历史上影响最大的10个实验

历史上影响最大的10个实验

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,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α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。
5 X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