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发布时间:2020-07-21 09:02:52

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作者:李慕南,姜忠喆

出版社:北方妇女儿童出版社

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名家笔下的科学世界

名家笔下的科学世界试读:

前言

科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们广大人民群众的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高科学素质,是我们全社会的重要课题。

科学教育则是提高广大群众素质的重要因素,是现代教育的核心,这不仅能使广大读者获得生活和未来所需的知识与技能,更重要的是能使广大读者获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养。

科学教育,让广大广大读者树立这样一个牢固的信念:科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象,研究和掌握新规律,它是创造性的,它又是在不懈地追求真理,需要我们不断地努力奋斗。

在新的世纪,随着高科技领域新技术的不断发展,为我们的科普教育提供了一个广阔的天地。纵观人类文明史的发展,科学技术的每一次重大突破,都会引起生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。随着科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域,成为推动现代社会发展的最活跃因素,并且是现代社会进步的决定性力量。发达国家经济的增长点、现代化的战争、通讯传媒事业的日益发达,处处都体现出高科技的威力,同时也迅速地改变着人们的传统观念,使得人们对于科学知识充满了强烈渴求。

对迅猛发展的高新科学技术知识的普及,不仅可以使广大读者了解当今科技发展的现状,而且可以使我们树立崇高的理想:学好科学知识,为人类文明作出自己应有的贡献。

为此,我们特别编辑了这套《科学原来这样美》,知识全面、内容精炼、图文并茂,形象生动,通俗易懂,能够培养我们的科学兴趣和爱好,达到普及科学知识的目的,具有很强的可读性、启发性和知识性,是我们广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物,也是各级图书馆珍藏的最佳版本。

由海星所想到的

俄国生物学家梅契尼科夫读了巴斯德关于微生物可以致病的著述后,对这个问题很感兴趣。一天,他在研究海星消化食物时,意外地发现了动物体内有一种游走细胞,就像变形虫一样,能游向食物把食物包裹起来吞下去。

梅契尼科夫面对这种情况,产生了一个大胆奇妙的联想:“海星体内的这些游走细胞,可以吃掉食物,同时一定也能吃掉微生物!这些游走细胞可能保护海星免受微生物侵犯。而我们人类血液中的白细胞,可能也和海星的游走细胞类似,从而保护我们不受病菌的侵犯,是保护人体的卫士!”

哈哈!就是这些奇妙的联想,促使梅契尼科夫动手进行各种周密的实验,从而拉开了人体免疫功能研究的序幕,他也因此在1908年获得诺贝尔生理学或医学奖。

“曲焕章白药”

一次,医生曲焕章上山采药,黄昏时他看见草丛中有一只野兽,他搬起大石头向野兽猛力砸去,竟把野兽砸得不能活动。他走近一看:“妈呀,原来是只老虎!”他怕老虎没有死,又操起挖药工具一阵猛砸,他确信老虎已死,才匆忙下山。

第二天,曲焕章带着几个村民来抬老虎。不料,老虎已经不见了。这令他们大为惊讶!当他们顺着血迹跟踪时,多处血迹旁都有老虎嚼碎的野生植物。这引起了当医生的曲焕章的极大兴趣。“老虎是食肉动物,一般是不吃植物的。莫非是这种植物能够止血疗伤,老虎是靠它来保全性命的?”曲焕章想,“如果真是这样的话,用这种植物就可治疗外伤。”想到这里,曲焕章停止了对老虎的追踪,集中精力收集和研究起这种野生植物来。

几经研究,他发现这种植物对治疗跌打损伤具有奇效。经过反复筛选、提炼、精制,他终于在1908年研制成功“曲焕章白药”,在国际上被视为疗伤珍品。

“现代遗传学之父”

1909年,美国著名遗传学家摩尔根,开始用果蝇做遗传学实验。每一次实验,他都能培养成千上万只果蝇。

1910年的一天,摩尔根在一群红眼果蝇中发现了一只白眼果蝇。“怎么红眼果蝇中会有白眼果蝇呢?”摩尔根感到好奇。

于是,他用这只白眼果蝇同这些红眼果蝇交配,发现第二代白眼果蝇全是雄性的。这说明,决定白眼的基因与决定性别的基因是联系在一起的。由于实验已经证明性别是由染色体决定的,因此,白眼基因也一定在染色体内。

哈哈!这可是一个重要发现,这是染色体作为基因载体所获得的第一个实验证据。

就这样,摩尔根和他的学生们经过几十年的努力,终于建立了基因遗传学说,遗传学因此成为20世纪最为活跃的研究领域之一,摩尔根也获得了“现代遗传学之父”的美誉,并于1933年获诺贝尔生理学或医学奖。

从溏心鸡蛋中得到的启迪

1914年,第一次世界大战爆发了。战场上急需大量的血液,但血液不好保存,很快就会凝固。阿根廷医生阿尔戈特为了解决这个问题,绞尽脑汁。

1915年的一天早晨,他煮鸡蛋的时候,加进了一点柠檬酸钠。他把煮好的鸡蛋拿到餐桌上准备用餐。当他把鸡蛋皮剥开时却怔住了:“这是怎么回事呀?竟是一个溏心蛋!煮这么长的时间怎么会还不凝固呢?”

他马上明白了过来,鸡蛋没有凝固,可能是与加了柠檬酸钠有关吧?阿尔戈特立刻联想到:“血液中也有蛋白质,用柠檬酸钠可以防止血液凝固!”

他顾不上吃饭,马上跑到实验室去和同事们进行实验。抽了一点血,加入了一点柠檬酸钠,过了一会儿,血液竟真的没有凝固。他们又为一只动物进行了输血,几分钟、几小时,几天过去了,这只动物一直很正常。

就这样,阿尔戈特发现了柠檬酸钠可作为血液的抗凝剂。

“卡介苗”的来历

20世纪初,法国的细菌学家卡尔美和介林为培养结核杆菌而烦恼:“怎么琴纳在牛身上能取得种痘疫苗的成功,而结核杆菌在其他动物身上接种就不行呀?”

两个人来到了一块玉米田旁。“玉米怎么长得这么矮?”他们感到很奇怪。“是呀。”一个农民说,“种子退化了,生长不好。”“哦,种子退化?!”两个人如获至宝,急忙转头向后走。

这句话给了他们很大的启发,他们马上联想到:“如果把毒性强烈的结核杆菌一代一代培养下去,它的毒性是否也会退化呢?用这种退化了毒性的结核杆菌,再注射到人体中,那不就可以既不伤害身体,又能使人体产生抗体了吗?”

他们按照这个思路,在动物身上进行了230次试验,最终获得了成功。1921年,他们将减毒活结核杆菌疫苗首次应用于人类,成功地预防了肺结核。人们为了纪念这两位科学家,就把这种疫苗叫做“卡介苗”。

溶菌酶的发现

英国细菌学家弗莱明很善于提出问题。1921年他对眼睛的抵抗力产生了兴趣。他想:“人的眼睛整天睁着,难免受到细菌的伤害,但眼睛为什么很少受到细菌的感染呢?是不是眼睛里有什么物质在起着作用呀?”

为了研究这个问题,他收集了一些眼泪,再把一些细菌接种到眼泪里,结果,细菌很快就死了。“哈哈!问题就在这里。”弗莱明如同发现了新大陆,“人的眼泪里一定存在着一种能使细菌致死的物质。”他通过实验得出结论。

这样,他经过几年的研究,终于找到了眼泪中一种未知的蛋白质,这种蛋白质遇到细菌时能把细菌的细胞壁溶化掉,使细菌丧失抵抗力而死亡。后来,科学家把这种能溶解细菌细胞壁的蛋白质叫溶菌酶。

揭开鸡的死亡之谜

内分泌学家纳尔班多夫切除了鸡的脑垂体,结果手术后几周,鸡都死了。有一次,他发现切除脑垂体的鸡有98%存活了3周,以为是自己的手术技术提高了。然而,他再做切除手术时,鸡又都死了。随后他又做了一次,鸡的死亡率却很低。

一天深夜,他驾驶着汽车途经实验室时,突然发现灯还亮着。经询问后知道,是看门人在锁门前特意开着灯。他进一步查实,两次鸡存活率较高的实验,都是在那个看门人值班的时候。

于是,一个大胆的联想在他头脑里形成了:“难道鸡的存活与照明条件有关吗?”他马上做了对照实验,通过实验证明,切除了脑垂体的鸡,养在黑暗中的,因不吃食,得低血糖病死了;每夜开灯2次,每次1小时,这种情况下手术后的鸡能够吃到足够的食物,防止得低血糖病,就存活了下来。

可见,照明因素是实验成败的关键,纳尔班多夫成功揭开了鸡的死亡之谜。

青霉素的发现

1928年,英国细菌学家弗莱明正在进行着葡萄球菌的培养,试验过程中需要多次打开容器。当时的试验条件很差,试验室里有许多灰尘。

有一天,弗莱明发现一个病菌培养皿没有盖上盖子,培养皿落上了许多灰尘,生长了许多杂菌。“哎,奇怪呀,杂菌周围的葡萄球菌怎么死了?”弗莱明发现了新问题,“是哪一种细菌杀死了葡萄球菌呢?”为了研究发现的新问题,他又继续做试验,通过研究发现那是一种普通的霉菌——青霉,青霉的代谢产物有杀死葡萄球菌的作用,这就是我们现在所说的青霉素。如今青霉素的应用十分广泛。弗莱明因此于1945年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

首创心脏导管术

德国医生福斯曼通过查阅资料知道,两位法国人在1861年曾将测压计从动物颈部血管引导到右心房和右心室,或导入左心房和左心室。

福斯曼想:是不是可以在人身上做这个试验呀?

当时有人将导管插入人体静脉内探查,以作为动脉内治疗的预备试验,没有引起不良后果。这更坚定了福斯曼在人体内试验心脏导管术的信心。

福斯曼首先在尸体上进行试验。

1929年,一个医生来他这里住院,他好不容易说服了这个医生在他身上做这个试验。这位医生把一根导管插进35厘米时就停止了,说:“再做有危险。”

一个星期后,福斯曼想出了一个好办法。他让护士拿着一面镜子站在X光屏前,他坐在荧光屏的后面进行操作,通过镜子的反射可以清楚地看到荧光屏上所有显示的影像。橡皮管缓缓进入了锁骨下静脉,拐了个弯进入了上腔静脉,一直推进了65.77厘米,到达了右心房。他还请放射科的医生为他拍了X光片。

由于首创了心脏导管术,福斯曼在1956年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

救了女儿一条命

20世纪20年代,德国化学家多马克受欧立希的启发,也开始研究用颜料去治小白鼠的败血病。长时间的试验,死去的小白鼠数以万计,更换的颜料已有1000多种,多马克仍在顽强地试验着。

1932年底,多马克终于获得成功,他用一种橘红色的颜料治好小白鼠的败血病,这种颜料叫“百浪多息”。不巧,多马克的女儿在玩耍时手指被扎破了,因感染浑身发烧,已发展成了败血病。医生告诉多马克:“再也没有希望了。”多马克心急如焚,他在显微镜下看到了女儿的血液里有许多链球菌,他想:“老鼠的败血病能治好,人就不行吗?”于是,他从实验室里拿来了两瓶“百浪多息”,注射到女儿的身上。第二天,女儿的病情果然大为好转,不久就痊愈了。

1935年,多马克公布了他的研究成果,他的发现引起了细菌化学疗法的革命,他也因此于1939年获诺贝尔生理学或医学奖。

小鸡为什么出血不止

1929年,丹麦科学家达姆用去掉了胆固醇的饲料喂鸡,小鸡长得很瘦弱。达姆发现,在小鸡的皮下有出血的症状。他用针刺一下,结果小鸡血流不止,直到把血流光死去。“哎,这是怎么回事呀?”达姆怀疑起来,“在正常情况下,小鸡血液中的血小板正常的话,血液就会很快凝固的呀?难道是缺乏胆固醇造成的吗?”

达姆推测着:“难道是饲料中还缺乏什么东西?”他试着在饲料中加柠檬汁、亚麻子油……也没有效果。但在饲料中加入谷物时,出血症状消失了。但谷物里的成分很多,有淀粉、脂肪、蛋白质、维生素等,到底是哪一种呢?

后来,达姆在饲料中加入动物肝脏和菠菜,结果小鸡皮下不流血了。

他进一步研究,在1934年发现这是维生素K所起的作用,维生素K能加快凝血酶凝血。他因此于1943年获得诺贝尔生理学或医学奖。

维生素P的发现

1936年,匈牙利生理学家斯才脱和雷格正在研究豚鼠的坏血病。“怎么用精白面食喂养健康的豚鼠,不给它水果吃,不到一个月豚鼠就得了坏血病呢?”斯才脱分析起来。“给豚鼠吃治疗坏血病的特效药——纯维生素C可能就会好的。”雷格建议。

结果,患坏血病的豚鼠吃了纯维生素C,却没有丝毫效果。“这是怎么回事呀?”斯才脱怀疑起来,“我们改用含丰富维生素C的柠檬皮汁去喂豚鼠,看看会怎么样?”

哈哈!豚鼠的坏血病竟很快好了。“看来,柠檬皮中可能含有尚未知晓的新物质!”斯才脱和雷格认真分析起来。

后来,他们继续研究用纯维生素C和柠檬皮汁联合起来治疗豚鼠的坏血病,效果很好。于是,他们把存在于柠檬皮之中的另一种维生素称为维生素P,并从柑橘中提取了这种维生素。

寻找结核病的克星

1924年的一天,美国科学家瓦克斯曼所在的研究所接受了美国结核病协会的委托,完成一项研究任务:进入土壤的结核菌到哪里去了?他们经过3年的研究,最后确认进入土壤的结核菌全部被消灭了。“是什么东西把结核菌消灭了呢?”瓦克斯曼在分析着,“找到它就等于找到了治疗结核病的方法。”

他和助手开始进行漫长而艰苦的试验:100种、200种、500种……到1943年,瓦克斯曼和助手试验过的细菌已达10000多种。

就在这一年,他们分离出了一种完全符合要求的灰色的放线菌(后来叫灰色链霉菌),并发现它对结核菌有抑制作用。经过提纯研制了一种新的抗生素,顺利地通过了动物试验和长期观察。后来,确认这种新药对治疗结核病有特效。

1944年1月,瓦克斯曼宣布链霉素诞生了!1952年,他因为发现链霉素获得诺贝尔生理学或医学奖。

来自银幕上的发现

1947年的一个夜晚,德国动物学家科尔姆研究了一天之后,走进电影院,准备放松一下疲劳的神经。

这天放映的是《南极考察记》,电影不时穿插着一些动物的镜头。企鹅出现了,它如同一个滑稽的演员。“哎!怎么它和以往发现的17种企鹅不一样呢?”科尔姆对那17种企鹅是非常熟悉的。他仔细地观察了企鹅的步履、头、脚及身体。“这是一个新种吗?探险队里有许多动物学家,难道没有发现它是一个新种吗?”

科尔姆决心搞明白这个问题。几经周折,他终于知道这种企鹅在新西兰的动物园里,于是马上前往。他仔细观察,发现这种企鹅确实与以前发现的17种企鹅不同。

就这样,科尔姆从电影上发现了企鹅的一个新种。

睡觉眼珠转动与做梦有关吗

一天,一位奥地利医生忽然发现,已经睡着了的儿子的眼珠转动起来。医生感到很奇怪。他马上把儿子叫醒,儿子说是做了一个梦。“难道做梦还要转动眼珠吗?”医生就把儿子当做观察的对象,每当儿子睡觉时,他就坐在儿子的身旁。一旦发现儿子的眼珠转动时,他就把儿子叫醒,儿子总是说在做梦。

继而,他对妻子进行了观察,又观察了邻居,最后观察了病人。得到的都是相同的说法。这位医生根据自己的观察,写出了一篇论文,指出人在睡觉时眼珠转动,表示睡觉的人在做梦。他的论文立即引起了各国科学家的关注。他的结论和今天用脑电波测量的数据是相吻合的。

战争带来的机遇

在第二次世界大战期间,美国士兵约翰的头部受伤,医生不得不切除了他大脑中的胼胝体,胼胝体是连接大脑左右半球两部分的“枢纽”,主要是由神经纤维组成的。这样,约翰的左右脑之间就失去了联系,出现了许多稀奇古怪的现象。

美国加利福尼亚大学生理学教授斯佩里听到了这个消息后,深感这个特殊的病例对大脑科学研究来说,是非常宝贵的机遇,他心想:“绝不能放过这个机会。”他立刻赶来,对约翰进行观察研究。经过长时间的研究,他终于揭示了人脑左右半球的不同功能和两者之间的联系。因在这方面的突出成就,他获得了1981年的诺贝尔生理学或医学奖。

盲人“探路仪”

蝙蝠是昼伏夜出的动物。它不论是在夜里或在漆黑的洞穴中都能自由飞行,而且捕食十分精确。科学家研究发现,蝙蝠从口中发出超声波,并能用耳朵接收返回的超声波——“听”。那么,蝙蝠“听”东西对人有用吗?人们能够模仿蝙蝠研究出“听”东西的仪器来吗?科学家对这个问题产生了极大的兴趣。

科学家首先想到了为盲人排忧解难,根据蝙蝠发出超声波的原理,经过反复试验发明了“探路仪”,盲人使用这种仪器,经过一定的训练,就可凭着听到的声音知道前面是否平坦,有无行人或障碍物。这给盲人带来了极大的便利。

动物为什么舔伤口

利瓦伊—蒙塔尔奇尼是意大利一位多年从事神经病学研究的科学家。

有一次,她看见动物用舌头舔自己的伤口,过了几天,它的伤口就好了。“这是为什么呀?”利瓦伊一蒙塔尔奇尼对这个问题产生了极大的兴趣。

于是,她进行了多次的观察,发现动物都有这种类似的现象。经过大量的观察,她产生了这样的想法:“动物的唾液中可能含有一种能促进细胞生长的物质。”

就这样,她以这个问题作为研究的课题。经过长期反复的研究,终于取得了新的进展。

1952年,她从小鼠的唾液中分离出了一种多肽,发现它对交感神经的发育和功能的表现有极为突出的影响,因而命名为“神经生长因子”。她也因为这一研究成果于1986年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

生命起源的模拟

1953年,美国博士米勒想在容器里合成氨基酸!教授们对米勒的实验方案大为摇头,认为这是在浪费宝贵的时间和精力。不过,米勒的导师、诺贝尔奖获得者尤里教授却支持他:“没有想过的,并不意味着不可能成功!”

米勒事先设计了一个特殊的大玻璃容器,将仪器抽成真空,并用130℃高温消毒。然后再通入氨、甲烷、氢气,同原始大气基本相同。

他使用一个人造“太阳”——高电弧,模拟太阳的辐射。电弧的放电,像大自然的电闪雷鸣,不断辐射出能量。此时,仪器内的各种气体和水蒸气混杂在一起,烟雾腾腾,相互碰撞、对流,循环往返……

后来,随着时间的推移,水的颜色越来越深,直至成为深红色。一个星期过去了,米勒取出真空容器中的水进行分析,居然得到了组成生命不可缺少的蛋白质原料——氨基酸。人工合成氨基酸实验的成功,震动了整个科学界,这是探索生命起源的又一重大成果。

“汤氏病毒”

我国科学家汤飞凡和同事们经常讨论这样一个问题:“为什么沙眼病毒就没有人能分离出来呢?”

20世纪50年代的一天,他突然想起一个新线索:分离不出沙眼病毒,会不会是做实验时使用了青霉素和链霉素,把沙眼病毒杀死了呢?

汤飞凡有了这个新思路,就到医院里了解青霉素、链霉素对沙眼的治疗效果;到图书馆查阅资料。综合调查结果是:链霉素对治疗沙眼基本无效,说明它对沙眼没有伤害:青霉素对治疗沙眼有无效果说法不一。

根据这个调查结果,汤飞凡和同事们设想以减少青霉素的注入量来提取沙眼病毒。通过大量的实验,终于在1955年,以原注入量l/5的青霉素,分离出了世界上第一株沙眼病毒。因此,沙眼病毒后来也被称为“汤氏病毒”。

来自飞蛾扑窗的启示

建国初期,我国实验生物学家朱洗对印度蚕进行试验,可是未能获得成功。夜已深了,他想:“这是今年最后一代蓖麻蚕,难道又要和往年一样,就这样永别了吗?”他的心情格外沉重。

正在这时,有几只蛾子将玻璃窗碰得“砰砰”响,朱洗顿时觉得豁然开朗:“这些窗外的飞蛾是不是被室内的蓖麻蚕吸引来约会的呢?能不能让这些自动来约会的飞蛾和蓖麻蚕交配,产生新的一代,来改变蓖麻蚕的习性呢?”

朱洗急忙捉了几只雄飞蛾,让它们来和雌蓖麻蚕组成“家庭”。几天后,这些“家庭”便有了新成员诞生。

接着,朱洗用这些新交配出的蚕子,一代一代地培育,先后培育了6代,终于获得了成功。从1956年开始,蓖麻蚕就成了我国蚕家族的新成员。

揭开蚂蚁的秘密

20世纪50年代,美国青年科学家威尔逊对蚂蚁很感兴趣。他在离蚂蚁窝不远的地方放上一点糖,不一会儿负责侦察的蚂蚁就发现了,在糖周围稍一停顿,就返回去报信了。

很快,一支蚂蚁队伍就开来了。“蚂蚁为什么会统一行动呢?”威尔逊在蚂蚁的通道上划了一道沟,蚂蚁走到这里不知所措,左试试,右探探,最后勇敢地闯过去。后面的蚂蚁也跟着爬了过去。

后来,威尔逊在这条道上放了一块大石头,挡住了蚂蚁的去路,蚂蚁队伍立即乱作一团,四处散开。最后,有一只蚂蚁发现了通过石头的新路,并朝着有糖的方向爬去,其他蚂蚁也随着爬去。

威尔逊推测出,蚂蚁是不是在地上留下了示踪的物质,从而不会迷失方向呢?

经过长期的研究,威尔逊终于发现了蚂蚁的秘密:蚂蚁从肛门里排出一种示踪激素,撒在地上,散发出一种特殊的气味,以便进行联系。

纤细发丝揭开百年疑团

1815年,滑铁卢惨败后,法国统帅拿破仑被流放到圣赫勒拿岛。1821年,年仅52岁的拿破仑死于该岛。

关于拿破仑的死因,众说纷纭。有的说是被毒死的,有的说是病死的,但都缺乏科学根据,无法定论。

1957年11月,瑞典医生福肖富德看到一篇文章说,用一根头发能分析出头发中砒霜(三氧化二砷)的含量。他受到启发,同拿破仑的后裔取得联系,索取了拿破仑的头发。

福肖富德用现代技术鉴定了拿破仑头发中各个部位的砷的含量。他发现越接近根部,砷的含量越多。

在以后的若干年,他分析了死于癌症的人头发中的砷的含量;圣赫勒拿岛上热带病患者头发中砷的含量;服毒自杀者头发中砷的含量。通过大量的试验证明:拿破仑头发中砷的含量比正常人高40多倍,这就无可辩驳地说明拿破仑是被人害死的。

人工合成“类蛋白质”

1958年,英国生物化学家福克斯将18种氨基酸混合在一起,在无水条件下加热至150℃~170℃。连续加热2个小时后,福克斯发现,这些混在一起的氨基酸,竟杂乱无章地聚成一条条长链,很像蛋白质分子中的长链!“这些同蛋白质结构很相似的长链与蛋白质有什么联系呢?”福克斯想到了一种验证方法:真正的蛋白质在消化酶的作用下,会被水解成氨基酸。于是,他就做起了实验,结果发现这些“长链”物质在消化酶的作用下,也会被水解成氨基酸。由于细菌常把蛋白质当食物,所以,福克斯又用细菌验证,发现细菌也能靠这种“长链”物质滋养生长。

正因为这种“长链”物质太像蛋白质了,所以,福克斯称它为“类蛋白质”。这项实验的重大成果,使福克斯在探索生命起源的道路上又迈出了重要一步。

“杂交水稻之父”的发现

1964年6月20日,正值水稻扬花抽穗之时。我国科学家、“杂交水稻之父”袁隆平头顶烈日,脚踩烂泥,手持放大镜,整日站在稻海里,一垄垄,一行行,一株株地观察寻找杂交雄性不育水稻种。他累得腰酸背痛,喉咙冒火,而锐利的稻叶,把他的两臂划得奇痒无比。这些困难没有把袁隆平吓倒,而是始终坚持着。

到了第14天,突然,在起伏的稻海里,一株叶茂根深、性状特异的雄性不育水稻出现在袁隆平的面前。他小心地把它拔了起来,放在试验盆里栽培,并小心地把别的水稻的花粉授入到一朵朵小花蕊里,进行人工杂交。经过精心培育,终于得到了数百粒种子,成功地繁殖了第一代雄性不育稻种,为他后来获得成功奠定了基础。

X射线辐射治虫

人们在千方百计地寻找对付病虫害的方法。农药治虫的污染越来越受到人们的重视。“那么,用什么方法进行灭虫好呢?”科学家在思索着。

从X射线发现以来,人们在许多领域受惠于X射线的同时,也发现它对人类的危害。“用X射线辐射治虫不行吗?”科学家由危害想到了它的用途。

效果怎么样?只有通过试验才能说明问题。科学家在一系列的试验中发现,用X射线照射害虫,它们就无法繁殖后代,断子绝孙了。

19世纪60年代,美国库拉克岛上的新大陆螺旋蝇在动物伤口上取食,导致牲畜感染死亡。在昆虫学家尼普林的指导下,技术人员运用昆虫辐射不育技术,在该岛释放大批量辐射不育的螺旋蝇,7周后,该岛上的螺旋蝇被根除。这是人类第一次在自然界中灭绝一个害虫种群。

“童 鱼”

多少年来,人们普遍认为:生物之所以能够遗传,是细胞核在起作用。但我国著名科学家童第周根据自己的研究认为:除了细胞核外,细胞质也在遗传中起着很大的作用。“怎样来证明自己的观点呢?”童第周分析着,“是呀,要说明自己的观点,要用实验来说话。怎么做实验呢?干脆就用金鱼卵做实验。”

金鱼一般春天早晨6点多开始产卵。童第周先把比芝麻还小的金鱼卵取出,放在显微镜下,用纤细的钢镊剥开外面的卵膜,再剥开细胞膜,取出细胞核,然后在金鱼的细胞膜中,移入鲫鱼的细胞核。于是,一条既有金鱼的特征,又有鲫鱼特征的“怪鱼”诞生了。这证明了细胞核和细胞质对遗传都起作用。

20世纪70年代,童第周又把蝾螈的卵细胞中的核糖核酸注射到金鱼的卵细胞中,结果,孵出的“怪鱼”,竞像蝾螈那样长出了平衡器。这些“怪鱼”被称为“童鱼”。

人造血管的来历

1971年的一天,美国戈尔公司的创办人戈尔和几个朋友在山坡上滑雪。戈尔无意之中从口袋里掏出了一小段性能优良的“塑料王”管子拉了拉。“那是什么?”有位医生问。戈尔向他介绍了“塑料王”的优良性能。医生马上认识到它的价值:“可以把它和猪的心血管联起来。下一步就用于人造血管的试验。”

1975年,医生发现一个病人的动脉接了“塑料王”管子之后,管壁上长了个气泡泡。显然这是人造血管的强度不够,经受不了血的压力,如让气泡泡继续扩大,就会影响病人的生命。他马上找来戈尔帮忙解决问题。“这应该怎么办呀?”戈尔公司的职员就此展开了热烈的讨论。一位职员说:“在管子的表面再敷一层膜,就可增强管子的强度。”

按照这个办法一试,果然灵验。此后,戈尔公司的科技工作者经过20多次的实验,终于制造出了人造血管。

117变成11.7引出的发现

1977年,美国密执安大学的园艺学教授里斯,带领着学生用切碎的苜蓿叶作基肥,把它施在番茄地里,要求每公顷施117千克。有一位学生把117看成了11.7,这样在一块一公顷的地里只施了11.7千克苜蓿叶。

事后,这位学生才告诉了老师,但已无法补救。

可是,奇怪的事情发生了。在收获的季节,仅施了11.7千克苜蓿叶的那一公顷番茄地,与每公顷施117千克苜蓿叶的番茄地一样,都增产了1吨多。“真是怪事。”里斯陷入了沉思,“苜蓿是豆科植物,单靠它含的氮、磷、钾是不会有这样大的增产幅度的。或许它里面含有另一种能起高效作用的物质?”

于是,里斯教授着手试验、分析、研究苜蓿中的化学成分,发现了一种白色鳞片状的结晶物质,进行测定,终于揭开了它的“庐山真面目”。它是42年前发现的三十烷醇,人们一度把它作为一种有机化学试剂使用。研究发现,三十烷醇是一种神奇的无毒植物生长激素。

来自蝴蝶鳞片的启迪

人造卫星进入太空后,在太阳光的辐射下卫星温度可达到100℃~200℃,从而影响仪器的使用。而卫星进入地球的阴影区时,温度又陡然下降。科学家虽然采取了多种措施,但收效甚微。“这可怎么办呢?”科学家在思考着。

科学家研究了一种具有调节体温能力的七彩蝴蝶,使科学家的思维茅塞顿开:七彩蝴蝶身上的鳞片有着无数个“反光镜”。当温度升高时,鳞片可自动张开,以避免太阳的灼伤;当温度下降时,鳞片会紧紧贴在身体的表面,以吸收热能,增加体温。

在这个基础上,科学家制成了一种灵巧的“百叶窗”仿生控制装置,如同蝴蝶鳞片那样,可以自动收缩和开放,圆满地解决了卫星控温的问题。

靠耳朵的发现

鸟类学家要靠眼睛鉴别才能发现新种。美国鸟类学家帕克却另辟蹊径,他想:“在茂密的森林里,鸟在树上根本就看不清。可是每一种鸟的鸣叫都有自己独特的声音,如同人的声纹一样,用鸟的声纹也可鉴别鸟。”要不的话,要鉴别一只就要打下一只,许多鸟就会成为“冤死鬼”。

他的思路一打开,研究工作就有了新的局面。他跋涉于亚马孙河畔的原始森林中,那里是鸟类的天堂。他用了5年的时间,录制了几千种鸟类的叫声。他锻炼出灵敏的听觉,只要听到鸟叫,他就能判断出这是一种什么样的鸟。这些录音,是一部珍贵的鸟语词典,是鸟的档案库,用它可以鉴别鸟种,发现新种。

有一次,帕克来到森林中,他听到了一种全新的鸟叫声,鸟语词典中没有。他用枪将那只鸟打落下来鉴别,果然是霸翁鸟的一个新亚种。

因祸得“福”

有一次,前苏联一个戴眼镜的孩子摔了一跤,把眼镜打碎了。更为不幸的是,碎玻璃片刺进了他的眼睛,刺伤了他的角膜。莫斯科眼科手术研究所的弗奥多洛夫博士给他做了手术,顺利清除了眼中的碎玻璃,治愈了他的眼角膜。

手术之后,出现了意想不到的效果。这个男孩的视力比受伤前有了明显的提高,竟能看清了他本来看不清的视力表上的最后一排符号。“为什么会出现这种情况呢?”弗奥多洛夫博士仔细分析,终于找到了原因。原来是在取出眼镜碎片的手术中,意外地改变了这个男孩眼角膜的弯曲度,从而导致了男孩视力的提高。

值得一提的是,弗奥多洛夫博士由此而发明了通过改变眼角膜弯曲度来治疗眼睛近视的新技术。

吐绶鸡为大颅榄当“催生婆”

在非洲马达加斯加岛上,生活着13棵名贵的树——大颅榄。到1981年就有了300岁的高龄。一旦这13棵树老朽而亡,地球上就没有这种树了。

美国生态学家坦普尔十分关注这种树的命运。他发现一只渡渡鸟的遗骸,它的身体里有大颅榄的种子。最后几只渡渡鸟是在1681年死去的,离1981年正好是300年,这是偶然的巧合吗?还是渡渡鸟的灭绝造成了大颅榄的不育呢?

自从1507年,葡萄牙人发现了这个岛屿后,渡渡鸟就遭受了厄运,狗和猪都吃渡渡鸟的卵。坦普尔猜想:渡渡鸟的灭绝,给大颅榄带来了危机,难道是它与渡渡鸟有共生的关系吗?渡渡鸟的胃囊有很强的消化作用,把硬壳给磨薄了,大颅榄的种子就能发芽。“哎!我让吐绶鸡给大颅榄当‘催生婆’准行。”坦普尔想,“吐绶鸡也喜欢吃植物的果实,也不会飞,也有很强的消化功能。”就这样,他把大颅榄的种子给吐绶鸡吃,把鸡拉出来的果实种在地里,果然种子发芽,长出了幼苗。

植物血型的发现

20世纪80年代初,在日本的一个小城里发生了一起凶杀案,一个日本妇女夜间在寓所里被杀,身中数刀,流血而死。

日本法医山本茂对粘有血迹的衣物化验后,发现有A型、B型、AB型三种血型。“这就奇怪了,死者是A型血,凶器上的B型血是凶手的,那AB型血又是谁的呢?”他为此绞尽脑汁。正在一筹莫展之际,有人半开玩笑地说:“莫非枕头里的荞麦皮是AB型?”

这使山本茂眼前一亮:“对呀,分析一下不就知道了吗?”

经过化验分析,他发现AB型血果然是荞麦皮的!

这一起杀人案,促使山本茂发现了植物血型。为了证实这个问题,他反复对600多种植物的果实和种子进行化验,发现植物的血型中半数为O型,其余为A型、B型和AB型。

人造青蛙眼睛

美国新泽西州卡姆典应用研究试验所的一位科学家,有一天去河里钓鱼。他蹲在河畔时,看到有一只青蛙静静地伏在石头上。这本是很平常的现象,但却引起了这位科学家极大的兴趣。他仔细地观察着。忽然,他看到了一只小昆虫飞来,说时迟,那时快,青蛙突然伸出了长长的舌头巧妙地捕食了昆虫。“为什么青蛙的动作竟那样敏捷呢?”这位科学家在认真思考着,“这个问题很有研究价值。”于是,他就把研究青蛙捕食作为研究的重点。他解剖了青蛙的眼睛和脑,研究了青蛙肌肉的功能,结果发现青蛙的眼睛与人的眼睛有着很大的区别。

这样,研究所的科技工作者根据他的发现,制造了相当于青蛙眼视网膜和视神经的电子仪器,创造了人造青蛙眼睛。

人造血的发明

1966年的一天,美国科学家克拉克在做实验。突然,一只老鼠从笼子里逃了出来,结果掉到装有氟碳化合物液体的容器中。2个小时后,待他做完了实验,才想起那只老鼠,结果发现,老鼠居然还没有淹死。“这是怎么回事呀?”克拉克想。原来,氟碳化合物中溶解的氧气多,是水的20倍,所以有充足的氧气供老鼠呼吸。

日本医生内藤良一听说这个消息后,马上前去拜访克拉克。他回国后,便和同事们进行了多次实验研究,终于在1978年研制成了人造血——氟碳乳胶溶液,这是一种乳白色的胶体。他首先在自己的身上输了50毫升,没有感觉有不良反应。经过大量的临床实验,证明人造血安全可靠,1992年2月,内藤良一宣布制造人造血获得成功。

“小白点”触发的灵感

1963年8月,我国昆虫学家尹文英刚调入上海昆虫研究所不久,她就同杨平澜教授等几位同事一起,到杭州天目山采集标本。

她翻起一块块石头,仔细地查找起来。当她翻起一块石头时,忽然发现褐色的泥土中有一个小白点在蠕动。这突然触发了她的灵感:“它会不会是原尾虫呀?”要知道,原尾虫那时在中国还没有研究过。

可是,这个柔嫩的“小白点”用手捏不行,用镊子夹也不行。“怎么办呢?”大家一时束手无策。尹文英忽然想到头发,她用一根头发沾上一点口水,把它粘了起来,放到了采集瓶里。

后来,经过鉴定,尹文英发现的确实是一条原尾虫。她抓住这一机遇不放,进行了几十年的考察与研究,先后发现了原尾虫164种,其中有142个新种、18个新属,并建立了4个新科。她在1995年将原尾目提升为纲,与昆虫纲并列,引起了国内外学者的极大关注。

大火烧出来的奇迹

在13世纪的时候,人们造出的糖总是带点浅红色,并含有较多的杂质。印度一家糖厂仓库积满了红糖。老板看在眼里,喜在心里。

谁知天有不测风云。第二天,厂房突然失火了。熊熊大火,映红了半边天。一座偌大的糖厂,顷刻间化为乌有。工人们在帮助老板清理糖缸上烧焦的木头时,惊奇地发现:浅红色的糖竟变得雪白雪白的了。“这是怎么回事呀?”老板不明白。“不管它,尝一尝再说。”老板一尝,“啊!比红糖甜多了。”老板高兴起来,马上把这些白糖高价出售。

结果,这些白糖很受顾客的欢迎,一抢而空。“红糖为什么会变成白糖呢?”老板和科技人员认真分析起来。

经过反复的实验,终于弄明白了问题:原来是木头被烧成了木炭,木炭是一种多孔的物质,具有吸附色素的能力,把浅红色的色素吸附了,所以糖变成了白色。这家糖厂因掌握了生产白糖的秘方,生意更加兴隆起来。

紫罗兰变色的启示

17世纪的一天,一位花匠在英国化学家波义耳的实验室里,摆了一篮美丽的深紫色的紫罗兰。波义耳就拿了一束放到了实验室的桌子上。

青年助手威廉把盐酸倒进一个烧杯里,一不小心把盐酸溅到紫罗兰花上,花上微微冒出了白雾,他赶紧把花放进水里冲洗。过了一会儿,紫罗兰竟变成了红色。“这是为什么呀?”波义耳找来几个杯子倒进盐酸,接着在每个杯子中都放进一朵花,结果,紫色的花逐渐变成了红色。用其他酸进行实验也是这样。“哈哈!要判断一种液体是不是酸,只要把紫罗兰放进去就行了。”“说不定碱也能使紫罗兰变色呢?”威廉说。“对,你这个思路很好!”波义耳说着继续进行实验,结果发现,碱确实也能使紫罗兰变色。他还实验了蔷薇、丁香、苔藓、五倍子等多种植物的根,发现一种地衣植物——石蕊中提取的紫色溶液对酸碱最敏感:遇到酸会变成红色;遇到碱会变成蓝色。就这样,他发现了酸碱指示剂。

磷的发现

1669年,德国汉堡的布朗特忙里偷闲,正在忙着炼金呢!他所在的那个时代,炼丹、炼金术盛行。他一边忙着往坩埚里加药品,一边做着记录。然而,他炼了一炉又一炉,金子也没有炼出来,真让人扫兴。

一天,布朗特想:要炼的东西都差不多,就是没有验证过人尿能不能炼出金子来,这可没有人炼过的呀?他作出大胆的决定, 应该试一试。

布朗特取来一罐尿,放在火上熬,熬呀熬,臊气熏天,他顶着恶心,从白天熬到深夜,总算把水分蒸发干了。

这时,他把剩下的残渣,放到曲颈瓶里,又接上一根玻璃管,再用一块湿布放在管子上,作冷却用。用文火逐渐加热,再退火。这时,房间里有一线微弱的光。不一会儿,一个奇异的现象出现了,玻璃管上放射着一束束美丽的浅蓝色的光焰。这种能发出“冷光”的物质,后来证明是一种新元素——磷。

蛛丝与人造纤维

18世纪30年代,法国科学家卜翁对蜘蛛织网很感兴趣。“它是怎样吐丝结成网的呢?”他用心观察了蜘蛛吐丝的全过程。

原来,蜘蛛张网用的丝,是从肛门附近几十个小孔里抽出来的。蜘蛛腹部有个纺绩腺,专门制造和贮存一种黏液,从小孔抽出后,遇到空气就会凝结成蛛丝。

卜翁搞清了蜘蛛抽丝原理后,他又产生了新的念头:“能不能以蜘蛛丝做原料,用人工制造出一种新的纤维呢?”

在这个大胆设想的支配下,他开始了实验。他养了成千上万只蜘蛛,把蜘蛛的纺绩腺割破,挤出黏液,抽成细丝,织成了世界上第一副“人造蜘蛛丝”手套。这副珍贵的手套如今还陈列在法国国家博物馆里。

蜘蛛丝手套没有什么实际用途,但拉开了人造纤维制造的序幕。就是凭着这条思路,在不长的时间内,人们真的模仿蜘蛛织出了有价值的人造纤维。

“物质不灭定律”的发现

18世纪中期之前,化学家认为,所有能够燃烧的东西都含有一种特殊的物质,称为“燃素”。18世纪中期,俄国化学家罗蒙诺索夫做了这样一个实验。他找了一个玻璃瓶,称好了一块金属,把它放进瓶里,再把瓶口焊好。加热使瓶子里的金属变成熔渣时,停止加热,冷却后,他取出熔渣称了一下,发现重量比以前增加了。

一天,他看到了波义耳的论文:“在加热两小时后,打开曲颈瓶封闭的末端,外面的空气就会咝咝钻进瓶内。”这使他茅塞顿开:“增加的重量一定是空气的重量。如果加热后不打开瓶盖,重量是不会变的。”他把铅放到瓶子里,连瓶子一起称了称重量,按照这个思路进行实验,果然重量一点也没有变。

他又改用其他金属进行实验,结果都是这样。罗蒙诺索夫用实验否定了“燃素说”的错误。他于1756年提出了自己的见解:“一些物体所失去的东西,就是另一些物体所增加的东西。如果一个地方减少一些物质,那么另一个地方就会增加一些物质。”这叫“物质不灭定律”。

水滴生成的奥妙

1766年,英国著名科学家卡文迪许对氢气进行了研究,他把氢气充在一个猪膀胱里。不料,这个猪膀胱竟升到了半空。

有一次,他把收集到的氢气和空气混合,用电火花点燃,突然,发生了爆炸。

他如同着魔似的被这两个现象吸引住了。有一天,他走在大街上,听到一声巨响。原来是魔术师在表演氢气的爆炸。魔术师煞有介事地说:“这叫‘铁板出汗’。”观众凑上去一看,铁罐的内壁上果然有细小的液滴。

卡文迪许立即把这个问题和以前研究的问题联系了起来。他马上回去做实验。他把氢气和氧气混合起来,然后点燃,结果都发生爆炸,容器内壁上都有液滴出现。“难道是容器内壁不干燥吗?”他为此特意把容器内壁弄干燥,结果,还是那样。后来,他还搞明白了那些液滴就是水。

这下子卡文迪许清楚了,水滴是氢气和氧气在爆炸的极短时间内化合而成的。

氧气的发现

1774年8月1日,英国化学家普里斯特利得到了一个放大镜,就用它做起实验来。他把不同的东西放在充满水银的瓶子里,再把那瓶子放在水银槽中,他用放大镜把太阳光集中到那物体上,结果出现了一些奇怪的现象。

为了弄清楚这个问题,他反复做着实验。最后他用一种叫三仙丹(氧化汞)的物质来进行实验,用放大镜的光照射后,竟会产生许多气体。“这是一种什么气体呀?”普里斯特利分析着,继续研究着。他把点燃的蜡烛放在这种气体中。“哈哈!蜡烛竟发出明亮的火焰!”他感到很有意思。

接着,普里斯特利把两只小老鼠放在这种气体里。“哦,老鼠不但没有窒息而死,还生活得很好呢!”

受“燃素说”的影响,他把这种气体叫做“脱燃素的空气”。事实上,他发现的是氧气。

燃烧氧化理论

1774年10月,英国化学家普里斯特利来到法国。他把三仙丹放在放大镜下,让太阳光加热,结果释放出一种能使烛光更加明亮的气体。他得意地对法国化学家拉瓦锡说:“我在实验中得出的这种气体,能猛烈地吸收蜡烛中的燃素,使烛光变得更加明亮。”

拉瓦锡认为,将太阳光聚焦加热三仙丹是把氧化汞分解了,使它还原成水银,释放出了可燃的气体。拉瓦锡想:“能不能把实验从它的另一个方向进行,让水银先变成红色的氧化汞,然后再使它分解呢?”如果能做到这一点,参加两次反应的物质就可以精确地计算出重量来,从而否定根本就没有的“燃素”。

拉瓦锡设计了一个实验证明了这一点,两次的气体体积相等,约占反应容积的1/5。拉瓦锡这一经典性的实验证明了自己的氧化说,推翻了统治化学界近百年的“燃素说”。

1777年9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。

为织物漂白

1785年秋,法国化学家贝托雷受人委托,要为一家工厂把织物漂白。用什么东西来漂白呢?他心里没有数。“这可怎么办呢?”他无计可施,发起愁来。

一次,他跑到图书馆里查资料,偶然看到瑞典化学家舍勒1774年制造氯气的记录,上面说氯气能把色彩鲜艳的花瓣变成白色。“哎,用氯气不就能把织物漂白了吗?”贝托雷高兴地想到了他要为人家漂白的方法。

贝托雷把织物放在水里,通上氯气,哈哈!氯气真把织物给漂白了。于是,他用这种方法把工厂积压的坯布漂白,染上了颜色后成了畅销品,满足了商家对织物的需要。

“伏打电堆”

自从意大利科学家伽伐尼1791年发表了《论肌肉运动中的电力》后,意大利物理学家伏打对伽伐尼的实验产生了浓厚的兴趣。

伏打在自己的舌尖上放一枚薄锡片,在舌下放一枚硬币,用铜导线将薄锡片和硬币连接后,舌头产生了一股酸味。他通过多次实验发现:两种不同的金属不用动物体也可产生电。

在这个实验发现的指导下,他把铜板和锌板重叠起来,中间用浸了盐水的布堆积起来,把两端用导线连接起来,立即会产生“噼里啪啦”的响声和电火花。后来,伏打在装有稀酸或盐液的杯子中,放入铜片和锌片,竟可以形成稳定的电流。这就是“伏打电堆”,也是最原始的电池。

1800年,伏打给伦敦皇家学会会长写信,宣布了这一重要发现。1801年,伏打在一次专门的会议上进行了表演,亲临观看的法国皇帝拿破仑把一枚金质奖章授予伏打。

道尔顿与倍比定律

1800年,英国化学家戴维在实验中发现:相同质量的氮和氧化合后分别生成的一氧化二氮(NO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮2(NO)中氧占的质量比约为l:2.2:4.1。这一实验数据并没有引起2他本人的深思,却引起了另一个英国化学家道尔顿的极大兴趣。

道尔顿重新做了戴维的实验,发现氮和氧的化合物中,如果氮的质量恒定,则氧在各化合物中的相对质量有简单的倍数之比。

1803年,道尔顿分析了碳的氧化物一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO),测定出碳与氧的质量比分别为5.4:7和5.4:14。两者氧的质量2也存在着倍数关系。“哈哈!这里可能存在着倍比关系。”道尔顿喜出望外。

在大量实验的基础上,道尔顿1803年创立了“倍比定律”。

戴维发现了一对“双胞胎”

1800年伏打电堆问世之后,各国化学家都纷纷用它来分解各种物质。英国化学家戴维用它来电解苛性钠(氢氧化钠)和苛性钾(氢氧化钾)的饱和溶液,但得到的是氢气和氧气,同电解水的结果一样。接着,他又电解熔融的无水苛性钾,但没有取得预期的效果。

1807年,他改用强电流来熔化碳酸钾,再紧接着进行电解。结果,他看到在电池的阳极得到氧气,阴极得到水银滴状的金属颗粒,他高兴地对他的助手惊呼:“埃得蒙德,快到这儿来呀!”是啊,戴维得到了一种新物质,他能不高兴吗?

于是,他把这种新元素命名为钾。

戴维得到了钾后,他想:“既然电解碳酸钾得到了钾,那么电解碳酸钠会怎么样呢?”

戴维又动手实验起来,结果在同一年他又得到了一种新元素——钠。就这样,戴维发现了一对“双胞胎”——钾和钠。

猫“发现”的元素

19世纪初,法国皇帝拿破仑发动了一场规模巨大的战争。许多化学家都在研究人工合成硝酸钾来制取炸药。法国化学家库特瓦也正在研究利用海草来制取硝酸钾。他把收集到的海草烧成灰,把灰泡在水里,再通过这些泡过海草灰的水制出透明的硝酸钾。

库特瓦是个善于提出问题的人。他想:“这些泡过海草灰的水制取硝酸钾之后,剩下的液体中会不会有其他成分呢?”

1811年的一天,库特瓦正专心地工作着。“砰”的一声,一只调皮的猫把架子上的盛浓硫酸的瓶子碰倒了,浓硫酸正好淌进浸过海草灰的瓶子里。两种液体相遇后,立即升起了一股紫色的蒸气,并有强烈的刺鼻气味。

库特瓦很善于观察,他立即收集起这种挥发性的物质,获得了一种紫色的、漂亮的晶体。1814年这一元素被定名为碘,取希腊文“紫色”的意思。

红棕色液体的追究

1824年,法国化学家巴拉尔得到一种红棕色的液体,他也不知道这是什么东西,于是格外注意起来。他想了想:“哦,想起来了,以前见过。”

以前,巴拉尔把海草烧成灰,加上水,再用氯和淀粉去处理, 液体分成了两层:下层是蓝色,上层是红棕色。用同样的方法去处理海水,也能得到同样的液体。

巴拉尔知道,那蓝色的液体中含有碘,海草和海水中都含有碘,得到碘不奇怪。“那么,红棕色的液体里又含有什么呢?”

巴拉尔抓住这个问题不放,反复研究,多次实验,终于发现红棕色液体中含有一种新元素。他根据自己的研究实验,写成了一篇叫做《海藻中的新元素》的论文,发表后轰动了科学界。法国科学院于1826年审查了巴拉尔的新发现,把这种元素命名为“溴”。

德国化学家李比希比巴拉尔早在几年前就获得过红棕色的液体,可他误认为是“氯化碘”,就再没有深入研究,结果失去了溴的“发现权”。

尿素从哪里来

如果问尿素从哪里来,19世纪初的科学家会说:“只有动物的尿里才有尿素。”

1828年的一天,德国科学家维勒把氨水和氰酸气体混合在一起,希望能得到白色的晶体——氰酸氨,实验进行得很慢,到第二天早晨他才看到了白色的结晶,他大失所望,因为这不是他希望的氰酸氨。“这是什么物质呢?”维勒始终弄不明白。

一晃四年过去了。这天他再分析起来:“明白了。那不是在上大学时研究过的尿素吗?尿素不是来自动物的尿吗?怎么用试管和烧瓶也可以合成呢?”这可是一个重大的发现,维勒马上分析对比尿素和氰酸氨的组成,最基本的单位都是四个氢,两个氮,一个氧,一个碳,相互转化是可能的。

维勒的实验,在人类历史上第一次成功实现了用无机方法人工合成有机物,打破了化学家们脑海中无机物与有机物之间的不可跨越的界限。

用神话女神的名字命名的元素

1830年,瑞典化学家塞夫斯德朗正在研究一种铁矿,他发现矿石中显示一种红色,这可是一种特殊的情况,他想:“莫非是这种矿石中含有一种新的元素?”

塞夫斯德朗紧紧抓住这个现象不放,进行了深入的研究。经过一系列的研究,他终于从“铁”中提炼出一种黑色的金属粉末。

塞夫斯德朗想:“如果把这种金属粉末放入酸中,它不能溶解,就很可能是发现了一种新元素。”按照自己的这种想法,他把这种金属放在酸中。

半个小时过去了,一个小时过去了。“哈哈!它不溶于酸。”塞夫斯德朗高兴地说,“难道我发现了一种新元素?”

塞夫斯德朗请他的导师、化学界权威柏齐力乌斯确证,发现这果然是一种新元素。塞夫斯德朗采用希腊神话女神“凡娜迪丝”的名字,把这种金属元素命名为“钒”。

葡萄酒为什么变酸

1835年的一天早晨,瑞典化学家柏齐力乌斯又要去实验室。“今天是你的生日,晚上宴请朋友,要早一点回家。”妻子玛利亚再三叮咛。柏齐力乌斯可是个实验迷,一进入实验室就把这个事忘得一干二净,直到晚上妻子亲自去叫他。

一进门,柏齐力乌斯的亲朋好友就向他举杯祝贺他生日快乐,柏齐力乌斯顾不得洗手,就接过一杯红葡萄酒,一饮而尽。“哎,玛利亚,你怎么把醋当成了酒倒给我喝?”

客人们喝了,都说是酒没有错。“这是怎么回事呀?”柏齐力乌斯感到奇怪了。他仔细检查了一番,哈哈,问题找到了。原来是杯子上沾染了少量黑色粉末。他知道了这是在实验室研磨白金(铂)时沾上的。他高兴极了,把剩下的酸酒一饮而尽。

他发现了一个秘密。红葡萄酒变酸是铂当了“魔术师”,把酒变成了醋酸。他把铂的这种作用叫做“催化作用”。

紫罗兰为何褪色

“先生,我们从纽卡斯尔市来。”1838年的春天,满头白发的园艺家对英国著名科学家法拉第说:“我们那里近几年,紫罗兰褪掉了鲜艳的紫色,竟变成白色的了。您说是怎么回事呀?”

法拉第说:“难道与浇水有关?还是与施肥有关?”这些都被园艺家否定了。“在这里说不清,干脆我到你们那里去看一看吧!”法拉第说。法拉第来到纽卡斯尔市,一股刺鼻的气味扑面而来。他经过多方面的了解,才知道这是燃烧一种含有黄铁矿的煤炭所放出的一种叫做二氧化硫的气体。法拉第分析,正是这种气体碰到湿润的花瓣,使花瓣的颜色褪掉了。就这样,他帮助园艺家找到了花褪色的原因。

善于发现问题的法拉第心里产生了一个大问号:“二氧化硫能使花瓣褪色,能不能使别的物质也褪色呢?”

法拉第进行了一次次实验,终于发现了二氧化硫有漂白作用。直到如今二氧化硫还被用在工业上做漂白剂。

“火药棉”——烈性炸药

19世纪上半叶,许多化学家都在探索利用纤维素做原料,来合成巨型分子。德国化学家舍恩拜也不例外,也在认真研究着。

1839年的一天,他趁妻子外出不在家的时候,到厨房做起实验来。他在慌乱中,不慎把一瓶硫酸和硝酸的混合液打翻了。他随手抓起一件棉布围裙把流出的液体涂擦掉,并把围裙放在火炉旁以便烤干。就在这时,“砰”的一声发生了意外爆炸,围裙在爆炸声中立刻化为灰烬,连一点浓烟也没有。

当舍恩拜震惊的心平静下来之后,他想:“天啦!这是怎么回事呢?”他立即认识到,这可是一种新的发现。他被这件爆炸的事强烈地吸引着,于是放下了手头所有的实验,对这一现象进行了深入的研究。最后,他发现了这种化合物的强大威力,发明了被人们称为“火药棉”的烈性炸药。

橡胶“硫化法”的来历

1839年2月的一天,美国发明家古德伊尔照例将橡胶和硫磺与松节油混合在一起,将混合物倒入带把的锅里,他一边对锅加热,一边和朋友谈话。突然,一不小心锅从手中滑落,瞬间,锅中的混合物掉在烧得通红的炉子上,这块橡胶本应受热熔化,但它并没有熔化,而是保持原来的形态被烧焦。“哦,这是怎么回事呀?”古德伊尔没有放过这一不起眼的现象,紧紧抓住不放,“这种烧焦的过程,如在适当的时候能给予控制的话,那一定会形成不粘的橡胶。”

于是,古德伊尔在这种思路的指导下,反复实验。对掺入橡胶的比例,加硫磺的多少,加热的温度,什么时候停止加热等具体步骤都一一进行了探索,终于获得了最佳性质的橡胶,发明了橡胶加硫的新技术,掌握了制造优质橡胶的方法。

麻醉剂的来历

1799年,英国化学家戴维发现笑气,应用在舞会上,可引起人们大笑不止。

1844年,美国牙科医生威尔士在舞会上碰到一桩怪事:一个脚上划了一条大口子的人因吸了笑气,却没有感到疼痛。这引起了他的深思:“这一定与笑气有关。这笑气可不可做麻醉剂呀?如果行的话,拔牙时病人不就感觉不到疼痛了吗?”

于是,他吸了一些笑气,就开始给自己拔牙,果然没有感到疼痛。几次实验后,他就公开表演“麻醉无痛拔牙”。他让一位患者吸入一些笑气,然后给患者拔牙,患者却痛得大叫起来。

这是怎么回事呀?威尔士年轻的助手摩顿认为,笑气一定有麻醉作用,但如果吸入的量太少,患者还是会痛。他决心寻找更有效的麻醉剂。

一次,摩顿从化学家杰克逊那里得到启示,用乙醚进行麻醉实验,效果很好。1846年,摩顿用乙醚做麻醉剂,进行了拔牙演示,大获成功,从此,乙醚被广泛用做麻醉剂。

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