品讀：那些改變世界的民間科學愛好者們

那些改變世界的民間科學愛好者們

作者：石毓智

接種疫苗的最早發現者，則是一位沒有受過任何科學訓練的家庭婦女。

一個家庭婦女發現了疫苗

歷史上，傳染病造成了人類一次又一次的大災難。比如，15世紀前後在歐洲流行的黑死病，奪走了將近一半人的生命，而天花則讓無數人失去生命或者留下疤痕而毀容。疫苗的發現阻止了這些疾病的傳播，挽救了無數人的生命。可是接種疫苗的最早發現者，則是一位沒有受過任何科學訓練的家庭婦女，她就是英國人瑪麗·蒙塔古夫人。

1712年，時年24歲的瑪麗·蒙塔古夫人隨擔任英國大使的丈夫來到土耳其。她是個文學愛好者，平時除了服侍丈夫外，就是寫寫詩什麼的。

在土耳其，蒙塔古夫人發現當地人不得天花病，而英國每年都有數以萬計的人患上這種可怕的疾病。她進而注意到土耳其有這樣一種習俗：一個家族對那些有可能患天花的人，會提早作預防，預防的辦法就是用一枚堅果殼盛著有天花細菌的液體，將一枚針在這些液體中浸一浸，然後用受污染的針，扎他們的靜脈。被感染後的人會發低燒，出現輕微麻疹，可是在床上躺兩三天就好了，隨後就不容易得天花了。

翌年，蒙塔古夫人回到英國，開始宣講接種疫苗的療效。可是在一般人心目中，蒙塔古夫人就是個家庭婦女，沒有人理會她說的那一套。蒙塔古夫人不放棄，繼續到處宣講。

蒙塔古夫人的舉動終於感動了威爾士的一位公主，她同意在犯人和孤兒身上先做實驗。蒙塔古夫人就從天花病人的水泡中抽取膿水，再把少量這種致命細菌注射到受試者身上。結果，這些接種的人，患天花的幾率大幅下降，就算得了天花，死亡率不到普通人的1/3，而且這些人的病勢較輕，不留傷疤者是普通人的5倍。

接種天花疫苗的技術，後來經過英國外科醫生愛德華·詹納完善後，開始大規模給兒童接種，使這種可怕的疾病得到有效的遏止，愛德華·詹納因此被人稱為「免疫學之父」。

今天的人們，已經可以靠接種牛痘而免遭天花的威脅，可是人們很難想到，這種保障人類生命和健康的醫療技術，竟來自於一個家庭婦女的觀察與執著。

修道院的神父創立了遺傳科學

在一般人看來，科學與宗教是不相容的兩個領域，然而生命科學的鼻祖卻是一位修道院的神父。1865年，奧地利神父孟德爾發現了生物遺傳的規律，在他的工作的啟發下，後來的科學家又相繼發現了基因、染色體、DNA和人類基因組，這一連串的重大科學發現又進而推動了醫學事業的發展，攻克了很多疑難疾病的治療。

奧地利的布魯恩修道院坐落在一個風景旖旎的小山上，孟德爾就在這裡當神父，他除了處理宗教事務外，業餘時間還喜歡種豌豆，年復一年都種這種植物。

孟德爾種莊稼的方式不同於一般的農民，他用一種高棵豌豆與低棵豌豆雜交，再從雜交的豌豆中挑選高個豌豆的種子，第二年再種。結果發現有少數豌豆長得很矮，即低棵豌豆的特徵在第二代身上又出現了。

於是，孟德爾又把黃豌豆與綠豌豆雜交，第一代長出的全是黃豌豆，但是在第二代中，雖然大部分是黃豌豆，也有少量的綠豌豆，從來沒有出現黃綠混合後的青豌豆。就是說，豌豆的顏色可以復現，但是從不混雜。

孟德爾經過連續6年的觀察，發現雜交豌豆的生長規律——在第二代身上，1/4的植物發生變化，即顯示回歸第一代的特徵。他得出結論：遺傳特徵不混雜，它們代代相傳，只有這種特徵在佔據一株植物的主導時，才會顯現出來。

從孟德爾的發現中，可推出普遍的遺傳規律，就無數祖先的生理特徵打包成「基因」，留在下一代身上。即便是一種特徵在某一代身上沒有出現，但這些基因在遺傳過程中，也不會發生混雜現象。

孟德爾發現遺傳規律的過程給人以啟發，不管你從事什麼職業，受過什麼訓練，只要抱著一顆好奇心，善於觀察並理性思維，就能夠有重大的科學發現。

律師提出了「費馬大定律」

就像中國人愛好詩文一樣，法國人痴迷於數學。很多法國人在閑暇時間喜歡看數學，相互之間交流數學問題，以提出和解決數學問題來證明自己的智慧。

17世紀中葉，法國有一位叫費馬的律師，白天幫人打官司賺錢養家，晚上就看數學書消遣解悶。一天閑暇，他翻看丟番圖的《算術》，眼睛盯著那著名的畢達哥拉斯公式：a2+b2=c2，他突發奇想，如果把平方改為立方、4次方……N次方，自然數中是否還存在著這樣的整數關係呢？費馬驗證了無數次，答案都是否定的。就是費馬這一閃念，才出現了一個世界級的數學猜想：「將一個立方數分成兩個立方數之和，或一個4次冪分成兩個4次冪之和，或者一般地將一個高於2次的冪分成兩個同次冪之和，這是不可能的。」

這一猜想困擾了人們300多年之久，期間無數傑出的數學家嘗試證明它，其中包括高斯、歐拉這些大腕兒，可是都沒有成功。直到上個世紀90年代，英國數學家懷爾斯才最後證明了。這個猜想被譽為20世紀最偉大的數學成就，美國的《時代周刊》發專文報道此事，時任美國總統的柯林頓還在白宮接見了這位數學家。

正是法國人具有這種喜愛數學的傳統，不僅使法國在歷史上出現過像高斯這樣一批數學家，而且使法國的數學水準今天在世界上仍然是數一數二的。拿數學國際最高榮譽——菲爾茲獎獲獎人數來說，美國迄今為止有12人獲獎，名列世界第一；法國則有9人獲獎，名列世界第二。要知道美國的人口是法國的5倍以上，而且它不斷收羅世界各地的人才。由此可知，法國民眾的整體數學水準如何了得。有什麼樣的大眾愛好，就會出什麼樣的天才。

居民散步走出了兩個數學分支

除了費馬這種數學民科外，普通百姓的一些想法也會促使科學發展。現代數學的兩個重要分支——圖論和拓撲學就是來自普通城鎮居民的日常休閑活動。

17世紀初葉，德國的哥尼斯堡附近河流縱橫，上面有7座小橋連接，居民們常來這裡散步休閑。他們中就有人提出了這麼一個問題：「誰可以不重複地一次走完這7座橋？」這個問題的提出就不一般，其中就包含著深刻的數理思維。儘管有很多人反覆嘗試，但都無法做到這一點。到底是邏輯上完全不可能，還是沒有找到合適的途徑？對此，當地的居民百思不得其解。這些連數學民科都算不上的居民只能提出問題，但是沒有能力去證明它。然而科學發展史證明，提出問題比證明問題往往更有意義，這是促使科學飛躍發展的契機。

1736年，時年29歲的歐拉來到哥尼斯堡旅遊，聽說了這個問題，就用數學方法嚴格證明了這個「七橋問題」，最後得出結論：「不重複地一次走完這7座橋」在邏輯上是不可能的。歐拉向聖彼得堡科學院遞交了《哥尼斯堡的七座橋》的論文，在解答這個居民所提的問題的同時，開創了數學的兩個新的分支——圖論與拓撲學，也由此開闢了數學史上的新曆程。

「七橋問題」這件事很能說明，德國能出現了歐拉、希爾伯特這些偉大的數學家，是與德國民眾的科學好奇心和邏輯思維分不開的。

家庭電腦俱樂部

催生第一台個人電腦

蘋果公司的第一款產品是Apple?II型電腦，這是世界上第一款真正意義的個人電腦，被譽為人類100個最偉大的發明之一。設計這款電腦的喬布斯和沃茲，當時都是二十幾歲的小夥子，他們被時任美國總統的里根在白宮接見，並被授予「總統發明獎」。

這款電腦的主要設計者是沃茲，他在科羅拉多大學只念了一年就輟學了，回到在舊金山灣區的老家，從他加州理工學院畢業的老爸那裡學到一些零零碎碎的電子學知識。更多的知識來源大都是自學，那款電腦是在喬布斯家車庫裡利用業餘時間搗鼓出來的。

而喬布斯在側重人文藝術的里德學院只讀了一年就輟學了，他對電子的知識主要來自兩個方面，一是他中學時候參加過惠普公司舉辦的青少年電子設計夏令營，二是他爸爸是個汽車修理工人，喬布斯小時候經常站在一邊看爸爸拆裝汽車裡的電子元器件，從而獲得一些直觀感受。

美國大眾有一種社會風尚，那就是具有共同科技愛好的人自發組織起來，定期聚會交流思想。上個世紀70年代初，與斯坦福大學緊鄰的帕洛奧圖鎮，出現了一個純粹的民間組織「家庭計算機俱樂部」，它把該地區具有共同愛好的居民團聚在一起。他們每個周末在其中一家聚會，成員什麼背景都有——電子設計愛好者，商店老闆，中小學生，也有家庭主婦。在電腦剛剛興起的時代，這種組織使得各種新思維或者新點子，迅速在具有共同愛好的人群中交流傳播。

這個家庭計算機俱樂部對喬布斯和沃茲的創業生涯至為關鍵，他們的創造慾望、設計靈感、第一個買主都來自這個民間科技俱樂部。沃茲在聚會上看到一個微處理器的規格表，那天晚上回到家裡，就開始設計後來成為Apple?I型計算機草圖，嘗試把鍵盤、屏幕、計算機整合在一套個人裝置中。沃茲在此基礎上又設計出了升級版Apple?II型電腦，這款電腦一出來就風靡世界，是蘋果公司賴以建立的經濟支柱。

專利局的三級小職員提出相對論

愛因斯坦的相對論不僅推動了物理學的巨大進步，也深深改變了人們的世界觀，因而被譽為近一個世紀以來人類的頭號天才。

當時，在蘇黎世工學院畢業後，愛因斯坦在瑞士的伯爾尼市的一家專利局做一個助理鑒定員，從事電磁發明專利申請的技術鑒定工作。愛因斯坦每天要工作8個小時，工作很繁重，只有下班和周日才有時間思考理論物理問題。

那時愛因斯坦是典型的「三無」：沒有資金，沒有設備，沒有專門的時間搞科研，所以只能利用自己的業餘時間做些「思想實驗」來提出自己的假說。

1905年是愛因斯坦一生中成就最輝煌的一年，當時他只有25歲，這是他在專利局工作的第三個年頭，還是一個三級小職員。這一年他提出了一種革命性的光量子理論，間接證明了原子的存在，解釋了布朗運動，顛覆了經典物理學的時空概念，並提出了科學上最著名的質能方程：E=mc2。

愛因斯坦的伯樂就是當時歐洲理論物理學界的巨擘——普朗克。可以這樣說，愛因斯坦發現了相對論，普朗克發現了愛因斯坦。

愛因斯坦利用在專利局工作的業餘時間連寫了3篇論文，送給《物理學紀事》刊物發表，負責理論物理審稿的就是普朗克。慧眼識英才的普朗克，不僅連續發表了這位專利局小職員的文章，而且還專門做演講宣傳愛因斯坦的理論。爾後普朗克又多次與這位二十幾歲的年輕人通信交流，並說要到伯尼爾的專利局去看望他。這不僅對年輕的愛因斯坦是莫大的鼓勵，而且給予了這位年輕人極大的信心投身科學研究。

愛因斯坦回憶道，他的相對論思想始於他16歲的一個思想實驗，那時他還是一個中學生。當時他設想，自己騎著一個光束去追趕另一個光束會怎麼樣，感到經典物理的一些規律將會被動搖。這一想法一直困惑了他十幾年，直到他大學畢業到專利局工作時，才突發靈感，憑直覺提出了相對論。

直到1919年，通過觀測日全食證明了愛因斯坦的理論預測，愛因斯坦才在全世界名聲大噪。1921年，愛因斯坦獲得了物理學諾貝爾獎。從此以後愛因斯坦的名聲越來越大，榮譽越來越多，但是他一生最輝煌的成就都是此前做出來的。

（摘自金羊網）

編輯：高敏婧

註：圖片均來源於網路

TAG:半月談網 |

※男神女神？他們都是改變世界的大人物
※那些改變生活的偉大的神級科學家，他們究竟為人類做了多大貢獻？
※白手起家：這些女性企業家正在改變世界
※這些創意有望改變世界
※粒子物理學是怎樣改變我們的生活的？
※古今中外，感動世界的偉大母親，她們用愛了改變了世界
※「寒窗苦讀」改變命運 細數那些享譽世界的高等學府
※懷揣科學救國理想 這些人改變了中國科技的發展歷程
※活著就是為了改變世界
※人與動物之間的和諧，世界因為改變而美好
※我喜歡化學，因為它可以改變整個世界
※改變科學世界的十張圖片！
※旅行不會改變世界，卻能改變看世界的眼睛！
※無意間他們改變了中國乃至世界的歷史進程
※用笑容去改變這個世界，別讓這個世界改變了你的笑容
※藝術家都是蛇精病：用剪紙改變世界
※你姓葛么？你知道你的家族曾改變了中國歷史的進程嗎
※科技改變世界太快，馬雲說的「新中國製造」又是個啥？
※別讓這個世界改變了你的笑容