周洲

棱鏡的魔法

在17世紀(jì)，人們普遍認(rèn)為光本身沒有色彩，透過的介質(zhì)是什么顏色，它就會變成什么顏色，比如透過紅色玻璃，光就變成紅色，透過藍色玻璃，它就變成藍色。不過，英國科學(xué)家牛頓卻對此抱有懷疑。他在家中建造了一間暗室，并準(zhǔn)備了兩個無色透明的棱鏡。牛頓在暗室的墻上鑿了一個洞，讓一縷陽光從洞中進入，并通過棱鏡，照在另一面墻上。令牛頓意想不到的是，照在墻上的陽光竟然有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。原來，白色的光是由這么多色彩的光組成的。

后來，以牛頓的棱鏡實驗為開端，人們開始逐步破解光的本質(zhì)，發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用了微波、X射線等光學(xué)現(xiàn)象，還在光譜學(xué)研究的基礎(chǔ)上開發(fā)了天文觀測的先進技術(shù)，甚至量子理論也由此衍生。

用兩個曲面收集光線的大雙筒望遠鏡

用豌豆探到了基因的秘密

兩個矮個子父母生的孩子也一定是矮個子嗎？我們現(xiàn)在知道不一定。但在19世紀(jì)以前，遺傳學(xué)還未建立，奧地利一名修道士格雷戈·孟德爾就通過豌豆揭示了遺傳的奧秘。

孟德爾在花園消磨時間時，注意到了一種名為“倒掛金鐘”的植物。為了得到新的顏色，孟德爾給不同品種的“倒掛金鐘”進行了雜交，在這個過程中，他發(fā)現(xiàn)遺傳貌似有跡可循。

為了驗證想法，他開始了長達七年的豌豆實驗。在實驗過程中，孟德爾發(fā)現(xiàn)，黃豌豆植株和綠豌豆植株雜交培育出來的后代永遠都是黃豌豆的植株;但是，如果讓這些后代黃豌豆植株進行自交（父母是同一個體），那么，它們培育出來的后代竟會出現(xiàn)四分之一的綠豌豆植株，而且這個比例是固定不變的。

由此，孟德爾認(rèn)為，決定豌豆顏色的黃綠兩種因子中，黃色是顯性因子，綠色是隱性因子，而這些因子其實就是基因。

這項研究為之后的遺傳學(xué)領(lǐng)域打開了大門，人們建立了遺傳學(xué)，發(fā)現(xiàn)了基因，開發(fā)了克隆、基因編輯等技術(shù)。

丈量地球不用走遍全球

公元三世紀(jì)末，在古希臘，熱愛地理的埃拉托斯特坐在家中，發(fā)現(xiàn)每年夏至的正午，太陽會直射入賽印城（今埃及阿斯旺城）內(nèi)的一口井中，并在井底的水中反映出太陽的倒影。這個現(xiàn)象引起了他的興趣，他推算，這個直射入井底的太陽光延長后可以經(jīng)過地球中心，而如果能在同一時間測量賽印城特定方向某地點的光線與地面的夾角，就能根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)原理計算出地球的周長。于是，在夏至正午的這一天，他測量了位于亞歷山大港的一根垂直木棍投下的影子。

此時受過教育的古希臘人都知道地球是圓的。埃拉托斯特認(rèn)為，如果他能計算出這兩座城市之間的距離，就可以通過比例關(guān)系，將地球的周長測量出來。經(jīng)過計算，他得出地球周長為250000希臘里（45866千米），這是人類歷史上第一次測量地球周長，與實際的地球周長（40008千米）僅差了5000多千米。