居里夫人在進一步的研究中發現,可能還有一種物質能夠放射光線。這種光線要比鈾放射的光線強得多。她認為,這種新的物質,也就是還未被發現的新元素,只是極少量地存在於礦物之中。她把它定名為「鐳」,在拉丁文中,它的原意就是「放射」。彼埃爾也同意這種見解,可是當時有很多科學家並不相信。他們認為這可能是實驗出了錯誤,有的人還說:「如果真有那種元素,請提取出來,讓我們瞧瞧!」
為了得到鐳,居裡夫婦必須從瀝青鈾礦中分離出鐳來。他們怎樣才能得到足夠的瀝青鈾礦呢?這種礦很稀少,礦中鈾的含量極少,價格又很昂貴,他們根本買不起。後來,他們得到了奧地利政府贈送的一噸已提取過鈾的瀝青礦的殘渣,開始了提取純鐳的實驗。
在一間簡陋的窩棚裡,居里夫人要把上千公斤的瀝青礦殘渣,一鍋鍋地煮沸,還要用棍子在鍋裡不停地攪拌;要搬動很大的蒸餾瓶,把滾燙的溶液倒進倒出。就這樣,經過三年零九個月鍥而不捨的工作,1902年,居裡夫婦終於從礦渣中提煉出0.1克鐳鹽,接著又初步測定了鐳的原子量。
1906年,彼埃爾·居裡在一場意外的車禍中喪生。居里夫人極為哀痛,但這並沒有動搖她獻身科學的意志,她決心把與丈夫共同開拓的科學事業進行下去。1910年,居里夫人成功地分離出金屬鐳,分析出鐳元素的各種性質,精確地測定了它的原子量。同年,居里夫人出版了她的名著《論放射性》,並出席了國際放射學理事會。會上制定了以居裡名字命名的放射性單位,同時採用了居里夫人提出的鐳的國際標準。
居里夫人和她的丈夫決定放棄煉製鐳的專利權。她認為,那是違背科學精神的。她曾經對一位美國女記者說:「鐳不應該使任何人發財。鐳是化學元素,應該屬於全世界。」這位記者問她:「如果世界上所有的東西任你選挑,你最願意要什麼?」她回答:「我很想有一克純鐳來進行科學研究。我買不起它,它太貴了!」原來,居里夫人在丈夫死後,把他們幾年艱苦勞動所得,價值百萬法郎的鐳,送給了巴黎大學實驗室。這位記者深為感動。她回到美國後,寫了大量文章,介紹居裡夫婦,並號召美國人民開展捐獻運動,贈給居里夫人一克純鐳。1921年5月,美國哈定總統在首都華盛頓親自把這克鐳轉贈給居里夫人。在贈送儀式的前一天晚上,居里夫人又堅持要求修改贈送證書上的文字內容,再次聲明:「美國贈送我的這一克鐳,應該永遠屬於科學,而絕不能成為我個人的私產。」
居里夫人晚年在鐳學研究院工作,親自指導來自外國的青年科學家從事研究工作。在她培養的許多優秀科學家中,有中國的放射化學創始人鄭大章和物理學家施士元教授。由於長期受到放射性物質的嚴重損害,居里夫人患了白血病,於1934年7月4日逝世。
萊特兄弟與飛機
萊特兄弟出生於美國俄亥俄州的代頓市。哥哥威爾伯·萊特生於1867年4月16日,他的弟弟奧維爾·萊特生於1871年8月19日,他們從小就對機械裝配和飛行懷有濃厚的興趣。有一次,他們的父親從歐洲回來,帶來了一個飛螺旋,把飛螺旋上面的橡皮筋扭好,一鬆手,它就發出嗚嗚的聲音,向空中高高地飛去。玩過之後,兄第倆便把飛螺旋拆開了,想從中探索一下,它為何能飛上天去。從這以後,在他們的幼小心靈裡,就萌發了將來一定製造出一種能飛上高高藍天的東西。這個願望一直影響著他們。
從1896年開始,萊特兄弟就一直熱心於飛行研究。德國的奧托·李林塔爾試飛滑翔機成功的消息使他們立志飛行。而1896年李林塔爾試飛失事,促使他們把注意力集中在了飛機的平衡操縱上面。他們特別研究了鳥的飛行,並深入鑽研了當時幾乎所有關於航空理論方面的書籍。這個時期,航空事業連連受挫,飛行技師皮爾機毀人亡,重機槍發明人馬克沁試飛失敗,航空學家蘭利連飛機帶人摔入水中,等等,這使大多數人認為飛機依靠自身動力的飛行完全不可能。
萊特兄弟卻沒有放棄自己的努力。從1900年至1902年期間,他們除了進行一千多次滑翔試飛之外,還自製了兩百多個不同的機翼進行了上千次風洞實驗,修正了李林塔爾的一些錯誤的飛行數據,設計出了較大升力的機翼截面形狀。滑翔機的留空時間畢竟有限,但假如給飛機加裝動力並帶上足夠的燃料,那麼它就可以自由地飛翔、起降。於是,兄弟倆又開始了動力飛機的研製。萊特兄弟廢寢忘食地工作著,不久,他們便設計出一種性能優良的發動機和高效率的螺旋槳,然後成功以把各個部件組裝成了世界上第一架動力飛機。
1903年,他們製造出了第一架依靠自身動力進行載人飛行的飛機「飛行者」1號,這架飛機的翼展為13.2米,升降舵在前,方向舵在後,兩副兩葉推進螺旋槳由鏈條傳動,著陸裝置為滑橇式,裝有一台70千克重,功率為8.8千瓦的四缸發動機。這架航空史上著名的飛機,現在陳列在美國華盛頓航空航天博物館內。
1904年,萊特兄弟製造了裝配有新型發動機的第二架「飛行者」,在代頓附近的霍夫曼草原進行試飛,最長的持續飛行時間超過了5分鐘,飛行距離達4.4千米;1905年又試驗了第三架「飛行者」,由威爾伯駕駛,持續飛行38分鐘,飛行38.6千米。
1906年,他們的飛機在美國獲得專利發明權。萊特兄弟飛行的成功,最初並沒有得到美國政府和公眾的重視與承認,直到1907年還為人們所懷疑;反而是法國於1908年首先給他們的成就以正確的評價,從此掀起了席捲世界的航空熱潮。他們也因此終於在1909年獲得美國國會榮譽獎。同年,他們創辦了「萊特飛機公司」。威爾伯·萊特於1912年5月29日逝世,年僅四十五歲。此後,奧維爾·萊特奮鬥三十年,使萊特飛機公司成為世界著名飛機製造商,資金高達百億美元。奧維爾·萊特於1948年1月3日逝世。
愛因斯坦與相對論
愛因斯坦1879年3月14日出生在德國的一個猶太人家庭。父親是一個電器作坊的小老闆,愛因斯坦十五歲時,父親因企業倒閉帶領全家遷往意大利謀生。
1896年秋天,愛基斯坦就讀於瑞士聯邦高等工業學校。在學校裡,除了數學課以外,他對其他講得枯燥無味的課程都不感興趣。但熱衷於探索自然界的奧秘,利用課外時間閱讀大量有關哲學和自然科學的書籍。
1900年,愛因斯坦從瑞士聯邦高等工業學校畢業後,加入了瑞士國籍,長期找不到工作。兩年後,他才在瑞士聯邦專利局找到同科學研究無關的固定職業。但在專利局供職期間,他不顧工資低微的清貧生活,堅持不懈地利用業餘時間進行科學研究,並不斷取得成果。1905年,愛因斯坦在物理學方面的研究,取得突破性進展,創立了狹義相對論。這時他剛剛二十六歲。
相對論是愛因斯坦在自己題為《論動體的電動力學》這篇論文中提出的。在此之前,傳說物理學的時空觀是靜止的、機械的、絕對的,空間、時間、物質和物質運動相互獨立,彼此沒有什麼內在聯繫。也就是說,物質只不過是孤立地處於空間的某一個位置,物質運動只是在虛無的、絕對的空間作位置移動,時間也是絕對的,它到處都是一樣的,是獨立於空間的不斷流逝著的長流。這就是牛頓古典力學的時空觀。愛因斯坦以極大的毅力和膽識,突破了傳統物理學的束縛,猛烈地衝擊形而上學的自然觀。他認為,空間、時間、物質和物質運動,彼此不可分割,它們之間緊密相連。作為物質存在形式的空間和時間,在本質上是統一的,隨著物質的運動而變化。狹義相對論的最重要的結論之一,是關於質量和能量的關係(E=MC2)。它告訴我們,物質的質量是不固定的,運動的速度增加,質量也隨著增加;一定質量的轉化必定伴隨著一定能量的轉化,反之亦然。這個著名的公式成為原子彈、氫彈以及各種原子能應用的理論基礎,由此而打開了原子時代的大門。
狹義相對論的問世,震動了物理學界,也使這位年輕學者的名字,馬上傳遍了整個歐洲,給他帶來了極高的聲譽。
在之後的研究中,愛因斯坦發現狹義相對論的理論體系並不完善,它只解釋了直線運動,而不能解釋加速運動和萬有引力的問題。因此,他又進行了深入研究,最終創立了廣義相對論。
廣義相對論的重要結論是,加速運動與引力場的運動是等價的,要區別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此,愛因斯坦作了一個形象的比喻。他設想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落,人不會感到自己在下降,因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降,彷彿在電梯裡不存在地球引力。反之,如果電梯以不變的加速度上升,那麼人在電梯裡將覺得雙腳緊貼在地板上,好像站在地球表面一樣。這個等價原理是廣義相對論的基礎,它顯示了等速運動的一些基本原理可以應用到加速度運動中,把狹義相對論推廣到更為普通的情況。
廣義相對論建立了完善的引力理論,而引力理論主要涉及的是天體。到現在,相對論宇宙學進一步發展,而引力波物理、緻密天體物理和黑洞物理這些屬於相對論天體物理學的分支學科都有一定的進展,吸引了許多科學家進行研究。
英國憲章運動
19世紀20∼30年代,英國完成了工業革命。隨著工業革命的完成,英國的商業和運輸業也有了很大的發展。因此,英國工業資產階級的力量壯大起來,他們志得意滿,進而要求取得政治的統治地位。1832年議會改革,他們的政治要求得到滿足,登上了統治地位。工人階級在議會改革運動中支持了資產階級,但是結果一無所得,政治上依然處於無權的地位。於是工人階級決定掀起一場爭取普選權的運動。
以1836年「倫敦工人協會」成立和1837年《人民憲章》的公佈為標誌,英國的憲章運動蓬勃興起。而1839年和1842年憲章派先後兩次向議會提交的請願書遭到否決,使憲章運動陷入低潮。但是,無論是從運動的組織領導,還是從請願書的內容和參加簽名的人數,都可以看出運動的規模在不斷擴大、水平在不斷提高。
1847年英國發生了經濟危機,大批工人失業,實際工資降低,在這種環境下,憲章運動又重新活躍起來。1848年春,又傳來了法國二月革命的消息。英國的憲章派和工人群眾更為振奮。各地舉行群眾大會的次數越來越多,規模越來越大。憲章派決定在1848年4月10日組織示威遊行,向議會遞交新請願書。各地憲章派紛紛響應。由於英國政府的鎮壓和憲章派領導人屈服,這次遊行示威隨之失敗。
1848年示威遊行失敗後,憲章派內部發生分化,有些人認為工人階級在當時的英國還不足以單獨充當社會的推動力量,它應該與資產階級合作。也有一些憲章派人士堅持工人階級的組織應有自己的獨立性,他們通過各種手段,力圖把憲章運動復興起來,但未能成功。從1848年到1858年的運動,是整個憲章運動走向衰落的階段。不過,從思想發展的角度來看,它比前幾個階段的發展水平更高。而且,在世界工人運動史上,它也佔有相當重要的位置。
1848年歐洲革命
1848年歐洲革命是指1848年∼1849年,主要發生在法蘭西、德意志、奧地利、意大利、匈牙利等歐洲國家的資產階級民主、民族革命。
法國七月革命勝利後,資本主義在法國的發展使廣大工人農民和小資產階級更加貧困。社會危機的加深,對基佐反動政府的不滿,使得全國上下反對七月王朝的鬥爭更加激烈,要求改革選舉制度,實行社會變革的呼聲越來越高。廣大群眾的革命積極性空前高漲,全國各地不斷發生饑民暴動,各城市工人也紛紛罷工,舉行示威遊行,並同軍警發生衝突。革命形勢在形成。