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三谈《〈自然〉百年科学经典》 精选

已有 11717 次阅读 2018-8-21 11:24 |个人分类:闲来读书|系统分类:观点评述

 

 


 

山雨欲来风满楼

 

《〈自然〉百年科学经典》以中英对照的形式展示了《自然》杂志眼中的世界科学发展史。选录的论文从创刊的1869年开始,到2007年截止,共计十卷、八百四十多篇。这套丛书由外语教学与研究出版社、麦克米伦出版集团和自然出版集团策划出版,自2009年第一卷发行以来,已经出版了八本。

第三卷对应的年代是1934年-1945年,从新量子力学的革命性成果向物理学其他领域扩散开始,到第二次世界大战结束为止。第三卷的篇幅与前两卷相仿,但收录的文章却多达140篇(前两卷都是100篇出头)。至此,丛书覆盖的140年刚好过半,而收录的论文数也超过了总数的40%

第二次世界大战对杂志质量的影响显而易见。1941-1944年没有选录任何文章(尽管杂志在战争期间仍然发行),1940年有18篇,1945年则是14篇——二战结束是一个太明显不过的时间节点,否则,这卷书完全可以在1940年结束的。1939年选录了惊人的46篇,而且大多是很短小的文章,因为那些科学家马上就要(或者已经)被政府征召去为战争服务了,所以要赶快把手头的工作做个了结。这一年发表了许多关于原子核裂变的文章,其中的第一篇就是莉泽·迈特纳和奥托·弗里施的《由中子引起的铀衰变:一类新型核反应》,随后有各种文章讨论铀核爆炸时中子的释放、铀核的裂变产物、铀核裂变中链式反应的控制,乃至在热中子诱发的铀核裂变中释放的中子的能量。我们只能感叹,这帮子物理学家的心可是真够大的,他们还不知道自己已经掌握了可以毁灭整个人类的技术——再过五年,原子弹就要在美国造出来了,如果纳粹德国抢先掌握了这项技术,人类历史的进程就有可能改变走向了。

新量子力学革命的影响也非常显著。正电子的发现和命名,中子和质子之间的交换力,还是基础科学研究的成果;人工制造的新放射性元素,很快就导致了中子与人工放射性的若干生物学应用。重氢和重水也从基础探索逐渐转向实用研究,在关于氢的新同位素的演讲中,卢瑟福描述了一种可以提纯“重水”的方法,此后不久就有了关于重水的商业化生产和大量生产的报道。卡皮查发明了无液氢预冷的绝热法氦液化方法,为几年后发现液氦的超流现象奠定了基础。

技术应用仍然是《自然》关心的话题。1934年就有两篇关于电视的文章,1939年报道了美国科学家利用调频技术的新广播系统,1945年则有两篇文章分别讨论了橡胶和人造蛋白纤维,还有四五篇文章讨论青霉素的作用机制和各种治疗效果。

科学研究的过程从来不是一帆风顺的,难免会走一些弯路。这卷书里有好几个特别明显的例子。爱丁顿(A. S. Eddington)的文章《量子理论中的137/136因子》可能就是他的外号“Adding One”的来源,而费米的文章《原子序数大于92的元素的可能生成》则告诉我们,最伟大的物理学家也有可能错过(事后看来)最明显的实验现象,铀裂变现象的发现可能因此延迟了好几年。还有一些其他领域的工作,比如说,生物学里关于目的论的文章,天文学里关于太阳系形成的量子理论,以及化学里关于环醇键本质的讨论。

读完前三卷,最深刻的印象是“从前短”,以前的文章都写得短小精悍,实验也只是描述主要结果(比如说,关于超流现象的那几篇文章),引文通常也就是两三篇(甚至完全没有,比如说,爱因斯坦《关于理论物理基础的思考》),完全不像现代文章的长篇大论、广征博引以及各种各样的支持数据。另外一个印象,就是中国的显著缺失,在这卷书里,只有《周口店的最新发现》(“北京人”发现地点的最新进展)和《爪哇猿人与中国猿人的关系》这两篇文章与中国有那么一点点关系——大概有爪哇国那么远的关系吧。

读完第三卷《〈自然〉百年科学经典》,可以明显地感到,第二次世界大战是科学技术发展的一个重要分水岭,此前科学家(主要是物理学家)基本上是自娱自乐,此后,各国政府就会发现,科学研究太重要了、决不能放手不管——科学技术在各行各业特别是半导体技术为代表的信息产业中的巨大作用,也即将迅速地表现出来。

新的时代就要来到了!

 

 

 

 



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