改变科学的十大机器，你知道几个？
点击上方关注“中国科普博览”
本文转载自微信公众号“科研圈”（ID：keyanquan）
科学发展史上，“四肢发达”的机器可不简单。它们动力强劲，举重若轻，它们是服务科学的巨大机器。从梦幻的深潜器到动感的地震模拟装置，从天上失重的大厅到地下亚原子粒子的牢狱——这些强大的设备为发现而生。
撰文 Erin Blakemore
制图 Timba Smits & Eric Heintz
翻译 高云浩
审校 张士超
人们曾利用这些设备揭示早期宇宙的奥秘、探索未来说走就走的星际旅行， 但其作用并不局限于此。说起科学这件事， “四肢发达”的机器可不简单。然而， 大机器并不代表大成功：其中一些酷炫的庞然大物似乎冥冥之中注定会命途多舛。现在，让我们走近这些影响科学的巨大机器。
大型强子对撞机（The Large Hadron Collider）
有此圆环， 我击碎你。
这一环形“质子云霄飞车”是世界上最大的单体机器之一。接近光速的质子射入27公里长的地下隧道中，为人类揭示宇宙奥秘。
质子高速相撞， 人们由此得以发现先前尚未认知的粒子。你或许已经听说“上帝粒子"——希格斯玻色子的发现创造了2012年科学界的大满贯。
要知道产生那强力一击的环境异常寒冷： 大型强子对撞机的电磁铁工作环境温度甚至比外太空温度还要低，达到零下456 ℉（约-271 ℃）。
有朝一日， 大型强子对撞机将可能颠覆物理学的标准模型，亦有可能开启探索宇宙新维度的大门。现在， 人们正在致力于应用大型强子对撞机来模拟宇宙大爆炸。
统计数据：
团队主力：王牌加速器
造价： 37亿美元
首秀年份： 2008年
地点：法国与瑞士边界
击球频率：每秒大约6亿次粒子碰撞
国际空间站（The International Space Station）
在罐头中漂流：
它是近地空间最好的科学合作场所，拥有52台太阳能电池板供电的计算机、超过100 处研究区域，重达四百多吨，且在不断更新以适应需要。
国际空间站是富有冒险精神的地球人远离地球的居所， 站内空间比五居室住宅还要大，在这里工作能参与各种突破性的科学研究，并借此结识各国友人。
当前，在国际空间站进行的实验旨在使我们的科学活动走出近地轨道： 宇航员们大口咀嚼着实验室种出的生菜，为火星农场做准备，而科学家则会监测机体在长期远离地球环境下的微妙变化。附送奖励： 太空行走自拍。
统计数据：
团队主力： 高端实验室
造价： 1070亿美元（持续增长中）
首秀年份： 1998年
地点： 地球上空400公里
设备： 拥有超过12公里的电线
大型震动台（E-Defense）
就问你够不够直接——
摇摆地面上进行抗震能力测试。在活塞和水力学的帮助下，大型振动台这一科学巨兽得以尽情摇摆。
这个巨兽的机械肌肉， 足以撼动六层公寓楼的全比例复制品。在日本1995地震余波的启示下， 这一研究给予模型城市来自地狱的地震体验，城市规划者借此学习如何应对现实环境下的地震。
它动力强劲，能够产生各种拟地震活动。如果它模拟的7.5 级地震无法摧毁您的房屋， 那么大自然也做不到。
统计数据：
团队主力： 摇摆装置
造价： 5亿美元
首秀年份： 2005年
地点： 日本 兵库县
战斗重量： 上千吨
国家点火装置（National Ignition Facility）
哇哦，满是激光。
既然有能力造激光器，为什么不造192台？所有这些光束都聚焦在一个 BB 弹大小的目标上， 使其承受超过1000亿倍大气压的压力。
真正目的是——使一个微小的氢燃料球发生类似恒星的爆炸。
试想一下，技术成熟的核聚变将可能在未来为全球的现代化家庭供电。这种极端的实验灵感源于太阳产生能量的反应过程， 装置可轻松制造1亿摄氏度的高温。这一个超级高能激光由超过4万个镜子和光学元件组成。
终有一日，这一实验会帮助我们产生清洁、可持续的能源，或将我们炸得尸骨无存。
统计数据：
团队主力：大型激光
造价： 35亿美元
首秀年份： 2009年
地点： 加州 利弗莫尔
耗能： 200万焦耳
阿塔卡玛大型毫米波天线阵（Atacama Large Millimeter Array）
更多，更强。
在海拔五千多米世界上最干旱的荒漠中，星空纯净，观测环境绝佳，这里一大组天线阵正高高地矗立着。
并不是说这些天线阵需要黑暗环境来探索天空的秘密：接收可见光的是光学望远镜， 而相比之下， 这里可以调谐到来自遥远恒星发出的无线电波。
66座天线组成的射电望远镜（大部分天线直径达12米）， 能追踪遥远的星系。特有的28轮牵引器来回移动， 用以牵引沙漠中的天线元组成不同天线阵列， 以放大的外星目标。结果：获得一些最清晰的图像。
统计数据：
团队主力： 望远镜阵列
造价： 14亿美元
首秀年份： 2011年
地点： 智利 阿塔卡玛沙漠
相当于：一架4公里宽的单天线望远镜
远古望远镜（Ancient Telescope Tunnel）
志在观星，死而无悔。
这七块巨石构成的建筑很可能具有两种用途，一是坟墓，再是中石器时代人初窥主要星座的工具。他们为观测恒星营造了一种光学错觉：定格夜空，透过黑暗隧道狭窄的门， 使星星看起来更大。
这种现代望远镜技术的初级版本，也许能证明史前人类的天文知识。
七大块花岗岩石板，史前巨石阵样设计，与初升的太阳对齐，也许还发生过一些充满迷幻感的葬礼。对于约6000年前的人类来说， 这是一项严肃的好科学。
统计数据：
团队主力： 借助石头的观星者
造价： 血汗 岩石
首秀年份： 约 公元前4000年
地点： 葡萄牙和西班牙境内的186 个地点
镜头数： 0
傅科摆（Foucault Pendulum）
摆动，跟随世界的“脚步”。
地球在转，摆锤在动。1851年的一项科学实验成为了此后许多博物馆重要组成部分。
物理学家莱昂·傅科希望通过实验证明地球的自转，传奇的傅科摆由此诞生。傅科摆包含一个足够重的重物，一条足够长且能够摆动自由的缆绳。摆锤的运动方向似乎没有发生改变，但摆锤的运动轨迹却在圆圈内缓慢转动。
地球一直在自转， 而地球上一切事物都是在惯性下一同运动。这一实验看似简单， 但一下就证明了地球一直处于运动状态。
钟摆在赤道以南按逆时针旋转， 在赤道以北按顺时针方向旋转， 正如同地球自转方向。一些傅科摆可以持续摆动几十年。
统计数据：
团队主力： 周期性摆动的摆锤
造价： 重物*1 金属丝*1
首秀年份： 1851年
地点： 法国 巴黎
世界最大傅科摆： 位于俄勒冈州波特兰， 摆线长达70英尺（约21米）。
海底实验室 II（Sealab II）
感谢所有鱼儿的陪伴。
宇航员变身深海潜水员，以证明人们可以在水下短期生活。
造访者曾测试水下工具、种植植物、开采矿石，并研究海底。舱室中的空气注入了氦气，且地处危险的峡谷边缘，因而这个昵称"蒂尔顿希尔顿" （Tilton Hilton）的舱室远非理想的度假地。
科学家们困居潮湿的窝里，只有尤克里里琴与尖锐的说话声（译注：吸入氦气的效果）作伴，不过测试显示，他们在海下的生活中仍保持较好的体力和脑力。
宇航员斯科特·卡彭特（Scott Carpenter）曾在此处生活整整30天，时任美国总统的林登·约翰逊还曾与其进行了一次“高音”通话。
最佳表现： 塔菲（Tuffy），训练过的海豚， 作为鲸目信使传递乘员信件。
统计数据 ：
团队主力 ： 航海控
造价： 200万美元
首秀年份： 1965年
地点： 加利福尼亚 拉霍亚海底峡谷
训练海豚数：1条
特斯拉线圈（Tesla Coil）
电火花如生命般绚丽。
一位声名狼藉的塞尔维亚人惊艳的发明。他的惊人计划是——远距离无线输电。可惜的是实验失败了， 也将这位发明家逼向情绪的谷底。
虽然他们无法将电发送到未知地点，但线圈的确可以将电流发送穿过整间屋子。每个线圈封装一个电容器来储存电能。当一对线圈接近， 将其中一个通电， 电流将会击穿二者之间的空气。
思索关键词： 闪电， 潜在的致命电压， 些许狂笑。
这项技术曾为各种电气设备供电， 现在已为更优良的技术所取代，若非审美需求已不常用。
统计数据：
团队主力： 精巧的遥控装置
造价： 足以使特斯拉本人破产
首秀年份： 1891年
地点： 科罗拉多州 科罗拉多斯普林斯
功率： 最大1200万伏
天空实验室（Skylab）
飞得更高……
美国第一个升空的空间站，也是唯一一个掉下来的。
多层建筑、太空浴，大到足以在室内测试太空行走设备……简而言之，这里是宇航员的乐土。
无休止的工程问题曾困扰着这一史诗般的计划。
飞船上需要解决的问题太多，甚至有一个乘员太过疲惫而罢工。随后其预算遭到削减，地心引力为它的旅程画上了句号。
毫无疑问这是一次伟大的征程： 近300个科学实验证明人类可以在太空长期生存。重约8吨的技术结晶在沿轨道运行3.4万次后最终奔向地球怀抱。地球大气层将太空实验室粉碎， 碎片散布于澳大利亚西部地区。
统计数据：
团队主力： 高端实验室
造价： 25亿美元
首秀年份： 1973年
地点： 地球上空440千米
陨落时间： 1979年7月11日
科研圈公众号：
近期热门
公众号：中国科普博览
走过18年，我们为科学代言
转载注明出处 未经授权不得转载
转载授权、合作、投稿事宜，联系webmaster@kepu.net.cn
点击“阅读原文”