二`科學的榮譽19(1 / 3)

二`科學的榮譽19

維勒報告合成尿素

在18世紀末和19世紀初,生物界流行一種活力論思想,認為動植物體內有一種神秘的活力,它決定了動植物的生存。受此影響,化學家認為有機物依賴於活力,因此隻能在動植物體內產生,無法人工製得。這意味著化學家隻能合成無機物,無法合成有機物,無機界和有機界存在著不可逾越的鴻溝。這一主觀臆測影響非常惡劣,使有機化學家的研究大受局限,有機化學發展舉步維艱。直到德國化學家維勒用人工方法製成了尿素,才打破了這種局麵。

維勒在貝采裏烏斯的實驗室學習時,曾試圖用氰氣與氨水反應製備氰酸銨。但氰酸銨未製成,卻意外得到了草酸銨和一種不知名的白色結晶物質。維勒肯定它不是氰酸銨但卻不知其組成。在後來的研究生涯中,維勒不斷對此結晶進行探究,發現其性質與尿素相像。他將此物質與從尿液中提煉出來的尿素相比較後確定它們是同一種物質。1828年2月22日,他興奮地向老師貝采裏烏斯報告:“我無法再繼續懷疑我對尿素的化學合成了,我不得不宣布,我不用通過腎就能夠製得尿素。”此後,他在《尿素的人工合成》中又公布了他製取尿素的兩種方法:第一種,用氯化銨溶液處理氰化銀後加熱;第二種,用氨水處理氰酸鉛,分離氫氧化鉛沉澱後加熱。

維勒用無機物合成了典型的有機物尿素,突破了無機、有機物的界限,極大地衝擊了活力論,在有機化學發展史上具有裏程碑式的作用,同時也大大促進了生物學的發展。但活力論者仍繼續狡辯,雖然氰和氨都是無機物,但卻由活性炭製成,所以還有有機物的痕跡。維勒的工作雖然沒有完全推翻活力論,但他開啟了有機合成之門,拉開了有機化學新世紀的帷幕。

門捷列夫致信溫克勒表明鍺即類矽

門捷列夫在他的元素周期表中留下了充滿誘惑的空白,並預言:將來一定會發現該席位的主人。除此之外,門氏又特別選出三個代表性的元素:類硼、類鋁、類矽,對它們的性質做了大膽而又細致的預測。這種把握十足、理直氣壯的預言將來是否能夠得到證實,是對周期表正確性的重大考驗。

類鋁率先在法國被發現。4年後,瑞典一位科學家又發現了新元素鈧即類硼。世人為之歡呼雀躍。

1886年又爆出了新聞:德國的溫克勒發現了一種新元素,它與門氏預言的“類矽”相吻合。類矽的發現者溫克勒一直相信門氏的周期律。門氏預言,有一個空位元素“類矽”,它的原子量大約是72,密度為55……溫克勒正是沿這條線索找到“類矽”的。他從銀礦中分離出一種原子量為727,密度為55的銀白物質,它在空氣中加熱後形成的氧化物與預計的一樣;它的沸點與門氏預言的一致。

2月26日,門氏致信溫克勒表明鍺即類矽。周期律大獲全勝。在11年當中,門氏特意選出的三個元素,分別在瑞典、法國和德國一個接一個地發現了。有趣的是,上述三個國家在地圖上的位置,大體上和三個元素在周期表上所排列的位置相似。

1889年夏天,門氏接受一個化學會的邀請進行學術講演。在講演結束時說:“20年前我們發現了周期律,並根據它預言了尚未發現的三種元素的性質。那時曾指出過這樣性質的元素將來是一定會發現的,但是並沒想到能在我的有生之年就會發現它們。我今天能夠在尊敬的英國化學會的各位會員先生麵前,榮幸地報告說我的預言是完全準確的,這也是我夢想不到的事情。”

人類基因工程組計劃“標書”發表

1986年3月7日,曾獲得1975年諾貝爾生理學或醫學獎的杜爾貝克,在美國《科學》雜誌上發表了《癌症研究的轉折點——人類基因組的全序列分析》,這篇文章使人們開始認真思考進行全世界基因研究合作的可能,並引發了人們聯合起來進行人類基因研究的壯舉,被公認為人類基因組計劃(HGP)的“標書”。

早在1979年,英國科學家博德默和所羅門等就提出繪製人類基因的設想。之後,美國能源部的遺傳學家和進行疑難病研究的生化學家也提出了同樣的看法。在此背景下,杜爾貝克寫了這篇又章。文章中,他呼籲大家聯合起來,從整體上把人類的基因組搞清楚。他提出了進行人類基因全序列分析的宏偉目標,並指出該項目非常艱巨和宏大,隻有成為全球性重大項目,全世界共同參與,才有可能實現。他的提議引起科學界一片嘩然,科學家們就此進行了廣泛爭論。因為這個設想如果能夠實施並最終成功,將不僅對癌症的病因學分析和治療產生深遠的影響,而且對於許多疾病的診斷和治療都將帶來巨大的變革。

HGP(Human Genome Project)旨在闡明人類基因組DNA近30億堿基對的序列,發現所有人類基因及其在染色體上的位置。從而破譯人類遺傳信息。除了具體的測序目標外,研究HGP的倫理學、法學和社會學影響與後果,發展生物信息學和計算生物學也是HGP的重要內容。HGP預計15年內投資30億美元,於1990年10月1日開始實施,在2005年完成人類基因組全部序列的測定。

HGP是人類自然科學史上最偉大的創舉之一,它所倡導的“全球合作、免費共享”的“HGP精神”,已成為人類科學研究國際合作的楷模。

天王星掩恒星的罕見天象發生

1977年3月10日發生了天王星遮住背後星球的罕見天象,使天文學家首次意外地發現天王星還戴著9個神秘的光環。

由於相對運動的關係,遠方恒星有時會移動到太陽係天體如月亮、行星或小行星的正後方,這種現象稱為掩星。掩星發生時,如果近距天體沒有大氣,星光便立即消失。如果天體外圍有大氣,則星光在完全消失前會有一個略被減弱的過程。各類掩星發生的時刻可以通過理論計算非常準確地作出預報。

1973年英國天文學家高登·泰勒預報1977年3月10日有個恒星SAO158687將被天王星掩食。天文學家本想用此罕見相會觀測天王星的大氣和測定它的直徑,但出乎意料地發現該恒星的亮度有幾次下降。中國、美國、澳大利亞等國的天文學家都對此進行了觀測。意想不到的奇怪事情發生了,該恒星在預報被掩時刻前35分鍾出現了“閃爍”,也就是星光減弱又迅即複亮。這種閃爍一連出現了好幾次。當這顆星經天王星背後複現,或者說掩星過程結束後,閃爍現象又重複出現。以後,經過對觀測結果的仔細研究,發現閃爍是因天王星環的存在而造成的。這是繼1930年發現冥王星後20世紀太陽係內的又一重大發現。由於天王星環非常暗弱,過去即使在大望遠鏡中也從未直接觀測到過。1978年,美國用5米口徑望遠鏡才在波長22微米的紅外波段首次拍攝到天王星環的照片。