21世纪科学变化（20世纪科学实验）

前言

科学实验是人们为实现预定目标，在人工控制条件下，通过干预和控制科研对象而观察和探索科研对象有关规律和机制的一种研究方法。它是人类获得知识、检验知识的一种实践形式。当人们不满足在自然条件下去观察对象，要求对被研究对象进行干预时，这就导致科学实验的产生，而疯狂的科学实验恰恰是由于科学家极强的好奇心或者较高的科学水平造成的结果。那么，他们到底做了哪些疯狂的科学举动呢，疯狂的科学实验的利弊如何呢？

带着这些问题，我们为大家介绍一些诸如称重灵魂、克隆人类、羊飞上天、大爆炸等多个方面的实验内容和一些具有代表性的科学人物。

我们都知道，在科学实验中，科学家可以利用各种实验手段，来创造特殊条件和找寻新现象，通过这些实验会使人们发现许多具有重大意义的新事实，这种特点对疯狂的科学实验而言同样适用。我们有必要对这些大胆地实验和尝试，进行系统地了结和认识，让我们的科学头脑渐入佳境。

主要通过四章内容进行介绍，包括科学实验很大胆、生物实验很危险、物理实验很痴狂和化学实验很剧烈，我们将每章的典型的实例放入其中，通过易懂的文字和通俗的语言，为大家揭示一个个疯狂的科学实验。

⑴猴子“嫁接”能活吗

知识导航 在科学技术探索领域中，科学家坚持不懈地努力着，为了寻找新的突破，他们另辟蹊径，希望在某些领域上有所建树。比如：在美国和苏联所展开的疯狂的“头部移植手术”中，科学家们进行了猴头移植手术，移植后的猴子还存活了一天半时间…

有疯狂的科学家为了研究猿猴和人类孩子长时期待在一起，是否也会像人类一样，竟将自己的儿子和一只黑猩猩放在一起，最终男婴饥饿时却像黑猩猩那样咆哮着。以下是全球十大最疯狂的科学实验。

黑猩猩模仿能力极强

1803年1月17日，阿尔迪尼完成了最令人惊奇的一项实验，他将120伏电池的电极插入谋杀犯乔治·福斯特的尸体上。当阿尔迪尼将电线插入嘴部和耳朵，尸体的下颚肌肉开始颤抖，其面部露齿裂嘴，表现得十分痛苦。死者的左眼睁开着，就像在凝视这些施刑者。最令人惊心动魄的是他将通电电线连接到死者耳朵，然后将电线插入直肠内。顿时这具尸体开始大跳“僵尸舞”，其他研究人员试着电击尸体，希望能够将死者复活过来。但这项实验并未成功。

阿尔迪尼在做电击尸体实验 1954年，苏联科学家乌拉迪米尔·戴米克霍夫做出了一项震惊全球科学界的实验。他通过外科手术创造了畸形怪物——双头狗。他在莫斯科郊区的实验室进行了这项实验，戴米克霍夫嫁接了两只狗的头部、肩部，还将一只小狗的前腿放在一只成年德国牧羊犬身体上。

德国牧羊犬

戴米克霍夫将双头狗进行了炫耀宣传，随后全球媒体都进行了报道。苏联对于此项实验非常自豪，吹捧双头狗是本国医学界最卓越的一项实验。该实验之后的15年，戴米克霍夫共制造了20头双头狗，它们的寿命都不长，其原因是不可避免地存在着身体组织的拒绝性，寿命都不超过1个月。

戴米克霍夫解释称，双头狗是通过外科手术实现连续性实验的一部分，其最终目标是学会如何实现人体心脏和肺的移植。此外，1967年克里斯蒂安·巴尔那德博士也实现的双头狗手术。但戴米克霍夫所做出的贡献是最大的。

戴米克霍夫和他创造的双头狗

还有比制造双头狗更令人恐怖的事情吗？如何将狗头与身体分离仍使其存活下来呢？从法国大革命开始，断头台上有数千人的人头落入篮子中，科学家非常吃惊是否能够将与身体分离的头部仍存活下来。但直至上世纪20年代，一位科学家最终努力实现这一奇迹。

苏联物理学家塞盖·布鲁克霍奈库研制一个原始的“心肺仪器”，他称之为“自动射流器”，通过该装置布鲁克霍奈库成功地使狗头与身体分离后存活下来。

知识拓展人猿混血能成功吗？数十年来，一种不确定的谣传声称苏联曾进行一项秘密实验：通过黑猩猩和人类培育出人猿混血儿，但直到苏联瓦解，俄罗斯政府才公开秘密文档，证实该谣传的真实性。

伊利亚·伊万诺夫是兽医生殖学界全球知名专家，但是他想自己的一生除了培育肥胖的奶牛之外再做一些具有积极意义的事情。1927年，他旅行到非洲，便开始了自己培育人类与猿类杂交的想法。

幸好他的实验并未取得成功，其原因是他向协作的几内亚西部工作人员隐瞒了事实真相，伊万诺夫在日记中写道：“如果让他们发现我们实验的真实目的，那将使我们处于非常不愉快的状态。”由于该实验进行得非常隐蔽以致于一事无成，虽然在他的记录中曾成功地将男性人体精液植入雌猩猩体内受精。

最终，伊万诺夫回到了苏联，同时他带回了一只名叫“泰山”的猩猩，希望在一个更易于接受的环境下继续他的实验，回国后他立即在媒体上刊登广告，希望有女性自愿者愿意为泰山生育“人猿混血儿”，值得欣慰的是他找到了几个自愿者。但是泰山却死亡了，伊万诺夫也被送到劳管所关了多年。从此，这项人猿杂交实验就告终。但有传言称，其他的苏联科学家继续进行伊万诺夫的实验，但他们也未取得最终的实验结果。

德米科霍维揭示了它的双头狗

1928年，在苏联第三届生理学家大会的一次国际科学家听证会上，他展示了一个存活的狗头。为了证实这个放置在桌子上的狗头是真实存活的，他对存活的狗头进行了刺激反应，当他用锤子重击桌子时，狗头受惊畏缩；当他用强光照射狗的眼睛时，它不由地眨眼。他甚至对狗头喂了一块干酪，狗头迅速地吞了下去，食管的末端干酪掉了下来。

布鲁克霍奈库的存活狗头一度成为欧洲科学界的热点话题，很多知名人士都对这一实验很感兴趣。但是，不久之后，这个狗头就失去了所有的反应。

瓦尔德米尔·德米科霍维揭示了它的双头狗后，美国和苏联之间展开了奇特手术“军备竞赛”。为了证实他们掌握着世界上最棒的手术技能，美国政府向罗伯特·怀特提供研究资金，他在俄亥俄州克利夫兰市大脑研究中心进行了一系列手术实验，并成功地完成世界首例猴头移植手术。

此次猴头移植手术于1970年3月14日进行，怀特和手术助手花费了数个小时完成这项细致性手术，他们将猴头从身体上分离，然后缝合至另一只猴子的身体上。当这个猴子醒来时发现它的身体已转换成为一个新的身体，它用双眼愤怒地看着怀特，同时牙齿咬得格格作响。这只接受头部移植手术的猴子仅存活了1天半，之后死于手术并发症。这对于实验的猴子来说很糟糕，但还有更坏的消息。

痴迷研究迷幻剂的伪科学家

怀特强调称，从医学手术的观点来看，能够更容易地实现将头部反向连接。怀特认为他将得到英雄般的待遇和认可，但是相反公众对于他的实验胆战心惊，十分恐惧。然而，怀特却并未退缩继续进行他的实验，他计划移植人体头部。他联系了一位名叫克雷格·维托维特兹的近四肢瘫痪者，他志愿进行首例头部移植手术。然而公众仍长期无法接受人类头部移植的观点，但是如果怀特执意进行这项实验，相信未来有一天会实现的。

在迷幻剂的作用下，人类很快就会进入昏迷的状态，但是给大象吃一粒迷幻药会发生什么呢？1962年8月3日，美国俄克拉荷马州市政研究人员决心找出答案。

城市动物园主管沃伦·托马斯将一个像弹药筒大小的注射器向大象的尖牙底部注射，注射器有297毫克的迷幻药，整个实验过程是托马斯的俄克拉荷马州医学院同事们共同完成的。297毫克迷幻药大约是正常人用药剂量的300倍，事实上还可以对活体动物注射更多剂量的迷幻药。研究人员们认为如果向大象进行注射，最好不要给它们注射小剂量。

沃伦·托马斯和同事进行这项实验计划，本来是想证明迷幻药是否会使大象变得狂暴，表现得非常具有攻击性，同时在颞支腺会分泌一种黏性液体。

但是这个实验实施之后，立刻就出现了严重的错误。大象对迷幻药的注射反应非常敏感，它向栅栏冲撞了几分钟，然后侧躺在地。研究人员惊恐地试图让大象苏醒过来，但是一个小时之后大象死亡了。这三位科学家羞怯地作出结论：“这可能是大象对迷幻药反应具有强敏感性。”

多年之后，对于迷幻药是否会让大象产生过敏反应，20年之后，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的罗纳德·西格尔决定进行一项实验，对两头大象的尖牙注射接近承受能力的药剂量，此次他并未注射迷幻药，而是将该药物混合水，注射之后大象不仅存活下来，而且并未出现狂暴现象。相反，它们行动迟缓，向前向后地摇摆，并发出一些奇怪的声音。但在几个小时内它们又恢复了正常。西格尔最后强调指出，大象所能承受的药剂量可以超出某些药物的极限，因此他不能排除迷幻剂是导致大象死亡的原因。

历史上有许多人类孩子被动物抚养的实例，这样的孩子被养大后回来人类社会，所表现出的动物行为要多于人类行为。

狼孩

心理学家温思罗普·凯洛格惊奇地想知道，如果这种关系逆转会出现什么结果？也就是说如果动物被人抚养长大后，再放归动物世界它们会表现出人类的特征吗？

为了回答这个问题，1931年凯洛格将一只7个月大的雌性黑猩猩带回家中，它的名字叫“古亚”。他和妻子将这只黑猩猩像自己孩子一样抚养，对待它就如同自己10个月大小的儿子唐纳德一般。平时唐纳德和古亚在一起玩耍，在一起吃饭。

凯洛格对这“两个孩子”进行定期测试，并判断他们的发育状况。其中一项测试是悬浮饼干测试，凯洛格定时观看两个孩子多长时间能够抵达悬挂在房屋中间的饼干。结果表明，古亚在测试中表现得比唐纳德更加出色，但是古亚作为一只黑猩猩在语言表达方面却令人失望。不论凯洛格再三的努力，古亚的语言能力总是逊色于唐纳德。在9个月的实验中，他们发现唐纳德的语言能力并不比古亚强多少，有一天唐纳德十分饥饿，竟模仿古亚发出猿猴般的咆哮时，凯洛格意识到这项实验有些过头了，很显然唐纳德需要同类的伙伴。1932年3月28日，他们将古亚送回灵长目动物喂养中心。此后再也没有听到关于古亚的消息了。知识解码通过猫眼看世界1999年，加利福尼亚州大学伯克利分校神经生物学副教授杨丹博士带领一支研究小组使用喷妥撒钠对一只小猫进行麻痹，然后使用万可松对其进行化学瘫痪，并牢牢地绑在手术架上。研究人员强迫它观看一个屏幕，屏幕画面中呈现的是摇摆的树枝和穿套领毛衣的男子。这并不是对猫进行了一种变态实验，实际上研究人员进行的是一项不同寻常的实验，该实验试图直接接进猫的大脑，并直接看穿它的眼睛。研究人员在猫大脑可视处理中心区域植入光纤电极，该电极测量了大脑细胞的电活跃性，并传送这些信息至附近的计算机，通过计算机分析，将所传输的信息解码，转换成为一种可视图片。当猫观看摇摆树枝和穿套领毛衣男子，同样相同的图像则出现在房间里另一端的计算机屏幕上。这项技术潜在的商业发展是令人难以置信的，未来人们可以准备选择眼部摄像仪，而省去随身携带照相机的麻烦，通过一眨眼就能拍下照片来。

牛痘种在人身上

知识导航天花（Smallpox）是由天花病毒引起的一种烈性传染病，也是在世界范围内被人类消灭的一种传染病。感染天花病毒后的潜伏期平均约为12天（7-17天）。感染后的初期症状包括：高烧、疲累、头疼、心跳加速及背痛。2-3天后，会有典型的天花红疹明显地分布在脸部、手臂和腿部。在发疹的初期，还会有淡红色的块状面积伴随疹子而出现。病灶在几天之后开始化脓，直到第2个星期开始结痂。接下来的3-4周慢慢发展成疥癣，然后慢慢剥落。天花是感染痘病毒引起的，患者在痊愈后脸上会留有麻子，“天花”由此得名。

中医病名天花

外文名Smallpox

常见发病部位红疹明显地分布在脸部、手臂和腿部

常见症状高烧、疲累、头疼、心跳加速及背痛。

是否传染是

快速

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病毒起源天花刚开始也许只是家畜身上一种相对无害的痘病毒，经过逐渐进化和适应后才形成了天花这种人类疾病。而在往后，人们逐渐发现了类似牛痘感染人类的偶然情况。天花这种致命的适应过程可能发生在人类进入农业时代之后，人们开始驯养新的动物，并和动物生活在一起，而且常常就在同一所房。天花也可能起源于人类与野生动物的接触，这就像今天中非地区的少数人被猴痘感染一样。常见的病毒是大天花病毒，大天花是天花的一种，也是痘病毒的一种。除大天花外天花还分为中天花和小天花。大天花、中天花和小天花的病症完全相同，传染方式也一模一样。它们的区别在于感染大天花的患者大约25%都会死亡，中天花的致命率约为12%，而感染小天花的只有1%有生命危险。感染症状感染天花病毒后的潜伏期平均约为12天（7-17天）。感染后的初期症状包括：高烧、疲累、头疼及背痛。2-3天后，会有典型的天花红疹明显地分布在脸部、手臂和腿部。在发疹的初期，还会有淡红色的块状面积伴随疹子而出现。病灶在几天之后开始化脓，直到第2个星期开始结痂。接下来的3-4周慢慢发展成疥癣，然后慢慢剥落。症状良性天花症状在患者受感染后的第一周内，病毒只在其体内安静的展开活动。患者身上不会有任何病象，而且就算他怀疑自己可能受到了感染，他也没办法确定。到了第九天左右，染病的第一批征兆开始出现：头痛、发烧、反胃、背痛，有时还伴随着一些痉挛或神经错乱。在此潜伏期内，一些患者还会做噩梦，持续三四天不等。肤色白皙的患者脸上常常会出现一团团散开的深红色斑，有时还会遍及周身。潜伏期结束，患者高烧减退，并暂时感觉病情好转，也正是此时，天花病毒开始在患者身上生出其标志性的红疹，以宣告其存在。通常情况下，这些扁平的浅红色痘点最初出现在患者脸部，接着迅速扩散到胳膊、胸部、背部，最后到达腿部。而脸部、前臂及腿部的疹子又要比身体中心部位的密集。之后几天内，扁平的痘疹开始肿胀，先是丘疹，接着变成水疱，然后是脓疱，之后脓包干裂，开始变成硬壳或结痂，而此过程疼痛难耐，患者全身肿胀。最严重时，这些脓包密集成堆。使患者的皮肤变得蜡黄。在皮肤白皙的患者身上水疱或早期的脓包周围会有一圈淡淡的红晕；而在丘疹期，整个出疹的皮肤都会变红。许多患者在出疹的头几天就会死去，其他人最多坚持一个星期也会很快丧命，有些人则甚至在红疹出现前就已死亡。人们一旦被传染，也就只能听天由命。爆发性天花症状爆发性感染患者通常在3到5天内就会死亡，其致死原因一般为无法控制的毒血症，或大出血。在大出血情况下，患者体内血液大量流入皮肤、喉咙、肺、肠或子宫。这样的患者身上不会出现典型的丘疹或水疱状突起，而只是平常的红色或紫色斑痕、瘀点或麻疹样的红斑。这些症状在人体受到与多严重感染、凝血机能受到严重破坏时也会出现。在其他恶性感染情况下，天花病毒在组织层或皮肤深层受到严重破坏时造成扩散性破坏，患者在出现症状后10至14天内死亡，其时浑身脓包，有时脓包还会融合。而良性感染患者的病损则局限在表皮层，这样不易引起继发性细菌感染。传染病天花有多恐怖？

吴一波

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病毒特点由天花病毒（Variola virus）引起之所以在历史上造成如此之大的伤害与天花的特性密切相关。天花病毒繁殖速度快，而且是通过空气传播，传播速度惊人。带病毒者在感染后1周内最具传染性，因其唾液中含有最大量的天花病毒。但是直到病人结疤剥离后，天花还是可能通过病人传染给他人。天花病毒有不同的品种，对人类会造成不同程度的感染。大多数的天花患者会痊愈，死亡情形常发生在发病后1或2周内，约有30%的死亡率。揭秘清王朝“战痘”300年的起起落落

一本正经说历史

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传播历史被史学家甚至称为“人类史上最大的种族屠杀”事件不是靠枪炮实现的，而是天花。在人类历史上，天花和黑死病、霍乱等瘟疫都留下了惊人的死亡数字。最早有纪录的天花发作是在古埃及。公元前1156年去世的埃及法老拉美西斯五世的木乃伊上就有被疑为是天花皮疹的迹象。[1]15世纪末，欧洲人踏上美洲大陆时，这里居住着2000-3000万原住民，约100年后，原住民人口剩下不到100万人。欧洲殖民者把天花患者用过的毯子送给了印第安人。随后，瘟疫肆虐，由欧洲传来的腮腺炎、麻疹、霍乱、淋病和黄热病等病也接踵而至。18世纪70年代，英国医生爱德华·詹纳发现了牛痘，人类终于能够抵御天花病毒。1820年代，英国发明了预防天花病的牛痘疫苗。天花病患者的死亡率仍高达三分之一。后来，发达国家逐步控制了这种疾病，但非洲农村仍有流行。1967年开始，进行最后一次大规模消灭天花的活动。现在，天花病的病毒只保留在以下两个实验室中，即美国亚特兰大的疾病控制和预防中心（CDC），以及俄罗斯新西伯利亚的国家病毒学与生物技术研究中心（VECTOR），以供研究之用。最后一名轻天花的自然患者在1977年10月26日的非洲索马里出现。一名英国医学摄影师珍妮特.帕克（Janet Parker）在1978年从实验室内染上天花并死亡，是全球最后一名患者。（不久实验室的负责人亨利·贝德森（Henry Bedson）教授后来因此事自杀。）1979年10月26日联合国世界卫生组织在肯尼亚首都内罗毕宣布，全世界已经消灭了天花病，并且为此举行了庆祝仪式。世界卫生组织的检查人员在最近两年里，对最后一批尚未宣布消灭天花病的东非四国——肯尼亚、埃塞俄比亚、索马里和吉布提进行了调查，发现这四个国家确实已经消灭了这种疾病，于是发布了这个具有历史意义的消息。1980年5月世界卫生组织宣布人类成功消灭天花。这样，天花成为最早被彻底消灭的人类传染病，同时，人类对天花的了解也是最少的。在1980年经过一个全球范围的疫苗接种运动而被彻底消灭之前，天花曾夺去数亿人的生命。医治历史采用接种的方法来预防天花由来已久。中国历史上的名医孙思邈用取自天花口疮中的脓液敷着在皮肤上来预防天花。到明代以后，人痘接种法盛行起来。1796年，英国乡村医生爱德华·詹纳发现了一种危险性更小的接种方法。他成功地给一个8岁的男孩注射了牛痘。现在的天花疫苗也不是用人的天花病毒，而是用牛痘病毒做的，牛痘病毒与天花病毒的抗原绝大部分相同，而对人体不会致病。中国人如何消灭天花？ | 地球知识局

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重要事件2014年7月，美国科学家近日在整理马里兰州国立卫生研究院（NIH）的一个储藏区时，一位美国食品药品监督管理局（FDA）的科学家在一个冷藏室中发现了6瓶被遗忘的天花病毒，药瓶上标有天花字样，并与其他10瓶未标注药瓶一起被放置在一个硬纸盒中，这6瓶经过冷冻干燥的病毒的日期似乎是上世纪50年代。冷藏室最初是一个NIH实验室的一部分，20世纪70年代，实验室被迁入FDA总部，冷藏室也转入到了FDA。2014年7月，NIH立刻将病毒放入高安全级别实验室，并将发现通知CDC。CDC研究小组利用政府飞机将样本运送到亚特兰大，并将它们送入生物安全等级4的实验室，研究人员将连夜对这些病毒进行分析,更多研究将揭示这些病毒能否在培养皿中生长。如果它们包含能养活的病毒，这些小瓶届时将被摧毁，世界卫生组织（WHO）将被邀请监督摧毁工作。CDC的一个部门目前正与联邦调查局联合调查这些病毒样本的来源。虽然在1980年天花病已经被消灭，但是天花病毒现在仍有保存。目前天花病毒标本保存在两个地方，一个是在美国亚特兰大的疾病预防控制中心，另一个是俄罗斯新西伯利亚的国家病毒和生物技术研究中心。最近科学家们还难以决定是否应该消灭剩余的天花病毒标本。反对的科学家表示关于天花病毒的关键问题还没得到解答，不应该消灭标本。安全官员称此次发现的病毒并没有泄露而且不会对发现它的员工造成健康威胁。标本后来被送往乔治亚州的亚特兰大进行检验，研究人员确认在样品中包含有天花病毒的 DNA。现在他们正在尝试确认标本中的天花病毒是否仍具有生物活性。遗忘在瓶子里面的魔鬼 天花2014年7月1日，美国国立卫生研究院（NIH）的科学家在搬实验室的过程中，意外地发现了6瓶被遗忘了几十年的天花病毒。根据国际协定，全世界的天花病毒样本只能保存在两个实验室：美国亚特兰大的疾病控制和预防中心（CDC），以及俄罗斯新西伯利亚的国家病毒学与生物技术研究中心（VECTOR），并由世界卫生组织（WHO）监督。保存天花的实验室外都会有这样的警示牌。图/WHO

CDC的声明称，没有证据表明有人曾经带走和使用过这些病毒。由于这些病毒已被冻干，而天花病毒在冻干后就会死亡，因此NIH的生物安全工作人员认为这些小瓶子不具有感染性。1975年拍摄的天花病毒电镜照片。图/CDC周二的一个采访中，CDC的官员说他相信这些小瓶子是在室温下保存的。但是同一天晚些时候，FDA的官员说，这些病毒样本在冻库中保存了几十年。CDC认为，这些小瓶子来自于20世纪50年代。那个年代，许多实验室都保存有天花病毒。但他们仍在调查，到底是谁保存了这些样本，以及它们为什么会出现在马里兰州的这个废弃实验室里。

1975年拍摄的天花病毒电镜照片ABC新闻称，这几个小瓶子贴有标签“variola”，这是天花的学名。同时发现的还有一些没贴标签的小瓶子。7月1日，它们被发现后，便立刻被保护起来，并通知了CDC。CDC派来了3个专家，采集了瓶子中的病毒。CDC的声明说，7月7日，这些瓶子已被安全转移到CDC位于亚特兰大的高密封设施中，连夜进行聚合酶链反应（PCR）测试。经测试，确认这6个贴有标签的瓶子中，确实存在天花病毒DNA，而其他的瓶子中没有。接下来，他们将花2周的时间，测试它们是否能存活（即，能在组织培养中生长）。之后，再在WHO的全程监督下，进行销毁。1979年，由于牛痘的广泛接种，人类已基本消灭了天花。为此，联合国世界卫生组织还举行了庆祝仪式。同年，全世界的实验室同意销毁天花样本，或将其送至上面所说的两个实验室中的任意一个（美国的CDC或俄罗斯的VECTOR）。根据当时的官方说法，到80年代初，所有CDC和VECTOR以外的天花病毒都已经被消灭了。全球天花根除认证委员会委员们于1979年12月9日在日内瓦签署认证书。现在的新生儿都不接种牛痘了。只有研究天花的科学家、特定的医护人员以及有可能接触到这种病毒的其他人群才接种，因为接种牛痘可能引起严重的副作用（尽管很少见）。各国政府可以存有疫苗，由于这些疫苗中并不包含天花病毒，因此并不违反国际协定。2021年11月，美国国土安全部（DHS）领导层16日晚间收到一份警报，美国制药巨头默沙东公司（也称默克公司，Merck）在费城城外的一家疫苗工厂内，发现了几瓶标有“天花”的小瓶子，美国联邦调查局（FBI）和美国疾病控制与预防中心（CDC）已对此展开调查。[2]美国全国广播公司(NBC)报道称，这些冷冻瓶是在位于费城西北约 30 英里的蒙哥马利县，美国默克公司的一处实验设施中发现的。该公司尚未回应置评请求。《今日美国》援引国土安全部的相关消息称，“有问题的药瓶”总共有15个，其中5个被标记为“天花”，另外10个被标记为“牛痘”。据美联社报道，美疾控中心表示，这些冷冻瓶是“由一名清理冷柜的实验室工作人员偶然发现的”。美疾控中心发言人在一封电子邮件中说:“美疾控中心及其行政合作伙伴和执法部门正在调查此事，这些瓶子里的东西看起来完好无损。” “发现这些瓶子的实验室工作人员戴着手套和口罩。”“没有迹

天花，是一种蹂躏人类的可怕传染病。过去，因感染天花死亡的人成千上万。为了对付这种病魔，人类进行了艰苦卓绝的斗争。众所周知，现代人是通过接种牛痘的方法来抵御天花的。

痛苦的重度天花患者

天花是由天花病毒引起的一种烈性传染病，也是到目前为止，在世界范围被人类消灭的第一个传染病。天花是感染痘病毒引起的，无药可治，患者在痊愈后脸上会留有麻子，“天花”由此得名。天花病毒外观呈砖形，抵抗力较强，能对抗干燥和低温，在痂皮、尘土和被服上，可生存数月至一年半之久。这种病毒繁殖快，能在空气中以惊人的速度传播。天花病毒有高度传染性，没有患过天花或没有接种过天花疫苗的人，不分男女老幼包括新生儿在内，均能感染天花。天花主要通过飞沫吸入或直接接触而传染。天花病毒有两型，毒力强的引起正型天花，弱者引起类天花。

为了预防生物武器的袭击美国总统布什在2005年带头接种了天花疫苗。因为天花病毒和炭疽杆菌一样，如果被用做生物武器的话，具有十分强大的杀伤力，被称为“穷人的核弹”。

知识拓展

要怎么处理天花病毒？

在天花被抑制之后，病毒学家和公共卫生专家们在如何处理仅存的天花病毒的问题上发生了争论：是彻底消灭，还是无限期冷冻？

主张彻底消灭的人认为：彻底消灭现在实验室里的所有天花病毒，是不使天花病毒死灰复燃、卷土重来的最佳良策。

但另一些科学家认为，天花病毒不应该从地球上完全清除。因为，在尚不可知的未来研究中可能还要用到它。而一旦它被彻底消灭了，就再也不可能复生。

而美国政府则向全世界表示，反对销毁现存的天花病毒样品，以便科学家继续研制防止天花感染的疫苗和治疗天花的药物。

美国政府的理由是，“9.11”恐怖袭击事件和炭疽威胁发生后，美国必须作好对付生物恐怖威胁的准备，为继续研究对付天花的手段，必须保留这一病毒样品。

目前，世界上有两个戒备森严的实验室里保存着少量的天花病毒，它们被冷冻在-70℃的容器里，等待着人类对它们的终审判决。这两个实验室一个在俄罗斯的莫斯科，另一个在美国的亚特兰大。

到目前为止，对天花还没有确定有效的治疗方法。感染天花的病人通常是以支持疗法进行治疗，例如静脉注射电解质、营养品或以药物控制高烧或疼痛，同时也会以抗生素来预防感染天花病毒后随之而来的细菌感染问题。

接种牛痘的创始人是18世纪的英国乡村医生爱德华·琴纳。琴纳从产生在11世纪的宋朝时的“人痘”接种法中得到启发，发明了牛痘接种法。再后来牛痘接种法又传遍世界各地。

1796年5月17日，琴纳的候诊室里一清早就聚集了很多好奇的人。屋子中间放着一张椅子，上面坐着一个8岁的男孩菲普士，正津津有味地吃着糖果。琴纳则在男孩身边走来走去显得有些焦急不安，他正在等一个人。

爱德华·琴纳

不久，一位包着手的女孩来了。她就是挤牛奶的姑娘尼姆斯，几天前她从奶牛身上感染了牛痘，手上长起了一个小脓疱。琴纳所等的人正是她，今天他要大胆地实施一个数十年日思梦想的计划了：他要把反应轻微的牛痘接种到健康人身上去预防天花。

琴纳用一把小刀，在男孩左臂的皮肤上轻轻地划了一条小痕，然后从挤牛奶姑娘手上的痘痂里取出一点点淡黄色的脓浆，并把它接种到菲普士划破皮肤的地方。

两天以后，男孩便感到有些不舒服，但很快地就好了，菲普士又照样活泼地与其他孩子们一起在街上嬉闹玩耍了。菲普士非常顺利地挨过了牛痘“关”。

现在摆在琴纳面前最主要的事情是：证明菲普士今后再也不会传上天花。如果真是这样的话，那么目的就达到了，而牛痘的接种就是真正成功了！过了一些时候，琴纳从天花病人身上取来了一点痘痂的脓液，接种在菲普士身上。

这是一个关键的时刻，也是琴纳感到紧张、担心的日子。如果接种的牛痘不能预防天花的话，那菲普士就将因此患上严重的天花，这是一件多么可怕的事情呀！然而，一星期过去了，又一星期过去了。菲普士依然很健壮。

以后，琴纳又接着做了一批批试验，更进一步证实了牛痘预防天花的作用。

牛痘疫苗预防天花的试验终于获得了成功！琴纳成功的消息传遍了整个欧洲，同时也传遍了全世界。

然而，任何事物的发展永远不会是一帆风顺的。牛痘疫苗的发明也是如此。

1797年，当琴纳将接种牛痘预防天花的研究结果写成论文送到英国皇家学会时，却遭到了拒绝。一年后，琴纳自己筹集经费刊印发表这些论文时还引起了广泛的争论。

牛痘菌切片

有的人表示坚决的支持，有的人持怀疑态度，也有的人持反对意见。反对者疯狂诬蔑，造谣说：“种了牛痘以后会使人头上长出牛角，发出牛叫的声音。”

然而，真理就是真理，它不会永远被谬误所埋葬。在无数次实践的面前，一切怀疑、反对都被无情的事实所粉碎。天花可以用种牛痘来预防的事实，终于占据了历史上应有的位置。

天花这种由比细菌还小的病毒引起的传染病，能够用牛痘来预防了。当时的人们还不知道病毒这两个字，可是在科学实践过程中，这种可怕的传染病却已开始被人们控制起来了。

自从人类采用普遍种痘以后，天花发病率普遍下降，天花狂魔逐步被制服了。1977年10月26日，联合国卫生组织在索马里发现最后一例天花后，这些年在全世界各地，特别是在规定地区如索马里、埃塞俄比亚、肯尼亚、吉布提、也门阿拉伯共和国等处监测至今，还没有发现人们传染天花的。

1979年10月26日，是值得人类共同庆祝的盛大节日。因为在这一天，世界卫生组织宣布：人类历史上最后一名天花病人，来自“非洲之角”索马里的牧民——阿里·毛·马林，在1977年被治愈了。从此，地球上，再也没有发现天花病了。

1980年，联合国曾在内罗毕庄严宣告：“天花已经在世界上绝迹。”有趣的是，世界卫生组织还特别设立1 000美元的悬赏，凡是先辨别出一例天花患者的人，就可得到这笔奖金。令人欣慰的是，至今还没有人捧走这笔奖金，我们但愿以后永远也没有人得到这笔奖金。

重度营养不良的儿童

现在，全世界已有很多年没有发生天花了，联合国卫生组织已经取消种痘作为国际交往的一项必须检疫的规定。但是过去，我们每个新出生的婴孩都必须接种牛痘，以使婴孩体内自己产生出对抗天花的防疫力量来。由于种一次牛痘只能具备大约六年左右的免疫力，因而在过去，人人都必须定期种痘以预防天花。琴纳的成功开辟出了一个新的领域，这个新领域也就是免疫学。

“免疫”就是天然的或者利用人工的方法，使人体对某些传染病产生抵抗力，使人体免受这些疾病的侵害的意思。琴纳发明的牛痘接种不仅使人类免受了天花的肆虐，并且还为以后的许多科学家不懈地向传染病展开新的攻击开辟了一条道路。

巴斯德

在免疫学的领域内，随着病菌的逐一被发现，用来预防不同传染病的新疫苗也逐一出现了：1881年巴斯德发明了预防炭疽病的疫苗，1885年预防被疯犬咬伤所引起的狂犬病的疫苗也研制成功。

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我国关于天花的防治

公元9世纪时欧洲天花流行甚为猖獗，在日耳曼军队入侵法国时，兵士感染天花，统率者竟下令采取杀死一切患者的残忍手段，以防止其传染，结果天花照样流行。在印度则采取“天花女神”的迷信办法，自然也无济于事。

与这些国家不同的是，我国不仅早就注意天花的治疗，而且积极采取预防措施。据记载，在宋朝的时候，四川峨眉山有一医者能种痘，被人誉为神医，后来被聘到开封府，为宰相王旦之子王素种痘获得成功。后来王素活了67岁，这个传说或有讹误，但也不能排除宋代有产生人痘接种萌芽的可能性，到了明代，随着对传染性疾病认识的加深和治疗痘疹经验的丰富，便正式发明了人痘接种术。

清吴谦等编著的《医宗金鉴》中介绍有四种痘法。

（1）痘衣法：把疮患的内衣给接种者穿上，以引起感染，这是最原始的方法；

（2）浆法：采取疮的浆，用棉花沾塞被接种者的鼻孔；

（3）旱苗：把痘痂阴乾研末，以银管吹入鼻孔；

（4）水苗法：把痘痂研细并用水调匀，以棉花沾染塞入鼻孔。

书中分析了这四种方法的优劣：“水苗为上，旱苗次之，痘衣多不应验，痘浆太涉残忍。”

早期的种痘术，采用的是天花的痂，叫作“时苗”，实际上是以人工的方法使接种者感染一次天花，这种疫苗的危险性比较高。中国在种痘的过程中，逐步取得选择苗种的经验。清代郑望颐在《种痘法》中主张用接种多用“连种七次，精加选练”的痘痂作苗，叫作“熟苗”，这类疫苗的毒性已减，接种后比较安全。这种通过连续接种和选练多次来减低痘苗毒性的方法，是合乎现代科学原理的。

由上可知，我国至迟在16世纪下半叶已发明人痘接种术，到17世纪已普遍推广。公元1682年时，康熙皇帝曾下令各地种痘。有文献证明，当时种痘术已在全国范围内推行

往心脏插一根管

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很多科学家为了证明自己的理论，或是改变人类的生活，进行了不计其数的自我人体实验。但是这些实验并非都得到了成功。很多人为此付出了很大的代价。

在医学研究上，就有很多为真理努力奋斗的人。例如，美国外科医生威廉·哈尔斯蒂德把可卡因当作麻醉剂来实验，最后染上了毒瘾；英国人安德鲁·怀特猜测疟疾可能对鼠疫产生免疫，于是让自己感染上两种疫病，结果不到一周便撒手人寰；秘鲁的医科学生丹尼尔·阿尔希德·卡里翁也让自己染上在其家乡广为传播的皮肤病秘鲁疣，而39天之后他却令人意外地死于奥罗亚热。

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防蚊是预防疟疾的最有效方法

德国医生沃纳·福斯曼就经历过这种挫折，他在自己身上做过历史上最为著名的医学实验。后来他的上司把他所有的尝试称为愚蠢的“小丑表演”，并认为这完全配不上高尚的医学事业。好心的同事则警告他：由于他所进行的实验，他可能会在牢中度过一生。究竟发生了什么？

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福斯曼

1929年，这个年仅25岁、刚刚成为助理医师的青年实现了一个梦想。他刺破自己左臂肘部的静脉，将一根由无菌橄榄油润滑过的细管插到静脉里。管子越插越深，最终到了心脏。在这期间，他没有感到任何的疼痛，相反却“感受到了一丝暖意”。实验并没有停止，他带着自己的“实验品”，跑到楼下一个配有伦琴射线仪（X光机）的房间。在那里他给自己拍了一张片子，一张足以震惊世界的片子——福斯曼完成了医学史上第一例心脏导管术。

那一年，福斯曼在一家医院当助理外科医生。有一天，他突发奇想：传统的心脏检查方法，诸如叩听诊法、X射线透视法、心电描记法等，对心脏外科的诊断和适应症来说都不够用，急需发明一种触及心脏内部的方法，用以测量压力、直接采血、便于检查氧气和二氧化碳含量、给有生命危害的病人使用速效药，以及使用X射线造影剂，查出心脏的解剖学情况和血流状态。

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橄榄油

不久，福斯曼产生一个大胆设想：用一个可弯曲的细软管从肘部通向心脏。负责医院管理事务的卫生委员是福斯曼父母的好友，他被福斯曼这个大胆的设想吓坏了，认为此法“亵渎神灵”，因为当时心脏手术是违禁之事，他更不同意福斯曼用自己身体做此实验。于是，福斯曼只得自己暗中行事。在福斯曼的一再请求下，他的朋友和同事罗迈斯在他肘部作静脉血管穿刺，然后把毛线般粗的软导管涂抹了经过消毒的橄榄油后，将软管小心翼翼地朝福斯曼的心脏部位推进。当导管推至锁骨部位时，刺激了福斯曼，他咳嗽起来，罗迈斯不顾福斯曼阻拦，立即把导管退到体外，第一次实验失败了。

一周过后，福斯曼再次进行实验。他在自己的左肘窝局部麻醉下切开肘前静脉，自己把导管插入静脉，并沿着静脉血管向前推进，然后借助于身边的X光荧光屏前面的一面镜子观察，终于将导管推进了自己的右心房，还摄下了X线照片。在整个实验中，他没有感到痛苦，只有些温暖的感觉，就如同注射钙剂后的感觉一样。

自此之后，福斯曼先后在自己身上做了九次类似实验，用尽了所有的周围浅静脉，并曾将浓碘化钠溶液注入导管内，拍摄到极淡的右心造影照片。

随后，福斯曼撰写了一篇叫做《右心导管检查术》的论文，报告了他的心脏导管术及其在诊断治疗上的作用。遗憾的是，这一心脏导管检查术当时在德国并未受到医界的重视和支持，他一度被迫放弃这一研究项目而转学泌尿科。

直至1941年，美国医学家库南德和理查兹对福斯曼的心脏导管术感到兴趣，他们改进并应用此技术进行血流动力学及循环呼吸生理学方面的研究，并将获得的诸多成就公之于众。从此，福斯曼的心脏导管术才引起医学界的广泛兴趣和重视。到了1945年，他们已累积了1200次心脏导管术方面的经验，为心脏手术开辟了前进的道路。20世纪50年代以来，福斯曼的心脏导管术在临床上应用更为广泛，日趋成熟，它可帮助测定心内和血管各部分的压力及血液含氧量，对进行直接心血管造影术以及研究心、肝、肾的代谢机能，均有很大临床价值；对心脏外科的开展也日益显示出它非凡的功劳。

福斯曼发明了心脏导管术，并勇敢地在自己身上做实验，证明此术于人体无害，却可诊断心脏病变，第一个为研究循环系统病理变化开辟了新路；库南德和理查兹两位医学家重视改进福斯曼的心脏导管术，并作出重要成果，为此，他们三人于1956年共同被授予诺贝尔医学奖。

诺贝尔奖章说到福斯曼和他的心脏导管手术，就不得不提到伦琴发现的“X射线”。

知识拓展心脏导管有哪几种？

飘浮导管是借由血液将导管飘入右心腔或肺动脉内，可以不用X射线透视。导管顶端位置可根据压力曲线图型判断，有时还可根据心内心电图判断。飘浮导管主要用于危重病人床旁血液动力学监测。包括微型导管和气囊导管。

微型导管是薄壁尼龙细管，用带针芯的套管，穿刺肘静脉，拔去针芯，将微型导管从套管中插入，用含有肝素的生理盐水缓慢滴注,保持微型导管通畅，缓缓送入导管，使之顺着血流飘入中心静脉、右心房、右心室以至肺动脉。不时观察压力曲线，判定导管抵达何处。

气囊导管又叫斯旺—甘茨二氏导管。为双腔或多腔导管，管端置一乳胶小气囊，导管之一腔通气囊内，另一腔在管端开口，从股静脉或锁骨下静脉或颈内静脉穿刺插管，一般不需X射线透视,根据压力曲线判断导管位置。

管身刻有长度标记，导管插入静脉后，先从插入长度及压力曲线估计管端约至右心房，用二氧化碳充鼓气囊上，慢慢把导管送入,利用血液对气囊的飘入力，将导管飘入右心室、肺动脉。

1895年11月8日晚，伦琴陷入了深深的沉思。他以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实，并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。可是现在，他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕发出了光，而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色——这说明它们已经曝光了！

伦琴这个一般人很快就会忽略的现象，却引起了伦琴的注意，使他产生了浓厚的兴趣。他想：底片的变化，恰恰说明放电管放出了一种穿透力极强的新射线，它甚至能够穿透装底片的袋子。不过目前还不知道它是什么射线，于是取名“X射线”。

于是，伦琴开始了对这种神秘的X射线的研究。

伦琴妻子手指骨头和结婚戒指的影像他先把一个涂有磷光物质的屏幕放在放电管附近，结果发现屏幕马上发出了亮光。接着，他尝试着拿一些平时不透光的较轻物质—比如书本、橡皮板和木板—放到放电管和屏幕之间去挡那束看不见的神秘射线，可是谁也不能把它挡住，在屏幕上几乎看不到任何阴影，它甚至能够轻而易举地穿透15毫米厚的铝板！直到他把一块厚厚的金属板放在放电管与屏幕之间，屏幕上才出现了金属板的阴影，看来这种射线还是没有能力穿透太厚的物质。实验还发现，只有铅板和铂板才能使屏不发光，当阴极管被接通时，放在旁边的照相底片也将被感光，即使用厚厚的黑纸将底片包起来也无济于事。

接下来更为神奇的现象发生了，一天晚上伦琴很晚也没回家，他的妻子来实验室看他，于是他的妻子便成了在照相底片上留下痕迹的第一人，当时伦琴要求他的妻子用手捂住照相底片。当显影后，夫妻俩在底片上看见了手指骨头和结婚戒指的影像。

伦琴虽然发现了X射线，但当时的人们——包括他本人在内，都不知道这种射线究竟是什么东西。直到20世纪初，人们才知道X射线实质上是一种比光波更短的电磁波，它不仅在医学中用途广泛，成为人类战胜许多疾病的有力武器，而且还为今后物理学的重大变革提供了重要的证据。正因为这些原因，在1901年诺贝尔奖的颁奖仪式上，伦琴为世界上第一个荣获诺贝尔奖物理奖的人。人们为了纪念伦琴，将X射线命名为伦琴射线。

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X射线的作用

在物理的领域里，X射线一般作用在以下五个方面：（1）穿透作用X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一部分被物质所吸收，大部分经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透能力。X射线穿透物质的能力与X射线光子的能量有关，X射线的波长越短，光子的能量越大，穿透力越强。X射线的穿透力也与物质密度有关，利用差别吸收这种性质可以把密度不同的物质区分开来。（2）电离作用物质受X射线照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量，根据这个原理制成了X射线测量仪器。在电离作用下，气体能够导电；某些物质可以发生化学反应；在有机体内可以诱发各种生物效应。（3）荧光作用X射线波长很短不可见，但它照射到某些化合物如磷、铂氰化钡、硫化锌镉、钨酸钙等时，可使物质发生荧光，荧光的强弱与X射线量成正比。这种作用是X射线应用于透视的基础，利用这种荧光作用可制成荧光屏，用作透视时观察X射线通过人体组织的影像，也可制成增感屏，用作摄影时增强胶片的感光量。

（4）热作用

物质所吸收的X射线能大部分被转变成热能，使物体温度升高。

（5）干涉、衍射、反射、折射作用

这些作用在X射线显微镜、波长测定和物质结构分析中都得到应用。

在化学领域，X射线一般作用在以下两个方面：

（1）感光作用

X射线同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X射线量成正比，当X射线通过人体时，因人体各组织的密度不同，对X射线量的吸收不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得X射线的影像。

（2）着色作用

X射线长期照射某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等，可使其结晶体脱水而改变颜色。

除此之外，X射线在生物方面还有很多用途。

X射线照射到生物机体时，可使生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变。不同的生物细胞，对X射线有不同的敏感度，可用于治疗人体的某些疾病，特别是肿瘤的治疗。在利用X射线的同时，人们发现了导致病人脱发、皮肤烧伤、工作人员视力障碍，白血病等射线伤害的问题，在应用X射线的同时，也应注意其对正常机体的伤害，注意采取防护措施。

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