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如果两块重量不等的石头自由坠落，较重的一块比较轻的一块落地更快，这个观点可以被推翻么?17世纪意大利学者伽利略在一次思维实验中所做的正是这些。当时人们仍相信两千年前希腊学者亚里士多德的观点：做自由落体的物体的下落速度与质量成正比。
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在他的思维实验中，伽利略把较重的石头和较轻的石头绑在一起，然后思考，石头现在的下落速度会是怎样的。如果说亚里士多德的论断是正确的，单独下落时，较重的石头会快于较轻的石头，那么同时下落时，“慢的就会拖住快的，同时快的也会拉动慢的。它们绑在一起时，速度应该介于较快的速度和较慢的速度之间”。另一方面，伽利略论证说，两块石头绑在一起比一块石头重。所以必定比一块石头下落得快。如果说物体下落的速度不依赖于它的重量，那么亚里士多德的定律就出现了自相矛盾，不攻自破。叶片比铅球下落得慢，这种日常的经验，并不是由于两个物体重量的不同而引起的，而是与它的形状和表面所引起的下落时的空气阻力相关。如果说谁还是不信，那么就到月球上去测试一下吧(见“l971 月球上的伽利略”)。
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◆美国莱斯大学的“伽利略计划”是个耗资巨大的网站，介绍伽利略及其生活 时代。在Galileo.rice.edu中有伽利略的生平、与他同时期的人物的肖像、历史事件介绍及学生项目。
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疯狂实验史 1620 由水生木
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“我拿一只罐子．盛上200磅在炉中烘干的泥(之前这些泥曾被我用雨水润湿过)，然后植入一株5磅重的柳树幼枝。”这一简洁的描述拉开了若昂·巴普蒂斯塔·范·黑尔蒙特(Johan Baptista van Helmont)一项实验的序幕。
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这位比利时的学者不曾想到，这一实验将成为他最著名的实验，尽管此前他已完成过很多轰动的实验：他曾将l磅水银变成8盎司金，后来又认为找到了创造生命的配方。“如果用一件脏衬衣堵住装满小麦种子的容器的缝隙，大约21天之后，气味发生变化，腐烂物会浸入小麦壳，由此将小麦变为老鼠。”
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范·黑尔蒙特是最后一个炼金术士，又是第一个化学家，他的世界观是魔法与科学的合体。范·黑尔蒙特于1579年生于布鲁塞尔一个贵族家庭，在洛温大学尝试了各种专业领域之后，1599年毕业于医学专业，此后不久他就从公共生活中脱身出来，成为一名私人教师。
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他在实验室里研究气体，观察物质发酵，制造新型药剂。他自何时起拿上铁锹锄头开始他的柳树实验已无从知晓。人们读到这些是在1648年，范·黑尔蒙特死后第四年，他的儿子收集整理父亲的作品，编辑了《奥图斯医学》(Ortus medicinae)一书。
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种柳行动也体现出范黑尔蒙特想要借此证实他的自然哲学观。古希腊哲学家亚里士多德认为一切物质都由土、水、火、风4种元素组成，但范·黑尔蒙特认为其中只有2种是基本的，即风和水。火不能自行生发，而土在纯净性和简单性上都远不及水。另外在创世故事中，水在第一天之前就已出现了。范·黑尔蒙特深信所有物质——石、土、动物、植物最终都由水生成。该实验正是要在植物身上验证这种假定。他种下柳树5年之后把它从土中拔了出来，对土和柳分别称重：这期间泥土只减重2盎司，而树木则重169磅零3盎司，增加为原始重量的30多倍。
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于是范黑尔蒙特从中得出了在当时认识条件下唯一合理的结论：“164磅的木质、树皮以及根系都只来源于水。”因为除了定期给小树浇水，他没再做过其他什么。
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范·黑尔蒙特知道，这样一种结果有点惊人。早在他之前很久，就有学者通过思维实验在理论上进行过这类尝试，结论相同。但他却是首位用泥土、树木和秤实际操作实验的人，同时也为实验铺平道路，使其从此成为获取认识的手段。
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范黑尔蒙特的想法启发了很多的学者，此后不久，他们就在不同的实验室里开展了罐中植物的研究。从中得出，这位比利时人的阐述并不完全正确：植物成长不仅需要水，还需要空气、光和地面上的少量物质。
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范·黑尔蒙特的实验为一个神秘过程的探究开了先河，而这一过程就是后人所称的“光合作用”：低能量的化合物水和二氧化碳通过光的作用产生高能量的化合物，成为动物的食物。学者们当时未能马上认识到，其实他们由此找到了动物与植物最重要的区别：只有植物能够通过这种方式把太阳光的能量变为化学能储存起来。动物，包括人，都直接或间接地依赖植物的这种能力。
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20世纪时，范·黑尔蒙特的实验得到了复兴。学生们借此测试洞察力，练习严谨的实验设计。就连网络上也有相关的练习作业。为了避免不必要地延长实验长度，当然要推荐种植小萝卜，而不是小麦。
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◆水和二氧化碳如何通过光的作用产生高能量的化合轴，敬请访问www.johnkyrk.com/photosynthesis.html观看动画。这一过程被称作光合作用，它非常复杂，尚不能被模仿。
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疯狂实验史 1729 含羞草的生物钟
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法国天文学家让·雅克·德奥图斯·德迈朗(Jean Jacques d’Ortous de Mairan)绝不会知道，当他把他的一盆栽种植物放人柜中时，他开创了一片新的科学领域。他甚至都不愿发表他的含羞草实验的结果，因为在他看来这实在是微不足道。
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含羞草在夜间合拢叶片，白天打开。德迈朗想知道：如果把含羞草置于一个它无法知晓昼夜的环境中，情况会怎样昵。在1729年的夏末，他把一株植物放到了漆黑的柜中，并由此发现，叶片在没有太阳光的情况下，还可以有节律地开合。“含羞草仍能够感受到太阳，即使无法直接接触阳光。”德迈朗的一位担任研究院成员的朋友，在给法兰西最高科学委员会——皇家科学院写的一封信中这样说道。
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这一结论并不正确。此后又过了很长时间人们才认识到，含羞草并非感受到了太阳，而是自身具有节律。尽管如此，德迈朗仍被今天的人们视为“时间生物学”的创立者，这一学科旨在研究生物体内部的生物钟。200年后，一位科学家在人类身上实践了德迈朗的实验：他和他的助手退居洞穴达一个月(见“1938 一天有28个小时”)。
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