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第三部分2（第3页）

高斯还是一个多才多艺的人，他不仅在数学上无人可比，同时在天文学、物理学直至测地学等方面也都有较深的造诣。

在天文学方面，高斯研究了月球的运转规律；还创立了一种可以计算星球椭圆轨道的方法，可以极准确地预测出行星的位置。他利用这种计算和最小二乘法，算出了意大利天文学家皮亚齐发现的谷神星的轨道，并于1802年发现了智神星的位置。他在1809年出版了《天体运动论》，阐述了星球的摄动理论。

在物理学方面，高斯与德国物理学家韦伯合作，一道建立了电磁学中的单位制，并于1833年首创了电磁铁电报机。高斯还在库仑定律的基础上，提出了高斯定律，它是静电作用的基本定律之一。库仑定律只能描述点电荷的场，而高斯定律把库仑定律推广到连续分布的电荷所产生的场。库仑定律告诉我们电荷已知时如何求场，而用高斯定律则可以在电场已知时确定这一区域有多少电荷。

在测地学方面，高斯发明了“日光反射器”，并写出了《对高等大地测量学对象的研究》一书。为了研究地球表面，1822年他在地图投影中采用了等角法，1827年写出了《曲面的一般研究》一书。

高斯还发表了地磁理论，绘出了世界上第一张地球磁场图，写出了磁南极和磁北极的位置。

高斯在如此众多领域，取得了如此重大的成果。可是他从不把自己看成只配做大事的伟人，而每一项研究都自己亲手从最基础的事情做起。

更值得一提的是，高斯还具有认真严谨的治学精神。他不管做什么工作，都力求认真，反复琢磨，以达到尽善尽美。所以高斯有许多伟大的发现，是在他逝世后，人们在他的日记遗稿中才得知的。

高斯1855年2月23与世长辞了，他以其对数学和其他领域的卓越贡献，赢得了同代人的广泛尊敬。一位数学家用这样的语言赞誉高斯的地位：“如果我们把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭，那么最后一个使人肃然起敬的峰巅便是高斯。”

◆法拉第

法拉第于1791年9月23日出生于英国一个铁匠家庭，家境非常贫困，他们兄弟姐妹总共有10人。当他读到小学二年级的时候，就因生活贫困而被迫停学了。12岁的法拉第为了生活所迫上街卖报；13岁时，又到一家印书作坊当了订书童工。

这个印书作坊为法拉第提供了一个很好的学习场所。他的学习热情非常高。白天，他拼死拼活抓紧时间干完大大超过他劳动能力的装订任务；夜晚他躺在简陋的童工屋里，拼命读书。他当了7年的装订工，学到了丰富的文化科学知识。他特别喜欢读《大英百科全书》中的电学文章。就这样法拉第靠自己的力量迈入了科学的大门。

有一天，一位顾客来作坊办事，听说他酷爱科学技术，就把自己的一张皇家研究所教授戴维举办的通俗化学讲座入场券给了他。他听后深受教益。他整理了笔记，又给笔记精心加进彩色插图，接着用自己高超的装订技术装订成一本很漂亮的书。他忘掉了自己的地位和处境，忘掉了与戴维素昧平生，他渴望得到戴维的指导。他写了一份要求给戴维当助手的申请书，把书和信一并寄给了戴维。这一举动不仅使戴维感动，而且还使戴维惊讶。于是戴维满腔热忱地写了回信，1个月以后戴维又同意让他做了自己的助手。有人向戴维建议说：“让他刷洗瓶子好了，如果他是个好样儿的，就会干这份工作，假如他拒绝，那就是个无用之人。”戴维采纳了这一建议。

于是，22岁的法拉第接受了刷洗瓶子的差事。这个工作的工资比当装订工时还低。实际上是当一名“杂工”。

戴维是博学多识的科学家，在当时已经很有名气。在戴维的一生中，更被人们称道的是他发现和培养法拉第的“伯乐”精神。

法拉第在工作中任劳任怨，干好戴维交给他的一切工作，并且虚心地向戴维学习科学知识。戴维为了进行科学调查，与夫人一同去欧洲旅行。法拉第作为“仆人”随同前往。法拉第通过这为期一年半的长途旅行，掌握了科学研究方法，增长了见识，开阔了眼界。从此他真正开始了他的科学研究工作。

人类对磁的认识，已有很悠久的历史，但一直没有把它和电联系起来。中国古代，人们很早就发现了磁石吸铁现象，所以把它叫做“慈石”，意思是它像慈母一样，能把周围的铁吸到身边。战国末期，中国人又利用磁石的指南特性，制成了指南针，为人类文明做出了贡献。但是那时人们对磁现象迷惑不解。直到1820年，丹麦物理学家奥斯特研究了电流在导线中的流动情况，发现了电与磁的关系，从而启发了人们开始对电磁关系的研究。奥斯特发现，通电的导线能够扰乱罗盘中的磁针。法国物理学家阿喇果发现电能生磁。

这时的法拉第对电磁产生了更加浓厚的兴趣。他想：既然电能生磁，那么磁也一定能生电。于是他在笔记本中豪迈地写下了“用磁生电”的誓言。

经过10年不懈的探索，法拉第终于发现了电磁感应原理，在这10年中他做了各式各样的实验。

他在一张纸上撒上一层极细的铁屑，在纸下面放一块磁铁，然后轻轻地敲这张纸。这时，受到震动的铁屑沿着一条条磁线从磁体的北极到南极整齐地排列了起来。法拉第断定这是人眼看不见的“磁力线”。

◆别具一格的计时器——日晷·漏壶·盂漏

现在我们用钟表计时，古时候没有钟表，人们用什么计时呢?

请别为古人担心，他们也自有独特的计时仪器：

日晷（guǐ）。这是一种利用太阳的射影来测报时间的计时器。

那是在很久很久以前，老祖宗在和大自然的相处中，偶然发现，随着太阳的移动，树影的位置和长短也变化着，而且变化得很有规律：于是，他们找了些石块，把石块放在树旁，当树影移动到某块石头上时，就知道是什么时刻了。

他们砍了一根直木棍，把它直插在地上，用它来代替树木。这木棍真比树木好用，它的影子又细又长，投在地面的石头上，界线清楚极了，测的时间也比过去准确了许多。

这便是原始的日晷。这种日晷有一个底盘，底盘的边缘刻划着标志时间的线条，有的是钻的小孔，这划着线条或钻着小孔的底盘叫针盘；针盘中安放着一条竖着的指针。在阳光下，指针便映出投影，而且会随着太阳的不同位置有规律地变化着。人们只要看指针的影子投落在针盘的哪个线条或小孔上，就能知道准确的时间了。

现在中国最早的日晷，是1897年在内蒙的托克托城出土的一个石制日晷，收藏在北京中国历史博物馆内。据专家考证，这石制日晷是西汉时期的制品。

日晷虽然使用方便，指示的时间也很精确，但它却受到阳光这一条件的限制。没有阳光的时候，例如，晚上或阴天。日晷就不能发挥它应有的作用了。

漏壶。是以漏壶滴水在刻箭上表示出时刻的记时器。

漏壶一般由铜制成，它的历史可以追溯到很远，至少在夏、商时期就已开始使用了。

早期的漏壶叫“沉箭壶”。它是这样制作的：在壶的底部钻一个小孔，壶的中间竖着一根标有刻度的箭杆。使用时，把壶里装满水。随着壶里的水慢慢地从小孔里往下滴漏，壶里的水平面也逐渐地下降，箭杆露出水面的部分则越来越长。古人就用箭杆露出水面的长度来计算时间，水面上箭杆上的刻度就表示时间数字。

沉箭壶的制作方法不难，但缺点却很明显。壶里的水位高时，压力大，水漏得快；水位低时，压力小，水漏得很慢。这漏速不均匀，记时便不准确了。

漏壶的制造，根据有关资料的记载，我国在世界上是独一无二的。西方的水地钟和漏壶的功用一样，它是雅典法庭用来限制发言人的发言时间的。公元前159年传到罗马，现在雅典还存有这种遗制。但它的制造比我国的漏壶晚得多，据说，它是公元前400年柏拉图时代的产物。当然，它的使用也不如我国的漏壶普遍。

我国最早的机械计时器，隶属于天文仪器。例如，唐朝梁令瓒等人发明的“开元水运浑天仪”，北宋苏颂等人制造的“水运仪象台”等，都包含着有“机械计时器”。在这些机械计时器中，已采用了颇为复杂的齿轮系统。尤其是苏颂水运仪象台中报时装置里的机械擒纵器，与现代钟表里的关键机件——锚状擒纵器，作用非常相似。英国科技史专家李约瑟博士，便认为它“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。

苏颂的报时装置虽然很是先进，但它仍是天文仪器的一部分。第一个把机械计时器从天文仪器中分离出来的，是元代科学家郭守敬。，他制造的“七宝灯漏”，以水做动力，采用了齿轮系统和凸轮机构，能自动报时，还饰有可以按时自动跳跃的动物模型。其工艺水平大大超越了前人。这架“七宝灯漏”陈设在皇宫的大明殿内，颇受当朝皇上忽必烈的赏识。

郭守敬之后，到明代初年，能工巧匠詹希元又创造发明了“五轮沙漏”机械计时器。顾名思义，五轮沙漏以流沙为动力，来驱动齿轮运转。这种计时器不受气候影响，克服了水漏的不足，但由于沙粒本身很难均匀，因而不如流水那样能均匀地流动，准确性较水漏要差一点。

在我国古代漫长的历史岁月中，除了前面我们介绍的日晷、漏壶等计时仪器外，民间还流传着许多简单而实用的计时器。其中使用较多的是“盂漏”和“更香”。

盂漏，据说是唐朝的一个和尚发明的。制造使用原理很简单：在一个铜盂的底部穿一个小洞，把它放在水面上，水从洞中涌入盂里，盂里的水满到一定的程度，就会沉下去。于是，取出盂，倒掉水，再重复使用。铜盂的大小重量是有一定规格的，一般一个时辰（2小时）沉浮一次。