据国外媒体报道,美国科学基金会的数据显示,仅在2007年美国在科研上就花费了3680亿美元,其中18%花费在了基础科学研究上,还有22%花费在了应用研究上面。不管是不是在实验室,每年都会有非常多的科学家在进行各式各样的实验,虽然,大多数实验的发明没有获得好评,但科学家们却仍然乐此不疲,因为利用这些实验的结果,我们更可以好地认识世界,解决某些与我们生活息息相关的问题。
在这篇文章中,我们评选了历史上影响最大的10个实验。1达尔文和他的兰花
(图注:达尔文和自然选择理论)关于达尔文和他的南美之旅,我们都非常熟悉。我们都知道,达尔文在加拉帕戈斯群岛对物种进行了详细的观察,并构建了适者生存理论的雏形。然而,却很少有人知道达尔文回到英格兰之后的实验,而这些实验中,有一些是关于兰花的。达尔文对本土兰花进行了仔细的研究之后发现,兰花在进化过程中,其花朵形状会改变以便吸引为其授粉的昆虫。每一种兰花都有特定的昆虫为其授粉,就像加拉帕戈斯群岛中每个小岛都适合不同的物种生存一样。这些兰花的数据很好地支持了达尔文的自然选择理论。达尔文说道,交叉授粉的兰花要比自身授粉的兰花容易生存,因为后者属于近亲繁殖,会降低基因的多样性。三年后,达尔文在物种起源中第一次阐述了自然选择理论,并利用兰花做了一些实验来支持这一理论。2解码dna
(图注:实验室中的沃森)沃森和克里克帮助人们揭开了dna之谜,然而他们之所以有如此大的成就,有很大一部分原因是他们站在了巨人的肩膀上。阿尔弗雷德赫尔希和马莎蔡斯在1952年进行了一个著名的实验,结果证明遗传物质是dna。他们利用的是一种利用噬菌体病毒感染细胞,病毒在其中繁殖后,获得病毒后代,他们用放射化学的原子示踪方法最终确定了dna是遗传基因的载体。除此之外,罗莎琳富兰克林对沃森和克里克发现dna双螺旋结构也有极大的帮助。3第一次接种疫苗
(图注:1967年,哥斯达黎加的人们在注射疫苗)天花病毒在20世纪末期以前曾一度严重威胁到人们的健康。在18世纪的瑞典和法国,十分之一的婴儿死于天花病毒引起的疾病。而人们却对此束手无策。爱德华詹纳医生发现,他所在地区的奶场女工会感染到牛痘,而感染牛痘的人却不会得天花病。为了进一步研究,1796年,詹纳将牛痘脓包中的物质注射到一个8岁的孩子身上,孩子牛痘痊愈后,詹纳又给他注射天花痘,结果,孩子没有出现天花症状。现在,科学家们已经清楚,牛痘病毒和天花病毒是非常相似的,人体免疫系统根本无法区分他们。因此,牛痘产生的抗体也可以杀死天花病毒。4原子核式结构模型
(注:实验中用到的金箔)1911年,卢瑟福进行了一个十分著名的实验,他将金箔片放在射线源和屏幕之间,将第二个屏幕放置在射线源旁来观察阿拉法粒子是否被反射回来。在金箔后面的屏幕上,成的像类似于放云母片时的像,而在金箔前的屏幕上,卢瑟福很惊讶地发现,有少数阿拉法粒子被反射回来。这就是著名的卢瑟福"a粒子大角度散射实验",当年,卢瑟福把结果公布于世:并证实了原子中除电子外,还存在着"原子核",建立了原子的"有核模型"。5x射线的系列实验
(图注:利用x射线对细小晶体进行结构分析)我们都知道富兰克林在x射线衍射领域取得了很大的成就,但是,他的实验在很大程度上是以霍奇金的研究成果为基础的。霍奇金是研究x射线衍射技术的先驱者,她利用这项技术成功的揭示了复杂的化学药品——青霉素的结构。1928年,科学家亚历山大发现了这种杀菌药品,科学家们致力于提纯该药品以便研究出一种可行的治疗方法。通过测绘青霉素原子的3d排列图,霍奇金研究出了新的青霉素合成方法,为医生们治疗感染带来了新的希望。几年之后,霍奇金采用同样的技术,明白了维生素b12的结构。她在1964年获得了诺贝尔化学奖,这是其他女性无法企及的一项荣誉。6米勒—尤列实验
(图注:实验室中的尤列)1929年,生物学家阿列克桑德奥帕瑞和约翰霍尔丹猜测早期的地球大气层缺少氧气。在这种恶劣的情况下,如果单分子受到紫外线或者闪电等强能量刺激,它们将形成复杂的有机物分子,霍尔丹说道,海洋,曾经只是这些有机分子的“原生汤”为了对阿列克桑德奥帕瑞和约翰霍尔丹和理论进行验证,1953年,美国化学家哈罗德尤里和斯坦利米勒进行了著名的米勒—尤列实验。他们建立了一个受控型密封系统,模拟地球早期大气层环境。他们在长颈瓶中装上温水来模拟当时的海洋,当水蒸气蒸发时,会被收集在另一个烧瓶中。尤里和米勒在该实验装置中引入了氢气、甲烷和氨气,模拟早期大气层无氧气的状况。然后,他们释放电火花,来模拟闪电,进入这种混合气体构成的无氧大气层。最终,利用冷凝... -->>
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