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从有趣故事中寻找科学启示

时间:2023-07-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:我在写作《十万个为什么》时,很注重趣味性,喜欢讲述有趣的故事,通过故事阐明科学道理。在写作《十万个为什么》的时候,我常穿插一些有趣的科学故事,既能增加作品的趣味性,又可加深读者对科学内容的理解。然而,我觉得只有讲了前边的故事,才使读者既记住了故事,也记住了科学。这个“为什么”同样是以主要的篇幅讲故事,最后用两小段画龙点睛般点明科学道理。这件事情引起了科学家米拉特的注意。

从有趣故事中寻找科学启示

很多读者问起我写作《十万个为什么》的体会。在我看来,就化学而言,光是懂得“碳、硅、锗、锡、铅”“氟、氯、溴、碘”,光是懂得“烷、烯、炔、醇、醛、酮、酸、酯”,是远远不够的。必须擅长用通俗活泼的语言娓娓道来,做到引人入胜。

科学于趣味之中,这是非常重要的。我在写作《十万个为什么》时,很注重趣味性,喜欢讲述有趣的故事,通过故事阐明科学道理。

谁都希望听故事,尤其是小读者们。《故事会》《故事大王》杂志的畅销,就充分表明人们是多么喜欢听故事。

在写作《十万个为什么》的时候,我常穿插一些有趣的科学故事,既能增加作品的趣味性,又可加深读者对科学内容的理解。

科学小品作家要擅长纳科学道理于故事之中。

大约是我从小就读书甚杂,进入北京大学化学系之后,尤爱读科学史、科学家传记,这样使我的脑海之中,“储存”了诸多科学故事。在写作《十万个为什么》第一版的时候,这些有趣的科学故事就从我的笔下“冒”了出来。

我在写《十万个为什么》生理分册中“医生在检查胸部时,为什么用手指在病人的胸膛上‘嘭嘭’地敲”一题时,起初感到束手无策,写得干巴巴的,毫无趣味。后来,穿插了一个有趣的故事,这才终于豁然开朗,找到了增强趣味性的钥匙:

每当检查身体的时候,医生常常用手指在你的胸膛上“嘭嘭”地边敲边听,难道这么敲,也能听出毛病来吗?

真的,能够听出不少毛病哩。

这是为什么?

先讲一个有趣的故事。听了这个故事,你脑子里的疑问,也就可以解决了。

在300多年前的奥地利,有一家酒店。平常,店里的酒总是储放在一个大木桶里。木桶又高又深,里头黑洞洞的,什么都看不见。

怎么知道桶里有没有酒?还有多少酒呢?

这家酒店的主人,有个祖传的妙法:只消用手在木桶外头“嘭嘭”地敲几下就行了。如果上面的一段已经空了,那么会发出低而清的声响;要是敲到下面还盛着酒的那一段,便会发出高而浊的声音。

店主人的儿子是个医生。有一次,他给一个病人看病,诊断了半天,也捉摸不出这病人到底生了什么病。没多久,这病人死掉了。店主人的儿子解剖了尸体,才算把病因找到了:病人的胸部化脓,胸腔里积满脓水。

病因虽然找到了,但是病人已经死掉啦。店主人的儿子非常难过,心里想:如果下一次再碰上这样的病人,怎么办呢?

面对着脓水满胸的尸体,他突然联想到他家里那盛酒的木桶:能不能像爸爸那样,用手指来敲敲病人的胸膛诊断病情呢?

正如俗话所说:“亡羊补牢,犹未晚也!”店主人的儿子这次虽然没有医好脓胸病人,但是,他却从中得到了启示。打这以后,他在医病时常常用手在病人的胸膛上“嘭嘭”地敲,凡是得了脓胸病的,就会发出又弱又浊的声音。这样,他遇上脓胸病再也不用束手无策了。

至今,这种“嘭嘭”地边敲这听的办法,成了医生常用的诊断手段了。这么敲,不光是可以听出脓胸病来,还能听出许多其他毛病呢。

肺是胸膛里的主角,占了一大半地方。肺像个蜂窝似的,里头是空气。肺忙忙碌碌地工作着,时而吸气,时而排气。当医生“嘭嘭”地敲打时,肺会发出各种各样的叩音:正常的肺,叩音清而亮;肺部积水、化脓,叩音浊而弱,很短促;有空洞的肺,叩音实而低。所以医生根据叩音的不同,便可以听出肺的好坏来。

在这篇“为什么”中,似乎只有最后一小段是讲科学道理,其余都是讲故事。然而,我觉得只有讲了前边的故事,才使读者既记住了故事,也记住了科学。

在写“水是什么?”这个题目时,按照教科书的写法,那就是把水电解,从阳极收集到一体积的氧气,从阴极收集到二体积的氢气,表明水的化学成分是H2O。怎样把“水是什么?”写得生动呢?我讲了一个有趣的故事:

“水就是水!”你也许会这样回答。几百年前,人们也就是这样回答的。

可是,这个回答却不科学。

水的真面目第一次被人们识破,是在18世纪初。那时,英国有个化学家普利斯特利,常常爱给朋友们表演魔术:他拿了个“空”瓶子,在朋友们面前晃了几下,然后,他敏捷地把一支点着的蜡烛移近瓶子。

“啪!”震耳欲聋的一声,朋友们给吓了一跳,有的吓得往桌下钻。瓶口吐出了长长的火舌,但立刻又熄灭掉了。

原来,这位魔术师在瓶子里早已装满两种没颜色的气体——氢气与空气。氢气有个脾气,它与空气混合后一烧起来,就会发出巨大的声响——“爆鸣”。这种混合气体,在化学上叫作“爆鸣气”。

普利斯特利给好奇的朋友们,表演了很多次这种逗人的魔术,但是,这位化学家并没有注意到,他变完把戏的瓶子里,还住着一个神秘的客人。

终于有一次,普利斯特利的眼光,在瓶壁上停留了很久:咦!瓶壁上有不少水珠!这在当时,确是个不解之谜,也是件非常惊人的事儿。

普利斯特利起初还不相信,以为自己的瓶子本来就没擦干。于是,他用干燥的氢气、干燥的瓶子,重新一次又一次开始耐心地进行试验。

一次又一次的实验证明:氢气在空气中燃烧(与氧气化合)后,就变成了水。换句话说,水是由氢与氧组成的。不少科学家继续研究,终于证明一个水分子里,含有两个氢原子和一个氧原子。所以水是什么这个问题,科学上的回答应该是:水是两个氢原子和一个氧原子的化合物。

如今证实水的化学成分的最简单的方法是:把水电解,在阴极收集到的是两体积的氢气,而在阳极收集到的是一体积的氧气。这个实验清楚表明,水是由两个氢原子和一个氧原子组成的化合物。

这个“为什么”同样是以主要的篇幅讲故事,最后用两小段画龙点睛般点明科学道理。

在回答“树干为什么常常被刷成白色?”这个“为什么”的时候,我也讲述了一个有趣的故事:

1882年秋天,法国的波尔多城发生一件怪事:城里许多葡萄园里,露菌病在猖狂地作怪,可是独有靠近马路两旁的葡萄树安然无恙。

这件事情引起了科学家米拉特的注意。米拉特去访问了葡萄园的园工。园工们笑着告诉他:

由于过去在马路边的葡萄,常常被一些贪吃的行人摘掉,这样,他们就采取了相应的措施——往这些树上喷了些石灰水,再喷些硫酸铜。石灰是白色的,硫酸铜是蓝色的,喷了之后,葡萄树像蓝白相间的“金钱豹”。行人以为这树害了病,不敢再吃它结的葡萄了。

米拉特听了以后,“顿开茅塞”。他想:马路边的葡萄树不害露菌病,一定与树上的石灰、硫酸铜大有关系。(www.xing528.com)

这样,米拉特就开始进行了几年的研究,结果发现石灰、硫酸铜具有很强的杀菌能力,因此能够保护果树,不受病菌、害虫的欺侮。

至今,那树干上刷的白东西,就是石灰与硫酸铜的混合物。人们把它们的溶液叫作“波尔多液”。现在波尔多液成了农业上大名鼎鼎的杀菌剂……

这样讲述了波尔多液的发现史,同时也把“树干为什么常常被刷成白色?”这个“为什么”说清楚了。

在解答“太阳黑子增多,为什么会使短波无线电广播中断?”时,我讲述了这样的事件:

1956年2月23日,正当全国各地收听着中央人民广播电台的短波播音时,突然播音中断了。直到三十六分钟以后,这才恢复了正常播音。

收音机坏了吗?没那么巧!难道全国各地的收音机,全在那个时候坏了?而经过三十六分钟后,又全都“自动地”好了?

是电台的机器出了毛病吗?也不是。电台一切正常,并没有停止播音。

这是为什么呢?

就在这同一时间,英国的潜水艇正在格陵兰的海面进行演习。突然,英国海军部队与演习部队的无线电联系也中断了,将军们以为潜水艇失事,忙得不亦乐乎。

这又是为什么呢?

事后,人们进行了研究,发现这两桩奇怪的故障,竟是由遥远的太阳表面的变化——“太阳黑子”引起的。

如果你仔细观察太阳,可以看到太阳脸上有许多黑点。黑点,便叫作“太阳黑子”……

从这个故事引申开来,说明“太阳黑子”的原理。

我在写“为什么把摆钟从一个地方搬到另一个地方会走不准?”时,接连讲了两个小故事,把科学道理“融合”在故事之中。

第一个故事是:

准确,是钟表的生命线

1672年,法国的天文学家里希被派到南美洲的开云地方去进行天象观察工作。到了那里,里希发现自己从巴黎带去的摆钟不准了——每昼夜要慢两分半钟。

为了使钟能够走准,里希把摆钟的摆改短了一些。

后来,当里希回到巴黎,却发现钟又不准了——每天快两分半钟。

里希把钟摆拉长到原来的长度,于是,钟又走准了。

摆钟的快慢,竟然与它所在的地方有这么密切的关系,这是为什么呢?

秘密全在于那不停地荡秋千似的摆上。

第二个故事是:

用摆可以计算时间,这是意大利科学家伽利略首先发现的。

1583年,伽利略正在比萨大学里念书。一天,他到礼拜堂里做礼拜。微风吹来,使得那悬挂在天花板当中的吊灯,来回摆动。

咦!吊灯来回摆动一次的时间,怎么好像都差不多?这件事引起了伽利略的注意。他呆呆地凝视着吊灯,几乎忘掉了周围的一切。

为了证实吊灯每次摆动所需的时间究竟是不是一样,伽利略开始用“手表”来进行测定。这“手表”可不是真手表,那时钟表还没有发明呐;伽利略的“手表”,是脉搏。他发现,尽管风有时大有时小,吊灯有时晃得厉害有时微微摆动,然而每次摆动需要的时间却完全相等。

这位年轻人深深地被这个奇怪的现象所吸引,他开始细心地进行研究。经过许多次的实验,伽利略进一步发现:摆的快慢与摆锤的大小、轻重并没有多大的关系,而只是取决于摆的长度。

不久,人们利用摆来测量时间,发明了摆钟。

在讲述了这两个小故事之后,再进一步说明科学道理:“摆来回摆动的速度与地心引力(重力)的大小,更有密切的关系。地心引力大,摆也摆得快;地心引力小,摆也摆得慢。地球是扁圆形的,各个地方与地心的距离不一样,重力也就不一样。两极离地心近,地心引力大,重力大,如果摆钟放在那里,走得就快。赤道离地心远,地心引力小,重力小,同样一个摆钟,放在那里,走得就比在两极附近时要慢些。”

在《十万个为什么》第一版中,我仿佛成了“故事大王”,通过一个又一个科学故事,喻明科学道理。这种风格,我一直延续到《十万个为什么》第六版的写作之中。

在《十万个为什么》第六版中“玻璃幕墙是什么做成的”,很难写得有趣。我又一次讲起了故事:

异想天开的人,其实是最富有创造性的人。窗,原意是“墙上的洞口”,在1919年有人却要把玻璃窗无限扩大,以致取代整个墙壁。这个人就是德国建筑学家米斯·范·德·罗,他是20世纪中期世界上最著名的四位现代建筑大师之一。在1921年,米斯把他异想天开的设想做成模型——整幢大楼的外墙全部是用玻璃做的,称之为“玻璃大楼”。他宣称自己把窗与墙合二为一,那玻璃外墙既是透明的窗又是坚实的墙。

1971年,著名美籍华人建筑设计师贝聿铭终于把米斯设想的“玻璃大楼”变为现实,在美国波士顿建成了60层的汉考克大厦,这是世界上第一座玻璃外墙的摩天大楼。这座通体透明、外墙如同镜子般的新颖大楼,令人眼睛为之一亮,顿时轰动了美国,轰动了世界。那玻璃外墙被称之为玻璃幕墙,米斯则被誉为玻璃幕墙之父。

不过,好景不长。对于汉考克大厦的赞美声很快变成了批评声。大厦的玻璃幕墙总共有1.4米×3.5米的玻璃10 344块,才3年光景就噼里啪啦碎了2 000多块!美丽的高楼千疮百孔。这是因为那些玻璃的强度不够,而且支撑玻璃的钢架强度也不够。经过5年的修整,汉考克大厦这才好不容易总算治好了外墙上的“伤疤”。

经过不断改进,玻璃幕墙的质量明显提高……

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