疯狂实验史/新知文库

作者简介

雷托·U·施奈德(Reto U Schneider)，1963年出生，获电气工程硕士学位后入灵吉尔新闻学校学习，以科学方向通讯员身份供职于瑞士及德国媒体。现为《新苏黎世报》的期刊编辑，同时在该报开辟专栏“实验”，其文章屡获殊荣。著书《行星猎人》(比尔克怀泽出版社，1997年)，讲述太阳系外首颖行星的发现。

内容简介

1304迪特里希走向彩虹 1304—1310年间的某个时刻，多明我会修士迪特里希·冯·弗赖贝格 (Dietrich von Freiberg)将一个圆形的玻璃瓶注满水举到阳光下。据说后 人评价这一举动为“中世纪西方世界*伟大的科学贡献”。 此前已有无数学者试图探寻彩虹背后的秘密。有些人猜测，空中的弧 形是对*轮的反射，另一些人认为，雨中的云雾就像一面透镜。总之可以 确认的是，雨以某种方式反射了*光，因为人们只能在太阳位置很低的时 候背向太阳看见彩虹。但是为什么彩虹总是个始终一样大的弧形？不同颜 色的排列顺序该如何解释？有时在一道彩虹上方还会出现第二道彩虹，且 颜色排列顺序刚好相反，这又是怎么回事呢？ 仅凭肉眼观察是不能解答彩虹形成的问题的。但又怎么才能把自然奇 观带入实验室呢？虽然人们知道，太阳光透过充满水的玻璃瓶照射时就会 出现不同颜色，但是如果认为这样的水瓶就像缩微的雨云的话，它却产生 不出彩虹来。 必须要想新的办法，而迪特里希想了出来：他使用球形的水瓶，不是 将它看成缩微的云，而是看成放大的水滴。弄清阳光在个别的水滴中发生 了什么情况，就可以想见在阵雨中无数水滴同时生成这种效果时的情形。 因此冯·弗赖贝格开始追踪单独一道太阳光线。首先他让这道光线射入水 滴的上半部并仔细观察，发现光线发生弯折，接下来在水中转过一个比较 大的角度继续前进。在玻璃瓶的另一面，部分光线穿透了瓶子，另一部分 反射回来，继续在水中行进，*后在玻璃瓶的下部朝向太；*方向穿透出 去，这时光线又一次发生了弯折。 通过另外的荬验，冯·弗赖贝格已经知道阳光在通过水和玻璃的路途 中会分成不司颜色。每个单独的水滴都会同时将各种颜色反射向不同方向 。而我们在这一时刻只看到某一种颜色，是因为集结成束的该颜色的反射 光线正在此刻直射入我们的眼睛。一滴雨水落下时，首先映人我们眼中的 是阳光中的红色光束，它的反射角大约为42°，接下来依次是橙色、黄色 、绿色、蓝色，*后是反射角约为41°的紫色光束。所以说彩虹是由一类 特殊的不断下落的镜子——雨滴所组成，它们前后相继接连不断地闪现彩 虹的各种颜色。因为一直有雨滴持续落下，所以才会造成一个静止不动的 颜色带的印象。 那么在**道彩虹上方，相对*大一些的第二道彩虹是如何生成的呢 ？冯·弗赖贝格在追踪射入球形玻璃下部的光线时发现了答案。光线同样 是发生折射，穿过瓶内的水到达瓶的后壁，又以很缓的角度被反射，在水 中穿行不久又到达了后壁，经过再一次的反射光线以朝向太阳的方向离开 瓶体，穿透瓶体时又发生了朝下的折射。所以说第二道彩虹的产生是2次反 射参与的结果，因此与只发生过一次反射的**道彩虹颜色顺序相反。而 且第二道彩虹总是不及**道明亮也说明与一次反射相比，两次反射会使 *多光线流失。 不过在有一点上迪特里希·冯·弗赖贝格犯了个错。他认为彩虹上红 黄蓝绿等颜色的产生取决于光线射入的深度和水的透明度。直到后来人们 才发现，这是由于不同颜色光的不同波长造成的。 冯·弗赖贝格的实验是科学**比较早的实验之一。他采用的由元素 特性推及整体特性的方法成为自然科学领域*为成功的原则——归纳法， 尽管很快就有批评家指责这位“彩虹研究者”“破坏了彩虹的诗意”，但 这不会撼动他的功绩。 1600秤盘上的生活 倘若当初就有《吉尼斯世界纪录》，圣多里奥(Sanctorius)必定位列 其中：这位帕多瓦的**医生在秤盘上度过的时间之长无人能及。工作台 、椅子、*——他的所有这一切都通过绳索与房顶上的天平装置相连接。 通过这种方式，圣多里奥30年间孜孜不倦地记录着自身体重的点滴变化。 从所进食的食物的重量，到所排泄的废物的重量，他都称量记录。他将这 些关于人类身体功能的实验结果作为实验备忘发表在他的作品《静态医学 医疗术》(De Statica Medicina)中，这本书被今人奉为经典。其中*** 的论断关乎一个惊人的事实：人们所排泄的大小便仅占所进食的食品重量 的很小一部分。如果一个人**进食8磅肉和饮料，有5磅都在不为察觉的 情况下蒸发掉了。这种看不见的蒸发首先是排汗，圣多里奥还不知道，他 是**个测定这一重量的人，也由此成为量化实验医学的鼻祖。这之前医 生们还仅是通过描绘来记录。 遗憾的是，圣多里奥没能把他的实验详尽地描述下来。至于在实验备 忘2“关于**”一章中所做实验的详情，以及“无节制的**阻碍了1／4 的蒸发”，这只能交给读者们自己想象了。 P1-4