焦點熱訊:巧妙實驗“捕捉”科學發現

近代科學發展史表明，科學實驗是科學發現的主要途徑之一。但是，每天都有很多科學工作者在做實驗，而有新發現者卻鳳毛麟角。因為，只有那些設計精巧的科學實驗才可能得到意外的收獲。

孟德爾發現生物遺傳規律

1850年代之前，人們對生物的遺傳規律知之甚少。1856年以后，奧地利生物學家孟德爾通過自己巧妙設計的一系列科學實驗，總結出了生物遺傳規律。

(相關資料圖)

首先，他選擇了具有明顯遺傳性狀和通過自花授粉方式不會混雜外來花粉的實驗材料——豌豆，后又選定了22個具有某種可以相互區分的穩定性狀的豌豆品種進行雜交。

其次，他設計出由簡到繁的實驗方案：由一對遺傳性狀到兩對遺傳性狀再到多對遺傳性狀的觀察、記載，后來為了驗證“自由組合規律”的正確性，又設計了測交實驗。

第三，他充分應用統計學方法對實驗資料進行統計分析，得出了一系列科學新理論。他通過對一對遺傳性狀資料進行分析，發現了“分離定律”；對兩對遺傳性狀的分析，發現了“自由組合定律”。

貝爾納找到箭毒致動物死亡的秘密

19世紀，南美人打獵時，常在箭頭上涂上一種從十多種植物體中提取的毒藥。這種箭毒通過傷口進入動物體后，能使動物迅速死亡。但動物臨死前沒有震顫，不吐泡沫，也沒有狂叫聲。為了搞清楚箭毒致動物死亡的機理，英國物理學家貝爾納精心設計了一系列實驗。

1844年，貝爾納在對中毒死亡的青蛙進行解剖時，發現它的心臟仍在跳動，血液正常，肌肉也保持正常的收縮性。但是，刺激它的神經卻沒有引起肌肉運動。貝爾納認為動物是死于窒息，而心肌因有其固有節律，故仍能跳動。由此，貝爾納發現了肌肉具有自主興奮性的特點。

接著，他又進行第二個實驗，用箭毒破壞神經和肌肉之間的連接點，結果發現肌肉沒有收縮反應。對此，貝爾納又作了進一步推理：箭毒沒有傷害肌肉和神經，而是作用于神經和肌肉相連接的地方，阻止了通過神經引起的肌肉興奮。貝爾納在實驗的基礎上通過推理，一步步地接近了問題的本質。

拉姆齊巧捕惰性氣體

1894年，英國化學家拉姆齊和瑞利合作發現化學性質極不活潑的新元素“氬”后，拉姆齊想起元素周期表最末一行的位置還空著，是不是專為類似氬的氣體留著的？顯然，這個元素一定是十分稀少的，加上它們不活潑，就是在眼前也難以“捕捉”。正好，不久前德國的本生發明了光譜分析法，利用光譜可以使任何微量新元素顯出“原形”，拉姆齊決心用這個辦法來偵察新元素的存在。

1895年2月，拉姆齊得知美國地質學家萊布甘德把釔鈾礦在硫酸中加熱時，得到了一種氬和鈾的化合物。于是，他立即把倫敦所有的釔鈾礦都買來做試驗，得到氣體后，進一步提純。然后放在分光計上測定，果然發現了一條新譜線。經鑒定，氦這個號稱只有太陽上才有的元素，在地球上被拉姆齊“捕捉”住了。

（作者系新疆農墾科學院研究員）

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