探索之旅知识问答

答:伽利略

1609年12月下旬，天文学家伽利略·伽利雷正在用一架经过改进的望远镜对木星进行观测，这架望远镜的放大倍数达到了20倍。用这个望远镜，他发现了他最初认为是三颗新恒星的东西。在1610年1月到3月间，他继续他的观测，进一步发现了第四个天体，而且它们实际上并不是固定的恒星，而是围绕木星运行的。

这一发现表明，当时公认的地球是宇宙中心、万物都绕着它转的观点是错误的，因为它证明了确实有物体绕着其他天体转。伽利略将他的发现写进了一部名为《悉德鲁斯之星》的著作中，在书中他以美第奇家族四兄弟的名字将这些新天体命名为“美第奇星”。

德国天文学家西蒙·马里厄斯(Simon Marius)几乎与伽利略同时独立观察到这四个天体，他以宙斯(希腊版的木星)的恋人命名，也就是今天沿用的名字——木卫三(Ganymede)、木卫四(Callisto)、木卫一(Io)和木卫二(Europa)，统称为“伽利略卫星”。

答:威廉·哈维

1628年，内科医生威廉·哈维(William Harvey)发表了他的著作《De Motu Cordis》(De Motu Cordis)，在书中，他阐述了自己对心脏工作以及心脏如何使血液在体内流动的观点。当时，罗马佩加蒙的盖伦医生的研究成果在西方医学中仍然占主导地位，他认为血液有两种类型——从心脏流出的动脉血和从肝脏产生的静脉血。哈维的研究表明，事实上，心脏将血液泵到全身，左心室的作用是将血液通过动脉推到身体的各个部位，而右心室则将血液推到肺动脉，从而进入肺部。

他还观察到静脉中有瓣膜，使血液只向一个方向流动，由此他得出结论，正是静脉将血液带回心脏。

当哈维发表他的作品时，他预测他的发现将会遭到怀疑和嘲笑——事实证明他是正确的，他的思想在20年后才被接受。他的作品在很大程度上是基于推理和假设而不是实验。

答:迪米特里门捷列夫

尽管以前曾有人试图根据化学元素的原子量将它们划分为所谓的“周期”，但直到俄国化学家迪米特里·门捷列夫在编写他的教科书《化学原理》时，才开始注意到已知元素性质的规律，并将其记录在表格中。门捷列夫从九种元素开始，在他的周期表中添加了更多元素，最终在1869年向俄罗斯化学学会提交了他的发现。

随后，他在俄罗斯和德国的化学杂志上发表了新的元素周期表，包含了当时所有已知的元素，并预测了8种未发现的元素。

尽管门捷列夫的一些已知元素的位置后来被证明是错误的，但他的系统正确地预测了镓(1875年被发现)、钪(1879年被发现)和锗(1886年被发现)的性质。到1890年，门捷列夫的元素周期表已被普遍接受为化学研究的基本标准。

答:爱德华·詹纳

1768年，医生约翰·费斯特(John Fewster)首次提出，以前感染过牛痘的人可能会对天花产生免疫力。这一假设引发了一系列关于将牛痘引入健康人体内以激发免疫力的研究。

然而，直到爱德华·詹纳进行了他的调查，这个概念才得到广泛关注。詹纳意识到，挤奶女工往往对天花免疫，于是从理论上推断，是她们手上水泡中的脓液提供了这种免疫力。为了验证他的理论，在1796年进行了一项实验，他把从一个挤奶女工的水泡中提取的牛痘引入了他的园丁的儿子体内。

这名男孩出现了一些轻微症状，但没有全面感染。詹纳随后给男孩注射了天花病毒，发现病情没有恶化。詹纳在发表他的研究结果之前，对23个对象进行了进一步的实验，其中包括他自己11个月大的儿子。詹纳的工作最终被医疗机构接受，导致他的方法在整个欧洲被广泛使用，他甚至获得了法国皇帝拿破仑一世的奖章，当时法国正与英国交战。

答:查尔斯·达尔文

从1831年到1836年，查尔斯·达尔文乘坐英国皇家海军贝格尔号进行了环球航行。作为一名自费的博物学家，达尔文承担了调查所访问地区的地质和自然历史的工作，而船本身也在执行调查和绘制海岸线的任务。回到英国后，达尔文开始整理他所建立的收藏，并整理他所做的笔记，以便发表和发表。在发表了他的第一篇地质论文之后，他向动物学会展示了他收集到的动物标本。在此之后，鸟类学家约翰·古尔德注意到，来自南美洲西海岸加拉帕戈斯群岛的一些小型鸟类，达尔文曾确定为“鹪鹩、黑鹂和略微不同的雀类”，实际上是11种不同的以前未发现的雀类，每一种都能适应它的环境。

正是从植物和动物适应环境的想法中，达尔文开始发展他的自然选择概念，这一理论在接下来的20年里不断发展，并导致了他在1859年出版的著作《物种起源》。

答:弗兰克·惠特尔

1926年，时任皇家空军飞机学徒的弗兰克·惠特尔(Frank Whittle)被选入皇家空军克兰韦尔(Cranwell)军官培训。除了接受飞行员训练外，通过这门课程的要求之一是提交论文。惠特尔写了一篇关于未来飞机发展的文章，特别是关于高速和高空飞行的文章，在文中他建议使用一种“机动喷气机”——一种活塞发动机，向一个排气室提供压缩空气，排气室用来提供额外的推力。离开克兰韦尔后，他继续思考他的概念，他把重点放在了使用涡轮而不是活塞发动机的想法上，这样会轻得多。

1930年，惠特尔对空军部提出的概念不感兴趣，反而申请了后来被称为涡轮喷气发动机的专利。

惠特尔在英国皇家空军服役期间，参加了军官工程课程，并因此获得了剑桥大学工程学位课程的名额。正是在剑桥大学期间，他帮助成立了Power Jets Ltd，这是一家私人公司，为惠特尔的涡轮喷气发动机技术提供资金和开发。到了1938年，航空部对惠特尔的设计产生了更多的兴趣，并同意为该项目提供资金，而在1940年，他们与格洛斯特飞机公司签订了一份合同，由该发动机提供动力的测试飞机。

1941年5月，英国第一架喷气式飞机格洛斯特E.28/39起飞。

答:JJ汤姆森

尽管许多科学家认为原子是由更小、更基本的粒子组成的，但这些粒子最初被认为只有氢原子大小。1897年，约瑟夫·约翰·汤姆森发现了一种比原子小得多的粒子的存在。

在研究阴极射线的特性时，他发现阴极射线在空气中的传播距离比原子大小的粒子要远得多。通过他的观察，他能够估计出阴极射线比氢原子轻1000倍，而且无论阴极射线来自哪个原子，其质量都是一样的。由此，他得出结论，阴极射线是由非常小的带负电的粒子组成的，这些粒子是构成原子的基石。汤姆逊称这些新粒子为“小粒子”，不过这个词后来被改成了“电子”，这个词是由物理学家乔治·约翰斯通·斯托尼提出的，他在1874年首次提出了粒子比原子小的理论。

答:欧内斯特·卢瑟福

在剑桥大学期间，欧内斯特·卢瑟福对放射性的概念进行了研究，最初是建立在亨利·贝克勒尔对铀的研究基础上。1899年，他来到加拿大的麦吉尔大学，他的研究使他创造了术语“阿尔法射线”和“贝塔射线”来描述发出的两种不同类型的辐射。

作为这项工作的一部分，他发现钍会释放出一种气体，这种气体散发出一种同样具有放射性的气体，而这种物质的样本的一半衰变需要相同的时间，这就引出了“半衰期”的概念。卢瑟福与化学家弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)合作，得出结论说，散发出的是一种惰性气体(经鉴定为氡的同位素)。卢瑟福的结论最终以“放射性变化定律”的名义发表，该定律表明原子并不是坚不可摧的，放射性包括原子自发分解成某种形式的未知物质。

答:亚历山大·弗莱明

1928年，亚历山大·弗莱明(Alexander Fleming)在伦敦圣玛丽医院(St Mary’s Hospital)研究抗菌物质，特别是研究葡萄球菌的特性。在全家外出度假之前，他把一些葡萄球菌培养物放在实验室的角落里，给它们接种了疫苗。回来后，他注意到其中一个培养皿被真菌污染了，而其他培养皿却没有受到影响。经过更仔细的检查，他注意到真菌生长周围的葡萄球菌菌落已经被破坏，而在相同培养条件下但距离真菌更远的其他葡萄球菌菌落则未受影响。弗莱明确定这种真菌属于青霉属，并对其进行了纯培养，发现它不仅对葡萄球菌有抗菌作用，对其他致病病原体也有抗菌作用。弗莱明在1929年发表了他的发现，尽管没有引起多少关注，弗莱明自己也表示，他的发现，他命名为“青霉素”，在治疗感染方面不会被证明是重要的，因为生产足够的青霉素很困难。

直到20世纪30年代，在弗莱明基本上放弃了青霉素的研究工作后，英国和美国政府资助下，才开始尝试大规模生产这种物质。在偷袭珍珠港之后，青霉素开始大规模生产，到1944年，青霉素的产量足以治疗盟军所有的伤员。

答:查尔斯巴贝奇

1812年，当时还是剑桥大学学生的查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage)意识到，当时用于数学、工程和科学计算的数学表格，由于是手工制作的，很容易出错。他看到了在计算这些表格的过程中引入机械化的可能性。

1822年，他提出了一种被他称为“差分机”的设计，可以用来自动计算数值。这个最初的设计被他称为“分析机”，它的不同之处在于它使用打孔卡将编写好的程序输入设备，然后用来控制计算。

尽管分析机从来没有完全建成，但这个概念被描述为第一个真正的可编程计算机，是所有现代计算机的先驱。