礎(chǔ)德

科學進步與科技發(fā)明改變了我們的生活，我們在享受科學成果時是否會想到，許多發(fā)明是科學家們付出了巨大的代價換來的，甚至許多科學家用自己的身體做實驗。

用身體研究消化過程的科學家

斯帕蘭讓尼（1729～1799）是意大利生物學家。他研究動物和人的消化過程。他首先引入“消化液”一詞，認為消化液中含有某種能分解食物的化學成分，所謂消化就是消化液對食物的分解過程。這同腐敗現(xiàn)象有本質(zhì)的區(qū)別，他指出消化液是強烈防腐的。他用實驗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程。由于當時的實驗條件和實驗方法較落后，斯帕蘭讓尼并沒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，德國生理學家施旺從胃液中提取出了消化蛋白質(zhì)的物質(zhì)，后來稱為“胃蛋白酶”，從而揭開了胃的消化之謎。斯帕蘭讓尼最著名的以自己身體做的實驗是：他將食物密封在小的亞麻袋中，然后吞下袋子，在消化進行的不同時段拉出袋子。通過檢查袋子里面的食物在胃中停留一小時、兩小時等時間后的情況，他就能理解食物是怎樣被消化的。

將導管插入心臟的科學家

福斯曼（1904～1979） 是德國外科醫(yī)生 ，他曾提出了一個大膽的想法，將一根導管插入至心臟，通過這根管子可向心臟內(nèi)注入藥物或測量血壓，在當時這種想法自然會被認為是瘋狂的。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行實驗。在對自己的前臂進行局部麻醉后，他將一根導管插入了肘前靜脈，并向內(nèi)推進了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，硬是來到了放射科，為這根插在他右心房內(nèi)的導管照了相（見左上圖）。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，并進一步改良了此項技術(shù)。后來，這3個人共同分享了1956年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

人頭被砍下還會有感覺嗎？科學家用自己做了實驗

安托萬·拉瓦錫1743年出生在法國巴黎一個律師家庭，在5歲時母親過世而繼承了一筆財產(chǎn)。家人想讓他成為一名律師，但是他本人卻對自然科學更感興趣。1761年他進入巴黎大學法學院學習，獲得律師資格。課余時間他繼續(xù)學習自然科學，后來年僅25歲的拉瓦錫成為法蘭西科學院院士。

他在化學領(lǐng)域充分證明了自己是個天才，他給出了氧與氫的命名并預(yù)測了硅的存在。他提出了“元素”的定義，并按照這個定義發(fā)表了第一個現(xiàn)代化學元素列表。他的貢獻促使18世紀的化學更加物理及數(shù)學化。他創(chuàng)立氧化說以解釋燃燒等實驗現(xiàn)象，指出動物的呼吸實質(zhì)上是緩慢氧化。這些劃時代貢獻使得他成為歷史上最偉大的化學家。

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

作為一位熱愛研究的科學家，他還想做人生最后一個實驗—拉瓦錫殺頭實驗。拉瓦錫對行刑者說：“人們都很好奇死亡，不知道被砍頭后還有沒有思想意識，我們做個實驗，當我被砍頭之后你數(shù)一數(shù)，我一共眨了多少下眼睛，說明我意識停留多少秒，這也算是我對人類科學做的最后一個貢獻，用我的死換來一項科學成果?！毙行陶吆芨袆?，說一定會做到。拉瓦錫腦袋被砍下后，眼睛眨了十一下才不動了。行刑者記錄了他死亡的時間，這個實驗是用拉瓦錫生命換來的人類史上最昂貴的實驗。

喝下黃熱病患者嘔吐物的科學家

醫(yī)學研究員斯圖賓斯·弗思在自體實驗記錄中占據(jù)特殊地位。20世紀早期，弗思進行了一系列令人作嘔的實驗，來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破口上，結(jié)果他并沒有感染黃熱病。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，雖然有點頭痛，但是并沒有感染黃熱病，身體依然非常棒。后來他甚至喝下黃熱病患者的嘔吐物，開始他是以藥丸的形式吞下這些嘔吐物，到后來他干脆直接喝患者的嘔吐物。由于一直沒有被感染上黃熱病，他認為他的推測是正確的。通過他的親身實驗，其他人也開始相信黃熱病不傳染，因此他獲得了醫(yī)學博士頭銜。但是最后證明，他的推測并不正確，因為黃熱病確實是一種傳染病 ，不過只有病毒直接進入血液才會被感染。

另一名自體實驗科學家—美國陸軍醫(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)說那只給拉齊爾致命一口的蚊子，并不是他喂養(yǎng)的實驗樣本，而是一只野生蚊子。

科學家的睡眠研究

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·理查森一起搬進肯塔基州猛瑪洞窟里?？巳R特曼想弄清楚，假如一天是28小時，是否人類可以適應(yīng)？這個洞穴位于36米深的地下，是實驗這種想法的理想之所：那里沒有自然光，而且溫度保持不變，因此他們根本無法得知什么時候是白天，什么時候是夜晚。然而，這并不是一個非常舒適的環(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。一個月后，他們從洞中走出來。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，克萊特曼在努力改變他的睡眠模式的時候，理查森已經(jīng)適應(yīng)了一天28小時的周期。他們的研究增加了人們對人類生理節(jié)奏的了解，為倒班工人提供了切實可行的建議?？巳R特曼不僅進入洞穴，為了經(jīng)歷長時間的黑夜和白天，他后來還在潛水艇里和北極呆過一段時間。

吞下幽門螺旋桿菌的科學家

澳大利亞科學家巴里·馬歇爾1981年在皇家佩思醫(yī)院做內(nèi)科醫(yī)學研究生時遇到了羅賓·沃倫—一位對胃炎感興趣的病理學家。他們一起研究了與胃炎同時出現(xiàn)的螺旋桿菌。1982年，他們做出了幽門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螺旋桿菌引起的假說。一般人們認為，胃潰瘍是由于生活方式不當引起的，但是馬歇爾和沃倫相信幽門螺旋桿菌是導致胃潰瘍的主因。為了證明這個推測，他們必須研究這種細菌是如何影響一個健康人的。馬歇爾決定親自嘗試。馬歇爾在吞下幽門螺旋桿菌之前，為了避免被院方拒絕，他沒有告訴醫(yī)院道德規(guī)范委員會甚至自己的妻子他的真實動機。吞下細菌三天后，他仍沒出現(xiàn)什么問題，但是不久他就開始嘔吐，他妻子抱怨說，他的口氣非常難聞。10天后進行的活組織檢查證實，這種細菌已經(jīng)感染了他的胃，他患上了胃炎，如果不及時治療，最終會發(fā)展成胃潰瘍。又過了8年時間，馬歇爾和沃倫的理論才被人們普遍接受。不過他們的研究工作最終讓他們在2005年獲得了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

用自己身體做蛇毒實驗的科學家

鮑爾·海斯德是美國一位研究蛇毒的科學家。他小時候看到全世界每年有成千上萬人被毒蛇咬死，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)能不能用來抵抗蛇毒呢？他認為這也是有可能的。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。這種試驗是極其危險和痛苦的。每注射一次，他都要大病一場。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28種蛇毒。經(jīng)過危險與痛苦的試驗，終于有了收獲。由于自身產(chǎn)生了抗毒性，眼鏡王蛇、印度藍蛇、澳洲虎蛇都咬過他，但每次他都從死神身邊逃了回來。藍蛇的毒性極大，海斯德是世界上唯一被藍蛇咬過而活著的人。他一共被毒蛇咬過130次，每次都安然無恙。海斯德對自己血液中的抗毒物質(zhì)進行分析，試制出一些抗蛇毒的藥物，已救治了很多被毒蛇咬傷的人。

對自己注射百萬年前古菌的科學家

人人都渴望能夠永生，但是能夠有勇氣拿自己做實驗的人卻寥寥無幾。一位名叫布魯什科夫的科學家就是這寥寥無幾中的一分子。為了永生，他不惜給自己注射了有330萬年歷史的古菌。這種古老的細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，他不但身體沒有發(fā)生異常，免疫力反而被強化了。能夠生存在幾百萬年前的西伯利亞，這種細菌必然有著極其旺盛的生命力，事實上，它的確是。根據(jù)實驗室的培養(yǎng)，布魯什科夫發(fā)現(xiàn)這種細菌具有十分強大的生命力以及對周邊環(huán)境有著難以置信的適應(yīng)能力。在多次的動物實驗中，所有被注射的動物的免疫系統(tǒng)均得到了不同程度的強化。

在自己手臂植入芯片的科學家

1998年8月25日，英國雷丁大學控制論教授沃里克以自己為研究對象進行了一項全新的控制論實驗。他成功地將芯片植入自己手臂內(nèi)并獲得成功，進而成為世界上第一個體內(nèi)攜帶芯片的人。

沃里克是在局部麻醉的情況下，通過手術(shù)將芯片植入手臂的。芯片置于長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。

這項實驗持續(xù)時間為幾周。在這段時間內(nèi)，沃里克教授將利用體內(nèi)攜帶的芯片，在其辦公室內(nèi)進行各種自動控制實驗。芯片內(nèi)含有64條指令，這些指令可通過特殊信號發(fā)出。傳感器接收指令后傳入一臺主控計算機。計算機便可根據(jù)指令進行開關(guān)房門或電燈、調(diào)節(jié)辦公室內(nèi)溫度等操作。科學家認為，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算機向其發(fā)送的電子脈沖信號。這是一項危險的手術(shù)。如果成功，將為人體修復等領(lǐng)域的研究開辟新的道路，而一旦失敗則意味著沃里克可能會因此遭受感染、截肢、神經(jīng)受損甚至大腦損傷的厄運。這枚“長”在手臂內(nèi)的芯片最終不負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，使沃里克可以通過思維來操控一些物體的運動。實驗顯示，在植入芯片6星期后，他的大腦就學會了破譯芯片發(fā)出的反饋信號，使他可以借助儀器用手臂來判斷自己與某樣物體之間的距離。

鋸開自己大腦插入電極的科學家

2014年，美國一位年近7旬的神經(jīng)學家菲爾·肯尼迪竟鋸開了自己的頭骨，往大腦內(nèi)植入了電極。他這么做是為了打造一個語音解碼器，可以讓不能發(fā)聲的患者通過腦機接口的方式重新“發(fā)聲”。在這之前，他已經(jīng)在這個領(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)學家。

20世紀90年代，他研發(fā)的“侵入式”腦機接口就曾讓一位嚴重癱瘓者學會了用大腦控制電腦光標打字“發(fā)聲”。當時整個科學界為之一振，許多媒體還稱他為“半機器人之父”。但是后來因一直找不到實驗對象，資金也幾近枯竭，他才出此下策對自己大腦開刀。為了躲開美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的監(jiān)管，2014年他前往伯利茲，自費2.5萬美元聘請了一位外科醫(yī)生幫助他完成電極植入手術(shù)。不過這12個小時的手術(shù)并不太順利，肯尼迪醒來時竟失去了說話的能力。但肯尼迪表示，這個危險他早就料想到，已有心理準備。醫(yī)生在肯尼迪腦部植入電極的副作用很嚴重，然而肯尼迪只休養(yǎng)了幾個月后，便又開始了另一場長達10小時的手術(shù)。這一次，肯尼迪的腦內(nèi)被成功地植入了多個電極。手術(shù)過后，他迫不及待地飛回家中，開始從自己的腦內(nèi)收集寶貴的數(shù)據(jù)。但是因為植入電極太多，手術(shù)后他的切口一直無法完全閉合，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，也只能逗留一個月。他又不得不花費9.4萬美元，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。那幾個錐形電極因為埋得太深的原因，將永遠留在肯尼迪的腦內(nèi)。

不過肯尼迪卻對這次自體實驗表示非常滿意。因為在那短短的一個月內(nèi)，他就收集了近300個短單詞的相關(guān)神經(jīng)元數(shù)據(jù)，并發(fā)布了重要的論文。當肯尼迪把自體實驗的數(shù)據(jù)公布時，業(yè)內(nèi)研究者對此表示除了驚訝，還是驚訝。有的人說，肯尼迪在健康的人身上（即使是自己的身體）做實驗是違背道德的。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定二字。

但無論評價是好是壞，他都堅持不放棄，他說“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”時代。

證明人體也會感染計算機病毒的科學家

英國瑞丁大學的科學家賈森博士將一枚改良過的動物身份識別芯片植入病毒碼，再把這個芯片植入自己的手臂中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這個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，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)在未來應(yīng)用會越來越廣泛，要避免這種芯片遭受病毒感染，恐怕還要發(fā)明更強的殺毒軟件才行。