《疯狂实验史》
搞笑的实验
雷托·U·施奈德（RetoUSchneider，1963-），电气工程硕士，曾入读灵吉尔新闻学校，现任《新苏黎世报》编辑，在该报辟有专栏“实验”，另著有《行星猎人》等。
他的研究与爱有关，但实验本身却没有一点人性的温暖。
大家晓得吗，诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆[1]还获得过一个荣誉——“搞笑诺贝尔奖”[2]。2000年的时候他做了一个实验，通过磁性克服重力让一只青蛙悬浮在半空中，那情形想象一下就够搞笑的。其实搞笑诺贝尔奖不可小视，每年都会有一些真正的诺贝尔奖得主出席这个颁奖大会，可见他们对这个奖多么重视。
这些奖项看上去好像很无聊，不过却往往能催生出真正有意义的实验。比如安德烈·海姆就和他的助手康斯坦丁·诺沃肖洛夫一起用最普通的家用透明胶带，一次又一次把铅笔尖的石墨贴到最薄的层次。这听起来非常简单，但这种恶作剧性质的搞笑实验却最终创造出了很多重要成果[3]。
过去很多人都觉得中国学者太严肃了，意外的是今年的搞笑诺贝尔生物奖颁给了广东昆虫研究所的学者，他们用红外摄像机拍摄蝙蝠夜晚活动时发现它们会利用口交延长交配时间。这听起来确实挺有趣的。
类似的例子在《疯狂实验史》中数不胜数，书中罗列了几百年来历史上曾经进行过的疯狂实验。比如17世纪的时候，有一个叫圣多里奥的意大利医生，三十多年来坚持不懈地想要量出自己体重的变化。后来他用一根绳子，把所有家具包括工作台、椅子和床都连在房顶的天平上，等于是做了一架巨大的秤。
经过长达三十年的研究，他得出了什么结论呢？在《静态医学医疗术》（DeStaticaMedicina）一书中，他披露了这样一个事实：人们所排泄的大小便仅占进食的食品重量的很小一部分。如果一个人一天进食八磅肉和饮料，那么有五磅都在不知不觉的情况下蒸发了，这种看不见的蒸发首先是排汗。
圣多里奥由此成为量化实验医学的鼻祖。接下来这个实验就有点恶心了。1802年，美国宾夕法尼亚大学的一位博士生提交了一份相当可怕的博士论文，他的研究可以告诉大家做科学实验有多么不容易。斯塔宾斯·弗斯从18岁就开始关注黄热病的传染问题。他先是拿小狗做实验，喂它吃一些黄热病人的呕吐物，结果狗没事，拿别的动物实验也一样，这就证明黄热病不是通过接触传染的。
接着他又换了个方法，在狗的背上切开一块皮，把黄热病人的呕吐物贴在狗皮上缝回去，狗还是没事。后来他还拿自己做实验，在自己身上划开伤口再敷上呕吐物，先后在全身20个部位重复这个实验，基本上陷入自虐状态，结果都平安无事。他又把这些呕吐物像眼药水一样滴到自己眼睛里，没事。再把呕吐物放在火上烤，吸那些蒸汽，还是没事，最后他又把这些呕吐物制成硬饼干一样的东西吞下去，居然还是没事。
后来他终于拿血液开刀，喝了大量病人的血液，还把血液敷在自己的伤口上，结果都没事。其实那只是因为幸运，因为黄热病确实是可以通过血液传染的。大概是他实验做得太久，一天到晚接触这些病菌，已经有了免疫力。不过他最终还是没能发现黄热病是怎么传染的。直到一百年后，人们才知道是通过蚊子传染的。虽然那位博士对医学的贡献并不大，但他的经历确实给后人带来了很多快乐。大家都知道巴甫洛夫[4]这位科学家吧，他曾经获得诺贝尔化学奖，不过他广为人知的还是“巴甫洛夫铃铛”[5]。这个实验证明狗会在外在的刺激下作出新反应，为后来的行为主义心理学实验奠定了基础。拿动物做这样的实验确实有些冷酷，《疯狂实验史》中还有一个实验可以与之相提并论，那就是“斯金纳箱”。斯金纳[6]是20世纪30年代哈佛大学的心理学教授，他的实验是在一个箱子里放上杠杆，每次老鼠过去压一压杠杆，就会有食物滑出来。这样过了一段时间，老鼠就找到两者之间的联系，学会通过压杠杆获取食物。这个实验与“巴甫洛夫铃铛”的区别在于，巴甫洛夫是想证明本能反应会被一些新的刺激引发出来，而斯金纳却想说明人的行为是通过学习得来的。
通过这个实验，斯金纳发现动物的行为并不是仅靠先天反应，而是一个学习过程，就像老鼠学会压杠杆一样。他在此基础上建立的理论包含三个元素：第一，是动物持续呈现本能行为；第二，肯定或否定的结果增加或减少都会影响动物重复这种行为的可能性；第三，这个结果也会受环境影响。他在实验过程中设计了很多变化，通过奖励和惩罚，动物学到的花招也越来越多。
斯金纳后来教会了一只鸽子用儿童钢琴弹奏曲子，教会了两只鸽子打一种乒乓球。他的经验是不要期望动物一下就达到总目标，而是把它拆解成十几个小目标，一步一步鼓励它慢慢学。这套理论后来在教育学上有很大影响，现在还有很多人用同样的方式教小孩，通过一步一步的小目标改变他的行为，这就属于行为心理学。
斯金纳后来还设计出一种可怕的装置，把鸽子训练成原始的导弹定位系统。以前的导弹还不够精确，要打中目标物很难，斯金纳训练出一批鸽子，让它们在认出目标物的时候用嘴巴轻轻敲一下导弹，就能够准确打中目标。当然导弹发射的时候，鸽子也完蛋了，这个实验相当残忍。
更凄惨的例子是哈利·哈洛[7]的“母亲机器”，这个实验研究的是小猴子与母亲的关系。他发现如果小猴子从小就与母亲隔离，即使用奶粉喂养得肥肥壮壮，它们还是会习惯缩在角落里，喜欢变态地吸吮自己的手指或抱着毛毯不放。这是一种恋母情结，说明动物也有精神和情感需要。
后来哈洛就做了一些假妈妈，摸起来像真的一样，另一边放一个同样体积的铁丝网，不过里面有个奶瓶。他发现，小猴子也只有饿了才过来吸奶瓶，绝大部分还是喜欢抱着那个假妈妈。后来哈洛又用了一些比较残忍的方法，在这个假妈妈的身体里藏铁钉，或者让它排放压缩冷气吓唬小猴子，反复驱赶它。没想到饱受虐待的小猴子还是会过来贴着这个毛茸茸的假妈妈。
哈洛的另一个实验叫“绝望陷阱”，就是把猴子放在一个漏斗状的笼子里，开始它还不断顺着陡峭的笼壁向上爬，后来发现徒劳无果，就孤独失望地坐在那里，好像得了抑郁症。实验本身也许很有科学价值，但是动物们实在很可怜。据说哈洛本人的家庭也不幸福，他是个出了名的酗酒狂和工作狂。他的研究与爱有关，但实验本身却没有一点人性的温暖。
（主讲梁文道）
《如何帮地球量体重》
庄严的实验
罗伯特·克里斯（RobertP.Crease，1953-），纽约石溪大学哲学系教授，布鲁克海文国家实验室的史学家，《物理学世界》杂志专栏作家，著有《创造物理学》《二度创世：二十世纪物理学的革新先驱》等。
真正在动的并不是那个摆，而是我们所站立的地球。
这本书的副标题是“史上最美的科学实验”。我们常说科学是很美的，但是这种美可能更多是在理论和观念上，比如一个简洁的方程式，也许具有某种代表理想秩序的美感。作者曾经在物理学界内部的一个刊物上开设专栏，让同行们投票选出自己心目中最美的实验是什么，后来经过筛选就编成了这本书。
为什么做实验也可以很美呢？作者试图先从哲学层面回答这个问题。实验是动态的，这就区别于书画和雕像，而更像戏剧表演，人们通过有计划地布置和观察，得出他们感兴趣的结果。做实验又不同于变戏法，不像从帽子里拉出一只兔子那么简单，精心策划的结果是为了让谜团自己开口说话。数学家哈代说过，实验之美就在于它能够显示事物深层次的东西，让它所含的元素开口说话，并改变我们对它的认识。
例如，卡文迪什[8]测量万有引力的“扭秤实验”[9]，这个实验在18世纪很有影响，它的目的是“帮地球量体重”。这听起来是有些不可思议，一般称重都是使用秤，怎么才能把地球挂在秤上呢？卡文迪什这个实验非常精密，他的方法是先测出地球密度，再推算出它的重量。
英国皇家学会曾特别委任一个“万有引力委员会”来测量地球的密度，卡文迪什是其中的一员。万有引力与地球密度有什么关系呢？牛顿发现，物体之间的万有引力和它们的密度是成正比的，如果用不同物质的相对密度去猜测地球的密度，结果会相当精确。但是这个实验相当困难，因为很难排除干扰，比如空气的流动和温度，以及杠杆本身的密度如何计算等等。卡文迪什的实验当然成功了，他精确地把握了实验过程，排除了各种干扰条件，使这个实验成为科学史上的经典。
卡文迪什的扭秤装置让我想起“傅科摆”[10]，这个装置在很多博物馆里都能看到，它通常是从三四层楼高的天花板上垂下来，末端挂一个铅锤或铁球，下面则是一个转动的罗盘，而球就在空旷的室内空间里缓缓地来回摆动。
当大家一起观看这个装置的时候，往往都会觉得那是一种令人震撼的美。即使不知道这个实验是做什么用的，但这个巨大的景观本身就足以让人窒息了。那个圆球摆动的节奏缓慢而悠长，在空旷的博物馆里更显得神圣庄严。
傅科最初注意到这个问题，是为了拍摄恒星照片。因为地球自转的关系，如果曝光时间过长，恒星会拍得比较模糊。后来傅科发明了一种摆动装置，让相机在曝光过程中可以固定指向恒星，跟着它摆动。当然这个装置用的不是细绳，而是类似现在钟表里用的一种金属拨棒。
发现这个原理之后，傅科就设计了这种球摆做展示用。底下的转盘相当于地球，而周围的空间则是宇宙。当我们把球摆吊在转盘上动起来的时候，就会看到，它并没有跟着底下的圆盘转动，摆的振荡面与圆盘无关，因此可以说它是周围空间的一部分，并不附属于圆盘。现在全世界都能看到这种傅科摆，它们被吊在各地的大楼中央来回摆动。根据牛顿定律，这些自由运动物体是朝着相同方向移动的，除非施加作用力，方向不会改变。底下罗盘的旋转完全不会对摆有任何影响，它的方向维持不变。在全世界不同地点，这些摆的幅度和速度会略有不同，我们通过这个变化可以计算出自己所在的纬度。
这个实验让傅科一炮而红，尽管在此之前大家都知道地球是转动的，不过这一点还只是天文观测的推断，而傅科摆能让人们亲眼目睹这个事实。这个实验之所以迷人，是因为它唤起了知觉意义本身的深奥，我们的感官看到了摆在动，但它同时引领我们进入另一个观念世界，这个观念告诉我们，是地球在动。
（主讲梁文道）
《史上最美的十项科学实验》
最美的实验
乔治·约翰逊（GeorgeJohnson，1952-），美国科学作家，《纽约时报》《科学人》等报刊撰稿人，著有《勒维特之星》《奇异之美》《心灵之火》等。
一个实验的设计和执行必须简洁优雅，才能称之为美。
乔治·约翰逊在美国主持了一个“圣塔菲写作工作坊”（SantaFeScienceWritingWorkshop），这个工作坊专门培养一些投身科学写作的作家。作者本人也在美国很多报刊上开设专栏，是一位著名的科学作家。
书中介绍了十种最美的科学实验，这些实验也跨越了不同学科。所谓最美是用什么标准来选择的呢？作者说，他不会选择那种庞大的、像产业一样动辄投入几百人的大型科学实验，而更向往伽利略那种英雄式的个人实验。或者像牛顿，仅凭双手独自挑战未知世界，这显然是一种非常浪漫的科学实验观念。在作者看来，一个实验的设计和执行必须简洁优雅，才能称之为美。分析逻辑就像希腊雕像的线条一般纯粹而必然，尽扫混乱与含糊的瞬间，这才是古典美的含义。
比如威廉·哈维[11]的心脏实验。哈维是17世纪英国著名生物学家、医学家，他这个人并不可爱，性情沉默，据说还总是随身带着匕首，不过并不是为了打斗，而是为了可以随时割开心脏。他割开心脏也不是为了杀人，而是为了做研究。在此之前，历史上恐怕没有一个人曾经剖开过那么多的心脏。哈维说，他甚至打开鸡蛋观察过鸡的胚胎，看到了那个非常微小的心脏的跳动，那种跳动在可见与不可见之间，存在与不存在之间，是生命最初开始搏动的表征。
哈维最有名的成果是推翻了欧洲关于血液的传统认知。此传统认知来自于罗马医生盖伦[12]，他通过解剖发现了人体有动脉和静脉之分，它们的颜色是不一样的。他把动脉中的红色血液叫做维生液，认为它经由心脏和动脉活化肌肉，刺激动作，让我们充满活力。而把静脉里的血液叫做生长液，是促进人体成长的营养精华，由肝脏制造出来然后又输往全身。
今天我们当然都知道了，这是大错特错的，但这个说法一直到17世纪才被哈维推翻。哈维曾在帕多瓦大学[13]学习过，那时候伽利略也在那里执教。当然哈维学的是解剖学，主要做心脏解剖，观察心脏的运动。
根据传统说法，心脏的收缩和扩张并不由它本身来完成，而是靠血液的力量。血液涌进去，它就扩张，血液流走，它就收缩。但是哈维观察到，心脏进行收缩性搏动的时候，就像把拳头捏紧了，变得比较苍白，而舒张开的时候又会变红，这个时候血液又流回来。而且只要把手指放在动脉上，就可以感觉到心脏的搏动，可见它不是被动的，而是主动的，是驱动整个系统的中心。
接着他又研究了心脏的驱动方式，发现左边心脏的作用是把血液打入动脉，带到身体末梢，这个流动是单向的，而静脉中的血液则从身体流回心脏。当时还有一个传统说法，认为两种血液都是经由摄入食物产生。
哈维认为，如果真是那样，我们身体里的血量就会比体重还大。他用一个著名实验证实这个问题，他把一条蛇剖开，在场的观众可以清楚地看到蛇的心脏还在跳动，血液流进流出形成一个循环。当心脏收缩的时候，颜色就变得比较白，舒张的时候则变红。他还教给大家，其实只要捏着自己的手腕就能看到我们的血液是怎么从动脉出去，从静脉回来的，这是人人都能做的简单实验。
（主讲梁文道）
《利维坦与空气泵》
实验的意义
史蒂芬·夏平（StevenShapin，1943-），英国社会学家、科学史家，曾任爱丁堡大学科学研究部讲师、加州大学圣地亚哥分校社会学教授，哈佛大学科学史教授。另著有《真理的社会史：十七世纪英格兰的文明与科学》《科学革命》等。
西蒙·谢弗（SimonSchaffer，1955-），剑桥大学科学史与科学哲学教授，著有《实验之用》《启蒙欧洲的科学》等。曾在英国国家广播公司制作《光之舞》系列纪录片。
