没文化开的老文分享 http://blog.sciencenet.cn/u/SoSoliton contact me: scwen@hnu.edu.cn

博文

得科学大奖只要一个亮点 精选

已有 13694 次阅读 2016-2-25 09:52 |个人分类:谈点正事|系统分类:教学心得|关键词:科学大奖,光学| 科学大奖, 光学

西方科学界曾经有个很好的传统:针对科学难题、特别是争议性的科学难题搞悬奖征文比赛。这样的传统有如中国古代的比武招亲,至少有两个好处:对主办者来说,定期获得最优解;对参与者来说,公平公正、心服口服。可惜,这么好的传统不知为啥都没传承至今。

1817年,法国巴黎科学院决定把光的衍射理论列为1818年悬奖征文题目。为什么列这个题目?这要从关于光的本性即光究竟是粒子还是波的争论谈起。

关于光的本性,早在17世纪就已形成两种对立学说:英国科学家牛顿认为光是一种粒子流,遵循力学规律,沿直线传播,提出了所谓的微粒说;而荷兰科学家惠更斯认为光是一种波,提出了所谓的波动说。

如果粒子和波不能兼容,那么科学小子们就只能在两种学说之间选边站。这种情况下,可以想见,与其说选学说,不如说选人,而在当时,牛顿的名气和威望如日中天,所以,直到19世纪初,微粒说占压倒性统治地位,信众和粉丝多多,包括法国科学院的院士们,大多是微粒说的拥护者。

大约在1807年,英国科学家托马斯-杨做了个后来用他的名字命名的所谓杨氏双逢实验,实验的本意不管是不是要挑战牛顿,但最终观察到的实验现象的确只有用波动说才能解释得通。这就再次刺激了微粒说与波动说之争,也给抱持微粒说的法国科学院的院士们带来了不安。这可能是法国科学院把光的衍射理论列为1818年悬奖征文题目的背景,其目的是通过悬奖征文征集到能推翻波动说的“檄文”,以平息争论。

在这次悬奖征文的3年前,一个名叫菲涅耳的法国年轻人开始改行做光学。菲涅耳本来在大学读的是土木工程,毕业后从事建筑工程工作,他的特点据说是数学特别棒。他为什么放弃土木改做光学?老文对这个问题一直很有兴趣,因为在老文的大学,学生们最想学土木、最不想学物理,每到转专业时,学物理的都想转到土木去,如果学生们能学习菲涅耳好榜样,也许可实现逆转。这自然是题外废话。

据老文严密推测,菲涅耳从土木转到光学,一是他有宽阔的视野,眼光不局限于本专业领域,二是他有解决人类重大问题的情怀,时刻在密切关注这样的问题,就像老文天天在密切关注南海局势。当他注意到光学领域的杨氏实验缺乏严密的数学理论从而难以像牛顿的微粒说那样令人信服时,感觉这是一个绝好机会,毅然绝然放弃了本行。菲涅耳在改行后的两三年内(也就是一个硕士学制的时间)就在光的波动理论方面做出了出色工作,引起了科学界一些大牛的关注

菲涅耳本来无意参加这样的悬奖征文,尽管这次征文的题目正好撞到了他的枪口上。搞科研嘛,纯粹是兴趣和爱好,一PK就不好玩了。但在安培和阿拉果等大牛的鼓励下,菲涅耳把他的前期成果总结并刷新了一下,1818年4月便提前早早交了卷。菲涅耳的论文发展了惠更斯的次波叠加原理,他声称他的理论可以计算出衍射物后面任意一点的光强。

悬奖征文的评委阵容十分强大,分别是拉普拉斯、比奥、泊松、吕萨克和阿拉果,这些名字都进了今天的教科书。五人当中,前三位是微粒说的支持者吕萨克没有立场,只有阿拉果一人支持波动说。所以,如果纯粹从得奖角度看,依吾等国人之经验和体会,参评者最好是朝着微粒说的方向努力,发展波动说十有八九是死路一条。

果然,首先向菲涅耳发难的是数学家泊松,他是主审专家,他坚信菲涅耳的理论有错误。泊松毕竟是数学家,他的数学比菲涅耳牛逼,所以搞懂菲涅耳的那堆公式是小菜一碟。他从数学上严格审核了菲涅耳的理论,没找到漏洞,但找到了攻击点:如果菲涅耳的理论是正确的,那么光照在一个圆盘上,在圆盘后面的阴影中央应该出现一个亮点,这个亮点就像圆盘不存在时一样亮。泊松说,这显然是非常荒谬的!当然,粗一想,旁人也很难有不认为荒谬的!

至此,形势已非常明朗了:菲涅耳能否得奖,关键看能否找到一个亮点。就像参加一场足球比赛,球已经踢得很好了,关键是还缺一个进球。如果一球不进而裁判却判你获胜,观众难道不认为很荒谬吗?

在今天看来不知是否可贵和可取,那时的大奖评委不是简单地只支持或附和主审专家,他们也会不顾得罪其他评委甚至“破坏”规则,转而支持甚至以“运动员”身份帮助被评者。阿拉果就是这样一位评委,他在泊松的质疑和“启发”下,亲自动手做了个实验,实验器材很简单(火焰、过滤器、一个直径2毫米的金属圆盘,圆盘被用蜡粘附在透明玻璃板上),但实验结果却令人惊奇、更令泊松懊恼——圆盘后面的阴影中央出现了亮点!在老文看来,阿拉果就像一位足球边裁在比赛的胶着时刻亲自上场,帮菲涅耳打进了一球。

最终,菲涅耳获得了科学大奖。菲涅耳得大奖,是靠他的美妙理论,还是靠阿拉果的“临门一脚”,抑或是靠泊松逼迫一定要个亮点?任何时代,想获得科学大奖,既靠自己,也靠评委,这是毫无疑问的,关键看怎么个靠法。不管靠谁,一个大奖必须要有一个亮点,也只要一个亮点。有了亮点,评委就心里踏实了,大众也心悦诚服了。从科学本身来说,找到了大奖的亮点,便澄清了科学的分歧,指明甚至开辟了科学的方向。菲涅耳得奖后,光学进入波动时代,他本人则成为物理光学的缔造者。

 

科学大奖……

[1]诺贝尔奖是麻将里的大胡子

[2]我们中国人咋尽给诺贝尔奖评委出难题

[3]莫言得诺奖狐狸精帮大忙

[4]出名容易得诺贝尔奖很难

[5]不一定得诺奖但一定要饶毅

[6]一枚鸡蛋和一篮鸡蛋

[7]“重要的”比“更重要的”更重要

[8]谁有慧眼识得诺奖“潜力股”

[9]科学发现的命名也有太多的不公

[10]想得诺贝尔物理学奖?移民吧!




http://blog.sciencenet.cn/blog-412323-958487.html

上一篇:男女搭配干科研男生女生都不累?
下一篇:学校给学生发猪肉是向家长邀功?

60 檀成龙 曹须 郑小康 谢力 郭向云 罗德海 姚伯元 武夷山 彭思龙 喻海良 刘立 李世春 李志俊 罗晓清 胡文政 张江敏 赵克勤 黄永义 许方杰 罗会仟 陈楷翰 姬扬 王琛 彭友松 张越 孔祥雄 施郁 胡荣桂 陈理 李天成 鲍海飞 毕重增 陈日祥 刘杰 郑新奇 梁洪泽 沈律 李永冲 吴斌 代恒伟 孙学军 彭振华 陶凯 元凯军 黄育和 林辉 黄秀清 王林平 王伟 王华民 唐江 李土荣 loyalSciencefan xiyouxiyou decipherer cloudyou liangzx wqhwqh333 qzw htysth

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (33 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-11-19 18:10

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部