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  • 维生素C的发现和商业化历程

    1928年美籍匈牙利生化学家阿尔伯特·森特·哲尔吉(Albert Szent-Gyorgyi)在英国化学家弗雷德里克·霍普金斯(Fre...快速预览

    哲尔吉维生素C诺贝尔生理学或医学奖

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    维生素C的发现和商业化历程

    哲尔吉维生素C诺贝尔生理学或医学奖

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    1、维生素C的发现史


    坏血病,是几百年前人类就知道的疾病,但是由于以前人类对它发生的原因不了解,当时被称作不治之症,且死亡率很高。


    一直到1911年,人类才确定它是因为缺乏维生素C而产生的。


    在18世纪,坏血病在远洋航行的水手中非常普遍(他们远离陆地,缺乏新鲜水果和蔬菜);也流行在长期困战的陆军士兵中、长期缺乏食物的社区、被围困的城市、监狱犯人和劳工营中。


    例如140年前加州的淘金工人和90年前阿拉斯加的淘金工人都有大批的坏血病病例。


    坏血病开始的时候症状是四肢无力,精神消退,烦躁不安,做任何工作都易疲惫,皮肤易红肿。


    病人会觉得肌肉疼痛,精神抑郁。然后他的脸部肿胀,牙龈出血,牙齿脱落,口臭。


    皮肤下大片出血(看来像是严重的打伤)。最后是严重疲惫﹑腹泻呼吸困难,骨折,肝肾衰竭而致死亡。


    早年航海人员因坏血病死亡的灾难不可枚举,因为他们在航行时的食物是面饼、鱼和咸肉,只含有很少的维生素C。


    1497年7月9日到1498年5月30日,葡萄牙航海家达伽马发现绕过非洲到达印度的航线,他的160个船员中,有100多人死于坏血病。


    1519年,葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向太平洋进发。


    三个月后,有的船员牙床破裂了,有的船员流鼻血,有的船员浑身无力。待船到达目的地时,原来的200多人,活下来的只有35人。


    但是人们对此找不出原因。


    1536年法国探险家卡蒂亚在发现圣劳伦斯河之后,溯流而上抵达魁北克过冬。


    探险队中24人死于坏血病,其它多人也都病重。有一位印第安人教他们饮用一种arbor vitae(Thuja occidentalis)树叶泡的茶,就治好了这些人。


    后来发现这种树的叶子里每100克含有50毫克的维生素C。


    西班牙征服墨西哥的荷南·科尔蒂斯将军,在1536年占领下加州下加利福尼亚后,因为水手多数患坏血病而回师,以致没有继续侵占加州本部。


    1577年一艘西班牙大帆船漂流在马尾藻海海面上,发现时所有的船员都死于坏血病。


    相对于在15世纪中国明朝的郑和多次率领下西洋的事迹记载,并无发现有大量船员因长期航行而染上坏血病而死,这与当时郑和船队带备蔬菜和水果有关,亦可见蔬菜和水果内的物质(后来发现是维生素C)对防治坏血病有很大的帮助。


    1734年,在开往格陵兰的海船上,有一个船员得了严重的坏血病,当时这种病无法医治,其它船员只好把他抛弃在一个荒岛上。


    待他苏醒过来,用野草充饥,几天后他的坏血病竟不治而愈了。


    诸如此类的坏血病,曾夺去了几十万水手的生命。


    1740年冬,英国海军上将安森率领961水手乘6艘船远征。


    1741年6月抵达胡安费尔南德斯群岛时只剩下335人,半数以上的船员死于坏血病。


    当时海军上将霍金斯发现长期航海时海员发生坏血病的机会和只吃干粮的时间成正比例。


    如果他们能够吃到新鲜食物,包柑橘类水果,就会迅速复原。


    因为新鲜的蔬菜水果是在船上最难保存的食物,所以英国海军致力研究发展其代用品。


    英国海军医官詹姆斯·林德在船上做了这个很著名的实验,12个严重的坏血病海员,大家都吃完全相同的食物,唯一不同的药物是当时传说可以治疗坏血病的药方。


    两个病人每天吃两个橘子和一个柠檬,另两人喝苹果汁,其它人是喝稀硫酸,酸醋,海水,或是一些其它当时人认为可治坏血病的药物。


    6天之后,只有吃新鲜柑橘水果的两人好转,其它人病情依然。Lind继续研究,1753年出版了《坏血病大全》(A Treatise>

    英国的著名探险家库克船长最为人称道的是他控制了可怕的坏血病。


    他在1768年到1780年间三次远航太平洋,他的船员有些生病,但是没有一人丧生于坏血病。


    而他同时许多其它探险船队中,坏血病依然猖獗。库克防治坏血病的贡献,使得伦敦皇家学会选他为会员,并授予他Coply奖章。


    每次航行靠岸时,库克都命令船员上岸购买水果蔬菜及绿色植物来补充营养。


    有一次他在旗舰Endeavour上带了7860磅的德国酸白菜(Saukerkraut),船上70人一年航程中每人每周有两磅的供给。


    酸白菜含有丰富的维生素C,每100克含有50毫克。


    虽然在霍金斯上将之后有经验的航海家都知道用柠檬汁代替柑橘类水果,可以防治坏血病,但是柠檬汁价格昂贵,贮藏不易,船长和船公司都觉得宁信其无,可以不用就不用。


    对柠檬汁的效果,公众也是存疑,在医学界也是争议不断。


    1795年林德去世,林德人微言轻,他的实验结果也湮没无闻。


    但是另一位英国医生布莱恩相信林德的结果,1795年布莱恩因为是英王御医而被任命为英国海军医疗委员会委员,由于他的努力,英国海军部才通令每个海军官兵每天都必须饮用3/4盎斯柠檬汁。


    1796年英国海军中坏血病病例大幅降低。英国海军战力倍增,在1797年击败西班牙舰队,缔造了大英日不落帝国。


    虽然英国海军部采用了柠檬汁,商业部却自行其是,因而坏血病在英国商船上仍然猖獗不止。


    70年之后,英国商业部在1865年才规定商船上的海员也必须每天服用柠檬汁。


    但那时还不知柠檬中的什么物质对坏血病有抵抗作用。


    1907年霍尔斯特和弗洛里奇发表使用天竺鼠做坏血病实验的论文。


    他们观察到老鼠和其它的动物都不会生坏血病,只有天竺鼠和人类相似,在禁绝新鲜蔬果后会产生坏血病。


    这是为什么现代的医药研究一定要用天竺鼠做实验,所得的结果才能推引到人类的疾病上。


    我们知道天竺鼠和灵长类(包括人类)都不能自己制造维他命C,其它的动物都能在肝脏或肾脏中制造维他命C。


    人类大多数的疾病,都很少见于其它动物。动物受伤和疾病之后都可以很快地自行复原,只有人类因为不能自行生产维他命C而需要医生的专业服务。


    1912年,波兰裔美国科学家卡西米尔·冯克,综合了以往的试验结果,发表了维生素的理论。


    他认定自然食物中有四种物质可以防治夜盲症,脚气病,坏血病,和佝偻病。


    这些物质被丰克称为 “维持生命的胺素(Vitamine)”,因为拉丁文中的vita意思是生命。


    冯克以为这些物质都含有氮或胺基,所以加上胺素Amine的结尾。后来发现有些物质并不含氮,所以改称为Vitamin,中文称为维生素或维他命,四种物质分别被称为维生素A,维生素B,维生素C和维生素D。


    中文分别称为维生素甲,维生素乙,维生素丙,和维生素丁。后来发现的就依英文字母顺序一直排到维生素K。维生素B里面又发现有许多不同成份,就有了维生素B1、B2、B3、B6及B12等名称。


    1920-1930年代,有机化学家群起研究维他命,试探在食物中分析维他命并确定它们的化学成份。


    1928年美籍匈牙利生化学家阿尔伯特·森特·哲尔吉(Albert Szent-Gyorgyi)在英国化学家弗雷德里克·霍普金斯(Frederick Hopkins)的实验室中成功地从牛的副肾腺中分离出1克纯粹的维他命C。


    霍普金斯也因为维生素C和人体内氧化反应的研究获得1932年的诺贝尔医学奖。


    1928年他发表论文,确定维生素C的化学分子式是C6H8O6,所以称之为Hexuronic acid。


    1929年他到美国明尼苏达州罗彻斯特的梅奥医学中心做研究,附近的屠宰场免费供给他大量的牛副肾,他从中分离出25克的维他命C。


    他将一半提炼出纯粹的维他命C送给英国的醣类化学家沃尔特·沃斯(Walter Haworth)进行分析工作。


    可是那时技术尚不成熟,沃斯没有能确定维他命C的结构。


    1930年哲尔吉回到匈牙利,发现匈牙利的辣椒中含有大量的维他命C。


    他成功地从中分离出1公斤纯粹的Hexuronic acid,并再送一批给沃斯继续分析。


    1932年美国匹兹堡的化学家查尔斯·金(Charles King)从哲尔吉的学生乔知道他鉴定Hexuronic acid就是维他命C,就抢先在Nature杂志上发表这个结果。


    但是1937年的诺贝尔生理学或医学奖还是颁给哲尔吉,因为他对维他命C和人体内氧化反应的研究。


    沃斯决定了维他命C的正确化学构造。并且用不同的方法制造出维他命C,而获得了1937年的诺贝尔化学奖。


    哲尔吉和沃斯最后决定将维他命C命名为抗坏血酸Ascorbic acid。


    哲尔吉是第一位在本土获得诺贝尔奖的匈牙利科学家,成为匈牙利家喻户晓的人物。



    阿尔伯特·森特·哲尔吉(1893.9.16-1986.10.22)


    2、维生素C的商业发展史


    1933年瑞士化学家 塔德乌什·赖希施泰因(Tadeus Reichstein)发明了维生素C的工业生产法。


    此法是先将葡萄糖还原成为山梨醇,经过细菌发酵成为山梨糖,山梨糖加丙酮制成二丙酮山梨糖(Di-acetone sorbose),然后再用氯及氢氧化钠氧化成为二丙酮古洛酸DAKS(Di-acetone-ketogulonicacid)。


    DAKS溶解在混合的有机溶液中,经过酸的催化剂重组成为维生素C。


    这个方法的专利权在1934年被罗氏公司购得,成为50余年来工业生产维生素C的主要方法。


    罗氏公司也因此独占了维生素C的市场。


    1948年美国东部流行SARS(旧称非典型性肺炎),1949年全世界流行小儿麻痹症,各国各地医师束手无策,只能隔离病人,防止传染。


    美国南卡洛林纳州的弗莱德·科伦纳医师用静脉注射维生素C治愈了许多这两种病人。


    科伦纳发现静脉注射维生素C可以治疗所有病毒感染的疾病,如肝炎,脑炎,流行性感冒以及许多其它急性和慢性的病症。


    他的经验和许多其它使用维生素治病的报告都被医药界忽略。


    医药界追求的是高利润的专利药物及疫苗,没有专利权的维生素都受到排斥和压制。


    1959年美国生化学家伯恩斯发现人类和灵长类动物会得坏血病,是因为他们的肝脏中缺乏一种酶——古罗糖酸内酯氧化酶(L-gulonolactone oxidase),它是将葡萄糖转化为维生素C的四种必要酶之一。


    因此人必须从食物中摄取维生素C,才能维持健康。


    其它的哺乳动物都在肝脏中自行制造维生素C,两栖动物及鱼类则在肾脏中制造维生素C。


    许多人类特有的疾病,如伤风,感冒,流行性感冒,肝炎,心脏病及癌症,在动物中都少见,这些疾病都是因为人体不能自行制造维生素而产生的。


    1980年在中国科学院北京微生物研究所的研究员尹光琳发明“维生素C二步发酵新工艺”,大幅改进了赖希斯泰因的一步发酵法,减低维生素C的生产成本。


    此法先将葡萄糖还原成为山梨醇,经过第一次细菌发酵成为山梨糖,再经过第二次细菌发酵转化为KGA(2-keto-gulonicacid),最后异化成为维生素C。


    这项专利的国际使用权于1985年出售给瑞士罗氏公司,是当时中国对外技术转让中最大的项目。


    罗氏得到了专利但是并不使用,仍然沿用旧有的赖希斯泰因的一步发酵法。


    它的目的是要防止其它外国公司使用新法与其竞争。这项专利在中国的国内使用权并没有卖断给罗氏公司,到了1990初期中国国内成立了26家药厂用二步发酵法生产维生素 C。


    1981年凯斯卡特赖希斯泰因医师发现用腹泻测定人体的维生素C饱和量的方法。


    口服过量维生素C会产生腹泻。


    腹泻显示人体所有器官的维生素C到达饱和。正常的人维生素C饱和量是每天4-15克。


    有病的人维生素C饱和量大幅增加,病情越严重,维生素C饱和量越高,甚至可以高到每天200克。


    每天口服略低于饱和量的维生素C,是治疗各种感染疾病的验方。


    凯斯卡特医师用饱和量维生素C的方法,成功治愈7000综感冒、流行性感冒、非典型肺炎、急性单核血球病(昏睡症Acute Mononucleosis)、急性肝炎、干草热、气喘病、外伤Trauma、手术创伤、烧伤、背痛、关节炎、猩红热、泡疹、带状泡疹等症。


    这个方法解决了60年来使用维生素C治病的争议,就是维生素C治病的剂量问题。


    以前许多实验显示维生素C无效,是因为剂量没有达到维生素C饱和量的原故。


    1990年代大众也体认到西方医药的限制和缺陷,而寻求另类医药(Alternative Medicine)。中医、中药、传统草药、针灸、喻咖等渐渐流行,各种维生素销量也都大幅增加。


    国际几家大维生素生产商为了长期垄断维生素市场,获得高额利润,曾违反市场竞争规则,达成秘密的价格联盟,划分市场范围,以期控制市场价格。


    维生素C的三大药厂瑞士的罗氏公司,德国的巴斯夫和日本的武田制药形成维生素C垄断集团,维生素C价格从1973年的4美元每千克提高到1994年的18美元每千克。


    在维生素C的国际高价的引诱之下,中国的许多药厂纷纷采用二步发酵法试图打入国际市场。


    1996年国际维生素C垄断集团就为打击中国药厂开始降价竞争,每个月降价10%。到1997年时维生素C价格跌到4美元每千克,迫使中国的26家维生素C药厂关闭了22家,只剩下四巨头东北制药、石药维生药业、华药维尔康药业和江苏江山药业苦撑。


    到2002年,价格跌到谷底2.3美元。


    有趣的事是国际维生素C垄断集团自食恶果,不堪亏损而全部倒闭或解体,武田制药的维生素C厂卖给巴斯夫并且停产,罗氏公司的维生素C厂卖给荷兰的DSM。


    1992年马蒂亚斯·拉思(Mathias Rath)医师和鲍林发表《根绝心脏病宣言》(Call to Abolish HeartDiseases),宣称维生素C可以治疗心脏和血管的各种病症。


    他们并且推广治疗心脏病的鲍林药方(Pauling Recipe),其中的成分是维生素C与两种氨基酸赖氨酸和脯氨酸。他们认为这三种化合物同服可以防止及清除冠状动脉的阻塞。


    1994年十月,美国克林顿总统签署《膳食补充剂健康教育法》(Dietary Supplement Health and Education Act, DSHEA)明定民众有权利贩卖和选用各种营养添加剂,政府不得禁止或干涉。


    此法案的起因是美国的医药集团及美国食品药物管理局游说国会,促请通过法令将维生素等营养剂划归为需要医师处方的药品。


    一旦维生素成为处方药,民众不准随意购买,药厂就可以提高价格,增加利润。


    但是消息传出后举国哗然,国会为民意所驱,反而无异议通过DSHEA法案,保障民众服用营养剂的权利。


    医药集团在美国的挫败促使他们改弦更张,试图在联合国的营养管理委员会Codex Alimentarius架构下控制维生素药物的销售管道。


    营养管理委员会是德国药厂控制下的组织,从1996年就设法通过将维生素等营养剂划归为需要医师处方药品的议案。


    此议案如果通过,世界各国(包括美国)都必须遵守,否则会遭受世界贸易组织的制裁。莱斯医师每年趁Codex Alimentarius在德国开会期间,都号召群众在会场前游行示威,反对此议案。


    致使此案迄今仍未能通过。


    1999年5月,美国司法部的反托拉斯小组控诉获胜,令当时世界最有实力的维生素厂商自食苦果,为他们的价格操纵行为支付了9.9亿美元的罚金。


    由于世界上最大的9家维生素生产企业操纵维生素C的销售价格,涉案金额高达50亿美元,不但增加了可口可乐、宝洁等大用户的生产成本,而且严重损害了消费者的利益。


    美国司法部指控瑞士罗氏公司是价格卡特尔的始作俑者,对其罚款5亿美元,德国BASF被罚2.25亿美元,其它被罚款者分别是比利时、德国、法国和日本的维生素生产企业。


    罗氏公司最高级主管承认罪行并进入美国监狱服刑。2001年11月,欧盟也对上述维生素制造商处以高达8.55亿欧元的罚款,其中罗氏公司为4.62亿欧元,BASF为2.96亿欧元。


    2000年全球维生素C的产量为8万吨,2001年猛增到10万吨,而这两年国际市场的需求量也就在8.5万吨左右徘徊,突出的供需矛盾是2001年国际维生素C原料市场竞争最激烈的根本原因,期间维生素C原料每公斤的市场价最低曾降到每公斤2.3美元。


    2002年初,随着国际两大巨头罗氏公司以及德国巴斯夫的战略调整,罗氏公司将维生素C业务出售给荷兰的DSM,巴斯夫收购日本武田的维生素C生产线并停止生产。


    国外企业的产量减少,中国出口的维生素C占了世界市场的80%。


    2001年中国政府维他命C为协调低价无序竞争局面,在中国医药保健品进出口商会的牵头下,包括四巨头在内的国内维他命C企业召开了一次行业会议,讨论发展问题,以及协商各自的出口量,并且后来形成了每年的例会。


    2002 年5 月1日开始,维他命C被列为海关审价、商会预核签章的管制出口商品。


    2002年的严重急性呼吸系统综合症(SARS)危机时,莱斯医师在香港和新加坡刊登巨幅广告,忠告华人大众非典不是绝症,是可以用维生素C治疗的。


    非典的阴霾引起亚洲的维生素C抢购风潮,维生素C价格飙到16美元每千克。


    在非典流行时期,拜耳公司生产的“力度伸维C泡腾片”被抢购一空,除国内生产线连续运转生产外,还从阿根廷紧急调运10万盒100万支“力度伸”,法国、澳大利亚以及阿根廷的“力度伸”生产基地也全部三班轮转、夜以继日生产,供给中国市场。


    但是危机一过,维生素C价格又跌回到4美元每千克。


    2004年石药集团维生药业一条15000吨的维他命C生产在献县,总产量达到每年3万吨。


    其它的维他命C药厂都在等待另一波的削价竞争。


    2005年6月,美国两家企业以“商会组织协调价格涉嫌价格合谋”为理由对中国维他命C四巨头提起反垄断诉讼。


    2006年2月,美国两家企业再一次在不同法院提起诉讼。随着诉讼的展开,国际维他命C价格也开始下滑。


    由于中国维他命C占据了美国市场85%的市场份额,所以诉讼的成败对于国内维他命C企业来说关系重大,也导致了国内外维他命C大厂轮番停产。


    2005年9月荷兰帝斯曼集团(DSM)宣布正式关闭其在美国新泽西的贝尔维迪尔(Belvidere)维他命C原料药厂,该厂的维他命C原料年生产能力为15000吨。


    2005年12月德国巴斯夫公司宣布设在丹麦格兰纳(Grenna)的维他命C生产车间将停产,此生产车间的年产能为4000吨。


    2006年停产风潮波及国内维他命C四巨头,1月间年产量2万多吨的华药维尔康药业停产30天。


    4月初年产量2万吨的江山制药也进入停产阶段,4月中年产量为3万吨的石药维生药业亦开始进入停产阶段。而年产量约2.3万吨的东北制药则表示还没有停产计划,但正在考虑。


    这四家企业总产量接近10万吨,占据了国内市场90%以上的份额,出口量占87%,在国际市场上占据着一半以上份额。


    中国人在人类与病毒的抗争上充当着关键性的角色。


    中国人口众多而且居住密集,是病毒最容易传染的地区,也是受病毒残害最深的地区。


    例如,许多流行性感冒的病毒都发源于中国,SARS病毒也是首先在中国出现的,并且死于SARS的90%是中国人。


    维生素C在抗病毒和预防病毒性传染病方面具有很高的应用价值。


    中国逐渐跃居成为维生素C生产的领导地位,但是,中国人服用维生素C的平均剂量,远逊于欧美和日本。


    如果我们普遍认识到维生素C预防和治疗病毒传染病症的原理并且按量服用,就可以预防很多病毒的传播。

    维生素C的真正效用,会显示在治疗禽流感,SARS和AIDS等更严重的病毒传染病上。



    维生素C的化学分子式


    3、如何选择合适的维生素C补充途径


    维生素C的国家推荐每日摄入量RDA只有60mg,仅仅是一个橙子的量。而最佳每日摄入量ODA是2000mg,这中间相差了1800mg,足以决定两个人截然不同的健康水平。


    由于2000mg相当于22个橙子,一般人显然一天吃不了这么多橙子.......所以额外服用维生素C补充剂是有必要的,至少会使你的机体更加充满活力。


    正是因为这层原因,保健品市场开始大做文章,维生素C补充剂参差不齐。


    留意一下就会发现,有泡腾片、咀嚼片、药片,甚至还有软糖形式的维生素C。价格浮动也很大,19.9-118不等,这还不算我那两块钱一瓶的维生素c。


    如果大家真的只是想补充维生素C,建议购买药店药字准(红色OTC标识)的维生素C,药用维生素C浓度高,一片浓缩了100mg维生素C,而且价格超级美丽哦。


    各位读者千万不要过量食用药字准维生素C哦,请遵照医嘱或者说明书用量来服用就好。


    更健康的选择是,大家可以直接食用新鲜的橙子,橙子是最健康、最易吸收的维生素C来源。

    总之,维生素C是个好东西,就算不生病,平时多补充一些也是大有裨益的。


    但是,如果买很贵的而且添加了一堆色素、香精或者碳水化合物等成分的保健品维生素C,补充了一丁点维生素C却吃进去不少添加剂的话,就得不偿失了。



    水果是人体补充维生素C的最佳来源


    本文系颗粒在线根据网络资源整理编辑。

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  • 科学史上十大经典物理实验

    物理是什么?物理是来自于实验的自然科学,实验对于物理学的前进与发展起着至关重要的作用。可能很多人认为物理实验是枯燥、繁琐、无聊的,但事...快速预览

    物理伽利略牛顿油滴实验科学史

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    科学史上十大经典物理实验

    物理伽利略牛顿油滴实验科学史

    颗粒在线 | 2天前

    


    物理是什么?


    物理是来自于实验的自然科学,实验对于物理学的前进与发展起着至关重要的作用。


    可能很多人认为物理实验是枯燥、繁琐、无聊的,但事实上,真正优秀的实验必须首先是美丽的。


    下面就是世界知名物理学家们联合评选出的物理学史上十大最美丽的实验。


    这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成的,最多有一两个助手。


    所有的实验都“抓”住了物理学家眼中“最漂亮”的科学之魂,这种漂亮是一种经典概念:使用最简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念。


    十大经典物理实验犹如十座历史丰碑,扫开人们长久的困惑和含糊,开辟了对自然界的崭新认识。


    从十大经典物理实验评选本身,我们也能清楚地看出 2000 年来科学家们最重大的发现轨迹,就像我们“鸟瞰”历史一样。


    第10名:傅科钟摆实验



    2001年,科学家们在南极安置一个摆钟,并观察它的摆动。他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。


    1851年,法国科学家傅科在公众面前做了一个实验,用一根长220英尺的钢丝将一个62磅的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下,观测记录它前后摆动的轨迹。


    周围观众发现钟摆每次摆动都会稍稍偏离原轨迹并发生旋转时,无不惊讶。


    实际上这是因为房屋在缓缓移动。


    傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。


    在巴黎的纬度上,钟摆的轨迹是顺时针方向,30小时一周期。


    在南半球,钟摆应是逆时针转动,而在赤道上将不会转动。


    在南极,转动周期是24小时。


    第9名:卢瑟福α粒子散射实验



    1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能实验时,原子在人们的印象中好像是“葡萄干布丁”,大量正电荷聚集的糊状物质,中间包含着电子微粒。


    但是他和他的助手发现向金箔发射带正电的α微粒时有少量被弹回,这使他们非常吃惊。


    卢瑟福计算出原子并不是一团糊状物质,大部分物质集中在一个中心小核上,现在叫作核子,电子在它周围环绕。


    第8名:伽利略的斜面实验



    伽利略提炼他有关物体移动的观点。


    他做了一个6m多长、3m多宽的光滑直木板槽,再把这个木板槽倾斜固定,让钢球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量钢球每次下滑的时间,研究它们之间的关系。


    亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的:铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。


    伽利略却证明钢球滚动的路程和时间的平方成比例:两倍的时间里,铜球滚动了4倍的距离,因为存在恒定的重力加速度。


    第7名:埃拉托色尼测量地球圆周长



    古埃及有一个现名为阿斯旺的小镇。


    在这个小镇上,夏至日正午的阳光悬在头顶,物体没有影子,阳光直接射入深水井中。


    埃拉托色尼是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长。


    在以后几年里的同一天、同一时间,他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方向偏离了大约7°。


    假设地球是球状,那么它的圆周应跨越360°。


    如果两座城市成7°,就是7/360的圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离。


    因此地球周长应该是25万个希腊运动场。今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托色尼的测量误差仅仅在5%以内。


    第6名:卡文迪什扭秤实验



    牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律,但是万有引力到底多大?


    18世纪末,英国科学家亨利·卡文迪什决定要找出这个引力。


    他将小金属球系在长为6英尺(1英尺等于0.305米)木棒的两边并用金属线悬吊起来,这个木棒就像哑铃一样。


    再将两个350磅(1磅等于0.4536千克)的铜球放在相当近的地方,以产生足够的引力让哑铃转动,并扭转金属线。


    然后用自制的仪器测量出微小的转动。


    测量结果惊人地准确,他测出了万有引力恒量的参数,在此基础上卡文迪什计算地球的密度和质量。


    卡文迪什的计算结果是地球的质量为6.0x1024kg。


    第5名:托马斯·杨的光干涉实验



    在多次争吵后,牛顿让科学界接受了这样的观点:光是由微粒组成的,而不是一种波。但牛顿也不是永远正确的。


    1830年,英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观点。


    他在百叶窗上开了一个小洞,然后用厚纸片盖住,再在纸片上戳一个很小的洞。让光线透过,并用一面镜子反射透过的光线。


    然后他用一个厚约三十分之一英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。


    这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子学说的创立起到了至关重要的作用。


    第4名:牛顿的色散实验



    牛顿出生那年,伽利略与世长辞。


    牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院,因躲避鼠疫在家里呆了两年,后来顺利地得到了工作。


    当时大家都认为白光是一种纯的没有其他颜色的光(亚里士多德就是这样认为的),而彩色光是一种不知何故发生变化的光。


    为了验证这个假设,牛顿把一面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜,光在墙上被分解为不同颜色,后来我们称作为光谱。


    人们知道彩虹的五颜六色,但却不知其原因。


    牛顿的结论是:正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光,如果你深入地看看,会发现白光是非常美丽的。


    第3名:密立根的油滴实验



    很早以前,科学家就在研究电。


    人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中得到,也可以通过摩擦头发得到。


    1897年,英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成的。


    1909年,美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。


    密立根用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。


    小盒子的顶部和底部分别连接一个电池,让一边成为正电极,另一边成为负电极。


    当小油滴通过空气时,就会吸一些静电,油滴下落的速度可以通过改变电板问的电压来控制。


    密立根不断改变电压,仔细观察每一颗油滴的运动。


    经过反复试验,10年后,密立根得出结论:电荷的值是某个固定的常量,最小单位就是单个电子的带电量。


    第2名:伽利略的自由落体实验



    在16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快,因为伟大的亚里士多德已经这么说了。


    伽利略,当时在比萨大学任职,他大胆地向公众的观点挑战。


    著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事:他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家看到两个物体同时落地。


    枷利略挑战亚里士多德的代价也使他失去了工作,但他展示的是自然界的本质,而不是人类的权威,科学作出了最后的裁决。


    第1名:托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验



    牛顿和托马斯·杨对光的性质研究得出的结论都不完全正确。


    光既不是简单地由微粒构成,也不是一种单纯的波。


    20世纪初,普朗克和爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。


    但是其他实验还是证明光是一种波状物。


    经过几十年发展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理:光子和亚原子微粒(如电子、光子等等)是同时具有两种性质的微粒,物理上称它们具有波粒二象性。


    将托马斯·杨的双缝演示改造一下可以很好地说明这一点。


    科学家们用电子流代替光束来解释这个实验。


    根据量子力学,电粒子流被分为两股,被分得更小的粒子流产生波的效应,它们相互影响,以至产生像托马斯·杨的双缝演示中出现的加强光和阴影。


    这说明微粒也有波的效应。


    科学实验是物理学发展的基础,又是检验物理学理论的惟一手段,特别是现代物理学的发展,更和实验有着密切的联系。现代实验技术的发展,不断地揭示和发现各种新的物理现象,日益加深人们对客观世界规律的正确认识,从而推动物理学的向前发展。

    从十大经典物理实验评选本身,我们也能清楚地看出 2000 年来科学家们最重大的发现轨迹,就像我们“鸟瞰”历史一样。


    读史使人明智,科学使人深刻。


    让我们一起相遇在这些物理史上美丽的时刻吧!


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  • 查德威克与中子的发现

    1891年10月20日,著名实验物理学家詹姆斯·查德威克(James Chadwick)在英国柴郡宝灵顿出生。他这一生对科学的最大...快速预览

    查德威克中子原子核物理学科学史

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    查德威克与中子的发现

    查德威克中子原子核物理学科学史

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    1891年10月20日,著名实验物理学家詹姆斯·查德威克(James Chadwick)在英国柴郡宝灵顿出生。他这一生对科学的最大贡献是他发现了中子。



    詹姆斯·查德威克(1891.10.20-1974.7.24)


    查德威克主要从事原子核物理学的实验研究。


    中学时代的查德威克并未显现出过人天赋。他沉默寡言,成绩平平,但坚持自己的信条:会做则必须做对,一丝不苟;不会做又没弄懂,绝不下笔。因此他有时不能按期完成物理作业。


    而正是他这种不骛虚荣、实事求是、“驽马十驾,功在不舍”的精神,使他在科学研究事业中受益一生。


    进入大学的查德威克,迅即由于基础知识的扎实而在物理研究方面崭露超群才华。他被著名科学家卢瑟福看中,毕业后留在曼彻斯特大学物理实验室,在卢瑟福指导下从事放射性研究。


    两年后,由于他的“α射线穿过金属箔时发生偏离”的成功实验,获英国国家奖学金。


    正当他的科研事业初露曙光之际,第一次世界大战把他投入了平民俘虏营,直到战争结束,他才获得自由,重返科研岗位。


    1920年他通过铂、银和铜核研究α粒子的散射,直接测出了原子核的电荷,从而完全证实了卢瑟福的原子理论和关于元素的核结构以及核电荷数与元素的原子序数相等的结论。


    1923年,他因原子核带电量的测量和研究取得出色成果,被提升为剑桥大学卡文迪许实验室副主任,与主任卢瑟福共同从事粒子研究。


    中子的发现不仅改变了当时人们的物质结构的概念,同时还为研究和变革原子核提供了一种有力的手段,促进了核裂变研究工作的发展和原子能的利用。


    由于这一重要的发现,他获得了1935年诺贝尔奖物理学奖。


    战俘营里的实验室


    1914年第一次世界大战爆发,德、英两国成为敌对国,正在柏林的查德威克被德国当局当作英国“俘虏”拘押在鲁莱本的一个战俘集中营。据说查德威克在集中营里开始闷得发慌,找不到知音。


    后来来了一位英国青年军官埃利斯,查德威克以极大的热情向埃利斯讲解原子物理。战后埃利斯成了一个原子物理学家。


    他这种科学精神深得德国同行们的同情和赞赏。在德国科学院的努力交涉下,查德威克在集中营里建立起一座实验室,坚持作放射性实验研究。


    老师无意学生有心


    1920年圣诞节,卢瑟福在向少年儿童作有关原子物理学科普报告的时候,曾经提出一个很有启发性的问题,既然原子中有带负电的电子,也有带正电的质子,为什么就不可以有一种不带电的中性粒子呢?


    问者无意,听者有心。当时在场的查德威克对中性粒子产生了兴趣,从1921年起,他就从实验和理论两方面着手寻找中子。他指导格拉逊和罗伯茨从氢气放电实验中寻找,结果没有成功。


    1932的法国物理学家约里奥·居里夫妇用钋源中的α粒子轰击铍靶,产生穿透本领强的射线,用这种射线照射石蜡,发现石蜡经撞击后发射出质子来。他们误认为这种射线是γ射线,γ射线有一种新的作用,可以把石蜡中的质子打出来。


    查德威克以特有的敏感性感到需要重新审查这一实验结果,他发现这种射线的速率只有光速的1/10,不可能是γ射线。


    于是,他一方面用弹性碰撞的理论来分析,根据碰撞过程中的能量和动量守恒,确认这种中性射线是质量很大的中性粒子;中一方面用实验测得这种中性粒子的质量和氢核的质量几乎相等。


    就这样,查德威尔克终于在1932年发现了这种中性粒子,他采纳了美国化学家哈金斯的建议,把这种中性粒子叫做中子。


    与劳伦斯的友情


    查德威克于1932年发现了中子,中子的发现打开了原子核的大门,使原子核物理学有了划时代的进展,他因此荣获了1935年诺贝尔物理奖。


    美国物理学家劳伦斯由于发明了回旋加速器,为高能物理的研究提供了有力的实验工具,找到了打开粒子物理世界的一把钥匙,而荣获了1939年的诺贝尔物理奖。


    这两位不同国度的杰出物理学家在1933年索尔维会议上不期而遇,随后开始了热情的通信,进而成为亲密的朋友。


    1939年7月,由于劳伦斯的大力倡导,并派助手协助,查德威克在利物浦的回旋加速器终于产生了它的第一束加速粒子。


    在劳伦斯的助手瓦尔克的协助下,金赛承担了加速器的日常管理工作,金赛毕业于剑桥大学,他在卡文迪许实验室工作学习了一段时间以后,和劳伦斯一起工作了3年。


    1943年,查德威克率领一英国科学家来到美国的洛斯阿拉莫斯,参加原子弹的研制工作。


    查德威克与劳伦斯,通过他们的书信往来成为亲密的朋友,在初次见面十年以后,他们在曼哈顿工程中再次相会,重温旧好。


    为了科学的发展、世界的和平、人类文明的进步,他们开始并肩工作。


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  • 普天之下,莫非土壤

    1900年10月19日,俄国著名土壤学家瓦西里·道库恰耶夫(Vasily Dokuchaev,1846.3.1~1903.11.8)创...快速预览


    在我国古代,一直存在着“社稷祭祀”的制度。


    以五色土建成的社稷坛包含着古代人对土地的崇拜,五种颜色的土壤,由全国各地纳贡交来,以表“普天之下,莫非王土”之意。


    现今保存最为完好的社稷坛是北京紫禁城内的明清两代社稷坛(位于北京天安门西侧:中山公园内)。


    社稷坛最上层五丈见方、铺垫着五种颜色的土壤:东方为青色、南方为红色、西方为白色、北方为黑色、中央为黄色,俗称“五色土”。


    五色即五方,大体上反映出我国的土壤分布情况。


    东面临海,地处长江流域,土壤长期处于被淹或排水不良的状况下,土壤中的氧化铁被还原成氧化亚铁而呈灰青色,故曰青土。


    南面高温高湿,矿物质高度分解,易溶部分随水冲洗流失,最终剩下氧化铁和氧化铝残留于土壤中,壤色呈红,故曰红土。


    西面干旱少雨,土壤以盐土和碱土为主,钙、镁和钠等盐类在土壤表层富集,形成碳酸钙、硫酸钙(石膏)和碳酸镁等白色的矿物质,故曰白土。


    北面寒冷湿润,微生物活动季节性分明(夏强冬弱),有机物质分解极慢,黑色腐殖质积累较多,故曰黑土。


    中部地处世界上最大的黄土分布区——黄土高原,土粒细小,土质松软,有机质含量较低,适宜耕种,是中华民族古代文明的发源地之一,故黄土居中。


    五色土是华夏传统文化的典型符号,数千年来被赋予无限美好的寓意。



    北京中山公园内社稷坛中的“五色土”


    我们的祖国,地大物博,山河秀丽,土壤又何止五色!


    如果你去过秀美的山城重庆,你就会被那里连绵起伏的紫色丘陵所陶醉。


    如果你去过平坦的东北平原,你就会被那里物产丰饶的黑土地所惊叹。


    如果你去过炽热的新疆吐鲁番,你就会被那里闻名天下的火焰山所折服。


    据书中所述,我国土壤类型由南向北分布着砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、黄褐土、棕壤、暗棕壤及棕色针叶林土 ;而由东向西则分布着黑土、黑钙土、栗钙土、棕钙土、灰棕漠土。


    在自然界中,不同地域的土壤不光有颜色的差别,而且同一种作物在不同土壤上种植,味道也千差万别,正因为如此,才有了诸如“库尔勒香梨”、“中宁枸杞”和“章丘大葱”等金字招牌。



    中国土壤分布图


    那么,这些千差万别的土壤到底是如何形成的呢?


    1900年10月19日,俄国著名土壤学家瓦西里·道库恰耶夫(Vasily Dokuchaev,1846.3.1~1903.11.8)创立了土壤发生学说,首次提出土壤是母质、气候、生物、地形和时间五大成土因素的产物。


    1941年,美国土壤学家汉斯·詹尼(Hans Jenny)发展了道库恰耶夫的土壤发生学说,提出了土壤形成的数学模型:s=f(cl,o,r,p,t ……),其中各字母意义如下:s(soil,土壤),cl(climate,气候),o(organism,生物),r(relief,地形)pgm(parent geological materials,母质),t(time,时间),f指函数,……指代尚未确定的其他因素。


    孕育绿色生命的土壤并非一日即成,而是历经长期的发育和演变才最终形成的。


    土壤的形成起源于地壳表层岩石的风化过程,坚硬的岩石在长期的风化作用下形成成土母质。


    母质是形成土壤的物质基础,它对土壤的形成过程和土壤属性均有很大的影响。一方面,不同母质因其矿物组成、理化性质的不同,在其他成土因素的制约下,直接影响着成土过程的速度、性质和方向;另一方面,母质对土壤理化性质有很大的影响,例如钾长岩风化后所形成的土壤有较多的钾,而斜长岩风化后所形成的土壤有较多的钙。


    气候对土壤形成的影响主要包括温度和湿度两个方面,温度影响土壤中物质的迁移、分解、合成和转化;而湿度将影响矿物的风化和合成、有机物质的合成与分解。


    实际上,水热两因子是共同作用的,只有二者互相协同,才能促进土壤的形成。


    例如在热带地区,只有在充足的水分条件下,高温才能促进原生矿物的深度风化,形成砖红壤,而在缺少水分的条件下,风化强度较弱,土壤便向燥红土方向发展。


    生物包括植物、土壤动物和土壤微生物等,是促进土壤发生发展最活跃的因素。由于生物的生命活动,吸收大量的太阳能,并将分散在岩石圈、水圈和大气圈中的营养元素富集到土壤表层,形成土壤腐殖质层,使土壤具备肥力特征,从而推动土壤的形成和演变。


    地形在成土过程中虽然不提供任何新的物质,但可以使物质在地表进行再分配,使土壤及母质在接受光、热、水等条件方面发生差异。


    时间是阐明土壤形成发展的历史动态过程,母质、气候、生物和地形等对成土过程的作用随着时间延续而加强。


    值得一提的是,人类活动对土壤发生演化具有独特的作用。


    如果简单地将人类的作用囊括在生物因素当中,这种观点就大大贬低了人类对土壤发生演化所起的作用。


    人类活动对土壤的影响有意识、有目的和定向的。而且,在不同的社会制度和生产力水平下,人类活动对土壤的影响及其效果有很大的差别。此外,人类对土壤的影响具有两重性。合理利用,则有助于土壤肥力的提升;利用不合理,就会破坏土壤质量。


    总之,人类活动通过影响其他五个传统因素来调节土壤的发育程度,对土壤发生演化起到不可忽视的作用。水稻土就是人类长期耕作形成的。


    当今世界,随着人口数量的不断增长,我们对土壤生产力的需求也不断增长。


    人类为了满足生活的需求,盲目提高土地复种指数、滥用化肥农药、工业污水灌溉、毁林开荒......这些对土壤肆无忌惮的掠夺行为势必会造成土壤侵蚀、土壤污染、酸化板结、土壤有机质含量急剧下降、土壤盐碱化及生物多样性丧失等问题。


    古语说:“皮之不存,毛将焉附?”


    土壤作为地球的皮肤,需要人类更多的关注和呵护。


    科学家测算出每形成1cm厚的土壤,大约需要15000年。


    保护土壤,就是保护我们自己。


    仰望星空,让我想起电影《火星救援》,男主人公马克·沃特尼因遭遇巨型风暴而被留在火星,成了太空鲁宾逊。清醒后的沃特尼发现自己远离地球家园,食物只够一个月的供应。幸好他天性幽默乐观,而且是个植物学专家,决定靠自己的力量生存下去,等到下次火星任务的到来,虽然这一等就要四年。沃特尼精心计算如何最大限度地利用他在这颗干旱星球上的时间,开始使用人类排泄物为贫瘠的火星土壤施肥,最终成功种植出土豆。这才有了四年后的救援行动。


    地球是人类目前发现的唯一一颗有生命存在的星球,那么,我们还有什么理由不去守护它呢?


    保护地球,刻不容缓。


    爱护脚下的土壤,刻不容缓!


    杜绝粮食浪费,就是最美的行动。


    本文系颗粒在线根据网络资源整理编辑。

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  • “发明大王”爱迪生背后的爱情故事

    托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison,1847年2月11日—1931年10月18日),举世闻名的美国电气学...快速预览

    爱迪生发明家发明大王科学史

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    “发明大王”爱迪生背后的爱情故事

    爱迪生发明家发明大王科学史

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    托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison,1847年2月11日—1931年10月18日),举世闻名的美国电气学家和发明家,被誉为“发明大王”。


    他一生共有2000多项创造发明,除了在电报、留声机、电灯、电影等方面的发明和贡献以外,他在矿业、建筑、化工等领域也都有不少著名的创造成就与真知灼见。


    爱迪生之所以能够成功,一来是靠自己的聪慧和勤奋,二来也离不开爱情的滋养和家庭的支持。


    正如那句话所说的:每一个成功男人背后都有一个伟大的女人。


    而爱迪生,他不仅有这种女人,而且有两个。


    1、第一位女人——玛丽


    不期而遇


    1871年的某一天,天上大雨滂沱,爱迪生拿着伞从实验室走下楼,忽然看见两个年轻的小姐在门口避雨。


    “我把伞借给你们吧,好吗?”爱迪生关切地问。


    两位小姐都显得羞涩拘谨,未敢做出回应。


    片刻,年龄小些的小姐低声地答道:“那么,就谢谢您了。”


    然后从爱迪生手中接过伞便笑盈盈地离开了。


    不期而遇后,爱迪生当即被深深地吸引住了。


    (前面提到爱迪生身后有两个女人,但指的并不是这两位。这两位小姐是一对姐妹,姐姐叫玛丽·史迪威,妹妹叫爱丽丝·史迪威。爱迪生爱上的是姐姐玛丽。)


    圣诞节的婚礼


    四月刚经历丧母之痛的爱迪生急需一段爱情来滋养。


    一伞钟情之后,爱迪生便对玛丽展开了“凶猛的”追逐。


    爱迪生一有空,就跑到玛丽工作的车间去看望她,给她讲各种稀奇好玩的事物。


    玛丽发现,爱迪生聪慧过人,很有想法,且尤其佩服他在工作时一丝不苟的精神,对爱迪生颇有好感。


    不久后,两个人相恋了。


    爱迪生常年忙于事业,在实验室呆的时间比家里还长。因此,他把玛丽调到自己的实验室工作。


    两个人三观相合,情意浓浓。恋爱半年多后便步入了婚姻的殿堂。


    1871年12月25日,爱迪生和玛丽在圣诞节这一天举行了婚礼。


    当婚礼仪式一结束,爱迪生就悄声地央求新娘说:“亲爱的,我有点要紧的事需要去工厂一趟,待会儿回来陪你吃晚饭。”


    玛丽不情愿地点点头,同意了。她心想,在这么重要的大喜之日,他是不会耽误很久的。


    可未曾料到的是,直到晚上十点多后,还未见到爱迪生的影儿,来贺喜的宾客们也陆陆续续告辞回家了。


    原来,婚礼进行时,爱迪生脑海中突然闪现出一个新点子,或许可以解决他苦思冥想未能制成的自动电报机。于是,仪式一结束,他便立马飞奔去了实验室。


    后来还是一位工人到实验室里找,看到爱迪生正在专注地研制,他大喊一声:“先生,您果然在这里。”这时爱迪生才愣了愣神,睁大眼睛问:“现在是什麽时间了?”“已经12点了。”工人答道。


    他大吃一惊,急忙往回家的路上奔去,一边跑、一边说:“上帝啊!糟糕,我得赶紧回家,我还答应了玛丽一起吃晚饭的!”


    爱迪生回到家中,看到玛丽独自一人闷坐在床头。


    他慌忙地解释了缘由,新娘玛丽听后马上转怒为喜,一肚子气也就烟消云散了。


    从此,玛丽成了爱迪生家中的贤内助,时时刻刻都为爱迪生的事业和健康着想。


    “苦命的”玛丽


    为了使爱迪生生活有规律,不致影响身体健康,玛丽对他十分关心和体贴。


    她经常做可口的饭菜,一到开饭时间便给爱迪生送到实验室;晚上熬夜,又给他送去宵夜;半夜回家,玛丽就煮好咖啡,准备好面包等着他;天将转冷,玛丽早为爱迪生制作好厚呢子大衣;夏季太热,玛丽把爱迪生经常换洗的衣衫都洗得干干净净,烫得平平整整……


    爱迪生自从娶了玛丽,家里井井有条,一家人和和睦睦。


    这也让爱迪生有了更加充裕的时间投身到发明创造事业中。


    不幸的是,某一年夏天,玛丽独自带着孩子们到郊外度假的时候病倒了。为了不影响丈夫的工作,她不让别人告诉正在纽约刻苦专研的爱迪生。


    不久后,玛丽的病情日益加重了且未见好转,医生才瞒着她给爱迪生写了封信。


    获悉后的爱迪生立马奔回到玛丽的身边,陪着夫人度过了最后的短暂光阴。


    1884年8月9日凌晨,“苦命的”玛丽最终因病医治无效去世。


    回想起十几年前与玛丽从相遇、相知到相爱的那一幕幕场景,爱迪生倍感失落,心如刀割。


    此刻的爱迪生,才真切得意识到,自己常年奔波于发明事业,却忽略了对夫人和孩儿们的关心和爱护。


    夫人离世后,爱迪生感受到从未有过的孤独,他长期沉浸在自责中不能自拔。


    随后,他将自己三个年幼的孩子送到外祖母家照看,并且彻底搬离了充满悲伤回忆的“门罗公园实验室 ”。


    这一年,爱迪生37岁。



    玛丽·史迪威(图片来源于网络)


    2、第二位女人——米娜


    爱迪生人生的第二春


    自玛丽去世后,爱迪生终日魂不守舍,孤苦伶仃。他身边的朋友们看在眼里,急在心里,于是纷纷给他牵线搭桥,物色合适的伴侣。


    1885年的某一天,爱迪生应邀到基里兰德太太家中做客。


    在那里,他遇到了年轻漂亮的米娜·米勒。


    两人初见时,米娜面对声名显赫的大发明家时显得格外紧促,但很快便被爱迪生优雅的举止和风趣的谈吐所吸引。


    爱迪生也再次燃起了心中的爱情之火,他对米娜一见便已倾心。随后,他毫不犹豫地向米娜展开了“疯狂的”爱情攻势。


    短短几个月后,米娜便答应了爱迪生的求婚。


    1886年2月24日,爱迪生与米娜携手步入了婚姻的殿堂。


    那一年,爱迪生39岁,米娜19岁。


    历经玛丽惨痛教训的爱迪生,更加懂得怜香惜玉和享受生活。


    度蜜月,购豪宅……爱迪生再次拥有了一个温暖的家。


    米娜的到来,重燃了爱迪生生活的激情,同时也让他重拾发明创造的信心。


    1887年,爱迪生在奥兰治重建了实验室,并将之称为“发明工厂”,立志于创建一个集发明、选型、生产和销售于一体的高级工厂。


    从那时起,直至爱迪生逝世的44年间,多项伟大的发明都在这里完成。


    米娜的爱


    米娜深知爱迪生经常熬夜工作,废寝忘食,所以她格外留意。


    每天早上,米娜都要拦住爱迪生让他喝完牛奶吃完早餐才能走。


    有时,爱迪生因忙于事物不能回家吃饭,她就亲自把饭送到实验室,看着他吃完了才走。


    不知道有多少次,米娜为了让爱迪生趁热吃饭而对他大大生气。


    米娜性格开朗活泼,非常关心丈夫的事业。


    她曾陪伴丈夫参加了在法国召开的世界博览会,并且凭着她的飞扬文采和慧心妙舌,使这位谦虚的大发明家的杰作被人们所熟知和敬佩。


    一次,米娜刚从伦敦回来,由于路途遥远,一路颠簸,她感到非常疲倦,便早早地上床休息了。但当她得知丈夫主持研制的活动电影已经成功的消息之后,顿时兴奋地睡意全消,赶忙从被窝里爬出来,诚心地向丈夫表示最热烈的祝贺。


    米娜对爱迪生的影响是多方面的。


    她为了使爱迪生在繁忙而紧张的工作中得到休息,常常陪着丈夫去看戏,而对爱迪生来说,这确实是唯一的消遣。


    米娜在艺术方面也是有极高修养的,她深刻地理解丈夫的审美观点。


    在丈夫的服饰和色彩上,米娜追求庄重大方和朴素美观的风格,更重要的是,这种审美风格构成了爱迪生发明设计的宗旨。

    因此,爱迪生的发明设计总是洋溢着科学和艺术相织的完美气息。


    当爱迪生卧病在床时,米娜每天都从庭院采摘鲜花,插在爱迪生的床边。


    同时,她还将装饰在一楼的休息室的纪念品,时常摆到爱迪生可以看到的地方,供他欣赏以排除寂寞。卧病的爱迪生看到那些自己赢来的纪念品,心里感到阵阵的温暖。


    米娜十分细心地照顾爱迪生的生活,她特别把摆在客厅里的纪念章,也拿给爱迪生把玩。每当爱迪生手里拿着各国赠送的纪念章时,他就想起少年时代研究的日子,以及过去多彩多姿的人生。



    米娜·米勒(图片来源于网络)


    感悟


    1931年10月18日,84岁高龄的爱迪生因尿毒症和糖尿病等多种症状,离开人世。


    两段爱情,两个女人,陪伴着爱迪生走过了60个春秋岁月。


    爱情是什么?


    每个人都有自己的答案。


    于千万人之中,遇见你要遇见的人。于千万年之中,时间无涯的荒野里,没有早一步,也没有迟一步,遇上了也只能轻轻地说一句:“哦,你也在这里吗?”


    这是张爱玲笔下的爱情。


    年轻的爱迪生与玛丽不期而遇并终成眷属,婚后的爱迪生青春焕发,在12年的时间里先后发明了油印机、留声机、白炽灯等。他的每一项发明,都倾注着玛丽的一份心血。


    中年的爱迪生爱上了比他小20岁的米娜,米娜也被他的魅力打动。两人一见钟情,并厮守一生。


    陪伴是最长情的告白。


    你找到那个可以告白的人了吗?



    爱迪生夫妇(图片来源于网络)

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  • 世界航空母舰百年发展史上的精彩瞬间

    从1911年舰载机从舰船甲板上的第一次成功起飞,到斜角飞行甲板、蒸汽弹射器技术的发明,促成了喷气式战机的上舰应用,航空母舰也随之进...快速预览

    舰载机喷气式战机航空母舰科学史

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    世界航空母舰百年发展史上的精彩瞬间

    舰载机喷气式战机航空母舰科学史

    颗粒在线 | 5天前

    从1911年舰载机从舰船甲板上的第一次成功起飞,到斜角飞行甲板、蒸汽弹射器技术的发明,促成了喷气式战机的上舰应用,航空母舰也随之进行了一系列的技术改进和升级,再到今日的核动力超级航空母舰,航空母舰的发展走过了一百多年。


    今天,我们将以图文的方式来为您展示航空母舰百年发展历程中的精彩瞬间。


    什么是航空母舰?


    航空母舰(简称:航舰/航母,被称为“海上霸主”),是一种以舰载机为作战武器的大型水面舰艇,可以供舰载机起飞和降落,通常拥有巨大的飞行甲板和舰岛,现代航母舰岛大多坐落于右舷。


    航空母舰发展至今,已成为世界上最庞大、最复杂、威力最强的武器之一,是一个国家综合国力的象征,依靠航空母舰,一个国家可以在远离其国土的地方、不依靠当地机场的情况下施加军事压力和进行作战。


    现代航空母舰通常按满载排水量的大小分为大型航空母舰(6万吨以上)、中型航空母舰(3-6万吨)和小型航空母舰(3万吨以下);按动力装置可分为核动力航空母舰和常规动力航空母舰。



    中国自主研发的002 型航空母舰


    1、航空母舰的雏形


    提到航空母舰,就不得不说说航母的雏形。


    1910年11月14日,美国飞行员尤金·伊利驾驶飞机从“伯明翰”号巡洋舰上起飞成功后,各国纷纷在大型军舰或商船上设置起降平台,供飞机上舰试飞。


    1913年底,日本对“若宫”号货船进行改装:在前桅和后桅的前部用铁架和帆布搭成机库,改装后的“若宫”号能够搭载水上飞机4架,却没有飞行甲板,采用起重机装卸方式,这就是早期航空母舰的雏形。


    随后,英国成为世界上第一个制造出改装型航母的国家。


    英国第一艘航空母舰是由“暴怒”号巡洋舰改装而成,成为了世界上最早的真正意义上的改装型航空母舰,并在第一次世界大战后期,“暴怒”号上起飞的飞机,成功地对德国一个空军基地进行了轰炸,这是第一次从航母上起飞并进行战斗的攻击。



    美国飞行员尤金·伊利驾驶飞机从“伯明翰”号巡洋舰上起飞成功


    2、世界上第一艘真正意义上的非改装航空母舰


    世界上第一艘真正意义的航空母舰是日本1922年12月27日竣工的“凤翔”号航空母舰。


    该舰虽然在开工时间上要晚于英国的“竞技神”号,但由于日本建设速度较快,赶在“竞技神”号之前完工,成为了世界上第一艘真正意义上的航空母舰。


    这艘航母标准排水量7470吨,满载排水量10600吨,可以携带15架双翼飞机,紧急状态还能增加6架。


    由于该舰长时间作为训练航母使用,所以也是二战日本投降后唯一没有受损的航母。



    “凤翔”号航空母舰(日本)


    3、英国第一艘非改装航空母舰


    世界上第一艘正式开工的航母是英国皇家海军的“竞技神”号航空母舰,早在1917年就下单订购了,但遗憾的是,直到1923年才完工服役,在首艘专门设计的航空母舰的名誉上败给了日本人的“凤翔”号手里。


    该舰标准排水量10950吨,满载排水量13200吨,可以载机20架。


    1942年4月,在印度洋的锡兰,“竞技神”号被日本海军航空母舰编队的俯冲轰炸机击沉。



    “竞技神”号航空母舰(英国)


    4、美国第一艘航空母舰


    1922年10月17日,美国第一艘航空母舰“兰利”号正式下水服役。


    美国第一艘航母并非专门建造的,而是在一艘叫“木星”号的运煤船基础上改建的,1922年这艘运煤船改头换面,成为了美海军历史上第一艘航母“兰利”号。


    这艘航母并没有现代航母意义上的岛式上层建筑,标准排水量11050吨,满载排水量14700吨, 载机34~55架。


    1936年,“兰利”号被改装成为水上飞机母舰,1942年2月27日,在向爪哇岛执行运送战斗机任务时,被日本海军陆上攻击机击沉。



    “兰利”号航空母舰(美国)


    5、世界上最短命的航空母舰


    日本海军为了弥补战争爆发后航母接连损失的恶劣占据,将大和级战列舰的三号舰赶紧改装成航母,这就是二战中最大的航母“信浓”号。


    该舰标准排水量达到64800吨,拥有厚重的装甲,可以携带40~50架战机,并携带“樱花”自杀弹,妄图对美国舰队实施特工。


    但在服役后不久就被美军潜艇的鱼雷击沉,在第一次正式出航仅仅20小时就被击沉,更是创造了世界舰船史最短命的航空母舰的记录。



    “信浓”号航空母舰(日本)


    6、世界上第一艘核动力航空母舰


    美国从“企业”号航空母舰开始走上了核动力航母的道路,这是全世界第一艘使用核反应堆作为动力来源的航空母舰,也是美军第一代核动力航空母舰。


    其后的尼米兹级航母更是将超级航母设计建造推向了顶峰,10万吨的排水量,百架战机,都是美国的超级核航母成为世界上最具打击能力的水面舰艇。



    “企业”号航空母舰(美国)


    7、中国第一艘航空母舰


    苏联在解体前下水了第一艘重型航母“库兹涅佐夫”号,这艘姗姗来迟的大型航母成为了苏联红海军航母发展的绝唱。但是其姐妹舰“瓦良格”号却远渡重洋,来到中国,成为中国航母事业的开端。


    在“瓦良格”废旧船体的基础上,中国继建了符合中国海军发展方向的“辽宁”号航母,使中国航母发展从第一步开始就踏上了大型航母的道路,是除了美国超级航母之外最大型化的航母。


    2012年9月25日,“辽宁”号航母正式更名并交付中国人民解放军海军下水服役。


    基于对前苏联库兹涅佐夫级航空母舰、中国辽宁号航空母舰的研究,由中国自行改进研发而成的001A型航空母舰,是中国真正意义上的第一艘国产航空母舰。


    2018年5月13日清晨,001A型航空母舰离开码头,开始海试。


    举国欢庆,欢欣鼓舞,咱们总算有了自个儿国产的航母了!


    厉害了!我的国!



    “辽宁”号航空母舰(中国)


    注:图片均来源于网络。

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  • 从“三强”出生到“原子弹”爆炸成功,51年的不解之缘,成就了一段传奇佳话

    1913年10月16日,钱三强出生在浙江绍兴的外婆家。快速预览

    钱三强原子弹科学史

    浏览量 11 颗粒在线 | 6天前

    从“三强”出生到“原子弹”爆炸成功,51年的不解之缘,成就了一段传奇佳话

    钱三强原子弹科学史

    颗粒在线 | 6天前

    1、“三强”出生


    1913年10月16日,钱三强出生在浙江绍兴的外婆家。


    父亲钱玄同早年留学日本早稻田大学,师从章太炎,并受其和秋瑾等革命人的影响,参加同盟会。


    母亲徐瑭贞,出身书香门第,与钱玄同成婚后,便全力支持丈夫的事业,是一位知书达理的贤妻良母。


    钱家思想民主开放,家中无论长幼,皆可言其所思、行其所向,人人平等,相互尊重。


    钱三强,原名钱秉穹,意义是“掌握苍穹”,是父亲按“东”韵给子女们依次取的名。


    某一天,一个体质较弱的同学给钱秉穹写信,信中他自称“大弱”,而称钱秉穹为“三强”。这封孩子们之间互取绰号的调皮信,恰巧被钱玄同看到,便很好奇地问明儿子缘由。父亲听完后沉吟片刻,便说干脆改名为“三强”好了。他希望儿子在德、智、体三方面都成为强者,并认为这名字意义深远。


    于是乎, 钱三强就此诞生了。



    1936年清华大学物理学专业毕业照

    (前外右边起第二位为何泽慧,后排最左边为钱三强)


    2、科学没有国界,科学家却有祖国


    17岁那年,钱三强以法文(官方要求为英文)应考,成功成为北京大学理学院预科生。两年后,考入清华大学物理系,毕业后成为北平研究员物理研究所的一名助理研究员。


    1937年,在所长严济慈的推举下,钱三强获得了前往法国巴黎大学留学的宝贵机会。他将进入当时世界上原子核科学研究最先进的科研机构之一——巴黎大学镭学研究所,而他的导师,正是因发现人工放射性元素镭而赫赫有名的约里奥·居里夫妇。


    钱三强的聪慧和实干深得居里夫妇的青睐和赞许,也赢得了同班同学何泽慧的芳心。


    1946年,钱三强和何泽慧携手步入婚姻殿堂。婚后两人便一起投身到原子核研究中。


    铀核“三分裂”、铀核“四分裂”等重大研究成果的相继发现,打破了科学界长期以来关于“铀核只有二裂变”的结论,引发了世界核物理研究领域的一次大地震。


    随后,各种赞誉、头衔和经费纷至沓来。


    然而,正在身边人以为这对中国科学家夫妇将长期留在法国从事科学研究的时候,钱三强和夫人何泽慧毅然决定归国。


    钱三强说:“虽然科学没有国界,科学家却是有祖国的。祖国再穷,是自己的。而且正因她贫穷落后,更需要我们去努力改变她的面貌。”



    钱三强和何泽慧在从法国归国的游轮上(1948年)


    3、开创中国原子能事业


    1948年,钱三强回国后就任清华大学物理系教授。


    从新中国建立起(1949年10月1日),钱三强便全身心地投入原子能事业的开创和发展当中。他在中国科学院担任了近代物理研究所(后改名原子能研究所)的副所长、所长,并于1954年加入了中国共产党。


    1955年,中央决定发展本国核力量后,他又成为规划的制定人,被选聘为中国科学院院士(学部委员)。


    1956年,钱三强带领40多名科学工作者前往苏联学习考察。


    1956年11月16日,第一届全国人大常委会决定,成立主管原子能工业的第三机械工业部(1958年2月11日改为二机部),宋任穷任部长,钱三强与刘杰、袁成隆、刘伟、雷荣天等被任命为副部长。他是副部长之中唯一的科学家。


    1958年,他参加了苏联援助的原子反应堆的建设,并汇聚了一大批核科学家(包括他的夫人何泽慧),他还将邓稼先等优秀人才推荐到研制核武器的队伍中。


    1959年6月26日,苏联共产党中央来信,拒绝提供原子弹的有关资料及教学模型。


    8月23日,苏联又单方面终止了两国签定的新技术协定,撤走了全部专家。


    在苏联专家撤走后,周光召在国外召集数十名海外专家、学子,联名请求回国参战。他们归国后先后参与主持了理论的研究与实验研究工作。


    中国下定决心完全依靠自己的力量完成这艰巨任务。



    钱三强一家人


    4、原子弹爆炸成功


    1964年10月16日下午3时,中国在西部地区成功地爆炸了第一颗原子弹,继美国、苏联、英国、法国之后,成为世界第五个拥有核武装的国家。


    那一天,北京的国家领导人都在密切关注着西北大漠,3点试爆,3点零4分张爱萍电话便打到了北京。


    原子弹成功引爆的消息,国内最先知道的是一批非常特殊的人。


    那天下午毛泽东和周恩来等国家领导人在人民大会堂接见参加《东方红》演出的3000多名演职人员,周恩来便将这个消息告诉给这3000多人,并叮嘱大家要暂时保密不要扩散,因为我们还没有正式公布。


    而事实上,国际上最早公布这个消息的并不是中国,而是日本和美国。


    恰巧的是,这一天也是钱三强51岁的生日。


    冥冥之中的缘分,从“三强”出生到“原子弹”爆炸成功,造就了一段历时51年的佳话。



    中国第一颗原子弹爆炸成功和人民日报头版头条进行报道


    5、原子弹爆炸时间是如何确定的?


    原子弹引爆时间为1964年的10月16日,这是如何决定的呢?


    是毛泽东、周恩来这些国家领导人吗?


    还是像钱三强这样的技术领导人?


    其实都不是,而是我国著名的气象专家顾震潮。


    原子弹引爆对气象条件要求非常苛刻,500米以下必须刮西风,地面风要小但是3000米以上风要大,这样才可以将爆炸产生的蘑菇云迅速地吹散,而且不能下雨。


    实际上顾震潮在当地已经观测了5年,在1964年时机成熟的时候,张爱萍询问顾震潮合适的时间,顾震潮给出的结论是,适合时间是在10月13日到10月16日之间。


    最后,在顾震潮反复观测后,最终确定原子弹引爆时间为10月16日下午3点。



    张爱萍在爆炸现场用电话向中央首长通报爆炸成功的喜悦消息


    6、厉害了,我的国;厉害了,中国人!


    随着那一声轰隆的巨响,一夜之间改变了中国在世界舞台上的地位。


    我们不会忘记他们,那一群为中国造出原子弹而艰苦奋斗的人们。钱三强、钱学森、周光召、邓稼先、王淦昌、郭永怀、赵九章......


    他们才是真正的中国脊梁。



    “两弹一星”元勋,历史将永远记住你们


    注:图片均来源于网络。

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  • “神州”五号飞船发射成功

    2003年10月15日上午9时00分,随着9、8、7、6、5、4、3、2、1、0的号令,中国自行研制的神舟五号载人飞船在甘肃酒泉卫星发...快速预览

    神舟五号载人飞船长征二号

    浏览量 15 颗粒在线 | 7天前

    “神州”五号飞船发射成功

    神舟五号载人飞船长征二号

    颗粒在线 | 7天前

    2003年10月15日上午9时00分,随着9、8、7、6、5、4、3、2、1、0的号令,中国自行研制的神舟五号载人飞船在甘肃酒泉卫星发射中心由长征二号F型火箭发射成功。


    这是中国进行的首次载人航天飞行,38岁的中国人民解放军航天员大队航天员杨利伟成为中国第一位“太空使者”。


    飞船环绕地球运行14圈,安全飞行了21小时23分、 60万公里,于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆。


    “神舟”五号载人飞船的发射成功,标志着中国已经成为世界上继前苏联(现由俄罗斯承继)和美国之后,第三个独立掌握载人航天技术的国家。


    除了中国飞天第一人杨利伟外,“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。


    “神舟”五号载人飞船的任务主要是考察航天员在太空环境中的适应性。因此,飞船机舱内将尽量减少的实验项目及仪器,以腾出更多空间来供航天员活动并执行科学观察任务。


    从1999年到2016年,从“神州”一号飞船到“神州”十一号飞船,我国先后成功地发射了十一艘“神州”号系列飞船,其中包括非载人试验飞船4艘(神州一号、神州二号、神州三号、神州四号)和载人试验飞船3艘(神州五号、神州六号、神州七号)以及空间实验室试验飞船4艘(神州八号、神州九号、神州十号、神州十一号)。


    伴随着“神州”号系列飞船的成功发射,“天宫”号系列空间实验室也已经筹建完成。


    相信在不久的将来,“神州”十二号飞船就能搭载着来自世界各地的科学家们在地球和中国的空间实验室间自由穿梭和翱翔,并开展科学研究工作。


    厉害了,我的国!



    完成中国首次载人飞天任务、准备出舱的杨利伟向全世界人民露出胜利的微笑

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  • 科学史上十大美丽化学实验

    化学是什么?快速预览

    化学巴斯德拉瓦锡费雪科学史

    浏览量 14 颗粒在线 | 9天前

    科学史上十大美丽化学实验

    化学巴斯德拉瓦锡费雪科学史

    颗粒在线 | 9天前

    化学是什么?


    教授面对这样的问题,常会笑着把化学的英文词汇(Chemistry)拆开来讲:“Chem is try (化学就是动手试)。”化学的发展正是仰赖不断的实验,揭开隐含其中的奥秘。


    在化学史上有许多优雅又富含深意的实验,而美国《化学与工程新闻》(Chemical and Engineering News)期刊在2003年,邀请化学家与历史学家共同票选出史上最美丽的十大化学实验,条列于下。


    1. 巴斯德(Louis Pasteur)将酒石酸盐类的光学异构物分离。(1848年)


    2. 拉瓦锡(Antoine Lavoisier)在金属氧化方面的研究,随后导引出燃烧和氧化作用的基本理论。(约1775年)


    3. 费雪(Emil Fischer)决定葡萄糖的结构。(约1890年)


    4. 戴维(Humphry Davy)利用电解分离元素,包括钠、钾(1807年)与镁、钙、锶、钡。(1808年)


    5. 珀金(William Henry Perkin)人工合成淡紫色的染料。(1856年)


    6. 基尔霍夫(Gustav Kirchhoff)和本生(Robert Bunsen)证明金属盐类在火焰中加热,释放出的光谱线具有元素特质。(1859年)


    7. 普里斯特利(Joseph Priestley)透过加热红色的金属灰,也就是氧化汞,发现了氧气。(1774年)


    8. 巴特莱特(Neil Bartlett)利用六氟化铂合成六氟铂酸氙,是合成钝气化合物的第一人。(1962年)


    9. 格林尼亚(Victor Grignard)发现含镁的有机化合物可应用在有机合成。(约1899年)


    10. 居里夫妇(Marie and Pierre Curie)发现钋和镭元素。(1898年)


    美的认定是主观的,美国化学传统基金会会长沙克雷(Arnold Thackray)说:“我不够资格评断近五百年来的实验,以当时的眼光判定是否简单、优雅。


    但是,我认为一个实验若“美”,那它应该对今日人类有深远影响。”


    精研科学历史的拉姆博格(Peter J. Ramberg)教授说:“在列表上鲜有实验是为了验证化学理论,而是以合成实验居多。”


    制备与合成永远都是教科书的重点,它们在化学家的心目中是经典实验;化学家与物理学家对“美的实验”有不同的认知,物理学家会认为美的实验是对特定假说作验证实验。


    既然有票选,就免不了有遗珠之憾,最大的两颗遗珠是乌勒(Friedrich Wöhler)从氰酸铵(ammonium cyanate)合成尿素,以及华生(James Watson)、克里克(Francis Crick)决定DNA双股螺旋的结构。


    乌勒的实验被认为是有机化学的开端,不过科学史学家认为乌勒的故事现今已经被严重的扭曲。


    历史系教授洛克(Alan J. Rocke)说:“第一,乌勒的反应只是单纯的重组反应,称不上非常优雅的反应。第二,乌勒合成的尿素并非第一种人工合成的有机物(译注:应该是第一种由“无机物”所合成的有机物)。第三,有机物只能由生命体合成的生机说(vitalism)并非由乌勒实验来反驳,乌勒本身也从未如此宣称。”


    那DNA双螺旋的解密呢?华生与克里克的影响不言而喻,部分评审委员认为这是个精采的杰作,却算不上“实验”。


    拉姆博格点出这只是利用X射线的照片配合模型构筑来理清结构,华生与克里克是应用已建立的化学与晶体知识来解答生物上的关键问题。


    也许你不见得满意上面所列出来的名单和评审的言论,而在心中另有所属,不过这些实验确实都是一时之选,就让我们一起相遇在这些化学史上重要的时刻吧!


    本文转载于网络,由国立台湾大学化学系李俊毅撰写/国立台湾大学化学系林雅凡博士责任编辑。


    参考文献
    1. Michael Freemantle “Chemistry at Its Most Beautiful” C&E News, 2003, 34, 27-30.



    美丽的化学实验(图片来源于网络)


    本文系颗粒在线根据网络资源整理编辑。

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  • 一文带你读懂地球的“今天”和“昨天”

    1884年10月13日,国际经度会议决定,采用英国格林尼治标准时,规定把180度经线作为国际日期变更线,又称日界线。快速预览

    一文带你读懂地球的“今天”和“昨天”

    国际日期变更线日界线阿拉斯加地区科学史

    颗粒在线 | 9天前

    1884年10月13日,国际经度会议决定,采用英国格林尼治标准时,规定把180度经线作为国际日期变更线,又称日界线。


    作为地球上“今天”和“昨天”的分界线,为了方便地方生活,避开了一些岛屿和地区,这是为了使它们不致分成两个日期,因此,它不是一条直线而是有几个曲折的曲线。


    它北起北极,通过白令海峡、太平洋,直到南极。


    国际日期变更线的拐弯大致是:第一处在俄罗斯东部即白令海峡,第二处在美国的阿拉斯加地区、阿留申群岛,第三处在南太平洋,向东突出,让斐济群岛等属于东十二区(即东西十二区的西部)。


    这样,日界线就不再穿过任何国家。这条线上的子夜,即地方时间零点,为日期的分界时间。按照规定,凡越过这条变更线时,日期都要发生变化:从东向西越过这条界线时,日期要加一天,从西向东越过这条界线时,日期要减去一天。



    产生背景


    地球是太阳系中的一颗行星,它除了绕太阳公转外,每天还自转一周。


    因此,地球被太阳光照射的半个球面形成白昼,而背着太阳光的另外半个球面便是黑夜,它们之间的过渡带是清晨和黄昏。


    地球不停地自西向东转着,地球上的晨、昼、昏、夜也不断地从东向西移动,循环往复地在各地出现。


    全球各地都以自己所看到的太阳位置作为确定“一天”的标准,把自己所在地方相应的地球另一面的一条经线作为“日期变更线”也叫国际日界线,这样就有许多条“日期变更线”,使用起来很不方便。


    为了解决这个问题,应该规定一条全世界共同的、可供对照的“日期变更线”。


    随着标准时计时的区时系统的确立,东西十二区重叠,计时相同但日期不同,为避免混乱,公认180°经线作为日期变更线,因为是以“格林尼治时间”为标准的日期变更线。


    这条“日期变更线”就叫“国际日期变更线”。


    提出的理论


    地球每天自西向东旋转,黎明、正午、黄昏和子夜,(从地球南极点来看,也是自西向东,顺时针旋转)依次周而复始地在世界各地循环出现。


    地球上新的一天究竟应该从哪里开始,到哪里结束呢?


    关于这个问题,历史上曾有不少争论,也产生过不少的误会和麻烦。


    据说,19世纪在俄国伊尔库茨克附近一个小镇上有个邮政官于9月1日早上7点钟给芝加哥邮局拍了一份电报,可回电却说“8月31日9时28分收到来电……”这让人简直莫名其妙,9月里拍的电报,怎么会在8月里收到的呢?


    类似这样的误会那时几乎天天发生。混乱的原因在于地方时的运用。


    因此,迫切需要规范建立日期变更制度,实现以方便各地方人民生活的地方时计时,避免带来的全球计时混乱。


    位置更变


    1995年1月1日,太平洋中部岛国基里巴斯当局修订国际日期变更线到其水域东边界限,令划在UTC-11时区的凤凰群岛(Phoenix Islands)和UTC-10时区的莱恩群岛(Line Islands)分别改用UTC+13和UTC+14时间,即比夏威夷时间早一整天,以消除与首都塔拉瓦慢22小时至23小时的不便。


    2011年12月29日,萨摩亚和托克劳把时区从国际日期变更线以东调整到国际日期变更线以西。


    变动的结果使两国失去12月30日(星期五),直接从12月29日(星期四)进入12月31日(星期六)。


    变更的目的是为了加强与澳大利亚,新西兰和亚洲的经济交流,与这些地区时间同步。


    当地居民自12月31日零时起展开庆祝活动,迎接“提早”到来的新年。


    西萨摩亚的酒店顾客毋须缴付12月30日房租,惟当天工资仍须发出。但此举扰乱居民生活,西萨摩亚基督复临安息日会信徒以后须在星期日进行礼拜,而非星期六。


    萨摩亚群岛在1892年7月4日前设定于国际日期变更线西侧,与西太平洋地区同步。在执行日光节约时间期间,西萨摩亚时间更较协调世界时快14小时,但由于美属萨摩亚却未有跟随,此举将导致萨摩亚群岛出现一整日时差。


    标准系统确立


    1879年,加拿大铁路工程师伏列明提出了“区时”的概念,这个建议在1884年的一次国际会议上得到认同,由此正式建立了统一世界计量时刻的“区时系统”。


    “区时系统”规定,地球上每15°经度范围作为一个时区(即太阳1个小时内走过的经度)。


    这样,整个地球的表面就被划分为24个时区。 各时区的“中央经线”规定为0°(即“本初子午线”)、东西经15°、东西经30°、东西经45°……直到180°经线,在每条中央经线东西两侧各7.5°范围内的所有地点,每一时区都按它的中央子午线来计量时间,即采用它的中央子午线的地方平时,叫做标准时。


    “标准时计时”在很大程度上解决了各地时刻的混乱现象,使得世界上只有24种不同时刻存在, 而且由于相邻时区间的时差恰好为1个小时,这样各不同时区间的时刻换算变得极为简单。


    因此,一百年来,世界各地仍沿用这种区时系统。


    规定了以标准时计时的区时系统,还存在一个问题:假如你由西向东周游世界,每跨越一个时区,就会把你的表向前拨一个小时加上你旅行消耗的时间,这样当你跨越24个时区回到原地后,你的表比身边的人快了24个小时。


    相反,当你由东向西周游世界一圈后,你的表就比别人慢24个小时。(例如儒勒·凡尔纳先生的小说环游世界八十天,福格先生因从西向东周游世界,时间快了24小时,差点没拿到两万英镑的赌金) 为了避免这种“日期错乱”现象,必须解决日期变更的问题。



    国际日期变更线(黑色)

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