礎(chǔ)德

科學(xué)進(jìn)步與科技發(fā)明改變了我們的生活，我們?cè)谙硎芸茖W(xué)成果時(shí)是否會(huì)想到，許多發(fā)明是科學(xué)家們付出了巨大的代價(jià)換來(lái)的，甚至許多科學(xué)家用自己的身體做實(shí)驗(yàn)。

用身體研究消化過(guò)程的科學(xué)家

斯帕蘭讓尼（1729～1799）是意大利生物學(xué)家。他研究動(dòng)物和人的消化過(guò)程。他首先引入“消化液”一詞，認(rèn)為消化液中含有某種能分解食物的化學(xué)成分，所謂消化就是消化液對(duì)食物的分解過(guò)程。這同腐敗現(xiàn)象有本質(zhì)的區(qū)別，他指出消化液是強(qiáng)烈防腐的。他用實(shí)驗(yàn)證明消化速度不但同食物的性質(zhì)和消化液的多少有關(guān)，而且還與溫度的高低有關(guān)，而體溫是最適宜的溫度。他還指出，小腸的分泌物或許能完成全部消化過(guò)程。由于當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)方法較落后，斯帕蘭讓尼并沒(méi)有弄清楚胃液中究竟是什么物質(zhì)將食物消化了，直到50多年后，也就是1836年，德國(guó)生理學(xué)家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)，后來(lái)稱為“胃蛋白酶”，從而揭開(kāi)了胃的消化之謎。斯帕蘭讓尼最著名的以自己身體做的實(shí)驗(yàn)是：他將食物密封在小的亞麻袋中，然后吞下袋子，在消化進(jìn)行的不同時(shí)段拉出袋子。通過(guò)檢查袋子里面的食物在胃中停留一小時(shí)、兩小時(shí)等時(shí)間后的情況，他就能理解食物是怎樣被消化的。

將導(dǎo)管插入心臟的科學(xué)家

福斯曼（1904～1979） 是德國(guó)外科醫(yī)生 ，他曾提出了一個(gè)大膽的想法，將一根導(dǎo)管插入至心臟，通過(guò)這根管子可向心臟內(nèi)注入藥物或測(cè)量血壓，在當(dāng)時(shí)這種想法自然會(huì)被認(rèn)為是瘋狂的。但為了證明這種技術(shù)的可行性，福斯曼決定在自己身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在對(duì)自己的前臂進(jìn)行局部麻醉后，他將一根導(dǎo)管插入了肘前靜脈，并向內(nèi)推進(jìn)了65厘米，直到他的心臟。隨后，為了證明所言不假，他帶著這根管子，不顧周遭人的尖叫聲，硬是來(lái)到了放射科，為這根插在他右心房?jī)?nèi)的導(dǎo)管照了相（見(jiàn)左上圖）。在理論上這為不用外科手術(shù)研究病變心臟的結(jié)構(gòu)和功能提供了可能性。多年后，福斯曼與同是外科醫(yī)生的考南德和里查茲一起研究，并進(jìn)一步改良了此項(xiàng)技術(shù)。后來(lái)，這3個(gè)人共同分享了1956年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

人頭被砍下還會(huì)有感覺(jué)嗎？科學(xué)家用自己做了實(shí)驗(yàn)

安托萬(wàn)·拉瓦錫1743年出生在法國(guó)巴黎一個(gè)律師家庭，在5歲時(shí)母親過(guò)世而繼承了一筆財(cái)產(chǎn)。家人想讓他成為一名律師，但是他本人卻對(duì)自然科學(xué)更感興趣。1761年他進(jìn)入巴黎大學(xué)法學(xué)院學(xué)習(xí)，獲得律師資格。課余時(shí)間他繼續(xù)學(xué)習(xí)自然科學(xué)，后來(lái)年僅25歲的拉瓦錫成為法蘭西科學(xué)院院士。

他在化學(xué)領(lǐng)域充分證明了自己是個(gè)天才，他給出了氧與氫的命名并預(yù)測(cè)了硅的存在。他提出了“元素”的定義，并按照這個(gè)定義發(fā)表了第一個(gè)現(xiàn)代化學(xué)元素列表。他的貢獻(xiàn)促使18世紀(jì)的化學(xué)更加物理及數(shù)學(xué)化。他創(chuàng)立氧化說(shuō)以解釋燃燒等實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指出動(dòng)物的呼吸實(shí)質(zhì)上是緩慢氧化。這些劃時(shí)代貢獻(xiàn)使得他成為歷史上最偉大的化學(xué)家。

1789年法國(guó)大革命爆發(fā)，拉瓦錫因曾經(jīng)擔(dān)任過(guò)包稅官而自首入獄。1794年5月8日他被送上了斷頭臺(tái)。數(shù)學(xué)家拉格朗日痛心地說(shuō)：“他們可以一眨眼就把他的頭砍下來(lái)，但他那樣的頭腦，100年也未必會(huì)再次出現(xiàn)?！?/p>

作為一位熱愛(ài)研究的科學(xué)家，他還想做人生最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)—拉瓦錫殺頭實(shí)驗(yàn)。拉瓦錫對(duì)行刑者說(shuō)：“人們都很好奇死亡，不知道被砍頭后還有沒(méi)有思想意識(shí)，我們做個(gè)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)我被砍頭之后你數(shù)一數(shù)，我一共眨了多少下眼睛，說(shuō)明我意識(shí)停留多少秒，這也算是我對(duì)人類科學(xué)做的最后一個(gè)貢獻(xiàn)，用我的死換來(lái)一項(xiàng)科學(xué)成果。”行刑者很感動(dòng)，說(shuō)一定會(huì)做到。拉瓦錫腦袋被砍下后，眼睛眨了十一下才不動(dòng)了。行刑者記錄了他死亡的時(shí)間，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用拉瓦錫生命換來(lái)的人類史上最昂貴的實(shí)驗(yàn)。

喝下黃熱病患者嘔吐物的科學(xué)家

醫(yī)學(xué)研究員斯圖賓斯·弗思在自體實(shí)驗(yàn)記錄中占據(jù)特殊地位。20世紀(jì)早期，弗思進(jìn)行了一系列令人作嘔的實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明黃熱病并不傳染。

弗思將黃熱病患者的“新鮮黑色嘔吐物”倒在他胳膊上的一個(gè)破口上，結(jié)果他并沒(méi)有感染黃熱病。這次成功讓弗思變得更加大膽，他甚至把患者的嘔吐物倒入眼睛，并涂抹黃熱病患者的多種體液，例如血液、唾液、汗液和尿液等。他還甚至坐在冒著熱氣的新鮮嘔吐物里，雖然有點(diǎn)頭痛，但是并沒(méi)有感染黃熱病，身體依然非常棒。后來(lái)他甚至喝下黃熱病患者的嘔吐物，開(kāi)始他是以藥丸的形式吞下這些嘔吐物，到后來(lái)他干脆直接喝患者的嘔吐物。由于一直沒(méi)有被感染上黃熱病，他認(rèn)為他的推測(cè)是正確的。通過(guò)他的親身實(shí)驗(yàn)，其他人也開(kāi)始相信黃熱病不傳染，因此他獲得了醫(yī)學(xué)博士頭銜。但是最后證明，他的推測(cè)并不正確，因?yàn)辄S熱病確實(shí)是一種傳染病 ，不過(guò)只有病毒直接進(jìn)入血液才會(huì)被感染。

另一名自體實(shí)驗(yàn)科學(xué)家—美國(guó)陸軍醫(yī)生耶西·拉齊爾證明黃熱病是一種傳染病。為了證明黃熱病可以傳染，拉齊爾故意讓一只傳染了黃熱病的蚊子叮咬他。具有諷刺意味的是，據(jù)說(shuō)那只給拉齊爾致命一口的蚊子，并不是他喂養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)樣本，而是一只野生蚊子。

科學(xué)家的睡眠研究

人類睡眠現(xiàn)象自古存謎：睡眠規(guī)律究竟是習(xí)慣成自然，還是人體內(nèi)存在著生物鐘，決定著人日出而作、日落而息的規(guī)律？1938年，著名睡眠研究員內(nèi)森·克萊特曼和助手布魯斯·理查森一起搬進(jìn)肯塔基州猛瑪洞窟里。克萊特曼想弄清楚，假如一天是28小時(shí)，是否人類可以適應(yīng)？這個(gè)洞穴位于36米深的地下，是實(shí)驗(yàn)這種想法的理想之所：那里沒(méi)有自然光，而且溫度保持不變，因此他們根本無(wú)法得知什么時(shí)候是白天，什么時(shí)候是夜晚。然而，這并不是一個(gè)非常舒適的環(huán)境：他們不僅要與世隔絕，有可能患上幽閉恐怖癥，而且這兩名研究人員發(fā)現(xiàn)，他們還必須與老鼠共用一張床。一個(gè)月后，他們從洞中走出來(lái)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，克萊特曼在努力改變他的睡眠模式的時(shí)候，理查森已經(jīng)適應(yīng)了一天28小時(shí)的周期。他們的研究增加了人們對(duì)人類生理節(jié)奏的了解，為倒班工人提供了切實(shí)可行的建議?？巳R特曼不僅進(jìn)入洞穴，為了經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的黑夜和白天，他后來(lái)還在潛水艇里和北極呆過(guò)一段時(shí)間。

吞下幽門(mén)螺旋桿菌的科學(xué)家

澳大利亞科學(xué)家巴里·馬歇爾1981年在皇家佩思醫(yī)院做內(nèi)科醫(yī)學(xué)研究生時(shí)遇到了羅賓·沃倫—一位對(duì)胃炎感興趣的病理學(xué)家。他們一起研究了與胃炎同時(shí)出現(xiàn)的螺旋桿菌。1982年，他們做出了幽門(mén)螺旋桿菌的初始培養(yǎng)體，并發(fā)表了關(guān)于胃潰瘍與胃癌是由幽門(mén)螺旋桿菌引起的假說(shuō)。一般人們認(rèn)為，胃潰瘍是由于生活方式不當(dāng)引起的，但是馬歇爾和沃倫相信幽門(mén)螺旋桿菌是導(dǎo)致胃潰瘍的主因。為了證明這個(gè)推測(cè)，他們必須研究這種細(xì)菌是如何影響一個(gè)健康人的。馬歇爾決定親自嘗試。馬歇爾在吞下幽門(mén)螺旋桿菌之前，為了避免被院方拒絕，他沒(méi)有告訴醫(yī)院道德規(guī)范委員會(huì)甚至自己的妻子他的真實(shí)動(dòng)機(jī)。吞下細(xì)菌三天后，他仍沒(méi)出現(xiàn)什么問(wèn)題，但是不久他就開(kāi)始嘔吐，他妻子抱怨說(shuō)，他的口氣非常難聞。10天后進(jìn)行的活組織檢查證實(shí)，這種細(xì)菌已經(jīng)感染了他的胃，他患上了胃炎，如果不及時(shí)治療，最終會(huì)發(fā)展成胃潰瘍。又過(guò)了8年時(shí)間，馬歇爾和沃倫的理論才被人們普遍接受。不過(guò)他們的研究工作最終讓他們?cè)?005年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

用自己身體做蛇毒實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家

鮑爾·海斯德是美國(guó)一位研究蛇毒的科學(xué)家。他小時(shí)候看到全世界每年有成千上萬(wàn)人被毒蛇咬死，就決心研究出一種抗毒藥。他想到人患了天花會(huì)產(chǎn)生免疫力，而讓毒蛇咬后能不能也產(chǎn)生免疫力呢？體內(nèi)產(chǎn)生的抗毒物質(zhì)能不能用來(lái)抵抗蛇毒呢？他認(rèn)為這也是有可能的。因此，從15歲起，他就在自己身上注射微量的毒蛇腺體，并逐漸加大劑量與毒性。這種試驗(yàn)是極其危險(xiǎn)和痛苦的。每注射一次，他都要大病一場(chǎng)。各種蛇的蛇毒成分不同，作用方式也不同，每注射一種新的蛇毒，原來(lái)的抗毒物質(zhì)就不能勝任，又要經(jīng)受一種新的抗毒物質(zhì)折磨。他身上先后注射過(guò)28種蛇毒。經(jīng)過(guò)危險(xiǎn)與痛苦的試驗(yàn)，終于有了收獲。由于自身產(chǎn)生了抗毒性，眼鏡王蛇、印度藍(lán)蛇、澳洲虎蛇都咬過(guò)他，但每次他都從死神身邊逃了回來(lái)。藍(lán)蛇的毒性極大，海斯德是世界上唯一被藍(lán)蛇咬過(guò)而活著的人。他一共被毒蛇咬過(guò)130次，每次都安然無(wú)恙。海斯德對(duì)自己血液中的抗毒物質(zhì)進(jìn)行分析，試制出一些抗蛇毒的藥物，已救治了很多被毒蛇咬傷的人。

對(duì)自己注射百萬(wàn)年前古菌的科學(xué)家

人人都渴望能夠永生，但是能夠有勇氣拿自己做實(shí)驗(yàn)的人卻寥寥無(wú)幾。一位名叫布魯什科夫的科學(xué)家就是這寥寥無(wú)幾中的一分子。為了永生，他不惜給自己注射了有330萬(wàn)年歷史的古菌。這種古老的細(xì)菌是他在幾年前從俄羅斯西伯利亞的永久冰凍層中發(fā)現(xiàn)的。注射了這種古菌后，他不但身體沒(méi)有發(fā)生異常，免疫力反而被強(qiáng)化了。能夠生存在幾百萬(wàn)年前的西伯利亞，這種細(xì)菌必然有著極其旺盛的生命力，事實(shí)上，它的確是。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)，布魯什科夫發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌具有十分強(qiáng)大的生命力以及對(duì)周邊環(huán)境有著難以置信的適應(yīng)能力。在多次的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，所有被注射的動(dòng)物的免疫系統(tǒng)均得到了不同程度的強(qiáng)化。

在自己手臂植入芯片的科學(xué)家

1998年8月25日，英國(guó)雷丁大學(xué)控制論教授沃里克以自己為研究對(duì)象進(jìn)行了一項(xiàng)全新的控制論實(shí)驗(yàn)。他成功地將芯片植入自己手臂內(nèi)并獲得成功，進(jìn)而成為世界上第一個(gè)體內(nèi)攜帶芯片的人。

沃里克是在局部麻醉的情況下，通過(guò)手術(shù)將芯片植入手臂的。芯片置于長(zhǎng)23毫米、直徑3毫米的小型玻璃管內(nèi)，管內(nèi)除了硅芯片之外，還有電磁線圈。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為幾周。在這段時(shí)間內(nèi)，沃里克教授將利用體內(nèi)攜帶的芯片，在其辦公室內(nèi)進(jìn)行各種自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。芯片內(nèi)含有64條指令，這些指令可通過(guò)特殊信號(hào)發(fā)出。傳感器接收指令后傳入一臺(tái)主控計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)便可根據(jù)指令進(jìn)行開(kāi)關(guān)房門(mén)或電燈、調(diào)節(jié)辦公室內(nèi)溫度等操作。科學(xué)家認(rèn)為，在人體內(nèi)植入芯片的技術(shù)可望用于使殘疾人更好地照料自己的生活。

沃里克稱，此舉的目的是為了更好地研究人腦是如何感知和破譯計(jì)算機(jī)向其發(fā)送的電子脈沖信號(hào)。這是一項(xiàng)危險(xiǎn)的手術(shù)。如果成功，將為人體修復(fù)等領(lǐng)域的研究開(kāi)辟新的道路，而一旦失敗則意味著沃里克可能會(huì)因此遭受感染、截肢、神經(jīng)受損甚至大腦損傷的厄運(yùn)。這枚“長(zhǎng)”在手臂內(nèi)的芯片最終不負(fù)眾望完成了沃里克期待它完成的工作。它能感知和傳送大腦發(fā)出的相關(guān)信號(hào)，使沃里克可以通過(guò)思維來(lái)操控一些物體的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)顯示，在植入芯片6星期后，他的大腦就學(xué)會(huì)了破譯芯片發(fā)出的反饋信號(hào)，使他可以借助儀器用手臂來(lái)判斷自己與某樣物體之間的距離。

鋸開(kāi)自己大腦插入電極的科學(xué)家

2014年，美國(guó)一位年近7旬的神經(jīng)學(xué)家菲爾·肯尼迪竟鋸開(kāi)了自己的頭骨，往大腦內(nèi)植入了電極。他這么做是為了打造一個(gè)語(yǔ)音解碼器，可以讓不能發(fā)聲的患者通過(guò)腦機(jī)接口的方式重新“發(fā)聲”。在這之前，他已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域研究了近30年，并取得了一定成果，是首屈一指的神經(jīng)學(xué)家。

20世紀(jì)90年代，他研發(fā)的“侵入式”腦機(jī)接口就曾讓一位嚴(yán)重癱瘓者學(xué)會(huì)了用大腦控制電腦光標(biāo)打字“發(fā)聲”。當(dāng)時(shí)整個(gè)科學(xué)界為之一振，許多媒體還稱他為“半機(jī)器人之父”。但是后來(lái)因一直找不到實(shí)驗(yàn)對(duì)象，資金也幾近枯竭，他才出此下策對(duì)自己大腦開(kāi)刀。為了躲開(kāi)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的監(jiān)管，2014年他前往伯利茲，自費(fèi)2.5萬(wàn)美元聘請(qǐng)了一位外科醫(yī)生幫助他完成電極植入手術(shù)。不過(guò)這12個(gè)小時(shí)的手術(shù)并不太順利，肯尼迪醒來(lái)時(shí)竟失去了說(shuō)話的能力。但肯尼迪表示，這個(gè)危險(xiǎn)他早就料想到，已有心理準(zhǔn)備。醫(yī)生在肯尼迪腦部植入電極的副作用很嚴(yán)重，然而肯尼迪只休養(yǎng)了幾個(gè)月后，便又開(kāi)始了另一場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)10小時(shí)的手術(shù)。這一次，肯尼迪的腦內(nèi)被成功地植入了多個(gè)電極。手術(shù)過(guò)后，他迫不及待地飛回家中，開(kāi)始從自己的腦內(nèi)收集寶貴的數(shù)據(jù)。但是因?yàn)橹踩腚姌O太多，手術(shù)后他的切口一直無(wú)法完全閉合，各種并發(fā)癥困擾著他。所以原本設(shè)定要在他腦內(nèi)待上幾年的電極，也只能逗留一個(gè)月。他又不得不花費(fèi)9.4萬(wàn)美元，要求醫(yī)生做了取出手術(shù)。但是醫(yī)生只能卸走他腦內(nèi)的電線、電源和收發(fā)器。那幾個(gè)錐形電極因?yàn)槁竦锰畹脑?，將永遠(yuǎn)留在肯尼迪的腦內(nèi)。

不過(guò)肯尼迪卻對(duì)這次自體實(shí)驗(yàn)表示非常滿意。因?yàn)樵谀嵌潭痰囊粋€(gè)月內(nèi)，他就收集了近300個(gè)短單詞的相關(guān)神經(jīng)元數(shù)據(jù)，并發(fā)布了重要的論文。當(dāng)肯尼迪把自體實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)公布時(shí)，業(yè)內(nèi)研究者對(duì)此表示除了驚訝，還是驚訝。有的人說(shuō)，肯尼迪在健康的人身上（即使是自己的身體）做實(shí)驗(yàn)是違背道德的。也有人非常佩服他的勇氣，從他的身上，除了瘋狂還能看到堅(jiān)定二字。

但無(wú)論評(píng)價(jià)是好是壞，他都堅(jiān)持不放棄，他說(shuō)“如果我放棄了，之前30年的努力都將化為泡影”。他希望自己的電極技術(shù)不僅可以幫助癱瘓患者，更希望能將人類推向真正的“賽博格”時(shí)代。

證明人體也會(huì)感染計(jì)算機(jī)病毒的科學(xué)家

英國(guó)瑞丁大學(xué)的科學(xué)家賈森博士將一枚改良過(guò)的動(dòng)物身份識(shí)別芯片植入病毒碼，再把這個(gè)芯片植入自己的手臂中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個(gè)中毒的芯片能將病毒傳到外部控制系統(tǒng)，若其他植入人體的芯片與控制系統(tǒng)聯(lián)機(jī)，也可能跟著一起中毒。賈森博士預(yù)期這種人體植入芯片的技術(shù)在未來(lái)應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，要避免這種芯片遭受病毒感染，恐怕還要發(fā)明更強(qiáng)的殺毒軟件才行。