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第15章 推动人类文明进程的科学家、发明家(4)

历史业绩

从1831到1836年,5年的考察,对达尔文来说成了一次苦难的历程。考察生活使达尔文付出了惨痛的代价,旅行回来时,他已经是一个累垮了的人,然而,这5年的考察也使他受益匪浅,不仅搜集到了成吨重的动植物标本,也使他深刻体会到“地球是圆的”这种学说是正确的,并且亲眼看见了“生活在它上面的蓬蓬勃勃的生命的种种神秘”。这些为他日后的工作指明了方向。

1836年10月考察归来后,他便开始整理所搜集到的一切资料。1839年冬天,他的第一部作品《费拉络船主率领御舰贝格尔号航行全世界考察所得的博物和地质学日记》出版了,从此,达尔文开始被人重视起来。

以后20多年的时间里,达尔文一方面对5年考察中所积累的丰富的变异材料进行整理,一方面还亲自对动植物进行人工培养的实验,同熟练培养者经常交换意见,阅读有关材料。20年的辛苦研究,达尔文从所积累的大量资料中,经过客观的检验,确定了研究方向——进化理论。

1858年,达尔文在对自己的观点进行了一而再、再而三的检查后,终于准备发表他的调查研究的结果。就在这时,达尔文收到了英国自然科学家华莱士从马来西亚寄来的一篇论文,名为“论变种无限地离开其原始模式的倾向”。论文中的观点与达尔文的理论有惊人的相似。华莱士表示,如果达尔文认为有可取之处,希望转给地质学家赖尔审阅。具有崇高思想的达尔文毅然决定要把华莱士的文章发表出去,把这个学说的首创权让给华莱士。后来由于熟知达尔文多年钻研进化论并取得重大突破的赖尔和物理学家虎克的公平建议,达尔文才把华莱士的论文同自己关于进化论的提要同时发表于《林奈学会会报》上。同达尔文一样,华莱士的思想境界也很高,他从不计较创立这个学说的优先权,并公开宣布说:“由于偶然的幸运,他才得以在应该单独归功于达尔文的一次发现中荣膺了一席。”这两位科学巨匠彼此互相尊重、互相谦让的高尚品德已成为科学史上广为传颂的佳话。

1859年,达尔文震动世界的巨著《物种起源》终于与读者见面了,这部名著包括两个主要内容:一是物种可变,主张现在生物是过去生物的子孙;二是自然选择学说,用它来说明物种变化的原因和过程。达尔文的学说揭示了生物发展的真正规律,“第一次把生物学放在了完全科学的基础上”。

正如达尔文所预料的那样,《物种起源》一书出版后,他受到了来自各方面尤其是来自教会势力的攻击,达尔文既没有被这些攻击所吓倒,也没有为自己已取得的成就而止步不前。他克服了疾病对他的折磨,抵制了敌对势力对他的攻击,继续以惊人的毅力工作着。1871年2月,他又出版了第二部划时代巨著《人类起源》一书,从而以大量的事实说明了人也是由低等动物渐次进化而来的。

达尔文是英国杰出的生物学家,进化论的奠基人。他用大量的无可辩驳的事实,打击了“上帝创造万物”和“物种不变”的学说,创立了生物进化的理论。

他是“将人类心智从愚昧无知的镣铐中拯救出来的解放者”。

4.孟德尔:遗传学的先驱

生平简介

孟德尔182,2年生于赫兹杜尔夫城,该城那时历属于奥地利帝国,现在是捷克斯洛伐克的一部分。1843年他进入奥地利布尔诺城的一座圣奥古斯丁派的修道院(现在该地在捷克斯洛伐克境内)。1847年他被任命为牧师。1850年他参加了教师资格考试,因生物学和地质学得分太少而未能通过。尽管如此,他所在的修道院院长仍派他去维也纳大学学习。从1851年到1853年他在那里学习了数学和自然科学。孟德尔从来没得到过正式的教师执照,但从1854年到1868年,他一直是布尔诺现代中等学校的自然学科的代课老师。

就在此期间,从1856年开始,他完成了他那著名的植物培育实验。到1865年他已经得出了著名的遗传定律并向布尔诺自然历史学会提交了一篇关于这些定律的论文。论文的标题是《桓物杂交试验》。第二篇论文3年后在同一杂志上发表。尽管布尔诺自然历史学会的《学报》不是一份有名望的杂志,它还是被主要的图书馆收藏。另外,孟德尔将他的论文副本寄给了一位遗传学的权威尼基利。尼基利阅读了论文并给孟德尔回了信,但他没能理解论文的重要性。此后,孟德尔的论文被忽视,并在以后的30多年里几乎被忘掉。

1868年孟德尔被任命为他所在修道院的院长。从那时起他的行政事务使他几乎没有时间继续进行他的植物实验。在1884年他去世时,他的伟大实验几乎被世人完全忘掉,他也没有因为他的实验而得到世人的承认。

历史业绩

直到1900年,孟德尔的工作才被重新发现。当时有三位各自独立工作的科学家(一位是荷兰人德弗里斯、一位是德国人科林斯、一位是奥地利人切尔马克)碰巧看到了孟德尔的论文。这3人各自完成了自己的植物学实验;每个人都独立发现了孟德尔的定律。每个人在发表他们的实验结果前都研究了文献,碰巧看到了孟德尔最初的论文;每个人都仔细引述了孟德尔的论文并陈述他们自己的工作确认了孟德尔的结论。这是个多么令人惊异的巧合!而且就在同一年,英国科学家威廉·贝特森也碰巧看到孟德尔的论文并使其他科学家迅速注意到它。到这一年底,孟德尔得到了本该在他有生之年得到的喝采。

孟德尔到底发现了遗传学上的什么事实呢?首先,孟德尔了解到所有的生物组织内都有一个基本单元,今天它被称作基因。通过基因,遗传特性可以由亲本传给下一代。在孟德尔研究的植物中,如种子的颜色或叶子的形状等每一种单独的特征都由一对基因决定。一株单个的植物从来自每一个亲本的每一对基因中继承一个基因。孟德尔发现如果两个被继承的基因被给定的性状是有区别的(例如一个基因来自绿色的种子,另一个基因来自黄色的种子),那么通常只有显性基因的作用(在这个例子里是黄色的种子)在这一个体中表现出来。但隐性基因并没有破坏并有可能也传递给该植物的后代。孟德尔意识到,每一个生殖细胞,或叫作配子(相应的对人类就是指精子和卵子细胞),仅仅包含每一对基因中的一个基因。他还指出,每一对基因中哪一个基因发生结合形成一个配子并传递给一个个体的后代完全是偶然发生的。

孟德尔定律尽管后来稍微做了些修改,但它们仍是现代基因科学的开端。孟德尔进行大量的实验,(孟德尔记录的结果超过了21000株个体植物!)并用统计方法对这些结果进行分析,才能归纳出他的定律。

显然,遗传定律是对人类知识的重要补充。并且我们的遗传学知识在未来可能会得到更多的应用。盂德尔功不可没。

孟德尔作为一名业余科学家,经过勤奋钻研,发现了遗传定律,为后世的基因科学奠定了基础,受到后人的景仰。

5.凯库勒:分子结构的破译者

生平简介

1829年9月7日,弗雷德里希·奥古斯特·凯库勒出生于黑森公国首都达姆施塔特。他的父亲是黑森公国军事参议员。凯库勒自幼显示出出众的才华。在国民学校读书时,尤其擅长数学与制图学。1847年毕业后,听从父亲的劝告,为学习建筑专业而考入吉森大学。

1849年秋天,凯库勒回到吉森大学读书。在李比希的实验室进行学习和研究工作。当时指导他的是李比希的老学生维尔。凯库勒第一次进行的专题研究项目是关于硫酸戊酯及其盐类的研究,并于1850年发表了研究论文。

1851年到1856年是凯库勒的游学时代,他先后到过巴黎、瑞士的来希瑙城、伦敦,与各国第一流的学者密切交往,使他获得了极有益的影响。1854年,凯库勒发表了最初的论文:《关于含有硫磺的有机酸新系列备忘录》。在这篇研究论文中已经显露出一种根据原子决定分子结构的理论的萌芽。

1856年,凯库勒结束游学生活回到德意志,就任海德堡大学的讲师,在这里开始了他的讲授和研究工作。

历史业绩

他首先选择的研究专题是雷酸汞的分子结构。1857年,凯库勒在《关于雷酸汞的结构》论文中暗示了碳元素的四价性质之后,同年又发表了经典性论文《关于化合物的结构与变态及碳原子的化学性质》。这篇论文为现代分子结构理论打下了基础,一经发表就立即受到学术界的重视。1858年凯库勒就任比利时的格恩大学教授,时年29岁。

在格恩的9年,是凯库勒精力充沛,研究工作达到最高峰时期。在1859年出版的《有机化学教程》第一卷中,他根据自己的见解展开的有机化学体系,将庞杂的实验事实整理系统条理化。这一著作对当时的化学界影响很大。以后又陆续出版了二至三卷。

凯库勒一生最为出色的成就是苯假说的诞生。苯式理论的起源同样充满了戏剧性。凯库勒在格恩时,有一天晚上执笔写着《化学教程》。但由于思维总是不时地转向别的问题,写得不顺利,于是,他把椅子转向壁炉打起盹来。这时候,凯库勒的眼前又出现这样的情景:一群原子旋转起来,其中小原子群跟在后面。

曾经体验过这种幻影的凯库勒对此敏感起来。他立刻从中分辨出种种不同形状、不同大小的形:象以及多次浓密集结的长列。而这些像一群蛇一样,互相缠绕,边旋转边运动。除此以外,他还看见,仿佛其中一条蛇衔着自己的尾巴,开始旋转起来,凯库勒像被电击一样猛醒过来。多么奇怪的梦啊!虽然只是一瞬间,但他还是记住了在梦中看见的分子中各个原子的排列顺序。凯库勒匆匆地在一张纸上写下碳链的新结构式。这是苯的第一个环状式。这种关于苯环的想法,给予实验和理论研究以新的推动。1865年,凯库勒发表了《论芳香族化合物的结构》,引起科学界的轰动,凯库勒也因此而名扬世界。

1867年凯库勒被任命为波恩大学化学研究所所长。作为一个杰出的科学家,凯库勒的荣誉得到了普遍的承认。世界上许多国家的科学院都选举他为名誉院士。在波恩大学念书时听过凯库勒讲课的德国皇帝,为他恢复了祖先的贵族称号。1890年3月,德国化学会为纪念凯库勒的苯结构式首创25周年,隆重地举行了纪念活动,当时的盛况在化学史上是空前的。

6.诺贝尔:出生入死,皆为后人

生平简介

1833年10月21日,阿尔弗里德·诺贝尔出生于瑞典首都斯德哥尔摩。就在诺贝尔刚刚诞生的时候,经营建筑业的父亲却因时局动荡而破产了。老诺贝尔的全部家产被迫折旧变卖充抵债务。从此诺贝尔一家只有在贫穷之中挣扎了。诺贝尔的母亲,是一个心地善良而又善于持家的妇女。在诺贝尔4岁时,母亲便支持老诺贝尔只身前往芬兰去另创新路,自己却勇敢地挑起了养育孩子的重担。由于生活窘困,诺贝尔8岁时才进小学渎书,但他学习刻苦,学习成绩一直名列前茅。

1842年,从芬兰去俄国的父亲因战事需要受到了俄国政府的重视。俄国政府资助他开办工厂,既制造炸药,又制造发动机和军舰。在父亲的事业有了转机之后,他们一家来到了俄国。

老诺贝尔特别关心子女的教育。他先为孩子们请了一位瑞典教师,一面教他们学习一般知识,一面帮他们补习俄语。等他们粗通俄语后,又为他们请了一位学识渊博的俄国教授。后来,诺贝尔三兄弟都成了出类拔萃的人物,其中一个原因,就是这位见多识广、循循善诱的教师为他们打下了坚实的知识基础。

1850年,老诺贝尔资助阿尔弗里德去欧美各国游学,在游学欧美的4年中,阿尔弗里德开阔了眼界,学得了大量的化学知识,并受到了科学工作的基本训练。

诺贝尔终生未婚,全部精力都贡献给了人类的科学事业。他几十次死里逃生,他的身体留下了多处创伤。1896年12月10日,年仅63岁的诺贝尔,永远地告别了他还非常眷恋着的人世。临终前,诺贝尔留下遗嘱:将遗产少部分留给亲属外,绝大部分(约920万美元)作为基金存人银行,用每年约20万美元的利息作为奖金,不分国籍和民族,奖给世界各国对物理、化学、生理或医学、文学以及世界和平事业有杰出贡献的人们。今天,诺贝尔奖已成为世界的最高荣誉,诺贝尔奖金获得者被看作是当代最杰出的人物。至今世界各国已有500多人和10个团体获得过这种殊荣。可以说诺贝尔奖极大地推动了人类科学和文化事业的发展。

历史业绩

阿里弗里德·诺贝尔在欧美游学后,回到父亲的工厂不久,便开始了自己的发明事业。1857年,年仅24岁的阿尔弗里德自行设计了一个量气表,在圣彼得堡取得了专利,这无疑对他是一个鼓励。以后,他又不断改进,于1859年再次获得专利证书。

1863年,阿尔弗里德在成功地发明了一种硝化甘油引爆剂获得专利后,便很快在斯德哥尔摩郊外开办了炸药工厂,进行新炸药的少量生产。

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