关于科学家的故事(2)
关于科学家的故事:郭守敬──早于欧洲300年采用365.2425日计年
郭守敬是中国元朝时期的著名天文学家之一,也是中国古代最有成就的科学家。他生于1231年,卒于1316年。
公元1271年元王朝建立,准备颁行全国统一的历法。为了精确汇集天文数据,以备制定新的历法,郭守敬花了两年时间,精心设计制造了一整套天文仪器,共13件,其中最有创造性的有3件:高表及其辅助仪器,简仪和仰仪。
高表是古代圭表的发展。表是一根直立在地面上的标竿或石柱,圭是从表的底端水平地伸向正北方的一条石板。每天太阳“走”到正南方时,表影落在圭面上。量度表影长度就能推算出节气的时刻。这是最古老的天文仪器之一。
郭守敬的简仪是中国传统浑仪的发展,这种结构,欧洲到18世纪才采用。仰仪是个中空的半球面,形状像口锅,锅沿刻有方位,锅里刻有与观测地纬度相当的赤道座标网。锅口架一小板,板上有孔,孔的位置正在球面的中心。太阳光通过小孔形成一个倒落在锅里的像,由此读出太阳的座标和该地的真太阳时刻。仰仪还可以用来观测日食,读出日食的时刻、方位和食分等等。郭守敬还发明了许多其他观测器具。
郭守敬根据观测的结果,于公元1280年3月,制订了一部准确精密的新历法《授时历》。这部新历法设定一年为365.2425天,比地球绕太阳一周的实际运行时间只差26秒。欧洲的著名历法《格里历》也规定一年为365.2425天,但是《格里历》是公元1582年开始使用的,比郭守敬的《授时历》晚了整整300年。郭守敬在天文历法方面的著作有14种,共计105卷。郭守敬是中国古代成就突出的科学家,直到很晚,世界各国的科学界才逐渐了解他。
关于科学家的故事:牛顿发现万有引力
伊萨克·牛顿,是17世纪人类最伟大的科学家,他是人类历史上屈指可数的几个科学巨人之一。他在物理学、数学和天文学方面的贡献,都是划时代的。
1642年12月25日,牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村子里,刚出生时极度衰弱,几乎夭折。牛顿自幼丧父,与母相依为命。1661年,他进入剑桥大学的三一学院学习。
1665至1667年间,牛顿已在思考引力的问题。一天傍晚,他坐在苹果树下乘凉,一个苹果从树上掉了下来。他忽然想到:为什么苹果只向地面落,而不向天上飞呢?他分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律,进而思考:行星为何绕着太阳而不脱离?行星速度为何距太阳近就快,远就慢?离太阳越远的行星,为何运行周期就越长?牛顿认为它们的根本原因是太阳具有巨大无比的吸引力。
经过一系列的实验、观测和演算,牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关。牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律:凡物体都有吸引力;质量越大,吸引力也越大;间距越大,吸引力就越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。
根据牛顿的发现,可测定太阳和行星的质量,确定计算慧星轨道的法则,说明月亮和太阳的引力造成地球上的海洋潮汐现象,并推导出克服地球引力、飞向太阳系和飞出太阳系所需的最低速度,它们分别为每秒7.9千米、11.2千米和16.6千米,并依次命名为第一、第二和第三宇宙速度。牛顿不但验证了前辈们的成果,而且为未来空间运载工具的最低推力或速度下限值,提供了精确而权威的科学依据。
牛顿将其一生的成就写在《自然哲学与数学原理》一书中。他发现了物体运动的三大定律,创立了微积分数学。他后来在谈到自己所取得的成就时说:“如果我比其他人看得远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。”
1727年3月20日凌晨,牛顿于久病不医中去世。据说在生命即将停止的时候,他的心情是坦荡而平静的。英国诗人波普为他写的碑铭说:“自然和自然的规律,都藏在黑暗的夜间;人帝说‘让牛顿降生’,使一切变得灿烂光明。”
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