美《探索》杂志十大科学史图片(组图)

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纪录科学发展史少不了文字、图像。人类进入文明社会后,随着对各个领域认识的深入,越来越广泛地利用图片形式记载科学史上的点滴成果,我们也因此得以直观地了解历史上的科学家是如何进行研究工作的。以下是美国《探索》杂志评出的十大科学史图片。




1.非常详细的微观图


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17世纪60年代,英国人罗伯特·胡克制成复式显微镜,他用这种显微镜观察并绘制出他的60张显微图片中的58张,另外两张绘制的是月球和恒星的表面图。青少年时期,胡克曾跟一位画家学习,这些经历让他能够将微观世界非常详细地画出来。


他画了很多非常精细、栩栩如生的图片,例如这张跳蚤图片,引发神学争论,人们开始思考这些微小生物是不是曾经过精心设计。激烈的争论促使年轻的查尔斯·达尔文开始进行生物学研究,证明这类想法是否属实。




2.北方的天空


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巴罗(Barrow)称安德烈斯·塞伦斯(Andres Cellarius) 1660 年的手绘彩色雕刻版收藏品是“制图师的西斯延教堂艺术”。这位荷兰裔德国科学家创作了这幅北半球群星图雕刻画,上面详细描绘了十二宫图。




3.人体结构


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在 16 世纪安德烈·维萨里(Andrea Vesalius)出现以前,大部分解剖学知识都是出自伽林之手,伽林在公元 2 世纪写了一些解剖学著作,但是流传下来的仅有只言片语,而且经常是一些错误知识。后来维萨里绘制了 200 多个人体骨架、脑组织等木刻画。



4.奇妙数字


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这个概念非常简单:每个数字都是它上面的数字和它左边的数字之和。但是布莱士·帕斯卡在 1665 年绘制的图表,却变成科学史上最有影响力的图表之一,这是因为该图包含的内容比你第一眼看到的内容要多得多。


帕斯卡的三角形图表充满了各种数学模型。每一排对角线都代表着一个重要的数集。图表中的奇数产生了一些其他非常吸引人的图像。尽管现在帕斯卡的名字密切地与这个图片结合在一起,但是他并不是第一个注意到该现象的人,中国数学家绘制出这种图表的时间比他早了将近 600 年。



5.磁场


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现在利用铁屑让磁场变得更加形象化看起来似乎很平常,你甚至在求学阶段就曾做过这种试验。但是在19世纪中期,迈克尔·法拉第绘制的简单图画却引起物理学家对磁学的理解发生彻底改变。


法拉第不是数学家。英国物理学家和数学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦曾抽象地概括了电和磁的工作原理。不过法拉第的图画和言论帮助普通人更好地了解了这种非常强大,但是却看不到的能量。



6.不可能的结构


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荷兰艺术家M. C. 埃舍尔在他的作品中,经常把艺术与科学结合,他的“不可能的结构(impossible constructions)”印刷品和木雕画非常出名,其中包括《相对性(Relativity)》里著名的楼梯错觉。


这张图画中的蚂蚁正在莫比乌斯带(Mobius Strip)里行进。1858 年发现的莫比乌斯带是只有一面的连续曲面。这种形状不只是一种错觉,它已经被应用到实际生活中,形状类似莫比乌斯带的传送带的使用寿命比普通传送带更长,因为这种传送带每个部位受到的磨损都一样。



7.无限复杂组合


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法国数学家波努瓦·芒德勃罗(Benoit Mandelbrot)不惜用自己的声望支持这张图片,该图上是一个拥有无限复杂边界线的几何空间。也就是说,如果你进一步放大,它就会变得更加复杂,你不断放大,它就会变得越来越复杂。


芒德勃罗在美国国际商用机器公司(IBM)工作 20 年后,开始利用电脑技术研究他感兴趣的不规则碎片形状问题。1980 年他宣布了他的发现结果。



8.死亡恒星


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人们用裸眼就能看到产生这个蟹状星云(Crab nebula)的超新星,中国人在 1054 年就记录了有关这颗星体的情况。18 世纪欧洲人发现该星云,并根据罗斯伯爵( Earl of Rosse)大约在1844年绘制的一幅图画给它起了一个与众不同的名字。


这张非常著名的图片,是由哈勃太空望远镜在 1999 年到 2000 年间拍摄的 26 张照片合成的。图上的蓝色代表氧原子,红色代表氧离子,绿色代表硫磺,围绕在死亡恒星残骸周围的橙色主要是氢。



9.地球升起


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在科学史上,从图画和雕刻画到照片和抽象的数码图片纪录了大量科学事实。1968年圣诞前夕,宇航员威廉·安德斯(William A. Anders)从“阿波罗 8 ”号上拍摄了这张照片,这是从太空中拍摄的第一张地球照片。7 个月后,尼尔·阿姆斯特朗(Neil Armstrong)和巴兹·奥尔德林成功降落在月球表面。



10.宇宙大爆炸残余物


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21 世纪,天文望远镜可以拍到宇宙起源时的情景。1950 年以前,宇宙大爆炸产生微波辐射的理论慢慢成形。1965 年,阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔森偶然发现了微波辐射,这项发现让他们获得了诺贝尔奖。2008 年 3 月,威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)科研组公开了这张照片,这是他们对微波辐射进行5年研究获得的结果。红色代表那个区域比太空的正常温度略微偏高,深蓝色表明那个区域比太空的正常温度略微偏低。


这种椭圆形看起来似乎很难解释,但是它的重要性显而易见:宇宙微波背景支持了将宇宙大爆炸看成是我们的宇宙诞生的模式的观点。

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