改变世界的科学家1

我们生活在一个充满无限可能的时代，科技的飞速发展让我们见证了人类历史上前所未有的变革。今天，让我们一起来回顾一下那些改变世界的科学家们，从中汲取力量，激发我们的创新精神。

利用激光消除白内障

帕特里西娅·巴思（Patricia Bath）（1942-2019）

巴斯是首位完成眼科学实习的非裔美国人

视觉是人类最重要的感官之一，但随着年龄增长，眼睛晶状体蛋白质会逐渐分解，导致晶状体混浊形成白内障。这种情况会使患者看到的影像变得模糊不清，严重时甚至完全失明。

白内障治疗技术经历了漫长的发展过程。早在公元前5世纪，就有关于这种眼病的治疗记载。经过几个世纪的探索，治疗方法从简单的清除发展到替换晶状体。1986年，帕特里西娅·巴思博士发明的"激光白内障手术仪"（Laserphaco Probe）取得了重大突破。

在巴思博士的发明之前，白内障手术通常采用超声波探头通过针头插入眼睛来震碎混浊的晶状体。而激光技术的应用显著提高了手术的精确度和治疗效果。这项创新使巴思博士成为首位获得医学专利的非裔美国女医生，奠定了她在眼科领域的先驱地位。

激光白内障手术的具体操作流程如下：首先通过1毫米的微小切口将激光探针导入眼内，利用激光能量使混浊的晶状体汽化分解。同时，生理盐水通过冲洗管道注入眼内进行清洁。随后使用吸引器将处理后的晶状体组织吸出，最后植入新的人工晶状体替代原有组织。整个手术过程仅需几分钟即可完成。

这项技术的突破性在于其微创性和精确性，大大降低了传统手术的风险，为白内障患者带来了更安全有效的治疗选择。随着医疗技术的进步，现代白内障手术已经发展出更先进的飞秒激光辅助等技术，但巴思博士的发明无疑为这一领域奠定了重要基础。

揭开音爆的奥秘

克里斯汀·达登 （Christine Darden）（出生于1942年）

达登兼顾全职工作、博士学位和养育三名子女的责任，同时开创了超音速飞行的时代

1955年美苏太空竞赛期间，美国国家航空航天局（NASA）依靠被称为"人体计算机"的数学专家团队进行轨道计算和火箭动力学研究。1967年加入NASA的克里斯汀·达登（Christine Darden）就是其中一员。这位杰出的数学家通过将数学专长应用于工程领域，于1975年成为NASA兰利研究中心少数女性工程师中的佼佼者。

达登职业生涯的首个重要任务是研究超音速飞行产生的音爆现象。她利用当时新兴的计算机技术，开发出能够精确计算音爆影响的程序系统。这项研究与她攻读博士学位期间的学术工作紧密结合，她在弗吉尼亚州乔治·华盛顿大学的博士论文正是探讨超音速客机（SST）对环境的影响。

超音速飞行产生的压缩空气波可能对地面建筑造成损害，达登的研究团队通过风洞实验和计算机模拟两种方法验证了这一现象。虽然NASA最终中止了超音速客机计划，但达登开发的计算机模型因其成本效益和高效性，为后续军用航空器的音爆研究奠定了基础。1983年，她凭借这些开创性成果获得工程学博士学位。

当物体在空中移动的速度超越音速时，就会产生冲击波。

全球第一具月球望远镜

乔治·罗伯特·卡拉瑟斯（George Robert Carruthers）（1939-2020）

卡拉瑟斯（右）检查成为首具月球望远镜的紫外线相机／光谱仪

1969年，科学家卡拉瑟斯成功研发并获得了"月球表面紫外线相机"的专利，这项技术原名为"用于侦测电磁辐射的影像转换器（特别是短波长）"。这项创新设备在1972年阿波罗16号任务中首次登上月球，成为人类探索宇宙的重要工具。

这台紫外线相机在月球表面工作期间，成功拍摄了超过550张珍贵的宇宙影像，包括恒星、星云和当时尚未被充分研究的遥远星系。与传统光学望远镜不同，该设备能够捕捉天体发出的紫外线辐射，为天文学家提供了全新的观测维度。

除了天文观测，卡拉瑟斯的发明还具备监测地球大气层的能力。通过分析地球大气边缘的紫外线特征，科学家们首次获得了从太空监测全球大气污染状况的技术手段。这些数据为后续地球环境研究提供了重要基准。

文中图片均来源于《How it works》杂志

作者：《how it works》科普团队

审核：孙轶飞 河北医科大学医学教育史研究室主任 中华医学会医史分会委员