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有人以为,科学不过是事实与统计数据乏味而琐碎的堆砌;也有人以为,科学是诗、魔法和一切人性经验的对立面……这两种看法都错了,没有比科学更富于生机、更充满惊奇,也更具有人性意味的事物。
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图|央视科普栏目《走近科学》截图
科学是一种思维方法:一套帮助我们理解世界运行机制、也帮助我们发现自己可能错了的规则。
正因为人的眼睛、耳朵和直觉都可能制造错觉,科学才格外珍贵——它允许怀疑,鼓励检验,也始终准备修正答案。
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每一个今天看来理所当然的答案,背后都曾有过怀疑、争论与漫长的求证。图为《科学的旅程》书封。
而我们对科学史的许多误传,恰好说明了这一点:那些脍炙人口的“伟大瞬间”背后,往往藏着更漫长、更曲折,也更动人的真实故事。
01
伽利略在比萨斜塔做实验?
流传的误解:伽利略站在比萨斜塔顶端,同时扔下一个重球和一个轻球,以此证明物体下落速度与重量无关。
真实的情况:精彩的故事不一定是真的。
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它最早见于伽利略学生维维安尼后来写的传记,而“伽利略本人从来没有做过这一实验”。
但这不等于伽利略没有研究自由落体。他确实提出,在排除空气阻力的情况下,物体会以几乎相同的速率下落;只是他的关键实验并不在高塔上,而在斜面上进行。他让小球沿刻有凹槽的斜面滚动,用水钟计时,把快得难以测量的下落过程“放慢”,由此研究距离、时间与加速度的关系。
关于伽利略还有一个误传,说他在审判后喃喃说出“地球确实在动”,这是科学史上最著名的场景之一。但其实,以伽利略当时的处境,他不太可能真的说出这句话。
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伽利略1638年《关于两门新科学的对谈》中的斜面示意图。与著名的“比萨斜塔扔球”故事相比,斜面实验更能代表他研究运动规律的方法。
02
列文虎克发明显微镜?
流传的误解:列文虎克发明显微镜,因此第一次看见了微生物。
真实的情况:没有人能准确知道第一台真正的显微镜是什么时候发明的。
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透镜的使用远早于列文虎克;许多科学史家把荷兰镜片制造者简森视作最早用复合透镜增强放大能力的人。
列文虎克真正的贡献,不在于占有“发明者”头衔,而在于把仪器变成了观察世界的工具。他用自己制作的显微镜检查水滴、牙垢等样本,看见了原生动物和细菌。
他观察到“水滴里存在活物”,人的牙缝颗粒中也有活物。那个此前不可见的微观世界,才因此真正进入人类知识体系。
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图源:纪录片《逆袭:磨镜师列文虎克》
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亨利·贝克1756年绘制的列文虎克显微镜
03
牛顿被苹果砸中,悟出万有引力?
流传的误解:一只苹果砸到牛顿头上,他顿悟了万有引力。
真实的情况:1665年,一场鼠疫——大瘟疫袭击伦敦,这座城实际上成了死城。剑桥也难以幸免,于是,牛顿离开大学回到相对安全的林肯郡农场,在那里,他利用18个月的长假,开始整理一些思想。
在这段时期里,他奠定了微积分的基础,这是一种数学计算方法,它的发明使得科学家能够应付复杂的方程式。
也就在此期间,他注意到了一个苹果落到地面(尽管不像传说的落在他头上)。这件事使他若有所思,也许把苹果拉下地面的力跟维持月亮沿轨道运行的力是同一个力?
这一观念代表了与亚里士多德传统的决裂,亚里士多德坚持说,地上和天上运行的是两套完全不同的定律。
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罗伯特·汉纳《1665年秋,青年牛顿在伍尔索普花园》。苹果下落可能确实启发了牛顿,但“苹果砸中他的头,使他瞬间发现万有引力”是后来不断加工的故事。
04
华氏发明了温度计?
流传的误解:华伦海特发明了温度计;摄氏度是摄尔修斯定下的。
真实的情况:温度计和温标是多人不断校准改良的结果。
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1708年,丹麦天文学家罗迈最早认识到温度计需要两个固定点;1714年,华伦海特对罗迈的刻度作出改良,并把酒精换成水银。
1742年,摄尔修斯再把两个固定点之间分为100个单位。甚至今天熟悉的“冰点为0、沸点为100”的方向,也不是摄尔修斯最初设定的:林奈把摄氏温度计“掉了一个头”,让沸点为100,熔点为0,才形成今天全球科学家通用的刻度。
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1982年瑞典发行的纪念摄尔修创立摄氏温标240周年的邮票。今天使用的温度计和温标,是罗迈、华伦海特、摄尔修斯、林奈等人不断校准和改良的结果。
05
达尔文看到雀鸟,于是提出进化论?
流传的误解:达尔文到加拉帕戈斯群岛看见几种雀鸟,提出了进化论。
真实的情况:雀鸟只是长期观察材料的一部分;地质、化石、物种分布、人工育种和人口论,共同构成了理论形成的条件。
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1836年“贝格尔号”返航时,达尔文确实受到观察结果的困扰和启发,但书他并未准备从中得出物种进化的结论。
次年,他才开始系统写下有关变异证据的笔记;到1838年偶然读到马尔萨斯《人口论》,才获得理解自然选择的关键框架:生物繁殖远快于资源增长,竞争会使更适应环境的变异保存下来。
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约翰·古尔德绘制的加拉帕戈斯雀鸟,收入达尔文1845年版《贝格尔号航行记》。这些鸟后来成为进化论的经典象征,但达尔文并不是看到它们便立刻悟出自然选择。
06
孟德尔发表成果后震动学界?
流传的误解:孟德尔做完豌豆实验、发表遗传规律后,被科学界承认为“遗传学之父”。
真实的情况:孟德尔死后约16年,其工作才被重新发现并广为人知。
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孟德尔于19世纪50年代和60年代在修道院的花园里,用豌豆进行杂交实验,从而获得证据。
孟德尔发现,对于每一种性状,子代显然是从双亲那里均等地继承了遗传因子。重要的是,他发现这些因子不会混杂,而是保持独立,并且还可以互不混杂地传给以后各代。这就意味着,自然选择有更多的时间作用于一个性状中的任何变异。
不幸的是,直到20世纪初,孟德尔的工作才被重新发现并广为人知。孟德尔死于1884年,当时没有任何人会想到,有朝一日他会由于这项工作而出名并受人尊敬。
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1984年梵蒂冈发行的两枚纪念孟德尔逝世100周年的邮票
07
居里夫人发现了放射性?
流传的误解:居里夫人发现了放射性,因此获得诺贝尔奖。
真实的情况:居里夫人的贡献毋庸置疑,但“发现放射性”并不准确。
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1895年,伦琴在实验室发现一种能穿透遮挡物、使荧光屏发亮的未知射线,并把它命名为 X 射线;1896年,贝克勒尔由铀盐实验发现另一种此前无人知晓的新射线。
正是在伦琴发现的激励下,贝克勒尔的研究打开了放射性研究的大门。居里夫妇的伟大工作,是把这片新领域推进得更深、更远:系统研究这种现象,发现新元素,并改变了物理与化学的边界。
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贝克勒尔实验中的照相底片,铀盐发出的射线穿透遮挡物,在底片上留下影像。1896年,贝克勒尔由此发现一种不同于X射线的新现象;居里夫妇随后系统研究这种现象,发现钋和镭,并将放射性研究推进为一个新的科学领域。
08
尼安德特人是低智的野兽?
流传的误解:尼安德特人天生弯腰驼背、粗野低智,是人类演化过程的某个失败版本。
真实的情况:尼安德特人与现代人类祖先克鲁马农人生活在同一时代,但二者关系至今成谜。
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1856年,德国尼安德特谷发现第一具尼安德特人遗骸。由于早期研究者依据这具骨骼的特征,将他们描绘成弯腰屈背、笨拙低能的“猿人”,这一形象也被无数影视作品延续。19世纪以来,许多人甚至将尼安德特人视为现代人的直接祖先,但这一观点后来逐渐被推翻。
事实上,尼安德特人生活于约13万年至3.5万年前,他们身材矮壮、直立行走,会制造工具,生活于群体之中,甚至可能拥有某种宗教意识。他们与现代人类祖先克鲁马农人曾生活在同一时代,但二者究竟是什么关系,至今仍是人类学中的谜题。
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古生物艺术家伊丽莎白•戴恩斯根据法国拉沙佩勒奥圣考古遗址出土的化石制作的尼安德特男性容貌复原像。
09
爱因斯坦数学不及格?
相对论是灵光一现?
流传的误解:爱因斯坦数学很差,相对论的提出是灵光一现。
真实的情况:爱因斯坦厌恶数学的机械教育方式,相对论也不是突然诞生的。
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爱因斯坦16岁时确实没有通过联邦工学院入学考试,但他的“数学和物理学成绩非常出色”;他的问题不是不会数学,而是厌恶僵化、机械的教育方式。
相对论也不是在真空中突然诞生:前有麦克斯韦电磁理论、以太假说与迈克耳孙—莫雷实验:实验未能找到“以太风”,却留下光速为何恒定的难题。
爱因斯坦在并不知晓该实验细节的情况下继续思考这一问题,以“真空中的光速恒为常数”为假设,进而修正了牛顿物理学关于绝对时间和空间的框架。
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爱因斯坦的中学毕业成绩单,其中数学为6分(满分)
10
爱迪生“发明”第一只灯泡?
流传的误解:爱迪生在 1879 年独自发明了世界上第一只电灯泡。
真实的情况:爱迪生之前,已经有人持续试制电灯。
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爱迪生“没有发明第一只灯泡”,他的历史性贡献,是把此前并不适合家庭使用的电灯,做成了能够稳定点亮较长时间、可以实际推广的白炽灯,并与团队一起解决发电、配电、线路、开关、灯座等问题,形成完整照明系统。
1879年,他们用碳化棉线灯丝获得持续约十三个半小时的照明;1882年,纽约珍珠街电站开始向用户供电。
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托马斯·爱迪生与第一盏白炽灯的复制品的合影
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看完这10个故事,
哪一个最颠覆你原来的印象?
你还听说过哪些以“科学”之名
流传已久的误解?
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讲述“正确”与“错误”,“成功”和“失败”
用“正史”与“野史”还原真相,
揭秘科学家如何思考和探究,
一个既有科学头脑、又有人文想象的人,
注定成为技术时代的先行者
-End-
观点资料来源:《科学的旅程》
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真相远比传说更加动人
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