经不会再有了，以后的任务是在细节上进行修补和完善。然而，正在这个时候 从实验中陆续发现一系列经典物理学难以解释的事实，改变了这局面。这些新发 现的事实与经典物理学的基本概念和定律发生了无法调和的矛盾。从伦琴发现X 射线的1895年开始，到1905年爱因斯坦发表三篇论文为止，在这10年的世纪 之交的年代里，具有重大意义的发现如下表： 19-20世纪之交的重大实验发现 年份 人物 贡献 1895 伦琴 发现X射线 1896 贝克勒尔 发现放射性 1896 塞曼 发现磁场使光谱线分裂 1897 J.J.汤 发现电子 1898 瑟福 发现a,B射线 1898 居里夫妇 发现放射性元素钋和镭 1899-1900 卢梅尔和 发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布 1900 维拉德 发现Y射线 1901 考夫曼 发现电子的质量随速度而增加 1902 勒纳德 发现光电效应基本规律 1902 里查森 发现热电子发射规律 1903 卢瑟福和 发现放射性元素蜕变规律 这一系列发现是在电气工业广泛发展的时代下产生的。X射线、放射性和电 子的发现是19-20世纪之交的三大科学发现。 X射线的发现 1895年 以太说 电气工业的 放射性的发现 896年 徽粒说 1897年 电子的发现 1R58年 阴极射线研究 原子物理学 原子物速华 19世纪是电的世纪。发电机、变压器、和高压输电线路逐步在生产中得到 6
6 经不会再有了，以后的任务是在细节上进行修补和完善。然而，正在这个时候， 从实验中陆续发现一系列经典物理学难以解释的事实，改变了这局面。这些新发 现的事实与经典物理学的基本概念和定律发生了无法调和的矛盾。从伦琴发现 X 射线的 1895 年开始，到 1905 年爱因斯坦发表三篇论文为止，在这 10 年的世纪 之交的年代里，具有重大意义的发现如下表： 19-20 世纪之交的重大实验发现 年份 人物 贡献 1895 伦琴 发现 X 射线 1896 贝克勒尔 发现放射性 1896 塞曼 发现磁场使光谱线分裂 1897 J．J．汤 姆逊 发现电子 1898 卢瑟福 发现 a，ß 射线 1898 居里夫妇 发现放射性元素钋和镭 1899-1900 卢梅尔和 鲁本斯等人 发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布 律 1900 维拉德 发现 γ 射线 1901 考夫曼 发现电子的质量随速度而增加 1902 勒纳德 发现光电效应基本规律 1902 里查森 发现热电子发射规律 1903 卢瑟福和 索迪 发现放射性元素蜕变规律 这一系列发现是在电气工业广泛发展的时代下产生的。X 射线、放射性和电 子的发现是 19-20 世纪之交的三大科学发现。 ———→ ———→ → → —————月日 — 阴极射线研究。 19 世纪是电的世纪。发电机、变压器、和高压输电线路逐步在生产中得到 低 压 气 体 放 电 电气照明 电气工业的萌芽 高压输电 阴 极 射 线 的 发 现 以太说 微粒说 X 射线的发现 放射性的发现 电子的发现 1858 年 1895 年 1896 年 1897 年 原子物理学 原子核物理学
广泛应用，然而，漏电和放电损耗非常严重，亟待解决。这些问题都涉及到低压 气体放电现象，于是人们竟相研究与低压气体放电现象有关的问题。德国物理学 家和发明家盖斯勒(J.H.Geissler,1815-1879)在1855年发明了水银真空 泵，1858年发明了放电管，为低压气体的放电研究创造了条件。 1858年德国人普鲁克尔(J.P1 acker,1801-1868)在研究气体放电时， 注意到在放电管正对阴极发出打到管壁所致.1876年，另一位德国物理学家 哥尔茨坦(Eugen Goldstein,1850-1930)认为，这是从阴极发出的某种射线， 并命名为阴极射线。1871年瓦利尔(C.F.Varley,1828-1883)发现阴极射线 在磁场中会发生偏转，这与带电粒子的行为很相似.克鲁克斯 (.Crookes,,1832-1919)在实验中证实阴极射线不但按直线前进、能聚焦、在 磁场中会偏转，而且还可以传递能量和动量。克鲁克斯认为，阴极射线是由真空 管中残余气体的分子组成，由于乱运动有些气体分子撞击到阴极，于是从阴极获 得了负电荷，在电场的驱使下形成了带电的分子流。 舒斯特也认为，阴极射线是带电粒子流。这三位科学家都是英国人，故称英 国学派。哥尔茨坦、赫兹(H.Hertz)勒纳德(P.Lenard,,1862-1947)是德国 物理学家，他们持以太论观点，故称德国学派。哥尔茨坦用光谱仪做实验，当光 谱仪的两端改变极性时，他发现光的谱线没 有任何变化。这成为他驳斥带电分子流的有力证据。赫兹也做许多实验来为 自己的以太学说辩护。他注意到阴极射线可以穿过金属隔板，使被挡住的玻璃壁 发出微弱的荧光。这成为他反驳带电分子说的有力证据。 微粒说者也在积极寻找证据。法国物理学家佩兰(J,B.Perrin,,1870-1942) 将圆桶电极安装在阴极射线管中，用静电计测圆桶接收的电荷，得到的结果是负 电。他支持微粒说。这一争论促使人们做了许多实验和理论研究，引出了一系列 重大成果。 X射线的发现。 1895年11月8日，德国维尔茨堡大学的伦琴(Wilhelm Konard R6 ntgen,1845-1923)正在实验室中研究阴极射线，突然，他的注意力被一块荧 光屏的微弱闪烁吸引住了。当时房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。亚铂氰化钡 做成的荧光屏离放电管大约一米远。他移远荧光屏继续试验，只见荧的闪光，仍
7 广泛应用，然而，漏电和放电损耗非常严重，亟待解决。这些问题都涉及到低压 气体放电现象，于是人们竟相研究与低压气体放电现象有关的问题。德国物理学 家和发明家盖斯勒（J.H. Geissler，1815-1879）在１８５５年发明了水银真空 泵，１８５８年发明了放电管，为低压气体的放电研究创造了条件。 １８５８年德国人普鲁克尔（J. Plücker,1801-1868）在研究气体放电时， 注意到在放电管正对阴极发出打到管壁所致．１８７６年，另一位德国物理学家 哥尔茨坦（Eügen Goldstein,1850-1930）认为，这是从阴极发出的某种射线， 并命名为阴极射线。１８７１年瓦利尔（C.F.Varley,1828-1883）发现阴极射线 在 磁 场 中 会 发 生 偏 转 ， 这 与 带 电 粒 子 的 行 为 很 相 似 ． 克 鲁 克 斯 （W.Crookes,1832-1919）在实验中证实阴极射线不但按直线前进、能聚焦、在 磁场中会偏转，而且还可以传递能量和动量。克鲁克斯认为，阴极射线是由真空 管中残余气体的分子组成，由于乱运动有些气体分子撞击到阴极，于是从阴极获 得了负电荷，在电场的驱使下形成了带电的分子流。 舒斯特也认为，阴极射线是带电粒子流。这三位科学家都是英国人，故称英 国学派。哥尔茨坦、赫兹（H. Hertz）勒纳德（P. Lenard,1862-1947）是德国 物理学家，他们持以太论观点，故称德国学派。哥尔茨坦用光谱仪做实验，当光 谱仪的两端改变极性时，他发现光的谱线没 有任何变化。这成为他驳斥带电分子流的有力证据。赫兹也做许多实验来为 自己的以太学说辩护。他注意到阴极射线可以穿过金属隔板，使被挡住的玻璃壁 发出微弱的荧光。这成为他反驳带电分子说的有力证据。 微粒说者也在积极寻找证据。法国物理学家佩兰（J.B.Perrin,1870-1942） 将圆桶电极安装在阴极射线管中，用静电计测圆桶接收的电荷，得到的结果是负 电。他支持微粒说。这一争论促使人们做了许多实验和理论研究，引出了一系列 重大成果。 X 射线的发现。 1895 年 11 月 8 日，德国维尔茨堡大学的伦琴（ Wilhelm Konard Rőntgen,1845-1923）正在实验室中研究阴极射线，突然，他的注意力被一块荧 光屏的微弱闪烁吸引住了。当时房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。亚铂氰化钡 做成的荧光屏离放电管大约一米远。他移远荧光屏继续试验，只见荧的闪光，仍
随放电过程的节拍断续出现。他用书本、木板、铝片放在放电管与荧光屏之间进 行试，依然存在这一现象，于是他认定是有某种穿透力很强的射线从放电管发送 出来。随后他持续研究这一现象达六星期，最后于1896年1月4日在柏林物理 学会的会议上展览了他的X射线照片。 放射性的发现。 当伦瑟发现X射线后，直接将这一发现告知了法国著名的数学物理学家彭加 勒。1896年1月20日，法国科学院每周一次例会，彭加勒带去了伦瑟的论文和 照片并当场做了展示。当时的法国医生亨利·贝克勒尔(A.Heri Becquerel,1852-1908)很受启发，他用铀盐做实验.他用两张厚纸包了一张感 光底片，纸非常厚，即使放在太阳底下晒一整天也不致使底片变色，他在黑纸上 面放一层磷光物质，然后拿到太阳底下晒几个小时，显影后，他在底片上看到了 磷光物质的黑影。一个星期之后，也就是3月2日，法国科学院再次召开科学院 例会。亨利·贝克尔找到了正确的答案。2月26-27日这两天都是阴天，他只好 将铀盐和底片一块放在抽屉里，没有想到底片的廓影更加强烈。随后他又对铀盐 的品体、溶液进行了试验。他最终肯定固体铀盐的辐射最强。 1897年，居里夫妇重复了亨利·贝克勒尔的铀盐实验，并将居里兄弟早先 发现的压电效应用于测量游离电流，得到了大量精确数据，使用权放射性研究走 上了定量研究的道路。最后，居里夫妇于1898年7月从沥青中提炼出了比同样 质量的轴强400倍的未知物质，后来被居 里夫妇命名为钋。 电子的发现。 从1890年起，J.J.汤姆逊(Joseph John Thomson,,1856-1940)就带着 学生研究阴极射线.克鲁克斯和舒斯特的思想对他很有影响。他认为，带电微粒 说更符合实际.于是他从四个方面进行了实验： (1)直接测量阴极射线携带的电荷。 (2)使阴极射线受静电偏转。 (3)用不同方法测量阴极射线的荷质比。 (4)证明电子存在的普遍性。（以上实验过程，略） 最后他同他的学生得出的结论是：阴极射线所带电量与氢离子的带电量相 8
8 随放电过程的节拍断续出现。他用书本、木板、铝片放在放电管与荧光屏之间进 行试，依然存在这一现象，于是他认定是有某种穿透力很强的射线从放电管发送 出来。随后他持续研究这一现象达六星期，最后于 1896 年 1 月 4 日在柏林物理 学会的会议上展览了他的 X 射线照片。 放射性的发现。 当伦瑟发现 X 射线后，直接将这一发现告知了法国著名的数学物理学家彭加 勒。1896 年 1 月 20 日，法国科学院每周一次例会，彭加勒带去了伦瑟的论文和 照 片 并 当 场 做 了 展 示 。 当 时 的 法 国 医 生 亨 利 · 贝 克 勒 尔 （ A. Henri Becquerel,1852-1908）很受启发，他用铀盐做实验．他用两张厚纸包了一张感 光底片，纸非常厚，即使放在太阳底下晒一整天也不致使底片变色，他在黑纸上 面放一层磷光物质，然后拿到太阳底下晒几个小时．显影后，他在底片上看到了 磷光物质的黑影。一个星期之后，也就是 3 月 2 日，法国科学院再次召开科学院 例会。亨利·贝克尔找到了正确的答案。2 月 26-27 日这两天都是阴天，他只好 将铀盐和底片一块放在抽屉里，没有想到底片的廓影更加强烈。随后他又对铀盐 的晶体、溶液进行了试验。他最终肯定固体铀盐的辐射最强。 1897 年，居里夫妇重复了亨利·贝克勒尔的铀盐实验，并将居里兄弟早先 发现的压电效应用于测量游离电流，得到了大量精确数据，使用权放射性研究走 上了定量研究的道路。最后，居里夫妇于 1898 年 7 月从沥青中提炼出了比同样 质量的铀强 400 倍的未知物质，后来被居 里夫妇命名为钋。 电子的发现。 从 1890 年起，J．J．汤姆逊（Joseph John Thomson, 1856-1940）就带着 学生研究阴极射线．克鲁克斯和舒斯特的思想对他很有影响．他认为，带电微粒 说更符合实际．于是他从四个方面进行了实验： （１） 直接测量阴极射线携带的电荷。 （２） 使阴极射线受静电偏转。 （３） 用不同方法测量阴极射线的荷质比。 （４） 证明电子存在的普遍性。（以上实验过程，略） 最后他同他的学生得出的结论是；阴极射线所带电量与氢离子的带电量相
同。最初他用“载荷子”表示“电子”，直到1899年，J.J.汤姆逊才正式用“电 子”一词表示“载荷子”。“电子”一词原是斯坦尼在1891年用于表示电的自然 单位的。这样电子就被发现了。 光电效应是1887年赫兹发现的，但时隔十几年，也没有搞清楚光电流的本 质。1899年J.J.汤姻逊用磁场偏转法测量光电流的荷质比。得到的结果与阴 极射线相近，证明光电流也是由电子组成的。 看完材料后，请思考下列问题： 1.不同科学理论的争论对科学进步起到什么样的作用？ 2.十九至二十世纪西方科学与生产保持着何种关系？请描述之。 3.科学进步是个革命过程呢？还是个累积的渐进过程？ 4.从上述徽粒假说与以太假说的双方科学家的科学实验研究中，请你阐明 证明与反驳的区别。 5.请你从中思考西方科学研究的制度与我国的科学研究制度的差别何在？ 案例3：浙江大学一教授申报“863"成果涉嫌剽窃 2006年06月21日14：13 2005年11月29日，一封“对863计划-一‘基于MEMS技术的 天然气流量计实用化研究'项目申报负责人与申报材料的检举报告”从杭州市寄 往科技部办公厅、监察局以及“863”计划监督委员会。该报告还同时递交浙 江大学纪检部门。这封由杭州中矽微电子机械技术有限公司发出的检举报告称： 国家863计划一一“基于MEMS技术的天然气流量计实用化研究”项目负责 人傅新、徐兵剽窃举报人公司的MEMS流量传感器的测试数据及样片作为86 3计划申报材料，并作为其863项目验收以获得通过的关键性“研究成果”。 据该报告描述：2005年9月19日国家863计划网站上正式公布“基 于MEMS技术的天然气流量计实用化研究”课题通过验收。该课题验收通过的 结论是一一该课题成功研制了精度高、流阻小、量程宽的TMF热式流量计系列 产品，产品应用前景广阔。在课题实施过程中，重点研究解决了硅膜与基体材料 之间的高效绝热薄膜层材料和加工工艺，以及传感器表面抗腐蚀、耐磨损、低粘 附性封装材料及封装工艺：适用于天然气计量的热式流量计供电模式、静压误差 补偿、温度漂移、表面粘滞效应等关键技术及工艺问题：研制出热惯性低、频响
9 同。最初他用“载荷子”表示“电子”，直到 1899 年，J．J．汤姆逊才正式用“电 子”一词表示“载荷子”。“电子”一词原是斯坦尼在 1891 年用于表示电的自然 单位的。这样电子就被发现了。 光电效应是 1887 年赫兹发现的，但时隔十几年，也没有搞清楚光电流的本 质。1899 年 J．J．汤姆逊用磁场偏转法测量光电流的荷质比。得到的结果与阴 极射线相近，证明光电流也是由电子组成的。 看完材料后，请思考下列问题： 1．不同科学理论的争论对科学进步起到什么样的作用？ 2．十九至二十世纪西方科学与生产保持着何种关系？请描述之。 3．科学进步是个革命过程呢？还是个累积的渐进过程？ 4．从上述微粒假说与以太假说的双方科学家的科学实验研究中，请你阐明 证明与反驳的区别。 5．请你从中思考西方科学研究的制度与我国的科学研究制度的差别何在？ 案例 3：浙江大学一教授申报"863"成果涉嫌剽窃 2006 年 06 月 21 日 14:13 ２００５年１１月２９日，一封“对８６３计划——‘基于ＭＥＭＳ技术的 天然气流量计实用化研究’项目申报负责人与申报材料的检举报告”从杭州市寄 往科技部办公厅、监察局以及“８６３”计划监督委员会。该报告还同时递交浙 江大学纪检部门。这封由杭州中矽微电子机械技术有限公司发出的检举报告称： 国家８６３计划——“基于ＭＥＭＳ技术的天然气流量计实用化研究”项目负责 人傅新、徐兵剽窃举报人公司的ＭＥＭＳ流量传感器的测试数据及样片作为８６ ３计划申报材料，并作为其８６３项目验收以获得通过的关键性“研究成果”。 据该报告描述：２００５年９月１９日国家８６３计划网站上正式公布“基 于ＭＥＭＳ技术的天然气流量计实用化研究”课题通过验收。该课题验收通过的 结论是——该课题成功研制了精度高、流阻小、量程宽的ＴＭＦ热式流量计系列 产品，产品应用前景广阔。在课题实施过程中，重点研究解决了硅膜与基体材料 之间的高效绝热薄膜层材料和加工工艺，以及传感器表面抗腐蚀、耐磨损、低粘 附性封装材料及封装工艺；适用于天然气计量的热式流量计供电模式、静压误差 补偿、温度漂移、表面粘滞效应等关键技术及工艺问题；研制出热惯性低、频响