• 新手上路
  • 信息中心
  • 业余爱好
  • 校内频道
  • 社区站务
杭州电子科技大学论坛 >> 校园随谈 >> 浏览帖子
  
新帖 人气 热门 在线 帮助 关闭左侧栏
科学史上有哪些重大发现是由于意外或者失误?
浏览:798  回复:0
宇宙大爆炸 2017/10/15 14:49:38 编辑 1 楼
科学史中意外造成的重大发现,多得简直三天三夜也说不完。如果看生命科学和现代医学的各种发展,只有一小撮是真正的求仁得仁,99.99%的研究发现都源于意外和失误。相比其他自然科学可能还要多得多。特别的,有的百年一遇的大发现甚至必须要到最后关头,把产物丢到废液缸了之后,才能做得到哦~ 

灵魂画手、系统生物学的先驱Uri Alon就这样描述生命科学研究:



你以为从A出发会发现B,而现实是,你会绕来绕去永远也实现不了B,而是最终得到C

只不过有的发现故事异彩纷呈广为流传,结果也非常重大,而有的发现故事则不为人知了。

1. 废液缸里出奇迹——水母素和绿色荧光蛋白(GFP)的发现 (2008年诺贝尔化学奖)

扫了一眼居然没有人说GFP这么经典的故事。其实很多科普文章都说过这个历史过程,我这里就简单讲一讲下村修的故事。



1956年的日本,年轻的下村修(上图)终于解析了小甲虫们荧光的来源——荧光素的结构。然而他不知道的是,他的导师忘了告诉这个课题很多人尝试过都失败而归。荧光素的成功,激发了下村修的斗志,去研究另一种发光的神奇生物——水晶水母(如下图)



下村修是个生物化学家。任何生物到了生物化学家手里一般没什么好下场,都是死无全尸被碾成渣渣,然后生化学家会从中提取出各种各样的分子,测试他们的性质。

下村修也是这么做的,因此正如绝大多数生化学家的日常生活一样,报应不爽,没有一个实验是成功的。

直到有一天,当实验又都失败了,下村修把所有的试剂倒进水池的时候,水池亮了!

下村修想了想,今天中午切水母水槽里可能还积了不少海水。顺着这个思路,他终于发现是海水中的钙离子,激发了水母发光,并成功的分离出了关键的蛋白质水母素!

不过这个起源故事里还有第二个意外:水母素发蓝光,而水母是发绿光的。

下村修敏锐的意识到,蓝和绿,那还是很不同的嘛。这说明一定还有什么物质能够把蓝光变成绿光。于是他就在拿着个手提灯照所有的样本,找啊找,终于分离出了绿色荧光蛋白GFP。

可以说,正是GFP的发现,照亮了近20多年遗传、细胞生物学等多个学科的快速发展。有了荧光标记,我们就可以肆意的在细胞还活着的时候观察各种各样的基因表达、蛋白定位、相互作用等等等等。

这个故事告诉我们。“如果实验不顺利,就把样本扔到地上或桌上或是海水里,然后再做实验一定成功,不论什么实验。”——马丁 查尔菲 2008年诺贝尔化学奖获得者

2. 实验手套没带好的代价——LSD迷幻效应的发现

如果我说D-麦角酸二乙胺,你肯定不知道是什么。但是LSD这个名字那是相当的大名鼎鼎啊,最强的精神药品之一,别的毒品试剂有效剂量都是毫克,而LSD只需要微克,小1000倍,“一粒沙子十分之一”的剂量就能送人上天了,比云南同胞吃菌汤看小人的效率不知道高到哪里去。而且依赖性低,成瘾性无,价格昂贵。这么厉害的迷幻剂,当然在很多国家都是非法药物,而且被视作潜在的化学武器。



吃完LSD世界大概是这样的?

第一个合成LSD的Albert Hofmann显然当初也不是奔着合成迷幻剂去的,人家只是老老实实地做一个看起来很正常的项目——合成并研究麦角碱以及衍生物的性质。

麦角,本身就有着传奇的历史,粗糙的讲是被真菌感染之后的变黑的小麦(真菌的子实体),人误食了之后会中毒,有惊厥、坏疽等症状,相当凶残,被西方称为“圣安东尼之火”。但后来逐渐的,人们开始学会利用麦角里面的各种物质进行医疗,西方记载(1582)最早的实践是用来催产,但是同时还是有流产和中毒的风险。

随着技术的进步,人们当然不用冒着生命危险去吃麦角啦,而是使用纯度极高的麦角碱以及各类衍生物治病。比如如今催产,就可以来一发麦角新碱,又便宜有好用,起效快更持久非常安全。

Albert Hofmann的老板Arthur Stoll教授最早开始研究麦角碱,并纯化了麦角胺(现在用来治偏头痛)。然而同时Stoll也告诫年轻的Albert,这个工作很难做,因为这类物质非常不稳定极易降解。

既有困难,又有这么大的科学和医疗意义,刚刚来到山德士(如今已经是诺华啦)的Hofmann当然迎难而上了,也是这个期间,他第一次合成了LSD-25,也就是后来被广为人知的LSD。

但是,当时什么也没有发生。

Hofmann博士搁置了LSD转去研究同批其他有意思的化学物质,这其中就包括ergocryptine,溴隐亭的前体,可以治疗帕金森综合征、二型糖尿病等等重大疾病,还包括另一种药,卖的很好的ergoloid,曾经用来治老年痴呆和中风。

(此处有字幕)——五年后——

一股神秘的力量驱动着Hofmann博士,对LSD-25又提起了兴趣。

“要不再试试动物实验?也许能发现点别的功能呢。”

万万没想到,这次的实验动物变成了Hofmann自己。

那是1943年的春天,Hofmann又重新合成了一点LSD-25,这次他不知怎么地,也许是通过手指间吸进去了一点LSD。于是他hold不住了,不得不终止实验提前回家,很快睡着了,并在眼前看到了奇异的景象和绚丽的颜色。

Hofmann意识到——好有趣啊!于是决定开始在自己身上做实验,一回生二回熟,他把LSD的摄入量提到了250mg(严重超标了),很快就起了反应,说都不会话了,眼前涌现各种幻觉,天使恶魔齐飞,宛如一脚天堂一脚地狱。突然灵魂离开了身体,如旁观者一样看着这个世界——哎不对,这是要死了吗?因为带给这个世界LSD,我却要被LSD带走了,真是讽刺!

在混乱又诡异奇绝的世界里度过了一段时光之后,Hoffman终于又回到了现实世界,双脚站到了平地上。医生给他做了检查,并没有什么副作用!

于是Hoffmann的同事们,秉持科学严谨的精神,做了重复试验——品尝了80mg左右的LSD。

实验效果很成功!重复性极高。于是没多久LSD就作为一种精神药物传开了,先是心理学家用来研究心理治疗,后来变成了很多人party时用的致幻剂。但是由于危险性——效率太高了很容易被拿来做坏事甚至变成化学武器,LSD逐渐的被许多国家禁止使用了,连带着LSD的相似物前体也受到了管制,比如说前面提到的催产剂麦角新碱。

有兴趣的同学可以参考阅读 Albert Hoffmann自己写的关于LSD书,非常详实有趣:

LSD - My Problem Child

LSD——我的问题儿童

这个故事告诉我们,有时候做实验不带手套有惊喜。

另:老爷子活到102岁也是待机超长啊

有空再更点别的,这种故事真的太多了,近一点的还有比如约翰·基夫把实验用的电极放错了,结果得了2014年诺贝尔医学和生理学奖。

科学研究光有意外和失误是不够的,还得有发现意外的眼睛。正如巴斯德和很多人所说过的,机会是留给有准备的人。

In the realm of scientific observation, luck

is granted only to those who are prepared.

—Louis Pasteur

最后也用Uri Alon的下一张图做结尾。



绝大多数的意外C都没什么价值,不停地探索才能找到真正有意义的结果
表情

帮助文档 举报投诉 隐私条款 认证会员 联系我们
2012-2017 www.yzdbz.com Processed in 0.05 second(s)