（一）

阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。

除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦，再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”，文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。

从洗澡的故事说起

关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。

“假如给我一个支点，我就能推动地球”

阿基米德不仅是个理论家，也是个实践家，他一生热衷于将其科学发现应用于实践，从而把二者结合起来。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠杆来抬起重物，不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”

当时的赫农王为埃及国王制造了一条船，体积大，相当重，因为不能挪动，搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上，将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索，奇迹出现了，大船缓缓地挪动起来，最终下到海里。国王惊讶之余，十分佩服阿基米德，并派人贴出告示“今后，无论阿基米德说什么，都要相信他。”

（二）

悄悄地收了“参观费”

爱迪生有幢避暑的别墅，他喜欢陪同来访者到这里参观。其中有一个地方，来访者必须经过一个绕杆才能走过去，而转动绕杆要费很大力气。一位客人问爱迪生，为什么周围都是些新的发明，而这里却摆了个这么笨重的绕杆。爱迪生回答说:“喔，你瞧，每个把绕杆转过来的人都往我屋顶上的水箱里抽入了8加仑的水。”

留声机和助听器

爱迪生一生取得了1093种发明的专利权，其中留声机的发明使他最为得意。当有人问起，他为什么不发明一种助听器时，他说:”你在过去的24小时内听到的声音，有多少是非听不可的呢?”他接着又说:”一个人如果必须大声喊叫，就绝对不会说谎。”

理论的成败与国籍

20世纪30年代，爱因斯坦有一次在巴黎大学演讲时说:“如果我的相对论证实了，德国会宣布我是个德国人，法国会称我是世界公民。但是，如果我的理论被证明是错的，那么，法国会强调我是个德国人，而德国会说我是个犹太人。”

请寄胸腔

德国著名物理学家威廉·康拉德·伦琴在1895年发现了一种特殊射线，取名叫伦琴射线，就是我们常说的“X”光线，轰动了整个德国。不久，伦琴收到了一封信，向他邮购X射线，伦琴在回信中幽默地说:“目前，我手头没有X射线的存货，而且邮寄X射线是一件相当麻烦的事情，因此不能奉命。这样吧，请把胸腔给我寄来!”

得到了金子

德国物理学家基尔霍夫有一次举行讲座时指出，从太阳光谱上看到的黑线证明太阳上有金子存在。一位前来听讲座的银行家讥笑基尔霍夫说:“如果不能从太阳上得到它，那这样的金子有何用处!”后来基尔霍夫因光谱分析方面的发现荣获了金质奖章，他把奖章给那位银行家看，并说:“你瞧，我终于从太阳上得到了金子。”

提薪

有一次，英国女王安娜参观著名的格林威治天文台，当她知道天文台长、天文学家詹姆斯·布拉德莱的薪金级别很低以后，表示要提高他的薪金。可是，布拉德莱恳求她千万别这样做。他说:“如果这个职位一旦可以带来大量收入，那么，以后到这个职位上来的将不是天文学家了。”

我在外面

一位农夫请了工程师、物理学家和数学家来，想用最少的篱笆围出最大的面积。工程师用篱笆围出一个圆，宣称这是最优设计。物理学家将篱笆拉开成一条长长的直线，认为围起半个地球总够大了。数学家好好嘲笑了他们一番。他用很少的篱笆把自己围起来，然后说:“我现在是在外面。”

骗子

理查·费曼是美国物理学家，1965年诺贝尔物理奖得主。原子弹研制工作结束后，费曼去了一所大学做教授。那时他还很年轻。一次舞会，他和一个女学生跳舞。舞间女孩问他几年级，他说我是教授。女孩说:教授?你还做过原子弹吧?费曼说:是的，我是做过原子弹。女孩留下一句“骗子”，甩头而去。

爱因斯坦和卓别林

著名科学家爱因斯坦非常推崇卓别林的电影。一次，他在给卓别林的一封信中写道:“你的电影《摩登时代》，世界上的每一个人都能看懂。你一定会成为一个伟人。爱因斯坦。”

卓别林在回信中写道:“我更加钦佩你。你的相对论世界上没有人能弄懂，但是你已经成为一个伟人。卓别林。”

（三）神奇的磁化水

　　磁化水是一种被磁场磁化了的水。让普通水以一定流速，沿着与磁感线平行的方向，通过一定强度的磁场，普通水就会变成磁化水。磁化水有种种神奇的效能，在工业、农业和医学等领域有广泛的应用。

　　在工业上，人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水，以减少水垢。现在磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统，对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度，提高产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土，大大提高了混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆，印染厂用磁化水调色，都取得了很好的经济效益。

　　在农业上，用磁化水浸种育秧，能使种子出芽快，发芽率高，幼苗具有株高、茎粗、根长等优点；用磁化水灌田，可使土质疏松，加快有机肥分解，刺激农作物生长。通过实践人们发现，常浇磁化水的大豆、玉米等农作物和萝卜、黄瓜等蔬菜，产量可提高10~45%，水稻、小麦、油菜等作物可增产11~18%。此外，有些畜牧场用磁化水喂养家禽家畜，可使禽畜疾病减少、增重快。

　　在医学上，磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒，还能治疗多种疾病。例如磁化水对治疗各种结石病症（胆结石、膀胱结石、肾结石等）、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有疗效。对于没病的人来说，常饮磁化水还能起到防病健身的作用。

　　在日常生活中，用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣，可把衣服洗得更干净。有趣的是，不用洗衣粉而单用磁化水洗衣，洗涤效果也很令人满意。

磁化水为什么会有如此神奇的作用呢？这是一个至今尚未揭开的谜。一些科学家认为，水分子本身就是一个小磁体，由于异性磁极相吸，因而普通水中许多水分子就会首先相吸，连结成庞大的“分子团”。这种“分子团”会减弱水的多种物理化学性质。当普通水经过磁场作用后，冲破了原先连接的“分子团”，使它变成单个的有活力的水分子。当然，要彻底揭开磁化水的奥秘，还有待于人们继续研究和探索。

（四）鸽子为什么能送信

一只信鸽，即使你把它带到千里之外的陌生地方，它也能把信带回家。在鸽子头顶和脖子上绕几匝线圈，以小电池供电，鸽子头部就会产生一个均匀的附加磁场，干扰它接收地磁场。当电流顺时针方向流动时，在阴天放飞的鸽就会向四面八方乱飞。这表明：鸽子是靠地磁导航的。那么鸽子又是如何靠地磁导航呢？

有人提出这样的观点：把鸽子看作是电阻1000欧的半导体，它在地球磁场中振翅飞行时，翅膀切割磁感线运动，因而在两翅之间产生感应电压。鸽子按不同方向飞行，因为切割磁感线方向不同，所以产生的感应电压的大小不同，就可以辨别方向。但是试验表明晴天放飞时，附加磁场并不影响它的飞行，这说明地磁并不是它的唯一的罗盘。原来，鸽子能检测偏振光，在晴天它能根据太阳的位置选择飞行方向，并由体内生物钟对太阳的移动进行相应的校正。必须说明一点的是，当电流逆时针流动时，不管是晴天还是阴天，它都能飞回家。

（五）噪声的作用

　　噪声一向为人们所厌恶。但是，随着现代科学技术的发展，人们也能利用噪声造福人类。

　　1．噪声除草

　　科学家发现，不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理，人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发，这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用“欲擒故纵”的妙策，保证作物的顺利生长。

    ２．噪声施肥

    某些农作物受到噪声刺激时，其根、茎、叶表面的小孔会扩展到最大限度，因而容易吸收肥料。在100分贝的尖锐汽笛声中施肥或喷洒营养液，能使西红柿的果实增大1/3左右。

　　３．噪声诊病

　　美妙、悦耳的音乐能治病，这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢？最近，科学家制成一种激光听力诊断装置，它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声，振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声，把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感，特别适合儿童使用。此外，还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。人体某部位发病时温度会发生变化，该处的分子、原子热波动发出的噪声也会变化。医生借助专门的声学仪器，就能准确地诊断出病灶的确切部位少轮廓。

　　４．有源消声

　　通常所采用的三种降噪的措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声，人们发明了“有源消声”这一技术。它的原理是：所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手，设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”。

    ５．干燥食品

    用噪声和低频声波高速“轰炸”食品后，其吸水能力为传统干燥技术的4～10倍，而且不会使食品丧失营养成份。

    ６．噪声除尘

高能量的噪声可以迫使尘粒相聚成一体，因重量增加而下沉。因而，噪声可应用于烟囱除尘和消除大气污染。

（六）听不懂自己

我们有这样的经验：听录音机放出的自己的声音总觉得不太像，而在别人听来都认为像，这是这么回事呢？

我们平时听到的声音，可以通过两条不同途径传入耳内。一条途径是通过空气，将声波的振动经过外耳、中耳一直传到内耳，最后被听觉神经感知。别人听你的话，你自己（还有别人）听从录音机放出的自己的录音，都是通过空气途径传入耳内的。对别人来说，直接听你讲话，或是听你的录音，由于都是听从空气里传来的声音，所以效果一样，即这两种声音是很像的。

另一条途径是通过骨头传播声音，这种方式叫“骨导”。我们平时听自己讲话，主要是靠骨导这种方式。从声带发出的振动经过牙齿、牙床、上下颌骨等骨头，传入我们的内耳。由于空气和骨头是两种不同的传声没媒质，它们在传播同一声源发出的声音时，会产生不同的效果，因此，我们听上去就感到通过不同途径传来的声音的音色有差别。于是就觉得录音机里放出来的声音不像自己的声音。

（七）钟表小史

　　古时候没有钟表，人们根据太阳影子的长短来判断时间。中国古代很早就用日晷计时。河南省登封县告成镇现存元代的一个观星台遗址，它台高约9.5m，台下有长约31.2m的南北向的“量天尺”，这是当时先进的计时建筑。

　　用日影测时受气象限制，很不方便。于是人们发明了漏沙计时的“沙钟”，燃香计时的“火钟”，滴水计时的“水钟”。我国北宋苏颂等人发明了“水运仪象台”，它是最早采用齿轮的机械计时仪，被已故著名科学史专家李约瑟誉为“现代天文钟的鼻祖”。

　　17世纪中叶，意大利科学家伽利略发现了单摆的等时性。1656年，荷兰物理学家惠更斯利用这一性质制出了第一个实用的机械摆钟，从此人类掌握了比较精确的测量时间的方法。1658年英国物理学家胡克发明了有摆轮的怀表，1760年具有时、分、秒三个针的怀表问世，机械表更加具有实用价值。最精确的机械钟要数1920年问世的邵特钟，它一昼夜误差只有千分之一秒，被当时的天文台用来做天文钟。

　　但是机械钟怕震，一次小地震就可能使它停摆或产生较大的误差，而且它的精度不能再提高了。20世纪30年代石英钟问世了，它一昼夜误差只有万分之一秒，充当了天文钟的角色。

后来人们发现某些物质的分子或原子有更为稳定的计时功能，于是出现了原子钟。世界上第一台原子钟1949年在美国造出。原子钟运行3000多年才产生1秒的误差，所以目前天文台使用的都是原子钟。

（八）潮汐产生的原因

　　到过海边的人都知道，海水有涨潮和落潮现象。涨潮时，海水上涨，波浪滚滚，场面十分壮观；退潮时，海水悄然退去，露出一片海滩。我国古书上说：“大海之水，朝生为潮，夕生为汐。”那么，潮汐是怎样产生的？

　　古时候，很多贤哲都探讨过这个问题，提出过一些假想。古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样，也要呼吸，潮汐就是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的，就像人的心脏跳动一样。

　　随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之。”汉代思想家王充在《论衡》中写到：“涛之起也，随月盛衰。”他们都指出了潮汐与月球有关系。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后，提出了潮汐是由于月球和太阳对海水的引力引起的假设，从而科学地解释了潮汐产生的原因。

原来，海水会受到月球、太阳和其它天体的引力作用，因为月球离地球最近，所以月球的引力较大。这样海水在月球的引力作用下形成了引潮力。由于地球、月球在不断运动，地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化，因此引潮力也在周期性变化，这就使潮汐现象周期性地发生。

（九）爱斯基摩人的冰屋

　　冰是冷的象征，一提到它，人们就会不寒而栗。但是，在冰雪凛冽的冬天，生活在北极圈里的爱斯基摩人，却凭着用冰垒成的房屋，熬过严寒的冬天。

　　在北极圈内，有取之不尽的冰，又有用之不竭的水。每当冬天到来之前，爱斯基摩人都要建造冰屋。他们就地取材，先把冰加工成一块块规则的长方体，这就是“砖”，用水作为“泥”。材料准备好以后，他们在选择好的地方，泼上一些水，垒上一些冰块，再泼一些水，再垒一些冰块，前边不断地垒着，后边不断地冻结着，垒完的房屋就成为一个冻结成整体的冰屋。这种房屋很结实，被誉为爱斯基摩人的令人羡慕的艺术杰作。

　　爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢？

　　首先，由于冰屋结实不透风，能够把寒风拒之屋外，所以住在冰屋里的人，可以免受寒风的袭击。

　　其次，冰是热的不良导体，能很好地隔热，屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外。

　　再次，冻结成一体的冰屋，没有窗子，门口挂着兽皮门帘，这样可以大大减少屋内外空气的对流。

　　正因为如此，冰屋内的温度可以保持在零下几度到十几度，这相对于零下50多度的屋外，要暖和多了。爱斯基摩人穿上皮衣，在这样的冰屋里完全可以安全过冬了。当然，冰屋里的温度比起我们冬天的室内温度要低得多，而且冰屋里也不允许生火取暖，因为冰在0℃以上就会熔化成水。