二`科學的榮譽15
發現維生素C
人類曾由於缺乏維生素C經受了巨大痛苦。早在古埃及的醫學卷宗中就記載了壞血病(維生素C嚴重缺乏症)。患者牙齦損壞、無法進食、雙腿腫脹、骨骼變形、皮膚出現血點,嚴重的甚至死亡。當時,它是常見的災難性疾病,流行於軍隊、長期海上航行的船員和冬天的城市居民中。15和16世紀,壞血病曾波及整個歐洲,損傷嚴重。
人們因而努力探索壞血病的治療方法。巴赫斯特如姆首次提出壞血病是一種營養缺乏病;林德進行了臨床實驗研究,發現橘子和檸檬對治療壞血病有奇特療效;詹姆斯·柯克發現新鮮水果和蔬菜也有抗壞血病作用。
20世紀後,科學家在這些抗壞血病物質中提取活性物質,開始了對維生素C化學本質的研究。匈牙利化學家聖—捷爾吉在霍普金斯實驗室研究氧化一還原係統時,從牛的腎上腺皮質、橘子及甘藍中分離出一種六碳物質,具有強還原性,他稱之為己糖醛酸。1932年4月3日,美國匹茲堡大學的查爾斯·G·金(Charles Glen King)從檸檬汁中分離出一種結晶狀物質,利用這種結晶物質他對豚鼠進行了壞血病試驗。每天給豚鼠喂05毫克,就能預防壞血病。這一實驗標誌著維生素C的發現,千年來壞血病的禍根就在於缺乏維生素C。
後來研究不斷取得進展。聖—捷爾吉證實,查爾斯·G·金所製結晶與己糖醛酸是同種物質。1933年英國的哈沃思等在伯明翰大學成功地確定了維生素C的結構;瑞士的雷池斯坦又人工合成了維生素C,使工業上大量生產成為可能,不久它就成為一種便宜的常見藥品。維生素C的發現使人類遠離了壞血病的威脅,生存狀況得到很大改善,同時也促進了營養學的發展。
世界“地球日”
1970年4月22日,美國哈佛大學法學院一位年僅25歲的學生丹尼斯·海斯,組織並發起了美國曆史上首次聲勢浩大的“地球日”活動。這一天,美國有20000多人參加了遊行和集會。它涉及1000多所中學、2000多所高等院校,還涉及機關、工廠和鄉村,並得到美國政府的許可和支持。在這一活動的推動下,美國政府於70年代初通過了汙染控製和清潔大氣法的修正案,並成立了美國環保局。從此,美國民間組織提議把4月22日定為“地球日”。
海斯雖然學的是法律,但他一直對環保問題情有獨鍾。他多次到全國各大學校園舉行環保問題的講演會。後來,他幹脆停止了學業,專心致力於環保事業。他曾先後到史密森尼恩研究所和伊利州政府任職,研究製定有關能源方麵的政策。他提出了節約能源和利用太陽能等再生能源解決問題的主張,並寫出一本有關太陽能的書——《希望之光》。海斯後來雖輾轉東西,但從未放棄自己的環保事業。經他和其朋友們多方遊說和建議,終於在1990年,由世界知名人士、環侵專家和一些組織組成的“地球日”協調委員會向全世界發出倡議,將1990年4月22日定為第一個國際性的地球日,並發動了一場全球範圍內的紀念活動。
1970年4月22日發動的“地球日”活動,是人類有史以來第一次規模宏大的群眾性環境保護活動。它對於保護地球環境、製止生態惡化起了極大的促進作用。現在,每年的4月22日已成為世界人民的共同節日。“地球日”時刻警醒著世人:地球的環境問題是關乎整個人類生存發展的大問題,若任由環境汙染和生態破壞持續下去,地球人是沒有出路的。
發現頂誇克
粒子物理的標準模型認為,構成物質的最小單元是輕子和誇克。輕子和誇克各有6種。輕子有電子、電子中微子、μ子、μ中微子、τ子和τ中微子;誇克有上誇克、下誇克、粲誇克、奇誇克、項誇克和底誇克。
繼1974年發現J/ψ及1977年證實C(粲)誇克(第四種)和b(底)誇克(第五種)的存在後,各國高能物理學家都在努力尋找第六種t(項)誇克。經過十多年的實驗工作,終於在1994年4月26日,美國費米國家實驗室召開記者招待會,由費米實驗室所長John People和CDF(Collider Detector Facility)合作組的發言人宣布了發現頂誇克的證據。由於事例較少,工作在同一對撞機上另外一個實驗組D0組稱:隻找到一些有趣的事例,但與本底數目可比擬,因此尚不能確認頂誇克的存在。因此,國際高能物理界隻能等待費米實驗室的進一步結果。
經過十多個月的實驗工作,終於在1995年3月2日,美國國家費米實驗室召開學術報告會,正式宣布頂誇克已被發現。這一次,CDF組和D0組分別報告了他們的實驗結果。CDF測得頂誇克質量為:176±8±10GeV/c2,頂誇克對產生的截麵為68+36-22;Pb;D0組測得頂誇克質量為:199+19-21±22GeV/c2,頂誇克對產生的截麵為62±22Pb。這些新的數據是在1994年以後,費米實驗室繼續在對撞模式下運行,提高了對撞機的亮度後得出來的。這些數據的積分亮度約為一年前宣布實驗結果的4倍。
頂誇克的發現標誌著組成物質的6種誇克在實驗上都得到了證實。
湯姆遜發現電子
1876年科學界把普呂克發現的射線確認為“陰極射線”後,便出現了關於“陰極射線”本質的爭論。有的認為是氣體分子在陰極上得到電荷後形成的負離子;有的認為是和光線一樣沒有重量、非實物粒子的電磁輻射。英國劍橋大學物理學教授J·J·湯姆遜在反複分析了關於陰極射線的大量實驗事實後,提出一個大膽的假說:陰極射線是一種特殊粒子的高速運動形成的,這種粒子比原子輕得多而且帶有電荷。