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六谈《〈自然〉百年科学经典》 精选

已有 1777 次阅读 2019-11-30 19:57 |个人分类:闲来读书|系统分类:观点评述

 

于人们对科学技术的看法,我总结了下述三条定律:

1. 任何在我出生时有的科技都是稀松平常的只是世界本来秩序的一部分。

2. 任何在我15-35岁之间诞生的科技都是激动人心的,将给世界带来革命性的变化。

3. 任何在我35岁后诞生的科技都是违反自然规律的,肯定要遭天谴的。

——道格拉斯·亚当斯

 

 

《自然》是目前世界上最具影响力的科学期刊之一,而《〈自然〉百年科学经典》是一套10卷本的文章选集,包括从1869年到2007年的八百多篇文章。第六卷选录了从1973年到1984年的75篇文章,仍然是生物学占了大多数(42篇),天文地理占了一小半(天文学9篇,地球科学18篇),物理和化学各有两三篇而已。

对我而言,这一卷确实与众不同:此前五卷选录的文章我从来没有读过,其科学内容大多是在课本里学到的(要么就是完全没有听说过),而这一卷里的文章我确实曾经认真读过一篇(那是二十多年以前了,我还是研究生),也就是罗伯特·梅(Robert M. May)的著名文章《具有极复杂动力学行为的简单数学模型》,综述了非线性动力学研究领域的一些重要发现,由简单的差分方程描述的系统可以表现出丰富多彩的动力学行为——这就是著名的“混沌”,现在已经被公认为是自然界的普遍现象了。

 

这一卷当然不是只有这篇文章对我个人有过影响,还有很多工作对整个社会有重大影响。

第五卷里关于的试管婴儿技术的研究已经从实验室走向了现实社会,在第六卷里已经成为了常规技术,爱德华兹《试管婴儿,1981》指出,1981年英国将有15-20名试管婴儿诞生,而第一个试管婴儿路易斯·布朗(Louise Brown)仅仅诞生于此前3年。1988年,中国大陆的第一个试管婴儿萌珠诞生于北医三院,现在全世界已经有600多万人是通过试管婴儿技术出生的。

物理学家早就发现,化学环境可以影响原子核对微波的共振吸收频率,因而可以利用核磁共振技术研究样品的化学结构。1973年劳特布尔(P. C. Lauterbur)展示了如何利用这种技术获得清晰的影像,当时这篇文章《诱导局域相互作用成像:核磁共振应用实例》还被归于物理学研究的范畴,30年后就获得了诺贝尔生理学和医学奖,现在的核磁共振谱仪遍布全球各地的医院。

关于DNA的研究也很多,从噬菌体到果蝇,从DNA的中性突变到真核生物功能基因数目的估计,从原子分辨的DNA双螺旋结构到哺乳动物细胞核里的DNA复制位点,以及从实验室的探索到社会的反响:1976年,理查德·道金斯(Richard Dawkins)的畅销书《自私的基因》让更多的人认识到进化生物学的观点——基因是生物进化中的基本单元,为了自身的成功复制,进行着激烈的竞争。1980年选录的5篇文章都与此有关,而且有三篇的题目包含了“自私的基因”这个词。

如果说DNA的研究是生物学和医学的“治本”,这一卷里也有一些“治标”的研究:锂离子对狂躁症(“双向情感障碍”)的治疗作用是因为锂能够抑制大脑中多巴胺的产生;香港中医研究中心的《针刺镇痛的实际应用》总结了针灸技术的利弊,并建议“将针刺镇痛作为药物疗法的一种选择而不是替代治疗”。

 

科学技术不仅影响我们在地球表面的现实生活,还会激励我们研究地球以外和地壳以内的世界,也能影响我们对过去和未来的看法。

科学技术的进步使得我们更加精确地测量地球和月亮的质量比,验证强太阳风暴对地球自转速度的影响,发现毫秒脉冲星和引力透镜,探索宇宙中氘的起源和银河系外射电源的“超光速”机制,还让霍金提出了“黑洞辐射”的概念,并最终成为著名的励志科学家。

地下远比天上更难研究,也更加重要(从实际的角度来说)。分别获得过诺贝尔化学奖和物理学奖的尤里(H. C. Urey)和阿尔瓦雷斯(L. Alvarez)先后指出,彗星或小行星撞击地球,改变了全球气候、导致了大规模的物种灭绝,终结了一个个地质年代(第二篇文章发表于1984年,作者并不是诺奖得主阿尔瓦雷斯,而是他的儿子W. Alvarez,他们父子的合作成果发表于1980年的《科学》杂志)。古化石的研究让我们知道人类从哪里来,分子生物学研究的蛋白质序列“分子钟”给出了《来自非洲猿血红蛋白的人类起源证据》,利用刺果松树木年轮来校正放射性碳定年方法,说明古埃及年表这样的历史纪录与放射性碳年代具有一致性。

知往察来,人类社会还能继续维持多久呢?这个很难说。为了防止美苏的核军事竞赛直接干掉整个世界,地震学识别技术被用来《监控地下爆炸》,给双方签订禁止核试验条约奠定了科学技术的基础。莫利纳(M. J. Molina)和罗兰(F. S. Rowland)发现,冰箱最常用的制冷剂氯氟烃会发生光化学裂解,破坏大气中的臭氧层,降低了它对紫外线的屏蔽作用。这个发现导致了氯氟烃制冷剂的逐步淘汰,降低了人类生存环境里的一个重大风险,是全球性合作的典范。然而,另一个重大发现却没有这么好的运气。英国气象局纽森(R. L. Newson )展示了“超高速计算机”(1973年的“超高速”)对全球天气及气候的长期预测能力(《大气环流模式对北极冰盖消融的响应》),这是全球气候变暖研究的重要工作,可是在四十多年以后的今天,各国政府对于“全球气候变化”这个问题仍然没有达成有执行力的共识,在特朗普总统上台以后,美国政府更是悍然退出了《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方于201512月一致同意通过的《巴黎气候协定》。

 

在《〈自然〉百年科学经典》第六卷开始的1973年,《自然》杂志已经一百多岁了,我来到世界也有两年了。根据著名科幻作家亚当斯提出的“科技三定律”,对于我来说,这套选集的前五卷都属于“世界秩序的本身”,后面的五卷则属于“科技革命的时代”,而结束的2008年恰好标志着我进入“个人的保守时代”。在第六卷结束的1984年,我还在初中,关于科学的对社会的影响,我还只是从书本上得到些许模模糊糊的认识。在接下来的二十多年里,个人的经历和历史的进程让我有了更多真真切切的体验,也许还能够在这套系列接下来的四卷书里得到一些印证。

 

 

PS:

I've come up with a set of rules that describe our reaction to technologies:

1. Anything that is in the world when you're born is normal and ordinary and is just a natural part of the way the world works.

2. Anything that's invented between when you'are fifteen and thirty-five is new and exciting and revolutionary and you can probably get a career in it.

3. Anything invented after you're thirty-five is against the natural order of things.

---- Douglas Adams, The salmon of Doubt.




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