当河马想动的时候再去推它/科学家说故事

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，**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**届“**大学优良导师奖”，2012年获**农业工程学会“农业工程学术奖”、**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**学生肯定的教授之一，*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*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、**新闻主管部门推介优良读物等奖项。

内容简介

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，*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**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*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****个把“ **测量”带入医学的人，他制造了很多仪器来帮助 医生做***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*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*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*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*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*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**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 *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