世界历史--北大历史课

 工业革命时期(2) 

  法拉弟发现电磁感应

1820年奥斯特发现电流磁效应后,许多物理学家便试图寻找它的逆效应,提出了磁能否产生电,磁能否对电作用的问题。1822年阿喇戈和洪堡在测量地磁强度时,偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年,阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验,发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转,但磁针的旋转与铜盘不同步,稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象,但由于没有直接表现为感应电流,当时未能予以说明。

1831年8月,法拉弟在软铁环两侧分别绕两个线圈,其一为闭合回路,在导线下端附近平行放置一磁针,另一与电池组相连,接开关,形成有电源的闭合回路。实验发现,合上开关,磁针偏转;切断开关,磁针反向偏转,这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉弟立即意识到,这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验,把产生感应电流的情形概括为五类:变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体,并把这些现象正式定名为电磁感应。进而,法拉弟发现,在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比,他由此认识到,感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的,即使没有回路没有感应电流,感应电动势依然存在。

后来,法拉弟给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉弟电磁感应定律。电磁感应现象的发现,乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系,而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础,为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路,在实用上有重大意义。

贝尔发明电话

在电话发明以前,人们异地联系的主要方式是发送电报。人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式。美国人贝尔系统地学习了人的语音、发声机和声波振动原理,在为聋哑人设计助听器的过程中,他发现电流导通和停止的瞬间,螺旋线圈发出了噪声,这一发现使贝尔突发奇想—“用电流的强弱来模拟声音大小的变化,从而用电流传送声音。”从此,他和他的助手沃森就开始了设计电话的艰辛历程。

1875年6月2日,贝尔和沃森正在进行模型的最后设计和改进,最后测试的时刻到了,沃森在紧闭着门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听,贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上,他疼痛地叫了起来:“沃森先生,快来帮我啊!”没想到,这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森先生的耳朵里。这句普通的话,也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1875年6月2日,也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念,而这个地方—美国波士顿法院路109号也因此载入史册,至今它的门口仍钉着块铜牌,上面?有“1875年6月2日电话诞生于此。”

1876年3月7日,贝尔获得电话发明专利,第二年,在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通。也就在这一年,有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息,从此开始了公众使用电话的时代。一年之内,贝尔共安装了230部电话,建立了贝尔电话公司,这就是美国电报电话公司的前身。

达尔文与进化论

1809年2月12日,达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。小时候的达尔文虽然成绩平平,但是热爱大自然,尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。大学毕业这一年,达尔文放弃了待遇丰厚的牧师职业,以“博物学家”的身份,自费搭乘英国政府组织的“贝格尔号”军舰,开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。

在为期五年的考察中,达尔文在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集。这次探索之旅结束后,达尔文带回了大量的旅行资料,包括770页日记,关于地质学和动物学的长篇笔记,还有数千个鸟类、昆虫、植物和岩石标本。回到英国后他立即投入到资料的整理工作中。随着整理的不断深入,达尔文逐渐认识到:“物种不是一成不变的,而是随着客观条件的不同而相应变异。”1859年11月底,达尔文的巨作《物种起源》正式出版。它以全新的进化思想推翻了神创论和物种不变论,把生物学建立在科学的基础上,提出震惊世界的论断“生命只有一个祖先,生物是从简单到复杂,从低级到高级逐渐发展而来的。它发表传播后,生物普遍进化的思想以及”物竞天择,适者生存“的进化论已为学术界、思想界公认为19世纪自然科学的三大发现之一。

巴斯德发现病菌

巴斯德是法国的微生物学家、化学家,是近代微生物的奠基人之一。他在学校生活中就致力于各种化学研究。1848年他成为物理教授。1854年,巴斯德应聘到德国一所大学出任化学系主任。

1865年,法国南部蔓延着一种可怕的蚕病,使养蚕业面临一场严重的危机,一种病疫造成蚕的大量死亡,南方的丝绸工业也因此遭到严重打击。巴斯德得到消息之后,马上到法国南部实地调查。他首先取来病蚕和被病蚕吃过的桑叶仔细观察。很快,他通过显微镜发现蚕和桑叶上都有一种椭圆形的微粒。这些微粒能游动,还能迅速地繁殖后代。他找来没病的蚕和从树上刚摘的桑叶,在显微镜下,发现了那种微粒。“这就是病源!”巴斯德兴奋地叫了起来。他立即告诉农民,把病蚕和被病蚕吃过的桑叶统统烧掉。这样,蚕病被控制住了。

通过蚕病事件,巴斯德为人类第一次找到了致病的微生物,给它取了个名字,叫“病菌”。此后,巴斯德开始研究人类致病的原因,结果发现了多种病菌。他还发现在高温下,病菌很快就会残废,于是他向医生宣传高温杀菌法,可以防止病菌传染。1880年,法国鸡霍乱流行,怎样才能使鸡不得传染病呢?这成了巴斯德新的研究课题。不久,他向科学院送上了自己的研究报告,他发现了传染病的免疫方法。

巴斯德把导致鸡霍乱流行的病菌浓缩液注射到鸡身上,当天鸡就死了。病菌浓缩液放了几个星期之后,巴斯德又给鸡注射,鸡却没有死。经过多次实验,巴斯德认识到,病菌放一段时间之后,不仅毒性大为减少,而且还有抗病的效力。这样,他就制成了鸡霍乱疫苗,注射后,能增强鸡的抵抗力,防止霍乱传染。掌握了制造疫苗的方法之后,巴斯德就开始研究使人类致病的病菌。他组织学士们和助手们进行了无数次实验,制成了伤寒、霍乱、白喉、鼠疫等多种疫苗,控制了多种传染病。