《数理化通俗演义》作者：梁衡-12

就在法拉第乍喜又忧、无可奈何之时，通往苏格兰古都爱丁堡的大路上正匆匆走着一个小伙子。他满脸热汗，衣襟敞开，像有什么急事在搅得他心绪不宁，催得他行步如风，埋下头来只顾赶路。这人正是麦克斯韦(1831-1879)。他本是在伦敦剑桥大学毕业后留校工作的，但是前几天突接家里来信，说父亲病重，便放下手头的工作赶回老家来了。　　麦克斯韦生于1831年11月13日。正好是法拉第发现电磁感应那一天后的第三十三日。好像上帝将他送到人间就是专门准备来接法拉第班似的。麦克斯韦九岁那年母亲因肺病去世，于是他从小与父亲相依为命。他父亲是一位极聪明、极不受传统束缚的工程师，一次他将桌上摆了一瓶花教儿子昼写生。不想卷子交来，满纸都是几何图形，花朵是些大大小小的圆圈，叶子是些三角形，花瓶是个大梯形，父亲摸着儿子稚气的脸蛋说：“看来你是个数学天才，将来在这方面必有所成。”于是便开始教他几何、代数。这麦克斯韦也真是个神童，在中学举办的一次数学、诗歌比赛中，他一个人竟囊括了两项头等奖，十五岁那年中学还未毕业就为了一篇讨论二次曲线的论文，居然发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，十六岁考进爱丁堡大学，一次上课，他突然举手站起，说老师在黑板上推导的一个方程有错，这位讲师也不客气地说：“要是你的对，我就叫他‘麦氏公式’！”不想这位老师下课以后仔细一算，果然是学生对了，爱丁堡大学实在容不下他这个天才，1850年父亲又把他送到出过牛顿、达尔文的剑桥大学。1854年他以数学优等第二名的成绩毕业，立即对电磁生成浓厚兴趣。第二年即发表了《论法拉第的力线》。正当他才华初露要在这新领域里拓地夺标之时，忽得家信，便急急赶回家里来。　　这麦克斯韦是一个孝子，一进家门见父亲形容枯槁，卧床不起，想起幼年失母，父亲拉扯自己的艰难，不觉抱头痛哭。接着他终日侍药床前，百般温顺。为能就近照顾病父，他又写信给剑桥大学，辞去职务，准备在离家不远的阿伯丁港的马锐斯凯尔学院任教，但第二年父亲便磕然长逝，他也就到马锐斯凯尔学院上任，主持一个“自然哲学”的讲座。　　不想这麦克斯韦虽满腹学问，却极不害辞令，茶壶煮饺子，有货倒不出。他第一次登台，说起话来如机枪扫射一般，一堂课的内容半节课就讲完，他以为已讲清的问题，学生却瞪目摇头，他再讲一次，学生的思想还是赶不上他的舌头。第一堂课就这样草草而过。他满头大汗，学生满肚子意见，校方虽还不好意思说什么却也露出不满。麦克斯韦从小学习拔尖，一直受老师同学的尊重，何曾尝过这种为人耻笑的滋味。第二天一早他就夹着几页讲义跑到校园的小花园里对着一棵高大的刺玫瑰，两脚抓地，双目平视，一手持稿，一手斜举，清清嗓子，便嘟噜嘟噜地演讲起来。正当他进入角色之时，忽听得后面一串银铃般的笑声。他一回头不见人影，又静下心来对花上课，后面笑声又起。立时，昨天羞愧未退，今时恼怒又生。他大喝一声：“谁家女子，如此无礼！”这时树后门出一个姑娘，自衣绿裙，丰臀细腰，脸生红云，目含秋波，就如这眼前的玫瑰；体态轻盈又似园中的新柳。姑娘手中捏着一本书，趋前几步，轻轻地说：“先生，对不起！”虽只五个字，却伶牙利齿，抑扬顿挫，而又表情得体。麦克斯韦一看就知道是个大家闺秀，反倒觉得自己刚才不该粗鲁。　　姑娘问道：“你起得这么早，一个人在这里和谁讲话呢？”　　“我是刚来的教师，不会讲课，一讲起话来就紧张得收不住舌头，因此趁早起无人，自己多练习练习。”　　“这并不难，我教你一个妙法。你自己觉得快时，就马上咬住自己的舌头尖，话头自然就可以收住。静静神，理理思路再慢慢说就是。如果你不见怪，我就来作你的学生，陪你练一次，总比那没有表情的刺玫瑰强吧！”　　麦克斯韦这样试了一次果然见效。他请问姑娘大名，原来她叫玛丽，正是院长的女儿，就更生敬意。自此，麦克斯韦天天起早，来这花园练讲，玛丽也天天来这里看书陪练，三日两月，二人便渐生爱慕之心，便指花为媒，暗订终身。院长喜爱麦克斯韦，事后也就欣然同意招他为婿。　　闲话搁过，冬去春来，转眼到了1860年，麦克斯韦来这里已经四个年头，他关于土星光环、气体力学的研究也已取得两项重要成果，虽是无暇光顾他时刻挂念的电磁学。而这时又赶上马锐斯凯尔学院和另家学院合并，他主持的讲座也被撤销，新的饭碗还不知在哪里。这时他的母校爱丁堡大学正要招一名自然哲学讲座教授，他连忙报名。同考的共有三人，论学问和名声，他自然会稳被录取。不想在口试的时候，他面对台前母校里的那些老一辈师长，不觉又紧张起来，虽然也努力去咬舌头，但反而时快时慢，话语断断续续。最后竟因“口头表达能力欠佳”而落选了。他和妻子本不愿再到外乡谋生，老丈人当然更愿他和自己的独生女留在身边，共享天伦之乐，无奈这个心灵舌笨的女婿一试落选也只好垂头丧气。于是麦克斯韦只好带着妻子又来伦敦投靠皇家学院。但塞翁失马，赛知非福？他万没想到在爱丁堡落选，却成就了他的一番事业。　　再说法拉第自从读了麦克斯韦的那篇文章后，就每天留心有无类似的文章问世，同时也打听麦克斯韦的消息，谁知就如彗星划过天空一样，知音来得快，走得也快，岁月流逝，杳无消息。而他也一天天的老了，到1860年他已是一个七十九岁的龙钟老人，越发悲伤自己抱卞和之玉不为人知，莫非那地下室里的文件真要到几百年后才去兑现吗？这天早晨他拄着拐杖在自己门前的草坪上散步，还是想那件放不下的心事，这时远处是来一男一女，男的年轻潇洒，女的恬静美丽，他看着这两个人忽然觉得那就是四十年前自己和妻子萨拉的影子。唉，老了，青春一去不复返了。这样想着，那对男女已经走到眼前，女的手中提着花花绿绿的一大堆礼品，男的趋身近前弯了一下腰，恭敬地问道：　　“你可是尊敬的法拉第先生？”　　“是的，我就是那个普普通通的迈克尔•法拉第。”法拉第最怕人对他恭维，所以在自己的名字前面总要加个定语。　　“我是您的忠实的学生麦克斯韦。”　　“你就是写论文谈我的力线的麦克斯韦先生吗？”　　“是的，我在您的面前，在您的学识面前，不过是个小孩子。”麦克斯韦整整小法拉第四十岁呢。　　当法拉第证实他面前的就是麦克斯韦时，他一把摔掉拐杖，眼里顿时放出光芒，麦克斯韦也一下扑上去两人紧紧地拥抱在一起。一个实验大师，一个数学天才，这是物理和数学的拥抱，是物理学的大幸。法拉第又喊：“萨拉，来贵客了！”萨拉一见玛丽立即就从心里生出一种由衷的亲热。这两个女性，在科学史上无数科学家的妻子中她们是少有的美丽、温柔，终身勤勤恳恳，默默无闻地支持丈夫的研究。两位夫人一见如故，使到客厅里叙话，又到厨房里弄菜。法拉第早拉着麦克斯韦进了书房。　　法拉第说：“我等你等得好苦。你终于回伦敦来了。”　　“是你身上的磁场太大了，终于又把我吸引回来。这回不但回到伦敦，还回到皇家学院，回到你的身边。”　　法拉第谦虚她笑了一笑说：“可惜我老了。不过还来得及。第谷向开普勒交班时，生命只剩下一年。上帝能再给我一年也就够了。”　　“老师您会长寿的。”　　“祝我们的新理论长寿吧！”　　两人高兴得哈哈大笑起来。　　法拉第经过几年的研究，已经证明了磁能变电，能变出电流，能变出电场。电流和电场还不一样，前者很明显能使导线发热，能电解水，叫传导电流。后者虽也有电流的某些性质，但很不明显，聪明的麦克斯韦就给它起一个名字叫“位移电流”。传导电流能激发出磁场，影响磁针偏转，那么这位移电流(电场)能不能激发出磁场呢？这不比那具体的有热感能击人的电，也不比那很明显能吸铁的磁，它们实在太不明显了，太玄秘了，法拉第实验了多少年还是没有我见他们的联系。正像一些微雕专家在一根头发丝上能刻一首诗一样，他早已不靠眼而只靠感觉来指挥了，事情往往到极微妙的程度时倒不是用实验而是用推理来决定了。这个难题果然由麦克斯韦用数学公式推导出来了。1865年——请读者记住，这是科学史上电磁理论的诞生年麦克斯韦发表了一组描述电磁场运动规律的方程。他证明变化的磁场可以生成电场，变化的电场又可生成磁场，这比法拉第的磁性能生成电流，电流生成磁性又高一筹了。磁场→电场→磁场→电场，这两个场的作用不断运动着，并不是像牛顿力学描述的那样的真空超距作用。法拉第的预言得到了最完美的阐述和严密的数学证明。而且更妙的是麦克斯韦用自己的方程居然推出了电磁波的速度正好等于光速，这又证明光是一种磁波。光学和电磁学在这里汇合了。当年牛顿和胡克、惠更斯为了光的本质发生一场多么伤感情的争吵啊，今天才回到真正的统一。　　正是：　　牛顿攀登靠人梯，　　麦氏盖楼有基石，　　科学从来是接力，　　接过旧知创新知。　　法拉第毕竟比第谷是幸运的。他看到自己理论的完善，看到了接班人的业绩。在电磁理论确立后的第二年——1867年，这位电磁学的开山祖满意地离开了人世。而麦克斯韦在1865年发表公式后，就立即退避到乡间老家的庄园里，杜门谢客，写作详细阔述这一理论的《电磁学通论》。到八年后这本可以和牛顿1687年出版的《自然哲学》媲美的巨着终于出版。牛顿筑起一座经典力学的大厦，而麦克斯韦则盖起一座经典电磁学的高楼。物理学经过186年的艰难攀登，终于又跃上了第二高峰。　　再说这麦克斯韦躲到乡下去写书，而伦敦方面哪允许这样的名牌教授去隐姓埋名、悠然自得？他的母校剑桥大学更是派人今日叫，明日请，左一封信右一封书，终于把不愿割舍田园之乐的麦克斯韦夫妇又请回了伦敦。麦克斯韦一边筹划剑桥大学的第一个物理实验室——卡文迪许实验室，一面开设讲座，讲解他的电磁理论。但是他的理论太高深了，曲高和寡，听讲的人越来越少。　　电磁学的进程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 证实电磁波的存在：赫兹(1888)　　　　　　　　　　　　　　　　　建立电磁理论：麦克斯韦(1865)　　　　　　　　　　　　　　发现磁变电：法拉第(1831)　　　　　　　　　　　 发明电磁铁：斯特詹(1825)　　　　　　　　发现电变磁：奥斯特(1820)　　 发现磁能吸铁指南：战国时期(前475)　　1879年，麦克斯韦虽然才四十八岁，但是他已走到自己生命的最后一个年头。曾夺去母亲生命的肺病现在又来缠他了。他身体虚弱，气力不足，但还是按时上课。这天他走进宽大的阶梯教室，只有前排坐着两名学生，教室空荡荡的。这个著名的教授、理论物理学家在讲坛上好像从未交了好运。他知道学生们听不懂他的思想，一个个都自动缺席了。他侧身问坐在前排的两名学生：“你们为什么不走呢？”这两名中有一个就是后来发明了电子管的弗莱明。他恭敬地站起来说：“先生的理论我能听懂，太完美和谐了，简直是一门自然美学。”另一名说：“走了的人里也有人是能听懂先生的理论的。但是他们说，现在还没有人用实验找见电磁波，所以也就不相信、不愿听了。”　　麦克斯韦说：“会发现的。理论总是要超前一步的。牛顿1687年公布万有引力，勒维烈1846年才找见海王星，过了159年。我相信电磁波的发现不会再等一百多年了。”　　麦克斯韦说着翻开讲义，向两个忠实的学生笑了笑，对着空空的大教室，又像是对着世界，对着未来，继纸续认真地讲着他的理论。而他的预言也没有错，这时在和英国一海之隔的法国，已经给他准备了一个二十二岁的接班人。到底此人是谁，电磁波找见没有，且听下回分解。第三十九回忽辞世短命人发现电磁波，见讣告有志者发明无线电——电磁波的发现和使用 　　上回说到物理学家麦克斯韦虽没有亲手做多少电磁实验，但他在临死前预言一定会有人通过实验发现电磁波。果然，在他死后的第九个年头，一八八八年，在柏林有一位叫赫兹(1857-1894)的青年实验物理学家完成了这项任务。当时许多人虽叹服麦克斯韦对电磁波的完美描述，可就是找不见它。26岁的赫兹却别有绝招。他将两个金属小球调到一定的位置，中间距一小段空隙，然后给他们通电。这时两个本来不相连的小球间却发出吱吱的响声，并有蓝色的电火花一闪一闪地跳过。不用说小球间产生了电场，那么按照麦克斯韦的方程，电场既激发磁场，磁场再激发电场，连续扩散开去，便有电磁波传递。到底有没有呢？最好有个装置能够接收它。他在离金属球四米远的地方放了一个有缺口的铜环，如果电磁波能够飞到那里，那么铜环的缺口间也应有电火花跳过，他将这些都布置好后，这边一接电键，果然那圆环缺口上蓝光闪闪，这帮助发射球和接收环之间有电磁波在运动了。既然有波，就也该有波长，频率和速度。于是他又亲自量量它的波长。其实也很简单，他将那铜环接收器向圆球发射器靠近，火花时亮时无，最亮便是波峰或波谷，不亮时便是零值，于是他便求出了波长，接着又算出了速度每秒三十万公里，正好相等于光速，也有如光一样的反射、折射性。麦克斯韦的理论彻底得到了证实，从法拉第到麦克斯韦再到赫兹，两位实验物理学家与一位理论物理学家巧妙的配合，终于完成了这个伟大的发现。　　正是：　　实践理论再实践，淘尽黄沙真金现。　　磁场电场又磁场，事物本来总相连。　　各位读者，这赫兹何以有这样的成就？原因可以有许许多多，但追溯到他的学生时代，有两条却极为重要。一是位从小养成了亲自动手的好习惯，对技术和技能的学习十分爱好。他在课余时间拜了一位木工为师，锯、刨、斧、凿已使得极为纯熟，他还学了一门车工技术，后来赫兹的车工师傅听说他成了大学教授还对他母亲惋惜地说：“唉！真可惜！他本是一个难得的车工啊！”俗话说心灵手巧，大凡只有手脚并用毫不偷懒才能聪明。第二，赫兹小时候学习兴趣相当广泛，他学了英语、法语、意大利语，特别是在阿拉伯语方面表现出惊人的才能，以致教师向他的父亲郑重地建议他去学东方学。他爱美术，素描画得很好，这又训练了他的形象思维。他爱数学，常参加数学比赛，这又训练了他的逻辑思维能力。他想当建筑师，曾专攻过建筑，后来又当过兵，这使他得到另一种锻练，他给父母写信说：“惰性从一个人的身上真正被取缔了。”读者中定有不少是渴望成才的青年，我这里就他的成才略叙几笔，或许对诸君能有一点启迪。　　却说这赫兹发现了电磁波就如当年牛顿发现了万有引力，戴维电解出钾、钠之时，都是才刚刚二十几岁的年纪，正宏图初展，前途无限。但到1893年就开端患一种齿龈脓肿的痛，虽不是大病但却很顽固，多次手术只能缓解痛苦而不能去根，后来连情绪也甚觉忧郁伤感，他已自觉到将不久于人世。1893年12月4日夜，他秉烛展纸，强忍眼泪向两两双亲为了一封既是安慰又是预告的信：“假若我真发生了什么事情的话，你们不应当悲伤，但你们要感到几分自豪，并想到我属于那些生命虽然短促但仍算有充分成就的优秀人物。我不想遭遇，也未选定这样的命运，但是既然这种命运降临到我的头上我也应感到满意。”这世界上实在是不公平，许多酒囊饭袋，活到百、八十，朽而不死；而赫兹这样有功于世的人在1894年1月，以37岁的轻轻年纪却猝然谢世。这在当时欧洲物理学界着实引起了好一阵悲哀。在他死去的第二天意大利帕多瓦大学门口贴出了这样一张讣告：　　“波恩大学赫兹教授不幸于昨日去世，物理学界的一颗明星突然陨落，这是全欧洲的损失。　　赫兹教授对人类最伟大的贡献，就是他通过实验终于找到了电磁波，他虽然是个法国人，但是他告诉我们意大利人，告诉全世界人，每个人身边都有电磁波，都是可以互相传递接收的，他虽然去世了，但他指给我们的这种波却永远存在，永远陪伴着我们。所以赫兹教授是属于全世界的，赫兹教授没有死，他永远活在我们中间……。　　为了表达对这位世界伟人的尊敬和悼念，兹定于明天上午在本校礼堂举行隆重的追悼会。”　　在这张讣告下边，有的人瞥一眼便匆匆离去，有的人读后一声叹息，唯独有一个小伙子却像只脚被钉住一样，两眼瞪着讣告，嘴唇微张，半天不言不语，脸色里伤又含沉思，心情悲痛却又激动。他在这里大约站了一个多小时，才勉强挪动只脚，可那鞋底上像是抹了一层漆似地迈一步三回头，迟迟不肯离去。　　各位读者，你道这青年是谁？他叫马可尼(1874－1937)，出生在意大利帕多瓦城一个富有的家庭中，从小受过很好的家庭教育，养成了勤苦好学、爱动脑筋的习惯。大凡读书人可分为两类，一类是“书袋”，从小学到大学读过的书有一人多高，不管是什么书，只要是学校规定的便只管读来，一本一本地装到肚子里，并不消化，也不会创造，所以叫书袋。一类是“书锥”、“书钩”，这些人的眼睛就像锥子，读书时处处问个为什么，必须把那本书锥穿再钩出点什么才肯罢休，他们读过的书不一定多，但是思维越训练越敏捷，碰到问题一针见血，又能举一反三，因此也就不所有所创造发明。这马可尼正是这后一类人。今天见到一张讣告也要从中勾出一点学问，他想这位赫兹教授发现的电波既然法国有，意大利也有，为什么不可以利用这些无声无形的波传递信号，传递人们的意志，让死波变活？如果真能做到这一步，赫兹的功绩不是更加同日月久长了吗？我们纪念死者，就是要发扬他的成果，为活人多办点好事。他这样痴痴地想着，回到家里，就对父亲说：“ 我似乎有这样一种感觉，即这些电波会在不远的将来供给人类以全新的和强有力的通讯手段。”　　马可尼自从读了这张讣告之后，就立即到处收集数据，又在他父亲的别墅里架天线，埋地线，自天试晚上调，而且居然改进了检波器制成了发射机和接收机。终于在住地与一点七公里外的山间，实现了第一次通讯联系。他欣喜若狂，立即向意大利邮电部写信要求资助，愿将自己的发明贡献给祖国的通讯事业。不想他这封信却石沉大海，马可尼一气之下转而向英国申请专利。　　1896年，在伦敦港，一个青年手提着一只大箱子正要下船，海关检测人员见这人衣帽不整，神色不定，便一把拉住他，问他箱子里是什么？这青年正是马可尼，他初来伦敦不免慌张，结结巴巴地说这是一台发报机。当时哪有什么无线电发报机？海关人员更没听说过这个玩艺，把箱子翻来倒去，又将马可尼上下打量一通，这时旁边又一个海关人员说：“怕是一个炸弹吧。”那人闻听不禁大惊，忙双手举起箱子噗通一声扔到海里，返身推了马可尼一把：“去，去，去！还不快滚下船去！”　　马可尼初出家门就受到如此欺凌，他举目无亲，原想来找专利局的，现在手中没有了东西，谁认得他这个叫化子？他只知邮电局是管通讯的，便忍气吞声下得船来朝伦敦的邮电部大楼找去。　　邮电部总工程师普利斯是一个十分和蔼可亲又颇爱才的老头。他一听说来访者就是马可尼，立即退出椅子将这个可怜的小伙子搂在怀里。原来他早从英国《电气杂志》上看到马可尼的专利申请，并且一直在查找此人，无奈没有地址，今天天使得见，喜不自禁。这马可尼几天来的一肚子委屈，现在突遇知音，不觉扑扑簌簌地掉下泪来，又说那只宝贝箱子已沉在海里。普利斯大笑道：“孩子，有你在就有了一切。这座大楼里的设备都供你使用，还愁再造不出那只箱子？”马可尼闻听，真不敢相信自己的耳朵，又问了一遍方相信这是真的，不觉喜上眉梢，那两行泪珠也被这笑容挤得滚落地下，不知钻到哪里去了。　　马可尼有了如此强大的后盾，如鱼得水，如虎添翼，没有几天使制出了收发报设备，在邮电部大楼顶上与相距近三千米外的银行大楼实现了通讯联系。过了不几天又赶上当地一场传统的游艇比赛，出发点在港口，终点在30里外的海面上。过去，比赛结果的消息总得等几个小时后才能送回，岸边一般的观众常常等得不耐烦，不等比赛退出就已散去，而那些对赛艇押了赌注的人又都一个个像热锅上的蚂蚁。今天为了试试这新的通讯设备，也为了向人们宣传一下无线电报，邮电局将来好赚钱，普利斯一早就布置了两艘绿色的邮船，他在终点发报，马可尼在起点接收。当发令枪一响，码头上笛鸣鼓响，人声鼎沸，游艇划破碧绿的海面，拖着一股白浪，转个弯很快在人们视野里消失了。这时狂热的码头也暂时冷了下来，正当人们神经刚刚松弛了一会，马可尼突然举起双手连绷带跳地喊道：“玛丽号，玛丽号第一！玛丽号赢了！”这时那些向这艘船押了赌注的人都半信半疑地看着这个意大利人，而那些押了其他船的人却恨得直咬牙，骂他造谣，一时起了纠纷。正轰闹间，海面上报信的快艇已经折回，证实是玛丽号夺魁。此时，人们方才相信那个“的的塔塔”的铁盒子真有千里眼和顺风耳的威力。狂欢的胜利者涌上那艘邮船，一起将马可尼抬了起来，那个铁盒子被你争我夺地看来看去，船小人多，马可尼担心别再把铁盒子又挤落到海里，忙喊着：“放下！放下！要落水了。”　　“海边的人还怕落水么？”疯狂的人们还以为是他怕落水，索性把他抬起扔到水里，大家好一阵狂跳大笑，尽兴而散。　　1898年无线电波跨越了英吉利海峡，并正式用于商业。　　1901年2月马可尼在英属牙麦加的康沃尔建成了一座170英尺高的电波发射塔，然后他带领助手肯普和佩基来到利物普港，准备乘船横渡大西洋到纽芬兰去接收康沃尔电台发出的信号。这时已是寒冬季节，朔风起，海浪翻，甲板上薄冰覆盖，人连站立都很困难，马可尼的父亲，还有他敬爱的老师都来送行，父亲劝儿子还是不要去冒险：　　“孩子，不是我拖你的后腿，电波能飞过四十五公里的英书利海峡，可是绝不会飞过大西洋的，再强的电波也会在空气中慢慢消失。”　　老师也帮着老人劝自己的学生，还是不要干这种异想天开的事，说：“你若想让电波飞过大西洋，就得先在大西洋上悬一面像欧洲那么大的镜子，你要知道电波和光一样只能走直线，两地球表面是弧形的，除非高空有一面大镜子反射，电波才能射到大西洋彼岸去。这一点，就是赫兹教授生前也是这样认为的啊！”　　马可尼说：“事情总是干出来的，过去谁能相信磁能变成电呢？法拉第一试，麦克斯韦再一总结，不就既有道理又成事实了吗？干成干不成，我今天就要亲自去试试，哪怕失败了也能为后人提供一些实验数据。”说罢他便登上"撒丁号"破浪远去了。　　12月12日，马可尼带若两名助手来到纽芬兰面对大西洋的一座小山上，在一座钟楼内安好收报机，又在山上放起一面特大的六边形风筝，上面带着电线，升到四百米的高空，这是他想出来的升高天线的妙法。一切安置妥当，他便将听筒贴在耳朵上静静地捕捉若那神秘的信号。窗户外，佩基操纵着风筝，万里蓝天没有一丝云彩；室内，肯普站在他旁边，瞪若一只大眼，紧紧地盯着桌子上的收报机。突然，耳朵里传来“滴-滴-滴”三声，他觉得是自己心脏的跳动，再屏息细听，又是三声，他忙将耳机扣在肯普的耳朵上说：“快听，这是不是信号？”"肯普只手按住耳机，有那么几秒，突然大声喊道：“三个短码，是他们发来的，我们胜利了！”　　马可尼的电波一下子就飞出了三千七百公里，在大西洋的上空，人类第一次建起了通讯的桥梁。世界各国的报纸都用头条发了这条惊人的消息。1909年马可尼因此而获得了诺贝尔奖金。　　读者到此不禁要问，电磁波不是走直线的吗？怎么会绕过大西洋呢？难道空中真的有面大镜子吗？是的，真有一面大镜子，后来人们终于发现了这面大镜子，它就是整个地球大气层中的电离层，它可以不断地将地面发射的电波再反射到地面。不过当时马可尼并不知道这些，但是他勇于试验，凡事都要先试试再说，终于让他碰对了。　　正是：　　莫笑马氏去乱碰，机遇原在运动中。　　未干就怕要失败，件件事情都难成。第四十回千年梦石头变金曾何见，一朝点破原子本性各同——原子论的创立　　各位读者，在本书第三十五回，我讲了一个化学家戴维的故事。可是这戴维身为化学家，手中却操的是物理学的武器，就像那林冲反倒借了李逵的斧子。戴维借了刚刚出现不久的电学这把利斧，在还是一片荒芜的化学世界，噼噼啪啪地一阵乱砍，终于拓出一条条小路，找见了钾，找见了钠，找见了钡、镁、钙、锶等元素。就在这挥斧拓荒的途中，他还收了一个徒弟法拉第。谁知这徒弟并不注意师傅每天砍什么树，却十分注意那把砍树的大斧。就这样他对电一路研究下去，居然又拓疆扩地闯入一个电磁王国，而且他也扯起帅旗招来了麦克斯韦、赫兹、马可尼几员大将，浩浩荡荡拉起一支电磁学大军。这支大军一路冲杀下来，横穿十九世纪，直勒马在二十世纪的大门，好不威风。　　兵分几路，各表一支。我们暂先按下电学那路人马，回过头来还从化学说起。那戴维自从借得电学大斧后，许多复合物在电斧下都被分解出来，他一路砍得性起，后来连硫、磷、碳、氮这些毫无问题的元素也要砍上几斧，希望再砍出几个新元素来，其结果当然是失败了。这便又生出一个问题，什么物质还能分解开来？什么物质便不易再分？若要一直分下去，又会分成什么样子？而这又回到我们第一回里提的那个“世界是什么”的老问题上来了。　　世界是什么？凡人睁开眼看到天地万物便不觉想寻根究底。三千年前中国古代学者认为世界大概是金、木、水、火、土这五种“元素”组成的。它们相互搭配，所以世界就现出千差万别。我们在第一回里提到的那个古希腊学者泰勒斯(前624-547)则推断水为万物之源，只有湿润才能生万物，物质由水而来，又化水而去。稍后的希腊学者赫拉克利特(535-475)又提出火是万物的基础，世界不过是一团燃烧着的永恒的火。我们第二回提到的那个毕达歌拉斯(前582-500)则认为数是万物之源，不过这已有点神秘了。这些古希腊学者中最有学问的要算德谟克利特(前460-362)了。他认为事物的本源是原子的排列。它们所以有形态、颜色、味道等许多的不同，那是因为组成它们的原子大小、形状及排列方式不同。这个猜想真还想到了最要紧之处。它的出发点是唯物的，就是要沿着事物本身去寻根究底。与这同时，我国战国时期也出现类似的思想，墨翟就提出物质微粒说，他称之为“端”，而在《墨子》中已论述到物质无限可分的思想了：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”即你拿一根短棍，今天取一半，明天取一半，后天再切一半，这样一直切下去，那是永远切不完的。　　可是正当德谟克利特刚提出原子说要接触到世界的本质时，希腊又出现了一个学者叫亚里士多德(前384－342)，他认为世界是由火、空气、水、土四种“元素”组成的，而每种“元素”又都表现为热、冷、湿、干，一种元素通过热、冷、湿、干的变化就可以过渡而成另一种元素。亚里士多德当时是学术界的最高权威，神圣不可侵犯，他的思想竟统治世界一千来年。这种元素能互变的思想，比起原子论当然是一种退步，而且无论在中国、外国，它又引出一种炼金术来。许多炼丹术士，梦想能炼出长生不老的金丹。就是那雄才大略的秦始皇、汉武帝也都受骗上当，在这方面花费了许多钱财。他们也总梦想点石成金，经过一烧一炼，将普通的铜铁炼成贵重的黄金。从公元前二、三世纪开始希腊就有人干这些蠢事，竟一直延续到十八世纪，许多君王都想通过这来解决他们的财政问题。一直到1782年，英国科学已发达，出现了牛顿、戴维，出现了皇家学会，也还有人在作这个梦。有一天英皇乔治三世在宫里闷坐，正为日渐拮据的财政发愁，忽有人来访，说他能点铁成金，而且还带来了黄金样品。英王一听，连忙召见，来人捧上样品，真个沉甸甸，黄灿灿，耀人眼目。英皇忙问，怎么个炼法。来人称：“臣自幼学习化学，现是皇家学会会员。现在所用炼金之法，并不像古术士那样火烧顽石，而是用最新化学方法使几种元素参加化学反应生成黄金。”英皇一听，又是皇家学会会员，又是最新方法，面前又摆着这一堆真金，喜得龙颜大开，忙命收下样品，并通知牛津大学授他一个博士学位。谁知这事惹起牛津大学和皇家学会的教授学者们的激烈争议，有人说也许真能点铁成金，有人说根本是异想天开，争论的结果还是请这位十八世纪的术士当众一试。那人也慨然应允，约好日期，他去准备。到那天，观众到齐，人们到实验室请他出台，谁知一推房门，他已伏在桌子上服毒身死。他本是自欺欺人，现在当然过不了这一关，只好一死了之。　　却说化学就是这样在浑浑噩噩中摸索。有时柳暗花明，有时山重水复。直到英国出了个波义耳，才推翻了亚里士多德的“四元素”说，确立了元素的科学概念。法国出了个拉瓦锡又推翻了〝燃素说〞，确立了氧化物的科学思想，并且排出了最初的元素表。看来物质确实是可以越分越细的。就像力学在伽利略之后要有牛顿、电学在法第之后要有麦克斯韦，这化学也着实需要一个人出来在理论上概括一下了。　　正是：　　众人摸索千百年，　　窗纸只待一人点。　　历史宠爱幸运者，　　勿将机遇来轻看。　　各位读者，你道这个赶上机遇的幸运者是谁？他是英国一个教会中学的普通教员道尔顿(1766－1844)。　　这道尔顿出生于一个贫寒的农民家庭，只读过几年小学就在家种地，但他顽强自学，1780年时终受聘到肯达尔城的一所教会中学任教。你想这个道尔顿在乡间耕锄之余还要寻书觅字，现在进了城更是如鱼得水，终日访贤问能，汲取知识。一日他听说城东住着一个叫约翰．戈夫的老人极是博学，便去造访。他轻轻叩门，里面一个苍老的声音应声道：“请进！”他推开门，只见迎窗背门坐着一位老者满头白发，听见有人进来也不转身，问道：“你是谁？”　　“先生，我是约翰•道尔顿，刚来的中学教员。”　　“找我有什么事吗？”老人回过头来。　　道尔顿这才看清，他已经双目失明，忙回答：“向您请教一点数学、化学方面的学问。”　　“我能感觉到你很激动。大概是没想到我是个瞎老头吧。”　　这老头虽是双目失明，感觉却十分敏锐。他转过椅子和道尔顿攀谈起来，不一会儿两人就成了好朋友。他们谈天说地，从数学说到物理，说到天文，说到化学，谈到高兴处，老人站起来走到一张大桌旁要给道尔顿亲自做几个实验。只见他伸手抽出一只试管，又从架上拿下一只瓶子倒出一点药粉，装入管内，又嚓地一声，划火柴点着酒精灯，将试管移向灯头加热，准备水缸，收集蒸汽，又测比重，又测压力。那双手熟练得他用什么物件，恰如那物件就正等在那里。那双眼倒不像是失明了，而是一个明眼人干这种事干得太熟了，懒得睁眼去看。道尔顿在一旁看得屏气凝神，真没想到此时会有这么一个奇人。实验做完他连忙请教老人何以有这样高超的技艺。老人答：“一是靠熟练，二是靠细心，要干的事没有不成。”自此道尔顿就常来请教，约翰•戈夫老年无后也就以子相待，倾其胸中才学，教他希腊文、拉丁文、法文和物理、化学、数学。道尔顿在这个小城市教中学十二年，倒跟这位盲老人补习了大学的全部课程。各位读者，莫只说是道尔顿赶上了历史的机遇，但与他同时的人何止千万，而像他这等见缝插针、自学自强的人却着实不多，原来机遇却又是专奖给那些经过艰苦准备的人。　　道尔顿经约翰•戈夫指点，积十二年之功，已经是学富五车，才思敏捷，更可喜的是养成了一个勤观察爱思考的好习惯。他有一次为孝敬老母买了一条长筒袜子送回家里，不想老母一见立即不悦道：“孩子，就算你有孝心吧，也不能让我这样的年纪穿这樱桃红的艳色袜子去教堂作礼拜吧。”这一句话把道尔顿说得丈二和尚摸不着头脑。他说：“这明明是正合你老人家穿的深蓝色嘛，怎么会是樱桃红呢？”在场的人见状都哈哈大笑。后来道尔顿又拿各种颜色纸让他的学生去认，终于他成了第一个发现和研究色盲的人。于是他专门就此写了论文，并且留下遗嘱，死后请将自己的眼球拿去解剖，好探清色盲的原因。　　道尔顿除研究色盲外，最长期的大量的工作就是观察天气，他一生记了二十万条观察记录，直到临死的前十五分钟还记了一条：今日微雨。他的生活极有规律，每天八点起床，先生好实验室的火炉，然后吃早饭，整个上午做实验，下午一点吃饭，然后再在实验室工作到五点，喝茶，再干到晚上九点，吃饭，休息。他在观察天气时对空气发生了兴趣。空气是那么自由均匀地流动，而盛在容器里，又给容器壁均匀的压强。他工作累了，在炉边喝茶时，那茶香又均匀地飘散到整个房间。看来气体是些极小的微粒，要不它怎能这样自由地、匀称地溶融呢？他想起德谟克利特的关于原子的设想，看来有一点道理。不过那毕竟还是一种哲学的推测，要变成化学的原子论，自然还得经过化学实验的验证。但是在无数次实验中，道尔顿早就发现这种元素的结合总是按一定的比例，比如把氢气和氧气放在一起化合，总是两份氢气和一份氧气结合成水。要是氢气用完了，氧气还有剩余，它永远也只能是氧气而不可能硬挤到水里去。这样，一个伟大的思想生成了。他在1808年终于写成《化学哲学的新体系》一书。指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。物质的新的创造和毁灭，却不是化学作用所可能做到的。其所以不可能，正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星那样，或者正如我们不可能创造出或消灭一个氢原子一样。”就是说物质各由各自的原子组成，想把铁原子变成金原子是办不到的，千百年来那些梦想炼铁成金的人，不知个中底细，就这样一代一代地捞啊，捞啊，你想怎能不是一场空梦？　　既然元素的原子各自不同，那么它的重量一定不同。但你想那原子何等的小，后来人们才知道，它的直径只有一亿分之一到一亿分之四厘米。拿五十万个原子摆在一根细头发丝的直径上也能放下，而一个原子的重量也只有1/100,000,000,000,000,000,000,000克(10^-23克)。道尔顿当时自然不能拿杆秤去称它一下，但是聪明的道尔顿却想出一个妙法，根据各种元素在化合反应时的比例，选择最轻的氢，定它的原子量为一，以它为基准，其他原素是氢的几倍就是它的原子量。各位读者可能还记得，本书第二十二、二十三回写到开普勒寻找行星间的运动规律，当然也不能用尺去量它们之间的距离。这真是任你小到再小，大到再大，秤不能称，尺不能量，可是人的思维却无孔不入，无远不至，轻而易举地解决了问题。这道尔顿在1803年9月6日就用他的这种办法很快列出了化学史上第一张有六种简单原子和十五种化合物原子的原子量表。为了区分这些各不相同的原子，道尔顿制定一套元素的符号表。道尔顿一下子成了名人。他并不注重名誉，但是戴维不和他商量就把他吸收为皇家学会会员。英国政府授予他金质奖章，柏林科学院授予他名誉院士，法国科学院授予他名誉理士。　　正是：　　无意逐利利上门，　　不想求名名自来。　　现在道尔顿开始走出那间拥挤的实验室，到欧洲各国去游历。但他不能像当年戴维那样，马车里有一个漂亮的妇人陪伴。他还是孤身一人，并且终身未娶。别人问他为什么人结婚，他用手指指脑袋说：“这里面让化学反应装满了，也就再装不下一个妻子。”　　1822年，道尔顿出游来到法国。这法国当时也有一位名气极大的化学家叫盖吕萨克(1778－1850)。他盛情接待道尔顿，请他参观实验室，出席讲座，参加宴会。就在访问结束的那天，盖吕萨克又把道尔顿请到实验室里，说是请求指导一下实验。这实验说来极普通，就是氢氧化合成水。他取了两公升的氢和一公升的氧混在烧升瓶内，密封燃烧，生成了水蒸气，一量，得到的水蒸气是两公升。这时盖吕萨克说：“道尔顿先生，我们都认为同体积气体的原子数相同，那末你看刚才的反应是两个氢原子加一个氧原子生成了两个‘水原子’，这样一来岂不是每个‘水原子’里只能含有一份氢原子、半份氧原子了吗？按照你的原子论，原子是化学反应中最小的不可分的单位，这‘半个’又怎样解释呢？”　　道尔顿的原子论问世以来已成功地解释了不少化学现象，比如反应物都成整数比，成整倍数等，今天盖吕萨克突然提出‘半个原子’的问题，叫他一下摸不着头脑。连日来只是听着恭维、祝贺、夸奖之词，现在突然被人将了一军，一时无法下台。他拍拍脑门，又看看烧瓶，只觉汗从额头出，话却无处寻。毕竟道尔顿如何收场，且听下回分解。