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一步探讨的方向应当是研究细菌的代谢,寻找细菌所需要的物质,并找出防
止细菌利用它们的方法①。
青霉素最初是由弗莱明(A。Fleming)爵士在1929 年从笔毫霉制出并命
名的,后经牛津的弗洛里(Florey)等人加以研究,并证明比磺胺类药物更
有效②。
在帝国化学工业的曼彻斯特实验室里,于1945 年发现一种抗疟疾的特效
药名“白乐君”(paludrine)。杀虫药也经人研究,一种能杀昆虫而于人畜
无害,名叫六氯化苯(即六六六)的杀虫药制备成功了。
维生素的最新研究成果要在生物化学栏内作总的叙述,但关于维生素的
结构与合成的叙述,很自然地要放在化学栏里来。维生素A 是生长必需物,
其成分为C20H30O,卡勒(Karrer)提出了一个结构式,说明它的化学反应及
其与它的前身胡萝卜色素的关系。维生素B1,有抗神经炎的功能,为哥伦比
亚大学的威廉斯(WiIliams)所合成。抗坏血病的维生素C,存在于绿色菜
① Reports of Medical ResearchCouncil 1930—40,J。R。AgriC。Soc。 l940。
①
Britain To…day; vol;LXXIX;1942,P。15
②
Britain To…day; vol;LXXIX;1942,P。15
蔬与柑属水果里,其结构式比较简单,表示如图18。这种维生素先经人提取,
后于1933 年为伯明翰的霍沃思(Haworth)合成,现在称为抗坏血酸。
以上讲过,有机化学的基础在于碳原子具有互相结合为复杂结构的能
力。大致类似的能力也为硅所具有,近年来也变得很重要。
1872 年,冯·拜尔(Von Baeyer)发现酚(石炭酸)与甲醛化合成为
一种树脂物。1908 年,贝克兰(Baekeland)发现这种树脂在碱性的催化剂
内加热,变成一种有塑性的物质。这叫做“电木”,在以甲醛为基本材料的
反应中还取得了其他塑料物。它们可以用作漆料、釉料,并可用来制造留声
机唱片、飞机骨架等。
橡胶于1892 年由蒂尔登(Tilden)用异甲基丁二烯合成。1910 年,马
修靳(Matthews)发现金属钠可以促进异甲基丁二烯的聚合化,但现今异甲
基丁二烯已经由碳氢化合物,丁二烯或氯丁二烯取代了。这些合成物常加在
天然产品内。
合成有机化学家对照相术作出了很多的贡献。起初,他们制成了显影剂
(焦性没食子酸等),继后制成一些染料,这些染料使胶卷对光谱可见区与
不可见区的不同的光线都具有感光作用。由于制出对于红外光具有感光作用
的照相乳胶,几哩以外的对象,也可摄得清晰的形象,这用普通底片是办不
到的。照相术对于许多学科,自天文学以至微生物学部很有帮助。
费舍对于单醣的基础研究工作(253 页),为许多人所继续,他提出一
个敞开的链形结构式,不过,人们现在公认的是霍沃思所提出的六成分型坏
形结构式。伊尔文(lrvine)与霍沃思和美国的赫德森(Hudson)使用甲醚
研究象蔗糖那样的双糖①。开始了氨基酸的现代研究的也是费舍。但迄今为止
用合成方法制出的结构最复杂的多肽类合成物,虽然分子量超过1300,还是
离蛋白质很远。蛋白质可以分为两类,其分子量分别为35,00O 与400,000
的简单倍数。现在虽然通过动物纤维的X 射线研究,得到了蛋白质分子结构
的形象,但仍有相当距离,人们还不能合成蛋白质①。
现代的物理与化学仪器,比五十年前的复杂得多了。个人很少能够建立
起一个实验室。业余爱好者虽然在过去对于科学作出了不少的贡献,但他们
的时代似乎过去了。现在大多数文明国家的政府都资助研究工作。英国将补
助费送结各大学和皇家学会去进行基础研究工作,至于工艺的研究则交给科
学与工业研究部、医学研究理事会或农业研究理事会去掌管。
①
Irvine,Chem,Rev。1927; Haworth,B。A。Repor,1935。
①
Vickery and Osborne; Physiol。Rev。 1928;Astbury,Trans;Faraday Soc。
第十一章恒星宇宙
太阳系——恒星——双星——变星——银河系——星的本性——星的演
掩——相对论与宇宙——天体物理学近况——地质学
太阳系
上面说过,刻卜勒关于太阳和行星的观测,已经提供了太阳系的模型,
但是在其中一个行星的距离还没有用地上的单位测定以前,这个模型的比例
尺度是不知道的。里希尔在1672—3 年间进行了这种测定工作(见150 页),
而且在若干方面还具有现代精确性:(1)1728 年,布莱德雷发现了远星的
“米行差”(当地球从一方横过这星光的行径,半年后又从反对方横过时,
观测者两次所看见的星光方向的差异)。当时这一发现被用来证明光以有限
速度进行,但因光速现已有他法测定,光行差反过来可用以测量地球的速度
与其轨道的大小了。(2)当金星经过地球与太阳之间时,由地球上两个站所
测定的时刻,也叮用来以三角学的解法,计算太阳的距离。(3)当小行星(爱
神星)于1900 年经过地球附近时,曾以三角测量法测定其距离。
以上三个方法所求得的太阳系的大小,是一致的:从地球到太阳的距离
是9280 万(后改为9300 万)英里,相当于光以每秒186,000 英里的速度行
8。3 分钟的距离。太阳的直径为865,000 英里,其质量为地球的332,000
倍,其平均密度为每立方厘米1。4 克,而地球的平均密度为5。5 克。
我们关于太阳系的知识,在1930 年由于汤姆保(Tombaugh)在海王星轨
道以外发现了一颗新行星而扩大了。美国亚利桑那州旗杆天文台对天空某些
可能发现行星的区域,作了填密的搜索,方法是将几天时间内所拍的两张照
片加以比较,照片上如果有一个光点改位,就说明那是一颗行星。这颗新行
星围绕太阳运行一周需248 年,其平均距离是36 亿7500 万英里。这颗行星
命名为冥王星。冥王星轨道的直径为73亿5000万英里,可以看做是现今(1946
年)所知的太阳系的范围。
人们时常讨论别的星球是否有生物居住,对于太阳系而言,这问题便成
了别的行星上的情况如何①。这些情况中最重要的一个是行垦外围的大气的性
质。大气的存在依靠“脱离速度”,——即气体分子运动时足以使其脱离行
星引力的羁绊的速度。这速度的数值为V2=2GM/α,式内G 表引力常数,M
表行星的质量,A 表其半径。以每秒英里计,对于地球,V=7。1,对于太阳为
392,另一极端,对于月球为1。5。运动最快的分子是氢分子,在0℃为每秒
1。15 英里。根据秦斯的计算:如果脱离速度为分子的平均速度的4 倍,在5
万年内大气便完全逃逸,如果为5 倍,则逃逸率便小到不足计较。因此月球
上没有大气,大的行星,如木星、土星、天王星与海王星,比较地球有更多
的大气,火星与金星上的大气可以和地球上的相比拟。金星上多二氧化碳;
但显然没有氧气与植物;那里的条件尚不能使生物存在,而火星上呢,生物
存在的机会似已过去,或将近过去。
① F。J。M。Straton;Astronomical Fhysics;London ; 1925。 Sir J;H。Jeaus; Astronomy ard Cosmogony ; Cambridge;
1928。A。S。Eddington; Stars and Aoms;Oxford; 1927;T。C。Chamberlin; The Two Solar Families; Chicagc; 1928。
①
H。Spencer Jones,Life onotherWcrlds, London,1940。
恒星
冥王星轨道以外,是一片洪渺无边的空间。当地球在六个月内由轨道的
一边行至它一边时,凭借缜密地观测可以察知最近的恒垦在较远的恒星所形
成的背景上改位。再过六个月恒星的位置复回到原处;如果把这些星本身的
微小运动略而不计的话。由于我们已经知道地球轨道的直径,只要把恒星本
身的微小运动和光行差估计在内,根据一颗星在六个月内的视差,用三角测
量法,便可推求恒星的距离。
1832 年,韩德逊在好望角对恒星视差进行了观测,接着在1838 年,便
有贝塞耳(Besscl)和斯特鲁维(Struve)进行了精密的测定。用这样的方
法发现,最近的星,一个微弱的小光点,叫做半人马座比邻星,距离我们达
24 万亿(2。4×l013)英里(光须走4。1 年),约为冥�