走進(jìn)科學(xué) 放飛夢(mèng)想

天為什么那么遼闊？宇宙的盡頭是什么？ 珠穆朗瑪峰還會(huì)再“ 長(zhǎng)高” 嗎？ 為什么有的雙胞胎長(zhǎng)得很像、有的卻不那么像呢……

讓我們一起進(jìn)入科學(xué)的世界，化身為小小科學(xué)家，放飛科學(xué)夢(mèng)想，一起去尋找答案吧！

從日月星辰的運(yùn)轉(zhuǎn)，到世間萬(wàn)物組成的基礎(chǔ)，現(xiàn)代科學(xué)為人類揭開了一個(gè)個(gè)領(lǐng)域的奧秘，不斷拓展著人類知識(shí)的邊界。而植根于科學(xué)之上的技術(shù)進(jìn)步，則為我們營(yíng)造出便捷的現(xiàn)代生活。

科學(xué)與技術(shù)的相互融合，會(huì)帶給人類怎樣的未來(lái)？也許我們會(huì)收獲強(qiáng)勁的助力，也許我們會(huì)面臨挑戰(zhàn)，但可以確定的是，隨著我們不斷探索和熟悉此前未知的科學(xué)領(lǐng)域，未來(lái)，我們將會(huì)收獲一個(gè)嶄新的世界。

Part 1敲響科學(xué)的大門

科學(xué)讓生活更美好

如果讓一個(gè)石器時(shí)代的穴居人，突然置身于你現(xiàn)在的居所，他或許會(huì)以為自己走進(jìn)了一個(gè)充滿魔法的“洞穴”：這里有巨大的“箱子”，可以營(yíng)造出寒冷的環(huán)境，讓食物經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間也不會(huì)腐壞；這里可以輕松又迅速得到火，甚至不需要火也可以加熱食物，不用再辛苦地取火；這里的人類使用一種又輕又薄的材料來(lái)記錄知識(shí)，不需要在繩子上打出復(fù)雜的結(jié)；最神奇的是， 這里有一個(gè)巴掌大的扁扁的工具，可以用來(lái)做很多事情，除了聯(lián)系同伴，還可以查看時(shí)間和前往某個(gè)地方的路線，而且能在眨眼之間，把你眼前的世界都記錄下來(lái)……

這些你今天早已習(xí)慣的物品， 組成了你熟熟悉的現(xiàn)代生活。而支撐這些技術(shù)的基石，正是一代代人對(duì)不同科學(xué)領(lǐng)域的不懈探索——冰箱使用的制冷技術(shù)，植根于人們對(duì)熱學(xué)的研究；現(xiàn)代城市的燃?xì)夤?yīng)網(wǎng)絡(luò)，離不開讓氣體液化，還有制取可以燃燒的氣體等一系列的知識(shí)；潔白光滑的現(xiàn)代辦公紙張，還有各種精美的印刷品，有賴于化學(xué)的進(jìn)步；至于現(xiàn)代人很難離手，甚至幾乎成為“人體新器官”的手機(jī)，則是很多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)的技術(shù)進(jìn)步的結(jié)晶。

如果用我們熟悉的衛(wèi)星導(dǎo)航來(lái)舉例，那么發(fā)射衛(wèi)星的理論離不開力學(xué)的進(jìn)步，化學(xué)和力學(xué)的發(fā)展則讓宇宙火箭成為現(xiàn)實(shí)，而使用多個(gè)衛(wèi)星確定人和車輛的位置，則要?dú)w功于數(shù)學(xué)和電磁學(xué)的“加盟”。

可以說，正是科學(xué)的發(fā)展，還有依托其上的技術(shù)進(jìn)步，才讓身為普通人的我們，享受到了在原始人和古代人看來(lái)完全不可思議的生活。雖然在有些時(shí)候，新的技術(shù)帶給人們的并不一定是幸福，可能會(huì)是負(fù)面的影響，但人們最終會(huì)懂得運(yùn)用技術(shù)的力量，使更多人得以舒適地享受生活。

科學(xué)與技術(shù)開始緊密結(jié)合的時(shí)間點(diǎn)，距離我們并不算太遠(yuǎn)。在人類文明史的大部分時(shí)間里，科學(xué)與技術(shù)很少會(huì)發(fā)生聯(lián)系。讓人們暫時(shí)離開日常生活，進(jìn)行科學(xué)探索的動(dòng)力，正是與生俱來(lái)的好奇心。

知識(shí)鏈接： 人類擁有的第一個(gè)故事

在大體處于金牛座“牛脖子”的位置，有一個(gè)由明亮的星星組成的“昴（mǎo）星團(tuán)”。大多數(shù)人在那個(gè)位置可以看到6顆亮星；視力極佳的人在空氣質(zhì)量不錯(cuò)的晴朗夜晚，還有可能看到另外4 顆稍暗一些的星星。但是，世界上幾乎所有的文明，都將昴星團(tuán)稱為“七姊妹星團(tuán)”。

這個(gè)現(xiàn)在看起來(lái)是錯(cuò)誤的稱謂，其實(shí)蘊(yùn)含著現(xiàn)代人類起源的信息。大約10萬(wàn)年前，當(dāng)所有的智人都聚集在非洲東部的時(shí)候，昴星團(tuán)的位置確實(shí)可以看到7 顆亮星；人類社會(huì)當(dāng)中，也因此誕生了“七姊妹星團(tuán)”的傳說。但隨著恒星的運(yùn)動(dòng)，從太陽(yáng)系的角度看過去，其中一顆亮星轉(zhuǎn)到了另一顆的后面。與此同時(shí)，人類已經(jīng)擴(kuò)散到了全球各地，并編出不同的故事，來(lái)解釋昴星團(tuán)為什么會(huì)發(fā)生“7 變6”——這些各個(gè)民族共同的記憶，便是現(xiàn)代人類擁有的第一個(gè)故事。

好奇心勾勒的世界

掛在夜空中的星星為什么會(huì)不停地閃爍？也許你自己在很小的時(shí)候，也曾經(jīng)有過同樣的疑問。遙不可及的星辰不僅充滿神秘感，而且星空在一年之中的變化，蘊(yùn)含著四時(shí)流轉(zhuǎn)的信息，最早一批建立起文明的人對(duì)科學(xué)的探索，就是從他們對(duì)星空的好奇心開始的。

除了對(duì)天空的關(guān)注，醫(yī)學(xué)和數(shù)學(xué)也是人類在文明萌芽之時(shí)便開始關(guān)注的領(lǐng)域。計(jì)算食物的數(shù)目和土地的面積，還有處置人們的傷痛和疾病，都與人的生存密切相關(guān)。古中國(guó)、古埃及、古印度和古巴比倫這“四大文明古國(guó)”，都在這三個(gè)科學(xué)領(lǐng)域里，做出了各具特色的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)。

如今，我們所說的“科學(xué)”的源頭，要追溯到稍晚一些的古希臘。古希臘人創(chuàng)造了瑰麗的神話，用來(lái)解釋世間萬(wàn)物的運(yùn)轉(zhuǎn)；但與此同時(shí)，他們又有一套與此平行的理論，在執(zhí)行著類似的任務(wù)。他們?cè)噲D弄清組成世間萬(wàn)物的本源，由此誕生了嘗試解釋世界的原子論，并且將世間萬(wàn)物的變化，都?xì)w因于幾種原子不同的排列組合。古希臘人的數(shù)學(xué)也不再局限于生活中的實(shí)際應(yīng)用，而是逐漸構(gòu)造起一個(gè)抽象的體系。

此后，阿拉伯人繼承了古希臘人的科學(xué)遺產(chǎn)，隨著這些知識(shí)的傳播，阿拉伯人在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、光學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域，也都做出了自己獨(dú)特的貢獻(xiàn)。這些被阿拉伯人保護(hù)下來(lái)的科學(xué)著作，以及他們自己的科學(xué)成就，又隨著十字軍東征傳入歐洲，使科學(xué)在歐洲得以復(fù)蘇。

知識(shí)鏈接：“四大發(fā)明”的傳播

造紙術(shù)、火藥、指南針和活字印刷術(shù)，被稱為古代中國(guó)的“四大發(fā)明”。隨著中國(guó)人與阿拉伯人之間的交往，這些技術(shù)和它們背后的科學(xué)理論，陸續(xù)傳入阿拉伯世界。經(jīng)過阿拉伯人這個(gè)媒介，“四大發(fā)明”和其他一些中國(guó)的科學(xué)和技術(shù)成就被傳入歐洲，為近代科學(xué)的誕生創(chuàng)造了條件。

從16 世紀(jì)波蘭天文學(xué)家尼古拉·哥白尼提出“日心說”開始，科學(xué)革命的第一頁(yè)已經(jīng)緩緩翻開。人們終于認(rèn)識(shí)到，地球不是宇宙的中心，其他的天體也并不是按照遠(yuǎn)近不同，懸掛在地球的周圍。而后，物理學(xué)家和天文學(xué)家們相繼探索，不斷重塑人類眼中的世界圖景。這些工作的最終結(jié)果，便是近代物理學(xué)體系在伊薩克·牛頓手中誕生。

當(dāng)17 世紀(jì)結(jié)束的時(shí)候，古典科學(xué)的基本綱領(lǐng)已經(jīng)建立起來(lái)，并且成為18 世紀(jì)工業(yè)革命的指引。從這時(shí)開始，科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系變得越發(fā)緊密。接下來(lái)的19 世紀(jì)，則被譽(yù)為“科學(xué)的世紀(jì)”，在這個(gè)世紀(jì)里，古典科學(xué)的各個(gè)門類都已經(jīng)發(fā)展成熟。物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電和磁之間的聯(lián)系，并且意識(shí)到光是電磁波的一種形式，從而使電學(xué)、磁學(xué)與光學(xué)統(tǒng)一起來(lái)；與此同時(shí)，熱學(xué)也和牛頓的力學(xué)體系統(tǒng)一起來(lái)；在化學(xué)領(lǐng)域，原子論成為定量研究的起點(diǎn)，元素周期表則揭示出化學(xué)元素的奧秘；天文學(xué)開始關(guān)注太陽(yáng)系之外更為廣袤（mào）的宇宙，進(jìn)入了對(duì)宇宙物質(zhì)結(jié)構(gòu)與成分的探索；博物學(xué)家們對(duì)生物演化的探索，最終促成了查爾斯·達(dá)爾文提出進(jìn)化論；實(shí)驗(yàn)生理學(xué)的進(jìn)步，則促成了細(xì)胞學(xué)說、遺傳學(xué)和微生物學(xué)的誕生，使人類逐漸了解生命的本質(zhì)……

在各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的同時(shí)，技術(shù)也在重塑著人們的日常生活。使用機(jī)械動(dòng)力的交通工具，基于電信號(hào)的通信技術(shù)，冶金和化學(xué)工業(yè)提供的新材料，以及規(guī)模不斷擴(kuò)大的電能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，將人類社會(huì)帶進(jìn)了我們熟悉的“現(xiàn)代化”。直到今天，我們?nèi)匀惶幵谶@種迅猛發(fā)展的浪潮之中。

當(dāng)科學(xué)“遇見”技術(shù)

在人類的歷史上，技術(shù)的誕生要遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于文明。當(dāng)人類開始將自然界的石塊和樹枝，按照自己的意愿改造成為工具， 技術(shù)便在這一刻萌芽。隨著人類懂得用火，保管火種和控制燃燒速度的經(jīng)驗(yàn)， 也成為保障生存的技術(shù)。當(dāng)熟食讓人類的大腦變得更為發(fā)達(dá)，捕獵的經(jīng)驗(yàn)和一些不經(jīng)意的嘗試，讓投矛器和彈弓得以誕生。而后，人類開始嘗試組合不同的材料，制造出最早的一批復(fù)合工具，也就是弓箭和一些復(fù)雜的陷阱……所有這些創(chuàng)造都沒有科學(xué)理論的指引，而是來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)的累積，以及這些經(jīng)驗(yàn)在一代代人之間緩慢地傳遞。

當(dāng)現(xiàn)代人類過上定居生活，進(jìn)入農(nóng)耕時(shí)代，科學(xué)和技術(shù)仍然沒有發(fā)生聯(lián)系。工匠們憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)技術(shù)，科學(xué)研究則很少能提供幫助。不過，當(dāng)經(jīng)驗(yàn)逐漸被總結(jié)成為規(guī)律，技術(shù)便反過來(lái)成為科學(xué)的組成部分。

直到第一次工業(yè)革命時(shí)期，很多技術(shù)成就還是來(lái)源于工匠的經(jīng)驗(yàn)，而非科學(xué)界提供的理論。但隨著機(jī)械變得越發(fā)復(fù)雜，單純依靠技術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的劣勢(shì)開始顯現(xiàn)出來(lái)——科學(xué)理論便逐漸成為技術(shù)的基石，直到今天仍是如此。

沒有人知道，人類的文明最終將會(huì)達(dá)到怎樣的高度。但可以確定的是，科學(xué)和技術(shù)將變得越發(fā)密不可分，成為人類面對(duì)未來(lái)挑戰(zhàn)的依仗。當(dāng)我們回望曾經(jīng)走過的路，便有可能發(fā)現(xiàn)繼續(xù)前行所需的智慧寶藏。

知識(shí)鏈接： 火藥的誕生和發(fā)展

古代中國(guó)人對(duì)火藥的研究和利用，是科學(xué)“遇見”技術(shù)的一個(gè)例子。由于煉丹時(shí)的爆炸事故和隨后的火災(zāi)，人們注意到一些特定的材料組合，在受熱之后可能會(huì)發(fā)生爆炸。唐朝末年，人們大體弄清了會(huì)導(dǎo)致爆炸的組合，這些材料被帶到戰(zhàn)場(chǎng)上，點(diǎn)燃之后射向敵方的城門或是營(yíng)寨。隨著時(shí)間的流逝，有人想到利用火藥爆炸的性能，或許可以給敵方帶來(lái)更嚴(yán)重的損傷，便著手調(diào)整幾種材料的比例，摸索出爆炸威力最大的組合。

回想一下，你聽過哪些科學(xué)家的故事？

科學(xué)家們探索未知的堅(jiān)毅和勇氣，蘊(yùn)含著令人動(dòng)容的力量，他們懷著對(duì)科學(xué)的熱愛，解決一個(gè)個(gè)或大或小的問題，為拓展人類知識(shí)的邊界而竭盡心力。所有這些努力，鋪就了我們進(jìn)步的階梯，也讓更多聰慧的后來(lái)者，有可能洞悉世界運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)律。

Part 2超級(jí)科學(xué)“發(fā)燒友”

雪山上的攀緣者

“他們手腳并用，在一條高而窄，有些地方只有5 厘米寬的山脊上爬行。那條勉強(qiáng)可以算是條路的小徑，層積著沙土和零散的石子，一碰就會(huì)掉落……亞歷山大·馮·洪堡和他的3 個(gè)同伴排成一隊(duì)，緩慢跋涉前行。沒有像樣的裝備，也沒有合適的衣履，這次攀爬充滿危險(xiǎn)。”

這些讀起來(lái)令人身臨其境的文字，勾勒出19 世紀(jì)科學(xué)界中最杰出的人物之一、被公認(rèn)為植物地理學(xué)奠基人的馮·洪堡在新大陸科學(xué)考察中最為艱險(xiǎn)的環(huán)節(jié)，那就是攀登位于今天厄瓜多爾境內(nèi)、海拔6 272 米的欽博拉索山。

這座高大的穹頂型死火山，在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是世界最高峰，而事實(shí)上，這里也是地球表面距離地心最遠(yuǎn)的地方。面對(duì)高聳入云幾乎無(wú)路可走的險(xiǎn)峰，馮·洪堡在當(dāng)?shù)仄刚?qǐng)的搬運(yùn)工都打起了退堂鼓，他只能和幾位同伴帶上最關(guān)鍵的幾件科研儀器，在沒有專業(yè)登山設(shè)備的情況下冒險(xiǎn)攀登。最終，他們?cè)诰嚯x峰頂大約300 米的地方，遇到了一條難以跨越的地縫，不得不停下腳步，但他們到達(dá)的高度，已經(jīng)是當(dāng)年的世界紀(jì)錄。

對(duì)于馮·洪堡來(lái)說，在停下腳步的地方收獲的頓悟，是遠(yuǎn)比世界紀(jì)錄更重要的財(cái)富。在登山途中，他一直在記錄海拔高度的變化對(duì)植物分布的影響，并最終明確地意識(shí)到，山地的植被會(huì)根據(jù)海拔高度發(fā)生變化：半山腰的植物類似于德國(guó)的平原森林，更往上的植物類似于瑞士的山地，而接近山頂?shù)牡胤?，則生長(zhǎng)著北極圈里常見的地衣，也就是為了適應(yīng)寒冷環(huán)境選擇共生的真菌和藻類。

這樣的發(fā)現(xiàn)使他認(rèn)定，研究植物并不應(yīng)該局限于分類學(xué)的狹窄范疇，而是要站在整個(gè)地球的視角，將植物乃至整個(gè)生物圈，都按照區(qū)域和氣候劃分為不同的類型?；蛘哒f，大自然是一種覆蓋全球的力量，世界各地都有不同的氣候帶。

這些冒著生命危險(xiǎn)換來(lái)的科學(xué)靈感，成為他受益終生的學(xué)術(shù)基石，也讓他在晚年能夠游刃有余地完成最初的愿望——寫成了揭示物質(zhì)世界運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律與萬(wàn)物之間相互聯(lián)系的巨著——《宇宙》。

察趨勢(shì)重塑人生

洪堡用不畏艱險(xiǎn)的探究，為隨后幾十年間的思索提供了素材，最終實(shí)現(xiàn)了早年的理想。在他離世之后不久，電學(xué)的發(fā)展孕育出的技術(shù)成就，讓人類社會(huì)迅速走向了電氣化。而對(duì)這種歷史潮流的把握，則改變了另一位德國(guó)人——奧斯卡·馮·米勒的人生。

馮·米勒原本的理想是成為一位土木工程師。但1881 年法國(guó)巴黎舉辦的第一屆國(guó)際電力博覽會(huì)，卻將他的注意力引到了另一個(gè)方向。在這次博覽會(huì)上，馮·米勒親眼看到了托馬斯·愛迪生的碳化竹絲白熾燈、維爾納·馮·西門子的有軌電車、古斯塔夫·特魯韋的純電動(dòng)汽車、克萊門特·阿代爾的“劇場(chǎng)電話”等電學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)明。電氣化的廣闊前景，讓馮·米勒決定轉(zhuǎn)行，進(jìn)入“電的世界”。

一年之后，在慕尼黑的“玻璃宮”，德國(guó)第一場(chǎng)電學(xué)博覽會(huì)拉開了帷幕。馮·米勒與法國(guó)電氣工程師馬塞爾·德佩茲合作，進(jìn)行了人類歷史上第一次成功的遠(yuǎn)程輸電。1891 年，在法蘭克福舉辦的國(guó)際電氣技術(shù)展覽會(huì)，被賦予了“證明這座城市是第二次工業(yè)革命（電氣革命）起源地”的使命。這時(shí)，已經(jīng)在電能領(lǐng)域深耕多年的馮·米勒，交出了自己獨(dú)特的答卷，那就是為城市供電確定標(biāo)準(zhǔn)。在他的策劃下，高壓輸電線跨過大約170 千米的距離，將三相交流電輸送到法蘭克福，為會(huì)場(chǎng)注入了源源不斷的動(dòng)力與“生命”。我們今天使用的供電系統(tǒng)，就是在那時(shí)候成型的。

圓滿成功的展覽會(huì)，又將馮·米勒的思路帶到了一個(gè)新的方向。他敏銳地意識(shí)到，電氣化不僅僅帶給人類社會(huì)動(dòng)力來(lái)源的變革；電能傳輸?shù)撵`活性，也會(huì)重塑人們的生活，而下一代人需要對(duì)此有所準(zhǔn)備。在展覽會(huì)閉幕僅僅1 1 天之后，馮·米勒便開始籌劃一座新概念的科學(xué)工業(yè)博物館，用來(lái)記錄和講述電氣時(shí)代的科技進(jìn)步。帶著這樣的想法，他聯(lián)絡(luò)了數(shù)十位優(yōu)秀的科學(xué)家和工程師，著手尋找能生動(dòng)地介紹科學(xué)和技術(shù)成就、幫助人們理解科學(xué)的途徑。

“我希望，人們能像涌向慕尼黑啤酒節(jié)的攤位一樣，涌進(jìn)我的博物館?！?在這段新征程的起點(diǎn)，馮·米勒如是說。多年之后，他的愿望終于成為現(xiàn)實(shí)：他傾注后半生建立的這座科技圣殿，便是世界上最大的科學(xué)工業(yè)博物館—— 德意志博物館。

成敗都是里程碑

人類社會(huì)走向電氣化，并不意味著蒸汽機(jī)會(huì)立刻退出歷史舞臺(tái)。在19 世紀(jì)后半葉，蒸汽機(jī)的發(fā)展， 使一些人看到了建造蒸汽動(dòng)力飛機(jī)的希望，阿代爾便是其中之一。1886 年， 他建成了第一架“蝙蝠飛機(jī)”，將其命名為“風(fēng)神”號(hào)。這架翼展14 米、質(zhì)量大約330 千克的飛行器，集合了當(dāng)時(shí)最為先進(jìn)的機(jī)械技術(shù)成果。它的蒸汽機(jī)使用液體燃料，可以讓飛行器不必帶著沉重的煤炭起飛。

1890 年10 月9 日，“風(fēng)神”號(hào)進(jìn)行了第一次試飛，但只在20 厘米的高度“飛”過大約5 0 米便掉落地面。這樣的成績(jī)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)算不上真正的“飛行”。不過，阿代爾并不氣餒，此后大約7 年的時(shí)間里，他一直在嘗試改進(jìn)自己的發(fā)明，并在1897 年完成了被命名為“朔風(fēng)”號(hào)的第三架“蝙蝠飛機(jī)”。然而，這架飛機(jī)仍然沒能飛起來(lái)。

當(dāng)“蝙蝠飛機(jī)”最終失敗的時(shí)候，真正意義上的飛機(jī)其實(shí)已經(jīng)呼之欲出。僅僅不到10 年，使用內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力的飛機(jī)就沖上了藍(lán)天。這個(gè)事實(shí)也暗示人們，蒸汽動(dòng)力飛機(jī)很可能是一條走不通的路。不過，阿代爾并沒有因?yàn)椤膀痫w機(jī)”的失敗而銷聲匿跡。他很快領(lǐng)悟到并致力于發(fā)掘飛機(jī)的軍用價(jià)值，以航空活動(dòng)家和科普作家的身份，繼續(xù)活躍于法國(guó)科技界。

今天，位于法國(guó)圖盧茲的空中客車公司，將一片總裝廠命名為“克萊門特·阿代爾廠區(qū)”，以紀(jì)念這位法國(guó)人心目中的“飛機(jī)之父”。他的“蝙蝠飛機(jī)”也被陳列在巴黎工藝博物館，向世界各地千千萬(wàn)萬(wàn)的參觀者，講述著這個(gè)“成敗都是里程碑”的故事。

大膽猜想再求證

當(dāng)工業(yè)革命將歐洲和美國(guó)帶入現(xiàn)代化的時(shí)候，古老的中國(guó)也在經(jīng)歷著世界劇變帶來(lái)的震蕩。炎黃子孫用自己的智慧，在科學(xué)史上留下了閃光的印記。

1910 年秋天，一場(chǎng)瘟疫開始在中國(guó)東北蔓延，它從位于中國(guó)與俄羅斯邊境的滿洲里開始，沿著鐵路線迅速傳播。當(dāng)時(shí)，哈爾濱已經(jīng)有一些受過西醫(yī)訓(xùn)練的醫(yī)生，以及具有西醫(yī)知識(shí)的官員，通過高燒、吐血等癥狀，特別是患者皮膚黑紫的現(xiàn)象，判斷出這場(chǎng)災(zāi)難的元兇是鼠疫。不過，根據(jù)當(dāng)時(shí)的西醫(yī)理論，人們并不知道鼠疫可以在人和人之間傳播；而東北的冬天極為寒冷，很少會(huì)有老鼠活動(dòng)。

隨著找不到源頭的鼠疫傳染趨向失控，中國(guó)的軍醫(yī)伍連德挑起了遏制東北鼠疫的重?fù)?dān)。這位祖籍廣東的華僑，是第一位拿到英國(guó)劍橋大學(xué)醫(yī)學(xué)博士學(xué)位的中國(guó)人。很快，他發(fā)現(xiàn)這次鼠疫竟然可以在人和人之間傳播，這使他大膽地猜想，他們?cè)庥龅膽?yīng)該是一種新類型的鼠疫。之后，通過觀察判斷，伍連德認(rèn)為這種鼠疫很可能是通過人與人之間的飛沫傳播，依靠這項(xiàng)還不完善的理論，他設(shè)計(jì)了防范鼠疫的策略。而當(dāng)勝利最終到來(lái)的時(shí)候，他沒有忘記對(duì)這場(chǎng)鼠疫進(jìn)行溯源。經(jīng)過調(diào)查，他發(fā)現(xiàn)最初的患者大多與旱獺有過接觸，便順著這條線索追查下去，發(fā)現(xiàn)了旱獺將鼠疫傳給人類，以及病毒在人和人之間相互傳播的真相。

1913 年， 伍連德在著名的醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》上， 發(fā)表了題為《旱獺與鼠疫關(guān)系的調(diào)查》的論文，成為這份期刊的第一位中國(guó)學(xué)者。1926 年，他的巨著《肺鼠疫論》正式出版，使全世界認(rèn)識(shí)到了肺鼠疫的兇險(xiǎn)之處。1935 年，憑借對(duì)肺鼠疫的研究，他獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的提名，成為第一位獲得諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)類獎(jiǎng)項(xiàng)提名的中國(guó)人。

靈感寓于生活中

古往今來(lái)，中國(guó)科學(xué)家們的故事早已汗牛充棟，而在史冊(cè)之外，也有一些精彩的故事幾乎曾被時(shí)光埋沒，只是得益于有心人的挖掘，才能意外地重見天日。

有這樣一幅來(lái)自國(guó)外的插畫：一位中國(guó)古代女子，正通過一架望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)星空。這幅插畫的內(nèi)容并不能算是虛構(gòu)，畫中的女子，是生活在18 世紀(jì)的中國(guó)女科學(xué)家王貞儀。

生長(zhǎng)于南京書香門第的王貞儀，自幼就對(duì)數(shù)學(xué)和天文學(xué)興趣濃厚。通過自學(xué)祖父留下的中國(guó)數(shù)學(xué)家的著作，還有從歐洲傳入的幾何學(xué)等數(shù)學(xué)知識(shí)，她進(jìn)行了中國(guó)和西方數(shù)學(xué)體系的對(duì)比研究，也留下了一些自己的見解。不過，她更喜歡的還是探索天體運(yùn)行的規(guī)律。

王貞儀在自己的房間里，布置了一個(gè)簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停喊褣煸谖蓓數(shù)臒舫洚?dāng)太陽(yáng)，鏡子當(dāng)作月亮，圓桌當(dāng)作地球，然后不斷改變這3 個(gè)物體的位置，來(lái)觀察“月相”的變化。利用這些生活中常見的物品，她最終琢磨出了月食的成因，那就是地球擋住了射向月亮的陽(yáng)光。而后，她進(jìn)一步總結(jié)了月食形成的條件，用直白的語(yǔ)言寫成了一本《月食解》，配上自己動(dòng)手繪制的插圖，使人們能夠明白月食的原理。

知識(shí)鏈接： 癡迷天文的奇女子

在研究月食之外，王貞儀還探索了地球的歲差現(xiàn)象，也就是兩次春分的時(shí)間間隔，會(huì)略短于地球公轉(zhuǎn)真正周期的現(xiàn)象，還觀察記錄了當(dāng)時(shí)人類已知的五顆大行星的運(yùn)動(dòng)情況。在那個(gè)人們很少仰望天空的時(shí)代，她留下的天文學(xué)著作，閃爍著難得的智慧光輝。王貞儀被著名科學(xué)學(xué)術(shù)期刊《自然》列為“為科學(xué)發(fā)展奠定基礎(chǔ)的女性科學(xué)家”之一；國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)還以她的名字，命名了金星上的一處隕石坑。

很多科學(xué)研究并不需要復(fù)雜的器材，研究的靈感，可能就寓于日常生活之中；研究問題所需的物品，也可以很容易地在身邊找到。

一個(gè)多世紀(jì)以前，英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第，以及他的接班人愛爾蘭物理學(xué)家約翰·丁達(dá)爾，都擅長(zhǎng)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)器具，甚至是生活中常見的蠟燭等物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使面向青少年的科普講座變得生動(dòng)有趣。

Part 3我與科學(xué)做朋友

科學(xué)在身邊

發(fā)現(xiàn)日常生活中蘊(yùn)含的科學(xué)原理，自己動(dòng)手將它研究清楚甚至演示出來(lái)，其實(shí)并不需要有和科學(xué)大家比肩的科學(xué)功底。只要靜下心來(lái)慢慢尋找，你很快就會(huì)有所發(fā)現(xiàn)。

比如說，我們每天都能聽到很多的聲音，那么它們是如何產(chǎn)生的？或者說，你是否想親眼“看”到聲音的“模樣”？如果你知道聲音源于物體的振動(dòng)，那么你或許可以很容易想出一個(gè)演示的方案：

知識(shí)鏈接： 克拉尼板與克拉尼圖形

18世紀(jì)末，普魯士物理學(xué)家、音樂家恩斯特·克拉德尼用類似的方法，為人們展示了聲音的本質(zhì)。當(dāng)時(shí)，他使用一塊矩形的金屬薄板，將其中心固定在一個(gè)堅(jiān)固的底座上，上面撒有一層細(xì)沙。他使用小提琴的琴弓，在薄板的側(cè)面拉動(dòng)，直到它達(dá)到共振。此時(shí)，薄板的部分區(qū)域會(huì)振動(dòng)，而另一些區(qū)域則不動(dòng)，從而使細(xì)沙在薄板上形成“克拉尼圖形”。隨著手法的不同，克拉尼板上的圖形還會(huì)發(fā)生變化。這些圖案展現(xiàn)出了薄板的振動(dòng)模式，克拉德尼也因此成為實(shí)驗(yàn)聲學(xué)的先驅(qū)，并使聲學(xué)成為一門獨(dú)立的科學(xué)。

如果你的家靠近公路，而家里的窗戶又是可以分別開關(guān)的雙層窗，你還可以進(jìn)行另一個(gè)關(guān)于聲音的實(shí)驗(yàn)：當(dāng)你打開任意一層窗戶的時(shí)候，你通常會(huì)聽到一些交通噪音；但只要你關(guān)上兩層窗戶，即使它們?cè)镜母粢粜Ч己芤话?，你的房間里也很難再聽到交通噪音。

這是因?yàn)椋?dāng)聲音在傳播過程中穿過不同介質(zhì)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生明顯的衰減。當(dāng)交通噪音穿過兩層窗戶的時(shí)候，這些原本在戶外空氣中傳播的聲音，需要首先穿過第一層玻璃，再穿過兩層玻璃中間的空氣和第二層玻璃，才能通過房間里的空氣傳入你的耳朵。如此多的介質(zhì)變化，足以讓很大的交通噪音衰減到非常微弱的程度。