據(jù)說春天是最好睡覺的季節(jié)
(哦不!)
小編一年四季都……
(春困夏乏秋盹冬眠)
科學(xué)家也喜歡睡覺
也愛做夢(mèng)
but
他們做的夢(mèng)
果然和我等凡夫俗子不一樣……
1.?第一個(gè)夢(mèng)——?jiǎng)P庫(kù)勒與苯環(huán)結(jié)構(gòu)
凱庫(kù)勒與苯環(huán)結(jié)構(gòu)
1825年,英國(guó)科學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)苯,此后幾十年間,人們一直都不知道它的結(jié)構(gòu)。所有的證據(jù)都表明苯分子非常對(duì)稱,但是讓人難以想像的是,6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子究竟是怎樣完全對(duì)稱地排列,形成穩(wěn)定的分子的呢?
1864年冬的某一天,德國(guó)化學(xué)家凱庫(kù)勒(Friedrich·Kekule,1829—1896)正坐在壁爐前打瞌睡,睡夢(mèng)中,原子和分子們開始在幻覺中跳起舞來,一條碳原子鏈像蛇一樣咬住了自己的尾巴,在他眼前旋轉(zhuǎn)。在睡夢(mèng)中驚醒之后,凱庫(kù)勒終于明白苯分子是一個(gè)環(huán),由六個(gè)碳原子首尾相接,于是,在我們的有機(jī)化學(xué)教科書中,到處都能看到那個(gè)六角形的圈圈了。
2.?第二個(gè)夢(mèng)——門捷列夫與元素周期表?
化學(xué)家門捷列夫
第二個(gè)神奇的夢(mèng)發(fā)生在1869年2月,它關(guān)系到化學(xué)王國(guó)的憲法——元素周期律。
在當(dāng)時(shí),科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了63種元素,如此眾多的元素使得科學(xué)家不可避免地要思考一個(gè)重要的問題——自然界是否存在某種規(guī)律,使各種元素能夠井然有序、分門別類、各得其所呢?35歲的化學(xué)教授門捷列夫(俄語:Дми?трий Ива?нович Менделе?ев,1834-1907)也在苦苦思索這個(gè)問題,極度疲倦中,他進(jìn)入了夢(mèng)鄉(xiāng)。睡夢(mèng)中,他看到了一張表,元素們紛紛落在了合適的格子里。醒來后他立刻記下了這張表的設(shè)計(jì)理念,元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增而呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化。
門捷列夫在他的表里為未知元素預(yù)留了空位,后來,很快就有新元素陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),填充了這些空位!而且,這些元素表現(xiàn)出的各種性質(zhì)與他的預(yù)言驚人地吻合。
3. 第三個(gè)夢(mèng)——奧托·洛伊與乙酰膽堿的發(fā)現(xiàn)
在奧地利的格拉茨大學(xué),有一位藥理學(xué)家叫奧托·洛伊(Otto?Loewi,1873-1961),1921年復(fù)活節(jié)前一天的夜晚,他做了一個(gè)奇怪的夢(mèng),夢(mèng)中,他做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)竟然證實(shí)他的一個(gè)設(shè)想!而這個(gè)設(shè)想,已經(jīng)在他的頭腦中翻騰十幾年了!從夢(mèng)中驚醒后,他“匆匆地在一張薄紙片上作了筆記”,然后,又翻身睡去。
第二天早上,當(dāng)他醒來時(shí),不由得十分懊惱,因?yàn)樗麑?shí)在是看不懂自己寫了什么,更想不起來夢(mèng)中的內(nèi)容了。恍恍惚惚中,他努力回想自己那個(gè)神奇的夢(mèng),就這樣,一天過去了。夜里,他又沉沉睡去。快到凌晨三點(diǎn)鐘的時(shí)候,神奇的事情出現(xiàn)了——頭一天晚上的夢(mèng)竟然上演了完美的“續(xù)集”,他清晰地看到了實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程!這一次,他可再也不敢怠慢,趕緊起床,沖到實(shí)驗(yàn)室開始試驗(yàn)。
第一只青蛙(青蛙A)英勇地為科學(xué)獻(xiàn)出了自己寶貴的心臟,心臟上還連著迷走神經(jīng),“把青蛙A的心臟(連帶迷走神經(jīng))取出,用一個(gè)玻璃管插入心臟,管內(nèi)灌上生理鹽水以代替血液,使其仍然跳動(dòng)。由于迷走神經(jīng)屬于副交感神經(jīng),它的作用是減弱心臟的收縮,這樣可以避免不必要的消耗,用電刺激迷走神經(jīng),則心臟收縮就會(huì)減弱”。簡(jiǎn)而言之,就是刺激青蛙的迷走神經(jīng),其心臟跳動(dòng)減慢了,收縮力也減弱了。接下來,另一只青蛙(青蛙B)又為科學(xué)獻(xiàn)出了心臟。立即將青蛙A心臟內(nèi)的液體引入到青蛙B的心腔內(nèi),猜一猜,出現(xiàn)了什么情況?
哦,你猜對(duì)了,“青蛙B的心臟,雖然其迷走神經(jīng)沒有受到刺激,但是跳動(dòng)的速度也慢了下來”。
奇怪,這是為什么呢?
奧托·洛伊苦思冥想,只能這樣解釋——支配青蛙A的心臟迷走神經(jīng)末梢釋放了一種化學(xué)物質(zhì),這種化學(xué)物質(zhì)隨著生理鹽水轉(zhuǎn)移到了青蛙B的心臟中,使青蛙B的心臟也跳慢了。這就好比我們向一盆清水里擠了一點(diǎn)兒藍(lán)鋼筆水,水變藍(lán)了,再把這盆染藍(lán)的水倒入另一個(gè)空盆兒一樣,擠進(jìn)去的那點(diǎn)兒鋼筆水自然也被倒在了空盆兒里。
既然是迷走神經(jīng)末梢釋放的化學(xué)物質(zhì),那就命名為“迷走神經(jīng)傳導(dǎo)素”吧!可它究竟是什么呢?接下來的五年,洛伊一直在努力探索。直到1926年,他才用各種方法證實(shí),“迷走神經(jīng)傳導(dǎo)素”就是乙酰膽堿。也就是說,迷走神經(jīng)末梢通過釋放乙酰膽堿作為傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)。而在此之前,人們普遍認(rèn)為,神經(jīng)沖動(dòng)就是電現(xiàn)象,從來沒有人提出過神經(jīng)還可以釋放一種物質(zhì)來傳遞信息。洛伊的這一說法頗為新穎,打破了以往的傳統(tǒng)觀念,極大地促進(jìn)了神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展。
洛伊為什么會(huì)做這樣一個(gè)神奇的夢(mèng)呢?俗語說的好:“日有所思,夜有所夢(mèng)”。早在1904年,洛伊前往英國(guó)斯塔林實(shí)驗(yàn)室進(jìn)修。當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室里有一位年輕的生理學(xué)工作者——?jiǎng)虼髮W(xué)的學(xué)生埃利奧特(Thomas?Renton?Elliott),他通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),刺激動(dòng)物的交感神經(jīng)之后,所引發(fā)的反應(yīng)與注射腎上腺素的作用非常相似,因此,他就在想,是不是交感神經(jīng)末梢釋放了一種化學(xué)刺激物,而這種刺激物恰恰就是腎上腺素呢?這或許是有史以來關(guān)于神經(jīng)遞質(zhì)存在的最早暗示。但遺憾的是,埃利奧特壓根都沒重視自己這如此富有創(chuàng)意的設(shè)想,而是轉(zhuǎn)入臨床工作,成為了倫敦大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一名內(nèi)科教授。
4.?第四個(gè)夢(mèng)——埃利亞斯·豪與工業(yè)縫紉機(jī)的發(fā)明
以上三個(gè)故事講述的都是科學(xué)家在夢(mèng)中獲得的科學(xué)發(fā)現(xiàn),還有人在夢(mèng)中進(jìn)行思考并發(fā)明出了新產(chǎn)品。在工業(yè)化的服裝生產(chǎn)出現(xiàn)之前,人們概念中的縫紉針都是一樣的——穿線的洞開在與針尖相反的一頭,因此針穿過布料的時(shí)候,線最后才穿過。對(duì)手工縫紉來說,這當(dāng)然沒問題,但是工業(yè)化的縫紉機(jī)需要讓線先穿過布料。為此,發(fā)明家們采用了雙頭針或多針的方法,但效率都不高。
19世紀(jì)40年代,美國(guó)人埃利亞斯·豪無法解決這個(gè)問題,在苦悶中,他睡著了。睡夢(mèng)中,他看見一幫野蠻人要砍掉他的頭或是煮了他來吃。關(guān)于這個(gè)細(xì)節(jié)有不同的說法,總之處境是大大的不妙,豪拼命地想爬出鍋或躲過砍刀,但是被這群野蠻人用長(zhǎng)矛恐嚇著——這時(shí),他看到了長(zhǎng)矛的尖頭上開著孔。
這個(gè)夢(mèng)使他放棄了傳統(tǒng)手工縫紉的原理,設(shè)計(jì)了針孔開在針頭一端的曲針,配合使用飛梭來鎖線。1845年他的第一臺(tái)模型機(jī)問世,每分鐘能縫250針!這比好幾個(gè)熟練工人還要快!真正實(shí)用的工業(yè)縫紉原理誕生了。
文章來源于生活中的化學(xué)
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