科学365天 · 九月
SCIENCE 365 · 历史上的每一天
— ❦ —
9月1日
1859年1859年9月1日，太阳发生一次极强的白光耀斑。英国天文学家Richard Carrington和Richard Hodgson分别独立观察到了这一现象。NASA资料显示，随后发生了异常强烈的日冕物质抛射（CME），高速等离子体大约只用17小时40分钟便抵达地球，引发历史上有记录以来最著名的地磁暴之一。世界许多地方出现异常明亮的极光，一些地区甚至在远离极区的纬度也能看到。更重要的是，当时的电报系统受到严重干扰，一些线路出现火花，甚至在断开外部电源后仍可借助地磁感应产生的电流继续工作。今天所谓的“卡林顿事件（Carrington Event）”，实际上包括9月1日的太阳耀斑和随后抵达地球的强烈地磁暴。它至今仍是研究“如果超级太阳风暴再次发生，电网、卫星、GPS和通信系统会怎样”的经典历史参照。
1877年英国物理学家、化学家Francis William Aston于1877年9月1日出生。诺贝尔奖官网确认了这一日期。阿斯顿最重要的贡献，是发展了早期的质谱仪（mass spectrograph）。利用电场和磁场使不同质量的离子发生不同程度的偏转，他得以精确研究元素的不同同位素。他的工作证明，许多过去被认为由一种原子组成的元素，实际上存在质量不同的同位素；他还提出了著名的“整数规则（whole-number rule）”。1922年，他因“利用质谱仪发现大量非放射性元素的同位素，并提出整数规则”获得诺贝尔化学奖。阿斯顿的研究后来深刻影响核物理、核化学、地质年代测定以及今天临床和实验室中的质谱分析技术。
1889年德国儿科医生Gertrud Hurler于1889年9月1日出生。1919年，她详细报告了两名具有角膜混浊、骨骼异常、发育异常以及多系统受累表现的儿童。这种疾病后来以她的名字被称为Hurler syndrome（赫尔勒综合征）。今天我们知道，它属于黏多糖贮积症Ⅰ型（MPS I），病因是α-L-iduronidase缺乏，导致糖胺聚糖在细胞内异常积聚。
1906年美国生物化学家Karl August Folkers于1906年9月1日出生。福尔克斯长期从事具有生物活性的天然化合物研究，在维生素B₆、泛酸、生物素、维生素B₁₂、甲羟戊酸和辅酶Q等研究中均作出重要贡献。美国国家科学院传记尤其强调了他在维生素B₁₂分离及其化学性质研究中的关键作用。此前Minot和Murphy已经发现食用肝脏能够使恶性贫血患者缓解，但真正的有效成分长期不清楚。1948年前后，研究团队终于从肝脏中分离出结晶的抗恶性贫血因子——维生素B₁₂。因此，福尔克斯代表了一个非常典型的医学发展过程：临床发现肝脏有效 → 寻找有效成分 → 分离维生素B₁₂ → 最终理解恶性贫血的生物学基础。
1925年美国物理学家Roy J. Glauber于1925年9月1日出生于纽约。格劳伯建立了描述光的量子相干性质的重要理论框架，解释经典光、热光和激光等不同光场在量子层面的统计性质，成为量子光学的重要奠基者之一。他因此获得2005年诺贝尔物理学奖的一半。他的理论后来成为研究单光子、量子相干、量子信息和量子通信的重要基础。格劳伯还有一段特殊经历：18岁时，他曾参与曼哈顿计划，是当时洛斯阿拉莫斯最年轻的一批科学家之一。
1979年1979年9月1日，NASA的先驱者11号（Pioneer 11）从土星云顶上方约21,000公里处飞过，成为人类第一艘近距离探测土星的航天器。它首次近距离拍摄土星及其环系统，并获取土星磁场、辐射带、大气、卫星和行星环的数据。NASA资料显示，这次任务还发现了此前未知的土星环，并获得新卫星的证据。这次飞越还有一个容易被忽视的重要任务：为后来的旅行者号探路。NASA需要知道航天器沿特定轨道穿越土星环平面是否安全。先驱者11号成功通过，为后来旅行者2号继续利用土星引力飞往天王星和海王星提供了重要依据。
1988年美国实验物理学家Luis Walter Alvarez于1988年9月1日逝世。阿尔瓦雷斯是一位研究范围异常广泛的实验物理学家。他在粒子物理、雷达、航空、核物理等多个领域都有重要贡献，并因利用氢气泡室研究大量短寿命共振态粒子获得1968年诺贝尔物理学奖。他晚年还有一项影响巨大的跨学科研究。1980年，他与地质学家Walter Alvarez等人发现，白垩纪—古近纪界线沉积层中存在异常高浓度的铱，提出大约6600万年前一次巨大小行星撞击可能导致全球环境剧变，并与恐龙等大量物种灭绝有关。这一“小行星撞击导致大灭绝”的观点最初极具争议，后来随着墨西哥希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub crater）等证据出现，成为解释白垩纪末大灭绝的核理论之一。
1648年法国数学家马兰·梅森（Marin Mersenne）逝世。梅森素数（形如2^p-1的素数）以他命名，至今是全球分布式计算项目GIMPS寻找最大素数的目标。
1804年德国天文学家卡尔·哈丁发现了小行星带中的第三颗小行星——婚神星（3 Juno）。
9月2日
1853年德国化学家威廉·奥斯特瓦尔德（Wilhelm Ostwald）于1853年9月2日出生于里加。他是物理化学形成独立学科过程中的核心人物之一，系统研究化学反应速率、化学平衡、酸碱反应以及催化作用，推动用热力学和动力学的定量方法解释化学现象。1880年代，他进行了大量化学反应速率研究；1890年代进一步阐明催化剂能够改变反应速率，但本身不成为最终反应产物的一部分。1909年，他因催化作用以及化学平衡和反应速率基本规律方面的研究获得诺贝尔化学奖。
1859年1859年9月1日，Richard Carrington和Richard Hodgson观察到太阳白光耀斑；随后太阳活动产生的扰动迅速抵达地球。研究历史磁力计和电报资料发现，9月2日04:40 UTC左右出现突然的地磁扰动，随后发生极强地磁暴。欧洲和北美的电报系统受到严重干扰。最著名的记录之一是，一些电报员发现即使断开电池，也能依靠地磁暴在线路中感应出的电流继续发送信息。
1877年英国放射化学家弗雷德里克·索迪（Frederick Soddy）于1877年9月2日出生于英格兰Eastbourne。他早年在加拿大麦吉尔大学与欧内斯特·卢瑟福合作研究放射性，认识到放射性衰变并不仅仅是物质释放某种射线，而是涉及一种元素转变成另一种元素——原子的嬗变，这在当时是极具革命性的观念。1913年，他提出某些原子虽然化学性质几乎完全相同，却具有不同的原子质量，并为这种现象创造了沿用至今的名称：isotope——同位素。1921年，他因对放射性物质化学以及同位素起源和性质的研究获得诺贝尔化学奖。
1948年美国教师克里斯塔·麦考利夫（Christa McAuliffe）于1948年9月2日出生。她并不是职业科学家，但在航天史和科学教育史上具有特殊地位。她从约1.1万名申请者中被选中参加NASA的“太空教师计划”，原计划在太空中进行教学活动，让普通学生通过电视直接参与航天科学教育。1986年1月28日，她与另外6名机组成员搭乘挑战者号航天飞机执行STS-51-L任务。升空73秒后，航天飞机解体，7名机组成员全部遇难。
1969年1969年8月30日，第一台接口消息处理机（Interface Message Processor，IMP）被运抵UCLA伦纳德·克莱因洛克（Leonard Kleinrock）的实验室。经过安装和调试，9月2日，UCLA的SDS Sigma-7大型计算机与IMP成功连接并开始传输数据。克莱因洛克后来把这一天称为婴儿互联网“第一次呼吸”的日子。这台IMP本质上承担了早期分组交换网络节点的功能，可以粗略理解为现代网络路由设备的远祖。
2001年南非心脏外科医生克里斯蒂安·巴纳德（Christiaan Barnard）于2001年9月2日逝世。1967年12月3日，他领导团队在南非开普敦格罗特·舒尔医院（Groote Schuur Hospital）实施了世界上第一例人类供者到人类受者的心脏移植手术。受者Louis Washkansky术后恢复意识，但18天后因肺炎去世。尽管第一位患者生存时间不长，这次手术仍证明了人类心脏移植在技术上可以实现。首例心脏移植的历史意义不仅在外科技术，也推动了医学界重新思考脑死亡判定、器官捐献、移植伦理和免疫排斥等问题。
9月3日
1803年约翰·道尔顿开始用代表不同元素的圆圈符号来表示原子——这是他原子论的重要一步。虽然他的原始符号很快被贝采利乌斯的字母符号取代，但用符号表达化学概念的思路持久不衰。
1869年斯洛文尼亚化学家弗里茨·普雷格尔（Fritz Pregl）出生。他发展了有机微量分析技术——只需几毫克的物质就可以进行化学分析。1923年获诺贝尔化学奖。
9月4日
1784年法国天文学家塞萨尔-弗朗索瓦·卡西尼（César-François Cassini de Thury）逝世。作为卡西尼家族第三代天文学家，他完成了法国全境的首幅精确地图。
1906年德裔美国生物学家马克斯·德尔布吕克（Max Delbrück）出生。他与卢里亚共同建立了噬菌体遗传学，将物理学思维引入生物学研究。1969年获诺贝尔生理学或医学奖。
9月5日
1667年意大利数学家乔瓦尼·萨凯里（Giovanni Saccheri）出生。他研究了几何学中的平行公设独立性——他的工作比非欧几何的正式创立早了一个世纪，但他因为"预想结论"而错过了这个重大发现。
1906年奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）于9月5日在意大利杜伊诺上吊自尽。他的一生是一场与当时主流科学界关于原子真实性的孤独斗争——他没能活着看到自己的统计力学理论被普遍接受。他的墓碑上刻着他的熵公式：S …
9月6日
1766年英国化学家、物理学家约翰·道尔顿（John Dalton）出生于坎伯兰。他提出了现代原子论，还首次描述了色盲现象（"道尔顿症"——因为他和兄弟都患有红绿色盲）。
1939年日本分子生物学家利根川进（Susumu Tonegawa）出生。他发现了抗体多样性产生的遗传机制，揭示了免疫系统如何产生数以亿计的不同抗体来对抗病原体。1987年获诺贝尔生理学或医学奖。
9月7日
1707年法国博物学家布丰伯爵（Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon）出生。他的36卷《自然史》以百科全书式的雄心和优雅的法语将自然世界的奇妙展现给了启蒙时代的欧洲公众。
1829年德国有机化学家奥古斯特·凯库勒（August Kekulé）出生。他提出碳是四价元素——碳原子可以与其他四个原子形成化学键。苯的六元环结构来自一个著名的梦。
1927年菲洛·法恩斯沃斯（Philo Farnsworth）在旧金山演示了世界上第一套全电子电视系统——用电子束扫描图像，没有任何机械运动部件。
9月8日
1588年法国数学家马兰·梅森（见9月1日逝世详述）出生。他通过书信网络连接了17世纪欧洲几乎所有的科学家——笛卡尔、费马、帕斯卡，充当了"科学思想的中转站"。
1882年法国数学家约瑟夫·刘维尔（Joseph Liouville）逝世。他证明了超越数的存在，刘维尔定理在复分析中是基础性的结果。
1965年德国化学家赫尔曼·施陶丁格（Hermann Staudinger）逝世。他提出了大分子假说——聚合物是由共价键连接的大分子，而非简单分子的小集团。1953年获诺贝尔化学奖。
9月9日
1737年意大利医生、物理学家路易吉·伽伐尼（Luigi Galvani）出生。他发现青蛙的腿在电火花刺激下会抽搐——"动物电"假说虽然最终被伏打推翻，但"伽伐尼实验"直接导致了伏打电池的发明和电生理学的诞生。
1947年哈佛马克II计算机的工程师从继电器中夹出一只飞蛾——这只小虫子导致计算机出现了故障。他们将它贴在日志本上，写上"First actual case of bug being found"。"Bug"（虫子）作为计算机故障代名词从此流传。
9月10日
1749年法国数学家、物理学家埃米莉·杜·夏特莱（Émilie du Châtelet）在分娩并发症中逝世，年仅42岁。她是伏尔泰的情人，也是法国启蒙运动的科学之星——将牛顿的《原理》翻译成法文并加入了深刻的原创评注。
1892年美国物理学家阿瑟·康普顿（Arthur Compton）出生。他发现了康普顿效应——X射线被电子散射后的波长变长，证明了光具有粒子性（光子）。
2008年世界上最大的粒子加速器——CERN的大型强子对撞机（LHC）在日内瓦附近正式启动。2012年，LHC发现了希格斯玻色子。
9月11日
1522年意大利博物学家乌利塞·阿尔德罗万迪（Ulisse Aldrovandi）出生。他收集了欧洲最大的自然史标本收藏，建立了世界上最早的公共自然史博物馆之一。
1798年德国矿物学家、物理学家弗朗茨·恩斯特·诺伊曼（Franz Ernst Neumann）出生。他是19世纪德国理论物理学的奠基人之一，首次提出了弹性理论中应力和应变的数学关系。
9月12日
1897年法国物理学家伊雷娜·约里奥-居里（Irène Joliot-Curie）出生。她是居里夫妇的女儿，与丈夫共同发现了人工放射性，延续了家族的诺贝尔传统。
1958年杰克·基尔比在德州仪器展示了世界上第一块集成电路。所有元件——晶体管、电阻、电容——都制造在同一块半导体晶片上。这个发明开启了微电子革命。
9月13日
1851年美国医生、生物学家沃尔特·里德（Walter Reed）出生。他领导的黄热病委员会在古巴通过志愿者实验证实——黄热病由蚊子传播，而非通过直接接触。这一发现挽救了无数人的生命。
1886年英国化学家罗伯特·鲁宾逊（Robert Robinson）出生。他阐明了生物碱的分子结构，为合成药物化学奠定了基础。1947年获诺贝尔化学奖。
9月14日
1712年意大利裔法国天文学家乔瓦尼·卡西尼（见6月8日出生的详述内容）在巴黎逝世，享年87岁。他发现了土星的四颗卫星和土星环中的"卡西尼缝"。
1769年德国博物学家、探险家亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt）出生于柏林。他几乎开创了现代地理学、生态学和生物地理学的所有发展方向。达尔文说读了洪堡的书后他才相信"做一名自然科学家能是人生最美好的追求"。
1849年俄国生理学家伊万·巴甫洛夫（Ivan Pavlov）出生于梁赞。他因研究消化系统而闻名——在研究狗的消化腺分泌时意外发现了"条件反射"。1904年获诺贝尔生理学或医学奖。
9月15日
1828年俄国化学家亚历山大·布特列罗夫（Aleksandr Butlerov）出生。他是有机化学结构理论的主要创立者之一——首次提出分子中原子是以特定化学键连接起来的。
1929年美国物理学家默里·盖尔曼（Murray Gell-Mann）出生于纽约。他提出了夸克模型——解释了质子和中子等强子由三种更基本的粒子构成。他将这些粒子取名为"夸克"，来自詹姆斯·乔伊斯《芬尼根的守灵夜》中的"Three quarks …
9月16日
1666年法国数学家安托万·帕朗（Antoine Parent）出生。他的研究涉及三维解析几何——为后来画法几何和工程制图的发展提供了数学基础。
1736年德裔荷兰物理学家加布里埃尔·华伦海特（Gabriel Fahrenheit）逝世。他发明了水银温度计，制定了华氏温标——至今仍在美国日常生活中使用。
9月17日
1677年英国生理学家、化学家斯蒂芬·黑尔斯（Stephen Hales）出生。他首次测量了血压——将玻璃管直接插入马颈动脉中观察血液柱的高度。
1826年德国数学家伯恩哈德·黎曼（Bernhard Riemann）出生于汉诺威附近。他的几何学思想和黎曼ζ函数改变了整个数学——而且他只在39岁时就去世了。
9月18日
1752年法国数学家阿德里安-马里·勒让德（Adrien-Marie Legendre）出生。勒让德多项式、勒让德变换和最小二乘法都以他命名。
1783年瑞士数学家莱昂哈德·欧拉（Leonhard Euler）在圣彼得堡逝世。他的数学工作量如此之大，以至于在他失明后的最后17年中，他的论文发表量反而增加了——他通过心算进行数学推导，由秘书抄写下来。他的文集超过70卷。
1819年法国物理学家莱昂·傅科（Léon Foucault）出生。傅科摆——在巴黎先贤祠用67米钢丝悬挂的28公斤铁球——直接以"看得见"的方式向公众证明了地球在自转。
9月19日
1710年丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Rømer）逝世。他于1676年首次定量测量了光速——通过观测木星卫星被木星掩食的时间差。他的光速测量结果约为225,000 km/s——与现代值（300,000 km/s）虽略有偏差，但在当时的测量条…
1749年法国数学家、天文学家让-巴蒂斯特·德朗布尔（Jean Baptiste Joseph Delambre）出生。他参与精确测量敦刻尔克到巴塞罗那的子午线弧长——为米的定义提供了地球维度基础。
9月20日
1633年宗教裁判所在罗马正式审讯伽利略·伽利莱。他被指控"强烈怀疑持有异端思想——认为太阳是宇宙的中心"。
1842年苏格兰化学家詹姆斯·杜瓦（James Dewar）出生。他发明了杜瓦瓶——真空隔热容器，后来发展为保温热水瓶。他也是第一个成功液化氢气的人。
1996年匈牙利数学家保罗·厄多斯（Paul Erdős）在波兰华沙的一次数学会议上因心脏病发作逝世，享年83岁。他一生发表了超过1,500篇数学论文，合作者超过500人。数学家们至今以"厄多斯数"来游戏般地追溯自己与这位数学游牧者之间的距离。
9月21日
1576年意大利数学家杰罗拉莫·卡尔达诺（Gerolamo Cardano）逝世。他出版了《大术》——第一部系统地解决三次和四次方程的著作。卡尔达诺万向节以他命名。
1853年荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯（Heike Kamerlingh Onnes）出生。他于1908年首次液化了氦气——达到了低于-268°C的温度。随后发现了超导现象——水银在4.2K时电阻突然完全消失。
9月22日
1715年法国医生、自然科学家让-艾蒂安·盖塔尔（Jean-Étienne Guettard）出生。他绘制了世界上第一幅矿物分布图。
1791年英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）出生于伦敦郊区一个穷困的铁匠家庭。他12岁就辍学打工，后来在书店当装订学徒时阅读了科学书籍，从此迷上了科学。
9月23日
1791年德国天文学家约翰·弗朗茨·恩克（Johann Franz Encke）出生。他精确计算了恩克彗星的周期只有约3.3年——是最短周期的已知彗星。
1846年法国数学家勒维耶的数学计算和英国数学家亚当斯的独立预测在同一天被德国天文学家加勒验证——在预言位置附近观测到了海王星。这是牛顿力学的又一次伟大胜利——一颗行星纯粹通过数学"被算出"并随后"被看到"。
9月24日
1501年意大利数学家杰罗拉莫·卡尔达诺（见9月21日逝世详述）出生。卡尔达诺的生平充满戏剧性——他既是数学家、医生，也是占星家，最终因为给耶稣基督卜卦而被投入监狱。
1945年德国物理学家汉斯·盖格（Hans Geiger）逝世。他与马斯登在卢瑟福指导下进行了盖格-马斯登实验——α粒子散射实验，直接导致了原子核的发现。他后来发明了盖格计数器——最简单的放射性探测器。
9月25日
1644年丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Rømer）出生。（见9月19日逝世详述）。
1866年美国遗传学家托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）出生于肯塔基州莱克星顿。他用果蝇作为模式生物，证明了基因位于染色体上——"遗传的染色体理论"。1933年获诺贝尔生理学或医学奖。
9月26日
1580年弗朗西斯·德雷克完成环球航行，返回英国——继麦哲伦之后第二个完成此壮举的人。
1868年德国数学家、天文学家奥古斯特·费迪南德·莫比乌斯（August Ferdinand Möbius）逝世。莫比乌斯带以他命名——一条只有一面和一边的扭带。他的拓扑学工作在他在世时并未受到广泛关注。
1877年德国数学家、物理学家赫尔曼·格拉斯曼（Hermann Grassmann）逝世。他的《线性扩展理论》超前于时代至少半个世纪——提出了线性空间、内积和行列式理论，但几乎无人理解。
9月27日
1827年阿尔伯特·爱因斯坦在《物理学年鉴》上发表了题为《物体的惯性取决于其能量含量吗？》的论文，提出了可能是科学史上最著名的方程：E=mc²。能量等于质量乘以光速的平方——一个几厘米的方程式彻底改变了人类与物质和宇宙的关系。
9月28日
1605年法国天文学家伊斯梅尔·布利奥（Ismaël Bullialdus）出生。他提出了引力与距离平方成反比的初步概念——比牛顿早了半个世纪。
1895年法国化学家、微生物学家路易·巴斯德（Louis Pasteur）逝世。他推翻了自然发生说，发明了巴氏灭菌法，开发了狂犬病疫苗和炭疽疫苗。他的一生是对"微生物引起疾病"这一理论的全面证明。
1928年亚历山大·弗莱明在检查一堆被遗忘的旧培养皿时，注意到其中一个被霉菌污染——在霉菌周围，葡萄球菌竟然无法生长。这个偶然观察开启了抗生素时代。
9月29日
1561年佛兰芒数学家阿德里安·范罗门（Adriaan van Roomen）出生。他提出了求解45次方程的问题——这在当时被认为是不可能解决的挑战。
1901年意大利物理学家恩里科·费米（Enrico Fermi）出生于罗马。他建造了世界上第一座核反应堆，提出了β衰变理论和费米-狄拉克统计，参与了曼哈顿计划。费米子、费米能级、费米实验室均以他命名。1938年获诺贝尔物理学奖。
9月30日
1550年德国数学家、天文学家米夏埃尔·梅斯特林（Michael Maestlin）出生。他是约翰内斯·开普勒在图宾根大学的导师——虽然公开教授的是托勒密地心说，但私下他向开普勒介绍了哥白尼学说，从而间接推动了这场科学革命。
1870年法国物理学家让·佩兰（Jean Perrin）出生。他通过实验精确测定了阿伏伽德罗常数，为分子和原子的真实存在提供了确凿的物理证据。1926年获诺贝尔物理学奖。
1882年世界上第一座商业水力发电站在威斯康星州阿普尔顿的福克斯河上投入运行——点亮了附近的两家造纸厂和一个住宅。