书城科普读物科技轶闻趣事(科学知识大课堂)
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第7章 趣味故事(6)

对攻克糖尿病作出重大贡献的还有一个人,他就是1887年4月10日出生于阿根廷首都布宜诺斯艾利斯的豪塞利(B.A.Houssay)。这位神童13岁就完成了大学预科学业,被阿根廷最高学府——布宜诺斯艾利斯大学药学院破格录取,22岁便成为该大学兽医学院生理学教授。动物体内的血糖水平是由分泌腺和激素来调节的,经常性的血糖浓度失调、过高,都是糖尿病的症状;而血糖平衡是通过胰岛素和肝脏来进行调节的。他通过研究发现,脑下垂体对血糖平衡中激素的调节是必不可少的,这就进一步阐明了糖尿病的发病机制和治疗途径。1924年,他切除了狗和蟾蜍的脑下垂体或垂体前叶,发现有切除肾上腺的效果,大大降低高血糖的血糖浓度。而把狗的胰腺切除后,狗的血糖会增高而患糖尿病;而将它的脑垂体切除后病情会缓解,但又注射垂体液后病情会加重。他的这一系统的研究为临床治疗糖尿病提供了可靠的依据。为纪念豪塞利的功绩,医学界把切除垂体或胰腺的动物称为“豪塞利动物”,并与科里夫妇共享1947年的诺贝尔医学和生理学奖。

人们对糖尿病的研究,一直在继续。20世纪50年代,苏格兰人邓恩(Shaw Dunn)在研究肢体严重压伤后肾损伤的起因时,尝试了各种方式,其一是用四氧嘧啶作注射。结果他意外地发现,四氧嘧啶会使胰脏的胰岛组织坏死。这一发现给糖尿病的研究提供了极有用的工具。

闵可夫斯基没有放过狗尿招苍蝇的疑点,引出对糖尿病的研究;“无知”的班廷因大胆的设想得到胰岛素,进而引出一系列的重大成果。看来闵可夫斯基留意意外之事、观察别具慧眼,和班廷能在文献的启发下别出奇招,都是我们应该借鉴和学习的。

胰岛素的最早发现者,世界医学界公认是罗马尼亚的帕包列斯库,他的发现比班廷早约6个月。

糖尿病的最早发现者是中国人,不晚于7世纪。医生甄权(卒于643年)在他著的、现已失传的《古今录验方》也提到过糖尿病。

克林顿的克星

2000年6月26日,六国科学家完成了人类基因“工作草图”的测序,这成为当年“世界十大科技进展”之一。中国科学家参与并高质量完成其1%的任务,表明中国人有能力跻身国际科学前沿,这成为当年“中国十大科技新闻”之一。随着这一“草图”在2001年2月12日“正式版”的公布,和近年生物工程、基因工程的长足进展,“基因”、“克隆”、“DNA”等已成为时髦的词语。

“基因”是指含特定遗传信息的核苷酸序列,是遗传物质的最小功能单位。除某些病毒的基因由RNA(核糖核酸)构成外,多数生物的基因由DNA(脱氧核糖核酸)构成。1866年,奥地利生物学家孟德尔(1822~1884)在其论文中最先提出遗传因子,认为生物性状由它控制。

1909年,丹麦学者约翰森从英国生物学家达尔文的Pangenesis(泛生论)一词中抽出音节gene,得到“基因”一词。1944年,美国细菌学家艾威瑞(1877~1955)等人经过对肺炎链球菌转化因子的研究,开始揭示出基因的化学本质,证明基因由DNA构成,认定DNA是遗传物质。然而,他们的工作并未立即得到全部公认。直到1952年,经德裔美国生物学家德布吕克、美国噬菌体学家赫尔希的工作和其后奥地利生化学家查加夫的工作之后,DNA是遗传物质的观点才开始得到公认。

1985年,英国莱斯特大学遗传学家亚历克·杰弗里斯建立了“DNA指纹”图技术的标准程序,并发表在英国《自然》杂志上。从此,一项新的检测术——“DNA指纹图检测术”就诞生了。

以“亲子鉴定”为例,通过被测父子各自DNA的检测,便确定了各自的“DNA指纹”,如相同,父子关系便得到确认。此法的优点是快速(最快只要6小时)、准确(准确率高达99.9%以上)。

在1999年美国总统克林顿绯闻事件中,联邦调查局(FBI)的科学家们对莱温斯基的连衣裙进行了检测,结果在连衣裙上找到了精子细胞。检测人员用“圣诞树”着色剂——它能使DNA所处的细胞核呈红色,使细胞核周围呈绿色。由于精子基本上不含细胞质,所以它们只呈现红色,容易辨认。虽然检测结果一直对外界保密,但参与检测的法医透露说,其结果让克林顿无言以对。

还有另一位美国总统的谜团也是靠DNA检测术揭开的。1802年,在美国流传过关于第3任总统托马斯·杰斐逊(1743~1826)与他的女仆萨莉·赫明斯的流言蜚语,说两人有染而非婚生下几个孩子。杰斐逊对此不屑一顾,但政治反对派却把这一绯闻闹得沸沸扬扬。100年后,一本全国畅销书认定,两人的关系确有其事,并猜想他们是真心相爱。直到1998年,科学家们找到了杰斐逊男性后裔的血样,经检测与赫明斯的一位男性后裔的DNA吻合,而前者与杰斐逊家族的渊源可以追溯到这位总统的叔父。可见赫明斯的孩子中至少有一个是她和这位总统所生。

路易十六的儿子路易·夏尔,是1795年死于巴黎的一座监狱的,还是设法逃脱资产阶级大革命的追捕的?这个问题已争论了205年。1999年12月,科学家们从墓地中取出假定属于这位少年君主的心脏,并将它的DNA结构与健在和已故的皇室成员的DNA进行比较,证实他的确在童年就死在狱中,从而解决了这一历史悬案。

俄国十月革命后,苏联官方宣布沙皇一家于1918年7月19日被枪决。但一些历史学家指出,沙皇的幼女安娜丝塔西娅公主的尸体从未找到,很可能她在集体枪决中逃过一死。于是不断有人声称自己就是这位公主,其中有的人还绘声绘色地讲出宫中秘闻和自己的脱险经历。其中一位移居美国,甚至取得了几个沙皇亲戚的信任。但经过科学家们提取沙皇后裔和沙皇本人3岁时理发留下的头发的DNA样品,与这位移居美国的自称沙皇小公主的DNA样品比较,证明她也是“冒牌货”。不过,此时科学家们却大费周折,因为她早已死去。科学家们是从她生前做结肠癌手术时切下的一些组织片断,和她夹在书信中的几根头发才提取到上述DNA样品的。

DNA破案术还使一起冤案昭雪。1986年,美国得克萨斯州一位名叫德亚娜·奥格的16岁少女被奸杀。警方怀疑杀人凶手就是当地一位只有20多岁的名叫罗伊·克里内的小伙子。因为有3位证人在法庭上作证,克里内曾对他们说,他在奥格被奸杀那天晚上曾与一过路女子发生过性关系。检察官认定这一女子就是奥格,于是克里内因强奸罪被判9年监禁,虽然判他谋杀罪证据不足。1990年,克里内入狱服刑,但他和律师一直不服,但起初的申诉都被州的最高上诉法院驳回。后来,办案人员发现了被害少女身上一根香烟上残留唾液的DNA与克里内不符,加之克里内的律师还找到一个新的证人——当晚和克里内发生“一夜情”的女子,于是克里内的冤情终于昭雪。

双手掰开原子弹

谁能镇定自若、置生死于不顾去掰开原子弹呢?

历史上确曾有人这样干过。这听起来也许十分荒唐,但确有其事。这位“超人”就是加拿大科学家斯罗达博士。

二战期间,德国人用闪电战吞并了大半个欧洲,每天都有数以万计的人被屠杀。日本侵略中国和东南亚,还偷袭了美国珍珠港。面对这两个疯狂的强盗,各国都想研制一种新武器来对付他们。

一天,加拿大著名的核物理学家斯罗达博士,正在实验室里主持着原子弹引爆的“临界质量”试验工作。

临界状态是原子弹引爆的关键。原子弹的核装料(例如铀和钚)装置,平时要保持亚临界状态——低于“临界质量”,以确保安全;而在爆炸时,又必须使核装料迅速达到高超临界状态——高于“临界质量”,以实现链式裂变反应。

要实现从亚临界到高超临界状态的转变,有两种方法。一是积木式的拼凑法,比如把核爆炸装料分成两块(或三块),每块都小于临界质量,但如果合起来就大于临界质量。平时两块(或三块)分开放着,每块都处于亚临界状态,不能发生链式反应;如果将它们迅速地合起来,就组成了一块高超临界的核装料,便立即发生裂变而爆炸。第二种方法叫压紧法,利用普通炸弹的爆炸力把分散的浓缩核装料挤压在一起,使它超过“临界质量”而爆炸。斯罗达博士等的试验,就是在探索和解决这种引爆的问题。

那天,斯罗达正与同事们研究两块被放在轨道上的浓缩铀对合的“临界质量”。就在这时,一场意外的事故发生了:拨动铀块的螺丝刀突然滑落,两块铀在轨道上面对面滑动,距离越来越近;就在两块铀即将滑到一起的千钧一发之时,斯罗达奋不顾身地用双手把它们掰开了。

这铀块就是原子弹的“核”,只要合到一起,瞬间就会达到超临界状态而发生猛烈爆炸。斯罗达用自己的镇定和勇敢避免了一场极其可怕的灾难。

铀是一种强放射性物质,斯罗达这位优秀的科学家为了避免这场爆炸的灾难,受到高剂量的致命辐射,出事之后的第9天,他就离开了人世。加拿大政府和人民为了表彰这位优秀科学家对人类所作的贡献,把他誉为“用双手掰开原子弹的人”。

战争与罐头

1789年,法国资产阶级革命爆发,刚成立不久的法国政府几年之内就卷入几个外国列强战争了的急流之中。老天头一次赐予拿破仑出人头地的机会,年仅24岁的拿破仑在1793年8月土伦包围战中,从英军手中收复了土伦。他指挥的炮队立了头功,便被提升为旅长。

法兰西军队要转战千里,后方运来的食品送到战士手中时,大多变质腐烂。由于食品不足,士兵营养不良,减员严重,但又无计可施。在此情况下,为了保证战争的胜利,法国政府在1795年悬赏12000法郎,向全国征集军用食品的保鲜方法。次年,拿破仑已被提升为驻意大利的法军总司令。在1896年~1897年间取得一系列辉煌胜利之后,以英雄的身份返回法国。1798年他率法军入侵埃及并遭到惨败——纳尔逊统率的英国海军摧毁了法国舰队。但他在1799年放弃他在埃及的军队返回法国后发现,法国人记忆犹新的是他在陆地上取得的胜利和在前述意大利的胜利,而不是他的海军的失败。于是他在一个月后就与阿贝·西叶雨等人发动政变,成立一个新的“执政府”。从此开始了著名的拿破仑一世王朝(1769~1821)的独裁统治。

为了解决食品变质问题,科学家们绞尽了脑汁,但无一如愿以偿。糖里糕点制造者尼古拉·阿贝尔也注意到政府的悬赏,并从1795年开始进行这方面的研究。经过10年的思考、试验、研究,终于1804年发表了论文《密封容器贮藏食品技术》,提出了他的保鲜方法。他的方法是,将食物(例如猪肉)放在用粗麻布裹紧的玻璃瓶中,瓶口敞开放到煮开的沸水中加热30~60分钟,再趁热用软木塞将瓶口塞紧,并用蜡密封;然后用金属丝或绳子扎住,最后再在沸水中煮一段时间,取出冷却即成。他用这种方法制成了人类第一批罐头,一般可保存两三个月时间。

1806年,第一批玻璃瓶口直径约10厘米的罐头经过几个月的海运,接受了酷暑和潮湿气候的考验之后,到达一艘法国战舰上,官兵们品尝之后觉得味道依然鲜美。拿破仑对此也颇为高兴,曾大加赞誉。

1909年,阿贝尔把他的成果呈报给法国政府。政府接受了这一成果,并由“长期贮藏陆海军粮委员会”颁发给他12000法郎奖金。第二年,他又发表了《动物与植物性食品的数年贮藏方法》的论文。1912年,他用上述奖金建立了世界上第一个罐头厂,名为“阿贝尔之家”,并继续进行研究。

阿贝尔的食品保鲜法很快在欧洲传开了。为了便于密封和避免破碎,英国人朱兰德用马口铁小罐取代了玻璃瓶,他在1810年将食品塞入罐中后加热处理,再用锡封牢。这一类似现代罐头的改进在当年就取得了专利。

在罐头发明史上还有两件趣事。

第一件,罐头存放100年。为了证明罐头确有保鲜力,有人在1821年把装有4磅(约1.8公斤)的烤马肉罐头贮存到1938年才打开,分10天喂给12只老鼠吃,结果老鼠安然无恙。

第二件,是“魔法快产罐头”。用阿贝尔方法生产一批罐头至少要两三个小时,工效很低。这既不能满足“上帝”的需要,也不能使厂家赚更多的钱。于是“魔法师”们披长袍,念咒语,粉墨登场了。只见他们将一把白粉撒入煮罐头锅中,就说:“成了!”咦!奇迹果真出现了,煮的时间缩短了一半!其实这是一个简单的化学、物理知识——加食盐后水的沸点会明显提高。这样,当然就不用煮那么久了。但在当时,这一招还使许多人认为真有“魔法”哩!