[科普中国]-费歇尔试验

20世纪初：英国生物统计学家费歇尔首次提出了“试验设计”术语。实验设计方法最早应用于农业、生物学、遗传学方面。在农业方面主要是进行品种对比、施肥对比等。20世纪40年代，英美两国开始在工业生产中应用，如改变原料配比或工艺生产条件，寻找最佳工况。1

人物简介19世纪下半叶和20世纪之初，在有机化学领域中，德国的费歇尔是最知名的学者之一。他发现了苯肼，对糖类、嘌呤类有机化合物的研究取得了突出的成就，因而荣获1902年的诺贝尔化学奖。他是第二个荣获此项荣誉的化学家，可见科学界对他的推崇。对于大多数诺贝尔奖获得者来说。获奖的成果可以说是他一生中在科学上最主要的贡献。然而对费歇尔来说，他在科学征途上更令人敬仰的成就，却是在他获得诺贝尔奖之后完成的。由此可见，他的研究领域集中在对有机化学中那些与人类生活、生命有密切关系的有机物质的探索。可以说他是生物化学的创始人。

三原则随机化原则是试验设计使用统计方法的基石。所谓随机化，是指实验材料的分配和实验的各个试验进行的次序，都是随机地确定的。统计方法要求观察值（或误差）是独立分布的随机变量。随机化通常能使这一假定有效。把实验进行适当的随机化亦有助于“均匀”可能出现的外来因素的效应。所谓随机化原则就是在抽样或分组时必须做到使总体中任何—个个体都有同等的机会被抽取进入样本以及样本中任何一个个体都有同等机会被分配到任何一个组中去。

重复原则所谓重复，意思是基本实验的重复进行。重复有两条重要的性质。第一，允许实验者得到实验误差的一个估计量。这个误差的估计量成为确定数据的观察差是否是统计上的实验差的基本度量单位。第二，如果样本均值用作为实验中一个因素的效应的估计量，则重复允许实验者求得这一效应的更为精确的估计量。

区组化原则区组控制又称局部控制或分层控制。是用来提高试验的精确度的一种方法。这一原则是为了消除试验过程中的系统误差对试验结果的影响而遵守的一条规律。一个区组就是试验材料的一个部分，相比于试验材料全体它们本身的性质应该更为类似。区组化牵涉到在每个区组内部对感兴趣的实验条件进行比较。

成果从1882年至1906年的24年问，费歇尔断续研究了嘌呤类化合物，发表了很多有关论文，并将这些论文整理成题为《关于嘌呤族的研究》的论文集出版。通过这些研究，费歇尔确定了尿酸、黄嘌呤、鸟嘌呤、咖啡因、茶碱等尿酸类物质的结构式。又通过合成明确了相互间的变动移位关系。1898年，由尿酸合成了嘌呤本身；费歇尔指出所有的尿酸类化合物都可以看作是嘌呤衍生物。这样，就把尿酸类化合物以“嘌呤”的名称完全统一起来，从而明确地划清了它们的化学范围。

费歇尔为了获得这些成果所使用的实验方法既复杂又多样，但关键点是同一的，那就是以尿酸为基础巧妙地运用了五氯化磷的作用。即把氯化磷作为最有效的试剂，运用于分阶段的反应中。例如，将氯化磷与尿酸作用而获得三氯嘌呤中的氯原子，以各种不同的方法置换时，不但获得了天然嘌呤的衍生物，还制出了人工合成嘌呤较天然产的更为优越且品种数量更多。在费歇尔以前，只知有少数天然嘌呤化合物，而如今人工合成的人工合成的嘌呤衍生物至少有140种之多。作为药用的咖啡因、可可碱及茶碱等，如今有的还是以费歇尔所发现的方法，由尿酸来合成（即从海鸟粪中提炼）。

费歇尔在他的后期研究中，还进一步探索了嘌呤族化合物与糖类及磷酸结合而构成细胞核的主要成分一一核酸及其性质。从而为生物化学的进展奠定了良好基础。令人敬佩的是直到临终前三年，费歇尔还试验成功了以茶碱、葡萄糖与磷酸相结合，进而合成了简单核酸的方法。可以说，嘌呤衍生物的研究是化学家向生理学家和医学家馈赠的丰厚礼物。生命科学史表明：嘌呤化学是细胞核化学的基础，对于生命活动作用的研究，如果不经过这条道路是无法发展的，费歇尔为此做出的贡献，其意义是十分深远的。1

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学