一`科學的曆史3
薜定諤——現代生物學革命的先驅
薛足諤,奧地利理論物理學家,波動力學創始人和量子力學的奠基人之一。科學統一的信念使他從物理學角度對生命現象進行了深入思考。
1943年2月5日,薛定諤在愛爾蘭都柏林三—學院開始了題為“生命是什麼”的係列通俗講座。1944年,他把講稿整理成一本不到100頁的小冊子《生命是什麼——活細胞的物理學觀》。書中提出用物理學、化學的理論方法研究生物學。
薛定諤率先將物理學理論應用到生物學中:以熱力學和量子力學理論解釋生命的本質:以“非周期性晶體”、“負熵”、“遺傳密碼”、“量子躍遷式突變”等概念說明有機體物質結構、生命的維持和延續、遺傳和變異等現象。他還預言生命科學將麵臨重大突破,研究深度將進入分子水平。繼而,他主張從分子水平探索遺傳機製和生命本質。他認為,生命的本質存在於信息中,生命將它“印”在分子上,分子一定有某種複製信息的方法。從中他引申出許多新課題,如,遺傳信息如何編碼,如何在傳遞中保持穩定等。此書的思想性決定了它的前瞻性,它直接啟發了DNA“雙螺旋結構模型”和基因調控的操縱子學說的提出以及後來對遺傳密碼的解讀。這本被譽為“喚起生物學革命的小冊子”使薛定諤成為20世紀下半葉分子生物學革命的先驅。
薛定諤開辟了物理學與生物學互補的新途徑,促成了生物學從強調整體到重視具體機製,從強調生命與非生命的差別到強調二者統一的重大轉折。日本遺傳學家近藤原平說:“給予生物學界以革命契機的是一本叫做《生命是什麼》的小冊子。它所起的作用正像《黑奴籲天錄》這本書成為奴隸解放的南北戰爭的契機一樣。”
世界上第一次未係安全帶的太空行走
1984年2月7日,美國宇航員麥坎德利斯和斯圖爾特從“挑戰者”號航天飛機上先後走出艙,完成了世界上第一次未係安全帶的太空行走。
太空行走是宇航員離開地麵進入太空以後從一處到另一處的行動。廣義的太空行走包括三種情況:一是在載人航天器密封艙中的行走;二是在艙外宇宙空間中的行走;三是在其他天體如月球上的行走。通常所說的太空行走,專指宇航員在艙外浩瀚宇宙中的行走。這種太空行走,比人們在地麵上的行走困難得多。從長遠看,人類要征服太空其他天體,總要走出載人航天器身臨其境。因此,太空行走仍是空間事業發展的必然要求。
自20世紀60年代以來,宇航員已成功地進行了100多次太空行走。第一次是1965年3月18日,由前蘇聯“上升”2號宇宙飛船上的宇航員列昂諾夫完成的。他在太空行走了24分鍾。接著美國宇航員懷特於同年6月5日從“雙子星座”4號飛船出艙作了太空行走,曆時20分鍾。這兩名宇航員開創了太空行走的先河。他們都身係安全帶,猶如嬰兒的臍帶,以防離開母體飛船後在太空中走失。已進行的太空行走絕大多數是係著安全帶的。
麥坎德利斯和斯圖爾特先後實現了世界上第一次未係安全帶的太空行走。麥坎德利斯第一個出去,最遠離開航天飛機7米,在太空呆了90分鍾後,回到了貨艙。斯圖爾特出艙時,在短時間內,手腕上曾係著安全帶,但他很快就把安全帶解開了,開始離開航天飛機。他走到離航天飛機92米的距離,65分鍾後回艙。他們以每小時285萬千米的速度在距離地麵2萬千米高的軌道上圍繞地球飛行,又無安全帶,故被稱為人體衛星。
弗萊明提交關於青黴的論文
1944年,歐洲戰場上,無數傷員傷口感染。當時的磺胺類抗菌藥對高燒傷員已無濟於事。在這種情形下,一種黃色粉末被溶解後注入傷員體內。幾天以後,奇跡出現。這種“神藥”,就是青黴素。它的發現者是亞曆山大·弗萊明。
弗菜明,英國細菌學家。第一次世界大戰中,作為一名軍醫,他注意到防腐劑對人體細胞的傷害很大,他認識到需要某種能殺死細菌而無害於人體的物質。戰後,弗萊明致力幹細菌研究。他將細菌置於培養器內,觀察它的每一步變化,記錄它的生長規律,日複一日,堅持不懈。
1928年9月15日,弗萊明正準備觀察培養皿中的葡萄球菌時,發現瓊脂上附了一層青黴菌。有著敏銳觀察力的弗菜明注意到一個奇怪的現象:黴菌周圍的葡萄球菌神秘地消失了,較遠處的細菌卻正常生長。弗萊明百思不解,多年形成的嚴謹的科學素養,促使他記錄下這一現象,並小心地將這種黴菌培養起來。經過廣泛試驗,他最終得出結論:這種黴菌產生了一種抗菌物質,該物質有可能成為擊敗細菌的有效藥物。弗萊明將其命名為青黴素。1929年2月13日,弗萊明向倫敦醫學院俱樂部提交了一份關於青黴素的論文。經後人努力,1944年,醫用青黴素正式問世。至此,弗萊明以其偉大發現開創了抗生素時代,他也因此獲得1945年的諾貝爾生理學和醫學獎。
青黴素的發現得益於用科學拯救生命的理想。它是20世紀醫學界最偉大的創舉之一,是人類發展抗生素曆史上的一個裏程碑。青黴素作為第一種能夠治療人類疾病的抗生素,給人類帶來了福音,也正是它,引發了尋找抗生素新藥的高潮,使人類進入了合成新藥的時代。
第一台電子計算機在美誕生
1946年2月14日,第一台電子計算機“埃尼阿克”(ENIAC,電子數字積分計算機的簡稱)誕生在戰火紛飛的第二次世界大戰,它的“出生地”是美國馬裏蘭州阿貝丁陸軍試炮場。
阿貝丁試炮場研製電子計算機的最初設想,出自於“控製論之父”維納(LWiener)教授的一封信。而“埃尼阿克”計算機的最初設計方案,是由36歲的美國工程師莫希利於1943年提出的。美國軍械部撥款支持研製工作,並建立一個專門研究小組,由莫希利負責。該小組包括物理學家、數學家和工程師30餘名。其中,戈德斯坦負責協調項目進展;莫希利是總設計師,主持機器的總體設計;埃克特(Eckert)是總工程師;勃克斯(ABurks)則作為邏輯學家,為計算機設計乘法器等大型邏輯元件。十分幸運的是,當時任彈道研究所顧問、正在參加美國第一顆原子彈研製工作的數學家馮·諾依曼(VNweumann,美籍匈牙利人)在研製過程中期加入了研製小組,他對計算機的許多關鍵性問題的解決做出了重要貢獻,從而保證了計算機的順利問世。