Przyroda czasem odpowiadała na pytania człowieka jednoznacznie i krótko.
Aby tak się stało, potrzeba było ciekawskiej duszy i kilku rzeczy znajdujących zwykle się pod ręką. Tak powstawała nauka.
Parę lat temu, gdy czytałem o superstrunach drgających w dziesięciu wymiarach albo o kwantowych komputerach rozwiązujących problemy w równoległych wszechświatach, zacząłem odczuwać pewną nostalgię. Uwielbiam wielkie spekulatywne teorie i podziwiam ich twórców, ale czasami ich poziom abstrakcji jest tak wysoki, że przyprawia o zawrót głowy. Stwierdziłem, że muszę wrócić na ziemię.
Złapałem się też na biadoleniu nad tym, jak dalece nauka stała się sportem zespołowym. Sławione tak często w gazetach eksperymenty, jak sekwencjonowanie genomu, udowodnienie istnienia najwyższego kwarku czy odkrycie nowej planety dzięki analizie drgań dalekiej gwiazdy, kosztują miliony funtów i prowadzone są przez zespoły, które urosły do wielkości małych korporacji. Zatęskniłem za dawnymi czasami, kiedy coś nowego o fundamentalnym znaczeniu mogło zostać wydarte naturze za sprawą pojedynczego umysłu i jednej pary rąk. Zacząłem więc układać listę, która przerodziła się w książkę zatytułowaną "Dziesięć najpiękniejszych eksperymentów".
Chodzi tu o piękno w klasycznym sensie. Logiczna prostota aparatury, podobnie jak logiczna prostota analizy są tak klarowne jak proporcje greckiej rzeźby. Chodzi niekoniecznie o historie wybitnych odkryć – nieraz niespodziewanych, tak jak w przypadku śledzenia przez Galileusza księżyców Jowisza czy obserwacji zięb przez Darwina. Wybrałem sytuacje, gdzie przy użyciu materiałów znajdujących się pod ręką ciekawska dusza znalazła sposób na zadanie pytania przyrodzie i otrzymała krótką, jednoznaczną odpowiedź.
1. Galileusz (1564-1642)
Jak głosi legenda, chcąc zbadać działanie przyciągania, Galileusz zrzucił z Krzywej Wieży w Pizie dwie kulki, jedną ciężką i drugą lekką, udowadniając, że spadają na ziemię w tym samym czasie. Historycy podważają tę wersję – mówią, że w rzeczywistości eksperyment był dużo lepszy. Włoski uczony wydrążył rowek wzdłuż środka deski o wymiarach około 6 metrów na 25 centymetrów. Potem postawił ją pod kątem i zmierzył, jak szybko kulki staczały się po wyżłobieniu. Odkrył, że pokonany dystans jest proporcjonalny do kwadratu czasu, który upłynął. Ale jakim cudem w erze przed zegarkami Galileusz wyliczył to tak precyzyjnie? Prawdopodobnie wykorzystał do tego muzykę. Na torze kulki umieścił progi z katgutu, podobne do tych na lutni. Gdy tocząca się kulka uderzała o progi, Galileusz śpiewał pieśń, używając przedtaktów do zmierzenia czasu ruchu i odkrycia nowego prawa.
2. William Harvey (1578-1657)
Galen nauczał, że ciało ludzkie zawiera dwa odrębne układy naczyniowe: niebieski, "wegetatywny" płyn, eliksir odżywiania i wzrostu, krążył w żyłach, podczas gdy jasnoczerwona "witalna" ciecz przemieszczała się w tętnicach, pobudzając mięśnie i stymulując ruch. Niewidzialne duchy, czyli "pneuma", powodowały ruch płynów w przód i w tył, podobnie jak dzieje się z przypływami. Serce, rozszerzające się i kurczące niczym miech, było tylko dodatkiem. Harvey miał co do tego wątpliwości. Rozciął ciało węża i za pomocą kleszczy przyszczypnął główną żyłę (vena cava) tuż przed jej wlotem do serca. Naczynia poniżej blokady opróżniły się z krwi, a serce stawało się coraz mniejsze i bledsze, jakby miało umrzeć. Kiedy Harvey puścił zacisk, napełniło się na nowo i powróciło do życia. Przyszczypnięcie głównej tętnicy serca dało odwrotny efekt: miejsce między kleszczami a sercem nabrzmiało krwią, nadmuchując się jak balon. To nie niewidzialne duchy, lecz serce stanowiło główny silnik, wysyłający czerwoną krew do najdalszych zakątków ciała, gdzie wpływała do niebieskawych żył, a potem wracała do serca, aby się odnowić. Był tylko jeden rodzaj krwi, który poruszał się w okręgu – innymi słowy: krążył.
3. Isaac Newton (1642-1727)
W tamtych czasach wielcy naukowcy europejscy sądzili, że białe światło jest czyste i pierwotne. Kiedy odbijało się od kolorowego przedmiotu albo przechodziło przez zabarwiony płyn lub szkło, nabierało w jakiś sposób koloru – czymkolwiek ów "kolor" był. Siedząc w ciemnym pokoju na swej rodzinnej farmie w Woolsthorpe, Newton wpadł na pewien pomysł. Wyciął dziurę w okiennicy i przepuścił promienie słoneczne przez pryzmat, rozszczepiając światło na podłużne widmo optyczne. Potem skierował je przez drugi pryzmat. Światło znów było białe.Wreszcie pozwolił przejść przez drugi pryzmat kolorom, jednemu po drugim. Począwszy od czerwieni, idąc w kierunku błękitu, każdy kolejny kolor był coraz bardziej złamany przez szkło. Światło, jak odkrył Newton, "składa się z promieni ulegających różnym załamaniom". Biały kolor okazał się mieszanką – nie zwykłą barwą, lecz kombinacją ich wszystkich, "heterogeniczną miksturą różnie załamujących się promieni".
4. Antoine-Laurent Lavoisier (1743-1794)
Popularny w XVIII wieku pogląd głosił, że rzeczy palą się, ponieważ zawierają składnik zwany flogistonem. Jeżeli podpaliło się kawałek drewna, wydzielał tę tajemniczą substancję pozostawiając tylko kupkę popiołu. Logiczne było więc, że drewno składało się z flogistonu i popiołu. Podobnie metal podgrzewany na intensywnym ogniu zmieniał się w kruchą, białawą substancję zwaną wapnem (calx). Metal składał się zatem z flogistonu i wapna. Ale Lavoisiera niepokoiła jedna rzecz: po wydzieleniu flogistonu wapno było cięższe od pierwotnego metalu. Jak więc flogiston mógł ważyć mniej niż zero? Podgrzewając w butli rtęć, uczony udowodnił, że przy formowaniu się wapna coś zostało wessane z otaczającego powietrza. Wyizolował ten gaz i podpalił knot, zauważając, że pali się z "olśniewającą jasnością". Wapno nie było metalem bez flogistonu, lecz metalem połączonym z substancją, którą Lavoisier nazwał później tlenem. W butli pozostał gaz, który gasił płomienie – nazywamy go azotem. Ogień i rdza wywoływały podobne reakcje. Lavoisier odkrył naturę utleniania oraz chemiczny skład powietrza.
5. Luigi Galvani (1737-1798)
Pewnego razu w Bolonii Galvani zauważył ze zdumieniem, że noga poćwiartowanej żaby drgnęła, gdy jego asystent uruchomił generator prądu statycznego w innej części laboratorium. Podobny efekt miał miejsce podczas burzy z piorunami. Co jeszcze bardziej niezwykłe, Galvani odkrył, że noga żaby najwyraźniej sama z siebie poruszała się, gdy zwisała z haka, nawet przy bezchmurnej pogodzie. Doszedł więc do wniosku, że zadziałało coś w rodzaju zwierzęcej elektryczności. Jego rodak Alessandro Volta był równie pewien, że elektryczność nie ma charakteru biologicznego, lecz pojawiła się wskutek zetknięcia dwóch różnych metali: noga żaby zwisała z mosiężnego haka na żelaznej szynie. Choć żaden z uczonych tego nie dostrzegł, obaj byli blisko prawdy. Volta potwierdził potem, że elektryczność może powstać przy kontakcie dwóch metali – wynalazł baterię. Ale Galvani pokazał, że elektryczność występuje również w ciele. Przy użyciu szklanego przyrządu w rozkrojonym ciele żaby naprowadził jeden zerwany nerw na drugi. Nie było kontaktu z żadnym metalem, ale gdy nerw dotknął nerwu, mięsień skurczył się tak gwałtownie, jak gdyby ktoś użył przełącznika.
6. Michael Faraday (1791-1867)
W młodości Faraday przeprowadził serię eksperymentów pokazujących związek między elektrycznością a magnetyzmem, konstruując przy okazji elektryczny silnik i dynamo. Jednak w wieku 53 lat wpadł w głęboką depresję. Być może dopiero zalotna korespondencja od lady Ady Lovelace, córki Byrona, pomogła mu wyjść z dołka. Postanowił wykazać, że elektryczność i magnetyzm są powiązane ze światłem. Używając lampy naftowej Arganda, Faraday puścił spolaryzowane światło przez bryłę szkła, obok której ustawił silny elektromagnes. Trzymając przy oku filtr polaryzujący, zwany pryzmatem Nicol, obracał go, aż światło zgasło. Potem włączył prąd. Obraz płomienia nagle pojawił się z powrotem. Wtedy wyłączył magnes i płomień zniknął. Wynalazca zrozumiał, że pole magnetyczne wykrzywiało snop światła – a kiedy biegunowość pola została odwrócona, promień światła obracał się w drugą stronę. Faradayowi udało się połączyć dwie siły i udowodnić, że światło jest w istocie formą elektromagnetyzmu.
7. James Joule (1818-1889)
Lavoisier rozprawił się wprawdzie z flogistonem, ale przed śmiercią zdążył wprowadzić pojęcie cieplika, niewidzialnej substancji – "delikatnej cieczy", która miała przenosić ciepło. Twierdził, że jeśli włożymy do ognia metalowy pogrzebacz, cieplik podejdzie wyżej, aż poczujemy ciepło w rączce. Według jego teorii rzeczy stają się gorące, gdy je pocieramy, ponieważ naruszamy powierzchnię i wypuszczamy trochę cieplika na zewnątrz. Ale dlaczego, bez względu na to, jak długo pocieramy, ciepło wciąż się wydziela? Albo w każdym przedmiocie są nieskończone zapasy cieplika, albo, jak podejrzewał Joule, ciepło jest czymś zupełnie innym. Za pomocą bloków i ciężarków zakręcił kołem łopatkowym wewnątrz naczynia z wodą i uważnie mierzył zmianę temperatury. Ruch koła ocieplał wodę, a zależność była jasno określona: ogrzanie jednego funta cieczy o jeden stopień wymagało 772 stopofuntów pracy. Joule odkrył, że ciepło nie jest rzeczą – jest postacią ruchu.
8. A.A. Michelson (1852-1931)
Dla żołnierza marynarki, takiego jak Michelson, niewyobrażalne było, by Ziemia mogła dryfować w bezkresie, bez punktów orientacyjnych pozwalających na pomiar. Postanowił więc udowodnić istnienie eteru, stałego składnika wszechświata i substancji, w której pływa nasza planeta, gdy porusza się w przestrzeni. W jego eksperymencie dwa promienie światła biegły w prostopadłych kierunkach. Snop poruszający się pod prąd, z orbitą ziemską, według Michelsona miał być spowolniony przez powiew eteru, podczas gdy drugi promień nie powinien podlegać aż takiemu wpływowi. Porównując ich prędkości za pomocą interferometru, badacz chciał obliczyć ruch Ziemi w stosunku do kosmosu. Coś jednak nie wyszło: szybkość obu promieni była taka sama. Z pomocą Edwarda Morleya Michelson wykonał dużo dokładniejsze pomiary. Wciąż nie natrafił na ślad eteru. W rzeczywistości eksperyment okazał się piękną porażką. Jak udowodnił później Einstein, nie jest możliwe istnienie stałej przestrzeni ani nawet stałego czasu. Kiedy poruszamy się we Wszechświecie, nasze miarki kurczą się i rozszerzają, nasze zegarki biegną szybciej i wolniej – wszystko po to, by zachować jedyny rzeczywisty standard, którym nie jest eter, lecz prędkość światła.
9. Iwan Pawłow (1849-1936)
Wbrew temu, co się powszechnie sądzi, Pawłow w swoich eksperymentach ze śliniącymi się psami prawie w ogóle nie używał dzwonków. Jego zwierzęta były bardziej wybredne. W słynnej "Wieży Ciszy", odizolowanej od zewnętrznych bodźców, rosyjski naukowiec i jego asystenci nauczyli czworonogi rozróżniać przedmioty obracające się zgodnie z ruchami wskazówek zegara i przeciwnie do nich, okręgi i elipsy, a nawet subtelne odcienie szarości. Jednak w swoim najbardziej fascynującym eksperymencie Pawłow wykorzystał muzykę. Najpierw sprawił, że pies ślinił się, gdy słyszał wznoszącą się, ale nie opadającą skalę. A co by się stało, pomyślał uczony, gdyby zwierzę słuchało innych kombinacji tych samych nut? Zagrano melodie – okazało się, że pies przydzielał słyszaną muzykę do jednej z dwóch kategorii w zależności od tego, czy skala w przeważającej mierze była wznosząca, czy opadająca. W ten sposób umysł stracił trochę ze swej zagadkowości. Pawłow pokazał, że uczenie się polega na tworzeniu nowych połączeń wewnątrz żywej maszyny.
10. Robert Millikan (1868-1953)
Zginając promienie katodowe za pomocą pola elektrycznego, uczony z Cambridge, J.J. Thompson udowodnił, że elektryczność jest formą materii, i zmierzył stosunek jej ładunku do masy. Wynikało z tego, że elektryczność składa się z cząstek, ale by przesądzić sprawę, ktoś musiał wyizolować i zmierzyć jedną z nich.W laboratorium Millikana w Chicago do stojaka przymocowano dwie okrągłe mosiężne płyty, z których górna miała w środku wywierconą dziurę, i oświetlono je z boku jasnym światłem. Płyty podłączono do 1000-woltowej baterii. Przy użyciu atomizera od perfum Millikan rozpylił trochę oleju nad aparaturą i patrzył przez teleskop, jak część kropelek, które wyglądały jak małe gwiazdki, opada w miejsce między płytami. Gdy zwiększył napięcie, zaobserwował, że niektóre kropelki były wolno popychane w górę, a pozostałe ściągane w dół. Przechodząc przez atomizer zjonizowały się, nabierając ujemnych lub dodatnich ładunków. Mierząc ich ruchy stoperem, uczony wykazał, że ładunki, podobnie jak monety, mają ustalone nominały. W ten sposób odkrył elektron.
George Johnson jest autorem artykułów z dziedziny nauki dla "New York Timesa". Jego nowa książka, "The Ten Most Beautiful Experiments", ukazała się niedawno w Wielkiej Brytanii.
Źródło: Daily Telegraph
=> i 
Wygląda trochę obskurnie ale niedługo to się zmieni.
chociaż obawiam się ich teraz bardzo. Musze uważać na to co leje do akwa (np.dziś 4 krople kwasu orto-fosforowego ph.6.5; po4 - 0.5)
