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这些堪称“疯子”的科学家,还真的是一个比一个疯狂

超级数学建模

作者|超模君 来源|超级数学建模(ID:supermodeling)

危险动作

请勿模仿

上过实验课的人,都应该知道实验室里有这么一条原则:安全是第一要素。然而在科学史上,有一些牛人就是偏偏要用自己的生命来冒险。

沃纳·福斯曼

(Werner Forssmann)

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刚从学校毕业的福斯曼,成功当上了一名住院外科医师,而正是这个职位,让他有机会实现自己的一个重要想法。

福斯曼当时从书里边儿读到,在动物的心脏上插入导管其实是一种诊断技术,一种可以测量心脏压力的诊断技术。

他非常想知道,这种技术是不是同样也适用于人类,所以他就迫不及待地把这种的想法告诉了自己的导师。

导师对他的这个想法表示十分支持,甚至还鼓励他做更多的实验。

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于是在各方的应援下,他开始了。

他找来了一根输尿管导管(一根又细又长的管子,一般用来从膀胱导出尿液),二话不说就把它怼进了自己胳膊的主干静脉里,然后沿着主干静脉慢慢往里推。

可能推了有大概65厘米左右吧,管子到达心脏了。

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/我都害怕导尿管抽出来的时候会嗞血/

福斯曼非常开心,插着导尿管就到医院让护士帮他拍片儿。拍就算了,他还让人家用X光引导他,把导管插入到一个心室里。(老铁,你不觉得扎心么?)

即使这种举动真的很危险,而且也打破了医院的规则,但是福斯曼的实验非常成功。

十多年之后,医学界开始接受心脏导管插入手术,而福斯曼也因此获得了诺贝尔生理学或医学奖。

汉弗莱·戴维爵士

(Sir Humphrey Davy)

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戴维在成为科学史上的著名人物之前,是英国气动机构里的一名实验室助理。当时,他的工作重点就是测定不同气体的医疗用途。

他每天都要通过设置反应来进行测试,吸入未知的气体产品,记录它们的影响,却丝毫没有考虑到这种做法的危险性。

在所有被测试过的气体中,有一种气体对后来产生了非同寻常的影响。这种气体的名字,就叫作氧化亚氮(Nitrous oxide)。

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一氧化二氮(Nitrous oxide),无色有甜味气体,又称笑气,是一种氧化剂,化学式N₂O,能溶于水、乙醇、乙醚及浓硫酸,在一定条件下能支持燃烧,但在室温下稳定,有轻微麻醉作用,其麻醉作用于1799年由英国化学家汉弗莱·戴维发现。

吸入这种气体之后,戴维不仅感觉自己的感官增强了,而且还有了想笑的冲动。

虽然至今仍然没有科学的方法,能够解释清楚氧化亚氮在身体中的运作方式,但我们知道,它的确能给我们带来欢快感,能减少我们的焦虑、减轻我们的疼痛感。

所以,氧化亚氮也经常被用到牙科手术的麻醉当中。

一般的情况下,牙医每分钟会给患者输送一剂约5L的半氧化亚氮半氧气混合气体。而有一回,戴维为了确定剂量的多少会带来的影响,居然在短短7分钟内持续吸入了整整15L的纯氧化亚氮。

虽然,这并没有给戴维带来什么严重的后果(超模君还以为会发生什么类似中毒身亡之类的悲惨事件)。

也是因为这样,戴维更高兴了。

在验证过氧化亚氮没什么毒性之后,他开始到处怂恿别人跟他一起吸氧化亚氮。

“吸氧化亚氮”的潮流,瞬间风靡了整个社会。尤其是当时的诗人和哲学家们,都喜欢用它来增强自己的感官,说是吸了之后能让自己更贴近艺术。

戴维的冒险精神帮助他获得了化学家的桂冠,几年后,他发现了钠、钾、钙、镁、锶、钡等元素。然而这些发现,跟他吸入各种各样的气体并没有关系。

在戴维的职业生涯中,相比起相对无害的氧化亚氮,他真的吸入了很多不知名的有害气体。而这种做法,最终还是给戴维的身体带来了伤害。

就在刚刚过50岁的时候,戴维就因为中风和心脏病倒下了。

斯塔宾斯·弗斯

(Stubbins Ffirth)

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/没有样子/

这个被称为是科学界名字最酷的人之一的家伙,居然做了一件如此恶心的事情。(前方高能,请不要在用餐的时候阅读,别怪我没提醒你!)

1804年,为了获得医学学位,弗斯用他自己的生命,研究了一回黄热病。

黄热病(yellow fever),是黄热病毒所致的急性传染病,主要经伊蚊传播,重型患者有发热、黄疸和蛋白尿等。由于黄热病的死亡率高及传染性强,已纳入世界卫生组织规定之检疫传染病之一。

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1793年,黄热病在费城爆发并杀死了成千上万的人。很多医生就猜测,这场病的爆发,是由一些腐烂的进口咖啡、苦咸水(指含有大量中性盐,pH值大于7的水)或者是瘴气(动植物腐烂后生成的毒气)造成的。

但弗斯并不同意这种说法,他发誓要亲自找出这种疾病的真正原因。

他认为,造成这种疾病的大肆传播的最大“嫌疑人”,就是患者的黑色呕吐物(晚期的黄热病患者的呕吐物会呈黑色或咖啡渣样)。

于是,他当天就把呕吐物拿去喂狗了。

但是很让人失望,狗狗吃完这些东西之后并没有生病。

于是,他又把这些东西弄成精华,直接注射到狗和猫的静脉里。但还是很失望,这些动物依旧活得好好的。(好残忍~)

实在是没有办法,弗斯只好亲自上阵了。

他尝试了很多方法,比如把呕吐物倒在自己的伤口上、倒到自己的眼睛里,又或者把呕吐物煮沸了之后吸入挥发的气体,最后甚至直接端起来喝到了自己的肚子里。(朋友,喝粥吗??)

结果,他还是一点毛病都没有。

所以,弗斯就得出这样的结论——黄热病不可能是传染病。然而他并不知道,传染病也不都是通过人与人直接接触进行传染的,黄热病就不是。

艾萨克·牛顿

(Isaac Newton)

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/牛老师,怎么到哪都有你事儿呢?/

虽然牛顿是因为发现重力而出名的,但是他也在光学方面做了很多研究。

大约是1665年的时候,他开始着手研究棱镜及其与光的相互作用。通过实验,牛顿第一次证明出白光可以分裂成各种颜色的光谱。

但是,他对光和颜色的好奇心并不仅仅限于物理学方面。

他对大脑如何能感知颜色,以及从眼睛中捕捉到的物理感受会如何影响人的感知,也十分感兴趣。

牛顿拎起一根大眼针线(你可以把它想象成缝衣服那种带孔的针)直直地往自己眼睛里戳,或者说得更具体一点,是朝着他眼球和眼窝后头的骨头之间戳。

他发现,当自己用这种针来扎眼球的各个部位的时候(容嬷嬷扎紫薇都没那么残忍),会看见不同颜色的斑点。

/好吧,还是容嬷嬷比较残忍/

而且他还发现,斑点颜色的变化,取决于扎针力度的大小和房间里光线量的多少。

那很庆幸的是,我们无需模仿牛顿这种可怕的做法,也能看到这些现象。(当然也不应该模仿)

你只要稍微抬起自己的手去揉一揉眼睛,或者一直盯着一样无聊的东西看,都可以看到这些所谓的斑点。(我猜,你现在肯定在揉眼睛)

而我们现在也已经知道,牛顿当时看到的不同颜色的斑点,其实来源于视锥细胞(Cone Cell)的光受体。

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光受体为从环境中吸收光能转变成其他能量形式,在生物体内完成一定功能的物质之总称。有叶绿素、细胞色素、光敏色素和视紫红[质]等。

视锥细胞有一个很重要的功能特点,那就是它能通过对不同波长的光进行感应来帮助我们辨色。而牛顿用针向眼球施加压力的这种行为,从本质上看,就是在刺激这些细胞,让它们有种被光照击中的错觉。

可是,如果你认为这是牛顿第一次这么伤害自己的话,那你就大错特错了。

因为,他还曾经试图用自己的眼睛来唤醒残影,也就是那些你在看过强光(例如闪光灯)之后,眼睛里出现的模糊形状或者斑点。

残影(Persistence of vision)现象的视觉在光停止作用后,仍保留一段时间的现象。

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为了重视这种效果,牛顿带着一面镜子走进了暗室,用自己的右眼直视太阳的反射光。

当他转移视线的时候,眼前立马就出现了一个斑点,但是过一段时间斑点就会慢慢消失。所以等到斑点消失的时候,牛顿又继续盯着太阳反射光看。

就这样不断地重复看了好多次之后牛顿发现,自己不管是闭上右眼睁开左眼,还是两只眼睛同时睁开,都只能看到太阳的光点。

这个时候,牛顿终于意识到,这个实验很有可能已经伤害到了他的眼睛。

他只好把自己关在小黑屋里待了三天三夜,等待视力开始恢复。

开始恢复用了三天,但是等待它完全回到正常的过程,却花了牛顿好几个月的时间。

而如今,我们已经知道牛顿当时的做法,是多么痛苦和多么危险。

美国眼科学会警告我们,眼睛长期暴露在过量的紫外线当中,白内障、眼球不正常生长的概率都会大大升高。

而长期用肉眼直视太阳,强烈的光线则会导致闪光盲,视网膜上的光敏色素会褪色,最后导致视野中出现黑点。

如果是通过光学设备,像双筒望远镜、寻星镜等等的仪器来直接观察太阳,甚至有可能导致短暂或者永久的失明。

这就是为什么现在我们在焊接或者观看日食的时候,需要佩戴防护眼镜。

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/把一颗猪眼放在望远镜下观察太阳,阳光直接把眼珠烧出了窟窿/

虽然这些人对科学几近疯狂的态度真的很让我们佩服,但是超模君还是得提个醒:切勿盲目模仿,安全第一,毕竟人生那么美好!

编者按:本文转载自微信公众号:超级数学建模(ID:supermodeling)


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