改变人类历史的实验①

周洲

棱鏡的魔法

在17世纪，人们普遍认为光本身没有色彩，透过的介质是什么颜色，它就会变成什么颜色，比如透过红色玻璃，光就变成红色，透过蓝色玻璃，它就变成蓝色。不过，英国科学家牛顿却对此抱有怀疑。他在家中建造了一间暗室，并准备了两个无色透明的棱镜。牛顿在暗室的墙上凿了一个洞，让一缕阳光从洞中进入，并通过棱镜，照在另一面墙上。令牛顿意想不到的是，照在墙上的阳光竟然有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。原来，白色的光是由这么多色彩的光组成的。

后来，以牛顿的棱镜实验为开端，人们开始逐步破解光的本质，发现并应用了微波、X射线等光学现象，还在光谱学研究的基础上开发了天文观测的先进技术，甚至量子理论也由此衍生。

用两个曲面收集光线的大双筒望远镜

用豌豆探到了基因的秘密

两个矮个子父母生的孩子也一定是矮个子吗？我们现在知道不一定。但在19世纪以前，遗传学还未建立，奥地利一名修道士格雷戈·孟德尔就通过豌豆揭示了遗传的奥秘。

孟德尔在花园消磨时间时，注意到了一种名为“倒挂金钟”的植物。为了得到新的颜色，孟德尔给不同品种的“倒挂金钟”进行了杂交，在这个过程中，他发现遗传貌似有迹可循。

为了验证想法，他开始了长达七年的豌豆实验。在实验过程中，孟德尔发现，黄豌豆植株和绿豌豆植株杂交培育出来的后代永远都是黄豌豆的植株;但是，如果让这些后代黄豌豆植株进行自交（父母是同一个体），那么，它们培育出来的后代竟会出现四分之一的绿豌豆植株，而且这个比例是固定不变的。

由此，孟德尔认为，决定豌豆颜色的黄绿两种因子中，黄色是显性因子，绿色是隐性因子，而这些因子其实就是基因。

这项研究为之后的遗传学领域打开了大门，人们建立了遗传学，发现了基因，开发了克隆、基因编辑等技术。

丈量地球不用走遍全球

公元三世纪末，在古希腊，热爱地理的埃拉托斯特坐在家中，发现每年夏至的正午，太阳会直射入赛印城（今埃及阿斯旺城）内的一口井中，并在井底的水中反映出太阳的倒影。这个现象引起了他的兴趣，他推算，这个直射入井底的太阳光延长后可以经过地球中心，而如果能在同一时间测量赛印城特定方向某地点的光线与地面的夹角，就能根据相应的数学原理计算出地球的周长。于是，在夏至正午的这一天，他测量了位于亚历山大港的一根垂直木棍投下的影子。

此时受过教育的古希腊人都知道地球是圆的。埃拉托斯特认为，如果他能计算出这两座城市之间的距离，就可以通过比例关系，将地球的周长测量出来。经过计算，他得出地球周长为250000希腊里（45866千米），这是人类历史上第一次测量地球周长，与实际的地球周长（40008千米）仅差了5000多千米。