天體物理學(xué)家馬里奧·利維奧(Mario Livio)不久前出版的《杰出的失誤》(Brilliant Blunders)一書(shū)中，作者向我們講述了科學(xué)史上五個(gè)偉大科學(xué)錯(cuò)誤的故事。

這些故事告訴我們，即使是最聰明的頭腦也會(huì)犯錯(cuò);而且，在通往偉大發(fā)現(xiàn)和偉大突破的道路上，巨大的風(fēng)險(xiǎn)是必不可少的，而這也往往帶來(lái)巨大的失敗。

天才也會(huì)犯錯(cuò)誤，而且有時(shí)候這些錯(cuò)誤本身就是很天才的想法，有些錯(cuò)誤不僅啟發(fā)了后來(lái)人探索未知謎題的進(jìn)程，有時(shí)甚至影響了整個(gè)科學(xué)領(lǐng)域的思考方式。

在天體物理學(xué)家馬里奧·利維奧(Mario Livio)不久前出版的《杰出的失誤》(Brilliant Blunders)一書(shū)中，作者向我們講述了科學(xué)史上五個(gè)偉大科學(xué)錯(cuò)誤的故事。這些故事告訴我們，即使是最聰明的頭腦也會(huì)犯錯(cuò);而且，在通往偉大發(fā)現(xiàn)和偉大突破的道路上，巨大的風(fēng)險(xiǎn)是必不可少的，而這也往往帶來(lái)巨大的失敗。以下就是馬里奧·利維奧所選出的五個(gè)最杰出的科學(xué)失誤。

達(dá)爾文關(guān)于遺傳的理念

1859年，查爾斯·達(dá)爾文取得了一個(gè)偉大的成就：提出了自然選擇的理論。“達(dá)爾文是個(gè)令人難以置信的天才，”馬里奧·利維奧說(shuō)，“他有關(guān)自然選擇和生物演化的理論令人贊嘆：他是如何想出這樣包羅萬(wàn)物的理論來(lái)呢?而且達(dá)爾文實(shí)際上對(duì)數(shù)學(xué)知之甚少，因此他的理論中沒(méi)有用到數(shù)學(xué)的方法。”

在達(dá)爾文的成就中更難能可貴的是，他提出了遺傳的概念。達(dá)爾文和當(dāng)時(shí)其他一些科學(xué)家認(rèn)為，“遺傳”使自然選擇成為可能。在那個(gè)時(shí)代，大多數(shù)人認(rèn)為母親和父親的特征會(huì)在后代中融合在一起，就像一罐黑色油漆和一罐白色油漆混合起來(lái)，得到灰色油漆一樣。

達(dá)爾文的失誤在于，他沒(méi)有意識(shí)到這種理念與他的新理論之間的沖突。“如果你將一只黑貓引入到100萬(wàn)只白貓中，‘混合遺傳’的理論認(rèn)為，黑色會(huì)被完全‘稀釋’掉。但是，事實(shí)上黑貓不會(huì)完全消失，”利維奧說(shuō)，“達(dá)爾文沒(méi)有理解這一點(diǎn)，他并不了解其中的原理。”

直到20世紀(jì)初，孟德?tīng)柕倪z傳理論被廣泛接受和理解的時(shí)候，自然選擇理論的拼圖才大體完整。孟德?tīng)栒_地指出，當(dāng)親本的遺傳特征相遇的時(shí)候，只有其中一個(gè)可以表達(dá)，而不是混合起來(lái)。利維奧說(shuō)：“事實(shí)正是如此，孟德?tīng)栠z傳學(xué)很好地解釋了這個(gè)問(wèn)題。孟德?tīng)柕睦碚摼拖袷菍筛睋淇伺苹旌掀饋?lái)，而每一張牌的信息都保留著——這與油漆混合完全不同。”

開(kāi)爾文對(duì)地球年齡的估計(jì)

19世紀(jì)，威廉·湯姆遜爵士，即開(kāi)爾文勛爵，是第一個(gè)運(yùn)用物理學(xué)對(duì)地球和太陽(yáng)年齡進(jìn)行計(jì)算的人。雖然他的計(jì)算結(jié)果比我們現(xiàn)在了解的小了約50倍，但這種計(jì)算本身就是很偉大的突破。

開(kāi)爾文勛爵的計(jì)算基于這樣的理念：地球剛開(kāi)始是一個(gè)高溫的熔融球體，然后緩慢地冷卻。他嘗試計(jì)算出地球冷卻到當(dāng)前溫度所需要的時(shí)間。不過(guò)，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)放射性，因此他沒(méi)有將其考慮進(jìn)去，從而導(dǎo)致采用的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了偏離。

不過(guò)，馬里奧·利維奧指出，這并不是開(kāi)爾文的最大失誤——就算他考慮到了放射性，他對(duì)地球年齡的估計(jì)可能還是與原來(lái)相差無(wú)幾。開(kāi)爾文更大的失誤在于，他忽略了地球內(nèi)部存在某種運(yùn)輸熱量的未知機(jī)制的可能性。

“他假設(shè)熱量是以完全相同的效率在整個(gè)地球中傳輸，”利維奧說(shuō)，甚至在有人提出熱量有可能以更高效率在地球內(nèi)部傳輸?shù)囊庖?jiàn)之后，開(kāi)爾文勛爵也選擇忽略這種可能性，“開(kāi)爾文已經(jīng)有太多次證明自己是正確的。有人向他指出了這一點(diǎn)，但他從沒(méi)有真正接受過(guò)。”

鮑林的三螺旋DNA

1953年，弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺旋結(jié)構(gòu)而聞名世界，但化學(xué)家萊納斯·鮑林(Linus Pauling)在同一年也提出了自己的DNA結(jié)構(gòu)理念。

“鮑林可以稱得上是至今最偉大的化學(xué)家，”馬里奧·利維奧說(shuō)，“他兩次獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，而且都是他自己獲得的。”但像他這樣杰出的科學(xué)家，卻很匆忙地將自己的DNA結(jié)構(gòu)理論發(fā)表了出來(lái)，并最終發(fā)現(xiàn)其存在著致命的缺陷。與我們現(xiàn)在熟知的雙鏈螺旋DNA結(jié)構(gòu)不同，鮑林的DNA模型中有3股交織在一起的鏈。

利維奧說(shuō)，在某種程度上，鮑林由于之前成功推論出蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型，而對(duì)自己太過(guò)自信了。“他的模型實(shí)際上是將正確的雙鏈DNA結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，而且含有3條鏈，”利維奧說(shuō)，“這不是雙螺旋，而是三螺旋。他是因?yàn)樽约旱某晒Χ赶赂蟮腻e(cuò)誤。”

霍伊爾的“大爆炸”

英國(guó)天文物理學(xué)家弗雷德·霍伊爾(Fred Hoyle)是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家之一，他也是流行一時(shí)的“穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型”的提出者之一。該模型認(rèn)為宇宙從古至今，而且到未來(lái)都是一樣的，即宇宙時(shí)刻處于穩(wěn)態(tài)。當(dāng)時(shí)，天文學(xué)觀測(cè)已經(jīng)表明宇宙處于不斷的膨脹中，因此該理論就要求宇宙中源源不斷地產(chǎn)生新的物質(zhì)，從而保持宇宙密度不變。

當(dāng)霍伊爾了解到有另一個(gè)理論認(rèn)為宇宙起源于一次單一的、劇烈的事件的時(shí)候，他將其戲稱為“大爆炸理論”(the Big Bang)，之后他便忽略了這一理論，繼續(xù)堅(jiān)持穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型。

“這是個(gè)優(yōu)美的模型，在大約15年的時(shí)間里，人們很難決定該模型與大爆炸理論哪個(gè)更加正確，”利維奧說(shuō)，“因此他的失誤并不在于提出這一模型。他的失誤在于，即使對(duì)這一模型不利的證據(jù)越來(lái)越多，甚至是壓倒性的時(shí)候，他依然不接受別的理論，而是繼續(xù)嘗試發(fā)明新的方法來(lái)維護(hù)穩(wěn)恒態(tài)宇宙模型。”霍伊爾的態(tài)度一直都很執(zhí)著，盡管物理學(xué)界最終都倒向了大爆炸理論。

愛(ài)因斯坦的宇宙常數(shù)

阿爾伯特·愛(ài)因斯坦毫無(wú)疑問(wèn)是人類(lèi)歷史上最偉大的科學(xué)家之一，但他也逃不脫犯錯(cuò)誤的命運(yùn)。1916年，他發(fā)表了幾個(gè)描述引力如何在廣義相對(duì)論中起作用的方程式。這是一個(gè)偉大的功績(jī)，但也確實(shí)存在著重大的失誤。

在方程式中愛(ài)因斯坦提出了宇宙學(xué)常數(shù)，而這其實(shí)是出于他對(duì)靜態(tài)宇宙的哲學(xué)信念。宇宙學(xué)常數(shù)抵消了宇宙中引力收縮的趨勢(shì)，從而得到靜態(tài)宇宙的解。不久之后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙確實(shí)在膨脹的證據(jù)，愛(ài)因斯坦也因此放棄了宇宙學(xué)常數(shù)，將其從方程中去掉。

有傳言稱，愛(ài)因斯坦將宇宙學(xué)常數(shù)認(rèn)為是他“一生中最大的錯(cuò)誤”(利維奧認(rèn)為他從未說(shuō)過(guò)這句話)。然而，利維奧認(rèn)為，愛(ài)因斯坦的真正錯(cuò)誤是將這一常數(shù)從方程式中拿掉。1998年，在愛(ài)因斯坦去世之后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙不僅在膨脹，而且膨脹隨著時(shí)間推移逐漸加速。為了解釋這一現(xiàn)象，科學(xué)家又將宇宙學(xué)常數(shù)重新引入了廣義相對(duì)論方程。

“他的真正失誤是將宇宙學(xué)常數(shù)拿掉，而非將其保留，”利維奧說(shuō)，“理論允許他保留著。從這里我們也認(rèn)識(shí)到，理論允許的一切似乎都是必須要保留的。”