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科学史最不可思议错误:伽利略肉眼看到木星

科普小知识2022-07-18 23:35:26
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据《每日电讯报》报道,最近发生的一系列事件表明,任何科学家都会犯错误,即使是最伟大的科学家也不例外。英国作家兼《新科学家》杂志顾问迈克尔·布鲁克斯在他的新书《十三件不合理的事情:科学史上最有趣的秘密》中总结了科学史上最不可思议的错误。

伽利略用肉眼“看见”了木星

最近发生的一系列事件动摇了公众对科学的信心:关于气候变化的研究陷入混乱,同行评议未能阻止加拿大医生安德鲁·维克菲尔德(Andrew Wakefield)发表关于麻疹、腮腺炎和风疹三联疫苗(MMR)的论文,欧洲大型强子对撞机(European Great强子对撞机)也遭遇了近乎荒谬的失败。因此,公众对此提出质疑并不奇怪。他们不习惯像科学家犯错误这样令人惊讶的事情。

鉴于此,科学家应该承担部分责任——他们试图把自己的缺点留在实验室里。用诺贝尔奖获得者生物学家彼得·梅德瓦的话来说,一个深思熟虑、万无一失的科学家形象“只是公众看到我们时更愿意展示的一种姿态。”梅德瓦指出,科学家不是圣人,偶尔会犯错。事实上,即使是历史上最伟大的科学家也犯了许多错误,这些错误在今天看来非常愚蠢。

让我们从1611年开始。一年前,伽利略·伽利雷宣布他看到了木星的卫星。另一位备受尊敬的佛罗伦萨天文学家弗朗西斯科·西兹试图解释伽利略的骗局。辛齐说木星的卫星“肉眼看不见,所以它们不会对地球产生任何影响,所以它们是无用的,不存在的。”

尽管伽利略赢得了与信德的竞赛,但他却深受这一错误概念的影响。二十年后,伽利略为教皇乌尔班八世提供了详细的数学证据来说明地球围绕太阳的轨道。不幸的是,他把潮汐作为自己的理论基础。数学书上说潮汐活动应该每天发生一次,而不是每两天一次,但是伽利略拒绝承认他的错误,并且嘲笑那些指出潮汐实际上是由月球引起的人。

开尔文不相信x光

一个世纪后,也是在意大利,现代电力的先驱路易吉·加尔瓦尼也犯了一个重大错误。当他把许多青蛙腿串起来放在铁栅栏上时,青蛙腿开始抽搐。加尔瓦尼认为他理解这一现象,并提出了“动物电”的新理论,声称生物组织可以自己发电。一段时间后,亚历山德罗·沃尔塔指出,通过用铜钩钩住青蛙腿,整个装置可以变成一个由化学能驱动的“大电池”。

在历史上,医学领域也有一系列重大错误,其中最可怕的可能是美国医科学生斯塔宾斯·菲勒斯犯的错误。弗斯在19世纪早期住在美国。由于黄热病的发病率在冬季有所下降,他认为这种疾病是发烧和压力的产物,而不是传染性疾病。为了证明这一点,他对自己进行了一系列恶心的实验,甚至把恶心的黑色呕吐物直接吞进病人的嘴里。

弗斯活了下来,但不是因为黄热病不是传染病,而是因为这种疾病只能通过血液直接传播。此外,一些在他们的研究领域中杰出的顶尖科学家也会犯错误。1896年,在辞去英国皇家学会主席一年后,开尔文爵士宣布关于“x射线”的最新报告是如此荒谬,毫无疑问这是一个骗局。然而,当开尔文知道自己犯了一个错误时,他比伽利略更加宽宏大量:同年晚些时候,在亲眼看到x光证据后,他不再坚持最初的想法,甚至同意给他的手做x光检查。

宇宙的膨胀迷惑了爱因斯坦

1917年,在广义相对论发表之前,爱因斯坦问许多天文学家宇宙是否在膨胀。爱因斯坦想知道这一点,因为他的方程描述了一个膨胀或收缩的宇宙。天文学家告诉爱因斯坦宇宙实际上是稳定的,所以他改变了他的程序,增加了一个“宇宙常数”来解释为什么宇宙可以稳定存在。十年后,埃德温·哈勃发现宇宙确实在膨胀,爱因斯坦的修改是不必要的。

爱因斯坦曾经说过,添加“宇宙常数”是他一生中犯的“最大错误”。现在说这个还为时过早——最近关于空间和时间性质的发现表明,我们似乎需要一个宇宙常数,以便将我们的理论与观测结果相匹配。然而,爱因斯坦确实在其他领域犯了错误。在晚年,他把所有的时间和精力都投入到对终极统一物理理论的追求中,与爱因斯坦生活在同一时代的天文学家阿瑟·爱丁顿遵循了这一不切实际的科学道路。

1921年,爱丁顿发现一些宇宙学数字显然是巧合。他希望证明这个巧合是最终导致终极宇宙理论诞生的线索。当另一名研究人员证明其中一个数字更接近137而不是136时,爱丁顿最终改变了他的理论,间接地承认了自己的错误。

宇宙就像一个难相处的女人,不仅让爱丁顿沉沦,还愚弄了前苏联物理学家雅科夫·泽尔多维奇,让他提出了被广泛认为是物理学史上最尴尬的理论。1967年,对星系的观察显示宇宙膨胀速度异常。泽尔多维奇认为异常是由量子理论的不确定性原理引起的。不幸的是,他对这种“零能量”的计算比实际影响高很多倍。

探测器因测量装置故障而坠毁。

科学家犯的一些错误有时并不难理解。例如,在1999年,美国宇航局的火星气候测量员发现它比科学家预测的离火星近60英里。这并不是因为时空关系有问题,而是因为火星气候测量员的发展存在文化冲突。美国宇航局的科学家在计算中使用公制单位(如米和厘米),但是提供导航软件的洛克希德·马丁公司的工程师在他们的研究中使用英制单位,如英尺和英寸。结果,耗资8000万英镑建造的火星气候测量器,由于轨道不稳定,最终坠入火星表面。

也许最令人担忧的错误是地中海大学的法国生物学家犯的。2003年,他们宣布发现了世界上最大的病毒,mimivirus。这种病毒是鼻病毒的30倍,无法根除。鼻病毒是一种引起感冒的病毒。令大家欣慰的是,实验结果表明,咪咪病毒可能不会感染人类。然而,一年后,地中海大学实验室的一名技术人员感染了由咪咪病毒引起的肺炎。

调查结果发现,尽管咪咪病毒在科学上是一种新病毒,但人类并不陌生:检查发现,10%的肺炎患者血液中有咪咪病毒抗体。从上面的例子中我们可以学到什么?科学家是人。一旦他们犯了错误,我们不应该感到惊讶或失望。科学进步使我们的生活更安全、更美好、更长久。科学发现的道路上总会有挫折。无论现在还是将来,科学发展都是人类进步的标志。