[发明史]机遇在新发现中发挥作用的19个实例

机遇在新发现中发挥作用的实例

跛足而不迷路能赶过健步如飞但误入歧途的人。
- 弗兰西斯．培根-
(1) 伽伐尼发现电流
电流的发现者不是物理学家，而是一位生理学家伽伐尼。他解剖了一只青蛙，放
在静电机旁的桌上，在伽伐尼外出片刻的时候，有人用解剖刀触及蛙腿神经，并注意到
蛙腿神经因此而收缩。另一人发现神经收缩时，静电机发出火花。当伽伐尼注意到这
个奇怪的现象时，他兴奋地作了研究，深入研究后发现了电流。
(2) 奥斯特发现电磁原理
一八二二年，丹麦物理学家奥斯特(Oersted) 在一次报告会快结束时；把当时正巧
带着的一根导线的两端与一个伏特电池连接，放在磁针的上方，与磁针平行。起初，他
故意使导线与磁针垂直，但没有什么情况发生。然而，当他偶然将导线平放并与磁针平
行时，他惊奇地发现磁针改变了位置。出于敏锐的洞察力，他反转了电流目发现磁针向
相反的方向偏转。这样，完全凭借机遇，奥斯特发现了电和磁之间的关系，并为法拉第
发明电磁发电机开辟了道路甘正是在讲述这段故事时，巴斯德说了他着老的话：『在观
察的领域里，机遇只偏爱那种有备而来的头脑。』电磁原理的发现，比任何其它发现对
现代文明的贡献也许都更大。
(3) 伦琴发现X 射线
伦琴发现X 射线时，正在做高真空放电实验，他当时使用氰亚铂酸镇来检测不可
见的射线。但是没有想到这种射线会透过不透明的材料。完全是由于机遇，他注意到桌
上真空管旁的氰亚铂酸镇，虽用黑纸与真空管隔开，却发出了荧光。他后来说：『我是
偶然发现射线穿过黑纸的。』
(4) 柏琴抽提奎宁
柏琴(W.H. Perkin) 年仅十八岁时，试图用重铭酸钾氧化烯丙基o-甲苯胺的方法
来提取奎宁。他失败了，但他很想知道如用同样的氧化物与一较简单的碱相作用会出现
什么情况。他选用了硫酸苯胺，这样，第一次提取出苯胺染色剂。然而机遇发生的作用
还不仅于上述的事实；如果不是由于他的苯胺中包含了p-甲苯胺杂质，这种反应也就不
会出现了。
(5) 贝尔纳发现肝糖合成机制
十九世纪上半叶，人们坚信动物是不能制造碳水化合物、脂肪或蛋白质的，这些
都需从植物加工而成的食物中获取。当时人们认为一切有机化合物都是在植物中合成，
而动物只能起分解作用。贝尔纳着手研究糖的代谢作用，特别要找出糖在那一部位分解。
他用含糖高的食物喂养实验狗，然后检查肝脏流出的血液，看看糖的分解是否在肝脏中
进行。他发现血液中糖分很高。然后他明智地用无糖食物喂养另一只狗，来做一个近似
的实验。使他惊奇的是：他发现对照狗肝脏的血液也有很高的糖分。他意识到，与当时
的观点相反，肝脏也许确实从非糖物质中制造出了糖分。由此他做了一系列彻底的实验，
充分证明了肝脏的肝糖生合成作用。这个发现之所以做出，首先归功于贝尔纳掌握实验
的每一步骤时都是按部就班，一丝不苟的；其次，由于他能够意识到与该问题盛行的观
念不符的结果是重要的，并因此深入追这一线索。
(6) 梅杜克发现波尔多混合剂
在梅杜克(Medoc) 为了吓唬小偷，葡萄藤架上喷洒石灰和硫酸铜的混合液。后来，
米勒德特(Millardet) 注意到偶然洒上混合剂的葡萄藤叶不长霉。根据这一线索，发现了
波尔多(Bordeaux) 混合剂，可用于保护果树和葡萄藤免受霉菌引起的疾病的侵袭。[译
注：波尔多为法国西南部商港。波尔多混合剂即是将硫酸铜加入石灰乳中形成的杀菌剂]
(7) 拉蒙发现福尔马林
福尔马林(甲醛水溶液) 具有破坏毒质中的毒性而不影响其抗原性的特性。这是拉
蒙(Ramon) 在将防腐剂加入滤液之中以便保存滤液时偶然发现的。
(8) 弗莱明发现青霉素
大家都知道青霉素是怎样发现的。当时弗莱明正在进行葡萄球菌平皿培养，实验
过程中需要多次启开，从而培养物受到了污染，这种情况是常见的。弗莱明注意到，某
个菌落周围的葡萄球菌菌落都死了。许多细菌学家不会觉得这有什么特别了不起，因为
当时早就知道有些细菌会阻得其它细菌的生长。然而弗莱明看到了这种现象可能具有的
重大意义，予以深入研究，发现了青霉素。虽然将其发展成为一种药物是以后弗洛里进
一步研究的结果。当时出现的那种霉菌并不是常见的霉菌；还有，此后为了找出其它抗
生素，在全世界范围内进行了非常广泛的研究，但时至今日仍未发现任何与青霉素有同
样价值的东西。当我们领悟到这些，更可看出机遇的因素在这一发现中所起的突出作用
了。还有一点值得一提，当时弗莱明若不是在一座拥有大量灰尘，从而容易发生污染的
旧房子里这种『不利』条件下工作，那么这个发现可能也就做不出来了。
(9) 昂加尔发现PABA 抗斑疹伤寒药效
昂加尔(J. Ungar) 发现，如在青霉素中加入对胺基苯甲酸(PABA) 溶液，则青霉
素对某些细菌的疗效会稍微提高。他对当时为什么做这样的试验末加解释，但可能因为
已经知道是细菌生长的一种基本要素的缘故。后来，格雷夫(Greiff)、平克顿(Pinkerton)、
和莫拉格斯(Moragues) 又对PABA 作了试验，看它能否提高青霉素对斑疹伤寒立克次
体的抑制效能。他们发现PABA 本身就对斑疹伤寒微生物有显著的疗效。他们说：『这
一结果是完全出乎意料的。』这一研究的结果确立了PABA 可用作治疗斑疹伤寒的珍
贵药物，而在这以前对这种疾病是没有有效药物的。
在假设一章中，我已经叙述了如何根据一个不正确的假设发现六○六和磺胺药的。还有
两种同样著名的药物，也完全由于它们正好是被试验物质中的杂质而被发现。密切参与
这项工作的科学家告诉过我这两项发现的经过，但请我不要发表，因为小组里其它成员
可能不愿意透露他们发现这两种药物的情况。惠特比(Lionel Whitby) 爵士给我说了一
个性质略微不同的故事。一次，他正在试验当时的新药磺胺比啶，接种了肺炎双球菌的
实验鼠白天服药有疗效，但夜间没有疗效。一天晚上，有人请惠特比吃饭，归途中他先
去实验室看看实验鼠的情况，在那里他漫不经心地又给实验鼠服了一次药。服药的实验
鼠抗肺炎菌的情况比以往任何实验鼠都好。十周以后，惠特比才意识到就是半夜多服的
那一次药造成了这样好的效果。从此，不论是实验鼠还是人，在用磺胺治疗时，都必须
日夜服药，效果比过去的方法好得多。
(10) 马血清中的生长因子
我在研究羊腐蹄病时，曾几次试图制成一种使传染因子能够在其中生长的培养基。
根据推理，我在培养基中使用了羊血清，但每次结果都呈阴性。最后我得到了一次阳性
反应，在检查笔记时发现，由于羊血清已经用完，在那组培养基中我用了马血清代替。
根据这一线索，我很容易就分离出并证实了致病物质：一种只在马血清而不在羊血清中
生长的有机体，凭机遇作出了与推理不符的新发现。
(11) 雪貂也会感染流行感冒
人体流行性感冒病毒能够感染雪貂，这一发现是人体呼吸道疾病研究的里程碑。
在安排对流行性感冒的研究时，准备试验病毒感染的动物中也包括雪貂。但是，尚末到
对雪貂进行试验的预定时间，就有人报告说：有一群雪貂患了病，病状很像雪貂管理人
员所得的流行性感冒。根据这一间接证据，就立即对雪貂进行了试验，发现雪馏也能感
染流行性感冒。后来，人们发现当时促使对雪貂进行试验的想法是完全搞错了，因为那
群雪貂患的不是流行性感冒，而是犬瘟热！
(12) 丙烯乙二醇的灭菌功能
英国细菌学家发现了一种用己基间苯二酚溶于丙烯乙二醇溶液喷雾消毒空气的有
效方法。当时他们作了广泛的研究，试验了多种混合物，证明了这一种效果最好。选用
乙二醇只是为了用它作为杀菌剂己基间苯二酚的溶剂。由于这次研究提出了运用这种方
法防止空气传播疾病的可能，引起了人们很大的兴趣。当其它人继续这项研究时，发现
混合物之所以有效，是由于乙二醇而不是由于己基间苯二酚。后来证明，乙二醇是最好
的空气灭菌剂，当初采用乙二醇只是把它当作其它被认为是更有效杀菌剂的溶剂而已，
当时并未认识到乙二醇本身具有任何有价值的杀菌作用。
(13) 硼酸可增进蔬果生长
罗桑斯特(Rothamsted) 实验站于试验使用各种化合物保护植物不受虫害时，有人
注意到用硼酸处理过的植物，其生长情况大大优于其它植物。戴维森(Davidson) 和沃
林顿(Warrington) 证明，植物生长良好是由于需要硼。人们原来并不知道硼对植物营养
之重要意义，印使在获得了这个发现以后，在一段时间内仍然认为缺硼现象只是在学术
上有价值。但是到后来，发现好几种有经济价值的植物病，如甜菜的『烂心』都是缺硼
的表现。
(14) 选择性除草剂的发现
选择性除草剂是在研究苜蓿的根瘤菌和植物生长刺激剂时偶然发现的。人们发现，
这些有益的根瘤菌通过分泌一种物质能使根毛变形。但是，当纳特曼(Nutman)、桑顿
(Thornton) 和夸斯特尔(Quastel) 试验这种物质对各种植物的作用时，他们惊奇地发现
该物质对发芽和生长起阻碍作用。此外，他们又发现，这种毒性是有选择性的，对双子
叶植物其中包括大多数的杂草毒性特大，而对单子叶植物，其中包括谷物和草则毒性较
小，于是他们又试验了有关的化合物：发现了一些作为选择性的除草剂，今天在农业上
有很大的价值。
(15) 低浓度二氧化碳保鲜肉品
研究食物保存技术的科学家试图用二氧化碳代替空气，来延长冻肉的『寿命』。
据研究，二氧化碳对引起食物***的微生物具有抑制生长的作用。当时发现，使用高浓
度的二氧化碳会引起冻肉变色，十分难看，整个设想因此被放弃。一段时间后，同一实
验室的研究人员试验一种冷冻法，需将二氧化碳释放到贮存食物的房间里，同时进行观
察，看气体有无不利影响。使他们惊奇的是，冻肉不仅没有变色，在低浓度的二氧化碳
中，冻肉保持新鲜的时间甚至比在高浓度的二氧化碳还要长。从观察到的这一现象发展
出了现代重要的肉类『气存』法，即使用10~12% 的二氧化碳。在这样的浓度下，气体
有效地延长了冻肉的『寿命』而不造成变色。
(16) 禁食的副疗效
我当时正在研究羊的一种生殖器官疾病，称为龟头-包皮炎。这是一种发病时间很
长的疾病，人们认为除用外科手术根治外是无法治愈的。患羊从乡间送到实验室来供研
究用，但使我惊奇的是，羊只在抵达后的几天内全部痊愈。最初我们认为送来的不是典
型的患羊，但是进一步研究后发现：羊只痊愈是由于变换环境而拒绝进食的缘故。这样
就发现了，这种用别的方法难以治疗的疾病，在大部分情况下用简单的禁食数天的方法
就能治愈。
(17) 埃利希的结核杆菌染色法
埃利希用抗酸法染色结核杆菌的发现是这样做出的：他把一些配制剂放在炉上就
出去了。过了一会儿别人不在意地点燃炉子，炉子的温度正好能够使蜡衣的细菌着色，
柯赫说：『完全是靠了这样的偶然机会，现在从唾液中寻找杆菌已成一种普遍的做法了。』
(18) 甘油细胞保存法
帕克斯(A.S. Parkes) 博士及其同事发现，甘油能使活细胞在非常低的温度下长时
间保存。他讲了下述故事说明他们是怎样作出这一重要发现的：『一九四八年秋季，我
的同事史密斯(Audrey Smith) 博士和波尔格(C. Polge) 先生想要重复谢夫纳
(Shaffner)、韩德森(Henderson) 和卡德(Card) 在一九四一年所得的结果，他们三人用
果糖溶液来保护家禽的精子使其不受冷冻和融化的影响。试验成就不大，正在等待进一
步的灵感时，他们把一部分溶液放入了冷藏库中。几个月后重新用同样材料继续研究时，
所有的溶液仍然呈阴性反应，只有一瓶中的家禽精子在摄氏零下97 度的冷藏状态中，
几乎完全保存了活性。这一奇怪的结果给人以启示：果糖中的化学变化产生了一种物质，
具有保护活细胞不受冷冻和融化影响的惊人特性。而果糖中的化学变化可能是由贮存时
产生大量的霉菌所引起或促成的。然而，试验证明：这种神秘的溶液不仅没有包含不同
于一般的糖，而且实际上根本不含糖。与此同时，进一步的生物试验证明，在冷冻和融
化以后，保存的不仅是活性，而且还有使卵子受精的能力。这时，大家有点惊慌地把剩
下的少量(10~15 mL) 奇怪溶液，送到我们的同事埃利奥特(D. Elliott) 博士那里去做化
学分析。他的报告是：溶液包含了甘油、水和相当数量的蛋白质！ 这时大家才意识到：
在试验果糖溶液的同时，在对精子进行形态研究的过里中，使用了迈耶(Mayer) 的蛋白，
就是这位组织学家的甘油和蛋白，并把它随同果糖溶液一起送入冷藏。显然有几个瓶子
被搞混了，但究竟是怎么回事我们后来也没弄清楚。我们根快用这种新材料做了试验，
证明：蛋目不起保护作用。于是我们的低温研究，就集中到甘油对保护活细胞不受低温
影响的作用上了。
(19) 实验的环境会影响结果
纳尔班多夫(A.V. Nalbandov) 博士亲自写信给我讲了下述引人入胜的故事，说他
自己怎样发现了使实验鸡在切除脑垂体后继续生存的简单方法。『一九四○年我开始对
脑垂体切除术对鸡的影响感兴趣。我掌握了这种手术的技巧后，鸡只仍然死去，手术后
几个星期内，无一幸存。移植治疗和其它措施都无效，我正要准备同意帕克斯和希尔(R.T.
Hill) 的意见，他们在英国也做过类似的实验，结论是：切除脑垂体的鸡无法生存。这时
我不得已只好做了几个短期的实验，放弃了上述计划。正在这时，有一组切除脑垂体的
鸡98% 存活了三周，其中还有许多只活的时间长达六个月。我所能想出的唯一解释是：
我的手术技巧随看实验的次数而提高了。大约这时，就在我准备进行长期实验时，鸡只
又开始死亡。在一星期内，新近切除垂体的鸡只和已经存活数月的鸡只统统死去了。这
当然不是手术技巧的问题。我继续实验，因为这时我已知道在一定的情况下鸡只是可以
存活的，但这个条件是什么则完全不清楚。大约就在这个时候我又有一段成功的实验，
鸡只死亡率很低。但是，尽管对记录作了详细的分析(考虑并排除了疾病及许多其它因
素的可能)，我仍然找不出答案。你们可以想象，对于动物承受手术的能力有显著深刻影
响的东西竟然无法利用，这是多么令人沮丧。一天深夜，我从一个晚会驾车回家途经实
验室。虽然当时是凌晨两点，动物室里灯还开着。我以为是那个粗心的学生忘了关，就
停下车去关灯。几天以后的一个晚上，我又注意到这些灯通霄开着。询问以后才知道，
是一位看门人在晚上橱窗锁门以后故意开看动物室的灯，以便找到出去的门(灯的开关
不在靠近门处)。进一步查询以后证明：两段存活率较高的实验正是发生在这位看门人值
班的时候。我很快就用对照实验证明，切除垂体的鸡只几养在黑暗中的都死了，但若每
夜开灯两次，每次一小时，则鸡只可一直活下去。原因是：养在黑暗中的鸡只不吃食，
从而得了不治的低血糖病，而开灯屋中的鸡只吃食足够，可以防止低血糖病。从那时起，
我们要那些切除垂体的鸡活多久它们就能活多久，再没有任何困难了。