阿碩
想做一名科學家,光學書本上的知識可不行,還得能動手做實驗!因為很多科學原理,只有親自動手來驗證一下,才能知道其中的奧秘。下面就讓我們來學習一下這些著名的“瘋狂實驗”吧!
在秤盤上生活
瘋狂指數:★★★★
時間:1600年
周期:30年
操作人:圣多里奧(醫生)
實驗對象:自己
器材:工作臺、椅子、床
作為一個醫生,圣多里奧一直想搞明白一件事,那就是人每天吃進去的東西、喝進去的水,真的會原封不動地被排泄出來嗎?經過一番冥思苦想,他終于找到了一個辦法。
首先,他在屋頂上安裝了一個結實的鐵鉤子,然后用一堆長長短短的繩索,把自己屋子里的所有家具,包括桌椅板凳、睡覺的床,全都拴上了繩子。再利用那個鐵鉤,巧妙地連接起來,將它們全都變成了一架天平的“秤盤”。這樣,無論他坐著寫字、吃飯、給病人看病,還是躺著睡覺時,都可以隨時測量自己的體重。
雖然這套裝置把很多來求醫的病人嚇了一大跳,但圣多里奧堅持30年如一日,生活在秤盤上。每天都詳細地記錄下了自身體重的點滴變化。從這些記錄里,他發現,每天人所排泄出的“臭臭”僅占吃下的食物重量的很小一部分。如果一個人一天吃掉8磅肉和飲料,那么他只能排出3磅的廢物。
剩下的5磅重量到哪里去了呢?現在我們知道,這些消失的重量,是人體在排汗后蒸發,以及在維持身體正常運轉的過程中消耗掉了。圣多里奧通過自己的實驗,在歷史上第一個發現了這一現象。他的“瘋狂”其實是來自嚴謹的科學精神才對!
樹是水變的
瘋狂指數:★★★
時間:1620年
周期:5年
操作人:范·赫爾蒙特(煉金術士)
實驗對象:柳樹
器材:罐子、泥土、水、秤
說是煉金術士,但赫爾蒙特偏偏對水更感興趣。他認為,世界上的一切生命都應該來源于水。人和動物不喝水都活不了,魚和蝦更是必須生活在水里。為了證明這個理論,他在一個大罐子里裝滿泥土,然后種下了一棵柳樹。每天除了按時澆水,別的什么肥料也不放。
眼看著,這棵小樹苗一天天長高、長粗了。到了第五年,赫爾蒙特把這棵樹從土中拔出來。他先稱了稱罐子里剩下的泥土,發現重量減少了2盎司;而柳樹重169磅零3盎司,比原來那棵樹苗重了30多倍。由此赫爾蒙特斷定,這五年來,柳樹長出的164磅的木頭、樹皮以及樹根都來源于水。
后來,人們發現了光合作用,知道了植物的生長不僅需要水和土壤中的營養物質,還需要空氣和陽光。但赫爾蒙特仍然是世界上第一次研究這個問題的嘗試。
會飛的羊
瘋狂指數:★★★
時間:1783年9月19日
周期:8分鐘
操作人:約瑟夫和艾蒂安(發明家)
實驗對象:一只羊、一只公雞和一只鴨子
器材:熱氣球
約瑟夫和艾蒂安都是愛動腦筋的人。他們觀察到掛在爐邊、被熱空氣吹脹的圍裙和上升的煙,受到啟發,制作出了世界上第一個熱氣球。
“上天”是件有風險的事情。所以他們選擇了一只羊、一只公雞和一只鴨子來做實驗。這只18米高的氣球在凡爾賽宮前面的廣場上順利起飛,帶著柳條筐中的“乘客”們升到了440米的高空中。在場的上千名觀眾驚訝地注視著它,高聲歡呼,實驗成功了!
8分鐘后,氣球平穩地降落在離起飛地點3公里遠的地方。氣球上沒有人,它是怎么自動降落的呢?原來,是一截樹枝劃破了氣球,撞開了柳條筐,里面的動物都跑了出來。羊在不遠處的草地上悠閑地吃草,鴨子也健康狀況良好,只有公雞的右翅膀受傷了。不過,趕來的獸醫經過檢查后表示,它是被羊踩傷的。
這次實驗后過了一個月,1783年10月15日,第一個人登上了氣球,飛上了天空。這里面也有這些實驗動物的功勞呢!
大庭廣眾下的謀殺
瘋狂指數:★★★★★
當眾殺人?誰有這么大的膽子?可在柏林大學的課堂上就發生了這樣令人難以置信的一幕:課上到一半,突然有兩個人激烈地爭吵起來,其中一個拔槍朝另一個射擊,受害者應聲倒地!
接下來,在場的15個大學生作為目擊證人,被詢問了這件事的前因后果。3個人是在當天晚上和事發第二天接受詢問,9個人在1周之后被詢問,3個人是在事隔5周之后被詢問。然而從記錄中人們發現,沒有一個人可以準確地回憶起這起槍擊事件的所有細節,出錯率在27%~80%。甚至有幾個證人憑想象添加了根本沒發生過的情節。
這么說,我們的記憶是不可靠的嗎?這正是斯特恩想要證明的一個現象。科學就是這么認真,嚇死人沒商量。當然,其實并沒有人被殺死——那只是一支玩具手槍。
周期:5周
操作人: 威廉·斯特恩(心理學家)、弗朗茨·馮·李斯特(大學教授)和他的兩位學生
實驗對象:在場的15個大學生
器材:玩具手槍
不任性的生物鐘
瘋狂指數:★★★★★
時間:1938年6月6日
周期:32天
操作人: 納撒尼爾·克萊特曼(生物學家)和他的學生布魯斯·理查森
實驗對象:自己
器材:山洞
人類“倒時差”的能力到底有多強?克萊特曼就這樣對自己的身體發出了挑戰。他先是連續180個小時不睡覺,為的是將生物鐘從每天24小時調整為48小時。后來又在長達1周的時間里,過著“白天39個小時、晚上睡9個小時”的生活。他的學生則試圖將生物鐘調整為每天12小時:每天睡眠兩次,凌晨4點到7點半一次,下午4點到7點半一次,一直持續了33天。但這些努力全都失敗了。最后,他們都被折騰得疲憊不堪,不得不休養了一兩個月,才恢復了正常人的生活。
然而,這個實驗真的失敗了嗎?其實,它從反面證明了人體內確實存在著生物鐘。它的運轉大致跟一天24小時吻合。而且,人類不太可能像調節自己家的鐘表一樣,隨意改變它的運行規律。所以,做科學實驗不要害怕失敗。有時,甚至可以從失敗里反證出偉大的發現呢。
舍己為人的饑餓
瘋狂指數:★★★★★
時間:1945年2月12日
周期:9個月
操作人: 安塞爾·凱斯(生物學家)
實驗對象:36名拒服兵役人員
器材:食物
參與這個實驗的人實在是太命苦了。他們每天只吃兩頓飯,而且吃的食物都跟非洲的饑荒地區差不多,只是勉強維持生命而已。沒過幾天,他們都一個個變了模樣。不但體重減輕、頭發脫落、渾身發冷,而且無精打采、意志消沉。他們只對與吃有關的東西感興趣,每天唯一的念頭就是盼著早點開飯。吃飯的時候,他們總是變著花樣擺放盤里的食物,想使它們看起來比實際數量多一些。
1945年10月20日,這個痛苦的實驗終于結束了。參加者們總算可以放開肚皮,吃頓大餐了。但面對一桌豐盛的宴席,他們卻沒能吃上幾口就感覺吃飽了。因為饑餓已經損害了他們的胃腸功能。還有三個人,后來干脆改行當起了廚師——他們已經愛上了食物,一眼看不見都不行!
這個實驗讓我們了解了饑餓以及營養不良的危害。看來,科學還真需要大無畏的犧牲精神!
月球上的伽利略
時間:1971年8月2日
周期:一瞬間
操作人: 戴維·斯科特(宇航員)
實驗對象:錘子、羽毛
器材:宇航飛船
當年,伽利略曾經通過著名的“比薩斜塔”實驗證明了物體下落的速度與其重量無關,而與空氣的阻力有關。但如果是在月球上做這個實驗,結果又會如何呢?
為了回答這個問題,參加“阿波羅登月計劃”的宇航員戴維·斯科特在攝像機前現場演示:在沒有空氣的月球大氣中,他同時放下一片羽毛和一把重量為羽毛40倍的錘子。結果,二者同時降落在月球表面。這說明,伽利略的發現在月球上一樣“通用”!
這個實驗可不僅僅是證明了伽利略的勝利。如果它的結果不是如此,那么“阿波羅15號”很可能就無法返回地球了!因為這條理論對宇宙飛船能否安全著陸至關重要。可以說,在人類的登月之旅中也有伽利略的一份功勞。