本刊綜合
為科學(xué)而狂,實驗達人最有個性!
吃玻璃、進毒氣室、以身試毒……實驗達人居然拿自己做實驗,甘做科學(xué)“小白鼠”,他們對科學(xué)的那份瘋狂,讓我們不得不敬佩。
為科學(xué)事業(yè)奉獻自己的自我實驗很多,無不散發(fā)著英雄的氣息。在科學(xué)發(fā)展的道路上,到底有哪些瘋狂的自我實驗?zāi)兀?/p>
我們一起來看看八大最具個性、一個比一個瘋狂的自我實驗吧。
第二次世界大戰(zhàn)后,美國空軍需要知道飛行員在超音速飛機中中彈后能否逃過一劫,因為中彈后的飛行員無法再駕駛飛機,超音速飛機的速度便會減速至零,這種突然的速度急剎車往往會讓飛行員受到超過40G甚至50G的壓力(1G的壓力相當(dāng)于地球表面重力,而40G的壓力就相當(dāng)于一頭3噸重的大象壓在身上),從而導(dǎo)致飛行員死亡。
18G的壓力已經(jīng)是人體能夠承受的極限了,誰有勇氣突破這種極限,與死神來一場生死較量呢?
飛行外科醫(yī)生約翰·保羅·斯塔普勇敢地挑戰(zhàn)這一極限,自愿做“小白鼠”,開始進行一系列身體實驗。
在新墨西哥州的霍洛曼空軍基地,仿照超音速飛機“急剎車”時的情形,斯塔普設(shè)計了一個以火箭推動的雪橇,這個雪橇能在約1067米的距離內(nèi)將速度增至1207千米/時(約335米/秒),然后滑入水中,再突然減速直至停下來。
在1秒鐘內(nèi),雪橇的速度由1207千米/時減速到0,猛烈的制動可以保證雪橇上的人平穩(wěn)地坐在那里,只是無法再繼續(xù)前進,但是有時制動會失效。有一次雪橇上一個中彈的實驗假人就被彈出了210米,不過幸好沒有損壞。
要是真人坐在雪橇上,會怎么樣呢?
1947年的一天,斯塔普首次嘗試他的火箭雪橇,他將火箭雪橇開到時速145千米,然后突然減速至0;第二天,他把時速增加到322千米,再突然減到0,第三天……隨著實驗次數(shù)增加,火箭雪橇的時速也在增加,為了探索人類耐力的極限,在7年的時間里,斯塔普一共嘗試了29次。
每一次制動時,減速的壓力都壓迫著身體,他曾多次忍受眩暈、腦震蕩、劇烈的頭痛、肋骨破裂、肩膀脫臼和骨折等痛苦,其中眼睛受到的傷害最大。
1954年12月10日,斯塔普進行了最后一次試驗。實驗中,火箭雪橇在9個火箭的推動下時速達到了1017千米,這個速度比45口徑的子彈速度還要快,甚至超過了飛機的速度。而當(dāng)雪橇撞到水面時,斯塔普承受了46.2G的壓力,超出了極限的40G。
他活下來了,關(guān)于這一實驗的感想,他說道:“眼睛好像要被拽出眼眶了……我用手支起眼皮,但是什么也看不見?!彼麚?dān)心自己會永遠(yuǎn)失明,幸好視力在接下來的幾天時間里逐漸恢復(fù)了,可還是留下了視力問題的后遺癥。
自己給自己做手術(shù),美國外科醫(yī)生埃文·奧尼爾·凱恩恐怕是第一人。
1921年2月15日,凱恩躺在醫(yī)院的手術(shù)臺上,等著做闌尾切除手術(shù)。突然,他決定進行一個即興實驗——自己給自己切除闌尾,徹底告別闌尾先生。
他坐起來并讓所有人后退,因為他要親自操刀。由于他是醫(yī)院的首席外科醫(yī)生,醫(yī)護人員只能勉強執(zhí)行這個強制性的命令。
為了能清楚地看到自己的腹部,凱恩用枕頭支撐著身體。他向自己的腹壁注射可卡因和腎上腺素,然后迅速刺穿淺表組織,找到了腫大的闌尾并將之切除。
整個手術(shù)花了30分鐘。凱恩調(diào)侃說,如果不是醫(yī)院的員工到處轉(zhuǎn)悠不知道該做些什么,搞得手術(shù)室氣氛很緊張,他可能可以更快地做完手術(shù)。
凱恩康復(fù)得很快,14天后他又回到了醫(yī)院,開始為其他病人做手術(shù)。
事后,他解釋說,之所以要進行這次自我實驗,是想體驗病人在做手術(shù)時是什么感受,從而可以更好地理解如何使用局部麻醉,以達到最好的效果。
愛上電池,誰信呢?可是,年輕的德國物理學(xué)家約翰·威廉·里特還真的愛上了電池,并揚言要跟電池結(jié)婚。
1800年,亞歷桑德羅·沃爾特發(fā)明了伏打電堆——世界上第一個可以提供連續(xù)、穩(wěn)定、強大電流的電池。約翰·威廉·里特對伏打電堆非常感興趣,他利用這一發(fā)現(xiàn),將伏打電堆的兩極系統(tǒng)應(yīng)用到身體的每一個部位。
里特將電流接到舌頭上,頓時嘗到了一種酸的味道;他將電線與鼻子接通之后,不停地打噴嚏;他把電線接到自己的眼球上,看到了許多奇怪的顏色在流動……電流經(jīng)過不同的部位,里特都會有不同的感受,這些感受就像百味人生,既豐富又特別有意思。
因此,他經(jīng)常會跟人們打趣說:“我要娶我的伏打電堆。我要跟她結(jié)婚啦!”
里特的實驗并沒有就此結(jié)束,他后來將電流增大至危險的程度,并強迫自己忍受更長時間的觸電,還服用藥物來減輕痛苦。
結(jié)果,他的健康受到損害,多次觸電讓眼睛受到感染,而且,他還要忍受經(jīng)常性的頭痛、肌肉痙攣、麻痹和胃痙攣,肺部還因此充滿粘液。
舌頭還曾暫時失去大部分感覺,陣陣頭暈也讓他近乎崩潰。有時持續(xù)強烈的疲憊感,常常讓他難以下床。還有一次,電流讓他的手背癱瘓了一個星期。
最終,他為濫做自我實驗付出了代價,33歲時得了肺結(jié)核,虛弱的身體讓他不堪一擊,不久病逝。
玉米芯、木屑、軟木、羽毛、石棉、人造絲和香蕉莖,這些東西能吃嗎?很顯然,我們是不吃這些東西的,而在弗雷德里克·菏澤爾眼中,這些都能吃,而且是日常生活中的“菜”。
為了抑制自己的食欲,菏澤爾在青少年時期采用過一種怪異的減肥方法,就是天天吃玉米芯、木屑、軟木、羽毛、石棉等不同尋常的“菜”。而他最喜歡的菜就是被切成小塊的手術(shù)棉。
在他晚年的時候,也就是20世紀(jì)20年代,菏澤爾作為芝加哥大學(xué)的一名研究員,把不吃尋?!安恕钡奶熨x運用到科學(xué)上。他嘗試吞咽一系列化學(xué)惰性物質(zhì),并觀察這些東西在肚子里能夠停留多長時間。
他從實驗室外面的人行道上鏟起碎石,然后吞下,52個小時后,碎石被排出體外。但是,鋼球滾珠軸承和彎曲的銀線用了大約80個小時才通過他的身體,小金球在他的腸道里移動緩慢,22天以后才出來。不過,玻璃珠要快得多,只用了40個小時就通過了消化道。
最快經(jīng)過腸道的紀(jì)錄是由一團打結(jié)的麻線創(chuàng)造的,麻線只用了一個半小時就通過了腸道。
黑寡婦蜘蛛是一種分布比較廣的蜘蛛,具有非常強的毒性,但在很早以前,人們并不知道它是一種危險的動物。
1921年,昆蟲學(xué)家威廉·博格進行自我實驗,被蜘蛛叮咬后9小時趕到醫(yī)院,他在醫(yī)院里3天都輾轉(zhuǎn)反側(cè),飽受噩夢的折磨,還發(fā)燒、渾身疼痛。
為了深入研究雌性黑寡婦蜘蛛叮咬對人類的影響,1933年11月,阿拉巴馬大學(xué)的教授艾倫·沃克·布萊爾用鑷子夾住一只雌性黑寡婦蜘蛛,使其對著他左手的食指,故意讓蜘蛛用鋒利的爪子刺入皮膚。
這只蜘蛛來回扭動著身子,并不滿足于只在皮膚的表面叮咬,好像要刺入到皮膚的深處,而且越深越好。布萊爾夾著這只蜘蛛保持了這個姿勢10秒鐘,蜘蛛的毒液進入了他的體內(nèi)。
幾分鐘后,布萊爾開始出現(xiàn)嚴(yán)重的肌肉痙攣,并且呼吸困難。兩個小時后,他在地板上打滾、大汗淋漓,不得不被緊急送往醫(yī)院。他到達醫(yī)院的時候,血壓迅速下降。
盡管遭受了極大的痛苦,但布萊爾仍堅持要醫(yī)院用心電圖來確定毒液對心臟的影響。醫(yī)護人員連接好醫(yī)療設(shè)備,發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)顯示正常,與他被咬之前兩天的數(shù)據(jù)并沒有明顯區(qū)別。
布萊爾的痛苦持續(xù)了幾天,有那么一個時刻,精神變得非常錯亂,他害怕自己會失去心智,但值得慶幸的是,一個星期后最糟糕的情況過去了,他出院了。
對抗蜘蛛不怕毒,布萊爾用自我實驗充分證實了:雌性黑寡婦蜘蛛確實有毒,對人很危險。
劍橋生理學(xué)家約瑟夫·巴克羅夫特在整個職業(yè)生涯中多次進行自我實驗,他把這些自我實驗稱之為“邊緣地帶的旅行”。
巴克羅夫特早期的邊緣旅行包括在一戰(zhàn)期間,他和一只狗共同暴露在氫氰酸氣體中,那只狗95秒后死亡,而他將狗抱在懷里堅持了10分鐘才倒下。
十年后,巴克羅夫特把自己封閉在一個密閉的玻璃房間里,測試低氧環(huán)境對人的影響。他在相當(dāng)于海拔4877千米處的氧氣環(huán)境中待了6天,整個身體都變成了藍(lán)色。
不過,巴克羅夫特最引人注目的實驗發(fā)生在1931年,當(dāng)時為了調(diào)查凍結(jié)對心理功能的影響,他裸露在伍茲霍爾研究中心的冷藏室里。
起初他冷得直哆嗦,并很難有毅力繼續(xù)留在冷藏室內(nèi)。他一直在想:我可以輕易地走出去。但是他沒有走出去,大約1個小時后,奇異的心理變化發(fā)生了——所有的羞恥感消失了,他不再在意與實驗無關(guān)的人用異樣的眼光看著他,寒冷已經(jīng)把他變成了一個徹徹底底的“厚臉皮”。
巴克羅夫特1936年在耶魯大學(xué)向一位聽眾描述當(dāng)時的情景時說:“寒冷的感覺過去后,我就感到一陣美妙的暖意?!畷裉栠@個詞最適合描述當(dāng)時的情況,不過我不是曬暖,而是曬冷。”
巴克羅夫特那時可能很快就要接近致死低溫了,幸運的是,一名在實驗室外的研究助理注意到情況有些不對勁,就拿著毯子和溫?zé)岬娘嬃蠜_進去救了他。
巴克羅夫特在那次嚴(yán)酷的考驗中存活了下來,且沒有留下后遺癥。
與各種毒氣親密接觸,著名的生理學(xué)家約翰·斯科特·霍爾丹真有勇氣。
為了研究空氣質(zhì)量對人體健康的影響,霍爾丹爬到污水處理場的坑道里收集空氣樣本,而在那里,5個工人被硫化氫氣體奪去了生命。之后,他又潛行到倫敦地鐵中,通過一根管子吸取空氣樣品。
最后,他分析了貧民窟、工廠和下水道的空氣,通過比較發(fā)現(xiàn)學(xué)校的空氣還沒有下水道的空氣好,而奪命氣體最多的地方是煤礦。
當(dāng)時,地下爆炸司空見慣,而每當(dāng)災(zāi)難發(fā)生,霍爾丹總是抓起礦工帽拔腿就沖往現(xiàn)場。有一次,某礦井爆炸后,他湊在排放礦內(nèi)有毒氣體的通氣管管口辨認(rèn)毒氣。排出的氣體未經(jīng)空氣稀釋,他一吸入氣體便喘氣不止,臉色發(fā)青。
“是碳酸。”識別氣體很有經(jīng)驗的他說,接著,他又湊近管口吸了兩次確認(rèn)剛才的判斷。
多次深入礦井后,霍爾丹發(fā)現(xiàn),礦井事故的受難者大多并非如人們猜想的那樣死于爆炸,而是因為缺氧或吸入一氧化碳窒息而亡。
為了檢驗一氧化碳的毒性,他一邊吸入一氧化碳一邊記錄自己的癥狀,同時給自己抽血分析血樣。等到他難以支撐時,試驗停止,心跳也差點停止。此時他血液中一氧化碳的飽和程度僅比受難礦工低4%。
他之所以敢這樣冒險,是因為他的實驗同伴——小鼠已經(jīng)試過了?;魻柕ぴ騽e人建議,能用人做實驗時就別用動物做實驗,但就這一實驗而言,小鼠是最好的實驗對象。
小鼠的呼吸頻率很高,肺部氣體和血液的交換速率很快,比人類快近20倍,因此,鼠類對有毒氣體的敏感度也差不多是人類的20倍。
在他的實驗中,人鼠共享空氣與一氧化碳混合的有毒氣體,不到一分半鐘,小鼠就撐不住了,呼吸正??諝夂蟛呕謴?fù)過來。而霍爾丹支撐了半小時后才表現(xiàn)出與小鼠一樣的癥狀,他支撐的時間相當(dāng)于小鼠持續(xù)呼吸有毒氣體時間的20倍。
代謝率更高的小鳥對毒氣的敏感程度更甚于小鼠,基本上維持不到一分鐘。
在這一研究結(jié)果的指導(dǎo)下,礦工們開始把金絲雀帶到礦下,用作指示空氣質(zhì)量的警示標(biāo)。金絲雀的爪子經(jīng)過特殊的修剪,可以讓它自己失去知覺后還懸在棲木上,從而不被礦工們忽視,成為最顯眼的警示。
拆彈人員想方設(shè)法避免炸彈爆炸,卡梅隆·萊特卻千方百計制造爆炸。被朋友們喚作卡姆的他,加入了一支由秘密科學(xué)家組成的地下隊伍。
有一種炸彈,理論上被空投下去后能在水面上跳躍然后落到水壩基部爆炸,卡姆被任命在炸彈試驗期間坐在飛機里進行觀察。
試驗并不順利,一枚炸彈炸裂后彈片擊穿了飛機的發(fā)動機,另一枚炸彈在投放下水后激起的巨大水柱打壞了機翼。
經(jīng)過訓(xùn)練,炸彈終于能在水面上彈跳了,但它能不能在水壩上炸出洞來呢?卡姆和同事巴恩斯·沃利斯飛往威爾士,那里的拉德諾郡有個廢棄的小型水壩,他們想試著把水壩炸了。
他們在飛機上啟動馬達后,炸彈在轉(zhuǎn)軸上飛速旋轉(zhuǎn)起來。這種圓形炸彈之所以能在水面跳躍,靠的正是旋轉(zhuǎn)??墒?,炸彈卻沒能離開發(fā)射裝置。它越轉(zhuǎn)越快,越轉(zhuǎn)越快,轉(zhuǎn)軸竟冒出了煙。
眼見炸彈要在飛機上爆炸,卡姆一把抓住懸在頭頂?shù)闹U,把自己吊在炸彈艙上面,朝炸彈踢去。
他一腳接著一腳踢著那個旋轉(zhuǎn)的圓球,身子向前傾斜著。猛然間,炸彈被踢飛了,留下卡姆懸在空空的炸彈艙上面,底下的水壩轟然炸響。
人類能否在不攜帶呼吸設(shè)備的情況下從深水的潛水艇中逃生,也是當(dāng)時需要研究的一個課題??梢亲约喝ド钏羞M行試驗看是否可以逃生成功是非常危險的,因為誰也不知道身處深水時,肺容納的氧氣是否夠用?上浮過程中人會不會窒息?
趁著老板外出度假之機,卡姆開始了這項實驗。
他把自己浸沒在實驗室封閉間的冷水里,水壓大小調(diào)至相當(dāng)于91米水深的壓力,然后一邊迅速降壓一邊吐氣。這時哪怕是閉口一小會兒,肺都會有脹氣和爆炸的危險,而吸氣的本能更是難以抑制。
接著他又重復(fù)了一次實驗,從100米水深處以0.6米/秒的速度上升,嘗試從深水處逃生,結(jié)果,他成功了。
卡姆這一勇敢而非凡的行為,得到了同事和領(lǐng)導(dǎo)們的贊許?;始液\姴杉{了卡姆的技術(shù)方法,得出人們可以從深達180米的水下自由漂浮脫險的結(jié)論,而卡姆本人也因為勇敢的親身實驗獲得了大英帝國勛章。
科學(xué)“小白鼠”可不是那么好當(dāng)?shù)?,我們可不能盲目地模仿喲。記住這些為科學(xué)癡狂的科學(xué)家們,學(xué)習(xí)他們的精神,我們也會收獲不小呢。