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人类赖以生存的五大科学发明

当我们在忙碌的工作生活之余稍加思索就会发现,人类是一个非常惊人的物种。不但想方设法生存繁衍了数百万年,而且地球人口还达到了不可思议的70亿,遍布这个星球的各个角落。与其他动物王国的动物们相比,人类虽然非常脆弱,但却做的很好。我们虽然并不强壮,也缺乏坚韧皮肤或皮毛的保护,但幸好还有正常的饮食供应,否则不一定能顺利的发展到如此强大,仅各种传染性疾病就能令我们不堪一击。因此,是什么促使人类茁壮成长呢?——大多数情况下,我们并没有每时每刻考虑并担心明天的生存问题呀?人类的可取之处,也许在于高度发达的大脑,以及面临生命威胁时迸发出奇思妙想解决方案的能力。人类依赖于这些伟大发明而繁衍不息,一旦没有了这其中的某些发明,人类可能很难生存。

我们无从考证在79万年前,非洲旧石器时代阿舍利早期文化中,火应用的实验者的身份,到底是谁发现、控制,并使用了火。但是他们所掌握的快速氧化反应技能,是使人类得以生存繁衍下去最重要的一项发明,一位名叫尼拉?阿尔彼森·阿菲尔的以色列考古队员表示,这是人类有能力制造并支配火的最早证据。

火的发明让早期人类拥有了恐怖的震慑武器——燃烧的火把,以保护自己和弱小的后代免受食肉动物侵袭。同时火也给人类带来了温暖,在温度骤降时能够借此御寒。另外,火还能把生肉、蔬菜烤熟,为人类提供了更丰富的饮食,避免了营养不良。也许在所有的发明中,火是令人类能够在地球繁衍生息的最重大发明。

火的另一个用途是使食物变得香甜可口。通过烘烤、煎炸、蒸煮等方法,难以下咽的食物在远古大厨们的手中脱胎换骨,吃东西已经不仅是果腹,更是愉快的享受。就像2008年阿尔彼森·阿菲尔接受《科学日报》采访时说的那样:“火这个强大的工具的发明,让远古人类更自信,使他们脱离早期恶劣的生活环境,并最终在新的陌生环境中定居繁衍。”

火给猿人带来的其他好处也极为重要。由于猿人多居住在洞穴中,火可以驱散洞穴中的潮湿,因而减少了疾病,降低了死亡率。用火照明给黑暗的洞穴内带来了光明,也给晚间的烤肉、分配食物、准备第二天的活动等带来了方便。守护火种是猿人生死攸关的大事。

今天,随着社会的进步,我们已经不用围在篝火旁啃食大块烧烤的兽肉,但使用能够生火的燃料的能力仍然是确保人类继续生存的关键。没有火,将难以烹调美食,更难以在寒冷地带生活。而且还不得不花费大量时间通过双手砸开和打磨石头,使之成为日常生活用具。毕竟,在30万-40万年前,是火使穴居人发展冶金术成为可能。

农作物

如果我们没有农场种植粮食,将不得不花费大量时间采集山间野菜和围猎动物以维持生计,过着像12000年前原始人那样的采集和狩猎生活。狩猎和采集并不见得是一件十足的坏事,例如,这两种方式都非常灵活,可以使人类合理利用周围的可用资源,而且不会像现代文明社会那样肆意破坏生态系统。但是,这种生活方式限制了人类的活动范围,只能在相对狭窄的社交群体内活动。在现代明文社会中——从军事到工业再到购物商场的繁荣——狩猎采集的生活方式显然不切实际。这也是为什么对人类的生存来说农业发展如此重要的原因。

农业的进步确保我们衣食无忧

农业发展实际上不是一项科学发明就能推动的,而是一系列科学和科技成果共同作用的结果,例如早在几千年前就发明并应用的灌溉技术、轮作法和肥料。然而这一切都始于人类从采集的野生植物中找出可食用的植物种子,并种植、照料它们,最终收获。通过分析现代食品的DNA,那些“基础农作物”的由来——像小麦、大麦、鹰嘴豆、扁豆、亚麻等等——可能要追溯到9000年-10000年前的亚洲西南部地区。

水净化

许多到发展中国家旅游的人都有这样的亲身体会:被病原体污染的饮用水会导致胃痛、腹泻等一系列疾病,不得不急忙赶往当地的医疗诊所。但是患上与水污染有关的疾病可不仅仅会毁了美好的假期。根据2005年世界卫生组织的一项报告显示,在世界范围内与水污染有关的疾病是导致死亡的主要罪魁祸首,每年都有340万人因此而丧生,这一数字远远高于战争、恐怖袭击、大规模杀伤性武器所夺走生命的总和。特别是生活在贫困地区的小孩,由于长期营养不良和其他压力导致免疫系统虚弱,随时面临生命危险,每天有大约4000条生命丧生于肮脏的饮用水。

在过去,这种情况更糟糕。几个世纪以来,即使在发达国家,通过水传播的霍乱总会离奇的周期性爆发,夺走成千上万条生命。直到1854年,英国科学家约翰·斯诺发现这种疾病是由被污染水源中的肮脏微生物所致。于是他想到一个好主意,即把氯稀释在水中以杀死微生物,这种疾病的患病率因此骤降。从那以后,更多的化学和过滤技术应用到饮用水净化中,从而保证了我们饮用水的卫生安全。

抗生素

在人类历史上,几乎所有人都会面临因感染细菌性传染病而死亡的风险,这些疾病有时会蔓延至几大洲。例如腺鼠疫,又叫“黑死病”,仅在十四世纪就夺走了大概2亿人的生命。

十九世纪20年代末,伦敦一位名叫亚历山大·弗莱明博士的内科医生,尝试研制一种抗菌剂时发现,培养皿中被污染的细菌抑制了他正在观察研究中的病原体的生长。亚历山大于1929年发表了关于这一发现的科学文章,他的一个学生塞西尔·潘恩最终成为第一个证明青霉素作用的临床医生,青霉素也来自于一种霉菌,能有效预防人类感染细菌类疾病。从此以后,青霉素和其他抗生素的使用大大降低了大规模传染病的死亡率。例如,在瑞典,一种婴儿生殖道感染的疾病导致的死亡率从1911年的千分之一降到1970年的十万分之一。

食品保鲜技术

我们厨房里的水果或蔬菜罐头等食品,虽然看似毫不起眼的文明进步,但民防官员却建议大家保持这种保鲜食品的习惯。为什么呢?因为无需冷藏设备也有保存食品的能力,可以确保人们在遭遇自然或人为灾害时继续生存,一旦灾害中断我们的电力供应,将难以获得新鲜的食品供应。

罐头的起源要追溯到十八世纪末期,与当时的军事需求密切相关。拿破仑的军队由于饥饿、坏血病和营养不良而伤亡惨重,远远高于与敌军战斗导致的伤亡人数。于是法国政府悬赏12000法郎,征求一种在野外也能长期贮存士兵口粮的方法。一个名叫尼古拉·阿佩尔的法国人,他曾经是糖果制造商、厨师以及啤酒酿造者,结合各种烹调食物的方法,想出一个主意:将食品装到瓶子里,并用软木塞密封,然后浸泡到沸水中煮,以将瓶子里的空气挤压出去。他认为空气会使食物变质(半个世纪后路易斯·巴斯德发现,这种做法实际是通过热能将导致食物变质和疾病的微生物杀死)。

此后,当法国士兵被派往海外作战时,按照阿佩尔的方法将家禽肉、蔬菜、肉汗和其他食物进行处理,据说这些食品4个月后还能食用。1810年,英国发明家彼特·杜兰德获得了一项改进食品贮藏容器的专利,即用合金焊料盖子取代了软木塞。两年后,杜兰德的两个同胞布赖恩·唐金和约翰·浩二开了一个工厂,将食品放到金属罐里贮藏,一举取代了原来的瓶子。