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本杰明·富兰克林用风筝实验证明闪电的本质是电
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18世纪中叶,美国政治家、科学家、发明家本杰明·富兰克林开始对彼时最新潮的事物—电力—产生了兴趣。1751年,富兰克林发表了关于使用金属杆在雷电天气里引电的理论。但是,在富兰克林测试自己的理论之前,法国人乔治-路易·德·布封伯爵(Comte Georges-Louis de Buffon)先他一步,抢先在法国做了这个实验。
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布封还没有傻到亲自来做这个实验。J. L.海尔布伦(J. L. Heilbron)在《牛津现代科学史指南》中写道,在一次暴风雨中,布封雇佣了一位“甘愿赴死的老兵”,这位老兵“用指关节碰了一下金属杆,金属杆迸出了火花”。海尔布伦说,那次金属杆所导的电很微弱,因此老兵得以幸存,如果是一整个闪电劈下来的话,老兵就会被烧焦了……我们在下文中就会看到类似的事故。
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自此,风筝就取代了金属杆成为了人们首选的导体。海尔布伦认为法国科学家雅克·德·拉玛(Jacques de Romas)是“第一个建议使用风筝将雷电引到地面的人”。在一封富兰克林于1752年10月写给彼得·柯林森(Peter Collinson)的信中,富兰克林称,在法国做的实验“在费城也成功了”,实验用了一只风筝、一把金属钥匙、丝带和富兰克林称为“管形瓶”的莱顿瓶(Leyden jar)。富兰克林说,打湿的风筝线可以“任意导电,之后在风筝线的末端系上丝带并绑上一把钥匙”。“暴风雨快要来的时候,开始放风筝”,“实验者必须站在室内或者可以避雨的地方,确保丝带不被淋湿,还要确保风筝线不会碰到房间的门框或窗户”。(富兰克林在这个实验中使用干燥的丝带来确保实验者不被烧焦,只可惜丝带这种安全设备完全没有用。)“随后用指关节触碰钥匙,你就会感到一阵阵电流”。然后实验者就把钥匙导的电导入“管形瓶”里。(管形瓶或莱顿瓶是一种电容器。)
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这样看来,富兰克林还算明智,因为他没有让钥匙导的电导到“实验者身上”。实际上,富兰克林使用风筝线是为了让金属钥匙上升到风暴中。真正导电的是这把“钥匙”,而不是手握打湿的风筝线的实验者。
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1767年,英国科学家约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley)在《电力的历史和现状》(History and Present State of Electricity)一书中称,富兰克林于1755年6月做了这个实验,尽管富兰克林没有留下什么记录。普利斯特里说,“在法国电学家证实了同一理论的1个月后”,富兰克林站在旷野里的一个小屋里,“用自己的指关节触碰了那把钥匙”。普利斯特里貌似不知道这种实验失败的后果是什么,因为他让读者亲身体验一下,看看“富兰克林在感受到明显的电火花的时候,他会有多么兴奋”。(普利斯特里显然没有碰过通着电的路灯电缆,他肯定误以为这种电缆是要被断开的。)
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本杰明·富兰克林的传记作家R.康拉德·斯坦(R. Conrad Stein)说,“没人可以百分百确定,富兰克林到底是做了,还是没做这个实验”。不过我们知道的是,富兰克林没有为了做实验而在雷雨天气中放最普通的风筝。
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次年,基于富兰克林的避雷针研究,德国物理学家格奥尔格·威廉·里奇曼(Georg Wilhelm Richmann)自制了一个避雷针,但却死于非命。马克·斯滕霍夫(Mark Stenhoff)在《闪电球》(Ball Lightning)一书中写道,里奇曼和一位同事发现暴风雨就要来了,便飞快地跑回家想要做几个实验。同事说,里奇曼教授的手刚碰到避雷针时,“避雷针就喷出了一个拳头大小的淡蓝色火球”。不幸的是,“这个火球一下窜到了教授的前额,教授一句话都没有说就倒下了”。同事继续说,教授的鞋子“猛地裂开”,致人死命的电荷通过教授的脚传到了地下。这就是里奇曼教授飞速赶回家做雷电实验,结果却死于非命的故事。
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拿破仑不是矮子 亚历山大·弗莱明在一块发霉的面包上发现了青霉素
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可以说,20世纪上半叶青霉素的发现是现代医学取得的最大进步。1929年,苏格兰细菌学家亚历山大·弗莱明无意中发现了这一“灵丹妙药”。《诺贝尔生理学或医学演讲:1942—1962年》(Nobel Lectures in Physiology or Medicine 1942-62)出版了弗莱明1945年获诺贝尔奖时的演讲。弗莱明在演讲中承认,“我只是偶然观察到了青霉素”。当时,弗莱明正在研究治疗流感的方法。一次偶然的机会,弗莱明看到一个废弃的培养皿中长出了一种神奇的霉菌。所以,弗莱明不是在自己剩下的午饭上发现青霉素的。1929年,弗莱明撰写了论文《关于霉菌培养的杀菌作用》(On the Antibacterial Action of Cultures of a Penicillium),并发表在《不列颠实验病理学杂志》(British Journal of Experimental Pathology)上。在这篇文章中,弗莱明说,“在实验过程中,培养皿必须与空气接触,然后培养皿就被各种微生物污染”。(实际上,弗莱明的实验室一般都比较乱,做实验用的培养皿会在放了好几个星期后才会清理。)
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有人说,污染培养皿的霉菌是从开着的窗户飘进来的。实际上,这些孢子是由楼下的实验室飘上来的,当时楼下的实验室正在做过敏实验。这个故事之所以会和面包有联系,是因为培养皿中的霉菌是面包霉。面包霉把培养皿里的细菌都杀死了,所以弗莱明认为这种霉菌可以“杀菌”。弗莱明继续写道,“我唯一的贡献就是没有忽视这一现象,并且以细菌学家的身份进行了深入研究”。但是,弗莱明的研究还不算彻底。《20世纪名人录》(Who’s Who in the Twentieth Century)一书指出,弗莱明“未能对青霉素进行提纯,也未能说明其真正的治疗价值”。《大英百科全书》认为这是因为弗莱明缺少“必要的化学手段”,因此“无法分离和确认青霉素里的活性物质”。而J. K.阿伦森(J. K. Aronson)在《牛津医药指南》(The Oxford Companion to Medicine)一书中补充说,弗莱明“未能试着将青霉素应用于临床之上”。甚至弗莱明本人都承认,“我1929年发表的论文只是别人研究青霉素的起点,特别是研究青霉素在化学领域的起点”。
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事实上,直到1940年,厄恩斯特·钱恩(Ernst Chain)和霍华德·弗洛里(Howard Florey)才证明了“青霉素作为抗生素的巨大价值……二人的研究为其他各种抗生素研究铺平了道路,宣告了细菌和真菌疾病治疗方法变革的到来”。
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阿姆洛斯·莱特爵士(Sir Almroth Edward Wright)曾于1942年8月28日写信说,“荣膺发现青霉素的‘桂冠’的是这一研究实验室的亚历山大·弗莱明教授”。所以,我们有可能就因此认为,弗莱明一人就发现了青霉素及其价值。显然,阿姆洛斯爵士急于为自己的疫苗接种部门邀功。这一部门隶属于伦敦帕丁顿区(Paddington)的圣玛丽医院(St Mary’s Hospital)。阿姆洛斯爵士继续写道,弗莱明“发现了青霉素,并第一个写了文章,指出了青霉素可能在医学上的重要应用”。但是,科学界更了解事情的真相:1945年,弗莱明、弗洛里和钱恩共同获得了诺贝尔医学奖。
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拿破仑不是矮子 爱德蒙·哈雷发现了哈雷彗星
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“嗖”的一声划过天际的巨大球体是很难被忽视的。早在2000多年前的公元前240年,中国天文学家就观测到了世界上最出名的彗星—哈雷彗星,并做了相关记录。哈雷彗星距地球最近的时候是在公元837年。《图解科学词典》(Illustrated Dictionary of Science)一书说,1066年的“贝叶挂毯(Bayeux tapestry)上就绣有”哈雷彗星。在挂毯上,哈罗德国王(King Harold)的朝臣正惊奇地指着这个火球,而哈罗德国王则猛地弯下了腰。
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有人认为,伯利恒之星(Star of Bethlehem)其实就是出现在天空中的哈雷彗星,但是帕特里克·穆尔(Patrick Moore)在《天文学数据手册)(The Data Book of Astronomy)一书中更正了这一说法,他说,公元前12年,“哈雷彗星就早早地光临了地球”。艾伦·库克(Alan Cook)在一本关于爱德蒙·哈雷(Edmond Hailey)的传记中认为,1301年,哈雷彗星回归。1304年至1306年,意大利画家乔托·迪·邦多纳(Giotto di Bondone)以此为灵感绘制了宗教壁画《东方三博士来朝》(Adoration of the Magi)。画面上,马厩上方的伯利恒之星就被画成一个巨大的火球。
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18世纪早期的英国天文学家爱德蒙·哈雷只是第一个测定哈雷彗星轨道数据的人,他认为之前出现的几颗彗星实为同一颗星,并成功预言了其回归的时间。哈雷在其1705年的著作《彗星天文学概要》(A Synopsis of the Astronomy of Comets)一书中写道,1531年、1607年和1682年(哈雷首次观测到这颗彗星)出现的彗星是同一颗星,大约每76年就会回归地球:“所以我敢预测,这颗彗星会于1758年回归地球。”
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遗憾的是,哈雷于1742年去世,没能亲眼看到自己的预言是正确的。16年后,这颗彗星如约而至,人们就以哈雷的名字为这颗星星命名。预计哈雷彗星下次过近日点时间是在2061年。可以确定的是,到那时,各种健康和安全法规会建议我们不要直视哈雷彗星,否则某些人就会有点儿头痛了。
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拿破仑不是矮子 查尔斯·达尔文因害怕被排斥而延迟发表了进化论
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