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书名 当河马想动的时候再去推它/科学家说故事
分类 少儿童书-儿童文学-中国儿童文学
作者 张文亮
出版社 福建少年儿童出版社
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简介
试读章节

桑托里奥

由小溪流发明催眠钟

很多人用过闹钟,但是很少人听过“催眠钟”,催眠钟会发出一种连续性、柔和、低频的声音,使人越听越想睡觉,最后忍不住就睡着了。现代人生活讲求效率,所以只知道有闹钟,不知道有催眠钟的存在。 桑托里奥是世界上第一个制造催眠钟的人,他是个很有爱心的医生,在当时的意大利具有极高的名望,他很关心医院里经常失眠的病人。他想:有没有什么方法可以使这些睡不着的病人容易入睡呢?桑托里奥想到小溪中的潺潺水声,也许具有让病人放松、催眠的效果,但是什么样的溪水边才适合病人躺卧安歇呢?总不能把一堆病人抬放到不同的小溪边,看他们在哪一条小溪边比较容易睡着,这样病人岂不是更加紧张得睡不着,还容易感冒?

是不是一个不切实际的医生才会想这种不切实际的问题?刚好相反。桑托里奥是医学史上第一个把“精确测量”带入医学的人,他制造了很多仪器来帮助医生做更精确的诊断,也是体温计、脉搏测量器的发明人,被后人称为“医学物理之父”。

桑托里奥用30年的时间,测量观察自己的体温及体重的变化,进行基础代谢的研究,并且测量自己每天喝进去的水量与排汗、小便、大便等排出水量的差异。他发现人类喝进去的水量,总是比排出去的水量多,于是推论有些水分是从人的皮肤表面直接散发到空气中的。桑托里奥将该现象称为“不显汗”,这一现象又叫作“无感蒸发”,是指人除发汗外,由皮肤和呼吸道黏膜进行的人体感觉不到的水分蒸发。

30年间,桑托里奥每天在自己的诊所里量自己排出的尿液的体积,称自己的粪便烘干后的重量,把诊所搞得又臭又湿。但是,桑托里奥不以为意,持续地测量下去。他晚年担任帕多瓦大学的医学教授,使17世纪初期的帕多瓦大学,成为欧洲的医学重镇。

如何为病人寻找一条具有催眠效果的小溪?如何去量化一条小溪是否具有安歇的效果?桑托里奥制造了一杆秤,秤的右端是一个可以移动的铅锤,秤的左端吊一片铁板,铁板上钻有大小不同的圆孔,秤的支点在靠近左边处。此外,桑托里奥在病房外挖了一条小水沟,引来一道干净的水流。但是,水的流速要达到多少,才能产生催眠效果呢?

夜里,桑托里奥偷偷来到水沟边,他打开水沟的闸门,让水流进水沟,取出那杆自制的怪秤,把吊有铁板的一端放入水中,水流对铁板产生冲力,这个冲力与水的流速有关。桑托里奥一只手扯着秤的支点,另一只手移动秤上的铅锤,保持秤的平衡。流速越小,铅锤越往左移才能保持平衡;流速越大,铅锤越往右移。桑托里奥一边调整铅锤,一边观察病床上的病人听到水流声后的睡眠情况。

做了无数次的实验后,桑托里奥发现了使病人安睡的最佳流速,并且在这杆“流速秤”相应的位置画下刻度,再用这杆流速秤去测定、调整所有病房外的水沟的水流速度,使病人安睡。

一般人只知道用秤来称东西的重量,桑托里奥却用秤去测水的流速。他把水流对铁板的阻力,转换成秤杠杆左端的受力,再以秤右端的铅锤去平衡,由铅锤的位移就可以知道水流的速度。桑托里奥的实验,不仅显现了一个医生对病人的用心,也显示了科学的思索是多么的有趣。桑托里奥的流速秤校准出让病人进入梦乡的水流声,这便是最早的催眠钟。

桑托里奥并没有将这使人容易进入梦乡的流速数据留给后人,他只记载了这杆秤的制造法,并且继续研究如何把水流的速度提高,使得水流发出的声音,刚好足够把一个该醒来的病人唤醒。现今的科技已经很发达了,但是仍然没有哪个闹钟是用水流的声音将人唤醒。

这也令人深思,现在的闹钟可以把人叫醒,却仿佛缺少了什么,以至于没有一所医院的病床边放着闹钟,也许我们需要的正是能发出水流声音的闹钟。

桑托里奥的流速秤发明之后,约隔了50年,另一个著名的科学家虎克(1635—1703),将流速秤加以改进,用一个螺旋桨将水的流速,换成螺旋桨的转速,并且用发声器取代铅锤,螺旋桨转一圈,发声器就响一声,所以可以根据在一定的时间内听到几次声响,来测定水流的速度是多少。从1683年虎克制造了这种发声流速计,300多年来测定水流速度的仪器就几乎没有改变了。

实在很难想象,现今广泛用来测定自然界水资源最重要的参数——水流速度的方法,竟是源自一个想让病人能顺利进入梦乡的医生。P9-14

作者简介
张文亮,美国加州大学戴维斯分校水土空气资源系博士,台湾地区大学生物环境系统工程学系教授、生命教育中心咨询委员。2007年获得由师生评选的靠前届“台湾地区大学优良导师奖”,2012年获台湾地区农业工程学会“农业工程学术奖”、台湾地区大学社会服务杰出奖和教学优良奖等。
在学校里,他自称“河马教授”,是很受学生肯定的教授之一,更是影响无数学生的人生导师。在课堂上,他把冰冷的科学变成一个个精彩的故事。有人说,他是很会说故事的科学家,也有人称他为教育工程师。环境工程是他的专业,教育是他的职志。
已出版图书《牵一只蜗牛去散步》《蜥蜴也有一张英俊的脸》《河马教授说故事:大自然里的生命教育》《我听见石头在唱歌》等。曾获金鼎奖、吴大猷科普奖、“好书大家读”年度好书、台湾地区新闻主管部门推介优良读物等奖项。
目录

左手科学右手艺术

研究自然科学的陶艺家

由小溪流发明催眠钟

研究地震前兆的先驱

在雨中唱歌的数学教授

真空包装有多厉害?

温泉透露的地心奥秘

从气压看明天会下雨吗?

塞纳河畔的财税专家

为叶子发声

水压与午夜怪谈

以玻意耳定律呼吸

在泥土上玩耍的律师

体温计的由来

石蚕教我们的物理学

流动的空气威力大

在雪地冬夜酝酿出摄氏温度计

想替湖泊擦口红的人

爬屋顶爬出平均值的差异

解读石头中的警示

当河马想动的时候再去推它

大地的摇晃像波浪

研发水泥让灯塔站稳

自来水管的设计关键

运用吸管原理测流速

用水盆推翻错了两千年的理论

从铁匠到地质学家

草地上发现的公式

打造比石头还硬的“石头”

发现水的奇妙结构

退学生成了化学家

修筑不供船行的怪运河

研究地下水的经济学家

改变水害为水利的关键

让荒漠变沃土

为人类寻找干净的水源

肯定蚯蚓的贡献

肥水为何不落外人田?

植物与细菌的共生秘密

发现谷类种子里的祝福

用鼻子替土壤分类

给大地一道“奶嘴公式”

发现鼻毛之美

发现陆地会漂移

每只水虫都有独特价值

一支对抗饥荒的奇异军队

从灾难发现问题

海带是土地的营养剂

汽水冒泡的秘密

为地震强度分级

追求真理的美

为土壤洗澡的人

序言

一个地下室里的拳击手

我是一个大学老师,也是一个拳击手。我经年累月地在一个没人注意的角落,挂起一个沙包,有节奏、有美感地轻打这个沙包。不是为了比赛,也不是为了出名,只是想在繁忙的生活中,保持一点个人的独特品位。

我在美国读书时,认识了一个很好的女孩子,我画了一幅“一个在地下室的男人以一种滑稽的动作打着一个沙包”的漫画给她,后来这个地下室的拳击手就有了一个同伴。

这个世界上有一些沙包,很多拳击手抢着打;科学界里也有许多热门的“沙包”,吸引着科学家们争相投入。有不断追求创新、突破、新公式、新理论的沙包;也有能带来财富、荣耀、经济效益、高知名度的沙包。这些沙包都是必需的,也需要有人持续投注心力。但是有一些科学家,专注于打另一种不大热门的沙包,以致在科学研究上,越打越退后,退后到“历史”中了。

历史不代表陈旧,它提供给我们一种深远的角度来看待崭新的事情。当历史与科学相遇时,会激发出新的亮光,谱出新的曲调,回荡在那古老的回廊里。

当我在地下室的一角轻打沙包时,常常听到这种共鸣声,我的沙包就是科学史。

这本书的史料大多是来自《水文学的历史》《古典与中古世纪工程史》《地质科学的起源与发展》《土壤物理由早期到20世纪的发展》与一些陈旧的研究期刊。七八十年前的研究期刊,经常记载在该领域有杰出贡献的科学家的事迹,近期的期刊就很少有这些资料了,似乎为了追求新的,把过去丢掉了。

本书大部分的内容曾经在台湾《国语日报》的科学版专栏“科学之美”连载。连载期间,编辑王惠玲的鼓励与不少学生、家长、老师的意见,都令我感动。如今,我仍喜欢像一个拳击手一样,找一个属于自己的沙包,蹲在属于自己的角落,默默地打下去。

内容推荐

科学的发现,常始于一些有趣的人,问了不一样的问题!世界的新知,常因科学家们以生命投入解决这些看似微不足道的问题!

你想过吗——如果动物园里的河马溜出来了,如何亳不费力地把它推回去?闹钟除了叫醒人,也能用来哄人入睡?一个简单的水盆实验,竟推翻了一条错了两千年的理论!夜夜爬屋顶、帮湖水涂蜡、为泥土洗澡、每天称自己的排泄量……这些令人难以理解的古怪行为,却是伟大发明的重要过程!

张文亮编著的《当河马想动的时候再去推它》精采呈现达·芬奇、富兰克林等52位杰出科学家的重要发明与发现,告诉你科学家们在好奇心的驱使下,一开始都问了哪些问题!

编辑推荐

张文亮编著的《当河马想动的时候再去推它》一书介绍的是52位影响世界的科学家的趣味思考,以讲故事的方式将52位科学家的生平事迹、科学贡献、逸闻趣事以及对现今世界的影响介绍给小读者。本书故事生动有趣、内涵丰富、立意新颖,小读者既能被科学家的故事所吸引,又能激发出对科学研究的好奇心。

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更新时间:2025/4/4 14:38:42