从测量地球周长到发展光学 人类史上十个最重要实验

　　格雷戈•孟德尔发展遗传学

　　时间：1855年-1863年

　　孩子的容貌总会与父母有几分相似，这是为什么呢？一直到一个半世纪之前，身体特征遗传的奥秘才逐渐揭开，而这都要归功于格雷戈•孟德尔。他生于1822年，尽管身为农民的儿子、没有多少钱接受正规教育，但他在自然科学方面颇具天赋。在一名教授的建议下，他在1843年加入了奥古斯都修道院，一个注重研究与学习的修道士团体。

　　在布尔诺的一家修道院安置下来之后，生性害羞的格雷戈很快学会了在花园中打发时间。一种名为“倒挂金钟”的植物尤其引起了他的注意，因为这种植物造型极其优雅，仿佛出自名家之手。也许正是受到这种植物的启发，孟德尔才开展了后续那些著名实验。他尝试给不同品种的倒挂金钟交叉配种，试图培植出新的颜色搭配。在这一过程中，他得到了一些重复结果，暗示着遗传有一定的规律可循。

　　在孟德尔培育豌豆的过程中，这些规律变得更加清晰明了起来。他用画笔给豌豆人工授粉，在长达七年的时间里，他用成千上万株具有特定性状的植株做了杂交实验，并且详细记录了杂交结果。例如，如果让黄豌豆和绿豌豆杂交，培育出的后代永远都是黄豌豆；但如果再让这些黄豌豆培育出的植株进行自交，收获的种子则有四分之一为绿豌豆。这样的比例让孟德尔提出了“显性”因子（该例中黄色为显性性状）和“隐性”因子的概念，而所谓“因子”正是我们如今所说的基因。

　　由于他的研究过于超前，在当时并未受到太大关注。但几十年后，其他科学家发现并复制了孟德尔的实验，并开始尊其为一项重大突破。

　　孟德尔并没有试图一举解开遗传这个复杂的大谜团，而是先提出一些简单的假设、然后各个击破，这正是他开展的实验的高明之处。

　　牛顿发展光学

　　时间：1665年-1666年

　　在成为那个举世闻名的牛顿之前（成就卓著的科学家、运动定律、微积分与宇宙引力理论的发明者），普通人牛顿曾有过一段十分空闲、无所事事的时光。当时他本在剑桥大学就读，但为了躲避剑桥城内爆发的一场瘟疫，他回到了自己的家乡。在那里的集市上，他买了一个儿童玩具般的小棱镜，然后回家摆弄起来。

　　阳光透过棱镜后，射出来的光会形成一道彩虹、或者说一道光谱。牛顿那个时代的主流思想认为，光透过的介质是什么颜色，光就会变成什么颜色，就像透过彩色玻璃的光线一样。但牛顿本人并不信服这个说法。于是他用棱镜开展了一系列实验，结果证明，颜色其实是光的自带特性。这一革命性的观点开创了名为“光学”的新领域，在现代科技中发挥了至关重要的作用。

　　牛顿的实验设计十分精巧：他在一扇百叶窗上钻了一个小孔，让一束阳光从中透过，然后接连穿过两块棱镜。光透过第一块棱镜后，被分解成了不同的颜色。牛顿特意挡住其中的一部分颜色，不让它们透过第二块棱镜。他通过这一方法发现，不同颜色的光在穿过棱镜时的反射或折射角度不同。接着，他从被第一块棱镜分解的光线中挑出一种颜色，让这种颜色的光线单独穿过第二块棱镜；而这束光从第二块棱镜射出后，并没有发生变化，说明棱镜不会改变光线的颜色，介质本身对光线颜色不会产生影响。相反，颜色应当是光线本身具有的某种性质。

　　由于牛顿的实验设置属于临时起意、又是在家中完成的，再加上他在1672年发表的论文中的描述不够详尽，其他科学家一开始没能顺利复制出他的实验结果。开展这项实验的技术难度很大，但一旦亲眼见到了实验结果，就很容易被其说服。

　　在日渐成名的过程中，牛顿在实验方面展现出了高超的天资，偶尔还会将自己作为实验对象。有一次，他盯着太阳看了太久，差点致盲。还有一次，他往眼睑下方插了一根又长又粗的针，用它挤压眼球后部，看看会对视力造成什么影响。虽然牛顿在职业生涯中也有过多次失手，如将某种现象归咎于神秘主义和宗教等等，但在他取得的巨大成就保证下，他的名望得以经久不衰。