雪长年积累,雪层越堆越厚。疏松多孔的雪
花在压力和阳光照射下,六角形的冰晶变成较紧密的、乳白色圆形冰粒,最
后变成致密的、透明的、浅蓝色的冰体,称为冰川冰。厚达百米左右的冰体,
在缓慢而持久的压力下具有可塑性,并且在地面流动,这种长期存在的、沿
着斜坡缓慢流动的冰体,就是冰川。终年积雪不流动者,不能叫冰川,河流
冬季暂时结冰现象,也不是冰川。
世界上现代冰川覆盖的面积约有1630万平方公里,占陆地总面积的11
%。如果世界冰川全部融化,世界海面将升高66米。分布在两极地区的大面
积冰盖,称为大陆冰川,如南极洲、格陵兰的冰川;分布在山岳地区、流动
在山谷之中的冰川,称为山岳冰川,如阿尔卑斯山、喜马拉雅山的山岳冰川。
冰川流动的速度很慢,每天只有数厘米到数十厘米。
冰川存在于寒冷地区的雪线以上。据测定我国现代冰川的雪线年平均温
度在—8℃~…1℃不等。但年平均温度在0℃以下的地方不一定都发育有冰
川,如我国的青藏高原、黑龙江省北部以及亚洲北部西伯利亚的广大地区,
因降雪量少而不能形成冰川。可见寒冷的气候是冰川形成的必备条件,丰富
的降雪是冰川形成的物质基础。只有在雪线以上,年降雪量大于年消融量的
地方才能形成冰川。
地球上的气候是有波动性的。在漫长的地质历史上,尽管温暖时期是主
要的,但也曾经出现过几次寒冷的时期。在寒冷时期里,全球冰川面积扩大,
称为冰期。在较温暖的时期里,冰川面积缩小,称为间冰期。目前已经确认
在6~7亿年前的震旦纪、2~3亿年前的石炭二迭纪和距今2~3百万年以来
的第四纪,都曾出现过大规模的冰川。我们现在是处在第四纪冰期向间冰期
的过渡时期。地质历史上古老的冰川由于年代久远,它们的遗迹遭受后期地
质作用的破坏,很难再了解它们活动的具体情况,只能根据沉积岩层的特点,
确定当时曾经发生过冰川活动。第四纪大冰期,由于年代较近,尚可查清其
活动情况。现已查明第四纪大冰期中,有几个亚冰期和间冰期。第四纪最大
冰期时,冰川覆盖面积占陆地总面积的32%,当时的北美和欧洲的广大地区
均为冰川覆盖,属于大陆冰川类型。
冰期气候来临,必然引起动植物的迁移,甚至引起一些种属的灭亡。巨
厚的冰层,在地面缓慢流动,必然引起地面形态的巨大改造。在山岳冰川地
区往往形成鱼鳍状的岭脊——刃脊、尖角状的山峰——“U”形谷等冰川刨蚀
作用形成的地貌。冰川在运行过程中,像巨大的推土机工作时的情景一样,
铲刮着地面的岩石,在岩石上留下磨光面、擦痕;被掘起、搬运的物质毫无
分选地堆积在一起,大小混杂、排列无序,这是冰川作用的堆积——冰碛物
的重要特征。这些冰碛物分布在冰床的底部、冰川的侧缘、冰舌的尾端,形
成底碛陵、侧碛堤、终碛垅等冰川堆积地貌。
冰川作用形成的地貌和堆积物,与流水作用形成的地貌和堆积物具有明
显的区别。这样冰川的刨蚀与堆积作用形成的地貌、冰川的特殊堆积物以及
寒冷生物群的存在,就成为古冰川地质作用的依据。地质、地理学家正是通
过对它们的研究去恢复第四纪的地质历史。
欧洲和北美的第四纪冰川的遗迹,早在 100多年以前就有人提出并进行
了研究。从上世纪末到本世纪初,虽有一些外国地质、地理学家在我国进行
地质调查,足迹遍于南北,但没有人明确提出过中国东部存在第四纪冰川问
题。最早提出我国东部有第四纪冰川存在的是李四光先生。早在1922年,他
在大同盆地和太行山东麓等处,发现漂砾 (冰碛物中较大的冰碛石),有些
漂砾上留下了经冰川磨擦形成的条痕,并据此断定其为冰川作用的产物。但
因冰川地貌大多已经毁灭,因而太行山东麓冰川流行之说,并未得到人们的
公认。
1931年李四光到庐山考察,首先发现这里的第四纪冰川遗迹,尤其对山
上及山麓的冰碛物特别重视,为证明其第四纪冰川活动的存在,他于山上山
下反复搜集证据。在山上,他确认了大坳、鼓子寨、黄龙、五乳寺等冰斗,
王家坡、大校厂、七里冲等“U”形谷以及悬谷等冰蚀地貌;在山上和山麓还
发现广泛分布的冰川泥砾、冰川漂砾和纹泥等冰川堆积物,以及它们堆积而
成的终碛堤、侧碛堤、中碛堤等冰川堆积地貌;在一些基岩或岩块上还发现
条痕石、冰溜面、羊背石等冰溜遗痕。
李先生从冰川地貌、冰碛物及冰溜遗迹三方面的论证论证了庐山第四纪
冰川的存在之后,又根据冰碛物的特征和分布特点,研究了第四纪冰川作用
的历史,把庐山第四纪大冰期划分为三个亚冰期。他认为庐山冰碛物中绛色
坚硬泥砾,代表了最老一次冰期的堆积物,命名为鄱阳湖冰期;赭色疏松泥
砾,代表了较新一次冰期的堆积物,命名为大姑冰期;分布在庐山800米以
上的、黄色极疏松的泥砾,代表了最新的次冰期的堆积物,命名为庐山冰期。
其中大姑冰期规模最大,冰流直达山麓地带,庐山冰期是规模较小的山谷冰
川,冰流活动仅限于海拔800米以上。
李先生将这些观点于1937年写成专著——《冰期之庐山》。因为抗日战
争爆发,直到1947年,才得以国立中央研究院地质研究所专刊的形式正式发
表。这部专著在国内影响很大,为中外许多学者所承认,在我国大专院校有
关教科书中被广泛应用,庐山成为我国研究第四纪冰川的标准地点,作为第
四纪冰期对比的依据。后来李先生在安徽的黄山、九华山及浙江天目山等地,
陆续发现第四纪冰川遗迹。如此,中国东部存在第四纪冰川地质作用的观点,
为更多的人所接受。
地球上的气候,在第三纪的晚期(距今1000~1200万年前)已经明显变
冷,第四纪以来曾有过几次寒冷与温暖的交替,这已被古冰川作用的遗迹、
古生物以及第四纪冰川沉积物的研究所证实。欧洲和北美的第四纪冰川经过
长时间的研究,划分为四次冰期和三次间冰期,并得到一致的公认。英国和
前苏联划分的冰期次数更多。虽有人对冰期次数的划分有分歧意见,但对上
述地区的第四纪冰川遗迹从未发生过怀疑。早年在中国的外国人,只有匈牙
利人劳兹和德国人塔裴尔等少数人,认为中国西部高原冰蚀地貌和冰碛物分
布颇广,其海拔高度较现今冰川所在之地为低,但也未提及东部古冰川问题。
德国人李希霍芬在我国从事地质工作前后近30年,也认为中国东部无第四纪
冰川可言。
当李四光发现庐山第四纪冰川遗迹之后,中外地质、地理学家产生了极
大的兴趣。赞成者有,反对者也有,正如李先生所说:“然疑者疑之,反对
者仍如故也。”当时在中国工作的