灾难酿福祉:科学哲理故事

通向科学殿堂的“天街” 自然科学的“百科全书”

《科学哲理故事 》讲述了几十个饱含哲理的科学家、科学研究、科学现象的故事，通过生动、活泼的文字叙述，揭示这些有趣的故事背后蕴含的深刻哲理，发人深省。在阅读的过程中，读者将会学习如何透过表面现象看本质，如何科学客观地看待事物及其发展规律，从而提高独立思考能力。

陈仁政，中学教师，长期从事数学等学科教育。在《数学通报》《知识就是力量》《光明日报》等50多种报刊上发表过文章200多篇（次）。出版过《站在巨人肩上》丛书、《七彩学生文库》丛书、《说不尽的π》《不可思议的e》等专著20多种。其中《说不尽的π》与《不可思议的e》获2009年度“国家科学技术进步奖”二等奖；《七彩学生文库》丛书获2021年第一届“中国科普作家协会优秀科普作品奖”提名奖。

从蜂巢到“哈勃”——“小错误”引出“烦”“先来”为何“后到”——高斯和波尔约的非欧几何连续函数可微吗——持续近百年的谬误壮年为何不及老年——砍柴与数学攻坚“劣势”→“优势”——庞加莱和倪娣雅没伞的人不怕雨——缺陷面前的莱夫谢茨和萨姆纳薇拉和娜捷日达的《春燕》——柯尔莫哥洛夫怎样成才看到书背后的东西——华罗庚这样读书小个子打败大个子——牛顿“启发”苏步青跬步何以致千里——“1=1+1”和苏步青的“零头布”“功成一篑”和功亏一篑——从“磨子井”到“东京遗憾”IMO金牌非很好——“‘奥数’培养不出大数学家”牛顿为何当了“归纳驴子”——“色差”面前的“误差”牛顿&“法拉第+麦克斯韦” ——创立理论系统“百花齐放”青鱼“被盗”和“天鹅”“减肥”——地球像桔子还是像鸡蛋伏尔泰与莫佩都——两强争斗两败俱伤科学家为什么大战国王——避雷针形状之争墙内开花墙外红——德国不要计算公式吗“幸运女神”垂青“小善”——法拉第和莫瓦桑从牛顿到夫琅和费——光谱分析法面前的曲折“拒绝”成就了大家——麦克斯韦和王安当不了讲师当教授——生活选择的哲理0.5毫米，一个又一个——莺鸟啄食和发明电话“量子论”转圈14年——普朗克的遗憾“表面异常”并不异常——苏联学者痛失诺贝尔奖普利斯特利不认“亲生女”——当氧气碰到鼻尖的时候有心栽花和无心插柳——擦地板擦出硝酸纤维维勒“求爱”缺乏勇气——“仙女”面前错失“金玉良缘”晚期肺病是这样好的——门捷列夫治病有“秘方”格氏斑马为何濒危——从杜瓦遗憾到巴丁“梅开二度”“短”未必短——瓦拉赫、普瑞格和康福斯的“拐弯”“幸运的失恋”——“拒绝”成就了“居里夫人”有时结局胜过初衷——蜜蜂、周期表和原子模型绝缘体也会导电——从塑料到陶瓷从白蚁到仙人掌——不可忽略的“不经意”克隆动物未老先衰——难以“复制”的大自然与“侵略者”和谐相处——外来物种面前的平常心和谐相处还是“以邻为敌” ——信天翁、“福狼”和“坏草”小生物闯大灾祸——不可忽略的“小”南橘北枳和“圣散子杀人”——推广成果要因地制宜在“施恩不图报”之后——弗莱明这样“起飞”“不共戴天”还是“和睦相处”——人与病毒是对抗还是合作“纯净”并不带来健康——“养生”中的“滥贱”哲理药物“风光”在毒药——从砒霜到尼古丁条条大道通健康——“养生”中的“多元”哲理“优势”“劣势”——齐奥尔科夫斯基和格兰杰探测卫星为何“失踪”——不可忽略的计量单位黄金梦破却千古留名——哥伦布“东辕西辙”之后浪费几小时与迟到1小时——一个大陆和电话专利“罪犯”=“珍珠”——漫漫沙尘另一面“魔鬼”就是“天使”——温室效应也是“双刃剑”科技发展的怪圈——人类坐上“过山车”“铁达尼”号也有功——大悲剧引出大成果高科技也是双刃剑——“纳米”有益也有害高科技也有弊端——电脑“杀手”害人身心丁渭如何造皇宫——铺基、引水、填沟何必重新测量——詹天佑“自讨苦吃”诺曼底登陆和冤死的布鲁克——军人也要懂科技质疑“权威”和“常识”之后——氢磨损效应的发现“魔鬼”也可变“仙女”——又恨又爱的静电

    从蜂巢到“哈勃”――“小错误”引出“烦”
     一场海难发生了。
     一个数学家算错了角度。
     这两件互不相干的事，有一个共同的罪魁祸首――印错了的对数表。
     《知识就是力量》1956年7期37页是这样谈到这次海难的：“有趣的是，对数表的错误是接近偶然发现的――一艘船遇难的时候，船长是根据这张对数表来计算经度的。”
     正是“千里之差，兴自毫端”。中国南朝撰写《后汉书》的史学家范哗（398―445）的这句话，说明小错误的确可以引出烦。
     也就是这张印错了的对数表，使瑞士数学家塞缪尔？柯尼希（1712―1757）差点被冤枉。
     原来，蜂房的角度是当时数学家们关心的一个问题，此前已经有不少人研究过。柯尼希计算出来的值，和此前巴黎天文学家马拉尔迪（1665一1729）说的值相差2’。后来才发现，柯尼希计算的时候，就用了那种印错了的对数表！
     小错误引出烦的事例，在各个领域层出不穷。
     1990年4月24日，一个天文学上值得纪念的日子。这一天，一个价值15亿美元、长13米、重12．5吨的大个子隆重升空。它就是有名的哈勃望远镜HST――以1929年发现宇宙膨胀理论著称的美国天文学家埃德温？哈勃（1889―1953）的名字命名。
     遗憾的是，HST在“升天”之前就已经“疾病缠身”了。后来不得不对它进行多次“太空治疗”。它的疾病之一，是从设计能巡天遥看的“千里眼”，变成了鼠目寸光的“近视眼”。原因只是一个细节：磨制它直径2.4米的主镜面时使用的零件校准器中一个元件有1毫米的错位，使主镜面边缘比设计要求低了2.7微米。这2.7微米是多少呢？告诉您吧：一根头发丝的直径通常约50微米！
     美国航天飞机“挑战者”号和“哥伦比亚”号，先后在1986年1月28日和2003年2月1日“机毁人亡”。其中前者是航天飞机目前的第一次重大悲剧。两次都有7个宇航员成了“陪葬品”。这两次悲剧的“导演”，不是什么“大人物”，也不是“重大错误”。前一次是一个密封圈破裂；后一次是外部燃料箱的一块隔热泡沫材料碎片脱落，这碎片击中了航天飞机的左翼，使热防护部件形成裂孔，导致超高温气体在航天飞机重返大气层的时候进人了机体。
     1992年，“长征二”号捆绑式大型运载火箭在西昌发射。点火几秒钟后，就冒出一股浓烟，火箭只是轻轻地颤了几下而没有升起。发射失败的原因，是在巴掌大的程序配电器上出现了一个像绿豆似的0．15毫克的铝质多余物――它使电爆管爆炸，让火箭的第一、第三助推器发动机关机而中断了正常工作。
     忽略“小”，就要失“大”的哲理，不仅发生在“天上”，而且发生在“地下”。
     2005年2月15日，法国戴高乐机场2E候机厅坍塌事故专门调查委员会表示，此前不久发生的2E候机厅坍塌的事故原因，仅仅是一个细节被忽略――设计之初的“应对偶然性事故系数”不足。
     2004年12月26日，印度洋发生了大地震，引发大海啸，最终导致约24万人死亡。原因也是人们忽略了一个非常简单的细节：能量巨大的海啸，会让汹涌的海浪逐渐光临沿海各国，但各国都没有预警和采取诸如撤离海边的人员等应急措施。
     可不能小看这海浪，它真的是摧枯拉朽、惊天裂地！1771年，日本垣岛附近因地震引起的海啸，浪高90米。1883年8月27日，印尼爪哇附近的喀拉喀托火山爆发，引发了高35米、连续长524千米的巨浪。1958年7月9日，由一个小山包的崩溃激起了世界上有记录以来的优选海浪――高540米，速度160千米／时，浪头席卷了阿拉斯加的利图亚湾。
     世界优选的计算机芯片制造公司――美国的英特尔公司，近年来向市场推出近期新一代“奔腾”微处理器。由于里面存在一个小小的错误，就让装有“奔腾”芯片的计算机的除法运算打了折扣――准确度略有下降。虽然这个小缺陷而导致的计算误差，出现概率微乎其微，但还是惹出了消费者投诉不断的烦。
     生活中有两种“小”――一种“小”是自始至终都“小”，另一种“小”是后来就要变“大”的小。我们的智慧就是要能区分这两种“小”，并及时有效地应对。