书城科普让青少年热爱科学的故事(青少年素质养成必读故事)
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第19章 灵感来袭的瞬间(6)

当时在加拿大只有多伦多大学的生理系有条件做这样的实验。于是他两次到那里,向生理系的一位教授请求让他在那里做这个实验。但是两次都被拒之门外。一直到第三次,这位教授才勉强同意给他几只狗,允许他在暑假期间借用一间简陋的实验室工作8个星期。这位教授考虑到班丁缺乏化学方面的训练,特意为他配备了一位助手,这位助手就是医学院即将毕业的学生拜斯特。教授本人就回到原籍苏格兰度假去了。

1921年5月17日,29岁的班丁和22岁的拜斯特开始工作。两人密切配合,结扎狗胰导管的手术由班丁负责;血液里和尿里葡萄糖含量的分析由拜斯特来做。他们在炎热的夏季奋战了两个多月,在7月底终于获得了成功。7月30日午夜,他们给一只患了糖尿病的狗注射了5毫升从狗胰腺里提取出来的胰腺抽提液,这时奇迹出现了,这只狗过高的血糖浓度迅速下降,一项伟大的发现成功了。

这是20世纪生物医学界的一项重大发现,它对挽救成百万糖尿病人作出了巨大贡献。班丁由于这一贡献而获得了一半诺贝尔奖,另一半由那位教授获得。但是做出重要贡献的拜斯特却被排除在外,不能不令人感到遗憾。

跷跷板与听诊器

一天,年轻的大夫勒内·雷奈克偶尔观看几个小孩子玩跷跷板。他们一上一下的,玩腻了,于是有一个孩子把耳朵贴近木板的一端,另一个孩子就用钉子划擦木板的另一端,这时木板一端传来清晰的划擦声。雷奈克对这种传声现象感到很惊奇,于是牢牢记在心上,由此而导致他以后发明了一种最重要的医学仪器——听诊器。

勒内·雷奈克出生在法国的布列塔尼省。5岁时母亲去世,后来他被送到叔叔那里生活。叔叔是位内科医生,这可能对雷奈克一生从医有很大的影响。1795年,雷奈克开始学医,他是一个很有才华的学生。毕业后,他曾在军队里担任过助理外科医生,后来到了巴黎,成了拿破仑的内科医生吉思·尼科拉斯·科维沙特的学生。不久他得到了一个进行医学实践的好机会,担任了《医学杂志》的编辑。直到1816年,他又去了医院工作,就在那里,他发明了听诊器。

在1816年,有一次他出诊去给一位年轻姑娘看病。按惯常做法他应该把耳朵贴近姑娘的胸部来听心肺,但因为这位姑娘长得很胖,再加上雷奈克非常羞怯,以至于他不好意思用这种方法。怎么办?这时他回忆起了自己曾看到过的孩子们玩跷跷板的游戏——倾听通过木板传过来的划擦声。于是他拿了一叠纸,把它卷得紧紧的,把纸卷的一端放在姑娘的胸部,另一端贴在自己的耳朵上。此时他所听到的声音比他以前将耳朵直接贴在病人胸部所听到的声音要清晰得多,这让他又惊又喜。

为了改进这种仪器,雷奈克做了一根空心木管,并将木管的一端挖成大孔,把这一端放在病人的胸部,另一端贴在他的耳朵上,这时心脏的跳动声音就听得格外清楚了。这就是现代听诊器的构造原理。可是雷奈克没有用过“听诊器”这个名词,他一直把这根木管叫做“指挥棒”。

雷奈克成功研究了诊断心脏和肺部疾病的新方法——听诊法,并写了一本介绍听诊法的书。

雷奈克的健康状况一直不好。后来他染上了肺结核,致使他45岁就被病魔夺去了生命,但他发明听诊器的功劳将永远被人们牢记。

看地图的启示

魏格纳是一位德国气象学家。1910年的一天,他去医院看病。在医院的候诊室里,他一边看墙壁上的地图,一边等待治牙病。看着看着,地图上的一个非常有趣的现象吸引了魏格纳:大西洋两岸的轮廓竟是如此地相对应;巴西东端的突出部分与非洲的几内亚湾,就像一张纸剪开来那样吻合;再仔细看下去,巴西海岸的每一个突出部分,都可以在非洲西岸找到相对应的海湾……

这时,他脑子里掠过一个惊人的念头:是不是非洲与美洲大陆曾经是连在一起的?魏格纳知道,回答这个问题需要超出气象学的知识。从此,他决心把这个问题搞清楚,开始向一个陌生领域进军。

魏格纳细察了大西洋两岸的山系和地层,发现在它们之间处处都能连接起来:非洲南端的开普敦山脉可以与南美的布宜诺斯艾利斯山连接;非洲高原和巴西高原的岩石一致;欧洲的煤层可以延续到北美洲;挪威和苏格兰的山系又恰好与北大西洋对岸的巴拉契亚山系北段衔接……此外,印度与马达加斯加岛、非洲之间的地层构造,南极洲与澳大利亚之间的地层构造,都可以找出对应关系。

在这个问题上,达尔文还帮了大忙。达尔文的考察证明,远隔重洋的大西洋两岸,有许多生物之间存在着亲缘关系。比如,有一种蜗牛,既发现于德国和英国,也分布于北美洲,而这种行动迟缓的动物是没有跨越大西洋的本领的;同样,在南美、非洲和澳大利亚都生活着一种淡水性肺鱼。在大陆上,还有许多的同类动物的化石,这些更是有力的证明。

魏格纳吸收了地质学和古生物学的知识,又参加了格陵兰探索。他在穷搜博览,多方查证,获得了多方面的证据之后,认为地壳的硅铝层是漂浮于硅镁层之上的,并提出全世界的大陆在古生代石炭纪以前,是一个统一的整体,即原始大陆,在它周围是辽阔的海洋。后来,特别是中生代末期,这个原始大陆在天体引潮力和地球自转所产生的离心力的作用下而破裂成几块,在硅镁层上分离漂移,逐渐形成今日世界上大洲和大洋的分布情况。

魏格纳这个“大陆漂移说”在解释诸如大陆移动的原动力、浑源地震、造山构造等一些重大问题时遇到了困难,故沉寂了近半个世纪。自20世纪60年代“板块构造理论”的提出之后,大陆漂移说在新的科学资料基础上获得了新的含义,又为人们所重视。近年来,大陆漂移和板块构造的理论得以迅速地充实和发展,已逐步为世界科学界所承认,并开始应用于对大自然的认识和改造中。

烟灰与电池的故事

16世纪中叶,意大利的沃尔塔发明了传统的化学反应电池。其方法是把银片和铜片都浸入水中,向水中加金属盐,连接两个金属片的电线就产生出电流。但这种方法有不少缺点——金属盐对反应槽会起腐蚀作用,而且靠加金属盐形式的电流不稳定。

到了20世纪30年代末,美国发明家伯特·亚当斯决心对这种电池进行革新改进。他产生了一个大胆的设想:只用水做介质,以消除这些弊病。他用镁做阳极,用氯化铜做阴极,使用水做介质就可以产生电流,但电流太微弱了。小小的电流表上的指针总是做不出较大的摆动。但是亚当斯是一个坚韧不拔的人,他仍然顽强地将实验继续下去。

亚当斯是一个烟瘾很大的人,总是烟卷不离手,烟灰不断洒落在地上,即使在搞实验时,也是如此。

一次,他坐在家里的旧椅子里,焦急地注视着火炉上的坩埚,熔化的金属冒着火焰,照亮了阴暗的房间。坩埚中的混合物发出一股呛人的怪味,又一埚氯化铜要炼好了。可是正在这时,亚当斯手中烟卷长长的烟灰落到了坩埚里。

“糟了!”亚当斯心想。他无可奈何地怀着侥幸心理做好了电极,并把它装到捡来的婴儿罐头盒中。当他把自己的土电池加上水,接上电流表之后,电流表的指针猛然跳了起来,盼望已久的大电流终于出现了。“得到了!得到了!”亚当斯用力摇醒妻子,以至妻子艾玛以为他被烫着了。

事后亚当斯分析,一定是烟灰中含的碳产生了作用。于是他在合金中加入各种含碳物质进行实验,包括木炭、硬煤,甚至食用糖。每天夜里艾玛都周期性地被七八个在黑暗里闪烁的灯泡和慌忙起身的亚当斯吵醒。最后,这种水介质电池终于成功了,它可以仅仅加水就能长期使用,并且输出电流稳定,具有广阔的使用前景。1940年左右,亚当斯申请并取得了美国专利。

在第二次世界大战中,美国政府擅自利用亚当斯的发明,同很多公司签订合同,生产了至少100万只这种电池,将其用于气象、侦察气球和飞行员的救生装置中。贫困的亚当斯不仅不名一文,而且一无所知。当亚当斯于1953年知道这些后,怒不可遏,并于1960年向当时专门受理控告政府案件的克雷姆法院起诉,控告政府侵权。1966年,最高法院宣布亚当斯胜诉。美国政府为亚当斯支付了250万美元的赔偿费。如今,亚当斯的发明随着气球奔向同温层,跟着考察队登上南极洲,伴随着潜艇沉浮在海洋中,为人类进步事业作出了贡献。