启发一代修补匠的5个复古科学套装

在 20 世纪，数百万儿童收到科学玩具作为圣诞节的厚礼，就像期盼一辆 Lionel 火车组或一把 Red Ryder BB 枪一样。有工程天赋的孩子希望拆开模型套件，开始建造下一个现代奇迹。那些更具实验精神的孩子则渴望化学实验盒，梦想着发现新元素或某种疾病的治愈方法，过程中伴随着刺鼻的气味和令人震惊的爆炸。

Manu Prakash 自己小时候也喜欢炸东西。在印度兰普尔长大时，Prakash 没有化学实验盒，所以他在印度排灯节（印度教光明节）的烟花表演后收集化学品。

“我的兄弟和我会在第二天早上出去，收集所有未爆炸的烟花，”他回忆道。“我们把所有化学品都拿出来，堆成一大堆。我们真的把那东西点燃了。我们没有放在容器里；我们的目标不是制造巨大的爆炸声。我们好奇没有限制会发生什么。它几乎产生了一个蘑菇云。非常壮观。”

尽管他烧伤了手，至今仍留有小小的疤痕，这位斯坦福大学的生物工程师表示，这种开放式的玩耍方式对他职业道路的设定很重要。作为“科学、玩耍和研究套件”（SPARK）竞赛的头奖得主，他 reimagined 了 21 世纪的科学玩具，他希望他构思的名为打孔卡微流控的装置，能为未来的科学家们提供同样的灵感和机会。

Prakash 的灵感来自于他妻子带回的一个小型手摇音乐盒，音乐盒拉动着一张带有孔洞的纸带穿过两组销子。当销子穿过孔洞相互接触时，一个销子拨动另一个销子，发出音乐声。他预测他可以编程这样的系统来泵送流体、控制阀门并产生液滴。

Prakash 与一位研究生合作，将一块硅片（包含引导液滴的微小通道）与一个小型的曲柄装置和一些打孔纸配对，以控制阀门释放不同流体的时间。就此诞生了一个价值 50,000 美元的获奖作品！

Prakash 的发明允许年轻的化学家混合流体并观察反应。用户可以用极少量的化学品进行混合，任何反应都限制在芯片内，（唉！）安全地减少了强气味和爆炸的范围。

Prakash 希望看到他的微型化学实验盒的生产和销售，SPARK 奖金已专门用于此项启动资金。“我们希望孩子们能获得那种‘啊哈！’的时刻……通过自己摸索来获得终生的热情，”他说。

Prakash 的愿景得到了许多人的共鸣。“我小时候热爱科学，因为我们能够走出去，只是看看会发生什么，”费城化学遗产基金会（Chemical Heritage Foundation）的策展人 Rosie Cook 说。“现在很多都是‘混合这个，然后告诉我发生了什么’，即使是在博士和博士后层面。很少有‘我要把 A 和 B 混合在一起看看会发生什么！’这样的探索。”

Cook 负责该基金会计划于 2015 年举办的复古科学玩具展，她认为让学生自己发现事物可以激发他们的热情，并让他们将其内化为美好的事物。“有多少诺贝尔奖得主就是从实验开始的？”她问道。“那就是那些旧化学实验盒的奇妙之处。它们确实允许自由玩耍和实验。”

许多人就是通过他们的第一个科学玩具，获得了改变职业生涯的敬畏和惊叹的时刻。以下是我们（也许还有你的）一些最喜欢的。

Chemcraft

对于那些梦想着被科幻电影和电视节目激发出的炼金术的人们来说，这里确实带来了快乐：各种有毒化学品、玻璃容器以及将火焰应用于两者之中的能力。

包括市场领导者 A.C. Gilbert 和 Porter 在内的许多制造商都生产了经典的化学实验盒。大多数都有相同的基本成分：12 到 15 种粉末状元素，装在有标签的容器中，各种试管和烧杯，导管和瓶塞，某种酒精灯，也许还有一些 pH 试纸或一个小天平，以及一本详细介绍简单实验的说明手册。

随着对安全问题的关注日益增加，监管也日益严格，这标志着化学实验盒黄金时代的结束。Gilbert 于 1967 年破产，而 ChemCraft 的制造商 Porter 则销售额逐渐下降，一直经营到 1984 年。如今，大多数后续产品都生产更安全——尽管可能没那么令人兴奋——的玩具套件，其手册鼓励使用无毒物质，但却不鼓励自由式实验。

Erector Set

1911 年，在一次前往纽约的火车旅行中，一项将铁路从蒸汽动力转换为电力的建设工程引起了耶鲁大学毕业生、医生兼发明家 Alfred Carlton Gilbert 的注意。Gilbert 对正在建造的钢制电力塔印象深刻，不久之后就发明了他的 Erector Set，并于 1913 年首次上市。

Erector Set 配备了滑轮、齿轮、金属条和梁（根据模型有直线和曲线两种），以及适合所有零件的螺丝，甚至在较大的套件中还有直流电机，Erector Set 很快就成为了有机械天赋的男孩们在圣诞节最想要的礼物。在工程师比医生普遍收入更高的时代，许多家长乐于满足这些愿望。

在 20 世纪的大部分时间里，Gilbert 这个名字在教育玩具制造商的史册上熠熠生辉，而 Gilbert 本人也在国家舞台上拥有不小的影响力。第一次世界大战期间，配给制和军事对金属及其他材料的需求几乎停止了 Erector Set 和其他玩具的生产，政府几乎取消了所有圣诞礼物。Gilbert 向国会发表了激动人心的演讲，最终说服立法者，像 Erector Set 这样的玩具是对儿童未来的投资，其收益至少与对战争的投资相等。他成功的说服让他赢得了媒体的赞誉，称他为“拯救圣诞节的人”。

Erector Set——如今仍由玩具制造商 Meccano 出售——激发了许多发明家和科学家的灵感。1948 年，耶鲁大学医学院学生 William Sewell 使用 Erector Set 零件制造了第一个人造心脏泵。更令人扼腕的是，Jack Kevorkian 使用 Erector Set 设计了他的第一个辅助自杀机器。物理学家、前美国能源部长 Steven Chu 在 1997 年获得诺贝尔物理学奖时，对这款玩具给予了最值得称道的肯定。在他官方的传记资料中，Chu 深情地回忆了他童年时期的 Erector Set，以及他“度过了许多快乐的时光，建造了各种用途不明的装置”。

Gilbert Girls' Lab Technician Set

从现代人的眼光和观念来看，Gilbert Girls' Lab Technician Set 是一款极其性别歧视的玩具。这款充满粉色，并暗示女孩们可能成为实验室助理而非真正科学家，如果今天上市，这款显微镜套件恐怕很难获得女权主义者的赞誉。然而，从历史角度看，它比表面看起来要复杂得多。

“突然之间，出现了一套专为女孩设计的玩具，尽管它不是一套完整的玩具，而且你也不必再偷你哥哥的了！”Cook 说。

附带的手册虽然封面是粉色的，适合女孩，但内容与 Gilbert 出售给男孩的显微镜套件手册相同。尽管它看起来如此，这款 1958 年的套件对于有科学探索兴趣的女孩来说，代表着一个重大进步。

Gilbert U-238 Atomic Energy Lab

如果这款玩具今天仍在货架上，一款粉色的科学套件可能会让我们感到冒犯，但 U-238 原子能实验室可能会引起人们的惊呼（甚至可能有人会打电话给国土安全部）。

里面包含四种不同的铀样品——所有样品都贴有避难所风格的“放射性”贴纸——这款 1951 年套件首次亮相时仍然令人瞪目结舌。正如 Cook 指出的那样，认为制造商是不负责任地毒害儿童是不公平的。

“当你看到铀矿石时，你会说，‘天哪！放射性！’”她说。“但铀矿石实际上是你能在地球上找到的最丰富的元素之一。只有当矿石经过加工和提炼，提取出纯元素时，它才会变得极其危险。所以，这是你现在看到这套玩具会说‘我的天，这太危险了！’的东西，因为我们被条件反射地认为铀等于危险。但实际上，它可能并不是。”该套件包括一个盖革计数器，供年轻的创业者用来寻找新鲜的铀。（如果你不想去挖铀，套件里还附带了一份方便的补充装订购单。）

还包括一个闪烁镜（spintharoscope），这是一种观察核衰变的设备。它由一个管子组成，一端是硫化锌涂层屏幕，上方悬浮着镭盐，另一端是透镜。通过透镜，你可以看到在矿石衰变过程中，α 粒子撞击屏幕时产生的闪光。

这款套件的销售时间不长，可能是因为 50 美元的标价——相当于 1951 年的周薪。但它可能是一笔不错的投资：最近在 eBay 上，一套状况良好的套件拍卖价为 4,550 美元，利润高达 9,000%。

Digi-Comp

Edmund Berkeley 设计了名为 Geniac 和 Brainiac 的早期计算机玩具。它们使用组合逻辑，输出完全取决于手动输入（尽管附带的手册提供了制造更复杂机器的说明）。

然而，第一代计算机爱好者最怀念的是 Digi-Comp，这是一款可自行组装的数字机械计算机。从 1963 年开始，ESR（教育科学研究）公司生产并销售这款产品，售价 4.99 美元，对于其传授的教育价值来说，这是一个便宜货。

用户组装了红白相间的苯乙烯板、金属杆、橡皮筋和塑料管，以创建一个坚固的装置。他们连接了三个简单的机械“触发器”，这是计算机用于存储 RAM 的电子电路版本，能够阻止或允许圆柱形销钉移动。当一个初级的史蒂夫·乔布斯或比尔·盖茨来回拨动杠杆时，这些销钉的不同配置使得 Digi-Comp 能够计算布尔逻辑运算。一个 3 位显示屏显示触发器的状态。在制造停止约 40 年前，Digi-Comp 的忠实用户可以演示二进制逻辑，执行简单的数学运算，并玩逻辑游戏。

对于 20 世纪 60 年代的孩子们来说，他们对计算机的全部了解可能来自于在未来电影中看到的房间大小的机器，Digi-Comp 代表了令人惊叹的可能性。它采用的原理——例如 AND/OR 门，允许多个输入但只有一个输出——在数字电路应用中仍然是基础。

Digi-Comp 的爱好者在网上比比皆是，粉丝网站和留言板致力于数字归档照片、原始说明手册和规格，以及对童年的深情回忆和粉丝关于他们后来在计算机及相关领域的职业生涯的故事。

对于那些希望重温童年珍贵片段的人来说，Minds-On Toys (mindsontoys.com) 提供了一个价格相对便宜的复古版本可供购买。

当前的竞争者

我们向科学玩具策展人 Rosie Cook 询问了目前可用的化学实验盒的推荐。她偏爱德国公司 Thames & Kosmos 制造的套件，这些套件装有各种化学品和真正的玻璃器皿，与 Gilbert 或 ChemCraft 制造的旧套件类似。“它们一点也不便宜，”她说，“但它们是非常、非常棒的套件。”

［本文最初发表于印刷版“科学玩具：在家试试。”］