我们听了太多假的“科学家励志故事”
2019-08-21 16:03

我们听了太多假的“科学家励志故事”

本文来自微信公众号:短史记(ID:tengxun_lishi),作者:隋风,标题图来自视觉中国


大多数当代中国人,在他/她的学生时代,都或多或少受到过“科学家励志故事”的熏陶。


可惜的是,这些“科学家励志故事”,有很多是假的。


比如“牛顿被苹果砸中脑袋,然后发现了万有引力”。


教科书收录这个故事,自然是希望学生能够学习牛顿,从普通的日常生活中得出不普通的发现。


其实,牛顿发现万有引力,是受到博物学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)的启发,而非苹果砸中脑袋。


1671年,胡克发表论文《试论地球周年运动》,提出天体有吸引力、惯性运动、引力大小与距离有关等3条假设。1679年,胡克在给牛顿的信中讨论了他设想的“平方反比定律”,还向牛顿建议了计算方向。再后来,牛顿按照胡克的思路、伽利略的理论,以及自己发明的微积分,发现了牛顿第三定律和万有引力定律,并发表在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书之中。


万有引力定律发表后,胡克认为牛顿剽窃了自己的研究成果(牛顿没有提及胡克给自己的启发),两人关系恶化。1717年,在给一位法国作家的信中,为了否认胡克给他的启发,牛顿编造了苹果落地的故事,但这个故事在牛顿生前并未公诸于世。①


1727年,伏尔泰在《哲学通信》这本书里,第一次说到苹果树和牛顿发现万有引力的关系。此后遂以讹传讹,变得广为人知。②


图:罗伯特·胡克(Robert Hooke),启发牛顿发现万有引力的学者


再如“瓦特看到开水使壶盖跳动,发明了蒸汽机”。


这个故事所传达的主旨,与“牛顿被苹果砸中脑袋,然后发现了万有引力”高度相似,亦即仔细观察思考普通的日常现象,也可以发现伟大的科学原理。


其实,蒸汽动力的研发,自15世纪就已开始,达芬奇曾致力于此。1688年,法国物理学家德尼斯·帕潘,用圆筒和活塞制造了第一台简易蒸汽机。此后,相关技术不断提升,至1712年,英国人纽可门发明出了可用于矿井排水和农田灌溉的蒸汽机。


正是在这些前人研究成果的基础之上,瓦特加上了冷凝器(1763年)、双动发动机(1782年)、离心式调速器(1788年)、压力计(1790年)等装置,才有了完善的蒸汽机,推动了英国工业革命。所以,严格来说,瓦特只是蒸汽机的改进者,而非发明者。③


他的成就,并非来自“开水使壶盖跳动”的启发,而是一代又一代人的知识积累。


图:托马斯.纽可门(Thomas Newcomen),蒸汽机发明史上的重要人物


再如“富兰克林在雷雨天放风筝测试闪电”。


这个故事,主要是为了鼓励学生要有“勇于实践”“不畏艰险攀登科学高峰”的精神。


其实,并没有资料能够证明富兰克林确实做了这个实验——将钥匙放在风筝中,在雨中测试闪电。研究者发现,富兰克林只是在《宾夕法尼亚学报》上简单地叙述过风筝实验的设计,从没说过自己真的做了这个实验。也有人按照富兰克林的设计,制作了相同的风筝,但这种风筝却飞不起来。④


如果修改富兰克林的设计,让带着钥匙的风筝在雷雨天飞起来的话,会产生什么后果呢?研究认为,后果将是:电流从风筝经过人体,将达到几十甚至上百千安,手拿风筝的人呼吸将会停止,肌肉会被撕裂,甚至身体会发生燃烧。如果富兰克林真的做了这个实验,他很难全身而退。⑤


富兰克林在电学上确实很有成就,不仅证明了人工电与雷电的同一性,还发现了尖端放电现象,提出了“正电”和“负电”概念、电荷守恒定律等。这些成果,无不建立在当时已有的电学实验基础之上。⑥


图:如果富兰克林真的如图中这样做了,他无法全身而退


再如“爱迪生痴迷做试验被人打聋耳朵,终成发明大王”。


这个故事,当然是为了传达“努力”“痴迷”和“锲而不舍”的对于攀登科学高峰的重要性。


其实,爱迪生因为做实验被列车员打聋耳朵,这个故事是虚构的。真实情况是,在列车上当报童的爱迪生“上车不及,车务员恐怕他坠入轮底,便一把将他拉了上来,他觉得耳中好像突然被咬了一口,接着便失去了听觉”。⑦乘务员对爱迪生并无恶意,而是救了他一命。


爱迪生后来被称为“发明大王”,是因为他一生中有2000多项发明,在美国获得了1328项专利。但这些发明,并非出自爱迪生一人之手,而是团队贡献。1876年,爱迪生建立了“门洛帕克实验室”,先后招募了200多名专业人士。这些人,有的精通数学,有的擅长物理,有的是化学专家,甚至还包括专业的绘图人才。这些人通力合作,才有了挂在爱迪生名下的一个个发明。⑧


图:“门洛帕克实验室”内部


再如,“爱因斯坦小时候很笨,成绩差,连小板凳都做不好”。


这个故事,主旨在于传达“勤能补拙”等励志理念。


其实,真实情况是,由于家庭教育的原因,爱因斯坦早在12岁就自学了平面几何;在中学时期,他的“数学和物理水平远远超出学校的要求”。在苏黎世工业大学“数理师范系”求学期间,爱因斯坦不仅在课堂上接受了正规的数学、物理专业教育,还在课外进行了大量阅读,做了许多实验。1905年,爱因斯坦获得苏黎世大学物理学博士学位,1909年,成为这所大学的教授。⑨


1901年,22岁的爱因斯坦发表第一篇论文《由毛细现象所得出的结论》,其研究成果获得了学术界的注意。1905年是爱因斯坦的“奇迹年”,一年之内,他在物理学界最权威的《物理学杂志》发表了6篇论文,包括提出狭义相对论的《论动体的电动力学》。十年后,爱因斯坦建立了广义相对论,并在1916年作出推论,“一个力学体系变动时,必然发射以光速传播的引力波”。⑩如今,爱因斯坦的大部分理论都得到了实验证实。


图:少年爱因斯坦,一点都不笨


上述种种假的“科学家励志故事”,其本意自然是好的。但这些假故事并未告诉它的受众,科学发现的实质乃是知识的积累与突破。相反,这些假励志故事糅合在一起,为几代中国人构筑起了一种错误的“科学观”——一种由顿悟式的启发和执拗式的努力构筑起来的“庸俗成功学”。在这种“庸俗成功学”的支配下,自上世纪80年代开始,无数未曾接受过正规学术训练的民间人士,试图靠着顿悟和努力,去证明哥德巴赫猜想、造出永动机、推翻相对论,以致于“民科”成了一种社会现象。


牛顿、瓦特因为偶然事件,而获得了重大科学发现;爱因斯坦、爱迪生屡受挫折,但凭着个人锲而不舍的精神,也终于取得了成功。这些故事,为“民科”们提供了极大的心理支持,也为其培育了相当多的支持者。可惜的是,这些“科学家励志故事”,并不靠谱。


2015年,富商廖凯原提出了无人能懂的“轩辕反熵运行体系2.0”


注释:

①③张继栋: 《瓦特的水壶与牛顿的苹果——无稽之谈的误导》,《力学与实践》2008年第2期。

②吴大江:《现代宇宙学》,清华大学出版社2013年,第66页。

④曹天元:《富兰克林的风筝》,《南方都市报》2006年9月6日。

⑤Albert_JIAO:《富兰克林的风筝实验真实存在吗》,果壳网2011年1月9日。

⑥眭平:《富兰克林与他的电学》,《中学物理教学参考》1996年第12期。

⑦西蒙兹:《爱迪生传》,世界书局1941年,第40页。

⑧梁国钊:《爱迪生科学研究方法的特点》,《学术论坛》1988年第4期。

⑨(德)阿尔布雷希特·弗尔辛:《爱因斯坦传》,人民文学出版社2011年,第12-50页、第88-97页。

⑩许良英:《爱因斯坦奇迹年探源》,《科学文化评论》2005年第2期。


本文来自微信公众号:短史记(ID:tengxun_lishi),作者:隋风,标题图来自视觉中国

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