目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
據國外媒體報道，依據美國國家科學基金會統計，2007年美國在科學研究領域共投資3680億美元，其中18%的經費用於基礎性研究，這是科學家們針對一些科學疑問而引發的好奇心或興趣;還有22%是用於應用科學研究，這將有助於解決實際的科學問題。每年科學家在實驗室內或之外進行着許多實驗研究，時常一些科學實驗引起了科學家的關注或者外行人士的興趣，這些科學實驗不是改變我們對自然的基礎性理解或者就是對嚴肅公共健康問題的解決方法。你可以認為像這樣的革命性實驗非常複雜，但是回顧近年科學歷史發展，這些科學實驗之所以取得目前的成就都離不了一些重大科學實驗成就。目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的
世界十大
實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
1、權威性指令的力量
你想到過這樣的實驗嗎?你作為一名自願者參加一項實驗，你卻發現在實驗室裏研究人員想讓你去謀殺一個清白無辜的人。你表示拒絕時，研究人員堅定地説，“這項實驗必須要求你這樣做!”你是否會接受研究要求殺死一個無辜的人呢?
當你處於這一狀態時，幾乎每個人的反應都是拒絕進行謀殺。但是1960年代早期美國耶魯大學斯坦利-米爾格拉姆(Stanley Milgram)進行的這項著名服從性實驗揭示這種樂觀信任是錯誤的。如果按照該實驗要求的方法進行，幾乎我們所有的人都會完全成為殺手。米爾格拉姆告訴實驗自願者這是示範對記憶學習的懲罰性實驗，一個自願者將試圖記憶一系列單詞組，其他自願者大聲讀出這些單詞組，當這些自願者回答錯誤時便給予電擊懲罰。隨着每一個錯誤回答的增加，電擊將逐漸加強。實驗開始時，實驗者便回答錯誤，很快電擊懲罰達到了120伏特。此時自願者開始大聲哭泣：“嗨!實驗結果很傷痛!”當懲罰電擊達到150伏特時，自願者開始大聲尖叫，並要求離開。但令人困惑的是，自願者反而問研究人員他們應當如何做。研究人員始終平靜地回答：“這項實驗要求你繼續下去。”
米爾格拉姆並不對記憶懲罰的結果產生興趣，他真得想知道自願者在按下拒絕電擊按鈕前所能承受的最大壓力有多長時間、有多大，他們是否能夠達到服從實驗人員的要求，完全服從地殺死某個人?
令米爾格拉姆驚奇的是，即使自願者們可以清晰地聽到從隔壁實驗室裏傳出正在接受實驗的自願者的尖叫聲，卻表現出十分鎮靜。實驗結果表明，三分之二自願者在按下拒絕電擊按鈕時已承受了450伏特電壓，此時自願者都進入可怕的沉寂，就像死亡了一樣。這些自願者實驗中大汗淋漓，並且一直顫抖着，有些人還歇斯底里地大笑着，但是他們卻一直堅持着進行實驗。隨着實驗的持續進行，自願者已即不看也不聽單詞詞組，只有100%地服從接受電擊懲罰。
更讓人不安的是，當學習者已經毫無反應時，自願者依然順從地執行“殺人”命令。米爾格蘭後來評論説，“根據實驗中對上千人的觀察，如果在美國設立納粹德國式的死亡集中營，在任何一箇中型城市，都不愁找不到足夠的劊子手。”
許多人都置疑這項實驗的倫理道德規範性，但的確該實驗的結果非常吸引人。米爾格拉姆通過該實驗顯示，通常人們將大量的疼痛施加於不應當受懲罰的受害者身上，主要是由於權威性命令所驅使。
目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
2、犬類研究
你是否知道伊萬-帕維洛維(Ivan Pavlov)嗎?他是一位俄羅斯生理學家和化學家，他主要進行狗分泌唾液實驗，他研究狗分泌唾液究竟是心理特點還是行為特徵?這項研究使他對動物的消化能力和血液循環產生很大的興趣。但事實上，當他發現這只是狗的一種典型特徵時，便更多地關注犬類消化能力。尤其他試圖理解分泌唾液和胃部之間的交互反應，帕維洛維已發現犬類的胃部是如何在第一時間不分泌唾液的情況下開始消化反應。換句話講，這是犬類神經系統連接胃部和分泌唾液的一種條件反射。下一步帕維洛維懷疑是否額外的刺激可以影響類似的消化反應。在沒有額外刺激的情況下，狗僅當看到和吃食物時才會分泌唾液，但是過了一會兒，當狗受到光線或聲音刺激時，它們又開始分泌唾液，甚至此時食物就不存在。帕維洛維還發現當額外刺激經常地證實是“錯誤”的，這種類型的條件反射將消失。比如：如果嗡嗡地聲音重複出現，並且沒有食物出現時，狗將最終在聲音刺激下停止分泌唾液。
帕維洛維於1903年發表了這項發現，一年之後，他因對條件反射的傑出貢獻贏得了諾貝爾醫學獎。
目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
3、揭示放射線
1897年，瑪麗-居里(Marie Curie)在放射線研究領域取得了重要成果，她和丈夫皮埃爾生育的第一個孩子剛出生幾周之後，她便展開博士論文主題研究。最終，她決定選擇鈾放射線，在此之前亨瑞-貝克勒爾(Henri Becquerel)對鈾放射線進行了研究描述。貝克勒爾意外地發現了鈾放射線，當時他在一個暗室裏遺留了鈾鹽，當他返回再次發現時，並將鈾鹽暴露在感光片下，這時他發現了鈾放射線。居里夫人選擇了這種神秘的鈾放射線研究，為了確定是否其他物質是否釋放類似的放射線。
在此之前，居里夫人知道釷像鈾釋放出相同的放射線，她開始對這些獨特的元素標識為“放射性物質”，並很快地發現不同鈾和釷化合物釋放放射線的強度並不依賴於該化合物成份，而是基於鈾和釷的數量多少。最終，居里夫人證實放射線是放射性元素原子的特性。這是一項具有革新性的重大實驗發現，但是居里並未意識到這一點。
她還發現瀝青油礦比鈾生產出更多的放射線，進而引導她預測在礦物中自然存在着一種未知元素。居里的丈夫皮埃爾參與了她的實驗，他們系統地減小大量瀝青油礦，直至瀝青油礦與新元素相隔離。他們以居里夫人的故鄉波蘭而命名“釙(polonium)”。不久之後，他們又發現另一種放射線元素，並將它命名為“鐳”。據悉，居里夫人在放射性元素髮現領域共獲得了兩項諾貝爾獎。
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4、製造電
19世紀初，電仍是一個難解之謎，引起科學家致力探索其中的奧秘，他們同時也進行了一系列迷人的實驗，比如：托馬斯-楊(Thomas Young)的“雙分裂實驗”，他的實驗告訴人們電現象只是一種波，並不是粒子。但是我們仍不知道它們是以多快的速度進行傳播。
1878年，物理教師邁克遜設計了一項科學實驗，能夠計算出光速，並證實它是一種有限，可度量的數量。他的實驗是這樣進行的：首先，他在學校附近的海堤間隔地放置兩個鏡子，對它們進行特殊排列，以使光投射在一面鏡子上，然後從該鏡子上折射，接下來再將光投射在另一面鏡子上。他測量了兩面鏡子之間的距離，發現其間的距離為1986.23英尺(605.4029米)。
接下來，邁克遜使用一個蒸汽動力風箱旋轉其中一面鏡子，以每秒旋轉256次，而另一面鏡子則保持靜止。使用一個透鏡，他將一束光聚焦於第二面鏡子上，當光投射在第二面鏡了上，它向後反射至第一面旋轉的鏡子，邁克遜放置了一個觀測屏幕，由於第二個鏡子處於移動狀態，反射的光束被輕微地偏移。
當邁克遜測試偏移距離時，其距離為5.236英寸(133毫米)。使用這個數據，邁克遜計算出光速每秒可傳播186380英里(299949.53公里/秒)。目前，當今科學界認可的光速為186282.397英里/秒，邁克遜測量是非常驚人地精確。非常重要的是，科學家獲得了更精確的光圖片，從而證實了量子力學和相對論。
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5、原生湯
如果地球時間倒流足夠久遠的話，科學家將最終可以解釋尤其是蛋白質和核酸等化學生命是如何倖存於地球早期生存環境的。1929年，生物學家約翰-霍爾丹(John Haldane)和阿列克桑德-奧帕瑞(Aleksander Oparin)猜測早期地球的大氣層缺少氧氣，在這種苛刻的環境下，如果單分子在紫外線輻射或閃電等強能量刺激下，它們將形成有機化合物。霍爾丹強調稱，海洋曾擁有形成有機化合物的“原生湯”。
1953年，美國化學家哈羅德-尤里(Harold C. Urey)和斯坦利-米勒(Stanley Miller)對霍爾丹和奧帕瑞的猜測理論進行了實驗測試。他們小心翼翼地建立了一個受控型密封系統，從而再現了地球早期大氣層環境。當時的海洋模擬成盛有温暖水的燒瓶，水蒸汽從水中釋放出來，受控於另一個實驗燒瓶，尤里和米勒對該實驗引入了氫氣、甲烷和氨氣，模擬無氧大氣層狀況。然後，他們釋放電火花，表現為閃電，進入這種混合氣體構成的無氧大氣層。最終，冷凝器對這些氣體進行冷卻成為液體，收集進行分析。
一個星期之後，尤里和米勒得出了驚人實驗結果——在冷卻的液體中大量地存在着有機化合物，米勒發現了幾種氨基酸，其中包括：氨基乙酸、丙胺酸和穀氨酸。氨基酸是構築蛋白質的基礎，而蛋白質是細胞結構和細胞生化酶進行重要化學反應的關鍵性構成部分。尤里和米勒得出結論稱，有機分子形式能夠來自於無氧大氣層，同時最簡單的生命體也可能孕育在這種早期環境中。
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6、X射線的系列實驗
羅莎琳德-富蘭克林(Rosalind Franklin)在X射線衍射實驗中取得了很大的成就，但是在其早期研究中，他的實驗研究工作得到了桃樂茜-克勞福特-霍奇金(Dorothy Crowfoot Hodgkin)很大的幫助，霍奇金是諾貝爾化學獎唯一三位女性獲獎者之一。霍奇金被認為是世界上最著名的X射線衍射技術先驅，因此並不驚奇她最終揭示最複雜的一種重要化學藥品——青黴素(penicillin)的結構。1928年，科學家亞歷山大-弗萊明(Alexander Fleming)發現了青黴素這種能夠殺死細菌的物質。但是科學家們努力淨化該化學物質，以研製一種有效可行的治療方法。通過繪製青黴素原子的3D排列地圖，霍奇金研製出建立和形成青黴素半合成衍射形式的新途徑，為醫生們如何治療病毒感染帶來了新的希望。
霍奇金最有名的研究領域是X射線晶體衍射成像，化學家首次對他們所想進行分析的物質進行結晶，這是一項很大的挑戰。經過兩個不同公司給霍奇金髮送的青黴素晶體，之後她將X射線波穿過了青黴素晶體，並使放射線打擊在一個感光片上。當X射線與青黴素晶體樣本中的光子發生交互作用，它們出現輕微地衍射。這項結果是在感光片上截然不同的模型結果，霍奇金探測到青黴素分子中有多少原子處於排列狀態。
幾年之後，霍奇金使用同樣的技術方法揭示了維生素B12結構，她於1964年贏得了諾貝爾化學獎。
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7、原子核的發現
1908年，物理學家歐內斯特-盧瑟福(Ernest Rutherford)獲得了諾貝爾獎，他在放射性研究中成功完成了一系列實驗，從而揭示了原子核的結構。他基於之前的研究顯示放射線是由於阿爾法和貝塔射線構成，盧瑟福和漢斯-蓋革(Hans Geiger)證實阿爾法射線是一串正電粒子流，當他將阿爾法射線打擊在屏幕上，便形成了一個鮮明、新奇的圖像。但是如果他在阿爾法射線源和屏幕之間放置一個薄雲母片，所獲得的圖像將變成向四周散射。很明顯，雲母片對一些阿爾法射線粒子形成散射。
1909年，盧瑟福的助手蓋革和馬斯頓進行了著名的“阿爾法粒子散射實驗”。他們用阿爾法粒子去轟擊很薄的金箔做的靶子，並通過熒光屏記數來觀測穿過金箔的阿爾法粒子被金原子散射的情況。實驗表明，絕大多數阿爾法粒子筆直地穿過金箔，有少數阿爾法粒子發生了偏折，只有極少數阿爾法粒子發生了大角度的偏折，甚至被反彈回來，如果根據物理學家約瑟夫-約翰-湯姆生的模型來計算，根本不可能出現向後反彈的阿爾法粒子。事後盧瑟福回憶道：“在我的一生中，那是一件最難以置信的事。這就像你發射了一顆38釐米口徑的炮彈射向一張薄薄的衞生紙時，卻被那張紙彈回來而打在你身上一樣不可置信。”但是，實驗事實是毋容置疑的。始終把實驗看得高於一切的盧瑟福認為，湯姆生的模型與實驗事實不相符。於是，在1911年, 他提出了“小太陽系”的原子模型——原子的中心有一個核心，叫做原子核。電子圍繞原子核在不停地旋轉，原子質量的絕大部分以及原子內的全部正電荷都集中在原子核上。盧瑟福根據“阿爾法粒子散射實驗”發現了原子核，這件事具有重大科學意義。他因為開創了原子核物理學這一新領域，被人們尊稱為原子核物理學之父。
目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
8、首個接種疫苗
直到20世紀末初，全球才將天花連根清除，在此之前天花仍是一種非常嚴重棘手的健康問題。在18世紀，天花導致瑞士和法國每十個剛出生的嬰兒中就有一個夭折。然而，醫生們對此束手無策，通常他們會注射液體，或從天花痛處抽吸膿汁，從而適度減緩天花病情發展。但是遺憾的是，許多人在危險的自接種嘗試中死亡，之前的一些治療方法均不奏效。
愛德華-詹納(Edward Jenner)是英國一位內科醫師，詹納在以往的學習中已經知道，12世紀中國人已發明了人痘法。有些醫生試圖用皮膚劃痕的方法，接種天花人身上的潰瘍，以便使人們對天花產生免疫力。這種稱為”天花接種”的接種方法是非常危險的。有時方法也能起作用，但多數情況下導致病人患天花，許多人因此而死去。他本人在八歲的時候就接種過天花人痘，決心尋找更有效更安全的辦法。詹納開始思索，或許得過牛痘的人，就有了對人類天花的免疫力了。他對這個問題進行了仔細的調查研究，1796年他決定直接對它加以檢驗。為了證明這個推測，必須進行人工接種牛痘的科學實驗。同年1796 年5月14日，伯克利一農户家中忽然流行牛痘，擠奶女工尼爾美斯也感染了牛痘，於是詹納果斷地決定給 8 歲男孩菲魯斯進行人工接種牛痘實驗。他用酒精棉球擦了擦菲魯斯的左臂皮膚，然後用小手術刀在上面輕輕地劃一個刀痕，再從姑娘尼爾美斯手上的膿瘡中取出一點痘漿，把它接種在菲魯斯胳膊劃破的地方。手術並不複雜，但這畢竟是在人身體上試驗，詹納心裏感到有些忐忑不安。觀察了三天，菲魯斯只覺得有些不舒服，沒有食慾，提不起精神。可是三天後，菲魯斯又活蹦亂跳了。
雖然首次接種牛痘成功了，但詹納仍不放心，過了兩個月，他又從天花病人的膿皰中取來了痘漿給菲魯斯進行第二次接種，結果什麼反應也沒有。48 天后，詹納再次做了一個大膽的實驗，將從天花患者膿皰提取的液體 ( 天花病毒 ) ，再一次滴在了菲裏普斯被手術刀劃破的手臂上，讓人興奮的是，菲裏普斯並沒感染上天花他的免疫系統抵抗住了天花病毒的侵害。三次實驗成功地證明：凡種過牛痘的人，終身具有抵抗天花的能力。
詹納受到了鼓舞，開始積極推廣牛痘疫苗。在1798年發表自己的發現之前，他又給另外23個人接種牛痘。但推廣的路並不順利，他撰寫的《接種牛痘的原因和效果的調查》遭到英國皇家學會中保守勢力的反對與抵制，不支持出版。詹納並沒有灰心喪氣，1798 年，他毅然在倫敦自費出版了此書，又受到來自於教會和新聞界的攻擊。這本書成了這一接種方法被迅速採用的主要原因。隨後詹納又發表了另外五篇討論接種的文章。他為人們接受接種而長年旰衣宵食，四處宣傳。最初，接種並不被出身於學府的醫生們所重視，但是天花畢竟在導致着成千上萬的人死亡。不久，接種法迅速在英國傳開，並在不列顛陸軍和海軍中強制實行。3年之後，英國有10萬人進行了接種。
事實勝於雄辯，自從詹納發明了牛痘接種法後，僅在英國每年就挽救了 4500 多人的生命，並遏制了天花的流行與蔓延。英國政府也終於承認詹納的發現有重要價值，在倫敦建立一個新的研究機構——皇家詹納學會，由詹納擔任主席。在這裏，他將全部精力投入研究工作。英國議會於 1802 年、1806 年先後兩次授予詹納獎金 3 萬英鎊，並選詹納為英國牛痘接種研究所第一任終身所長。詹納於1823 年初在他的家鄉伯克利逝世，終年73歲。英國、法國、意大利等許多國家建立了詹納紀念碑與銅像。牛痘接種法的發明及推廣實施，拯救了成千上萬人的生命，開闢了人工免疫的新時代和根除傳染病的正確途徑，是醫學史上的重大事件。1967 年，世界衞生組織開展了以牛痘接種為武器的根除天花的全球行動，經過十餘年的努力，終於使來自“非洲之角” 索馬里的牧民阿里-毛-馬林在1977年10月被治癒，成為最後一例自然發病者。
目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
9、破譯DNA結構
詹姆斯-沃森(James Watson)和佛朗克斯-克里克(Francis Crick)因解開DNA之謎而聞名於科學領域，但是他們的科研發現很明顯地依賴於其他的幾項科學實驗，比如：阿爾弗雷德-赫爾希(Alfred Hershey)和馬太-蔡斯(Martha Chase)等人的科學實驗研究。蔡斯在1952年進行了一項至今仍聞名遐邇的科學實驗——鑑別出DNA是一種具有遺傳性的分子。赫爾希和蔡斯對一種叫作噬菌體(bacteriophage)的病毒類型進行了研究，像這種病毒是由圍繞一個DNA鏈的蛋白質外層構成，感染一個細菌細胞，使這個細胞更具有病毒性，然後殺死細胞釋放出新生的病毒。這兩位科學家知道以上信息，但卻不知道這種噬菌體中的成份——蛋白質或DNA起到主要作用，直到他們進行了一項混合式實驗，將它們放入DNA的核酸中，才意識到DNA的真實性質。
經過赫爾希和蔡斯的實驗之後，像羅莎琳德-富蘭克林(Rosalind Franklin)等科學家聚焦於DNA研究，並很快地破譯出了DNA的分子結構。富蘭克林使用一種叫做X射線衍射的技術研究DNA，他們使用X射線照射純淨DNA光纖線狀排列，當X射線與DNA分子發生交互反應時，X射線將出現衍射、彎曲，偏離其原始路線。當在實驗中使用威光片時，來自於一個具有獨特DNA分子模型的衍射X射線將用於分析，富蘭克林的著名DNA圖片顯示出如同沃森和克里克相同的X射線模型，DNA是螺旋狀分子結構。
目前，美國雜誌列舉了改變人類世界的世界十大實驗，這一評選結果是基於生物、化學、物理和心理學等科學領域的分析，其時代跨越了200多年。
10、達爾文和蘭花實驗
許多人都知道達爾文乘坐“貝格爾號”完成著名的南美洲之旅，他在加拉帕戈斯島進行了最重要的科學研究觀測，在該島嶼上生活着20多種單亞種蘭花完全適宜於其奇特的生存環境。但是當達爾文返回到英國，卻很少人知道達爾文的這項研究。當達爾文種植和研究加拉帕戈斯島上獨特生長的蘭花品種時，他意識到複雜的蘭花外型適宜於花朵吸引昆蟲，然後攜帶花粉至附近的花朵。每種昆蟲具有完美的外型，便於對單亞種蘭花傳授花粉，這非常類似於加拉帕戈斯島上一種雀鳥長着長長的鳥喙，適合於將鳥喙插入蘭花之中。比如伯利恆蘭花(Bethlehem orchid)，它將花蜜存儲在花蕊底部，長達12英寸深。達爾文看到這種蘭花後便預言一定會有與此“匹配”的動物存在，果然1903年，科學家發現“鷹蛾”，它長着長長的喙，非常適合於插入伯利恆蘭花花蕊底部吸食花蜜。
達爾文使用這些關於蘭花和昆蟲傳粉者數據資料，進一步加強了物競天擇的理論。他指出交叉性傳粉要比自傳粉更適合於蘭花生存，同系繁殖的形式將降低遺傳差異性，最終將直接影響該物種的生存。因此，基於以上的研究理論他於3年後首次提出關於物競天擇理論的著作《物種起源》。達爾文這位偉大的科學家僅用一些花卉實驗便奠定了物種進化理論的框架。