對我們中的大多數(shù)人來說,科學實驗只是在學校實驗室里面進行,沒有什么實際作用。不過對科學家來說,它們卻是最終現(xiàn)
實的檢驗,擁有創(chuàng)造或打破關于宇宙的最重要理論的能力?茖W實驗不僅僅確認或者駁倒一些理論,它們還改變了我們對生命、現(xiàn)實甚至是對我們自己的看法。實驗有時候完全顛覆了我們關于世界如何運行的常識性概念,有時候還會粉碎存在已久的虛構理論。以下就是一些至今仍對我們有著重要影響的科學實驗:
1、海因里!ず掌澟c無線電波的發(fā)現(xiàn)(1888年)
1888年,在德國一個黑暗的實驗室里,一顆微弱的火星的出現(xiàn)預示著空前重要的技術革命的開始。31歲的物理學家海因里!ず掌澰趯嶒炇依锝⒘艘粋電路,該電路在實驗室的一角蹦出了一顆火星,然后他看著這朵火星引起房間另外一邊另外一顆火星的出現(xiàn)。赫茲因而發(fā)現(xiàn)了電磁波的存在。電磁波在真空中也能以光速傳遞————正如15年前蘇格蘭物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋通過數(shù)學運算得出的預計一般,從那個時候開始這些電磁波成為了今天全球廣播、電視和電子通訊網(wǎng)絡的基礎!
2、斯坦利·米爾格拉姆和服從權威實驗(1961年)
1961年6月,27歲的耶魯大學心理學教授斯坦利·米爾格拉姆刊登了一份廣告,邀請讀者參加一項有關記憶的科學研究。不過這項實驗和它看起來的樣子不完全是一回事。在實驗中有一個學生單獨在一間房子里,負責實驗的科學家向他提問,如果回答錯誤,米爾格拉姆就要求受試者通過控制臺上的開關電擊那個學生,電壓從15伏到標明“危險”的450伏。電壓一直上升,當電壓已經顯示“危險”,被電擊的那個學生開始尖叫,最后尖叫被不祥的沉默所代替。盡管有所猶豫和抗議,可是65%的參加者還是聽從指令進行實驗!∧莻被電擊的學生實際上是一名演員,他只是在模仿被電擊的聲音,其實沒有受到一點傷害。米爾格拉姆的這個實驗證明了各種普通人都會被權威說服去虐待一個陌生人———如果他們相信可以把責任全部推到權威身上的話。正如最近在伊拉克發(fā)生的虐俘丑聞所表明的,米爾格拉姆的實驗并沒有過時!
3、恩里科·費米和第一次鏈式核反應實驗(1942年)
從原子中提取有用能量的想法曾經被一些世界頂尖科學家———包括愛因斯坦————認為是不可能的?墒钱斨ゼ痈绱髮W進行了一次地下核反應實驗之后,科學家們就不再有這樣的懷疑。在1942年12月的一個寒冷的冬日,諾貝爾獎得主、意大利物理學家恩里科·費米完成了世界上第一個原子反應堆CP—1的建設。費米證明了核反應是可能的,也是可受控制的,而且還能為世界帶來核能源。
4、埃丁頓證實愛因斯坦引力理論的實驗(1919年)
1919年11月7日,愛因斯坦成為全世界最著名的現(xiàn)代科學家。全球媒體對一項科學實驗的結果進行了報道,這項實驗的結果表明,愛因斯坦的引力理論———廣義相對論將牛頓古老的定律淘汰了。根據(jù)廣義相對論,引力是空間與時間彎曲的結果,這使光線在通過有質量的物體附近時發(fā)生彎曲。英國天體物理學家阿瑟·埃丁頓決定通過測量太陽引力對在1919年5月發(fā)生的一次日食中靠近太陽的恒星光線的影響來證實這一理論。愛因斯坦的理論所預測的彎曲效應是牛頓理論所預測的兩倍,但它仍然十分微。合喈斢趶14米開外看到的一根頭發(fā)的寬度。經過數(shù)月的分析,埃丁頓宣布,恒星表面位置的微小變化表明,愛因斯坦的理論已經擊敗了牛頓的理論。從那個時候開始,越來越多準確的測量證實了愛因斯坦的預言。
5、米切爾森—莫利實驗 (1887年)
如果你開車以70公里/小時的速度在一條公路上行進,一輛汽車以70公里/小時的速度迎面而來,兩輛車之間的相對速度是多少?很簡單:140公里/小時————這是常識。然而在1887年,兩位美國物理學家艾伯特·米切爾森和愛德華·莫利發(fā)現(xiàn)這種“常識”不適用于光束。他們試圖檢測到“以太”的存在。以太被認為是一種充滿了宇宙的流體,光波因此可以在真空中旅行。他們并沒有發(fā)現(xiàn)以太的存在,但是在實驗中,他們發(fā)現(xiàn)光速是恒定不變的。這個發(fā)現(xiàn)使愛因斯坦的相對論有了更進一步的發(fā)展。
6、克隆羊多莉(1997年)
1997年2月,一只綿羊的照片登上了全球各大報刊的首頁。這只名為多莉的綿羊是世界上第一個其它成年動物的克隆體———通過從一只母羊身上的一個細胞中提取的DNA而產生的一個完美基因復制品。幾個月之后,這個來自蘇格蘭羅斯林研究所的科學小組又公開了兩只克隆小羔羊:莫莉和波莉。這兩只小羊的DNA中還被植入了一種人類基因,因此它們的奶中含有用于治療血友病的凝血因子。這些首批成功的克隆實驗在制藥道路上邁進了一大步。這些克隆動物將專門用于批量生產人用藥物成分。不過在羅斯林研究所300多例克隆胚胎的實驗中,最后只有多莉是成功的例子。多莉于2003年死亡,壽命只有正常羊壽命的一半。人們很擔心克隆技術最終會克隆出“完美的”人類,克隆的商業(yè)可行性也有待驗證。
7、奧斯瓦爾德·埃弗里的DNA實驗(1944年)
通常人們都認為是弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森發(fā)現(xiàn)了生命的奧秘————細胞中的DNA———的人。不過幫助他們發(fā)掘出DNA重要性的決定性線索卻是來自洛克菲勒大學的奧斯瓦爾德·埃弗里和他同事所做的實驗。多年以來,科學家們都沒有認真考慮DNA對于生命多樣化的重要性,相反,他們一直認為蛋白質是遺傳信息的載體。不過埃弗里和他的同事們證明這個觀點是錯誤的。1944年,經過對細菌多年艱苦的實驗,他們證實,如果把一個細菌里的DNA轉移到另外一個細菌里,這個細菌的特性也會在另外一個細菌中出現(xiàn)。他們的論證引起了激烈的爭議,不過克里克和沃森決定跟隨這條關鍵線索繼續(xù)研究下去————最后他們贏得了諾貝爾獎。令人憤慨的是,批評者們使埃弗里和他的研究小組沒有獲得這個獎項。
8、格雷戈爾·孟德爾與基因(1857年)
達爾文的進化論改變了我們對地球上生命的理解。然而達爾文不知道生物的特性是如何世代相傳的。1857年,一位奧地利神父格雷戈爾·孟德爾通過對植物進行一系列仔細的實驗把答案告訴了我們。孟德爾發(fā)現(xiàn)植物的父母單獨地把自身的性狀傳遞給子代,這種非常簡單的規(guī)律決定了形狀的不同組合的最終結果。至關重要的是,他還發(fā)現(xiàn)性狀不是單純地混合在一起,而是保持著獨立性:一株高的植物和一株矮的植物繁殖出來的后代要么是高的,要么是矮的,而不是介于兩者之間。那表明性狀是分開獨立地遺傳給下一代,后來這稱為遺傳基因。讓人驚奇的是,孟德爾的重要發(fā)現(xiàn)被人們忽略了數(shù)十年,直到20世紀初才被人們認可!
9、愛德華·詹納與接種牛痘(1796年)
1980年,世界衛(wèi)生組織宣布了一個鼓舞世人的消息:天花這種曾經一年就能奪去上百萬人性命的病毒性疾病已經被徹底消滅了。這還是人類首次對一種流行性疾病的全面勝利。這完全是將近200年前格洛斯特郡一位名叫愛德華·詹納的醫(yī)生進行的實驗帶給我們的勝利果實。這次實驗也許是有史以來最重要的一次醫(yī)學實驗。他發(fā)明了預防天花的牛痘接種法,為人類預防和消滅天花做出了卓越的貢獻。
10、巴斯德與微生物(1860年)
1860年,法國杰出的化學家路易·巴斯德用帶有S型瓶頸的瓶子做實驗時發(fā)現(xiàn)了微生物,這不僅駁倒了中世紀對生命的看法,而且揭示了疾病的真實起因。他制成的S型瓶頸的瓶子,空氣可以自由進入瓶內,但是塵埃則在曲頸的彎處沉淀。如果瓶子里面的肉汁是煮沸滅菌的,則微生物不會生長。如果除去瓶頸,瓶子里面的肉汁很快就會發(fā)酵,這就是微生物進入的緣故。他很快把這個發(fā)現(xiàn)用于實踐:他發(fā)現(xiàn)并根除了一種侵害蠶卵的細菌,挽救了法國的絲綢工業(yè)。
(作者 羅伯特·馬修斯)
責任編輯:屠筱茵