紙幣上的物理大師(上)

余建剛

(廣東省佛山市南海區(qū)石門中學(xué)，廣東佛山528248)

紙幣作為國(guó)家強(qiáng)制發(fā)行、使用的貨幣符號(hào)，有著其無容置疑的權(quán)威性、精美絕倫的圖案設(shè)計(jì)和印刷質(zhì)量.目前，世界上約有80%國(guó)家在紙幣圖案設(shè)計(jì)上采用特定的人物肖像，其中政治家已不再獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，科學(xué)家、文學(xué)家、音樂家、思想家等名人紛紛上榜.在韓國(guó)，甚至由國(guó)民投票決定那位名人上鈔票.

將科學(xué)家的頭像印在流通貨幣上，體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家或民族對(duì)他們的極大尊重.普通百姓在日常生活中幾乎每天都要接觸到錢幣，我們會(huì)在不經(jīng)意間留意紙幣上的圖案，自然而然會(huì)對(duì)錢幣上的頭像、相應(yīng)圖案甚至其背后的故事產(chǎn)生濃厚的興趣.從這個(gè)層面上講，印有科學(xué)家圖案的紙幣除了具有一般貨幣的流通功能、支付功能、貯藏功能外，還具有重要的教育、科學(xué)啟蒙功能，對(duì)引導(dǎo)青少年認(rèn)識(shí)科學(xué)家和熱愛科學(xué)探索有積極意義，對(duì)提升全民科學(xué)素養(yǎng)也有重大的推動(dòng)作用.

筆者特地在國(guó)內(nèi)外一些網(wǎng)站[1]收集含有物理學(xué)家頭像的各國(guó)紙幣，并作整理和介紹說明，讓我們一起來欣賞這一張張?jiān)O(shè)計(jì)精美、主題鮮明，實(shí)用性、藝術(shù)性、科學(xué)性完美融合的的紙幣吧！

1波蘭幣——哥白尼

國(guó)家：波蘭

幣值：1000茲羅提

發(fā)行年份：1982年

紙幣描述：紙幣正面右側(cè)是哥白尼頭像，背面是哥白尼在“日心說”中所描述的太陽系運(yùn)行示意圖(圖1).

圖1

科學(xué)家介紹：尼古拉·哥白尼(1473—1543)是文藝復(fù)興時(shí)期波蘭數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家，現(xiàn)代天文學(xué)開創(chuàng)人，日心說的創(chuàng)立者，其經(jīng)典論著《天體運(yùn)行論》成為科學(xué)的“獨(dú)立宣言”.1496年23歲的哥白尼來到文藝復(fù)興的策源地意大利，在博洛尼亞大學(xué)和帕多瓦大學(xué)攻讀法律、醫(yī)學(xué)和神學(xué)，博洛尼亞大學(xué)的天文學(xué)家徳·諾瓦拉對(duì)哥白尼影響極大，在那里哥白尼學(xué)到了天文觀測(cè)技術(shù)以及希臘的天文學(xué)理論.40歲時(shí)他提出了“日心說”，經(jīng)過長(zhǎng)年的觀察和計(jì)算終于完成了他的偉大著作《天體運(yùn)行論》.哥白尼的“日心說”沉重地打擊了天主教會(huì)的宇宙觀，使天文學(xué)從宗教神學(xué)的束縛下解放出來，自然科學(xué)從此獲得了新生，在近代科學(xué)的發(fā)展上具有劃時(shí)代的意義.

2意大利幣——伽利略

國(guó)家：意大利

幣值：2000里拉

發(fā)行年份：1973年

紙幣描述：紙幣正面中央為伽利略頭像、右側(cè)為比薩大教堂和比薩斜塔，代表伽利略的主要實(shí)驗(yàn)和科學(xué)成就.其中一個(gè)是擺的等時(shí)性原理，另一個(gè)是著名的自由落體實(shí)驗(yàn).背面為17世紀(jì)古典星圖和天文臺(tái)，以紀(jì)念伽利略在天文上的巨大成就(圖2).

圖2

科學(xué)家介紹：伽利略·伽利萊(1564—1642)是意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家.伽利略改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡，以確鑿的天文觀測(cè)反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學(xué)說.他創(chuàng)立了把科學(xué)受控實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)、邏輯推理結(jié)合起來的科學(xué)研究方法，愛因斯坦對(duì)此進(jìn)行了高度的評(píng)價(jià)：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端.”伽利略從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出自由落體定律、初步的慣性定律和伽利略相對(duì)性原理等，從而推翻了亞里士多德物理學(xué)的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ).

3英國(guó)幣——牛頓

國(guó)家：英國(guó)

幣值：1英鎊

發(fā)行年份：1970年

紙幣描述：紙幣正面是英國(guó)女王伊麗莎白二世，背面是大名鼎鼎的物理學(xué)家艾薩克·牛頓.牛頓身后是一根開花的蘋果樹枝，身邊的桌上是他制作的反射式望遠(yuǎn)鏡.背面左半部分的主要圖案，是各種各樣的橢圓——萬有引力支配下天體的運(yùn)行軌道，以紀(jì)念牛頓在力學(xué)、天文學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域上的卓越貢獻(xiàn).(見圖3)

圖3

科學(xué)家介紹：艾薩克·牛頓(1643—1727)為英國(guó)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家.他在伽利略等人工作的基礎(chǔ)上提出了三大運(yùn)動(dòng)定律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，完成了科學(xué)史上的巨著――《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué).在光學(xué)上，他通過色散實(shí)驗(yàn)，提出了顏色理論，發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡.在數(shù)學(xué)上，牛頓與萊布尼茨分享了建立微積分學(xué)的榮譽(yù)，他證明了二項(xiàng)式定理.

4荷蘭幣——惠更斯

國(guó)家：荷蘭

幣值：25盾

發(fā)行年份：1955年

紙幣描述：紙幣正面印有惠更斯的肖像，肖像左側(cè)是發(fā)光的太陽，背景中出現(xiàn)三顆球狀星體，左側(cè)兩顆分別為土星及其衛(wèi)星——土衛(wèi)六，土衛(wèi)六帶有“光環(huán)”，該光環(huán)正是惠更斯用自制望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的土星光環(huán)，右側(cè)一顆為火星極冠.正面設(shè)計(jì)突出表現(xiàn)了惠更斯在天文學(xué)領(lǐng)域的成就.而紙幣背面是各種各樣的曲線，則旨在表現(xiàn)他在數(shù)學(xué)上的成就，一個(gè)個(gè)包絡(luò)面象征著惠更斯所創(chuàng)立的光的波動(dòng)說(如圖4).

圖4

科學(xué)家介紹：克里斯蒂安·惠更斯(1629—1695)為荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家，對(duì)力學(xué)和光學(xué)的發(fā)展都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者.他提出了向心力公式和動(dòng)量守恒原理，改進(jìn)了計(jì)時(shí)器.惠更斯在《光論》中提出了光的波動(dòng)說，提出了著名的惠更斯原理.惠更斯提出的光的波動(dòng)說，長(zhǎng)期與牛頓的微粒說分庭抗禮.

惠更斯把大量的精力放在了研制和改進(jìn)光學(xué)儀器上.成功改良了開普勒望遠(yuǎn)鏡.惠更斯利用自己研制的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了大量的天文觀測(cè).因此，他還解開了一個(gè)由來已久的天文學(xué)之謎.伽利略曾通過望遠(yuǎn)鏡觀察過土星，他發(fā)現(xiàn)了“土星有耳朵”，后來又發(fā)現(xiàn)了土星的“耳朵”消失了.伽利略以后的科學(xué)家對(duì)此問題也進(jìn)行過研究，但都未得要領(lǐng).“土星怪現(xiàn)象”成為了天文學(xué)上的一個(gè)謎.當(dāng)惠更斯將自己改良的望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)這顆行星時(shí)，他發(fā)現(xiàn)了在土星的旁邊有一個(gè)薄而平的圓環(huán)，而且它很傾向地球公轉(zhuǎn)的軌道平面.伽利略發(fā)現(xiàn)的“土星耳朵”消失，是由于土星的環(huán)有時(shí)候看上去呈現(xiàn)線狀.紙幣上的帶有“光環(huán)”土衛(wèi)六圖案便是對(duì)惠更斯這一天文成就的紀(jì)念.

5英國(guó)幣——開爾文

國(guó)家：英國(guó)

幣值：100英鎊

發(fā)行年份：1996年

紙幣描述：紙幣正面印著的人物肖像是英國(guó)著名物理學(xué)家開爾文工作時(shí)的形象，背面是英國(guó)著名的威斯敏斯特教堂(如圖5).

圖5

科學(xué)家介紹：開爾文(1824—1907)原名叫威廉·湯姆孫，是英國(guó)杰出的理論物理和實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家.開爾文的研究范圍相當(dāng)廣泛，他在數(shù)學(xué)物理、熱力學(xué)、電磁學(xué)、彈性力學(xué)和地球科學(xué)等方面都有重大的貢獻(xiàn).在電磁學(xué)方面，他用萊頓瓶的振蕩實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出了電磁振蕩頻率的公式，設(shè)計(jì)、制造了很多非常有價(jià)值的電磁學(xué)測(cè)量?jī)x器，如靜電計(jì)、鏡式電流計(jì)、雙肩電橋等，這些儀器為電磁學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了條件.

在熱力學(xué)方面，開爾文創(chuàng)立了熱力學(xué)溫標(biāo)，是熱力學(xué)第二定律的奠基人之一，他提出的“不可能從單一熱源取熱使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其它影響”的說法，被認(rèn)為是熱力學(xué)第二定律的標(biāo)準(zhǔn)說法.他在熱電效應(yīng)方面也取得了很大的成就，他和焦耳合作研究氣體通過多孔塞后溫度發(fā)生變化，提出了“焦耳—湯姆孫效應(yīng)”，這一成果成為以后制造液態(tài)空氣的理論根據(jù).

開爾文還主持修建了大西洋海底電纜，歷經(jīng)9年建立歐美之間永久大西洋海底電纜，他也因這一偉大的工程而聲名遠(yuǎn)揚(yáng)，他也由此獲得“開爾文勛爵”的貴族稱號(hào).

6意大利幣——伏特

國(guó)家：意大利

幣值：10000里拉

發(fā)行年份：1984年

紙幣描述：紙幣正面印著意大利物理學(xué)家亞歷山德拉·伏打的肖像，伏特左側(cè)是他于1800年的著名發(fā)明——伏特電堆.背面為伏打位于意大利科莫市的陵墓(如圖6).

圖6

科學(xué)家介紹：伏打(1745—1827)是意大利物理學(xué)家.1775年伏打發(fā)明了用來產(chǎn)生靜電的儀器(起電盤).1778年發(fā)現(xiàn)并分離了甲烷氣體，一年后被任命為帕維亞大學(xué)物理學(xué)教授.1780年他的朋友伽伐尼發(fā)現(xiàn)兩種不同的金屬與蛙的肌肉接觸就產(chǎn)生電流.伏打重復(fù)伽伐尼的實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，只要有兩種不同金屬互相接觸，中間隔以濕的硬紙、皮革或其他海綿狀的東西，不管有沒有蛙腿，都有電流產(chǎn)生，兩種不同金屬的接觸才是電流現(xiàn)象的真正原因，從而否定了動(dòng)物電的觀點(diǎn).1800年他發(fā)明了伏打電堆，為紀(jì)念他在經(jīng)典電學(xué)中上的突出貢獻(xiàn)，物理學(xué)上把電壓的單位以他的名字命名.

7英國(guó)幣——法拉第

國(guó)家：英國(guó)

幣值：20英鎊

發(fā)行年份：1993年

紙幣描述：紙幣正面是英國(guó)女王伊麗莎白二世.背面右側(cè)是法拉第肖像，左側(cè)是法拉第在英國(guó)皇家研究院作科學(xué)演講的場(chǎng)景，

在講臺(tái)旁邊擺放的是他自己發(fā)明的發(fā)電機(jī)，以此紀(jì)念他在電磁學(xué)上的杰出成就(如圖7).

圖7

科學(xué)家介紹：邁克爾·法拉第(1791—1867)為英國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家、化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家.法拉第生于薩里郡紐因頓一個(gè)貧苦鐵匠家庭，僅上過小學(xué).1821年法拉第完成了電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)明了電動(dòng)機(jī)，于1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，據(jù)此制作了最原始的發(fā)電機(jī).他在理論上最先提出場(chǎng)和力線概念.為了紀(jì)念法拉第，在國(guó)際單位制里電容的單位是法拉.

法拉第在化學(xué)方面也做出了巨大貢獻(xiàn).他發(fā)明了使氣體液化的方法，發(fā)現(xiàn)了多種化學(xué)物質(zhì)，其中包括苯，更主要的是他在電化學(xué)方面所做出的貢獻(xiàn).經(jīng)過多年精心實(shí)驗(yàn)，法拉第總結(jié)出了兩條電解定律.

參考文獻(xiàn)：

[1] http://www-personal.umich.edu/~jbourj/money1.htm

[2] http://www.math.uni-bielefeld.de/~souyang/expos_article/WWW-banknote/WWW-banknote.html#mathematician