那些改变世界的民间科学家


  科学技术的发展让全人类享有越来越便利、舒适的生活,而科技的突破往往在极少数“天才”的“脑洞”中出现,这一类“少数派”往往都是科学大家,然而其中也不乏一些让人啧啧称奇的“外行”。
  疫苗的发现归功于家庭妇女
  
  我们用疫苗来对付各种传染疾病,只有疫苗才能有效克制这些突发的健康杀手,那么你知道疫苗是谁发现的吗?
  在西欧国家黑暗的中世纪,曾出现过一种叫做黑死病的瘟疫,夺走了当时接近半数欧洲人的生命,那时候的人们面对该疾病犹如待宰的羔羊,不幸受染后只能在无望的祈祷中坐以待毙。而后来在更大范围内流行的天花病毒,则让无数人失去生命或因疤痕而毁容。
  1712年,一位英国大使携夫人前往土耳其,大使的夫人名叫玛丽·蒙塔古,是一名全职家庭主妇。然而这次随夫同行,却让这位主妇有了不一样的发现。
  蒙塔古夫人察觉到,在当时天花病席卷包括英国在内的大多数国家之时,土耳其却几乎没人因这种病毒丧生。聪明的蒙塔古夫人经过仔细的观察调研,发现土耳其有这样一种习俗:人们对自己可能会患天花的亲人,用一枚坚果壳盛着带有天花细菌的液体,然后将一枚针头在这些液体中浸一浸,扎进他们的静脉,随后这些被针扎过的人将发低烧,出现轻微麻疹,但在床上躺上两三天恢复后,就不容易得天花了,这种预防措施出奇有效。
  蒙塔古夫人回到英国,立即开始宣传她的这一发现,然而并未引起人们的重视,因为在大家看来,蒙塔古夫人就一个只会做饭、干家务的妇人。然而蒙塔古夫人却没有就此打退堂鼓,而是继续宣讲她的发现。
  终于,威尔士的一位贵族小姐被蒙塔古夫人的坚持不懈所感动,同意支持她的实验。蒙塔古夫人从天花病人身上的水泡中抽取脓水,再注射到受试者身上,结果这些被注入致命细菌的人,患天花病的几率远低于其他人,就算患上此病,死亡率也不到其他人的三分之一。蒙塔古夫人应验了她的发现,这种疗法使普通人对天花病毒产生了抗体。
  在经过英国外科医生爱德华·詹纳的进一步完善后,这种抗病疫苗技术开始被大规模用于儿童预防天花,从此人们终于不再谈天花色变。假如没有蒙塔古夫人这位“外行”的细心发现和创新精神,詹纳医生也就不知要到何时才能发掘出疫苗技术,人类或许还将被这种疾病折磨更久。
  修道院的神父创立了遗传科学
  
  遗传学,是研究生物的遗传与变异的科学,也是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科。科学和宗教本是水火不相容的两个领域,但颇具戏剧性的是,遗传学这门重要的生物科学,却是一位修道院神父最先发现的。
  奥地利布鲁恩修道院的孟德尔神父平日里除了处理宗教事务,最大的爱好就是在修道院的菜园里种植豌豆。
  孟德尔在某一次种植豌豆的过程中,别出心裁地将一种高植株豌豆和另一种矮植株豌豆杂交,从杂交后长出的新豌豆中筛选出高植株的种子,来年再次种下。神父发现,全部用杂交后的高植株豌豆种子种下后长出的豌豆中,居然有少数矮植株个体混杂其中,也就是说,矮植株豌豆的特征出现在了第二代豌豆里。
  为了进一步验证自己的发现,孟德尔神父又把黄色豌豆和绿色豌豆杂交,按上述方法种植,结果第一代长出的全是黄色豌豆,而第二代却有少数绿色豌豆混杂其中,但并没有出现除黄、绿之外的第三种颜色。
  经过六年的不断种植和观察,神父摸索出了杂交豌豆的生长规律:在第二代杂交体身上,有四分之一的个体发生了变化,回归第一代的特征,所以遗传特征不会混杂,而是代代相传。
  从孟德尔的发现中,可推出普遍的遗传规律,即生物“祖先”的生理特征可打包成“基因”,留在下一代身上。即便是某一种特征在某一代身上没有出现,但这些基因在遗传过程中,也不会发生混杂现象。
  在神父的启发下,科学家又相继发现了染色体、DNA和人类基因组,这一连串的重大科学发现又进而推动了医学事业的发展,攻克了很多疑难疾病的治疗难题。
  普通散步者,走出了两个数学分支
  17世纪初叶,德国的哥尼斯堡附近河流纵横,各条河流间有七座小桥连接,附近居民常来这里散步休闲。这些居民中有人提出了这么一个问题:“谁可以不重复地一次走完这七座桥?”尽管有很多人反复尝试,但都无法做到不重复地一次走完七座桥。这究竟是逻辑上完全不可能,还是大家都没找到正确的途径?对此,当地居民百思不得其解。
  1736年,时年29岁的欧拉来到哥尼斯堡旅游,听说了这个问题后,他用数学方法严格证明了这个“七桥问题”,最后得出结论:“不重复地一次走完这七座桥”在逻辑上是完全不可能的。欧拉在解答这个居民所提问题的同时,开创了数学的两个新分支——图论与拓扑学,也由此开辟了数学史的新历程。
  “七桥问题”这件事说明,德国能涌现出欧拉、希尔伯特这些伟大的数学家,是与德国民众的科学好奇心和逻辑思维分不开的。
  专利局小职员提出相对论
  相对论是关于时空和引力的基本理论,依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论,它推动物理学实现了质的飞跃,同时也冲击着人类的世界观。
  
  然而,当你知道提出相对论的人,其实是一百多年前的一位民间科学家,是否会感到极度惊讶?不用怀疑,这是事实。
  一百多年前的阿尔伯特·爱因斯坦是苏黎世工程院的一名学生,毕业后的爱因斯坦到瑞士伯尔尼的一家专利局应聘,并成为了一名助理鉴定员。
  当时的爱因斯坦,每天辛苦工作8个小时,只有在周末闲暇之余才能抽空研究自己感兴趣的物理问题。他对科学空有一腔热血,却一没资金,二没设备,三没时间搞科研,得不到相关机构和专家们的重视。
  眼看就要在日复一日的繁重工作中沉沦的爱因斯坦,不知不觉已在专利局混迹了三年,25岁的他只是一个三级小职员。
  殊不知,他在物理学方面最重要的贡献,几乎都是在这一年里做出的。这一年,爱因斯坦提出了革命性的光量子理论,间接证明原子的存在,解释了著名的布朗运动。这一理论颠覆了经典物理学的时空概念,并提出了科学史上最著名的质能方程:E=mc2。
  可以这样说,假如爱因斯坦没有这一年中利用业余时间做出的成就,他可能将在这个专利局一直工作下去,做一辈子的普通职员。
  俗话说,千里马常有,而伯乐不常有。爱因斯坦是幸运的,他的伯乐终究还是出现了,那就是当时欧洲理论物理学界的巨擘——普朗克。
  在专利局工作的三年里,爱因斯坦先后撰写了三篇论文,并投稿给《物理学纪事》这本刊物,负责对这本刊物进行审稿的就是科学家普朗克。普朗克并没有因为投稿人是默默无闻的小职员,就认为这是一篇毫无专业水准的“民科”粉丝作品而直接丢弃到废纸筐中。相反,他认真阅读了这位“小粉丝”的论文。
  具备高见的伯乐普朗克,连续在《物理学纪事》发表了小职员爱因斯坦的文章,同时专门开展演讲,宣传爱因斯坦的理论。
  随后,普朗克多次与爱因斯坦通过信件交流沟通,并亲自前往专利局看望这位小职员。年轻的爱因斯坦受到极大鼓励,有了十足信心投身于科学研究,为人类科学技术发展做出了伟大贡献,并于1921年荣获诺贝尔物理学奖,此后他名声越来越大,载誉数不胜数。
  可以说,爱因斯坦发现了相对论,而普朗克发现了爱因斯坦。
  “民科”,全称民间科学爱好者,又被称为民间科学家。虽然专业的科学工作者多对“民科”持否定态度,然而一个社会的价值取向,往往在很大程度上影响着年轻人努力的方向,所以应该重视民众对科学的热情,鼓励更多的人思考科学问题。

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