科技之谜

事实又是如何

落体实验的真相


意大利的伽利莱·伽利略（1564～1642 年）被称为近代科学之父。 在他以前，希腊大哲学家亚里士多德的学说在学术界具有绝对权威，就
连科学家，也要以亚里士多德的书来衡量一件事情是否正确。伽利略反抗这 种风潮，提出了以自己的观察和实验为基础进行判断的正确的科学方法。作 为反抗的手段之一，他特意选择了亚里士多德的“物体越重下落越快”的学 说，决定给予迎头痛击。
　　1590 年的一天，比萨大学讲师伽利略，在有名的比萨大学斜塔的七层阳 台上（高 30 多米）把轻重不同的两个金属球同时抛下。比萨大学的教授和学 生们聚集在塔下，注视着实验。谁都以为会像亚里士多德所说的那样，重的 先落地。但没有料到，两个球却同时落地，这使在场的人都大吃一惊。
这实际上只是个故事，从各种证据看，其实没有这回事，纯系传说。 如果真有这件事，那肯定会引起很大轰动，但是，查遍当时的文献，也
找不到类似的记载，就连伽利略本人的著作，也根本没有谈及。 说实话，伽利略根本就没有必要特意做实验。他仅仅通过论据就已巧妙
地证明了亚里士多德的学说是错误的。如果假定物体越重落得越快，那么，
用绳子把重的物体和轻的物体紧紧地拴在一起让它落下又会怎样呢？即使重 物体想要快速落下，但由于后面有慢的轻物体拽着它，也会比单独落下时慢 吧。但是，要是考虑到在重物体的基础上又增加了轻物体的重量的事实，那 么，变得更重的物体岂不应该比单独落下时更快吗？从同一个假设中得出了 两个完全矛盾的结论。这就证明，开始时的假设是错误的。因此，重的物体 和轻的物体也是以同样的速度下落的。
实际上，1587 年曾有人证实，从二楼窗户下落的两个铅球是同时着地
的。这个人就是荷兰的西蒙·斯台文。但是，伽利略并不知道这件事。伽利 略进行公开实验的说法是他晚年时的学生韦韦亚尼写的《伽利略传》（1654 年出版）中首次提到的，但这总像是韦韦亚尼过于尊敬老师，有意无意地把 别人的功绩算到了伽利略头上。

地球依然在转动吗


　　1633 年，伽利略被传到了罗马宗教法庭。他的嫌疑是，三年前出版的《关 于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（简称《天文对话》）一书，虽然 巧妙地作了掩饰，但实际上仍然是在支持和宣传波兰天文学家哥白尼（1473～
1543 年）提倡的地动学说。 在此以前，人们大都相信天动学说，认为地球是宇宙的中心，一切天体
都在围绕着地球转动。地动学说（正确地说是太阳中心说）认为，太阳是宇 宙的中心，地球和其他的行星围绕着它转动。从今天的科学观点来看，这是 正确的想法。然而，天主教认为，地动学说同圣经上的说法相矛盾，因此是 错误的，是异常危险的想法。
　　据教会方面说，在 1616 年，伽利略受到了宗教法庭的传讯，受到警告， 要他不支持和不传播地动学说，他曾宣誓服从。据说记载这件事的文件还保
　　
存着。如果什么情况都不知道，则情有可原，但他下了保证却又违背了它， 其罪自然是严重的。但是，多数人认为，这个文件是为了陷害他而捏造的假 文件。据说，他当时只是被告知：哥白尼的著作已被列入禁书目录里（因此， 天主教徒是不能读的）。
　　因此，法庭的追究很严厉。让他看了许多酷刑的刑具，并威胁说，如果 不承认怀疑他犯罪的事实将上刑。年已七旬、有病、身心衰弱的伽利略终于 违心地承认自己有罪，向法庭屈服了。
　　1633 年 6 月 22 日，罗马的某修道院作出了判决。伽利略被判处无期徒 刑，之后，他当着法官们的面，把手放在圣书上，双膝跪下，庄严宣誓：今 后，决不相信、宣传和传授任何地动学说。
　　但是，宣誓完毕站起来的枷利略，难以忍受他作为一个科学家的良心的 责难，自言自语地说：“尽管如此，地球仍在转动。”
　　说明伽利略热爱真理和有勇气的各种小故事在人们中广为传播。但遗憾 的是，并不是真有其事。如果他真的那样说了，法庭肯定会认为是侮辱法庭 的行为，会立即重新逮捕他，判以更重的刑罚。然而，尽管对他判了徒刑， 但实际上蹲了两天监狱后就被释放了，不久就允许他回自己的家，处罚是很 轻的。更重要的是，对于体弱多病，在以用刑相威胁的情况下屈服了的 70 岁的老人来说，是不能指望他有那样的勇气的。
但是，完全可以设想，伽利略在宣判完毕，到了朋友家里，放了心后会
说出那种牢骚话的。20 世纪以来，已发现能间接证实说过这种牢骚话的证 据。也许是这种私人之间的谈话在不知不觉之间被人们传成了在法庭上的充 满勇气的发言了。
哲学家伯特兰·拉塞尔说：“说伽利略在宣誓之后，自言自语说‘尽管
如此，地球仍在转动’的说法是不真实的。说这种话的并不是伽利略，而是 世界。”
但是伽利略并没有完全向教会屈服。此后，直到逝世，他一直被监禁在
私宅，最后双目失明。尽管如此，他于 1636 年完成了他最后的巨著《论两种 新科学》，并于 1638 年在有出版自由的新教国家荷兰出版。这部巨著奠定了 近代科学的基础，在历史上放射着夺目的光辉。

瓦将与开壶的蒸汽


　　在英国的产业革命中，詹姆斯·瓦特（1736～1819 年）在技术方面起了 最重要的作用。他的名字永远放射着耀眼的光。经常有人说，瓦特是蒸汽机 的发明人，但这是一个很大的错误。在瓦特之前，就有很多人在研究利用蒸 汽的动力机械，其中，托马斯·纽可门（1663～1729 年）发明的机械远在瓦 特的蒸汽机问世 50 多年前，就已被广泛地用来抽出矿山的地下水。
　　瓦特和茶壶的传说却广为流传。但是这个传说是从距离瓦特少年时代 50 多年后开始传出来的。一天晚上，少年瓦特同伯母的女儿缪亚赫德一起喝茶。 当时，外祖母对少年的态度不满，指责他说：“詹姆斯！我没有见过你这样 的懒虫。在这一小时里，你一声不吭，在那里摆弄壶盖，一会儿打开，一会 盖上，把茶碗和勺子罩在蒸汽上，一会儿看蒸汽的喷出情况，一会儿又在数 勺子上的蒸汽凝结成的水滴。在这些事上白白地浪费时间，你不感到羞耻么？ 你念点书干点活不好吗？”
　　
　　据其他的故事说，瓦特发现，当他把壶嘴堵住，不让蒸汽跑掉时蒸汽却 把壶盖冲开了。
　　瓦特由此领悟到，蒸汽中潜藏着多么巨大的力量，他反复研究，要把这 种力量很好地利用起来，终于发明了出色的蒸汽机。
　　但是，这并不符合历史事实。瓦特开始接触蒸汽机是在 1763 年，他受委 托修理安装在格拉斯哥大学的一台出了故障的纽可门蒸汽机模型。他轻易地 排除了故樟。从此，他对蒸汽机有了兴趣，开始研制效率更高的机器。尔后， 经过辛勤的劳动，造出了性能更为优良的蒸汽机，从而奠定了产业革命和今 天的物质文明的基础。
　　单纯地认识到蒸汽的巨大力量并不能促使他完成这样巨大的事业。瓦特 少年时代的故事也许实际上存在，但那是出于常见的那种少年人的单纯的好 奇心，这同后来瓦特的工作没有本质的联系。这样认为可能是妥当的。
　　另外，有趣的是，关于蒸汽机的研究者，伍斯特伯爵二世（真名叫爱德 华·萨默塞特，1601～1667 年）和托马斯·纽可门，也有与此完全相同的故 事。

谁是汽船的发明人


　　1807 年 8 月 17 日，罗伯特·富尔顿（1765～1815 年）制造的蒸汽船克 拉蒙特号航行在纽约港外。在长 40.5 米的船体的两侧，有两个轮子迅速地划 着水，从烟囱里冒出浓浓的黑烟，以每小时 8 公里的速度溯赫德森河而上。 站在岸上的数千名观众大为吃惊，呆呆地看着。其中，也有直到前一天还认 为富尔顿是发了疯的人。
克拉蒙特号用了 32 个小时，抵达了距纽约 240 公里的上游的奥尔巴尼。
这次试航的成功，使人们深深地认识到，汽船的力量是巨大的。从而揭开了 汽船时代的序幕。
许多人认为，克拉蒙特号是世界上第一艘汽船，因而相信，建造这艘船
的富尔顿是汽船的发明人。然而，这是错误的。在 1807 年以前，建造以蒸汽 为动力的船舶，并使之在水上航行的人，英、法、美三国加起来有近 10 人。 克拉蒙特号只不过是集先驱者经验的大成，因此，船体大，性能好。同 先驱者们的工作还没有为世人所承认的时代相比，到克拉蒙特号出现时，经 济已很繁荣，人们易于认识汽船的优越性。再加上富尔顿的出色的宣传，因
此取得了那样大的成功。
　　那么，汽船的真正发明人是谁呢？这是一个难以解答的问题，至今还没 有定论。但是，可能性最大的恐怕是美国的约翰·菲奇（1743～1798 年）。 菲奇没有受过学校教育，曾当过钟表匠和测量员，在各地流浪，以后， 他在特拉华河边的沃辛斯塔定居下来，开始研究汽船。他费尽心血，于 1787 年夏天建成了一艘独木舟式的靠划水前进的船只。这艘船的两侧前后各装有
三只一组的长桨，用蒸汽机使它交替划动。 菲奇又经过反复改良，建造了新的大型汽船，并征集了投资者，在特拉
华河上开辟了定期航线。1790 年夏天，这艘船往返于费城和巴林顿之间，载 运了相当多的乘客。它比克拉蒙特号取得成功早 17 年，船的速度平均每小时
12 公里，比克拉蒙特号快。但是，这条定期航线后来因出现很大的赤字而停 航，投资者对汽船的前景感到绝望，撤回了资金。菲奇在贫困中虽然仍在继

续研究，但无成果，最后服安眠药自杀了。

谁是蒸汽机车的发明人


　　要问谁是蒸汽机车的发明人，恐怕大多数人都会说，是英国的乔治·史 蒂芬森（1781～1846 年）。但是，正像汽船的发明人不是富尔顿一样，最先 制造蒸汽机车的人并不是史蒂芬森。的确，史蒂芬森对蒸汽机车进行了各种 各样的改革，奠定了现代机车的基础，参与了斯托克顿——达林顿之间的铁 路（1825 年通车）和利物浦——曼彻斯特铁路（1830 年通车）的建设，为铁 路事业的迅猛发展铺平了道路。在这个意义上，把他称作铁路之父是对的。 但是，他并不是蒸汽机车的发明人。
　　蒸汽机车的发明人是英国人理查德·德来维西克（1771～1833 年）。但 是，虽然他是一位天才的发明家，一个接一个的设想像泉水似地涌流出来， 然而，他没能静下心来，搞一个有成就的发明，而且，缺乏运用自己的发明 的才能。因此，不能像史蒂芬森那样留名后世。
　　德来维西克同史蒂芬森一样，都是矿山的蒸汽机泵技师，积累了丰富的 经验。他为了把蒸汽机用于交通工具，最终想到把瓦特没有着手利用的高压 蒸汽利用起来。
经过一番苦心钻研，他于 1801 年完成了能够在道路上行驶的载人的蒸汽
机车。在那年圣诞节的晚上，载着几位朋友，在上行的坡道上行驶了约半英 里，但是，这台蒸汽机车在几天以后，因操作失误而烧毁了。
1803 年，德来维西克制造了第二台蒸汽机车，并在伦敦公开展出，引起
了很大的轰动。但由于驾驶失误，撞坏了人家的墙壁，运行表演就此结束。 第二年，他为南威尔士炼钢业者建造的蒸汽机车，行驶在有刻纹的钢轨 上，牵引着载有 25 吨货物的 4 辆货车，以时速四英里的速度行驶了近 10 英
里。这比史蒂芬森的第一辆机车布卢赫尔号早 9 年。
　　1808 年，他又制造了新的蒸汽机车，在伦敦使之行驶在直径约 30 米的 圆形轨道上，获得了很高的声誉。有几千人乘坐这辆蒸汽机车，票价为一先 令。但有一天，机车翻倒摔坏。从此，蒸汽机车被视为危险物，无人问津。 此后，德来维西克到了南美，在秘鲁的矿山从事安装蒸汽机的工作，但
都失败了，最后是在靠故乡的救济机构的救济维持生活的情况下死去的。

诺贝尔真的反对研制杀人武器吗


　　“诺贝尔发明安全的黄色炸药，为社会作出了贡献，他自己也成了富翁。 但与他的意愿相反，黄色炸药被用于战争，因 此他非常伤心，为了有所补救， 消除战争，带来和平，他在遗书中决定献出自己的全部财产，设立诺贝尔奖 金。”
　　人们经常这样说，但是其中有两个大错误。一是黄色炸药被作为武器的 问题，二是“违背诺贝尔意愿”的问题。
　　艾尔弗雷德·诺贝尔（1833～1896 年）从他父亲一代起，就参与火药生 产，先是制造了液体炸药硝化甘油。但是，这种炸药一晃动或者一受到冲击 就会爆炸，极端危险。这致使诺贝尔工厂和仓库相继因发生大爆炸而化为乌 有，整个世界为之震惊。
　　
　　为了把事业继续下去，诺贝尔被迫设法生产更为安全的炸药。因此，他 费尽心血，终于发明了使硝化甘油渗进硅藻土的炸药，并于 1867 年获得专利 权。这就是黄色炸药。这种炸药，不管怎么晃动，冲击，还是用火点燃，都 不发生反应，不使用雷管（雷管也是诺贝尔发明的）引爆，就不会发生爆炸。 所以，这种炸药大受土木建筑、矿山等方面的欢迎，诺贝尔立刻成了世界上 屈指可数的富翁。
　　但是，反应如此迟钝的炸药，即使想用于武器也用不上。充其量也只能 用来爆破炮台和据点。
自此以后，诺贝尔便积极地致力研制军用火药。1887 年发明的无烟火药
——混合无烟火药，可以普遍用于枪炮、鱼雷、炸弹等。诺贝尔不顾一切地 生产这种优良的军用火药，向世界各国出售。
　　这种行为完全与和平主义背道而驰，但诺贝尔本人却没有意识到这一 点。
　　他终生诅咒战争，渴望和平是真的，但是，他认为，要实现这一点，只 靠缩减军备和缔结不战条约是没有多大效果的。
　　“我想制造一种具有摧毁一切的可怕威力的物质或机械。这样，交战双 方的军队就可以在瞬息之间同归于尽。文明国家便会由于极端恐怖而不再打 仗，并解散军队。”
就是说，诺贝尔的想法中有一种以毒攻毒的理论，即越是研制杀伤效果
大的武器，就越能导致和平。

爱迪生的耳朵是怎么聋的


　　关于发明大王托马斯·爱迪生（1847～1931 年）的逸闻和传说多不胜数， 其中有很多不是事实。这是由于爱迪生自己的记叙模棱两可和人们以讹传讹 的结果。
爱迪生少年时代耳聋的故事也是其中之一。他从 12 岁起在往返于波特休
伦和德特路易特之间的火车上卖报纸和饮料，挣钱帮助维持家庭生活，同时 赚些实验费和零花钱。不久他便把药品和化学器皿等搬进空闲的吸烟室，在 卖完报纸后，钻进吸烟室，一心搞实验。
大家熟悉的一个故事是这样说的：有一天他正大作试验，列车突然倾斜，
水里放着黄磷的罐子从架子上掉下来。罐子破碎，黄磷遇空气燃烧，周围成 了一片火海。列车员史蒂芬森急忙跑过来，帮助他扑灭了火。但史蒂芬森大 怒，向爱迪生打了几拳，有一拳头打在耳朵上，鼓膜破裂，爱迪生的耳朵从 此再也听不到声音了。到了下一站，列车员把爱迪生推下车，接着，实验器 皿和药品也被一点不剩地扔掉了。
不过，据爱迪生本人说，情况完全相反。他说： “有一天，我上火车晚了，两手抱着一大捆报纸，勉强抓住已开动的车
的把手，但力气不足，渐渐下滑。列车员赶忙伸手来拉，不凑巧抓住了我的 耳朵，就这样硬把我拉了上来，当时我的耳朵嗡嗡作响，我的生命得救了， 但耳朵却聋了。”
　　就是说，列车员不但心眼不坏，反而还是他的救命恩人。因此，此后两 人一直相处得很好。据说，由于在车内失火，被勒令把实验器皿全部拿下车， 是确有其事，这件事发生在 1862 年。而他变成聋子，则发生在两年前。
　　
　　但是，爱迪生的耳朵似乎在这以前很早就不太好。据说，他出生不久， 便得了重猩红热病，发了高烧。病总算治好了，但耳朵却不好使了。
　　爱迪生 8 岁时到附近一家小学读书，但听不清老师讲话，理解能力也差， 因此有人嘲笑他呆头呆脑，最后终于休学，跟着母亲学习。这也是一个有名 的故事。大概是因为老师和周围的人（或许连爱迪生本人）都没有注意到他 的耳朵听不清吧。

摄氏温度表的刻度


　　对温度和温度计的研究，从伽利略的时代起就很活跃。但是，科学家们 各使各的温度表。到了 18 世纪初叶，统一温度表刻度的气氛高涨起来，并相 继作了几种尝试。
最初的温度表是德国气象机械制造者 G·D·华伦海（1686～1736 年）于
1714 年前后想出来的。日本取华伦海的中国译名的第一个字，称作华氏温度 表。他把氯化氨、水、冰的混合物作为最低温度，定为零度，把冰溶解的温 度定为 32 度，把口腔的温度定为 96 度，后来，人们用这种温度表测出来水 的沸点为 212 度，于是，沸点 212 度和冰点 32 度就被用作温度的起止点。华 氏温度表主要在英美国家使用。
接着，法国的列米尔（1683～1757 年）于 1730 年发表了把水的冰点定
为零度，沸点定为 80 度的温度表。这种温度表称为列氏温度表。80 这个数 字是这样产生的：使用酒精的温度表，把冰点时的酒清体积定为 1000，那么 沸点就是 1080。
目前，除英美以外，世界广泛使用的是摄氏温度表。这种温度表的命名
是取瑞典人摄尔修于（1701～1744 年）的中国译名的第一个字。摄尔修于 1742 年提出把水的冰点至沸点之间分成 100 份的温度表。不过，与目前使用的相 反，是把冰点定为 100 度，把沸点定为零度。
但是，似乎很快就有人感觉到，这样用起来很不方便。据考证，J·D·克
利斯（1683～1755 年）很快就于第二年，即 1743 年把刻度颠倒了过来。因 提出二名分类法而闻名于世的博物学家林耐（1707～1778 年）也于 1745 年 使用了把刻表颠倒过来的寒暑表。林耐本人在信中说：“是我第一个设计以 冰点为零度，以沸点为 100°的温度表的。”
也有人说，1710 年时就有人想出了这种刻度的温度表，并于 1737 年开
始使用。由于这个原因，特别是英美国家不承认摄氏温度表的发明人。摄尔 修于摄氏温度表的记号写作 C。一般人都认为，这个 C 字是摄尔修于的英文 字头，但英美国家却说，这是 Centigrade（百分度）的字头。解释有分歧不 好，因此到 1948 年，英美国家也作出妥协，从此统一解释是摄尔修于的字头。
　　从 1967 年起，把水的三态（水、冰和水蒸汽）的平均温度，改定为零点 零一度，取代了以冰点为零度。但是，实际上这与原来的刻度表没有区别。

野口英世发现黄热病的真伪

野口英世（1876～1928 年）被认为是教育方面的最高理想人物，他的传 记在儿童中最受欢迎。他出生在福岛县一个穷苦的农民家里，小时一只手被 烧伤，活动不便。这个被笑为“ 子”的精明少年，在小学校的小林荣老师、
　　
渡部鼎医生和血胁守之助医生等人的亲切保护和指导下，努力学习， 1900 年留学美国，终于成为世界闻名的细菌学家。
　　但是，并非野口英世的一切都是修身的教课书。他聪明，肯于学习，但 另一方面，他自私自利，爱自我吹嘘。年青时浪费成癖，也喜欢同艺妓鬼混。 他在箱根温泉认识了一对夫妇，对他们十分钦佩，希望和他们的女儿结婚， 但条件是要求对方拿出很多钱作为去美国的旅费。但在启程前，同朋友们尽 情玩耍，一夜之间几乎把钱全部花光。于是，又向血胁老师苦苦乞求，血胁 老师非常吃惊，没办法，为野口向高利贷者借了钱。野口去美国后，一直没 有回国，在日本长期等他回来结婚的那位姑娘，终于未能实现结婚的愿望。 这种有点令人不寒而栗的事，当然没有载入儿童们阅读的传记。
野口英世取得的主要成就是：研究蛇的各种毒素、培养梅毒的纯病原体
——螺旋体属（1911 年），在因麻痹性痴呆和脊髓痨而死亡的人的脑中和脊 髓中发现螺旋体属（1913 年），以及对黄热病的研究等。他对于黄热病的研 究，最为人们所熟知。野日本人就是患这种病而死的，很多书都说野口发现 了黄热病的病原体，其实这是不对的。
　　黄热病是中南美和非洲流行的一种可怕的传染病，蚊子是这种传染病的 媒介物。1918 年，野口作为黄热病调查团的一员，被洛克菲勒研究所派往厄 瓜多尔，仅仅在两个月后便在患者身上发现了钩端旋体属这种微生物，于是 他宣布说这就是黄热病的病原体。厄瓜多尔政府为感谢他而送给他陆军军医 监、名誉大校的称号，还召开了盛大的感谢会。
但是，在此以前已经有一种说法，说黄热病的病原体似乎是比钧端旋体
属更小的、能通过磁器过滤器的病毒。还有很多人提出不同意见，认为野口 发现的可能是魏尔氏黄疸病的病原体。野口反复强调他的想法是正确的。但 是，美国终于肯定无疑地证明了黄热病的病原体是病毒。为了寻找最后的反 驳论据，野口于 1927 年到非洲的阿克拉，在那里死于这种黄热病。那时他似 乎已经感到他自己的说法是错误的。甚至有人说，他是由于绝望而特意患黄 热病死的。也就是说，这是一种自杀。

第四纪冰川是否存在


　　庐山，飞峙在长江之滨，九江市南，平地拔起于鄱阳湖平原之上。山势 巍峨，秀丽壮观，是驰名中外的避暑胜地。她不仅以悬崖、瀑布、云峰、密 林引诱着古今中外文人雅士，为之诉诸笔墨，留下脍炙人口的名诗佳句；招 揽游人不远千里，前来领略诗人笔下的银河落九天之趣，寻觅醉人的春天。 而且以她奇特的地表形态、特殊的堆积物吸引着地质、地理学家。自从本世
纪 30 年代初期，我国卓越的地质学家李四光先生，把庐山存在第四纪冰川的 观点公诸于世之后，学者们为研究庐山第四纪冰川遗迹的真伪，足迹遍布山 野。赞同者与反对皆不乏其人，各说纷呈，莫衷一是。以庐山为代表的中国 东部第四纪冰川是否存在的问题，成为我国地质、地理科学史上，争论时间 最长，分歧意见最大的悬案之一。
　　在我国西部的高山和高原地区，在人迹罕见的南极洲和格陵兰岛上，终 年白雪皑皑，银装素裹。降雪在太阳照射下不断消融，在年降雪量大于年消 融量的地区，积雪年年有余，形成终年积雪区，又称为冰川积累区。在年降 雪量小于消融量的地区，积雪当年消融，又称为冰川的消融区。在年降雪量
　　
等于年消融量的地方，必然是终年积雪区的下部边界，冰川学上称为雪线。 雪线以海拔高度表示，我国天山雪线的高度在 3600～4200 米，喜马拉雅山雪 线的高度在 6000～6200 米。
　　在雪线以上的地区，由于降雪长年积累，雪层越堆越厚。疏松多孔的雪 花在压力和阳光照射下，六角形的冰晶变成较紧密的、乳白色圆形冰粒，最 后变成致密的、透明的、浅蓝色的冰体，称为冰川冰。厚达百米左右的冰体， 在缓慢而持久的压力下具有可塑性，并且在地面流动，这种长期存在的、沿 着斜坡缓慢流动的冰体，就是冰川。终年积雪不流动者，不能叫冰川，河流 冬季暂时结冰现象，也不是冰川。
世界上现代冰川覆盖的面积约有 1630 万平方公里，占陆地总面积的 11
％。如果世界冰川全部融化，世界海面将升高 66 米。分布在两极地区的大面 积冰盖，称为大陆冰川，如南极洲、格陵兰的冰川；分布在山岳地区、流动 在山谷之中的冰川，称为山岳冰川，如阿尔卑斯山、喜马拉雅山的山岳冰川。 冰川流动的速度很慢，每天只有数厘米到数十厘米。
　　冰川存在于寒冷地区的雪线以上。据测定我国现代冰川的雪线年平均温 度在—8℃～-1℃不等。但年平均温度在 0℃以下的地方不一定都发育有冰 川，如我国的青藏高原、黑龙江省北部以及亚洲北部西伯利亚的广大地区， 因降雪量少而不能形成冰川。可见寒冷的气候是冰川形成的必备条件，丰富 的降雪是冰川形成的物质基础。只有在雪线以上，年降雪量大于年消融量的 地方才能形成冰川。
地球上的气候是有波动性的。在漫长的地质历史上，尽管温暖时期是主
要的，但也曾经出现过几次寒冷的时期。在寒冷时期里，全球冰川面积扩大， 称为冰期。在较温暖的时期里，冰川面积缩小，称为间冰期。目前已经确认
在 6～7 亿年前的震旦纪、2～3 亿年前的石炭二迭纪和距今 2～3 百万年以来
的第四纪，都曾出现过大规模的冰川。我们现在是处在第四纪冰期向间冰期 的过渡时期。地质历史上古老的冰川由于年代久远，它们的遗迹遭受后期地 质作用的破坏，很难再了解它们活动的具体情况，只能根据沉积岩层的特点， 确定当时曾经发生过冰川活动。第四纪大冰期，由于年代较近，尚可查清其 活动情况。现已查明第四纪大冰期中，有几个亚冰期和间冰期。第四纪最大 冰期时，冰川覆盖面积占陆地总面积的 32％，当时的北美和欧洲的广大地区 均为冰川覆盖，属于大陆冰川类型。
冰期气候来临，必然引起动植物的迁移，甚至引起一些种属的灭亡。巨
厚的冰层，在地面缓慢流动，必然引起地面形态的巨大改造。在山岳冰川地 区往往形成鱼鳍状的岭脊——刃脊、尖角状的山峰——“U”形谷等冰川刨蚀 作用形成的地貌。冰川在运行过程中，像巨大的推土机工作时的情景一样， 铲刮着地面的岩石，在岩石上留下磨光面、擦痕；被掘起、搬运的物质毫无 分选地堆积在一起，大小混杂、排列无序，这是冰川作用的堆积——冰碛物 的重要特征。这些冰碛物分布在冰床的底部、冰川的侧缘、冰舌的尾端，形 成底碛陵、侧碛堤、终碛垅等冰川堆积地貌。
　　冰川作用形成的地貌和堆积物，与流水作用形成的地貌和堆积物具有明 显的区别。这样冰川的刨蚀与堆积作用形成的地貌、冰川的特殊堆积物以及 寒冷生物群的存在，就成为古冰川地质作用的依据。地质、地理学家正是通 过对它们的研究去恢复第四纪的地质历史。
欧洲和北美的第四纪冰川的遗迹，早在 100 多年以前就有人提出并进行

了研究。从上世纪末到本世纪初，虽有一些外国地质、地理学家在我国进行 地质调查，足迹遍于南北，但没有人明确提出过中国东部存在第四纪冰川问 题。最早提出我国东部有第四纪冰川存在的是李四光先生。早在 1922 年，他 在大同盆地和太行山东麓等处，发现漂砾（冰碛物中较大的冰碛石），有些 漂砾上留下了经冰川磨擦形成的条痕，并据此断定其为冰川作用的产物。但 因冰川地貌大多已经毁灭，因而太行山东麓冰川流行之说，并未得到人们的 公认。
　　1931 年李四光到庐山考察，首先发现这里的第四纪冰川遗迹，尤其对山 上及山麓的冰碛物特别重视，为证明其第四纪冰川活动的存在，他于山上山 下反复搜集证据。在山上，他确认了大坳、鼓子寨、黄龙、五乳寺等冰斗， 王家坡、大校厂、七里冲等“U”形谷以及悬谷等冰蚀地貌；在山上和山麓还 发现广泛分布的冰川泥砾、冰川漂砾和纹泥等冰川堆积物，以及它们堆积而 成的终碛堤、侧碛堤、中碛堤等冰川堆积地貌；在一些基岩或岩块上还发现 条痕石、冰溜面、羊背石等冰溜遗痕。
　　李先生从冰川地貌、冰碛物及冰溜遗迹三方面的论证论证了庐山第四纪 冰川的存在之后，又根据冰碛物的特征和分布特点，研究了第四纪冰川作用 的历史，把庐山第四纪大冰期划分为三个亚冰期。他认为庐山冰碛物中绛色 坚硬泥砾，代表了最老一次冰期的堆积物，命名为鄱阳湖冰期；赭色疏松泥 砾，代表了较新一次冰期的堆积物，命名为大姑冰期；分布在庐山 800 米以 上的、黄色极疏松的泥砾，代表了最新的次冰期的堆积物，命名为庐山冰期。 其中大姑冰期规模最大，冰流直达山麓地带，庐山冰期是规模较小的山谷冰 川，冰流活动仅限于海拔 800 米以上。
李先生将这些观点于 1937 年写成专著——《冰期之庐山》。因为抗日战
争爆发，直到 1947 年，才得以国立中央研究院地质研究所专刊的形式正式发 表。这部专著在国内影响很大，为中外许多学者所承认，在我国大专院校有 关教科书中被广泛应用，庐山成为我国研究第四纪冰川的标准地点，作为第 四纪冰期对比的依据。后来李先生在安徽的黄山、九华山及浙江天目山等地， 陆续发现第四纪冰川遗迹。如此，中国东部存在第四纪冰川地质作用的观点， 为更多的人所接受。
地球上的气候，在第三纪的晚期（距今 1000～1200 万年前）已经明显变
冷，第四纪以来曾有过几次寒冷与温暖的交替，这已被古冰川作用的遗迹、 古生物以及第四纪冰川沉积物的研究所证实。欧洲和北美的第四纪冰川经过 长时间的研究，划分为四次冰期和三次间冰期，并得到一致的公认。英国和 前苏联划分的冰期次数更多。虽有人对冰期次数的划分有分歧意见，但对上 述地区的第四纪冰川遗迹从未发生过怀疑。早年在中国的外国人，只有匈牙 利人劳兹和德国人塔裴尔等少数人，认为中国西部高原冰蚀地貌和冰碛物分 布颇广，其海拔高度较现今冰川所在之地为低，但也未提及东部古冰川问题。 德国人李希霍芬在我国从事地质工作前后近 30 年，也认为中国东部无第四纪 冰川可言。
　　当李四光发现庐山第四纪冰川遗迹之后，中外地质、地理学家产生了极 大的兴趣。赞成者有，反对者也有，正如李先生所说：“然疑者疑之，反对 者仍如故也。”当时在中国工作的、曾看过北欧很多冰川遗迹的瑞典人安特 生，认为这些冰川遗迹与北欧不像（一样），而持怀疑态度。也有的人背地 里对李先生说：“这在欧洲就是冰川遗迹，在中国嘛??。”言外之意这在
　　
中国就不是冰川。德国人费斯曼教授本来持怀疑态度，后来两次去黄山，改 变了原来的看法，表示赞同。尽管如此，但持不同看法者仍大有人在。巴博 尔对庐山地貌和沉积物的成因，解释为流水作用和坡积、洪积所产生的结果。 巴博尔和德日进断定中国无第四纪冰期存在，至少不过有数次干冷与湿热的 循环而已。在我国，丁骕教授对庐山第四纪冰川也持有异议。否定派主要的 论点是：中国所处纬度较低，冰期来临之时，温度虽下降，但还不足以发育 成冰川；或认为第四纪之初，中国的气候过于干燥，没有足够的降雪量，也 不足以演变为冰流；甚至还有人认为地球两极位置有变化，当时北美及北欧 更接近于寒带，所以发育有大陆冰川，而中国更近于赤道，气候未必寒冷， 不可能形成冰川。可见当时的反对者未从事实上提出反驳意见，实际工作做 得不多，只限于从冰川形成的气候条件上去否定。正如李先生所说：“惜其 议驳空疏，多未中要肯。”所以，他力排众议，仍完成《冰期之庐山》专著。
　　《冰期之庐山》发表后，中国第四纪地质历史的研究，由此另开一幕。 几十年来，尤其是解放以后，地学工作者先后在我国东部的大兴安岭、太行 山东麓、大别山、黄山、九华山、天目山及鄂西山地等也发现了许多冰川遗 迹，划分了冰期。并以庐山地区为标准，进行不同地区的冰期对比。60 年代 初，前苏联科学院院士纳里夫金，波兰的库萨尔斯基等人都著文支持李四光 的见解。这样，我国许多地质、地理工作者对庐山第四纪冰川的存在，似乎 已不再怀疑，有的地方还直接用冰期和间冰期的概念，来划分第四纪地层的 相对新老。实际上对庐山冰川问题，仍有人持不同的看法。
1963 年黄培华首先在《科学通报》上著文，对庐山地区的冰川遗迹问题，
提出了不同的意见。继而地质力学研究所的曹照垣、吴锡浩等人先后又在《科 学通报》上发文反驳。然后黄培华又从沉积物、地貌、冰川形成条件和古生 物等方面，动摇庐山存在第四纪冰川的观点。30 年代争论的问题，过了 30 年之后，纷争再起。但在当时的历史条件下，论战只能在僵持中平息。
近几年来，在第四纪地质或第四纪冰川的有关学术会议和刊物上，对庐
山冰川问题持不同意见的人，纷纷著文发表自己的见解。中国科学院兰州冰 川冻士研究所所长施雅风先生，在 1981 年《自然辩证法通讯》第二期上，发 表《庐山真的有第四纪冰川吗？》一文，再次在全国范围内掀起庐山冰川真 伪问题的争论。持不同意见的双方，都撰文陈述各自的理由。争论是剧烈的， 提出的问题是尖锐的，但争议的双方都是采取了摆事实、讲道理的科学态度， 去探求真理。
目前争论的双方，各持己见，争持不下。简单归纳他们对庐山冰川问题
的分歧，主要在以下三个方面：
1.关于堆积物方面 冰川论者认为，庐山山麓，冰川作用形成的泥砾堆积布广泛，西北方向
至新桥、羊角岭，北至八里坡，东北方向至姑塘、白石嘴。它们是粘土、砂 和砾石，大小混杂，毫无分选，其中还夹有直径 2～3 米的巨大块石，有些砾 石上留下冰川磨擦的条痕。具有这样特征的堆积物，除去冰流运输之外，没 有任何解释能说明其成因。
　　非冰川论者则认为，庐山山麓这一套特殊堆积物不是冰川所搬运，而是 古代泥石流或融冻泥流堆积所形成。并认为形成条痕砾石和基岩擦面的动力 不仅限于冰川作用，泥石流、山崩、滑坡和断层都可以导致这种形态的产生。 庐山西麓的巨大块石，从山麓向边缘，直径有减小的趋势，显然不同于冰川
　　
堆积。山麓地带的所谓冰碛物，是典型的山洪泥石流扇形地。
2.关于地貌形态方面 冰川论者认为，庐山不仅山麓有第四纪冰川堆积物，山上还有各种冰蚀
地貌，正是由于冰川在山上的刨蚀作用，大量碎块被冰流输送到山下，才形 成山麓冰川堆积。山上冰蚀地貌，虽经冰川消融之后的流水破坏，但像天目 山东北的大坳冰斗，仍不失为典型的冰斗，与其高度相近的还有几个冰斗， 代表了古代雪线。小天池至长岭头的王家坡槽状“U”形谷地，谷身笔直而无 山嘴，谷底平坦而宽广，与流水侵蚀成的“V”形谷地，在形态上极不相同。 现今王家坡谷中之流水，不在谷底最低处，而在其一旁，乃是冰川退缩之后， 现代流水循古代冰川侧缘河继续下切的结果。此外还有悬谷、冰阶等冰蚀地 貌也是冰川作用留下的地貌形态。
　　非冰川论者认为，大坳冰斗没有斗门槛和平坦的斗底，不宜称为冰斗。 这个“大坳冰斗”实是山坡块体运动和流水侵蚀的共同产物。王家坡“U”形 谷位于一个完整的向斜构造中，谷壁的陡峭程度和谷壁坚硬砂岩的倾角一 致，用向斜构造谷地解释王家坡“U”形谷是极其方便的。同样认为李先生所 指的其他几条“U”形谷，都是向斜谷或是被软弱地层控制的次成宽谷。由此 认为冰川论者对庐山地貌的解释是一种误解。
3.关于冰川形成的条件
　　冰川论者认为，第四纪古气候变化是全球性的，随着冰期的来临，北半 球寒冷气候带南移约 10 度左右。位于我国北方极端严寒的西伯利亚，成为北 半球冷空气的策源地，强大寒流爆发南下，使我国东部比世界同纬度地区气 温低下。湿热的夏季风减弱，其影响范围向南萎退，导致雪线降低。现在庐 山牯岭年平均气温约 11.4℃，平均降水量为 1834 毫米。据第四纪生物群推 算，冰期时我国东部中纬度地区气温要下降 7～15℃，庐山平均气温可达—5
°～-2℃，完全符合冰雪积累的条件。加之庐山位于江湖之间，突起于平原
之上，相对湿度特别大，终年云雾缭绕，太阳辐射被反射，所以冰期时庐山 气温较低，降雪量丰富，存在着发育冰川的有利条件。
非冰川论者则认为，第四纪冰期来临时，我国东部只有高于 3500 米以上
的高山地区，才有发育冰川的条件。庐山主峰汉阳峰，海拔 1474 米。据牯岭 气象站记录。1834 毫米的年降水量主要集中在 4～7 月份。但那时的降雪只 出现在庐山 3000 米高空，气温低于—6℃，那时庐山地面气温为 6℃，若要 夏季降雪，温度的下降值至少为 16℃，这样剧烈的降温幅度，在中纬度出现 的可能性很少。他们还根据陕西省太白山、台湾省玉山、第四纪末次冰期雪 线的高度在 3500 米到 3700 米左右，日本本州末次冰期雪线位于 2500 米左右 等事实，估计位于上述三点之间的庐山，当时的雪线应在 3000 米左右。并由 此认为庐山第四纪发育冰川实际上是不可能的。他们还从冰川发育的冰雪积 累区要大于消融区的比例关系上，否认庐山冰川的存在。
　　由上述可知，目前对庐山、以及中国东部其他一些地区第四纪冰川遗迹， 在认识上还存在重大的分歧。从 30 年代的争论，一直延续到 80 年代，认识 都未统一，说明问题是复杂的。产生分歧的原因，一方面是由于自然界有些 地质现象，在成因上是可以多解的，因为不同的地质作用，可以产生相似的 地质现象。另一方面是调查者对事实的观察可能有出入，而事实本身——古 代地质作用留下的遗迹，又受后期地质作用的叠加和改造。现象本身变得模 糊、复杂，加之对问题的分析又有各自的观点，这样所得结论不同就并不奇
　　
怪。
　　应当指出，80 年代的争论比起 30 年代有了很大的进步。争论双方不仅 从理论上去探讨冰川形成的条件，更重视对实际资料的分析和对比。相信随 着讨论的深入，双方都会发现各自的观点存在着的矛盾和弱点，必然会更加 深入地观察事实本身，有可能发现一些新的线索和细节。长期争论的悬案， 定将是在对客观事实更加深入细致的研究基础上才能得到了结。

古墓中的铝片从哪里来

欧洲人写的化学史上把铝的发现归功于丹麦人奥尔斯德和德国人韦勒。
1824 年奥尔斯德将氯化铝用钾汞齐还原，提炼出杂质很多的金属铝。1827 年韦勒用金属钾直接从氯化铝中离析出质量较纯的铝，并说明了铝的很多性 质。所以多数化学家认为韦勒才是铝的真正发现者。100 多年来，铝是欧洲 人发现的这一说法从来没有人提出异议。
　　1952 年 12 月 1 日，江苏省宜兴县精一中学的学生们在平整操场时发现 了一座古墓。经南京博物院的考古工作者考证，墓的主人是西晋平西将军周 处，也就是民间传说《周处除三害》的周处。周处死于公元 297 年，距今已
有 1600 多年了。
　　考古工作者从周处尸骨的腰部发现 17 件带有镂孔花纹的金属带饰（17 件是指较为完整的带饰，另外还有少许小残片，没有统计在内）。其中一小 块残片经南京大学化学系及中国科学院物理研究所的分析，发现这块残片是 以铝为主要成分的合金。消息传出，立刻引起国内外化学工作者、冶金工作 者、地质工作者的极大重视。不少刊物杂志纷纷发表文章加以评价。从此， 铝究竟是谁最先发现的，成了一个“悬案”。
1958 年，东北工学院金属冶炼教研室从南京博物院取了一小块残片，作
了光谱分析、化学分析、全相显微分析，结果证明这块残片是以银为主要成 分的合金。
东北工学院的结论与南京大学、中国科学院物理研究所的结论完全相
反，引起了有关高等院校和科研单位的重视。1958 年，清华大学工程化学系 也索来一块残片进行分析，结果证明这块残片的主要成分是铝，而不是银。
1959 年，他们又索来几块残片，再次进行分析，结果一片是铝合金，另外两
片则是银合金。同年，东北工学院对清华大学工程化学系分析过的残片再一 次分析，证明这些残片确是两种合金：一种是银合金，一种是铝合金。
　　1964 年，中国科学院物理研究所，对周处墓中出土的 16 件较完整的金 属饰带（出土时为 17 件，有一件后来在辗转中被弄碎了）和全部金属碎片， 进行了密度测定、光谱分析、X 射线物相分析。三种方法检验的结果是：全 部较完整的金属饰带都是银合金，小块金属残片中有银合金也有铝合金。小 块金属残片经考古工作者鉴定，发现银合金是饰带的残片，而铝合金的残片 形状不规则，难以确定是否是饰带的残片。
　　1976 年，北京有色金属研究所利用电子探针再次对这些金属饰带残片进 行分析，结论和物理研究所一致。
　　为什么完整的饰带是银合金的，而残片中有银合金的，也有铝合金的呢？ 不少考古工作者对铝片的来源产生了怀疑。
从人类利用金属的历史来看，人类所以最先发现了铜，这是因为地壳中

存在着自然状态的铜，以及铜容易从含铜矿石中分离出来的缘故。虽然铝在 地壳中分布极为广泛，几乎占地壳中全部金属的三分之一，差不多比铁多一 倍，但是由于铝的化学性质极为活泼，极易与氧相结合，化合为三氧化二铝。 因此在地壳中自然状态的铝少极了，70 年代末前苏联地质学家才在西伯利亚 玄武岩里发现了直径为一毫米的自然铝簿片。由于自然界中几乎不存在自然 铝，那么西晋人或者西晋以前的汉朝人，不可能从自然状态的铝中获取铝。 要得到铝就必须从铝矿石中提炼。铝与氧结合极为紧密，用冶炼铜、铁、铅、 锌的方法，是无法从铝矿石中提取出铝来的。正因为如此，自 1825 年科学家 们获得铝后，整理 20 年铝只能是实验室的观赏品。直到 1854 年德维尔用钠 作为还原剂才生产出较多量的金属铝。又过了 32 年，美国人霍尔和法国人赫 罗尔特才发明了电解法提取金属铝，金属铝的生产才走上工业生产的轨道。 但是，由于当时人们还没有充分利用电，铝的产量很低，每年全世界不过只 生产几十吨。1600 多年前的西晋，科学技术肯定要比 19 世纪的欧洲落后， 连电是什么东西都不知道，冶炼技术主要是木碳还原法。近代实践证明，碳 法炼金是无法从铝矿石中还原出来铝来的。如果周处墓中的小铝片真是晋代 人提炼出来的，那么他们肯定是用了其他方法。然而，遗憾的是无据可查。 如果晋代人真会提炼铝的话，那么用铝做的装饰品，绝对不会只有周处一个 人佩戴。而从很多西晋古墓中，从来没有发现过铝制品。因此不少科学家认 为，铝片很可能是后世混入的。我国著名历史学家夏鼐对周处墓的历史进行 了详细考证，发现周处墓曾于 1350 年和 1860 年两次被盗。会不会是这两次 盗墓时有人将铝片混入墓中的呢？ 1350 年欧洲人还没有发现铝。1860 年虽 然铝的产量略有增加，但是由于用钠还原成本较高，其价格比黄金还贵，主 要用来制造首饰。法国皇帝拿破仑三世为了向世人炫耀自己的富有和高贵， 命令工匠用铝制造了一顶盔帽和一套餐具。1889 年英国皇家化学协会为了表 彰门捷列夫的功绩，赠送给他铝制的花瓶和酒杯。暹罗国王去巴黎参观博览 会，带回国的最值钱的东西是一条铝制的表带。一个俄国公爵夫人只因戴了 铝制的手镯、戒指、耳环参加宫廷的一次舞会，而轰动全国。那时，普通老 百姓是买不起铝制品的，甚至连看都看不到。很难想象，一个盗墓的窃贼能 买得起铝制的首饰，会戴着这种贵重的首饰去掘墓？因此周处墓中的小铝 片，不可能是盗墓人混入的。
后来，经过夏鼐进一步的研究，发现了第三次盗墓的痕迹。夏鼐还指出
1952 年 12 月 1 日周处墓被打开后，有些人在考古工作队来到现场前，进入 墓内，私自取走了一些文物，墓内留下了明显的扰乱迹象。因此夏鼐认为， 周处墓中的小铝片很可能是这些人说入的，而不是晋代已有金属铝的物证。 当然，反对这种说法的人也不少。因为发掘出来的铝片，上面锈迹斑斑， 不像是后世混入的。那么，周处墓中的小铝片，究竟是晋代的还是近代的呢？
看来这个问题的解决，有待于考古工作者的发掘了。

真理是怎样发现的 物质能够无限分割吗

　　倒不是闲得无聊，但如果把一个物体分为 2、4、8、16、32、64??这 样不断地分割下去，结果会怎样呢？当然，在现实中由于刃具性能有限，不
　　
久就会再也分不下去了。但是，如果在头脑中有一把理想的刃具，用它一直 分割下去，情况到底会怎什么样呢？是否可以无限制地分割下去呢，还是有 再也不能分割下去的最小单位呢？前一种叫无限分割论，后一种叫原子论。 在古希腊，这两种观点之间曾进行过激烈的论战。无限分割论，有日常 的经验为依据，容易站住脚。因为，只要回答可以无限分割下去就行了。然 而，要是分割有限度，那么，最小的单位是多小，又是什么样子，是什么样 的运动方式？这些疑问必须予以回答。然而，这样一来，就得考虑各种各样
的条件，并对各种现象进行广泛、深入而具体的解释。 据说，最先提出原子论的是公元前五世纪的莱乌克坡斯，将这个理论系
统化的是德谟克利特（公元前 470～400 年）。他认为，原子极小而硬，无色、 无味、无臭，大小、形状和重量因物质的不同而异。宇宙是一个巨大的真空， 无数的原子在其中不断地作不规则的运动。这些原子组合、分离便产生所有 物体，并使之变化和流动。
　　可以说，这种原子论构成了希腊自然哲学的最后的顶峰。原子论是研究 起源的，即向水（泰勒斯）、空气（阿拉克西米尼）、火（赫拉克利特）、 土四种元素（恩培多克勒）寻求物质的基础的。
　　但是，希腊哲学的主流支持无限分割论，对原子论发起了总攻。特别是 想通过否定真空的存在，集中力量摧毁原子论的基础。“自然不欢迎真空” 是他们的口号。亚里士多德坚持认为：“在真空中所有的物体应该以同样的 速度运动，然而这是不可能的。因此，真空并不存在。”原子论虽然得到了 伊壁鸠鲁派等少数派的支持，但由于有亚里士多德这位权威，其后，在欧洲 一直受到忽视。
但是，到 16 世纪，由于托里拆利、巴斯卡、格里克等人的努力，证实了
真空的存在，原子论重新抬头。到牛顿时代，大多数物理学者都相信了原子 论。到 19 世纪初，道尔顿进而将它引入化学领域，建立了今天的牢固阵地。

光是粒子还是波


　　系统提出欧几里得几何学的欧几里得还就光学问题写了一本出色的书。 他说，物体所以能看见，是因为眼睛发出的光射到物体上的结果。但后来证 明，情况却相反，人们逐渐认识到，光线是独立于眼而单独存在的东西，由 于光线进入眼睛刺激视网膜，才看见了东西。
那么，光是什么呢？在弄清光的直射、反射和折射等现象，以及光速有
限的事实后，才知道光是在空间运动的一种什么东西。这里出现了微粒子论 和波动论两种说法。这两种说法对立，长期争论不休，各有胜负。
　　波动论的先驱者是英国的罗伯特·胡克（1635～1703 年），但最先将它 系统化的是荷兰的惠更斯（1629～1695 年）。惠更斯认为，光是充满宇宙的 光介质的波动，关于光波的传动方法，叫做所谓的惠更斯原理。他虽然运用 这个理论很好地说明了光的折射和波动，但没能充分地说明光的直射。此外， 也没能充分地说明 1669 年发现的冰州石的双折射，这是因为他把光看成是纵 波（介质的振动方向同波的前进方向一致）的缘故。
　　对此，伊萨克·牛顿（1642～1727 年）采取了粒子论的立场。其主要原 因是因为他认为波动论不能很好地说明光的直射。粒子论也能够充分说明反 射和折射的规律，但得出的结论与波动论恰恰相反，波动论认为光的速度在
　　
折射率高的介质中会变快。不过，一部分现象单靠粒子论是不能圆满解释的， 于是在无可奈何的情况下，他假定存在着一种周期性的性质。
　　在物理学上，牛顿是绝对的权威，因此，在他死后大约 100 年，粒子论 甚嚣尘上，而波动论则被人们遗忘了。
　　波动论的复活是由于英国的托马斯·扬（1773～1829 年）和法国的奥古 斯丁·菲涅尔（1788～1827 年）努力的结果。两人同惠更斯相反，认为光是 横波（介质的振动方向同光波的前进方向成直角），用这种理论完全可以说 明光的干涉、反射和偏转等现象，而且，由于光波的波长极短，也可以说明 直射性。粒子论对解释上述各种现象无能为力。1850 年，傅科证明：光在水 中的速度比在空气中要慢。这成了一个致命伤。
　　但是，到 20 世纪，相继发现的光电效应和康普顿效应等不把光看成粒子 就不能解释现象。
　　今天，由于有了量子力学，根据实验的不同，光有时显示出波动的性质， 有时又显示出粒子的性质，这两种解释方法都有道理，不分上下。

谁先发现微积分


　　围绕着是谁发现了微积分的争论，出现了科学史上从未有过的激烈而又 长期的争论。但是，挑起争端，甚至发展成说是剽窃的，不是当事者，而是 有关的人。
首先，请看看有关事实吧！据伊萨克·牛顿（1642～1727 年）自己说，
微积分是偶然在 1666 年发现的。那年他为躲避伦敦广为流行的鼠疫而回到故 乡。但是，正式发表整个微积分体系是在 70 年之后，即在他去世后的 1736 年。他的主要著作《自然哲学的数学原理》（1686 年出版）中也没有谈及微 积分。但是，他在 1669 年前后，曾向两三个知己透露过微积分的梗概。
莱布尼茨（1646～1716 年）同牛顿之间的通信始于 1676 年。在牛顿的
最初来信中，有“6acc??4s9tl2vx”这样一些不知什么意思的符号。这是 当时流行的文字游戏（字谜），如果把它们很好地排列起来，在拉丁语里就 成了：“在列出包括任何数的流量（变数）的方程式时，需要找出其流率（微 分系数），以及相反的流率。”
第二年，1677 年，莱布尼茨给牛顿写了回信。在这封回信中，莱布尼茨
用 dx、dy 等符号明确地叙述了他思考出的微分方法。在这之前的字谜中是否 透露过微积分的秘密呢？这成了以后争论的焦点。
1684 年，莱布尼茨公布了自己的方法。当时，两人关系还好。争论始于
1699 年。对莱布尼茨怀有敌意的瑞士数学家德·迪耶在皇家学会上发表论文 说，莱布尼茨的微积分是剽窃牛顿的成果。
　　莱布尼茨对此提出了抗议，但他过于轻率，于 1705 年发表了暗示牛顿才 是剽窃他人成果的文章。这引起了奥克斯福德大学教授约翰·基尔的愤怒， 他强烈地谴责说：莱布尼茨才是剽窃者。
　　莱布尼茨要求皇家学会取消基尔的发言。然而，当时的学会会长正是牛 顿本人。牛顿虽然为此组织了调查委员会，但 1715 年公布的结论不出所料， 说：“牛顿才是微积分的创始人。”在两人相继去世后，由于英国和德国的 国民情绪高涨，争论仍然激烈地持续了很长一段时间。但是，今天，人们普 遍认为，两人都各自发现了微积分：从发现来说，牛顿早些；从发表来说，
　　
莱布尼茨则先于牛顿。

岩石是水生成的还是火生成的


　　到 18 世纪，欧洲的采矿业很快兴盛起来，需要大批技术人员。为此，1765 年，在过去采矿业发达的南德意志萨克森的弗赖堡办起了矿业学校。聚集了 从欧洲各地来的留学生。威望特别高的是从 1775 年开始在这里教授矿山矿物 地质学的阿伯拉罕·维尔纳（1750～1817 年）。
　　维尔纳仅在德国和捷克旅行过，几乎没有念过什么书，但他走遍了萨克 森中的矿山，对矿物进行过实地考察。他的最大功绩是确立了矿物的科学分 类法。讲课很吸引人，能激起人们的兴趣，因而吸引了许多学生，学生毕业 后分散到各地，传播他的学风。
　　维尔纳进而创建地壳形成学说，但他的这个学说并不怎么科学。他认为， 地球原来是一个混杂着泥土的巨大水滴，这些泥土沉淀以后就形成了地壳。 也就是说，所有的岩石都是水生成的。这种学说叫做水成说。这种学说认为， 最先沉积的是花岗岩和玄武岩，并形成基础，其次是石灰岩、砂岩和煤的堆 积。最后，由于侵蚀和风化，全球便盖满了二次生成的沙和土。
他的这种奇妙学说的形成似乎是由于他把根本没有活火山运动的萨克森
地区的局部知识扩大成了一般的理论的结果。这自然会遭到在更加广阔的地 区旅行、考察的人们的反对。其中反对得最厉害的是英国的詹姆斯·赫顿
（1726～1797 年）。
　　赫顿于 1785 年发表了自己的意见，并在十年以后写成了《地质学理论》 这部著作。他承认，地球中存在着溶化为泥浆状的东西（今天叫岩浆），这 些东西不断流出、冷却，形成了岩石，但它同堆积岩（水成岩）的性质完全 不同。花岗岩和玄武岩就属这一类。
这种学说叫火成说，它同维尔纳的水成说相对立。但他完全承认，所有
的岩石并非都是火成岩，也有因雨水的侵蚀和堆积形成的堆积岩。 水成论者和火成论者之间不断展开激烈的争论。但是，随着对地质的观
察的深化，以及通过实验对地质的研究，水成论的处境越来越不利了。
　　争论的焦点最后集中到了玄武岩是堆积岩还是水成岩的问题上，这是一 个决定胜负的问题。当然，水成论者主张是前者，而火成论者则主张是后者。 但是，具有讽刺意味的是，受到维尔纳亲身教育的年青的地质学者们，在对 欧洲和欧洲以外的其他大陆进行地质研究的过程中，发现玄武岩是火成岩， 于是，逐渐抛弃了水成说，到 19 世纪初，水成说便灭亡了。

化合物的比重是不是固定的


　　被称为现代化学之父的拉瓦锡（1743～1794 年），给元素下了明确的定 义，创立了物质不灭定律，奠定了定量分析的理论基础，使分析技术有了明 显的进步。而且，在分析的实践过程中，他默认，化合物的组成取决于生成 这种化合物时的条件（称为定量比例定律）。
首先明确地主张这种定量比例定律的是法国的弗灵契曼·痖普鲁斯脱
（1755～1826 年），这是 1799 年的事。 然而，当时化学界的权威克洛德·路易·释特洛（199～1822）对此大肆

攻击。他在 1803 年发表的《化学静力学论》中主张：在两种物质产生化合反 应时，其中化合物的比重不是固定的，它根据化合时的条件而发生变化。
　　当然，普鲁斯脱进行了反击，在以后的八年里，在学术杂志上反复展开 了激烈的争论。
　　作为自己主张的根据，拜特洛列举了由于实验条件不同，化合物的组成 也不断地发生变化的事例。譬如，硫磺和铁的化合物硫化铁，锡和氧的化合 物氧化锡等等。
但是，普鲁斯脱证明，拜特洛列举的化合物不是单纯的一种物质，而是
两种化合物的混合。譬如硫化铁，是硫化铁（FeS）和硫化亚铁（FeS2）的混
合物。由于条件不同，生成的硫化铁和硫化亚铁的比例也不同，因此，铁和 硫总的平均比例不是固定的，而是不断发生变化的。氧化锡也一样，它是氧 化锡（SnO）和氧化亚锡（SnO2）的混合物。
　　普鲁斯脱还证明，为了把氧化锡进一步氧化使它化合生成氧化亚锡，需 要使用一定量、即百分之 21.3％的氧气。也就是说，它清楚地表明，组成的 变化不是连续的，而是飞跃的。
　　他进而把这一研究扩展到了铜、镍、锑等化合物和有机化合物。由于这 些努力，他终于弄清，拜特洛的想法是一种误解，从而确立了定量比例定律。 这个定律成了产生道尔顿原子论的坚实基础之一。
今天，已经成为我们一般常识的定量比例定律，就是在这种激烈的争论
中诞生的。 但是，后来才知道，拜特洛研究的对象，与其说是化学的组成问题，不
如说是关于化学平衡和质量作用的法则的问题。在否定拜特洛的学说的时
候，也抹杀了对这些问题的研究。因此，当重新开展关于这些问题的研究时， 已是近 50 年以后的事了。

生物是怎样发生的


　　自古以来，人们就普遍相信低等动物是自然而然发生的。据说，尸体生 蛆，泥土生跳蚤和虱子。这种说法被称为自然发生说。
到中世纪，自然发生说和宗教结合在一起，更加广为流传。比利时的范·赫
尔蒙脱（1577～1644 年）甚至认为老鼠也是自然发生的。他说：“把汗污的 衬衫和麦粒放在瓶子里，衬衫发出的潮气作用于小麦，便生出老鼠来。”他 还报告说，真用这种方法孵出了老鼠。
　　但是，进入 17 世纪后，科学的看法渐渐占了上风，反对自然发生说的意 见也出现了。证明血液循环的威廉·哈维（1578～1657 年）提出了“一切都 是卵生”的口号。而荷兰的简·施旺麦丹（1637～1680 年）则更明确地主张 任何低等动物都是自母卵产生，并举出了很多实例。
　　但是，通过实验的方法给自然发生说以决定性的一击的是意大利的弗朗 切斯科·雷第（1621～1697 年）。
　　他于 1668 年报告了如下实验结果：在四个大广口瓶里，分别放进了腐烂 的油和鱼，然后盖上盖。而另外四个广口瓶里，放了同样的东西，敞着瓶口。 苍蝇飞进了敞口瓶，腐烂的肉很快就生满了蛆，但盖着盖的瓶子里却连一个 蛆也没有。
普通人也许以此结果为满足，就此停止实验。但是，雷第并非如此，为

了慎重起见，他又重复了一次实验。也许是因为盖有盖的瓶子进不去外来的 空气，所以才不会生蛆吧，因此再实验时瓶口不盖盖，而是用纱布蒙住瓶口。 苍蝇在瓶子的周围飞来飞去，想钻进去，有的在外侧的纱布上产了卵。结果 腐的肉还是一个蛆也没有。这个结果表明，只要苍蝇不产上卵，就不会生蛆。 但是，同一个雷第，却相信某种树叶上的虫包是自然发生的。1700 年， 意大利医学家安东尼·瓦利斯尼埃里宣布，虫包中的幼虫也是从母卵中产生 的。其他的研究者们也宣布，蚊子、跳蚤、虱子等，只能从亲缘产的卵中产
生。
　　自然发生说就这样大体上被否定了。但在这一个时代，使用显微镜发现 了微生物。微生物由何而来？围绕这个问题，自然发生说又死灰复燃了，争 论还将进行一次。

生物躯体的形成


　　施旺麦丹否定了自然发生说，强调卵的重要性。但是，他的步子迈的太 大了，主张组成生物躯体的各种器官，不是新生成的，而是在卵里就已经形 成了，后来只不过是它的扩展和发展。这种学说被称为预说或扩展说。法国 哲学家马勒伯朗士进一步发展了这种想法，他主张“植子说”（1674 年）， 子以预成的形式寓于父体，孙也以同种形式寓于子体等等。由于得到著名生 理学家阿尔布莱希特·冯·哈勒（1708～1777 年）的支持，预成说以至植子 说曾得势一时。
几乎所有优秀的生物学家都采取预成说的立场。但在未来形成婴儿的基
础是存在于卵子中还是存在于精子中这一点上，分成了两派。马尔比基、施 旺麦丹、雷奥穆尔、冯·哈勒、斯巴兰让尼、居维叶等人采取由卵而来的立 场，而列文霍克、博尔哈菲、莱布尼茨、伊拉斯漠·达尔文等人则支持由精 子而来的学说。
与预成说相反，有人认为，各种器官不是以在卵子或精子中就已形成的
形式存在，而是由尚未分化的基体渐渐形成的。这种学说被称为渐成说。在 亚里士多德那个时候就已形成了这种看法，后来，由证明了血液循环的威 廉·哈维重新提了出来。但是，他的想法过于一般，证实观察的论据也不充 分。
站在不引人注意的渐成说的立场上，给予预成说以有力一击的，是德国
的卡斯巴尔·弗里德里希·沃尔弗（1733～1794 年）。他在 1757 年出版的
《发生论》一书中，根据自己的观察，大力主张渐成说。他认为，不管是花 还是叶，都不能在刚生芽时就区别开了，不是花是花叶是叶那样分别形成了， 而是随着芽的成长逐渐重新形成的。他还对鸡雏的发生作了观察，得出的结 论是，各种器官不是在卵中就形成的，而是随着发生而形成的。
　　沃尔弗大胆地把自己的著作《发生论》送给了预成说的强有力的支持者 冯·哈勒。当然不会被接受，结果他被谴责为无神论者，德国没有一家大学 聘请他，最后只好到俄国去，在那里度过了晚年。
　　到 19 世纪，对发生论的研究取得了日新月异的进步，预成说终于彻底破 产了。

生物是否进化


很多人认为，生物进化的想法，是因为查理·达尔文（1809～1882 年）
写了《物种起源》一书引起的。实际上并非如此。罗伯特·胡克（1635～1703 年）、詹·雷伊（1627～1705 年）和哥德（1749～1832 年）等相当多的人都 论述过物种变化的想法。但是，分类学者林耐（1707～1778 年）和生理学家 冯·哈勒这样一些正统的生物学思想家却一再主张，一个物种不会变成另一 个物种，以当初被创造时的形式存在，这种说法成了人们的常识。
生物进化的想法，是由于布丰（1707～1788 年）、伊拉斯谟·达尔文
（1731～1802 年，查理·达尔文的祖父）而取得了进一步发展。但第一个系 统阐述这种想法的，是法国的拉马克（1744～1829 年）。他在研究无脊椎动 物的分类、化石和地层的过程中，发现生物为适应环境的变化而变化，产生 新种，由小而简单的生物进化为大而复杂的生物。而且，为了解释进化的结 构，假设了用者进化不用者退化的法则和获得形质的遗传。比如说，长颈鹿 的脖子长是因为要吃树梢的嫩叶而不断地伸长脖子，这样一代一代地传下 去，脖子就渐渐变长了。
　　但是，那时在生物学界拥有很高权威的乔治·居维叶（1769～1832 年） 坚信物种的固定性和不变性。但是，化石研究表明，随着时代的发展，很多 物种灭亡了，而出现了很多新的物种。为了解释这个事实，他认为，过去地 球发生过无数次大变动，每当发生大变动时，以前存在的生物灭亡，创造出 新的生物来。这种说法被称为天变地异说或激变说。
拉马克的年青朋友约弗洛瓦·圣提雷尔（1772～1844 年）大力支持他的
学说。圣提雷和居维尔叶终于于 1830 年在巴黎科学讨论会上正面展开了论 战。
圣提雷尔主张，物种不是不变的，在动物躯体的结构中，可以看到设计
的统一性。作为例证之一，他当众宣读了两个年青博物学家合著的论文，这 篇论文指出了脊椎动物和墨斗鱼的躯体是类似和对衬的。
居维叶站起来，指出两者的器官的结构和位置完全不同。反驳说，认为
动物结构的统一设计这种想法只不过是一种纯粹的空想。这场争论持续了好 几个月，以致群众和各种刊物都参加进来，轰动一时。
但是，仅就这场争论而言，通晓科学事实的居维叶获得了胜利。圣提雷
尔在这场争论中失败了，与此同时，进化论本身也被人们遗忘了。