第一章电磁学的童大海的恩赐.PDFVIP

第一章 电磁学的童年 大海的恩赐 地中海海湾是那样的宁静、美丽，平坦的沙滩上，走过来希腊的哲学家 泰勒斯。希腊人把他推崇为“科学之祖”，希腊科学、数学和哲学的创始人。 公元前624年，他出生于小亚西亚的米利都城，父母都是贵族，所以从小就 受到良好的教育。那时候，整个社会还处于愚昧落后的状态，人们对于许多 自然现象不理解。但是，泰勒斯对大自然却有着极大的探讨兴趣。他对天文 学、数学等自然科学有深入的研究，曾很准确地预测了公元前585年发生的 一次日食的时间，他公布的太阳直径的大小和现在测量的数据相差很少，他 还在没有任何天文设备的条件下，确定一年是365天。这些在当时的条件下 是很了不起的。 泰勒斯酷爱大海，也许是大海那博大的胸怀包容着宇宙中一切奥秘，也 许是那无边的沙滩是他研究数学的好地方。他在沙滩上痴情地描画着各种图 形。他曾发现了圆的直径能把圆分为两等分，也发现了所有的对顶角相等， 等腰三角形的两底角相等。他对几何的研究已达到了较高的水平。曾经有许 多人想测量著名的金字塔的高度，却始终没有想出办法来，于是去请教他。 泰勒斯告诉他们说：“当你自己的影子和你本身一样长的时候，便去量金字 塔的影子的长度。”这是多么简捷明了的思想啊！但是，它的背后却是严密 的推理，现在我们知道这个三角形相似的原理。 有一次，泰勒斯在沙滩上捡到一颗硕大的琥珀，擦去上面的泥土，发现 琥珀里有一只纤毫毕现的昆虫，这块琥珀是从哪里来的呢？也许亿万年前这 里曾是一座高山，山上长着一大片松林，一滴松脂把这个昆虫裹起来，流逝 的时光把这滴松脂变成了琥珀化石，保存下来。 泰勒斯非常喜欢这块美丽的琥珀，把它带回家去，摆在案头，经常用他 的袍子擦拭它，想让他更加晶莹透亮。在工作之余，他常常用力地摩擦这块 琥珀。一天，泰勒斯和往常一样，把心爱的琥珀在手里反复地摩擦了老半天 以后把它放回台子上。 突然，泰勒斯惊呆了，眼睛睁得大大的，嘴巴也张开，简直不相信自己 的眼睛。在琥珀附近的一块小木屑，正向琥珀移动，最后竟粘在琥珀上！泰 勒斯亲眼看到木屑是完全自动地向琥珀移去的。 他决定再试一下。又拿起琥珀在袍子上用力摩擦，然后放在小木屑旁边， 木屑又被琥珀吸引过去了。 泰勒斯对琥珀的奇妙性质研究了许多年，他想，琥珀除了喜欢吸引木屑 以外，是否也喜欢吸引其它又轻又小的东西呢？于是他我来布的碎片、羽毛、 羊毛等东西，只要把琥珀摩擦一遍，琥珀就会把这些轻小的东西吸过去。 泰勒斯站起来。在石板地面上踱来踱去。这个神秘的事情需要思考一番。 琥珀为什么喜欢把轻小的东西聚集在自己的周围呢？ 他已经知道，在自然界中有一种矿石具有吸铁的力量，据说这种矿石是 传说中的牧羊人马格尼特发现的。这个四处流浪的牧羊人，有一天赶着羊群 爬上克里特岛的艾达山，沿途石块纵横，全凭一根拐杖支持着身体向上，忽 然走不动了，拐杖好似在地上生了根，怎么也举不起来了。 “怎么回事呀？”马格尼特跪在地上，仔细地看着他的拐杖，原来他的 拐杖的铁尖头牢固地被大地吸引着。马格尼特努力探究其中的原因，他发现 是一块巨大的黑石头在作怪，这是天然磁石。希腊人为了纪念马格尼特，把 磁铁叫做“马格尼特”，英文中的磁铁也是这位古希腊牧羊人的名字而来的。 古希腊用的铁主要是在爱琴海沿岸和地中海的岛屿上开采的，那里确实 有许多磁铁矿。关于天然磁石还有许多故事、传说，在亚历克山大城亚西诺 寺庙里，有一尊铁铸的皇后半身像悬在半空中，怎么会这样呢？原来那拱形 的屋顶是用磁铁矿建造的；在罗佳德岛上有一匹5000磅重的铁马被磁铁吊在 空中；还有用磁铁把穆罕默德的灵柩悬在空中的故事。但是，古希腊人对于 磁铁没有任何深入的研究。 那么，琥珀吸引小木屑是不是和磁石引铁的道理一样呢？ 泰勒斯把琥珀和天然磁石进行了对比。他发现磁石吸铁并不需要摩擦， 而琥珀则一定要摩擦才能吸引轻小物体。这是为什么呢？泰勒斯不明白，但 是，他像科学家一样，把观察到的事实记载下来。这时他绝不会想到，这一 发现对后人研究电和磁的关系有着多么重要的启蒙作用，他为开启电气时代 作出了伟大的贡献。 伊莉莎白女王的御医 假如世界像现在这么 “小”，科学技术的发展速度就不会那样缓慢了。 当古希腊人对琥珀和磁石百思不解的时候，在地球尽头的另一个文明古国— —中国，也研究着同类现象。中