改变科学的10台巨型机器

它们很强大。它们很聪明。它们是科学界的巨型机器。从深海潜水的梦幻船到人造地震发射器；从太空航行的失重大厅到地下亚原子粒子撞击器：这些强大的机器是为了发现而建造的。它们被用来解开早期宇宙的秘密，为我们准备一个充满太空飞行的未来——而这还不是全部。在科学方面，肌肉发达是聪明的。但没有什么东西是大到不能倒的：一些最酷的巨无霸被诅咒要坠毁和烧毁。现在你可以把整个舰队都放在甲板上。今天就开始你的收藏吧！

大型强子对撞机

我用这枚环击碎了你。这个环形质子过山车是地球上最大的单一机器之一。质子以接近光速的速度穿过其近 17 英里长的地下隧道；宇宙不禁泄露了它的秘密。质子以高速碰撞在一起，揭示了以前未知的粒子。你可能已经听说过它在 2012 年的大满贯，探测到了希格斯玻色子“上帝粒子”。但这个重击者相当冷静：在零下 456 度，使这一切发生的电磁铁比外太空还要冷。有朝一日可能会颠覆物理学的标准模型——或者可能打开一个通往新维度的洞。目前，强子正在努力重现大爆炸。

数据：球队：Ace Accelerators。身价：37 亿美元。新秀年份：2008 年。比赛场地：法国/瑞士边境。击球率：每秒约 6 亿次粒子碰撞。

国际空间站

漂浮在锡罐中：这是太空中最好的联合办公空间。太阳能电池板为 52 台电脑、100 多个研究舱和近 100 万磅的实验室供电，这些实验室的建造是为了适应不断的翻新。这是地球探险家的家外之家，比五居室的房子还要宽敞，还有许多国际化的接待服务，与所有突破性的科学相得益彰。

如今，国际空间站正在开展一些旨在将我们带出轨道的实验：宇航员们吃着实验室种植的生菜，为火星农场做准备，而科学家则监测着人体在长期离开地球期间发生的微妙变化。额外福利：太空行走自拍。

数据：球队：Lofty Labs。身价：1070 亿美元，且还在增长。新秀年份：1998 年。比赛场地：距离地球 200 英里。装备：包含超过 8 英里长的电线。

电子防卫

把所有东西都摆到桌面上。地震韧性测试处于不稳定状态——我们对此感到高兴。活塞和液压使我们的杀手科学怪兽摇滚起来。这个怪物拥有机械力量，可以震动六层公寓楼的全尺寸复制品。受到 1995 年日本地震后果的启发，这个宝贝让模型城市体验了一场来自地狱的地震之旅——这样城市规划者就可以学会应对现实生活中的震动。而且它的动作很巧妙：它的震动模式可以产生各种拟地震活动。如果 E-Defense 的 7.5 级测试没有把你的房子吹倒，大自然就没有机会了。（敲木头。）

数据：球队：Movers and Shakers。身价：5 亿美元。新秀年份：2005 年。比赛场地：日本兵库县。比赛重量：可承受高达 250 万磅的重量。

国家点火装置

天哪，里面全是激光。既然可以制造 192 台激光，为什么还要制造一台激光？所有这些光束都聚焦在一个 BB 大小的目标上，而且它能感受到压力——超过地球大气层压力的 1000 亿倍。真正的目的是什么？将一颗微小的氢种子变成恒星般的爆炸。这引发了人们对全面核聚变的幻想，可以为全球未来的家庭提供动力。这项极端实验的灵感来自为太阳提供能量的反应，因此温度达到 1.8 亿华氏度并不难。一台超级激光器由 40,000 多面镜子和光学元件组成。有朝一日可以帮助产生清洁、可持续的能源……或者将我们炸成碎片。轰隆隆。

数据团队：Major Lasers。身价：35 亿美元。新秀年份：2009 年。比赛场地：加利福尼亚州利弗莫尔。功率：200 万焦耳。

阿塔卡马大型毫米波阵列

人数越多，力量越大。这群人聚集在海拔 16,000 英尺、世界上最干旱的沙漠中，这里是原始观星的绝佳地点。这支队伍不需要黑暗来探索天空的秘密。光学望远镜可以接收可见光；相比之下，这些望远镜可以接收遥远恒星发出的无线电波。我们说的是 66 个独立的望远镜（大多数直径略大于 39 英尺），它们瞄准遥远的星系。特殊的 28 轮卡车将玩家来回拖曳，拖着他们穿越沙漠，形成不同的（变形）阵型，放大外星目标。结果如何？拍摄了一些同类中最清晰的图像。

数据：球队：望远镜部队。身价：14 亿美元。新秀年份：2011 年。比赛场地：智利阿塔卡马沙漠。替补：14,000 英尺宽的单望远镜。

古代望远镜隧道

渴望看到星星。这七座石头建筑——可能是坟墓——可能还起到了双重作用，帮助中石器时代的人类瞥见了重要的星座。一种视觉错觉，让恒星景象更加壮观：通过这样构图，带有狭窄门的黑暗隧道让从里面仰望天空的人觉得星星看起来更大。这种对现代望远镜技术的原始玩法可能恰恰证明了史前人类的天文学知识。七块巨大的花岗岩板。巨石阵式的设计。与升起的太阳对齐。可能是一些相当迷幻的葬礼的举办地。对于大约 6,000 年前的人来说，这是一些非常重要的科学。

数据：团队：Stone Stargazers。价格：血汗钱，石头。新秀年份：公元前 4,000 年左右比赛场地：葡萄牙和西班牙的 186 个地点。镜头：零。

傅科摆

随着地球转动：地球不断旋转；钟摆不断摆动。1851 年的科学实验成为博物馆的必备品。物理学家莱昂·傅科 (Léon Foucault) 想要展示地球如何旋转，于是传奇的标志诞生了。沉重的重量……长长的电缆……可以随意摆动。但是，当它缓慢地绕着圆圈旋转时，钟摆并没有转动。是地球在旋转，我们只是随波逐流。看起来很简单，但却证明了地球一直在移动——一举一动。钟摆在赤道以南逆时针旋转，在北向顺时针旋转，就像地球一样。有些钟摆已经连续摆动了几十年。

数据：球队：经验丰富的摇摆者。价格：一个重物和一些电线。新秀年份：1851 年。比赛场地：法国巴黎。世界最大：俄勒冈州波特兰的 70 英尺长摇摆者。

海洋实验室二期

再见，感谢所有的鱼。宇航员成为水下航天员是为了证明人类可以在水下生活一段时间。游客们测试水下工具、种植植物、开采矿石并研究海底。但充满氦气的空气和危险的峡谷边缘房地产使“蒂尔顿希尔顿”成为一个糟糕的度假胜地。科学家们在潮湿的住所里挤在一起，用尖细的声音和尤克里里琴演奏——但测试表明，他们在水下度过的时间并没有失去力量或智慧。宇航员斯科特·卡彭特坚持了整整 30 天——足够长的时间与林登·约翰逊总统进行高音通话。MVP：训练有素的海豚塔菲，船员的鲸类邮件快递员。

数据：球队：航海迷。价格：200 万美元。新秀年份：1965 年。比赛场地：加利福尼亚州拉霍亚峡谷。训练过的海豚：1 只。

特斯拉线圈

它还活着。臭名昭著的塞尔维亚人最耀眼的发明。他的惊人计划是什么？通过无线方式将电力传输到很远的距离。可惜它失败了，让这位脆弱的发明家情绪崩溃。虽然他们不会将电力输送到未知的地方，但他们肯定会将电力扔到房间的另一边。每个线圈都装有电容器来储存电力。把一对线圈靠近，给其中一个线圈加点电，它们之间的空气就会充满电流。想想看：闪电、可能致命的电压，也许还有一点疯狂的笑声。

它曾经为各种电器提供电力，但如今它们已经被更先进的技术所取代——除非你的目的是为了美观。

数据：球队：Dapper Zappers。价格：足以击败特斯拉。新秀年份：1891。比赛场地：科罗拉多州科罗拉多斯普林斯。电压：最大 1200 万伏。

天空实验室

太空实验室升空……第一个升空的美国空间站。只有一个坠落。多层建筑。太空淋浴。大到足以在室内测试太空行走设备。简而言之？宇航员天堂。几乎。无尽的工程问题困扰着这个史诗般的企业。有太多的机上问题需要解决，以至于一个精疲力竭的机组人员实际上罢工了。预算削减和老旧的重力解决了其余问题。但这是一次伟大的运行：近 300 次科学实验帮助证明人类可以长期在太空生活。然后，200,000 磅的技术在绕地球 34,000 圈后与地球会合。大气层将天空实验室粉碎成碎片，将科学碎片散落在西澳大利亚各地。轨道衰减：1，天空实验室：0。

数据：球队：Lofty Labs。身价：25 亿美元。新秀年份：1973 年。比赛场地：距地球 270 英里。最后一局：1979 年 7 月 11 日。

本文最初发表于《大众科学》杂志2017年5/6月刊。*