中外科学家发明家丛书:伦琴-第3章
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志地写他的论文。
这天,伦琴正忙着做实验,孔脱老师笑着走了进来:“伦琴,能抽一会
儿空吗?有人来问一个小问题,我想让你给他们解释解释。”
伦琴抬起了头。随着岁月的流逝,他已长起了不少胡须,完全像个学者
模样了。
“什么事儿啊?老师。”
“你听说过‘火花姑娘’的事儿吧?”
原来在斯特拉斯堡附近的农村,有一个女孩子脱衣服的时候发出了磷磷
的火花,竟成了当地的一大话题。
“噢,是这件事啊。我听别鲁塔说过,好像斯特拉斯堡的主教也对这个
奇怪的火花挺关心的。”
“他们村子里来人请咱们去看一看这是不是稀奇的事。”
伦琴随孔脱老师一同到了“火花姑娘”的村子里。还真是的,当那位姑
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娘脱下外面穿的一件毛衣时,发出了轻微的“啪,啪”的响声,同时还可看
见星星点点跳跃的火花。
“哎呀,尊敬的教授先生,您看这该不是衬衣着火了?”在旁边的农妇
害怕的喊了一声。
“这不就是摩擦生电吗?”
孔脱老师也笑道:“嗨,这算是什么奇怪的事啊!正常现象嘛!”
孔脱教授和伦琴很快就走了,村子里前来看热闹的人们也都相继没趣地
回家了,从此后,有关“火花姑娘”的可笑的传说消失了。
归属德国后的斯特拉斯堡终日沉浸在欢乐的气氛中,剧场每天都有精彩
的歌剧、话剧表演。在苏黎世时,伦琴经常光顾这些娱乐场所,而眼下,他
却拒绝了一切消遣,就连妻子别鲁塔想请他一起去跳舞他也毫不动心,只是
一门心思扑在即将完成的论文上,其它的事,除去孔脱老师特别吩咐必须照
办的,他一概不理不睬。所以,不久论文就写成了。
伦琴颇为自得地把他这篇有关电磁学研究的论文交给了孔脱老师,以为
又会像以前一样得到夸奖。不料,教授看过论文之后,却显出一副不感兴趣
的样子:
“这个式子一定要这么写吗?能不能再简单一些?”“对仪器的说明也
不清楚。”
“你还需要再仔细改一改。”孔脱老师说完就转身出去了,留下伦琴一
个人,他觉得特别失望。其实,孔脱老师心里很明白,伦琴的工作是非常优
秀的,他的论文也做得很棒,但是他考虑到这个年轻人受到的夸奖已经太多
了,弄不好他会因过分得意而头脑发热,不利于今后的发展。做教师的,总
是希望自己的学生不仅要有好的学识,也要有好的品德。
按孔脱老师的要求,伦琴对论文几经修改,最后终于得到了老师的首肯。
就连著名的化学教授白亚先生也对这篇文章大加赞赏,对它的著作者伦琴产
生了极大的好感,夸他实验做得精确,论文写得认真。
由于孔脱和白亚两位教授的积极努力和争取,虽然在斯特拉斯堡大学也
有那么几位严厉而保守的教授,伦琴的论文还是在教授会上通过了。1874年
3月13日,伦琴当上了斯特拉斯堡大学的物理学讲师。
渐渐地,新物理学家伦琴讲师也有了名气,来听他讲课的学生越来越多。
过了一段时间,伦琴收到了一封信,上面写道:“希望您能来胡恩哈伊
姆农业大学担任物理学和数学教授”。这是伦琴收到的第一封聘书,标志着
他终于离正真的教授的日子不远了。
收到信后,伦琴急忙赶去同孔脱教授商量。教授看着自己心爱的助手,
微笑着说:“恭喜你,伦琴。你盼望已久的教授职位马上就要得到了,所以,
你一定得去。另外,据我的了解,胡恩哈伊姆大学的你的前任韦伯教授转任
到苏黎世大学了,你到那里开始讲课时,一定要表示出对他的尊敬,这不仅
仅是一个礼节问题。还有,去之前你还要详细了解一下他的工作情况。”
得到老师的鼓励,伦琴准备接受聘请。谨慎、细心的别鲁塔还专程去了
一趟胡恩哈伊姆,促使伦琴下定了决心。夫妇二人动身前往就任。
胡恩哈伊姆是仅次于慕尼黑的德国南方的第二大城市。农业大学位于胡
恩哈伊姆一个小小的城镇上。
这确实是一所名副其实的农业大学,学校内到处都有冒着泡的发酵池,
散发着酒精的气味;还养了一些蚕。校内陈旧的木制校舍与斯特拉斯堡大学
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那些高大的建筑物相比,只能算是一个高级中学的水平。不过学校的周围环
绕着茂密的森林,还有潺潺的流水,景色十分幽静。
伦琴到达新学校以后,最关心的是物理研究所的情况。可是在这里却没
有发现实验仪器之类的东西。所谓的研究室里,空空荡荡的只摆了一张桌子。
伦琴有些发愁:像以前一样,自己动手制作实验器具吧,可是连制造工具也
没有。他一筹莫展。
几乎有一年的时间,伦琴没有进行过物理实验。但是,他的时间并没有
白白浪费过去,在此期间,他下功夫专门学习了数学。因为数学是搞好理论
研究的有力武器和必备工具。
在农业大学的学生们眼里,物理学教授伦琴先生总是板着面孔,不过他
的实验又总是做得那么精彩。
搞物理学研究的却不能做实验,令伦琴十分苦恼,他曾追悔莫及地对别
鲁塔说:“原来我想宁为鸡首勿为凤尾,以为当上小城之主就能随心所欲地
进行研究了,所以,我才来到了这里。谁知,却作茧自缚,困住了手脚。一
年过去了,我仍然一事无成。”
孔脱教授那里也不断地接到爱徒一封封倾诉苦衷的信件。“在这样的乡
下大学,即使是挂上了教授的牌子也毫无意思。”“我还是想回到斯特拉斯
堡帮帮您的忙,孜孜不倦地走科学的道路更好。”其中尤为动人的字句是:
“宁为建筑金字塔的苦力,也不为沙漠之王。”
孔脱教授也很为他的现状着急,想要设法帮助他回到斯特拉斯堡大学。
凑巧的是,大学里正好有一个理论物理学副教授的职位空缺,伦琴倒是一个
合适的人选。不过,校方则担心伦琴已经是其它大学的正教授,不一定愿意
回来屈就副教授一职。只有孔脱教授最清楚伦琴的心思,他给伦琴寄去了一
封长信,信中说:
亲爱的威廉海姆·伦琴教授:如果你不介意的话,请回到斯特拉斯堡大
学担任理论物理副教授一职,这到7月1日前一直有效。我相信再也没有人
比你更适合这个职位了。让我们继续进行我们做过的丰富多彩的研究工作。
如果你能在这里开始新的工作,你还会发现,在胡恩哈伊姆渡过你的一年半
时间,对你绝不会是毫无益处的。
当初,你曾向我询问是不是该去那里,我是热情鼓励了你的,也许你会
觉得奇怪,为什么现在我又积极地劝你回来。
因为,我非常了解你的自尊心,当时你想当上教授的愿望比其它一切都
强烈。所以,虽然我十分清楚胡恩哈伊姆大学的情况,也知道你的前任韦伯
教授之所以转任的原因,但我不能去阻止你。我想你是一个才华超众的年轻
人,应该自己出去闯一闯。更何况,在那里生活和工作的经历对你也是很重
要的。
作为大学里的教授,主持物理学研究工作,你一定会遇到预算开支及其
它各种问题,这可是你在苏黎世、在维尔茨堡、在斯特拉斯堡从来没有碰到
过的,因为,曾经,你是除了研究以外,其它的事情什么也不知道、不过问
的。现在你应该明白了,作为大学教授。想把一个研究所领导下去,仅靠“研
究”是不够的,你必须还要有一定的领导能力。如果你已经真切地体会到了
这一点,不也是一大收获吗?
一个人不经过艰难困苦就做不成伟大的事业,我一直认为你会成为一个
有杰出成就的人,所以才对你如此直言不讳。只有庸人,才陶醉于世人对他
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无休止的夸奖和赞扬而不自醒。
伦琴,在胡恩哈伊姆,你已学到了你能学到的所有东西,现在,请回到
斯特拉斯堡来吧!你应该开始新的一轮征程了!”
面对如此热情洋溢,情真意挚的来信,伦琴没有犹豫,即刻返回了斯特
拉斯堡。
重回斯特拉斯堡
回到斯特拉斯堡大学的伦琴,在课堂上反复向学生强调:
“立志于物理学的人,不懂下列的事情是不行的。第一是数学,第二是
数学,第三呢,还是数学……”
学生们感到,伦琴老师和以前相比仿佛判若两人。也有些学生在背后说
坏话:“大概伦琴副教授在胡恩哈伊姆的乡下,做不了实验,改学了数学了
吧。这样的课,只要有书有本,有铅笔就足够了。”
而事实上,对数学的重视,正是实验物理学家伦琴在探索物理现象的道
路上摸索、总结出来的。他由工学转向物理学,是跟随孔脱教授从实验做起
的。从他在苏黎世时的盲目探索阶段,发展到在维尔茨堡可以说已经站在了
攀登物理学王国入口的台阶上,但却就此隐入了“黑洞”之中,一直没能有
大的提高,这不是因为他没有研究能力或者是江郎才尽,而是由于他在基础
理论方面的造诣欠佳,缺乏系统的理论指导,对物理学没有整体的把握以致
于隐入困境的。幸而去胡恩哈伊姆这段时间,使他有机会对数学、物理等方
面的知识做了深入的了解,极大地丰富了他作为实验物理学家的理论知识,
拓宽了他的思路,也仿佛是为他拨开了重重迷雾,物理学研究的道路在他面
前重又开阔起来。
离开胡恩哈伊姆的那片“沙漠”之地,来到斯特拉斯堡,伦琴才发现斯
特拉斯堡大学竟然充满着那珍贵的自由的气氛和朝气蓬勃的精神。这里才是
成就伟业的所在!
孔脱教授和伦琴副教授开始了新的研究。
当时,物理学界对“光”和“电”的研究十分热衷,英国的法拉第和麦
克斯韦两位学者就是因其对“光”、“电”研究的卓越贡献而名噪一时的。
孔脱和伦琴对此也有着共同的兴趣。他们把注意力集中在“光”和“磁”的
关系上;用自制的测定装置进行研究。研究期间,伦琴害了眼病,只好用一
只眼睛来观察。很快,他们共同研究所取得的结果在学术界发表了,得到了
孔脱教授原来的老师物理界的大权威柏林大学的亥姆赫兹博士的高度赞扬。
伦琴继续研究下去,这一次他选定的方向是“光”和“电”的关系。他
首先实验玻璃板在电磁场里能否产生双折射现象(比如把一块方解石放在字
的上面,透过方解石看过去,一个字能被看成是两个,这样的现象叫做双折
射),但一直没取得明确的结果。
就在这时,英国的一位物理学家约翰·卡尔却把因磁力作用而造成的玻
璃双折射现象的实验做成功了,并且抢先发表了论文,同时他还对液体做了
类似的研究。这使伦琴为自己的落后一步深感遗憾:他前一阶段所做的大量
实验只能算作是模仿别人的了。经过比较,伦琴也不得不承认卡尔设计的实
验方式确实比自己的精巧。为此他发表了一篇 《关于卡尔在所发现的“光”
和“电”的新关系》的论文,表示对卡尔的敬意。
同时,伦琴还把自己业余时间的一个“设想”,整理为一篇文章《电话
通报器》,发表在英国的科学杂志《自然》上。
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事业的发展
柏林大学的教授亥姆赫兹受吉森大学的委托,要他为他们推荐一位物理
学的继任者,因为原来的教授逝世了。亥姆赫兹推荐了伦琴。
1879年4月1日,伦琴当上了吉森大学的物理学教授。
吉森大学在化学领域的研究成果丰硕,但物理学方面却一直没有一个像
样的研究室。伦琴因在胡恩哈伊姆有过教训,所以在同意去吉森之前,就把
必须建立新的研究室作为条件提了出来。来到吉森以后,他亲自设计了图纸
并指挥安装,令新同事们对他刮目相看,也赢得了大家的尊敬。
伦琴当上了自己亲手建设起来的物理研究所的所长,随后招收了几名助
手和学生,投入了研究。他选定的课题是“在水蒸气中的热吸收”。为这个
实验,他亲自制作了灵敏度很高的温度计,并亲自指导学生进行实验。实验
结果表明:水蒸气更容易吸收热量,这个实验至今仍然被认为是正确的。
在吉森大学期间,伦琴也成了德国物理学界的权威人士之一。在吉森大
学他是自己创立的物理王国的国王。
伦琴把研究的目标盯在了“电流”上。
这一天,伦琴正在实验室专心致志地进行实验。
“选塔在吗?”选塔是伦琴的助手。
“有事吗?老师”
伦琴叫选塔帮他查看磁力计指针的摆动性况,发现已经有衰退的迹象。
“怎么样?指针动了吗?”
“没有,一点也没动。”
“你再仔细看一看。”
助手默默地摇了摇头,伦琴也有些失望,该不会像上次的实验一样,又
徒劳无功吧?但他并没有气馁,重新改装了装置,接好了电线。
“选塔,你再过来帮我看看。”
选塔神情紧张地盯着仪器。
“哎,哎,好像动了!”
“你看清楚点儿!”伦琴强压住激动的心情。
“真的动了,动了将近十分之一格儿!”
伦琴严厉的面孔上终于露出了一丝喜悦的笑容。
通过这个试验,伦琴首次证明了英国天才物理学家法拉第的设想:由于
磁力线的作用,可以产生电流。为此,荷兰的物理学家洛林兹提出应把伦琴
的发明命名为“伦琴电流”。洛林兹是继伦琴之后第二个获得诺贝尔物理奖
的人。后来的物理学家评价说:伦琴的这一发明是个很伟大的东西,仅凭此
一项就足以让他流芳百世。
伦琴在物理学界的名望越来越高,就连40年前不肯发给伦琴高中毕业证
书的荷兰的乌得勒支也向他发出邀请,请他担任乌得勒支大学的物理学教
授。伦琴委婉地拒绝了。
1888年,维尔茨堡大学的物理学教授库鲁劳修接替孔脱教授转任斯特拉
斯堡,这位物理测定法的权威人士举荐伦琴为他的后继人。
威廉海姆·伦琴现任吉森大学教授,并且作为最优秀的物理学家之一,
享誉全国。以他的名望和地位最合适这个职位不过了,可是,考虑到维尔茨
堡大学17年前曾拒绝让他担任讲师,学校教授会有些担心他能否捐弃前嫌同
意这个聘请。经过讨论,教授会还是一致同意向伦琴发出了邀请。
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