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科学史上著名公案——数学天才伽罗华之死
mqjiang 2009-3-31 23:05
转自： http://www.xysforum.org/~xysforum/xys/netters/Fang-Zhouzi/jingji/galois.txt 方舟子 美国数学家埃里克坦普尔贝尔在1937年出版了一部至今还在印刷的 科普名著《数学大师》，其中最令人心酸的莫过于对在20岁时死于决斗的法 国数学天才伽罗华的描写：在决斗的前夜（1832年5月29日晚），伽罗华预 料到自己将会死去，通宵达旦奋笔疾书，与时间赛跑，力图把他的所有数学 成果纪录下来，时不时在一旁写下我没有时间、我没有时间。贝尔 说：他在黎明前那些绝望的最后时刻写下的东西，将会使一代代数学家忙 上几百年。他一劳永逸地发现了一个折磨了数学家几个世纪的谜团的答 案：在什么条件下一个方程有解？ 《数学大师》的浪漫笔调激励了许多年轻人投身于数学研究，甚至成为 著名数学家，其中包括诺贝尔经济学奖获得者约翰纳什。后来的科普文章 在介绍伽罗华时也多沿用贝尔的描述。据称，伽罗华在这一晚写就的几十页 手稿开创了数学一个极为重要的分支群论，被20世纪著名数学家赫曼 威尔称为可能是人类全部文献中最重大的一篇文稿。还有一种说法是， 由于伽罗华的不幸早逝，人类数学研究的进展推迟了几十年。 这些描写和评论都是为了增添天才早逝的悲剧色彩的夸大其词。群 论的创建足以使数学家忙上几百年，但并非一夜之间的事。自17岁起伽罗 华就在从事这方面的研究，并写了几篇论文，送交法国科学院或在期刊上发 表，其中有3篇在1830年发表。他的遗书中的相当篇幅是在为这些论文做注释 和更正。至于那句著名的我没有时间，则只在遗书手稿的旁边注释中出现 了一次：要完成这个证明还需要做些工作。我没有时间。 1832年5月30日清晨，伽罗华在决斗中被击中腹部，被路过的农民送往 医院。第二天早晨10点他死于医院，临终前拒绝接受神甫的祈祷，对他的 弟弟阿尔佛雷德说：不要哭，阿尔佛雷德！我需要全部的勇气在20岁时死去。 按照伽罗华在决斗前夕留下的遗书中的说法，他是做为一个下流的风骚女人 的牺牲品而死去的，但是阿尔佛雷德认为他是被谋杀的，后来也有很多人怀 疑这是一个保王党清除激进的共和党人的政治阴谋。 伽罗华对政治的热衷丝毫也不亚于数学。他生活在法国历史上一个动荡不 安的历史时期。1815年，拿破仑在滑铁卢惨败后，法王路易十八复位，实行 君主立宪制。1824年路易十八死后，由其弟弟查理十世继位。但是到了1830年， 议会中的自由派占了多数，查理十世面临被废黜的危险，于是他在这一年的7月 颁布敕令，解散议会，修改选举制度，限制新闻出版自由。这激起了街头革命。 查理十世被迫逊位，议会推举路易－菲利浦继承王位。 受其父亲影响，伽罗华很早就是一位反对君主制的共和党人。七月革命 爆发时，伽罗华正在巴黎师范学校读书，该校校长为阻止学生上街作战，关闭校 门，使伽罗华失去参加革命的机会。伽罗华在报上发表来信攻击校长，被开除。 在正式被开除之前，伽罗华已离开学校，参加拥护共和的国民卫队炮兵队，并 加入当时最激进的秘密革命组织人民之友社。不久，政府解散国民卫队炮兵 队，并逮捕其19名军官，指控他们阴谋推翻政府。这些军官后被无罪释放。1831 年5月9日，在庆祝这些军官获释的宴会上，伽罗华高举匕首高呼为路易－菲利 浦国王干杯，第二天以企图暗杀国王的罪名被捕。一个多月后被宣告无罪 获释。7月14日巴士底日（后来的法国国庆节）那天，伽罗华身穿炮兵队 制服，携带步枪、手枪和匕首，与法律系的学生杜沙特雷一起带领群众在街上示 威，再次被捕，被判入狱6个月。1832年4月29日伽罗华获释，1个月后就迎来了 那场致命的决斗。 那位引起决斗的风骚女人，有人说是一位妓女，也有人说是一位政府密 探、内奸，其实她是伽罗华出狱后居住的旅店的医生的女儿。伽罗华为了她主动 挑起决斗。和伽罗华决斗的人是谁？伽罗华在遗书中说约他决斗的是两名爱国 者。根据大仲马的回忆录，决斗者是当初被捕的19名军官之一德艾尔宾维尔。 但是根据决斗几天后一家报纸的报道，与伽罗华决斗的是和他一起被捕 的人民之友社成员、他的好友杜沙特雷。不管究竟是谁，这两人都是狂热的 共和党人，也不是政府安插在共和党人中的内奸内奸名单曾在1848年被公开， 这两人都不在其中。由于是朋友决斗，所以没有采取手枪对射的方式，而是采用 俄罗斯轮盘赌，用枪口互相顶着对方开枪，其中只有一把枪装着子弹。 所以，伽罗华决斗不太可能是一场政治阴谋，而是由于一次恋爱事件。虽然 伽罗华的死被后人过度渲染，但无论如何，这不管对伽罗华个人还是对科学发展 而言，都是一场大悲剧。伽罗华如此轻生，也许与他因怀才不遇而厌世有关。他 曾经两次报考被视为法国最高学府、大科学家云集的巴黎综合理工学院（该校当 时的教授包括拉格朗日、拉普拉斯、傅立叶、泊松、科里奥利这些在科学史上声 名显赫的大科学家），却都落榜，第一次是由于没有做好考试准备，第二次是由 于顶撞考官。不得已才去上较差的巴黎师范学校。从此他就有了受迫害妄想。 他曾经三次向法国科学院寄去数学论文，前两次下落不明，最后一次被退稿。 第一次是在1829年，在他中学最后一年，提交了关于群论初步研究结果的论文， 审稿人是著名数学家柯西。柯西意识到这一论文的重要性，曾在一封信中提及将 在科学院的会议上对之做介绍。但是在那次会议上柯西却只介绍自己的工作。为 何柯西没有按计划介绍伽罗华的工作，成了一个谜。有人猜测是因为柯西建议伽 罗华将其研究写成更完整的论文参加科学院的数学大奖赛。伽罗华于1830年2月 提交论文参加该大奖赛，寄给当时科学院终身秘书傅立叶，但傅立叶在5月去世， 伽罗华的论文也没了着落。1831年1月，应泊松的邀请，伽罗华再次向科学院投稿。 但泊松又以伽罗华的工作无法理解为由退稿。接到退稿时伽罗华正因政治活动入 狱，在一次酒醉后曾试图用匕首自杀，被同牢犯人制止。因此有学者怀疑所谓的 决斗其实是伽罗华为了让自己成为革命烈士而安排的自杀。果真如此的话，他的 目的倒是达到了，有两、三千名共和党人参加了他的葬礼。 但是革命烈士的荣耀总是很短暂的。伽罗华被埋在一块普通墓地，很快就被 人遗忘，现在已找不到其坟墓。留下的，只是他的数学天才的英名。 2009.3.25. （《经济观察报》2009.3.30）
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祖冲之与国际圆周率日
热度 4 zdwang 2009-3-22 07:22
祖冲之与国际圆周率日
---- 对设立祖冲之纪念日的建议 王振东 祖冲之（ 429 — 500 年），字文远， 范阳郡遒县（今河北省保定市涞水县）人，是我国南北朝时期著名数学家、天文学家。 《隋书·律历志》有如下记载：“宋末，南徐州从事祖冲之更开密法。以圆径一亿为丈，圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽，朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽，正数在盈朒二限之间。密率：圆径一百一十三，圆周三百五十五。约率，圆径七，周二十二。” 这一记录指出：祖冲之关于圆周率有两大贡献： 其一 其一是，求得圆周率： 3.1415926 ＜ π ＜ 3.1415927 其二是，得到 π 的两个近似分数：约率为22／7； 密率为355／113。 德国数学史家康托说：“历史上一个国家所算得的圆周率的准确程度，可以作为衡量这个国家当时数学发展水平的指标。” 超高精度π 的计算直到今天仍然有重要意义。π的计算现在可以被人们用来测试或检验超级计算机的各项性能，特别是运算速度与计算过程的稳定性，这对计算机本身的改进至关重要。就在前些年，当英特尔（Intel）公司要推出奔腾（Pentium）芯片时，正是通过运行 π 的计算发现它有一点小问题，才将这个问题解决的。现在计算π的程序，己经成为了测试计算机的一个标准的考机程序。 祖冲之不仅是我国历史上杰出的科学家，而且在世界科学发展史上也有崇高的地位。 巴黎“发现宫”科学博物馆的墙壁上著文介绍了祖冲之求得的圆周率。莫斯科大学礼堂的走廊上镶嵌有祖冲之的大理石塑像。 为纪念这位伟大的古代科学家，人们将月球背面的一座环形山命名为“祖冲之环形山”；将 1888 号小行星命名为“祖冲之小行星”。 我国历代都有研究天文的官，并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候，历法已经有很大进步，但是祖冲之认为还不够精确。他根据自己长期观察的结果，创制出一部新的历法，叫做“大明历”（“大明”是宋孝武帝的年号）。这种历法测定的每一回归年（也就是两年冬至点之间的时间）的天数，跟现代科学测定的相差只有五十秒；测定月亮环行一周的天数，跟现代科学测定的相差不到一秒，可见它的精确程度了。 祖冲之在科学发明上也是个多面手，他造过一种指南车，随便车子怎样转弯，车上的铜人总是指着南方；他又造过“千里船”，在新亭江（在今南京市西南）上试航过，一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨，舂米碾谷子，叫做“水碓磨”。他又设计制造过计时仪器漏壶和欹器。 祖冲之是中华儿女的骄傲。 祖冲之留下的数学之谜 在圆周率近似值的计算方面，古希腊起先是走在中国前面的。公元前5世纪，当希腊数学家算得圆周率为3.1416时，中国还停留在“周三径一”的古率阶段，并一直沿用到汉代。西汉刘歆算得3.141547或3.14166，有效数字为3.1。刘徽算出圆周率为3.14，但是祖冲之不满足于刘徽这个成果，他进一步算出了圆周率大于3.1415926小于3.1415927的结果，并得到两个近似表达圆周率的分数，一个是22/7，一个是355/113。 祖冲之曾写过一本数学著作《缀术》，记录了他对圆周率的研究和成果。但当时“学官莫能究其深奥，是故废而不理”，以致后来失传。 很多人都知道用密率355/113表示π的近似值，是一项了不起的贡献。密率355／113传到了日本后，1913年日本数学史家三上一夫建议将祖冲之圆周率的密率数值命名为“祖率”，得到一致赞同。祖冲之对圆周率的求索，超过了世界水平整整1000年！直到16世纪德国人V·奥托和荷兰人A·安托尼斯才发现了圆周率的密率355/113。 但是“祖率”的妙处，和给今人留下的困惑，不少人却说不出来。 祖率（密率）是圆周率十分精确的近似值，且又很好记，只要将113355一分为二，便是它的分母和分子了。张景中院士在《数学家的眼光》一书中指出：它与π精确值的误差不超过 0.000000267。在数学家看来，好的近似分数，既要精确，分母最好又不太大。现今数学上己不难证明，在所有分母不超过16500的分数中，密率355/113是当之无愧的冠军。 因为《缀术》失传了，祖冲之究竟是用什么方法将π算到小数点后第七位，又是怎样找到既精确又方便的密率的呢？这至今仍是困惑数学家的一个谜。 在中国科协 2008年3月13日出版的《科技导报》杂志的26卷5期上，“18个中国公众关注的科技问题”一文中，己将“祖冲之究竟是怎样计算出圆周率π值的？” 列为公众关注的未解科学难题之一。 建议将 3 月 14 日定为祖冲之纪念日 美国麻省理工学院首先倡议将3日14日（寓意3﹒14）定为国际圆周率日(National p Day)。1736年，瑞士数学家歐拉 (Euler，1707 – 1783) 提倡以希腊字母 p (音： pi ) 来表示圓周率， p 是圓周的希腊文 perijereia (英文为 periphery ) 的字頭。直到現在， p 已成为圓周率的专用符號。在这一天，学生们会彼此祝福“圆周率日快乐！”用大家熟悉的生日歌旋律唱起 happy pi day to you ！学院众多对圆周率有兴趣的人聚在一起讨论圆周率问题，吃馅饼 (英文pie，与圆周率英文pi同音)以及其他各种以圆周率为主题的食物，举行圆周率背诵比赛。 全球各地的一些 著名 大 学的数学系，也 在 3月14日举行Party庆 祝。在圓周率日當天， 加拿大滑铁庐大学还会 以供應免費的餡餅 来庆 祝。 而3月14日恰好又是著名的物理学家爱因斯坦 (Albert Einstein，1879 – 1955) 的生日。所以他们还会「择时辰」以庆祝圆周率日：选择在下午1時59分开始庆祝，它代表 3.14159 (准确至六位小数) 的圓周率近似值。 据网络报道2009年3月初，美国众议院正式通过了一项法案，将每年的3月14日定为美国国家圆周率日（这是从谷歌上看到的消息，尚未能由其它途径得到证实）。它鼓励学校借此机会向学生讲授π的知识 ，鼓励他们学习数学。美国竞争技术协会主席Jonathan Zuck认为它将是改进数学和科学教育的机遇。 非常遗憾地是，在世界许多国家的大学纪念圆周率日的时候，祖冲之的祖国和故乡却缺席了。 华罗庚先生在1964年曾说：“祖冲之虽已去世一千四百多年，但他的广泛吸收古人成就而不为其所拘泥、艰苦劳动、勇于创造和敢于坚持真理的精神，仍旧是我们应当学习的榜样。 为纪念祖冲之这位祖藉河北保定的科学家，在他的故乡河北保定市，河北大学1986年9月9日在图书馆的大门前，建立了祖冲之塑像（河北日报1986年9月10日头版有专门的报导）。因祖冲之的事迹早己进入了小学教材之中，塑像建成不久，就常有老师带着小学生排队前来瞻仰。 2009年是祖冲之诞生1580周年的年份，我们应当考虑怎样来纪念曾领先世界圆周率研究千年的祖冲之，建议我国将 3月14日定为祖冲之纪念日 。 2010年是祖冲之逝世1510周年的年份，希望2010年3月14日，祖冲之的祖国不再缺席纪念圆周率日的活动，起码能看到国内有一些大学，开展了纪念祖冲之和圆周率的活动。 参考文献： 1．张景中，了不起的密率，见《数学家的眼光》7-12页，北京：中国少年儿童出版社，2002年 2．2、李娜、苏青，18个中国公众关注的科技问题，科技导报，2008，26（5）：19-25 3．河北日报，1986-09-10（1）
个人分类: 人物记事|11275 次阅读|9 个评论
清华大学科学技术史沙龙2009年第1期
jiangjinsong 2009-3-9 15:42
清华大学科学技术史沙龙2009年第1期 题 目： 《古新星新表》：它的传奇和多重意义 主讲人： 江晓原教授 (上海交通大学人文学院 科学技术史系系主任) 主持人： 鲍鸥副教授 （清华大学科学技术与社会研究所） 评论人： 刘兵教授 （清华大学科学技术与社会研究所） 时 间： 2009年3月14 日（周六） 15:00-17:00 地 点： 清华大学新斋353 sts办公室 3.9
个人分类: 科學文化|3073 次阅读|2 个评论
《科学年表》的N种读法
bookscent 2009-3-3 23:17
某日在三联韬奋图书中心看到我社出的《科学年表》于面世一年多之后忽然被摆在一进门明显的位置，感到些许意外。这自然让人高兴，也难免疑惑。为什么当初不给这样的待遇？是 某些人终于意识到了它的价值，还是另有他因？ 这勾起了我对这本书的惋惜，就像看到久久遗弃于土堆中的珠宝。并由此生出感叹：我们有多少好书连我们自己都忽略了。 这本书属于那种很值得一买的书。作为一部独一无二的手册，它很纯粹，不追热点，不赶时髦，既不媚俗也不媚雅，像不会过时的字典。与大多数只适合束之高阁的所谓著作或某些攒出来的科普垃圾相比，这种书的价值敢以时间检验。它最适合立于案头书架上，随时翻阅。对科技编辑而言，这更是一部用途广泛的必备工具书。 《科学年表》（The Hutchinson Chronology of Science）是把英国颇有影响的四卷本《哈钦森世界历史年表》（The Hutchinson Chronology of World History）第3版中有关科学的条目抽出来，经过英美20多位专家学者和科学作家增删改写而成，其权威性不容置疑。作为专业编辑，对专业知识的把握和对专业发展的感悟是极为重要的基本功，而这本书恰可以在多个方面满足我们。 读法一：作为素质教材。 这本书的内容并不是一个单纯的科学史年表。全书按历史时期分成5个部分：古代、中世纪、科学革命、工业化世界和20世纪。每部分的开头对每个学科在这个时期的情况都有综述，然后再按更细小的历史阶段分学科按年罗列主要历史事件。对这些事件的描写也不同于干巴巴的一般性列举，而是非常连贯，有解释有评述，语言通俗，再加上大量的照片图表，不会让读者有不知所云之感。所以它系统性好，前后自成逻辑，完全可以作为一部科学史的教材，从头到尾翻一遍，就可以对科学的发展有一个总体的认识。 读法二：作为专业入门或充电读物。 对科学发展的解释和评述是这本书的一大亮点。特别是其中的16篇专题文章，言简意赅，很见编者的功力。比如《数学的起源》这一篇，开头一段仅两句话：人们常说，开始数家畜或试图测量田地大小时，数学就产生了。数学的两部分基于数数的离散数学和起源于测量的连续数学，构成了现代数学的基础。有种拨云见日般的清晰。再如《绿色之影：生态伦理和生态价值》这篇，最后写道：在政治层面，存在这种危险性可持续性（sustainability）成为没有谁不同意的概念，而结果却是，没有认真地把它作为行动的指南。这种担心莫不让我想起我们今天正在大力倡导的可持续发展。编辑通过读这些文章，可以很好地补充自己在专业知识上的广度及深度。 读法三：作为专业素材库。 这本书涵盖了数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、生态学和环境七大学科，时间跨度从公元前直到2000年，其间的科学大事时间人物样样不缺，是难得的资料。文中还穿插着一些来自科学家的名言警句。书的后半部分还有科学家小传、网络链接、诺贝尔奖资料、化学元素的发现、术语表等大量有用信息，对于科技编辑做策划、查史料、写稿等等来说都很实用。我就曾经给一位科学记者朋友送了一本，他如获至宝。 读法四：作为营销参考书。 科技书的营销需要切入点，或者叫名目。通过查阅《科学年表》，我们可以很容易地找到近期或当年正值周年纪念的那些科学大事，进而把它们作为策划营销活动或起草营销文稿的由头。比如，我查了一下以2009年为100周年的大事就有：基因（gene）这个词在生物学中的首次使用；爱因斯坦提出光的波粒二象性；标志着现代塑料工业诞生的酚醛塑料取得专利；克罗地亚物理学家莫霍洛维奇发现地震不连续面；丹麦生物学家尤格纽斯华明 （Eugenius Warming）出版《植物生态学：植物群落研究导论》；荷兰物理学家亨德里克洛伦兹（Hendrik Lorentz）出版《电子理论及其在光现象和辐射热现象中的应用》，等等。这些事件的纪念意义不仅可以给我们做科技书营销提供很好的启发，更可以直接拿来一用。 读法五：作为辅导孩子的参考书。 这本书显然可以让你知道更多的人名和故事，而这些对你在孩子面前树立威信是至关重要的，不是吗？你千万不要以为这和工作无关。孩子正在成为影响你工作效率和疲劳程度的重要因素，还是想着点儿他们吧。 《科学年表》的用途的确不止一种。如何用足，相信你还可以有很多个性化的发挥。这正是一本好书带给你的空间。 现在回到篇首的那个感叹。这是我社自己出版的图书，出了一年多了，我们自己的编辑有几个真正看过或用过它呢？是不知道，还是不屑于知道？看着区区2000册的印数，无话可说。 我时常有这种奇怪的感觉：干出版时间越长，离书就越远。既然出版是一种经营活动，以市场和现实为导向无可非议，所以在掌握了无数个所谓策划、包装、营销等等外在的技巧之后，我们竟毫不犹豫心安理得地把从根本上判断一本书好坏的能力慢慢丢弃了。我们同样也在心安理得地将策划期刊杂志报纸电视的思路用到书上，一味地关注热点和话题，而把图书最该被打造的品格长久的保存与流传抛到九霄云外。
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达尔文的革命
mqjiang 2009-2-27 10:27
转自： http://www.xysforum.org/~xysforum/xys/netters/Fang-Zhouzi/bingdian/darwin9.txt 方舟子 如果我们要给生物学找一个生日的话，可以把它定在《物种起源》出版那一 天1859年11月24日。 难道在那之前没有人从事生物研究吗？当然不是。人类研究生物现象已有漫 长的历史，但是在达尔文之前，生物研究其实只是神学的附庸，是上帝在科学研 究领域的最后一个据点。当时从事物理学、化学研究的科学家已不需要假设上帝 的存在，但是生命现象要比物理现象复杂得多，上帝还可以赖在那里。从事生物 研究的学者，基本上都是神创论者，他们的研究前提是神创造并精心设计了生物。 其中许多人本身就是牧师，为了通过研究上帝的作品来领悟上帝的旨意。即 便有少数学者不相信神创论，也往往相信目的论，认为在冥冥之中有一个神秘的 目的在指导着生物的进化。比如进化论的先驱拉马克就相信生物体本身有一种内 在驱动力在促使它们越变越复杂，向更高级形态进化，直到进化成人类。 达尔文用大量证据证明生物是进化而来的，推翻了形形色色的神创论，上帝 才被彻底地驱除出科学领域。达尔文还用自然选择解释了生物体的复杂结构是怎 么起源的，这是一个完全自然的、无意识的进化过程，无需求助于智能的设计或 神秘的目的，因而也否定了目的论。有了达尔文进化论，生物研究才摆脱了所有 的超自然现象和神秘因素，才有可能像物理科学那样成为一门科学。 在达尔文之前，生物研究属于博物学，只是对生物现象进行观察、描述、分 类和做解释性的叙述，不试图去探究生物现象背后有什么规律，也不做实验来验 证假说。真正的科学研究则必须根据观察的结果，提出可以验证的假说，然后以 新的观察或实验加以证明。达尔文首次把科学方法引进到生物研究中，不仅继承 了传统的博物学方法，细心地观察和勤勉地收集事实进行归纳，而且使用了现代 的科学方法，善于提出可检验的假说，并用新的观察和设计实验来检验它。限于 当时的条件，没有多少进化实验可做，但达尔文还是尽量用实验来验证某些 假说。例如，在《物种起源》第十二章，他详细叙述为了验证植物种子能够通过 海洋漂流和鸟类被带到与世隔绝的岛屿上，是如何精心实验的。达尔文还做了大 量的植物生理学实验（最著名的是通过一系列实验巧妙地证明胚芽鞘的尖端含有 导致植物向光性的信号物质），影响很大，被认为是实验植物学的创建者。 达尔文进化论的诞生，统一了生物学的各个学科，为生物研究提供了第一个 可用于预测和检验的科学大理论，从此对生物的研究不再只是单纯的数据收集， 杂乱无章的生物现象也有规律可循，对生物现象的研究由博物学变成了科学，生 物科学由此诞生。大生物学家杜布赞斯基曾说过一句名言：若无进化之光，生 物学毫无道理。没有进化论，也就无所谓生物学。 生物学中有许多规律、定律，它们或者只是对现象的描述，或者能从物理、 化学定律推导出来，都不是真正的规律。通过研究生物体内的各个组成部 分的物理、化学作用，可以解释生物体的一切功能。这不免让一些生物学家担 心，生物学研究是不是有一天会被完全还原成了物理学、化学研究，生物学不再 是一门独立自主的科学？这种担心是多余的。生物学研究并不只是研究生物体的 功能，还要研究这些功能是怎么起源的。对后者，就必须用到进化论，特别是自 然选择规律。自然选择规律是不可能从物理、化学原理推导出来的，是一个独立 的自然定律。既然自然选择规律是不可还原的，生物学就不可能被彻底还原成物 理学、化学。达尔文进化论不仅为生物学奠定了基础，而且还确保了生物学的自 主地位。 达尔文进化论也给人文领域带来了一场颠覆性的革命。在达尔文之前，人们 普遍认为人是万物之灵，并非自然界的一部分，而是超越了自然。例如犹太－基 督教神学把人看成是上帝根据自己的影像创造出来的特殊作品，在世界万物中只 有人才被赋予了灵魂，世界万物都是被创造出来为人服务的。伟大的哲学家，像 亚里斯多德、笛卡儿和康德等人，不管他们的哲学观点是多么不同，也都坚持人 类中心说，认为人与其他动物存在不可逾越的鸿沟。 达尔文进化论则指出，人类是生物进化过程中的偶然产物，是大自然的产物， 是大自然的一部分，人类与大自然是同一的。今天的一切生物都是人类的亲属， 人类与其他生物、特别是与类人猿并无本质的区别，我们认为是人类特有的属性 例如智力、道德观等精神因素都可在其他动物中找到雏形，也必定有其 自然的起源。 达尔文进化论让我们更深刻地理解了人类与大自然的关系，更深刻地理解了 人性。但是在某些人看来，它沉重地打击了人类的自尊心。进化论的正确性在科 学界实际上早已没有争议，做为生物学的基础，如果推翻它就会让生物学大厦坍 塌。但是在人文学界，一直有人激烈地批评、否定进化论，正是因为他们认为进 化论伤了其自尊心，而不是他们比生物学家更懂生物学，掌握了生物学家不知道 的证据。 2009.2.22. （《中国青年报》2009.2.25）
个人分类: 科学史话|4767 次阅读|1 个评论
非线性动力学发展历史概述
Mech 2009-2-26 17:57
人们对非线性问题的认识至少可以上溯到 1673 年 C. Huygens 对摆的研究，他观察到单摆大幅摆动对等时性的偏离以及两只频率接近时钟的同步化两类非线性现象。 1687 年 I. Newton 发表的运动定律表明动力学问题本质上是非线性的。但直到本世纪 30 年代才有非线性力学这一名称，内容是经典的非线性振动理论。而非线性动力学这个名称在 70 年代中后期才逐渐使用，以概括对混沌、分岔和分形问题的研究 。混沌的历史已有大量研究 ，但分岔的历史发展较少涉及。本文拟概述非线性动力学的历史发展，依据史料除个别原始文献外，主要取自部分重要论文的结集和专著 。 1 Poincare 的奠基性工作和对非线性现象的早期认识 上世纪末 H. Poincare 的工作为非线性动力学的发展奠定了基础。 Poincare 开创了动力学问题研究的一个全新方向：定性理论。在 1881 年至 1886 年的一系列论文中，他讨论了二阶系统奇点的分类，引入了极限环概念并建立了极限环的存在判据，定义了奇点和极限环的指数。在此之前的 1879 年，他建立了分岔研究中其重要作用的范式理论的雏形。 1885 年他研究了分岔问题。 1890 年他证明了不可积系统的存在。 1892 年他论证了摄动法的合理性，为促进了非线性系统近似解析方法的研究。 1894 年他发现了伴随横截同宿点产生的复杂运动现象。 1905 年他明确地阐明了对初值敏感依赖而导致的不可预测性。 本世纪 20 年代以来非线性振动的研究使得 对非线性系统与线性系统的本质差别已有所认识。 1918 年 G. Duffing 和 1926 年 van der Pol 对典型非线性振动系统的研究揭示了次谐振动、自激振动等非系统系统的特性。 1929 年 А．А．Андронов 将 Poincare 的极限环概念与自激振动建立了联系，他随后对平面动态系统的定性特征进行了全面的研究。在 20,30 年代， Н．М． Крыло в , Н．Н．Боголюбо в 和 Ю．А．Митропольский 等发展了非线性系统近似解析方法。 2 混沌的研究 对混沌现象的广泛研究促使非线性动力学迅速发展。就 不可预测性 的物理概念而言， 1955 年 M. Born 和 1964 年 L. Brillouin 分别阐发 Poincare 的思想而指出经典动力学系统中存在产生于不稳定性的不确定性。就非周期性的数学描述而言， 1921 年 H. M. Morse 引进了符号动力学方法， 1963 年 S. Smale 构造了马蹄映射。近可积保守系统的非周期性运动产生机制由 А . Н . Колмогоров 在 1954 年所揭示，他的结论后来由 В . И . Арнольд 和 J. Moser 严格证明而称为 KAM 定理。计算机的发展为混沌研究提供新的手段。一系列重要的数值结果验证了混沌的存在，包括 1963 年 E. N. Lorenz 的简化热对流模型、 1964 年 M. Henon 和 C. Heiles 的 2 自由度保守系统模型、 1973 年上田和林千博的受迫非线性振动模型以及 1976 年 M. Henon 的存在奇怪吸引子的 2 维映射模型。奇怪吸引子的概念是 1971 年 D. Ruelle 和 F. Takens 提出的。 1975 年李天岩和 J. A. Yorke 尝试对区间映射给出混沌的数学定义。 1976 年 R. M. May 对 1 维映射中复杂动力学行为的研究使得混沌受到普遍关注。 70 年代后期，混沌与分岔和分形相交融，使得非线性动力学的研究工作更加深入和广泛。 3 分岔的研究 本世纪 70 年代原来独立发展的分岔理论汇入非线性动力学主流之中。分岔现象的发现可以上溯到 1729 年 P. Musschenbrock 对压杆失稳实验的观察， 1744 年 L. Euler 从挠曲线角度进行了理论分析。固体力学中将这类分岔称为屈曲。 1877 年 Lord Rayliegh 开始发展分岔的数学理论，并在 1883 年利用系统参数的分岔成功地解释了 1831 年 Faraday 和 1868 年 Matthiessen 关于振动流体实验的不同结果。 1883 年 O. Reynolds 发现在临界数时层流转变为湍流的现象，这种运动分岔在流体力学中称为转捩。 1885 年 Poincare 的工作标志分岔理论的创立。 1938 年 Андронов 和 Л．С．Понтрягин 建立了分岔和动态系统结构稳定性的关系。作为数学分支，分岔理论在 60 年代已基本形成。 1972 年 R. Thom 宣传的突变理论曾使得分岔理论中的奇异性方法受到广泛注意。 1971 年 Rulle 和 Takens 提出环面分岔进入混沌，到 1982 年这种进入混沌的途径基本清楚。 1978 年 F. J. Feigenbaum 发现了倍周期分岔进入混沌途径的普适规律。 1980 年 Y. Pomeou 和 P. Manneville 发现了伴随鞍结分岔的阵发性进入混沌的途径。这些工作建立了分岔和混沌的联系。 4 非线性动力学中分形的研究 本世纪 70 年代开创的分形几何对非线性动力学的深入和普及都起了重要作用。 1880 年 Poincare 和 F. Klein 关于自反演的工作已涉及分形的若干方面。 1875 年 G. Cantor 构造的集合 ( 事实上，由 Smith 于 1875 年首先发明 ) 和 1904 年 H. Von Koch 设计的曲线是分形的典型例子。 1918 年 F. Hausdorff 定义了维数，它不必局限为整数。本世纪 20 年代， P.Fatou 和 G. Julia Fatou 和 Julia 在复变映射的研究中对揭示分形现象作出重要贡献。 1975 年 B. B. Mandelbrot 开创了分形几何以处理具有自相似性和无标度性的破碎几何形体， 80 年代以后引起公众对非线性现象尤其是分形的极大热情。 80 年代初分形被 E. Ott , D. Farmer , P. Grassberger , I. Procaccia 等众多研究者用以刻划混沌运动在相空间中对应的奇怪吸引子。 80 年代中、后期， S. W. McDonald , C. Grebogi , E. Ott , J. A. Yorke 等用分形描述多吸引子系统吸引盆的边界，并提出了不同于混沌的初值敏感性的终态敏感性概念。分形的概念也在继续发展。多重分形和胖分形概念都应用于动力学。 5 结束语 从历史发展看， 对非线性现象的研究需要多个学科的交叉。纯粹和应用数学理论如动态系统理论、奇异性理论、摄动理论等，理论和实验力学概念和方法如工程现象的力学建模、应用力学规律解释动力学行为、固体和流体系统实验研究等，以及电子计算机的数值和符号运算，均为分析非线性问题的重要工具。在多学科交叉的基础上，形成了非线性动力学这一新的分支学科。 随着对非线性动力学研究的深入，机遇、因果、决定论等人类认识自然的基本概念和范畴需要重新认识。非线性动力学的研究导致了一种新的实验方式，数值实验的产生和广泛应用 。非线性动力学的研究也促进了数学、物理、力学中相关学科的发展，同时也日益在工程技术、生物医学和社会科学中显示出广阔的应用前景。 参考文献 1 陈立群，刘延柱。非线性动力学。上海：上海交通大学出版社， 1999 2 Gleick J . 张淑誉译。混沌：开创新科学。上海：上海译文出版社， 1990 3 陈立群。科学中混沌概念的演化。自然杂志， 14,8(1991) : 619-624 4 Hao Bai-Lin . Chaos II . Singapore : World Scentific , 1989 5 Cvitanovic P . Universality in Chaos , 2nd ed. . Bristol : Adam Hilger , 1989 6 Abraham R , Marsden JE . Foundations of Mechanics . Massachusetts : Benjamin , 1978 7 Kuznetsov YA . Elements of Applied Bifurcation Theory . New York : Springer-Verlag , 1995 8 Mandelbrot BB . 陈守吉，凌复华译。大自然的分形几何。上海：上海远东出版社， 1998 9 Hurd AJ . Fractals : Selected Reprints . College Park MD : Amer. Asso. Phys. Teacher , 1989 10 陈立群，刘延柱。振动力学发展历史概述。上海交通大学学报 ， 31 , 7(1997) : 132-136 11 陈立群。非线性问题研究中的数值实验。自然杂志， 16,6(1993) : 10-13 发表于《长白学刊》1999年第5期184-185页
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假如没有达尔文
mqjiang 2009-2-22 10:28
转自： http://www.xysforum.org/xys/netters/Fang-Zhouzi/bingdian/darwin8.txt 方舟子 在科学史上，各个科学发现的突破程度不尽相同。有的科学发现已呼之欲出， 许多人在竞赛，甚至差不多同时做出来，以至发生优先权的争执。也有的科学发现 极为超前，刚提出时被忽略了，后来才被挖掘出来。达尔文的进化论不属于这两种 情形。他没有竞争对手，以一人之力创建进化论；也没有被忽略，《物种起源》一 发表就引发了一场科学大革命，为生物科学奠定了理论基础。假如没有达尔文，或 者假如达尔文没能登上贝格尔号从而失去发现进化论的机会，是否会有人很快地做 出相同的发现？生物科学的建立还要再等多长时间？ 达尔文并不是最先提出进化论的人。在达尔文之前，有一些学者已具有进化思 想，包括他的祖父伊拉兹马斯达尔文。法国动物学家拉马克更是经常被提出来和 达尔文做对比，据说法国人迄今认为进化论的创建者是拉马克。在《物种起源》第 一版，达尔文对这些进化论先驱只字不提，招来其论敌的尖锐批评。为此达尔文在 《物种起源》第三版加了一篇史略，简述在《物种起源》发表之前20多位学者 有关生物进化的观点。这篇史略常被批评写得过于粗糙，不过倒没什么遗漏，其中 有些人其实是神创论者，因为个别言论与进化沾边，也被收集进去。 这些先驱者大多对生物进化只有零星的见解，缺乏系统阐述，没有引起重视。 拉马克第一个系统地研究生物进化，并给出了第一个进化的理论。拉马克的进化论 虽然没有被忽视，却是往往被做为反面教材加以嘲笑和批驳，在他生前及死后相当 一段时间内，并无人接受他的进化论。这有宗教信仰的原因，也有科学上的依据。 拉马克理论中的一些观念，例如否认物种的存在、否认物种会灭绝、认为简单的生 物能无中生有地自发生出来，过于落后，脱离了当时学术界的主流。 达尔文第一个科学地论证了生物进化，汇集了系统分类学、生物地理学、比较 解剖学、比较胚胎学、古生物学等领域的证据，雄辩地说明，如果生物是由共同祖 先进化而来的话，那么这些领域令人迷惑的种种现象就有了合理的解释。这一解释 极具说服力，而且简单明了，让人难以相信在达尔文之前竟然没有人系统地提出， 而它一旦被提出来，很快就被生物学家们所普遍接受。 达尔文出示的进化证据大多是前人的发现，这种归纳工作似乎较不具有突破性。 但是如果你以为达尔文只是在给别人提出过的理论提供证据，那就大错特错了。 事实上，达尔文的进化思想与前人有很大的不同。拉马克等人虽然相信生物是进化 而来的，但是他们把进化过程设想成是一个不断攀升的梯子，生物从低级到高级一 步步往上爬，一直进化成位于梯子顶端的人。这种直线式的、方向性的进化观念影 响深远，直到现在，一般的人仍然是如此理解生物进化的。汉语当初之所以把 evolution通译成进化而不是更恰当的演化，也是受这一观念的影响。 而达尔文则把生物进化过程设想成一棵不断地生长、分支的大树，现存的所有 生物都位于这棵树的某个小分支的顶端，很难说哪一种更高级，在同时存在的生物 种类之间作高低级的比较是没有意义的。进化没有预定的方向，进化树不存在一个 以人类为顶端的主干，人类只是进化树上一个普普通通的分支。这个观念在当时极 为新颖，在现在还让许多人觉得无法接受。 达尔文不仅揭示了生物进化的事实和模式，而且提出自然选择是生物进化的主 要机制。在达尔文之前，有些学者提出过某些看上去很像自然选择的观点，经常被人 视为达尔文的先驱者，而事实上他们的观点或者与自然选择毫无关系，或者只涉及 自然选择的某个方面。一般人只是简单地把自然选择当成是优胜劣汰，在达尔 文之前也的确有一些学者提出过类似的淘汰学说。但是这只是涉及了淘汰不良 形态、保留最佳形态的稳定性选择，而完全没有涉及自然选择学说中最关键的部分： 对优良性状的选择将会产生新的形态、新的物种。这是达尔文进化论中最富有革命 性、最大胆超前的观念，从提出之日起就饱受非议，在提出之后近百年才被生物 学家们普遍接受，而且还有不少人不服气。 达尔文在1838年开始创建自然选择学说，但没有急着发表，而是继续为该学说 收集资料。直到1858年夏天，达尔文收到华莱士的信，发现华莱士独立地提出了自 然选择学说，在朋友们的建议下，才在当年与华莱士一起发表有关自然选择的论文 （没有引起任何反响），并在第二年出版《物种起源》（马上引起轰动）。华莱士 因此被普遍视为自然选择学说的共同创立者，而事实上，华莱士对自然选择的理解 并不那么准确，也不彻底，并非达尔文第二。 在达尔文时代，并没有可以替代他的人。如果没有达尔文，进化论的创建至少 还得等待一代人的时间，而且不太可能由某个人石破天惊地独创，而会由多人集体 努力、逐渐形成。毕竟，达尔文是科学史上罕见的思想巨人，只有牛顿、爱因斯坦 可与之比肩。 2009.2.16 （《中国青年报》2009.2.18）
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孤立波与孤立子
zdwang 2009-2-15 17:42
孤立波与孤立子
王 振 东 现代自然科学正发生着深刻的变化，非线性科学贯穿着数理科学、生命科学、空间科学和地球科学，成为当代科学研究重要的前沿领域。孤立波与孤立子正是推动非线性科学发展的重要概念之一，而此概念最初的提出，正好又来源于流体力学的研究。孤立子起源于孤立波，它已在非线性光学、磁通量子器件、生物学、等离子体及光纤孤立子通讯等一系列高科技领域有了令人瞩目的应用，所以了解孤立波与孤立子的研究历史，对于学习与研究力学史和科学史，均是很有必要的。 孤立波的发现历史 拉塞尔（John ScottRussell1808-1882，曾有译为罗素，现根据北京大学周光坰先生所译，译为拉塞尔）是苏格兰一位优秀的造船工程师，对船体的设计有独到的见解，作过重要的贡献。1834年8月为研究船舶在运动中所受到的阻力，他在英国爱丁堡格拉斯哥运河中，牵引船舶进行全尺寸的实验与观测。最初，牵引船舶的动力是两匹马，以后改用滑轮和配重系统。在实验中，他观察到一种他称作孤立行进波的现象。当时他骑着马追踪观察一个孤立的水波，在浅水窄河道中的持续前进，这个水波长久地保持着自己的形状和波速。这一奇妙现象的发现，就是孤立波和现今关于孤立子研究的起始。 拉塞尔后来在做学术报告和发表文章时，是这样描述他的发现的： “我把注意力集中在船舶给予流体的运动上，立刻就观察到一个非同寻常而又非常绚丽的现象，它是如此之重要，以致我将首先详细描述它所表现出来的外貌。当我正在观察一只高速运动的船舶，让它突然停止时，在船舶周围所形成的小波浪中，一个紊乱的扰动现象吸引了我的注意。在船身长度的中部附近，许多水聚集在一起，形成一个廓线很清楚的水堆，最后还出现一尖峰，并以相当高的速度开始向前运动，到船头后，继续保持它的形状不变，在静止流体的表面上，完全孤立地向前运动，成为一孤立行进波，直到河道的转弯处才开始消失掉。” 拉塞尔还继续生动地描述了他对这一现象所做出的反应： “我立刻离开了船舶停留的地方，准备用步行去跟上它，但发现它运动得很快，我即刻骑上马，在几分钟之内赶上了它，并发现它以一均匀速度沿静止流体表面作孤独的运动。跟随它一英里多以后，我发现它开始逐渐衰减，并在运河的转角处最后消失。这一现象只要船舶快速行驶时，突然让它停止，就可以重复观察到。它是如此的重要和有趣，以致后来诱使我进行了许多有关水波课题的实验。” 为了进一步验证这一现象的存在并了解其性质，拉塞尔在1837年8月又在一长20英尺、宽1英尺的水槽中，进行了一系列受人工控制的实验，获得了与现场实验相同的结果。同时根据这些实验结果，他提出了孤立波传播速度的计算公式，孤立波传播速度与重力加速度，静止水的初始深度，和孤立波的高度有关。 关于孤立波的争论与问题的解决 纵观力学和物理学的发展史不难看到，每当开始引入一种新思想或新概念的时候，往往会受到怀疑和非难，并常会引起激烈的争论，孤立波的命运也是如此。 当时科学界的权威们对拉塞尔的这些结果，一开始时就表示了怀疑和反对。甚至连当时对波动研究颇有造诣的英国天文学家艾里（GeorgeBiddellAiry ，1801-1892）爵士，与英国流体力学家斯托克斯（GeorgeGabrielStokes ，1819-1903）爵士也对此提出质疑，怀疑在静止水面上能存在不变形的行波。他们的怀疑的问题主要有：一个完整的波动为什么会全部在水面上，而不是一部分在水面上，一部分在水面下；波在传播的过程中，为什么波幅不会衰减；波的运动速度也与他们的研究结果不符。 这一争论延续到19世纪70年代才初步得到解决。1862年和1865年H.E.巴津（Bazin,H.E.）对孤立波进行了一系列的实验，证明了拉塞尔的工作是正确的。英国科学家瑞利（JohnWilliamStrutRayleigh，1842-1919）在经过仔细的研究后指出，斯托克斯所研究的波，水深与波长之比接近于1，而拉塞尔所发现的孤立波，这一比值接近于0，他们二人研究的具体对象是有差别的，因此各自得到的波的传播速度也就不同。瑞利在1876年发表的著作中，首次使用了孤立波（thesolitarywave）这一专门术语。 他说“这就是拉塞尔先生给他描述的那个奇特的波起的名字”（拉塞尔在1840年的报告中，称他发现的波为 Alargesolitaryprogressivewave）。 拉塞尔与艾里、斯托克斯的争论，最终于1895年由数学家D.J.科尔特弗（Korteweg ,D.J.）和他的学生G.德.弗里斯（Vires ,G.de）所解决。他们在小振幅与长波的假定下，从流体动力学导出了关于孤立波的方程（后人称它为KdV方程）。这一方程的行波解，在波长趋于无限的情况下，正是拉塞尔所发现的孤立波。KdV方程的提出，从理论上阐明了孤立波的存在，给这场争论划上了句号。 从拉塞尔的发现到KdV方程的提出，大约经历了60年时间，孤立波才为学术界普遍接受。拉塞尔当时已经知道了孤立波的一些重要性质，如：孤立波在传播过程中保持波形和速度不变；两个孤立波碰撞时互相穿透且维持原来的波形和速度；孤立波的波幅愈高，其传播速度愈快，等等。 拉塞尔当时发现孤立波的河流，是流经在苏格兰、爱丁堡Heriot-Watt大学校园附近的 UnionCanal 。为纪念拉塞尔这一重要的科学发现，他当年发现孤立波的地方，已被列为历史名胜受到保护。英国 Heriot-Watt 大学在1982年曾举办了纪念拉塞尔逝世100周年学术讨论会，来自世界各地拾几个学科的科学家聚集一堂，热烈地交谈和讨论有关孤立波和孤立子的学术问题。 60年寂静和重又活跃 虽然1895年KdV方程从理论上阐明了孤立波的存在，但当时学术界还没有能回答孤立波是否稳定；两个孤立波碰撞后其速度和波形是否改变；以及在流体以外的其他领域，孤立波是否也存在等重大问题。 从19世纪末到20世纪中，关于孤立波的研究工作处在寂静时期，没有明显的进展。尽管在非线性电磁学、固体物理、流体动力学、神经动力学等学科中，相继提出了一些与孤立波有关的问题，但当时有关孤立波的已有的知识，在新问题面前显得很不够用，且这些问题与应用数学之间相互促进的关系，也没有得到足够的重视。人们似乎已忘记了拉塞尔发现孤立波的重要意义。 经过了约60年的平静时期之后，1955年由于费米（EnricoFermi）、帕斯塔（JohnPasta）、犹拉姆（StanUlam）（以下简称FPU）发表了“Studiesofnonlinearproblem”一文，重新燃起了人们对孤立波的兴趣，使对孤立波的研究又活跃了起来。FPU实验原先是要研究一维非线性动力学系统：一根一维的、连续分布的弦两端固定，将其分成N段，每段当成一个单元；并将每个单元简化成具有相同质量的质点，其间相互作用力包括线性和非线性部分。FPU在LosAlamos的Maniac I计算机上进行数值计算，出乎人们意料地得知能量集中在最低的振动模式。1965年，美国普林斯顿大学的应用数学家Matin D. Kruskal 和贝尔实验室的Norman J. Zabusky 对FPU结果的进两个KdV孤立波的碰撞一步研究发现，若用弦的位移表示，它们正好满足KdV方程。 两个KdV孤立波的碰撞 上图表示两个KdV孤立波的碰撞，可以看到三个特点：孤立波在碰撞前后保持高度不变，像是“透明地”穿过对方；碰撞时两个孤立波重叠在一起，其高度低于碰撞前孤立波高度较高的一个（这表明在非线性过程中，不存在线性叠加原理）；碰撞后孤立波的轨道与碰撞前有些偏离（即发生了相移）。他们在数值实验中，既研究了两个孤立波的碰撞，也研究了四个孤立波碰撞，并首次引入“孤立子”（Soliton）这一术语，用来描述这种具有粒子性质的孤立波。 之后，在固体物理、非线性电磁学和神经动力学等学科里也发现了与孤立波有关的问题，促使人们考虑在流体以外的领域，孤立波是否存在？若存在的话，其表示孤立波演化的微分方程应如何求解？这些问题引起了人们的关注。 目前在不同的著作中，孤立波和孤立子两者含意的区别，并不完全一致。多数作者称波形分布在有限的空间范围内，且具有弹性碰撞性质，即碰撞后保持原有的速度和波形的孤立波为孤立子。而对呈非弹性碰撞的一类，仍称为孤立波。还有的作者称KdV方程和其他类似的方程的单孤立波解为孤立波，多孤立波解为孤立子。当然，也有作者认为，孤立波与孤立子两词沿用至今，已无严格的区别。现在物理学界，亦有人将孤立子简称为“孤子”。 从事孤立子理论研究的数学家们，多数采用以是否弹性碰撞来区分的意见。但物理学家，对孤立子的定义要宽松些，认为只要波的能量有限，且分布在有限的空间或时间范围内，即使在传播过程中波形发生变化（例如光纤中的高阶光孤立子），也都称为孤立子。 孤立子研究进展及其应用 20世纪60年代以来，孤立子的研究有了突飞猛进的发展。除了在流体，还在固体物理、激光、电气工程、等离子体、生物学等领域相继发现了孤立子的存在。而且在数学领域，逆散射方法的提出与推广，也为求解孤立子演化方程提供了有力的数学工具。1972年夏天在美国召开了一次时间长达3周半的孤立子学术讨论会，来自数学、力学、物理学、电气工程、生物学、地质、地球物理等十多个学科的学者聚集在一起，交流对孤立子研究的进展和经验。 由下面的几个例子可看出孤立子研究及其应用的新进展： 在超导研究方面，约瑟夫逊（Brian D. Josephson）效应中的磁通量子实际上就是孤立子，于是将孤立子的研究方法引入进来，现已促进在研发耗能特别小、速度特别快的新型计算机器件上有新进展。 在生物学方面，发现了达维多夫（Davydov A.S.）孤立子，探讨了生物体蛋白质中孤立子的传播问题，为弄清肌肉收缩的机制提供了有力的途径。 孤立子在高科技方面最具代表性的成功应用，是光纤中的光孤立子（亦称光孤子）。它具有长距离传输损耗小、无需中继站，比特率（单位时间传输的信息量）高等优点。联合国教科文组织、国际原子能机构和国际理论物理中心，于1995年2月在意大利联合召开了“光纤中超速传输系统”会议，其内容主要是讨论光纤中的孤立子问题。现普遍认为，光纤孤立子通信有希望成为超高速率和超长距离通信的重要手段。 结语：170多年历史的启示 从1834年流体运动中孤立波的发现，至今正好已有170多年的历史。60年的争论、60年的寂静，和当今在多学科、多领域的重要应用，充分说明了力学基础研究的重要性。力学中基本规律的发现与研究，有极其深刻的意义。 以史为鉴，由这段170多年的历史不难看出：那种用急功近利的眼光，来看待基础科学的研究和教学，大为削减理工科大学本科基础科学课程的教学时数，显然是违背科学史和短视有害的。
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ZT：“一人打败全球”的科学家
等离子体科学 2009-2-15 10:35
这个值得一转。据说教育部在讨论中学文理是不是要分科。如果继续做这种小儿科的事情，那就连孔子都不如了：孔子的教育还文理不分呢（礼、乐、射、御、书、数）。 笔者一直认为，细致划分专业的教育只能培养匠人。而人才是需要 Vision 的。国外的 Liberal Arts （类似北大的元培学院）式的培养才能造就这样的 Vision 。 日本的 High Definition TV 计划，精益求精，世界第一；但是美国人想出一招 Digitalization ，不要什么高精度就可以 HD 。而且信号的存储、传输都数字化，与今天的 IT 高科技兼容。日本只好放弃十几年的努力，全盘接受美国的专利。还是日本的： 80 年代日本的超级计算机计划，以倾国之力与美国竞争；美国人搞出个 Parallelization ，一下子让日本十几年的努力泡汤。你学得再专、做得再精，也挡不住新的 idea 带来的革命性改变。这就是 Vision 。没有 Vision ，你就永远只能跟在人家后面。 下面转的这篇，就是一个真正有 Vision 的生物学家如何打败了全世界的生物学家的故事（这可是是真刀真枪地打败：完全是同样的data量 ！）： 一人打败全球的科学家：史密斯 转自： http://blog.wenxuecity.com/myindex.php?blogID=1666 作者：润涛阎 2-9-2009 很多科学家提出了与众不同、前无古人的思路、定理或结论而震惊世界，这些科学家的一部分获得了诺贝尔奖，如果发生在 100 年内的话（诺贝尔奖刚好 100 年了，在这之前也有不少该得奖的科学家），这很正常。这些不是本文要谈的。 本文今天要谈的内容跟题目吻合，就是说这位科学家是提前提出设想，想申请美国 NIH 的科研经费，由于他的设想在全球所有国家的同行眼中是地地道道的信口开河，必然遭到了没完没了地羞辱 --- 不仅得不到一分钱的资助，而且成为科学家眼里胡言乱语的典型。 我在前文中一开头就提到了这位科学家，当时并非要写他的专文而卖关子。我那篇文章的写作方式是用电影镜头由远而近的技巧，就是先介绍约翰霍普金斯医学院所在地，接着是我们所在的楼，然后是我们实验室，下面便是实验室的人物了。文中介绍了那栋楼就是给他盖的。请看润涛阎《日本人印度人；犹太人伊斯兰人》一文。我那篇文章吸引了很多人，有人想知道文中更多的人和事，也有人提出对史密斯感兴趣，让我介绍一下。今晚有点空，就补写一篇。其他的人物，以后再谈。 他的名字全文是汉密尔顿 O. 史密斯，英文 Hamilton O. Smith 。他就是本文要介绍的一人抱打全球最后得胜的科学家。 史密斯由于发现了限制性内切酶（ Restriction Enzyme ）开创了基因克隆新纪元而获得了诺贝尔奖，那是以前的事了，在此不赘。当 DNA 顺序（生命密码）的测序方法普及以后，尤其是荧光扫描测序仪的诞生，生物领域里的科学家们必然想把各个生物的生命密码解密，也就是把细胞核里的整个遗传物质 --- 基因组，称为染色体的所有碱基对顺序搞出来。 为了让不是在生物领域里的读者也能明白到底这生命密码是怎么回事，我不得不先给个外行人也能搞明白的解释。 生命密码是由四种碱基组成的一个很长很长的链条（因为能被染色而被称为染色体）。不同生物的链条数不同，比如人，就有 23 对。其中有一对是性染色体。那么，人的 23 对染色体链条拉直并接起来后有多长呢？润涛阎做过简单的计算：把一个碱基对放大到一块一尺长的砖，那这个链条就是用四种不同颜色的砖用水泥接在一起（化学名称就是共价键）的薄墙（只有一砖高）。这个由四种颜色的砖连接起来的长墙恰好 一百万公里 （ 10 亿米）！ 由于构成这个长链的碱基对只有四种，不同的排列而已，如何完成测序，便是摆在科学家们面前的难题。 因为必须先把这长链用限制性内切酶切成一段段的，把这一段段的 DNA 装入载体，载体进入细菌体内进行繁殖，我们才能从细菌体内得到大量的能用于实验室测序的 DNA 。还好，每个细菌只能接受一个载体，这就是所说的克隆了，我们就可以纯化那一段 DNA ，测出那一段 DNA 的碱基对顺序。就像知道了这段墙的四种颜色砖的连接顺序。 我们测序是通过电泳跑胶，放射性标记，显影后读出 DNA 顺序的。后来有了荧光标记和荧光测序仪，速度增加了很多。工具的革命其重要性不言而喻。 全世界的科学家们无一例外地明白，只有先给这么由 一百万公里 长的砖墙每隔一段找出一个标记，然后对每段测序。因为这 一百万公里 长的墙割成一百万段，分别测序的话，如果不提前标记上哪段跟哪段相连，到头来就是一锅粥。反正就那么四种颜色的砖啊。 所以，包括美国、欧洲、亚洲、南非以及遍布地球上的每个角落的生物科学家都参与了标记定位伟大工程。有的给细菌，有的给真菌，有的给植物，有的给动物（老鼠、人等）标记定位。各就各位，忙得不亦乐乎。 此时， 史密斯 教授提出了走近路的方法：用 shotgun （翻译成扫射法？）可以完成，也就是说，把这个 一百万公里 长的墙切成长短不等的段，随机装入载体到细菌体内繁殖，然后测序，抓着谁算谁。他预测：测序读出 30 亿块砖的时候，这人体的生命密码 ---10 亿块砖的四种颜色顺序就知道了。也就是说，仅仅三倍于整个基因组的测序就可以把整个基因组图谱给接上！ 要知道，分离细菌 DNA 的时候，需要大约一万到一百万个基因组拷贝进行切割。换句话说，就是这个长墙不是一条长链，而是一万条甚至一百万条完全相同的墙，每条长度、砖的颜色顺序都一模一样。把这些切割后搅合在一起。 上面介绍完了专业知识。下面讲史密斯如何一人抱打全球的。精彩的故事便开始了。 他提出了这个扫射法测序，他交了申请科学基金的研究报告给 NIH ，专业术语叫 grant. 当时 NIH 正在如火如荼地标记定位基因组，就是上面说的给这个 一百万公里 长的由四种颜色的大砖连成的墙做标记。看到史密斯的申请报告，审批者们愣了：这是诺贝尔奖得主汉密尔顿 . 史密斯？他的脑袋灌了水了？ 按照最简单的数学计算，全世界正在标记定位基因组的科学家们都停下来跟着史密斯搞扫射法测序的话，那几十年也干不完啊！因为要反复重复同一段，而只差哪怕几个碱基对都无法知道哪跟哪对接！史密斯竟然说他自己一个实验室就能用这种扫射法五年内完成一个细菌基因组的测序，要对接成功。细菌的基因组虽然比人比老鼠小得多，但无论如何也是信口开河。问题在于：这种扫射法根本行不通！ 史密斯不依不饶，非要自己证明自己的预测是对的不可。可他没钱买荧光测序仪器，他有个曾经是护士的妻子，可以帮忙。这样，两口子就每天用手工方法测序，白天两口子跑电泳，晚上洗出照片后用放大镜读碱基对顺序。 有一位在美国的日裔科学家叫 K. 山本（ Keith Yamamoto ）加州大学教授，他认为， NIH 给那么多实验室经费搞基因组定位标记，就不能给史密斯一点钱搞点有风险但与众不同的研究吗？ NIH 的主席发话了：我们不能因为史密斯是诺贝尔奖得主，他信口开河的胡乱搞也要给钱。他能说服谁呢？这又不是什么神秘的东东？如果诺贝尔奖得主就可以信口开河而给钱，那诺贝尔奖提名人给不给？其他科学院院士给不给？这个要一视同仁，除非改变 NIH 审批规则。 医学界数学好的海着去了，就拿史密斯本人来说吧，他的大学就是在伯克利数学系念的，他的学士学位就是数学。你史密斯自己算算你那方法能对接上吗？ 史密斯每年都申请，每年的申请内容都差不多，反正就是简单不能再简单的扫射法。 NIH 每年都驳回史密斯的申请，每年的驳回内容都差不多，反正就是您老信口开河，专业术语就是没有依据，风险太大。 NIH 按照投资的思路，就是不搞风险投资这是 NIH 通过的基金审批规则：有风险，不给钱。道理就这么简单。 这个世界总有迷信者。 史密斯此时有一个迷信者。其他迷信者不重要，这位迷信者重要，重要之处不在于他多有名气，山本有名气，没用。这位迷信者有用，因为他有钱。 这个事件后，润涛阎突然醒悟：迷信是不能、也不应该破除的。 迷信史密斯的这位看到了 DNA 测序的时髦，便办了测序公司，就是买一台荧光测序仪，给各个实验室的科学家们测序。你出钱，把样品给他，他给你测序，告诉你你那段 DNA 的四个碱基对顺序。他的生意红火起来了，就多买荧光测序仪器，滚雪球。他看到史密斯两口子用肉眼读片子，便说我给你测序，不要钱。史密斯说，那就是合作了。成！二人一拍即合。 当全球的科学家们轰轰烈烈地给不同物种的基因组标记的时候，突然看到三大顶尖杂志（细胞、自然、科学）中的《科学》刊登出来了人类历史上第一个完成了生物基因组全部顺序解密的论文，全都傻眼了！人家都把整个基因组的碱基顺序搞完了，我们还搞什么搞？标记标记，定位定位，扯什么扯？封面看完了，打开里边的文章定睛一看，竟然是史密斯和他的粉丝们用扫射法搞出来的！ 美国国会不干了！凭什么花这么多钱搞标记，而不给史密斯一分钱？！ NIH 的总头只好辞职了。 山本 教授立刻被招，组成 NIH 经费审批改革。 山本 教授着实风光了一阵。在他的主持下， NIH 改革了 grant 的规则。那是 1997 年的事了，但今天的 5 项规则，依然有效。其中之一就是要有创造性就是 Creative 。史密斯改写了美国 NIH 的历史。 史密斯本人很低调，那时间你在报道上看到的都是别人的评论，为他鸣不平。照片也是 山本 先生，报纸杂志都是他。 史密斯的文章出来后，全球所有正在忙于搞标记的立刻停了下来，全部采用史密斯的扫射法。很快大家就看到了一个个生物，从细菌到真菌到老鼠到人，基因组的测序报告。 所有的测序结果证明：平均只有 2.5 倍于总长度，这扫射法就可以把整个顺序对接。比史密斯预测的工作量还小。 有人事后说史密斯是碰巧了有个有荧光测序仪器的粉丝加入，否则，靠老两口子人工测序，靠放射性显影后用放大镜读，他至少还需五年完成。但事实是：即使没有粉丝用荧光测序仪帮忙，他两口子照样抱打全球！因为完成基因组标记，全世界在这个领域里的科学家们通力合作，也要 10 年甚至 15 年才能完成。不论有没有资助，不论有没有粉丝加入，史密斯与全球成千上万的科学家对打，而且是人工对付机器，史密斯都是赢定了。 当时我每天看到史密斯夫妇起早贪黑地干，恨不得自己是个富豪，买台荧光测序仪器给他，不论他的结论是对是错，社会总不能这么对待一位痴情、好胜的长者。尤其是他没钱，实验室缩小到了只有半间。而我们那座大楼当初就是给他盖的。 史密斯的故事告诉人们：真理总是在少数人手里。 大家都有这么个共识：群众的眼光是雪亮的。润涛阎也承认这句话当真，只是需要给大家解释一下这句话： 雪是亮的，但不透明。别说雪山下面覆盖着的是铁矿石还是花岗岩，就是一层薄雪下面是红土还是黄土，群众的眼光是无法得知的。 当极少数智者把真理告诉群众后，群众慢慢地明白了，其结果就是用这点知识顽固地反对新的智者的新知识。群众的眼光只有条件反射的功能。 群众的眼光是雪亮的，不透明；智者的眼光是水晶的，能看透本质。 史密斯的故事表明：一些数理化常识在微观领域未必那么铁板一块。润涛阎曾经请教过 史密斯 教授一个问题：如果把 DNA 碱基对放大至一尺长的一块砖，人的基因组就是 一百万公里 。那 DNA 合成酶合成 DNA 的速度就是每小时 一百一十公里 ，相当于大约 70 迈。 DNA 合成酶把四种颜色的砖用水泥连成一个长链，砖的顺序是根据母链做模板，一旦发现刚连上的那块砖的颜色不对，立刻刹车，把刚才那块错的砖拆下来，再把对的颜色的砖接上。问题是：这么快的速度，它是怎么刹车的呢？汽车跑 70 迈，急刹车，那也不可能一块砖的打滑都不发生，何况这合成酶是在细胞液里，怎么刹车？在水里的潜水艇最大航速也不过是合成酶的一半不到，潜水艇立刻刹住要走很远一段距离，别说连一块砖的距离都不能超过，对潜水艇来说是无法办到的。 史密斯 教授听后哈哈一笑，说这个问题好玩。 是的，宏观的数理化常识未必适合于微观领域，至少不是任何时候都能照搬。 我一直纳闷的是：史密斯为何对他那些在别人看来是荒唐的预测如此自信呢？难道是因为他相信当初就是这个细菌让他发现了限制性内切酶而获得了诺贝尔奖，这个细菌的基因组碱基对顺序就得让他完成？也不管他采用什么荒唐的方法？ 如果说史密斯应该得第二个诺贝尔奖，恐怕生物界的科学家们没人反对。他的贡献不仅仅是诺贝尔奖青睐的特立独行，还在于他一方面影响了美国 NIH 的改革，更让全世界范围内同行科学家节省了数年的时间和无数的精力。 史密斯宝刀不老，他立刻着手向另一高峰攀登了。他要攀登的他一生中的第三座大山是人造生物，就是根据已知的基因组顺序，重新人工组装基因组，创造地球上从未有过的生物。 但愿他在有生之年再创辉煌。即使他由于年龄因素无法完成这第三座大山的攀登，他的路子会有粉丝追随的。
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物理学的新时代？——00年诺贝尔奖的联想
等离子体科学 2009-2-13 21:18
（还是一篇旧文。） 上个世纪末，人们曾谈论“物理学的终结”：一切都已“完备”。除了天边的几朵云（黑体辐射、以太假设等），天空一片晴朗。今后的物理学家只能做一些修修补补的事情了。 可就是天边的那几朵云带来一场暴风雨，改变了整个二十世纪的面貌。这场“暴风雨”始于世纪之交的1900年黑体辐射的量子理论。 现在又是00年，人们又开始谈论“物理学的终结”：能做的事情都做了，不能做的事情一时也没法做。物理学向何处去？ 这次是诺贝尔物理奖出来说话了。 诺贝尔物理奖的初衷是奖给“发现”与“发明”的。可是诺贝尔奖刚设立就赶上了物理学的革命时代。理论上的突破导致人类整个物理观的变化。所以诺贝尔物理奖一时成了理论家的天下。当然也有很多实验方面的科学发现得奖，但这些发现主要集中于基础理论领域。 可是今年的物理奖却给了三位真真实实的“发明家”。其中发明集成电路的那位KILBY先生所在的公司还曾和另一个公司争过专利权。确实是货真价实、经过法律程序的发明！ 当然，打官司的结果是对方得胜。但另一位“得胜”的发明家并不同意自己公司的立场和法律的判决，仍然认为他与物理奖得主KILBY先生是同时独立地发明了集成电路。可惜的是，这位得到法律承认的“胜利者”没有等到他的成果 不仅仅为法律和社会、而且为科学界公认的这一天。他，NOYCE博士，不幸在十年前去世。但他的承认同行成果的“绅士精神”使得KILBY得以在今年得到诺贝尔物理奖，尽管法律认为只有NOYCE博士的发明才享有专利。从而使他，NOYCE博士自己，也名垂诺贝尔物理奖史册。 不管怎么说，诺贝尔物理奖终于颁给了一项“没有什么物理在里面”（今年物理奖得主KILBY先生语）的发明。这离开诺贝尔的初衷已经一百多年。但这正是时候。 很巧，这件事发生也在世纪之交的00年。它大概预示着在新世纪里，物理将在应用领域大显身手。 KILBY先生没有得到过博士学位。很可惜，他没有能够通过研究生考试。 在1958年那个炎热的德州的夏天，这个刚参加工作不久，还没有资格享受每年两周的假期的年轻人，乘着同事都出去度假、实验室只剩下他自己的机会，捣咕出了世界上第一个集成电路片。 当然，博士学位并非一文不值。NOYCE博士即毕业于MIT的研究生院。他几乎与KILBY先生同时发明了集成电路片。但他的集成电路更快更小巧。他用的方法也更先进：直到现在仍广泛使用的等离子体化学刻蚀。 刚刚过去的那个夏天里，我们在做什么？
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科学史上的遗憾和悲剧
liuxiaod 2009-1-16 11:13
科研成果不为世人理解 英国天文学家、物理学家和数学家爱丁顿，一直希望他的理论像爱因斯坦和狄拉克那样受到人们的尊敬。但同时代的人对他的著作不感兴趣，觉得太深奥晦涩，无法理解。爱丁顿倍感孤独、灰心和失望。他在死前几个月说：我不断地试图发现为 什么这个程序竟使人们感到深奥晦涩。但我要指出的是，尽管爱因斯坦的理论被认为是深奥 晦涩，但是成百上千的人认为把这种理论解释清楚是有必要的。我不相信我的理论比狄拉克的理论更深奥晦涩。但是对于爱因斯坦和狄拉克，人们认揭示这种深奥晦涩是值得的。我相信，当人们不得不用同样的态度对待我的时候，他们将完全理解我--到那时，把爱丁顿的理论解释清楚将变得很时髦。 权威不识天才真面目 被后人称为集合论的创始人乔治康托尔，当他的集合论一提 出，便招来一些权威们的极力反对，尤其甚者竟是他的老师利奥波德克罗内克。这位著名的数学家年长康托尔22岁，却用十分刻薄的语言侮辱康托尔达10年之久。康托尔的学术论文不能发表，连在柏林一所大学任教也未能如愿。最后他的身体受到摧残，精神失常，晚年只能在精神病院中度过，并且在那里死去。 　　 19世纪20年代，挪威青年阿贝尔创立了被后人命名的阿贝尔积分。尽管这一著名积分解决了法国著名数学家勒让德苦苦思索40年未曾解决的命题，却得不到当时的数学权威高勒、柯西甚至勒让德本人的支持。在这些权威们看来，像阿贝尔这样名不见经传的小人物，怎能闯进他们的世袭领地，他们必然将阿贝尔的发现打入冷宫。命运对阿贝尔实在不公平，他在贫困中病殁。 　　 英国青年亚当斯数次求见格林威治天文台台长艾里，结果到拒绝，使他失去了预言太阳系存在新行星--海王星的优先权。 苏联物理学家朗道对下属提出的宇称不守恒见解给予嘲笑，结果使他们失去了重大发现的机遇。 当拉瓦锡发现氧之后，信奉燃素说的权威们竟长期不愿接受氧这个新名词，尽管他们无时不在呼吸赖以生存的氧气。 欧姆发现了电阻定律，德国一些权威们长期不给予承认，原因是欧姆不过是基督学校的一位普通数学教师。 孟德尔的遗传定律公开发表后，被一些权威抵制34年之久。除了他那数学统计研究方法不被人理解外，主要原因是孟德尔是一个修道院的教士。 巴斯德提出细菌理论，遭到医学界的强烈反对。原来巴斯德是位化学家，怎能闯入医学家的世袭之地? 李斯特发现消毒法无人问津，原因是在众多头面人物看来，他只不过是不值一提的土包子。 　　 公元2世纪埃及亚历山大的托勒密，从罗得岛的伊巴谷那里偷来一大批科学资料与科学发现，提出了原属于伊巴谷的预报行星方位的系统。这种地球静止不动的思想，曾支配人类 的宇宙观达1500年之久，直到今天，许多教科书还在肯定托勒密的这一所谓贡献，却很少提到罗得岛那位天才的伊巴谷了。 一旦熬成婆　便把媳来整 曾经是小人物，后来成了权威，却反过来压制后来的小人物，成为他们的婆婆，最典型的莫过于赫尔姆霍茨了。当他还是一位不知名的青年生理学家时，他的第一篇关于能量守恒原理的论文被老资格的主编波根道夫退回，理由是缺乏实验依据。正因为有此经历，赫尔姆霍茨曾对法拉第的不幸表示过同情。然而，当德国物理学家普朗克于1878年向慕尼黑大学提交博士论文时，赫尔姆霍茨同其他人一起，对普朗克关于热力学第二定律的新思想加以反对、嘲笑与抵制。普朗克后来 说，赫尔姆霍茨、克劳胥斯等人都对我的论文不感兴趣，与他们通信联系也无结果。对此，普朗克发表了被后人戏称为普朗克原理的痛苦结论：新的科学理论不是靠通过说服反对者而获胜的，它最后的胜利是由于反对者们终于死去而赞同它的年轻一代成长了起来。 (转贴：佚名，物理资源网， www.phy520.cn )
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科学史上著名公案——孟德尔的发现为何被忽略？
热度 1 mqjiang 2008-12-25 09:18
方舟子 　　达尔文在1859年发表《物种起源》，创建进化论，已为生物科学的大厦立下 了一个支柱。但是这座大厦仍然摇摇欲坠。达尔文进化论的核心是自然选择学说， 但是他找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择，无法说明变异是如何产生， 而优势变异又如何能够保存下去。事实上，对于遗传的机理，当时的科学界一无 所知。达尔文为此苦恼终身。他在1872年如此写道：遗传的定律绝大部分依旧 未知。没有人能够说明在同一物种的不同个体中的相同特性，或在不同物种中的 相同特性，为什么有时候能够遗传，而有时候不能；为什么孩子能回复其祖父母 甚至更遥远的祖先的某项特征。 　　达尔文不知道的是，这些问题早在7年前就已经被奥地利修道院一个业余的 生物学家孟德尔通过豌豆杂交试验解决了，生物科学大厦的另一个支柱早就立好 了。但是孟德尔在1865发表的成果被科学界忽略了，直到1900年孟德尔遗传定律 才被重新发现。为什么在生物学界迫切需要遗传定律之时，孟德尔如此重要 又如此出色的研究却没有引起注意？是什么原因让孟德尔成为科学史上最孤独的 天才，超前了整个时代35年？ 　　其中一个因素是孟德尔对发表论文不热心。根据他写给当时最著名的植物学 家耐格里的信，我们知道他在豌豆试验之后，又从事了紫罗兰、玉米、紫茉莉的 杂交试验，完全证实了豌豆试验结果的正确性。但是他却没有发表这些成果。在 杂交试验方面，除了豌豆试验的结果，他只在1870年发表了有关山柳菊杂交的论 文，而那却是和豌豆试验结果不符的。即使是最重要的豌豆试验结果，他也只是 于1865年在当地（布隆）自然科学学会的会议上做了报告，参加会议的人根本就 没人听得懂他在说什么，没人提问或加以评论。第二年，他的报告整理成论文按 惯例登在了学会的学报上。该学报虽然被送往欧洲一百多个大学和图书馆，但是 有谁会去注意从这么个偏僻地方寄来的会刊呢？在当时，大家只习惯于在伦敦出 版的《林奈学会会刊》上寻找重大的生物学发现。 　　孟德尔并非完全不重视向学术界介绍自己的工作。他在收到论文的单行本后， 分寄给世界各地著名的植物学家，试图引起科学界的注意。但是有谁会去理睬一 个偏僻地方的修道士寄来的论文呢？自然是毫无回音。孟德尔希望通过与权威私 下交流的方式引起他们对他的成果的重视，给耐格里写了许多封信，向他报告自 己的试验成果，并愿意向他提供豌豆种子供检验。可惜他与耐格里的交往完全是 一场灾难。这位当时首屈一指的专家完全不能理解孟德尔工作的意义，在1867年 2月25日的一封回信中，傲慢地教训孟德尔说，他的实验还远远没有完成，其 实只是个开端，建议孟德尔改用山柳菊（耐格里喜用的研究材料）重复这些试 验。这是一个糟糕得不能再糟糕的建议。山柳菊完全不适于做杂交试验。它存在 无数的难以观察的变异，花非常小，不容易操作，而且当时无人知道的是，它有 时候行有性繁殖，有时候行无性繁殖，这样是根本不可能在其后代中发现数量关 系的。孟德尔却认真对待这位权威的建议，花了几年时间用于研究山柳菊，一无 所获。这时候想必连他自己也怀疑他发现的遗传规律并不是普适的，这无疑使他 很沮丧。恰好在这个时候他被选为修道院的院长，便逐渐把精力转移到修道院的 行政事务上，放弃了科学研究。 　　耐格林不仅给了孟德尔最糟糕的建议，而且也完全忽视了孟德尔豌豆试验的 结果。他在1884年出版了一部有关遗传和进化的大部头学术著作，总结了他所知 道的有关植物杂交的所有实验，唯独没有一个字提到孟德尔。耐格里对孟德尔的 工作如此轻视，恐怕并非偶然。他相信的是融合遗传（认为后代是父母性状融合 的结果），而孟德尔的结论却证明了颗粒性遗传的正确（父母的基因不是融合， 而是分离的），这将使他的观念被彻底推翻，或许正是这种心态，使他想当然地 做出了孟德尔肯定错了的结论，而不愿多加考虑。 　　在1900年以前，孟德尔的豌豆试验曾被引用了11次。最早的是霍夫曼，他在 1869年的一篇论文中简单地提及孟德尔的试验，并将孟德尔的论文列为引文。这 个引文引起了德国著名植物学家福克的注意，他在1881年出版的《植物杂种》这 一名著中简短地评价了孟德尔的工作，其语气颇为不屑：孟德尔所做的许多杂 交的结果，与奈特的十分类似，但孟德尔却自以为发现了各种杂种类型之间稳定 的数量关系。福克虽然如此贬低孟德尔的贡献，但提及孟德尔，却无意中做了 一件大好事，因为他的这本书后来成为从事植物杂交的工作者人人必备的参考书， 孟德尔的工作才因此得以被记载下来，并最终在1900年被三位查阅这本书的生物 学家同时发现。 　　显然，在1900年以前，孟德尔的工作被遗忘，不是因为权威们不知道它，而 是因为他们不觉得他有什么了不起。这是为什么呢？因为孟德尔不幸处于巨人的 阴影之下。达尔文《物种起源》一书在生物学界引发了一场革命，进化论的研究 是当时最引人注目的一个领域。从事遗传研究的人，甚至包括孟德尔，都觉得自 己也是在解决生物进化的问题他在1866年的论文中提到，他从事豌豆试验的 目的，是为了解决一个问题，这个问题对有机体的进化史的重要性决不能低 估。在当时的研究者看来，对进化论而言，物种间的杂交要比物种内的杂交意 义重大得多，因为这能说明新物种是怎么产生的。孟德尔本人也用菜豆和山柳菊 从事过种间杂交，他的这些工作在1900年常被植物学家们提到（甚至包括耐格 里！），而他的豌豆试验，看上去不过是个琐屑的小工作，不值一提。 　　孟德尔被时代所忽略的，恰恰是他的天才之处。以前研究生物遗传的学者， 当他们比较子代和亲代的异同的时候，是把亲代做为一个整体，又把子代做为另 一个整体进行比较的。他们相信的是，亲代存在一种本质，子代存在另一种 本质，遗传就是这种本质的传递和变化。子代内部的变异被看做是可以也应 该忽略不计的偏差，只有其平均的性质才有研究的价值。但是孟德尔在做豌豆试 验时，却不抱这种本质论的思想，采用的是群体思维。在他看来，子代群体是由 一个个不尽相同的个体变异组成的，每一个个体都是有价值，值得研究的，个体 变异并不是偏差，而恰恰是遗传的表现。因此，别的植物学家在研究豌豆杂交试 验时，只停留于对现象的概括描述：第一子代只出现一种性状，第二子代两种性 状又都出现了，等等，而孟德尔却知道要挨个挨个去数豌豆种子，每一粒种子都 是宝贵的，不可抛弃，从而能对它们做定量研究。 　　孟德尔的天才之处，恰恰也是达尔文的天才之处。达尔文之前的进化论先驱 们，在研究进化问题时，抱着的也是本质论的观点，每个物种都存在着一种代表 它的本质，进化就是从一种本质到另一种本质的变化，而物种内的个体变异是可 以忽略不计的。而达尔文恰恰重视的是物种内的个体变异，这些变异提供了自然 选择的材料，生物才得以进化。很难说哪一个变异更重要，现在看上去不起眼的 变异，以后很可能成为适应变化了的环境的优势变异而传播开去。这种强调群体 内部个体的重要性的群体思维，可以说是达尔文的首创。但是即使是达尔文本人， 在研究遗传问题时，也没能突破传统思维。达尔文相信某些育种学家的错误说法， 单个的花粉不能使植物授精，而必须有几个花粉才行。这使他误以为在遗传时雄 性配子和雌性配子不存在一配一的关系，而无法进行定量的研究，尽管他自己在 做金鱼草杂交实验时，也得到了子代的显性性状和隐性性状的比例为3：1这个 孟德尔比例，却完全忽略了其中所隐含的定律。 　　《物种起源》德语版在1860年出版后不久，孟德尔就已仔细地阅读，并在书 上做了批注。据说，孟德尔的论文在1868年发表后，他寄了一份给达尔文，但是 达尔文从来没有阅读它人们在达尔文藏书中发现它的时候，论文的连页没有 割开（当时人们阅读一本新书时，必须自己把纸页割开）。在现存的达尔文藏书 中，并无孟德尔的论文，这个说法是否可靠不得而知，孟德尔在给学术权威寄论 文时，似乎不应漏掉达尔文。这两位生物学的创建者，如果在科学思想上曾经有 过交流的话，也肯定是单向的。但无论如何，他们是殊途同归了。 （《经济观察报》2008.12.22）
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科学史上著名公案——布鲁诺是不是科学烈士？
mqjiang 2008-12-3 14:06
方舟子 提起科学烈士，大家马上会想到布鲁诺。通常认为，布鲁诺是因为捍卫 哥白尼提出的日心说，被罗马教廷判为异端，用火烧死。今天一些不被科学 界承认的伪科学人士喜欢以当代布鲁诺自居，不过人们提起布鲁诺，更多地 是以之做为宗教势力压迫科学进步的例子。这当然让宣扬宗教与科学不冲突 的人士不以为然，声称布鲁诺并非因为其科学观点而被处死，把布鲁诺当成 科学烈士是以讹传讹。有个华人教徒还写了一篇很长的文章，论证布鲁诺被 处死完全和日心说无关，而是因为宣扬邪恶理论、搞巫术施魔法、组织邪教 团体，看来是死有余辜了。 最早想要推翻传统观点的，很可能是为了维护天主教会名誉的天主 教人士。20世纪初，正是天主教会势力衰弱，科学声势高涨之时，美国天主 教学者编撰出版了一部在天主教世界影响深远的《天主教百科全书》，对布 鲁诺一案是这么说的：布鲁诺被处决既不是由于他捍卫哥白尼的天文学体 系，也不是由于他有关存在多个人居世界的教条，而是由于其神学错误，其 中包括：基督不是神而只是一个技巧非凡的魔术师，圣灵是世界的灵魂，魔 鬼将被拯救等等。 影响所及，一些人文学者也持这种观点，例如网络版《斯坦福哲学百科 全书》在哥白尼词条下这么说：在1600年时天主教对哥白尼体系并无 官方立场，它肯定不是异端。当布鲁诺被做为异端分子烧死时，这与他支持 哥白尼宇宙观的写作毫无关系。国内有的学者也乐于要告诉大家一个布 鲁诺的真实历史形象来标榜自己的专业性，似乎只有他们才知道大众被蒙 蔽的真相。 那么布鲁诺究竟是由于什么罪过而被捕并处死的呢？布鲁诺是在 1592年5月22日在威尼斯被捕的。两个月前，应威尼斯贵族莫塞尼戈的邀请， 布鲁诺到威尼斯教他记忆术。莫塞尼戈未能掌握这一自然魔术， 对布鲁诺心怀不满，于是在布鲁诺向他道别时，向威尼斯异端裁判所告发 布鲁诺有多个世界（指宇宙中存在多个有人居住的世界）的异端信仰和 有不端行为，于是布鲁诺被捕。几个月后，布鲁诺被引渡到罗马，由罗马异 端裁判所进行审判。罗马教廷对布鲁诺有多项指控，五花八门，根据意大利 历史学家鲁奇费波的归纳，加在布鲁诺头上的有八大罪状：一、坚持与天 主教信仰相反的意见，并有反对它及其教士的言论；二、坚持有关三位一体、 基督神性及道成肉身的错误意见；三、坚持有关基督的错误意见；四、坚持 有关圣餐变体论和弥撒的错误意见；五、宣称存在多个世界及其永恒性； 六、相信灵魂转世和人的灵魂能转给畜生；七、从事魔术和预言；八、否认 圣母玛利亚的童贞。 初一看，这八大罪状似乎的确没有提到哥白尼日心说，但是其第五条提 及的多个世界观点已包含了日心说，实际上是比哥白尼日心说更具革命 性、也更接近现代科学观点的宇宙观。布鲁诺相信地球以及其他行星围绕着 太阳公转，并赞扬哥白尼为此提供了科学证据。但是布鲁诺更进一步指出， 地球固然不是宇宙的中心而只是一个普通的行星，但是太阳也不是宇宙的中 心，而只是一颗普通的恒星。所谓的恒星其实就是一颗颗太阳，宇宙中有无 数恒星，它们也有行星围绕着它们在旋转，组成无数个太阳系，而在这些行 星上，有的也会有生命的存在，因此这种观点被称为多个世界。在布鲁 诺看来，宇宙是无限、永恒、均质、各向同性的，宇宙万物都由相同的元素 组成（而不是像前人认为的那样天体由特殊元素组成），而且受相同的自然 规律的支配。 可见，起诉布鲁诺的罪状中的确包括了其宇宙观。有人也许会说，那只 是八大罪状中的一条而已，不能说是其主要罪状。但是，那是起诉布鲁诺的 罪状，并非最终处决他的理由。布鲁诺被囚禁、审讯了七年。在漫长的审讯 过程中，布鲁诺试图把自己的观点和天主教教条调和起来，为自己辩护。他 愿意放弃部分自己的观点，但是他坚持自己的宇宙观是正确的，尽管裁判所 的法官要求他放弃其多个世界的观点。布鲁诺希望能通过放弃部分观 点来换取自己的生命，但是裁判所法官和教皇要求他放弃全部的观点，而布 鲁诺则坚决不愿意放弃其宇宙观。 有关布鲁诺案件的原始记录已经丢失。但是1940年在罗马教廷发现了一 份当时根据原始记录写成的本案概要，其中包括布鲁诺著作摘要、部分审讯 记录和其他从原始记录抄录的文件。在布鲁诺被处决前的最后一次审讯中， 裁判所法官讯问了他的宇宙观。布鲁诺坚持认为他的宇宙观是有科学基础的， 而且也与基督教《圣经》不冲突。他是如此回答的：首先，我要说，我是 在合理和确切的基础上提出有关地球运动和天空固定的学说的，这并没有破 坏圣经的权威性就太阳而言，我要说它并没有升起或降落，我们也没有 看到它升起或降落，这是因为，如果地球绕着它的轴转动，也就产生了我们 说的（太阳）升起和降落 这次审讯可能是在1599年4月举行的。布鲁诺最终被判为异端，而由于他 坚决不认罪，被判处死刑。1600年2月17日，布鲁诺被烧死在罗马鲜花广场， 骨灰被扔进了流经罗马的台伯河。主持审讯布鲁诺的是枢机主教贝拉明。16年 后，在同一个地方，贝拉明主持了对伽利略的审讯，这回起诉他的原因比较简 单：因为伽利略宣扬日心说。伽利略由于宣布放弃自己的观点而留下了性命。 虽然异端裁判所起诉布鲁诺的罪状比较多，但随着审讯过程的演变，布 鲁诺最后主要是由于坚持其科学观点而被烧死的，那么说他是科学烈士也没有 不妥。 2008.11.19. （《经济观察报》2008.12.1）
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科学史上著名公案——神秘的N射线
mqjiang 2008-10-31 17:24
（按：以前写过一篇《神秘的N射线》，限于篇幅写得较简略。这篇 做了一些补充。） 科学史上著名公案神秘的N射线 方舟子 美国著名物理学家和化学家、1932年诺贝尔化学奖得主欧文朗 缪尔在1953年发明病态科学一词，指科学家一厢情愿地研究一种 不存在的自然现象，由于过分强烈的主观愿望而相信虚假的结果（参 见《科学史上著名公案神秘的有丝分裂射线》，本版2008年5月 12日）。他举了科学史上的几个例子，其中最著名的是关于N射线的 发现。不过，这并非一个简单的病态科学事件，它有着比较复杂 的政治、文化背景。 故事应该从德国物理学家伦琴发现X射线讲起。伦琴的实验记录 按其遗嘱销毁，该发现的具体细节已无从确知。根据当时的资料 重建，大致是这样的：1895年11月的一天，伦琴在暗室里用黑色薄纸 板把一个克鲁克斯管（英国著名物理学家克鲁克斯发明的一种高真空 放电管阴极射线管）密封起来，接上高压电流，准备做阴极射线 的实验，却意外地发现一块放在旁边用来做别的实验的荧光屏发出了 光辉。在连续进行了6周的严密实验后，他认定放电管发出了一种未 知的射线X射线。6年后，伦琴因此获得了首届诺贝尔物理学奖。 后来发现，在伦琴之前，实际上已有几个人，包括克鲁克斯本人， 都观察到了X射线，但都没有意识到。伦琴不仅有好的运气，更重要地 是他能把握住运气。在伦琴之后，有许多人想成为伦琴第二。其中包 括法国南锡大学物理教授布朗洛。布朗洛是个杰出的物理学家，由于 在电磁学领域的成就，当选法国科学院通讯院士并两次获得科学院大 奖。1903年，他在研究X射线的偏振现象时，遇到了类似伦琴一样的运 气。他的实验材料是一根放在密闭铁管中的热铂丝，铁管留了一条铝做 的细缝。他注意到从中射出的射线似乎能够让附近煤气灯的火焰变得更 亮，而且还能让荧光屏变得更亮。他认定这也是一种未知的新射线，取 名N射线，以纪念他任职的大学。 布朗洛很快又发现很多材料都能天然地发射N射线，比如石英、大多 数的金属，但是不包括木头。太阳也能发出N射线，而且还能储存在某些 材料中。把一块砖用黑纸包好在太阳下晒一会，就能让它持续不断地发 出强烈的N射线。就像光透过玻璃三棱镜发生折射形成光谱一样，让N射 线透过铝质三棱镜也会形成频谱，虽然看不见，但是可以用一块特制的 荧光屏检测出来。布朗洛还发现N射线能够奇妙地增强人的视力。 这种射线看来要比X射线神秘得多，也重要得多。布朗洛迫不及待 地发表论文宣布其发现，在三年内发表了26篇相关论文和一部著作。其 他法国科学家也纷纷跟进，到1906年时已有120多名科学家发表了近300 篇研究N射线的论文。1903年诺贝尔物理学奖的获得者贝克勒尔也凑这 个热闹，写了10篇有关论文。最神的是布朗洛的同事、南锡大学医学院 生物物理学教授查彭蒂尔，他发现兔子、青蛙、人体都能发射很强的N射 线，而且N射线不仅能增强人的视力，还能增强嗅觉、味觉和听力。这种 生理射线还能通过电线传导。查彭蒂尔为此发表了38篇论文，光是 1904年5月一个月就发表了7篇有关论文。 但是德国、英国的物理学家们却无法重复布朗洛的发现，不免心 存疑惑。这些失败者中包括著名的物理学家 英国的开尔文勋爵、克 鲁克斯，德国的鲁本斯、卢默尔。特别是德国物理学家鲁本斯，曾被德 国皇帝要求重复出法国人的发现，花了两周时间也一无所获。1904年， 恰好以善于揭露伪科学著称的美国著名物理学家、约翰斯霍普金斯大 学教授罗伯特伍德到英国参加会议，与会者便请他去布朗洛实验室看 个究竟。伍德建议鲁本斯去做调查，但鲁本斯觉得还是伍德去比较合适， 因为布朗洛曾彬彬有礼地回答过鲁本斯的许多问题，拉不下脸来戳穿他。 1904年夏天，伍德拜访了布朗洛实验室。布朗洛热情地向伍德演示 N射线实验。这些实验都是在暗室中进行的，这就让伍德有了恶作剧的 机会。在第一个实验中，布朗洛用N射线源对准电火花，声称这使火光 变亮，然后用手遮挡N射线源，声称火光又变暗了。但是伍德都看不出 亮度有变化，提议由他用手来遮挡N射线源让布朗洛观察火光亮度变化。 伍德后来向英国《自然》杂志报告说，他的手根本没有动弹，布朗洛却 一会说亮了，一会说暗了。 第二个实验是布朗洛把一把锉刀放在眼睛旁，声称锉刀发出的N 射线使得他的视力增强，能够看清远处夜光钟的指针。伍德提出替他 握锉刀，偷偷地换成木头尺子，按布朗洛的说法，木头不能发出N射线， 但是布朗洛同样声称看清了指针。第三个实验是N射线的折射实验，布 朗洛准确地从屏幕上一条条读出了N射线的频谱，他不知道的是，伍德 早已偷偷地把铝质棱镜拿走藏到兜里，N射线根本不应该发生折射！ 有的文献说，在伍德向外界公布了这些实验结果，证明了N射线 纯出想像之后，布朗洛就身败名裂，甚至发疯而死。其实布朗洛在那 一年再次获得了法国科学院的大奖，到1910年才因到了退休年龄而退休， 并一直活到1930年，享年81岁。其间他还在著书立说、发表演讲，丝 毫没有发疯的迹象当然，他一直坚持认为N射线是真实存在的， 只是太过微妙，不能用简单的实验来验证。为了证明N射线是客观存在 的，布朗洛在书中出示了似乎很客观的证据：有照片为证，N射线让电 火花变亮了，在照片上，有N射线的比没有N射线的要亮得多。但是这 很可能是两张照片的曝光或显影的时间不同导致的。 布朗洛看来是很真诚地相信他的发现，而不是有意造假。科学史 上类似这种由于强烈的主观偏向而自欺欺人的例子屡见不鲜，但是为 何有如此多的训练有素甚至声名卓著的科学家都在这一事件中跟着晕 头转向，却是一个比N射线更神秘的谜。他们以法国科学家为主。在 19世纪下半叶，法国已丧失了世界科学中心的地位，落后于德国和英 国。1870年法国在普法战争中大败，向德国割地赔款，更是沉重打击 了法国人的民族自尊心。也许，正是在赶英超德、振兴法国科学事业 的爱国激情的驱使下，法国科学家浮躁地抛弃了一些基本的科学原则， 结果却沦为国际笑柄。 这个事件经常被有些反科学人士拿来证明科学研究并不像人们 设想的那么客观，科学结论是靠不住的。其实它恰恰说明，虽然再著 名的科学家也有可能犯错误，但是科学却有能力自我纠正错误，关键 在于如何严密地设计控制实验，避免主观偏向而获得客观的结果。毕 竟，否证N射线的也是科学家，而伍德的恶作剧实际上是在采用 一个基本的科学实验方法排除主观偏差：盲法试验。 2008.10.15. （《经济观察报》2008.10.27）
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科学史上著名公案——谁是海王星的真正发现者
mqjiang 2008-9-5 08:20
方舟子 海王星的发现是科学史上最激动人心的事件之一。1846年9月23日 晚，德国天文学家伽勒在柏林天文台发现了它，但是这个发现是根据法 国数学家勒威耶的计算做出的，因此从某种意义上说，勒威耶才是海王 星的真正发现者。这个发现公布之后，英国天文学界声称英国数学家亚 当斯早在1845年9月就已计算出了海王星的位置，比勒威耶还早，只不 过没有引起天文学家的重视。这个说法引起了一番国际纠纷，最终还是 达成了共识，把亚当斯也做为海王星的共同发现者。 直到上个世纪60年代，才有学者怀疑亚当斯在这一事件中的作用， 向格林威治天文台索取记载亚当斯的工作的档案，却被告知找不到了。 最后一次借阅这批档案的是格林威治天文台天文学家艾根，但艾根否认 这批档案在他手里。艾根后来到智利天文研究所工作，于1998年10月2 日去世。他的同事在整理其遗物时，发现了被他窃取的亚当斯档案以及 一大批格林威治天文台藏书，重达100多公斤，装成两大箱归还给英国。 亚当斯档案至此才被公之于众，不仅动摇了亚当斯做为海王星共同发现 者的地位，而且暴露了当时的英国天文学界为了国家荣誉，试图窃取海 王星发现权的阴谋。 这个故事要从天王星的发现说起。1781年3月31日晚，德裔英国天文 学家威廉赫歇耳用自制天文望远镜观测夜空时，发现了一个新的天体， 他以为可能是一颗彗星。但随后其他天文学家的观测证明了这是一颗大 行星，被命名为天王星。1821年，巴黎天文台台长布瓦尔把天文学家历 年对天王星的观测记录编辑成天王星星表，并根据万有引力定律推算天 王星的运行轨道，惊讶地发现天王星的实际位置偏离了推算出的轨道。 是万有引力定律有误，还是有一颗未知的大行星在干扰天王星的运行呢？ 1832年，时任剑桥大学天文学教授的艾里向英国科学促进会做了一 个报告，介绍这个困扰天文学家的大难题。没有必要怀疑万有引力定律 的正确性，那么更可能的情形就是存在一颗有待发现的大行星。要找到 这颗大行星，需要解决逆摄动问题。如果知道一颗大行星的位置， 根据万有引力定律可以计算出它对临近大行星的运行的干扰，也就是天 文学上所谓的摄动。但是如果反过来，要从某颗大行星受到的摄 动推算出未知大行星的位置，则要困难得多，当时大多数科学家认为 是不可能做到的。 1841年6月26日，在剑桥大学读本科的亚当斯在剑桥书店里读到了艾 里的报告，立志要在毕业后攻克这一难题。1843年亚当斯毕业留校任教， 通过剑桥天文学教授查里斯向已荣任格林威治天文台台长的艾里索要格 林威治天文台的天王星观测数据。1845年9月，亚当斯获得了计算结果， 推算出未知行星的轨道，交给查里斯，希望剑桥天文台能据此寻找新行星。 但查里斯并不相信亚当斯的计算，不过他还是写信向艾里推荐亚当斯。 亚当斯在1845年10月21日两次拜访艾里，都没能见上面，留下了一张便 条。保存至今的这张便条列出他的计算结果：新行星与太阳的平均距离 为28个天文单位（地球与太阳的距离等于1个天文单位）比实际距 离远了四分之一；它在1845年10月1日的位置为黄经（即天球经度。正 如地理学家用经度和纬度标记地球位置，天文学家用黄经和黄纬标记天 球位置）323度34分只比海王星的实际位置差了大约2度。 艾里以后将把这张便条做为亚当斯首先预测出海王星的重要证据， 不过当时他并不相信这个大学毕业没多久的年轻人解决了逆摄动难题， 何况亚当斯并没有说明他是怎么算出该结果的。但是，艾里还是给亚当 斯写了一封信，想进一步了解亚当斯的工作，比如，他是否也能解释 天王星矢径（即到太阳的距离）的偏差？亚当斯草拟了回信，但是奇怪 的是，他没有把信发出。 艾里没有收到亚当斯的回音，就把这事忘了，直到1846年6月读到 勒威耶的论文才又想起来。勒威耶是巴黎综合理工学院的教师，在1845 年夏天开始研究天王星摄动问题，并在一年内发表了三篇论文。勒威耶 的第一篇论文发表于1845年11月10日，准确计算出土星和木星对天王星 的摄动影响，说明这些不足以解释天王星的轨道偏离。勒威耶在1846年 6月1日发表第二篇论文，估算出未知行星的大致位置。艾里读到勒威耶 的第二篇论文后，觉得其结果与亚当斯的很相似，于是给勒威耶写了封 信，问了向亚当斯问过的问题，但是并未透露亚当斯也在做同样的研究。 勒威耶很快回信，回答了艾里的问题。 勒威耶的答复让艾里感到满意，也使艾里觉得有必要寻找新行星。 但艾里视力不佳，没法自己做观测。他建议查里斯在剑桥天文台秘密从 事寻找新行星的工作。查里斯于7月18日开始，根据亚当斯提供的新的 计算结果进行观测，但是一无所获。 这一年的8月31日，勒威耶发表了第三篇论文，预测了新行星的质量、 亮度和更精确的位置，并呼吁天文学家据此寻找新行星。令勒威耶沮丧 的是，似乎没有天文学家理睬他的呼吁。9月18日，勒威耶想起柏林天文 台一位名叫伽勒的年轻天文学家曾经给他寄过学位论文，于是给伽勒写 了封信，告诉他如果把天文望远镜对准黄经325度的区域，他将会发现 还没有人见过的太阳系第八颗大行星。9月23日上午，伽勒收到勒威耶 的来信，当天晚上就开始观测，由他用天文望远镜进行观测，报出天体 的位置，其助手德莱斯特则在一旁核对星图。几分钟后，伽勒报告在黄 经325.9度看到一颗亮度8等的星，德莱斯特大叫那颗星不在星图上！ 第二天晚上他们继续观测这颗星的位置，发现略有移动，表明的确是颗 行星。第三天，伽勒写信向勒威耶报告：你计算出位置的那颗行星真 的存在。 勒威耶写信给包括艾里在内的一些天文学家报告新行星的发现，并 建议命名为海王星。艾里、查里斯公开了他们对新行星的秘密寻找过程， 并宣布亚当斯早已计算出新行星的位置。他们要求把新行星命名为海神 星，显然觉得他们拥有一定的优先权。法国人理所当然地对此表示怀疑： 如果亚当斯真的做了准确的计算，为什么不写成论文发表？为什么要在 事后才来争优先权？ 随着时间的推移，争论逐渐平息。英国王家学会授予勒威耶奖章表 彰其贡献，而国际上也承认亚当斯做出了独立发现。但是当初的疑问并 未很好地被回答了。亚当斯并非像人们认为的那样不喜欢发表论文，他 发表过其他方面的论文。亚当斯没有像勒威耶那样发表其计算结果的真 实原因，是因为他对自己的计算方法和结果并无信心，而且一直在改变 计算结果，其最终的结果也距离海王星的实际位置很远。 如前所述，艾里、查里斯和亚当斯是在获悉勒威耶的研究后，才开 始秘密寻找新行星的。亚当斯根据勒威耶的第二篇论文，修改了计算结果， 但是给出的是很不确定的结果，涵盖了从黄经315度到350度的范围。查 里斯不得不去观测大片的领域。虽然海王星曾经进入查里斯的观测范围 内，但是却没有被发现。查里斯采用的鉴别行星的方法是比较不同时间 的观测结果，看有哪颗星的位置发生了变化。由于观测的范围太大，星 体太多，查里斯只能挑出最亮的39颗星进行比较。不幸的是，海王星的 亮度在查里斯的观测范围内排在第49位，就被漏掉了。在勒威耶的第三 篇论文发表两天后，亚当斯给出了其最新的计算结果：黄经315度，仍 比海王星的实际位置差了11度。所以，查里斯根据亚当斯的计算花了两 个月的时间去寻找都一无所获，而伽勒根据勒威耶的计算几分钟就搞 定了。 由于亚当斯从未发表其计算结果，也由于亚当斯的计算结果一直不 确定而且偏差很大，将他视为海王星的共同发现者是不合适的。这个事 件也告诉我们，在确定发现优先权时，还是应该主要看发表的论文，那 是最可靠、最能说明问题的。所谓未发表的成果难免有猫腻，是靠不住 的。 2008.8.27. （《经济观察报》2008.9.1）
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性格的力量：达尔文
songshuhui 2008-9-3 15:12
liunianlong 发表于2008-05-6 星期二 1:00 分类: 八卦 , 生物 | | 达尔文循着一条近乎理想化的道路，迈向了博物学的巅峰。他以数量庞大的畅销书，给上帝的子民们冲了个凉水澡－－没有浴巾，直到现在还有人在四处甩水。 懒散学生结识贵人 达尔文从来就不是好学生。16岁以前的公学生活，达尔文大都是以逃学度过的。他恋恋不舍悬崖上的家，以及课室以外的任何地方，用五花八门的贝壳、甲虫、矿石和硬币来满足自己的收藏癖。当然，他的成绩，比妹妹还差上一大截。所以，在成年达尔文的脑海中，这所学校是一片 空白 ，这当然是选择性记忆的结果。 毕业前夕，达尔文成了哥哥的跟屁虫，在为哥哥的化学实验室的跑腿中获得无上乐趣，不久之后又迷上了打猎。无从知晓他是否从中获得了杀戮的快感，不过这为他以后的标本采集带来了莫大的方便。而在此之前，为了观察海鸟习性，达尔文已经在海滩边踩踏了不少鸟粪，或许这些鸟粪起了激将的作用。至少，少年达尔文肯定是好奇大过爱心，他甚至无故揍过一只小狗。 16岁时，达尔文又以师弟的身份，背负着继承祖业的期望，和哥哥一起进入了祖父的母校－－爱丁堡大学学医－－直到一场未经麻醉的外科手术，把他惊吓出手术室。爱丁堡的生活延续了之前的无拘无束，达尔文还是把大量时间花费在了采集活动上。从这时的逃学生活开始，达尔文开始结交当时颇有名望的学者，当然，这些人都比他大上不少。在以后的成功之路上，到处可见他们的身影，其中包括拉马克进化论的信奉者格兰特。后者曾跟他谈起过拉马克的获得性遗传理论，但达尔文显然不感兴趣，考虑到他的祖父就是该理论的原创者，这种心不在焉也就理所当然了。 泛滥的同情心把达尔文赶回了老家，让父亲大为光火，不过他还是和达尔文进行了耐心的长谈，建议他做乡村牧师。目的很简单，只是为了不让达尔文成为游手好闲的运动员。达尔文则继续执拗，直到确认所有英国教义都是真理，才勉强答应。恶补了古典语言知识后，终于进入剑桥，开始他的最后一次基督教之旅。 毫无意外的，剑桥的神学正如爱丁堡的医学，对达尔文毫无吸引力。喝酒赌牌之余，达尔文继续丰富自己的昆虫收藏；他甚至还让一只 大十字 甲虫获得了达尔文甲虫的美誉－－只因为在达尔文嘴内放了个臭屁。他用一个涸泽而渔的方法收集到大量的昆虫新种，以致大昆虫学家斯捷芬斯的甲虫书里还常见查理达尔文收集的标签。神学课程中的耶稣似乎也没手术台上的病人那么吓人了；只要突击一下，考试还是可以过关。和现在的大学生完全一样，在 及格万岁 的欢呼声中，达尔文莫名其妙地毕业了。时年22岁。 晚年回顾大学时光，达尔文认为所有的高等教育都是浪费，课堂上毫无所获。和现在大学生不同的是，生活富足无忧的达尔文不需要为贷款劳神，他悠闲地和众多优秀学者共同游荡，虽无风花雪月，声色犬马却是不少。此时结识的植物学教授亨斯洛直接促成了达尔文的环球之旅。当时只是愣头青的达尔文之所以能获得众多知名学者的青睐，显然与他的性格相关，从众人对达尔文的回忆可以看出，达尔文继承了父亲温厚热忱的性格，很少有人能不被这种迷人的个性所吸引。 环球之旅萌发新思 毕业后的达尔文继续四处游历，进行地质学考察，这些正是达尔文日后赖以成名的基础。这时他收到了来自亨斯洛的 贝格尔号 随船推荐，不过这个推荐只是因为他似乎正是罗伊船长心中的高尚人士，而和学术水平无关。事实上，在达尔文之前，亨斯洛不仅考虑过亲自前往，还推荐过一位亲戚詹宁斯；他们三人的共同点极多，都是热爱自然的基督教牧师。但亨斯洛碍于婚姻，詹宁斯则被两个教区所羁绊，只有达尔文孑然一身，似乎是最合适的人选－－如果他的医生父亲同意的话。 达尔文犹豫再三，反复食言，终于在舅舅（也就是未来的丈人）的支持下，前往伦敦接受罗伊船长的面试。达尔文的粉丝们常常认为达尔文能获得以苛刻著称的罗伊船长的认同，证明他确实有两把刷子。殊不知，这次航海之旅差点因为达尔文的鼻子而告吹，幸好他的热情和善打动了船长，方能如愿以偿－－达尔文的性格再次为进化论做出了贡献。 达尔文乖乖地遵照罗伊船长的建议，把500英镑预算中的十分之一用于购置随身武器，其它装备也一应俱全，并且在贝尔格号反复的启航返航过程中越发丰富和完善。受累于恶劣天气，修葺一新的贝格尔号海军考察船，在历经反复折返之后，终于扬帆远航了。大海送给达尔文的第一份礼物是满甲板的呕吐物。在经济的掠夺心下，一种新的科学思想正在蠢蠢萌动。 然后就是历经五年的环球之旅，但他的大半时间是在陆地上度过的，脚踏实地让达尔文的枪法奇准，标本收藏也急速增加。1835年，贝格尔号在东太平洋的加拉帕哥斯群岛停留五周，进行补给。在达尔文看来，这群火山岛不再是罗伊船长所谓的 魔鬼聚集地 ，而是生命的伊甸园。海龟、鬣蜥、军舰鸟和燕鸥，在扭曲冒烟的火山熔岩上，展露出别样的生机。 加拉帕戈斯群岛一直以来是海盗商船的补给站，在吃了几个月的企鹅肉和腐烂猪肉后，船员们嘴里都淡出鸟来，能在群岛补充新鲜肉类的机会是绝对不会放过的。达尔文之前已经听说有人能够根据龟壳的形态判断其属地，于是趁此机会，深入内陆找寻传说中的奇怪象龟。象龟脖子细长，上方的龟壳有拱形突起，方便抬高头部采食仙人掌花朵。这个拱形正是群岛的名称由来，不过达尔文只见到了常规的圆壳龟。幸好他在空中收获颇丰，在大量的雀鸟标本中，发现各岛上的鸟喙多有差异；可惜仓促之间没有标明采集地，精彩大打折扣。 在船上，达尔文终于一睹象龟的风貌，这些象龟被船员们作为食物储备搬上军舰，它们新陈代谢极其缓慢，简直就是活生生的冷藏库。根据历史记录，1840年代加拉帕戈斯外围的弗洛雷瓦岛象龟就已灭绝，达尔文可能正好吃了这最后的一批。龟壳被抛进大海，达尔文终于和象龟的秘密失之交臂。26岁的达尔文没有大胡子，可塑性极强；在大啖象龟肉的同时，采自不同岛屿的朝鸟东鸟鸟逐渐向达尔文吐露了进化的秘密，他开始认为 这类事实是对物种不变观点的反驳 。 畅销奇书引爆激辩 此时的进化新芽，距最后公诸世人，还有20多年的等待。在这漫长时期内，达尔文不慌不忙地整理标本，和学者朋友们无私分享这些成果。在地质学权威赖尔（比达尔文大上一轮有多）的帮助下，达尔文开始以地质学家的身份在学术界展露头角，期间更是以一部《贝格尔号航海之旅》荣登畅销书作家之位，为日后《物种起源》的畅销奠定了基础。婚后他迁居伦敦郊外的一座庄园，过着与世无争的生活。逃离了伦敦的迷雾，达尔文的健康仍不见好转，每日只能工作二三个小时，但坚持笔耕不怠。宁静的乡下生活完全符合达尔文平和的性格，他已知足。 1858年，年过半百的达尔文对这种杰出学者的朴素生活十分满意，但他显然没有料到，自己的天命居然是伟大学者。这一年达尔文收到了一篇同样渗透着自然选择思想的论文，作者是初出茅庐的华莱士，后者希望从这位著名而温厚的长者（身份当然是地质学家）处获得指点。受这位后生崽的激励，同时在众多科学家的鼓舞之下，《物种起源》于次年出版，当日即被抢购一空，世人哗然。 一个牧师向基督创世的宗教信念叫板，已经是社会上的大事件；作者同时还身兼著名学者、名声显赫的家族成员、畅销书作家等多重身份，无疑将事件观赏性推向了更高层次。随着达尔文一系列有关人类起源和自然选择的学术著作陆续出版，争论更是愈发激烈。问题在于，达尔文的著作不仅极其严谨，而且通俗优美、简洁易懂，于是不可避免地成了畅销书，这也就使得辩论不再局限于学术团体，社会大众也参与进来，为自己的祖先面红耳赤。双方各拥重兵，在一场场激辩之中，达尔文派逐渐扭转劣势，在理性思辨的科学家中赢得了更多关注，并成功保持了这种优势，进化论最终成为科学家共同体的重要理念之一。 身处这场社会思潮大变革的漩涡中心，达尔文一如既往地从容而沉静，他彬彬有礼、小心谨慎，尽量避免和同僚发生哪怕最小的摩擦。即便面对曾经的老师塞治威克尖酸刻薄的批评，达尔文也认为他有一颗慈善而高贵的心－－虽然他连火烧另一个人之类的事都可以做得出。主角虽然身在乡下，但达尔文追随者众，赫胥黎甚至自称是 达尔文的走狗 ，华莱士则坚决把所有功劳推给这位知遇，扯起了达尔文主义大大旗。植物学家华生尊他为 本世纪的、甚至是一切世纪的博物学中最伟大的革命者 。 早期的达尔文吸引了前辈的注意，如今他的马前卒中也不乏后生崽，有这帮战士奋勇前行，达尔文只要在家潜心修订早期作品即可。即便他的作品已经获得了超乎寻常的成功，达尔文还是刻意关注各种反对意见，并认真地加以分析。这种诚实在初版书籍中就已体现，他花了几章的篇幅对自己的理论提出批评，直面各种异义，坦承自己理论的不足和难处。或者，更准确地说，这种坦诚正是《物种起源》和达尔文成功的原因。 进化新说余波未止 达尔文自己摆出的这些反对意见，至今还经常被反进化论者挂在嘴边；自然选择理论的成功，使达尔文至今还是反进化论者的 审判 对象。但是，在耸人听闻的标题背后，我们实在难以看到内容和品行足够和《物种起源》媲美的作品。翔实的第一手资料、严谨的逻辑结构、优美动人的文字表述，至今没有一部反进化论著作足以与之匹肩。至于对反对意见的直言不讳，更是鲜有来者。 历史证明，达尔文直言进化论的缺陷，反而促使了该理论的成熟和完善，这也是现在科学家共同体所秉承的理念。反对者们认为正是共同体对科学刊物的把握，维护了 进化论这一错误的理论 ，他们丝毫不考虑为什么会形成这种现象。然而，依据一些重要期刊的编辑的说法，他们几乎从未见过反对进化论的投稿。嗯，因为论文可能被拒而拒绝投稿，似乎难以证明这种反对理论有多正确。 科学上的进化论还值得一辩，社会达尔文主义却让人恼火。有人以 优胜劣汰 来宣扬种族灭绝主义，也有人笃信人类自会进化，甚至还有一群极端反达尔文主义者组建了地下组织，毅然成为恐怖分子。没有任何一种科学理论，曾经受到过如此礼遇，不知是福是祸。 与进化论密切相关的优生学也成了反进化论者的武器，他们嘲笑达尔文和表姐结婚，生出了弱智小孩。姑且不论人身攻击是否失格，这种说法显然不合实情，在达尔文－威治武德家族中，至少诞生了10位皇家学会会员，以及无数的艺术家和政治家。 无论如何，在1882年达尔文去世之时，科学界正为进化论大动肝火。这位 叛逆 的基督徒享年73岁，被厚葬在西敏寺，可以方便地和牛顿在地下碰撞思想。如今论争的尘土基本落定，但我们最应该怀念的，或许不只是历经修正的进化论，而是达尔文在成功之路上洒下的个性之花和学术之美。 标签： 传记 , 博物 , 性格 , 科学史 , 科学家 , 达尔文 , 钩沉索隐
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科学史上著名公案——牛顿－胡克之争
mqjiang 2008-8-24 15:21
方舟子 今天一般人知道胡克（1635-1703）这个名字，是因为在初中物理 学到的胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的长度变化成正比。 其实胡克在多个领域都做出了杰出贡献：首次用显微镜看到并命名 细胞，首次观察到火星和木星的自转，发现双星，首次测量恒星的视差， 发明了轮形气压计、液体比重计、风速计里程计、现在还在车辆的传动 装置中使用的万向节、钟表的游丝、后来用于相机的可变光圈，并 且还是当时有数的建筑设计师，如此多才多艺，难怪后来有人称之为 英国的达芬奇。但是在胡克死后两百多年间，他几乎被人遗忘了， 直到20世纪他做为大科学家的地位才被确认。这主要是由于他惹恼了一 个人，一个比他更伟大、更有势力、最不该去惹的人牛顿。 牛顿其实是胡克的晚辈。早在1662年，胡克已成为英国新成立不久 的王家学会的实验主管，负责演示王家学会的实验，并在次年成为学会 会员。而此时牛顿还是剑桥的本科生。1669年，牛顿当上剑桥的教授， 开始讲授他的光学研究。1672年年初，牛顿被选为王家学会会员，做为 见面礼，他给学会寄去一篇证明白光是不同颜色光的混合的论文，提出 光是由粒子组成的，遭到了认为光是一种波的胡克的猛烈抨击。牛顿无 法忍受，威胁要退出学会。在学会的书记劝说并提出免去牛顿应缴纳的 会费的条件下，牛顿留了下来。 但是在1675年，牛顿发表的另一篇光学论文招来了胡克更猛烈的抨 击。胡克认为牛顿论文中的大部分内容是从他在1665年发表的《显微图 谱》一书中的有关论述中搬来的，只是做了某些发挥。两人进行了一番 貌似彬彬有礼其实暗藏讥讽的通信。牛顿在1676年2月5日致胡克的信中， 写道：笛卡儿（的光学研究）迈出了很好的一步。你在一些方面又增 添了许多，特别是对薄板颜色进行了哲学考虑。如果我看得更远一点的 话，是因为我站在巨人的肩膀上。后面这句话被认为是牛顿的谦虚， 后来被许多人当成座右铭，但是如果我们知道牛顿其实看重实验和数学 计算而蔑视胡克的哲学思考，并且胡克身材不高、驼背得很厉害的话， 就可以明白牛顿的这句话并不是在恭维胡克。这场争论的结果是，牛顿 疏远了王家学会，而且决定等胡克死后再发表有关光学的论著，在这部 1704年胡克死后的第二年出版的著作中，牛顿完全不提胡克对 薄板颜色研究的贡献。 但此时牛顿还是个崭露头角的年轻教授，面对前辈的批评他只能忍 气吞声。1687年《自然哲学的数学原理》的出版才确立了牛顿做为英国 科学界第一人的地位。这本书是在哈雷的鼓励和资助下出版的。哈雷、 胡克和著名建筑师雷恩都在研究万有引力，也都认为引力的大小与 距离的平方成反比，但是他们都无法从引力反比定律推导出开普勒行星 定律。1684年，哈雷为此到剑桥大学拜访牛顿，牛顿告诉他他早已解决了 这个问题，但是没有公开发表。在哈雷的劝说下，牛顿于1686年将其研 究成果写成专著《自然哲学的数学原理》交给王家学会审阅。 在王家学会的会议上，胡克指出引力反比定律是他告诉牛顿的，牛 顿应该在专著的前言中提到他的贡献。胡克早在1674年曾经发表过一篇 有关引力的论文，提出三条假设：所有天体彼此之间都存在引力；如果 没有引力的作用，天体将在惯性作用下做直线运动；物体之间距离越近， 则引力越强。这几乎是在定性描述万有引力定律。1679年，胡克写信代 表王家学会向牛顿约稿时，进一步提到引力的大小与距离的平方成反比。 牛顿没有参加那次王家学会的会议，从哈雷的来信知悉胡克的要求 后，牛顿承认胡克曾经在1679年的信中告诉他引力反比定律，但是胡 克对这一定律的描述并不准确。他本人早在大约20年前（1666年）就发 现了这一定律，并写信告诉了他人，并不需要从胡克那里获悉。从其他 资料看，牛顿所说的是事实。他在1665年就已发现了万有引力定律，并 试图用它计算月球的轨道。可惜当时测定的地球半径是错的，牛顿未能 获得满意的计算结果，就暂时放弃了这一研究。1670年之后有了更准确 的地球半径数据之后，牛顿才重新研究引力问题。在哈雷的斡旋下， 牛顿的态度软化，进一步承认胡克的来信刺激了他重新研究引力问题， 并且承认胡克告诉了他一些他不知道的实验结果。做为妥协，牛顿提出 在《数学原理》的有关部分加一条注解，说明引力反比定律也被雷恩、 胡克和哈雷独立地发现。 《数学原理》的出版给牛顿带来了巨大的声誉，也越发让胡克觉得 自己的贡献没有得到应有的承认。他在1689年2月15日的日记评论此事 时，抱怨利益没有良心。1690年2月在王家学会的一次演讲中，他 讽刺道：牛顿帮了我大忙，我本人多年前首先发现并向学会展示的 引力性质被他当成自己的发明印刷出版。他后来又写下一篇未出版的 备忘录叙述他与牛顿的争执真相。但胡克的抱怨无人理睬。这个事 件让他的余生充满了阴影，让他变得越来越抑郁、多疑和忌妒。 1703年，胡克在备受疾病折磨后逝世。几个月后，牛顿当选王家学会 会长，并计划给学会找一个新地址。1710年，学会完成搬迁，在这一过程 中，胡克的许多收藏和仪器都丢失了。同时丢失的还有胡克的画像。胡克 据说长得瘦小、驼背和丑陋，因此不难理解他不喜欢让画家画像。王家 学会的画像是唯一的一幅，它的丢失意味着后人再也无法知道胡克究竟 长什么样。有人难免要怀疑是牛顿利用职权从中作梗，故意将胡克画像销 毁。2003年有一位历史学家声称找到了胡克的画像，但随后被证明是别人 的画像。在一份保留至今的文件中有胡克的封印，封印上有一个头像，它 是不是胡克的头像？没法确定。 在胡克、牛顿的时代，科学刚刚草创，学术规范还未完善，难免经常 出现优先权的争执。胡克不仅和牛顿争，也和荷兰大科学家惠更斯争游丝 表的发明权。牛顿与莱布尼兹有关微积分发明权的争执更是出名。若是在 现在，许多这类争执都可以避免。现在学术界为了避免争执，也为了鼓励 尽早发表成果，奉行的是谁先发表谁就有优先权。虽然牛顿自己发现了万 有引力定律，但是既然胡克比他更早发表了有关论文，不管其论文是多么 粗糙，牛顿也应该在后发表的论文中提及胡克的成果，明知而不提就有剽 窃的嫌疑。 2008.8.3. （《经济观察报》2008.8.18）
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性格的力量：达尔文
墨人刘 2008-8-7 09:32
性格的力量：达尔文 达尔文循着一条近乎理想化的道路，迈向了博物学的巅峰。他以数量庞大的畅销书，给上帝的子民们冲了个凉水澡－－没有浴巾，直到现在还有人在四处甩水。 懒散学生结识贵人 达尔文从来就不是好学生。16岁以前的公学生活，达尔文大都是以逃学度过的。他恋恋不舍悬崖上的家，以及课室以外的任何地方，用五花八门的贝壳、甲虫、矿石和硬币来满足自己的收藏癖。当然，他的成绩，比妹妹还差上一大截。所以，在成年达尔文的脑海中，这所学校是一片 空白 ，这当然是选择性记忆的结果。 毕业前夕，达尔文成了哥哥的跟屁虫，在为哥哥的化学实验室的跑腿中获得无上乐趣，不久之后又迷上了打猎。无从知晓他是否从中获得了杀戮的快感，不过这为他以后的标本采集带来了莫大的方便。而在此之前，为了观察海鸟习性，达尔文已经在海滩边踩踏了不少鸟粪，或许这些鸟粪起了激将的作用。至少，少年达尔文肯定是好奇大过爱心，他甚至无故揍过一只小狗。 16岁时，达尔文又以师弟的身份，背负着继承祖业的期望，和哥哥一起进入了祖父的母校－－爱丁堡大学学医－－直到一场未经麻醉的外科手术，把他惊吓出手术室。爱丁堡的生活延续了之前的无拘无束，达尔文还是把大量时间花费在了采集活动上。从这时的逃学生活开始，达尔文开始结交当时颇有名望的学者，当然，这些人都比他大上不少。在以后的成功之路上，到处可见他们的身影，其中包括拉马克进化论的信奉者格兰特。后者曾跟他谈起过拉马克的获得性遗传理论，但达尔文显然不感兴趣，考虑到他的祖父就是该理论的原创者，这种心不在焉也就理所当然了。 泛滥的同情心把达尔文赶回了老家，让父亲大为光火，不过他还是和达尔文进行了耐心的长谈，建议他做乡村牧师。目的很简单，只是为了不让达尔文成为游手好闲的运动员。达尔文则继续执拗，直到确认所有英国教义都是真理，才勉强答应。恶补了古典语言知识后，终于进入剑桥，开始他的最后一次基督教之旅。 毫无意外的，剑桥的神学正如爱丁堡的医学，对达尔文毫无吸引力。喝酒赌牌之余，达尔文继续丰富自己的昆虫收藏；他甚至还让一只 大十字 甲虫获得了达尔文甲虫的美誉－－只因为在达尔文嘴内放了个臭屁。他用一个涸泽而渔的方法收集到大量的昆虫新种，以致大昆虫学家斯捷芬斯的甲虫书里还常见查理达尔文收集的标签。神学课程中的耶稣似乎也没手术台上的病人那么吓人了；只要突击一下，考试还是可以过关。和现在的大学生完全一样，在 及格万岁 的欢呼声中，达尔文莫名其妙地毕业了。时年22岁。 晚年回顾大学时光，达尔文认为所有的高等教育都是浪费，课堂上毫无所获。和现在大学生不同的是，生活富足无忧的达尔文不需要为贷款劳神，他悠闲地和众多优秀学者共同游荡，虽无风花雪月，声色犬马却是不少。此时结识的植物学教授亨斯洛直接促成了达尔文的环球之旅。当时只是愣头青的达尔文之所以能获得众多知名学者的青睐，显然与他的性格相关，从众人对达尔文的回忆可以看出，达尔文继承了父亲温厚热忱的性格，很少有人能不被这种迷人的个性所吸引。 环球之旅萌发新思 毕业后的达尔文继续四处游历，进行地质学考察，这些正是达尔文日后赖以成名的基础。这时他收到了来自亨斯洛的 贝格尔号 随船推荐，不过这个推荐只是因为他似乎正是罗伊船长心中的高尚人士，而和学术水平无关。事实上，在达尔文之前，亨斯洛不仅考虑过亲自前往，还推荐过一位亲戚詹宁斯；他们三人的共同点极多，都是热爱自然的基督教牧师。但亨斯洛碍于婚姻，詹宁斯则被两个教区所羁绊，只有达尔文孑然一身，似乎是最合适的人选－－如果他的医生父亲同意的话。 达尔文犹豫再三，反复食言，终于在舅舅（也就是未来的丈人）的支持下，前往伦敦接受罗伊船长的面试。达尔文的粉丝们常常认为达尔文能获得以苛刻著称的罗伊船长的认同，证明他确实有两把刷子。殊不知，这次航海之旅差点因为达尔文的鼻子而告吹，幸好他的热情和善打动了船长，方能如愿以偿－－达尔文的性格再次为进化论做出了贡献。 达尔文乖乖地遵照罗伊船长的建议，把500英镑预算中的十分之一用于购置随身武器，其它装备也一应俱全，并且在贝尔格号反复的启航返航过程中越发丰富和完善。受累于恶劣天气，修葺一新的贝格尔号海军考察船，在历经反复折返之后，终于扬帆远航了。大海送给达尔文的第一份礼物是满甲板的呕吐物。在经济的掠夺心下，一种新的科学思想正在蠢蠢萌动。 然后就是历经五年的环球之旅，但他的大半时间是在陆地上度过的，脚踏实地让达尔文的枪法奇准，标本收藏也急速增加。1835年，贝格尔号在东太平洋的加拉帕哥斯群岛停留五周，进行补给。在达尔文看来，这群火山岛不再是罗伊船长所谓的 魔鬼聚集地 ，而是生命的伊甸园。海龟、鬣蜥、军舰鸟和燕鸥，在扭曲冒烟的火山熔岩上，展露出别样的生机。 加拉帕戈斯群岛一直以来是海盗商船的补给站，在吃了几个月的企鹅肉和腐烂猪肉后，船员们嘴里都淡出鸟来，能在群岛补充新鲜肉类的机会是绝对不会放过的。达尔文之前已经听说有人能够根据龟壳的形态判断其属地，于是趁此机会，深入内陆找寻传说中的奇怪象龟。象龟脖子细长，上方的龟壳有拱形突起，方便抬高头部采食仙人掌花朵。这个拱形正是群岛的名称由来，不过达尔文只见到了常规的圆壳龟。幸好他在空中收获颇丰，在大量的雀鸟标本中，发现各岛上的鸟喙多有差异；可惜仓促之间没有标明采集地，精彩大打折扣。 在船上，达尔文终于一睹象龟的风貌，这些象龟被船员们作为食物储备搬上军舰，它们新陈代谢极其缓慢，简直就是活生生的冷藏库。根据历史记录，1840年代加拉帕戈斯外围的弗洛雷瓦岛象龟就已灭绝，达尔文可能正好吃了这最后的一批。龟壳被抛进大海，达尔文终于和象龟的秘密失之交臂。26岁的达尔文没有大胡子，可塑性极强；在大啖象龟肉的同时，采自不同岛屿的朝鸟东鸟鸟逐渐向达尔文吐露了进化的秘密，他开始认为 这类事实是对物种不变观点的反驳 。 畅销奇书引爆激辩 此时的进化新芽，距最后公诸世人，还有20多年的等待。在这漫长时期内，达尔文不慌不忙地整理标本，和学者朋友们无私分享这些成果。在地质学权威赖尔（比达尔文大上一轮有多）的帮助下，达尔文开始以地质学家的身份在学术界展露头角，期间更是以一部《贝格尔号航海之旅》荣登畅销书作家之位，为日后《物种起源》的畅销奠定了基础。婚后他迁居伦敦郊外的一座庄园，过着与世无争的生活。逃离了伦敦的迷雾，达尔文的健康仍不见好转，每日只能工作二三个小时，但坚持笔耕不怠。宁静的乡下生活完全符合达尔文平和的性格，他已知足。 1858年，年过半百的达尔文对这种杰出学者的朴素生活十分满意，但他显然没有料到，自己的天命居然是伟大学者。这一年达尔文收到了一篇同样渗透着自然选择思想的论文，作者是初出茅庐的华莱士，后者希望从这位著名而温厚的长者（身份当然是地质学家）处获得指点。受这位后生崽的激励，同时在众多科学家的鼓舞之下，《物种起源》于次年出版，当日即被抢购一空，世人哗然。 一个牧师向基督创世的宗教信念叫板，已经是社会上的大事件；作者同时还身兼著名学者、名声显赫的家族成员、畅销书作家等多重身份，无疑将事件观赏性推向了更高层次。随着达尔文一系列有关人类起源和自然选择的学术著作陆续出版，争论更是愈发激烈。问题在于，达尔文的著作不仅极其严谨，而且通俗优美、简洁易懂，于是不可避免地成了畅销书，这也就使得辩论不再局限于学术团体，社会大众也参与进来，为自己的祖先面红耳赤。双方各拥重兵，在一场场激辩之中，达尔文派逐渐扭转劣势，在理性思辨的科学家中赢得了更多关注，并成功保持了这种优势，进化论最终成为科学家共同体的重要理念之一。 身处这场社会思潮大变革的漩涡中心，达尔文一如既往地从容而沉静，他彬彬有礼、小心谨慎，尽量避免和同僚发生哪怕最小的摩擦。即便面对曾经的老师塞治威克尖酸刻薄的批评，达尔文也认为他有一颗慈善而高贵的心－－虽然他连火烧另一个人之类的事都可以做得出。主角虽然身在乡下，但达尔文追随者众，赫胥黎甚至自称是 达尔文的走狗 ，华莱士则坚决把所有功劳推给这位知遇，扯起了达尔文主义大大旗。植物学家华生尊他为 本世纪的、甚至是一切世纪的博物学中最伟大的革命者 。 早期的达尔文吸引了前辈的注意，如今他的马前卒中也不乏后生崽，有这帮战士奋勇前行，达尔文只要在家潜心修订早期作品即可。即便他的作品已经获得了超乎寻常的成功，达尔文还是刻意关注各种反对意见，并认真地加以分析。这种诚实在初版书籍中就已体现，他花了几章的篇幅对自己的理论提出批评，直面各种异义，坦承自己理论的不足和难处。或者，更准确地说，这种坦诚正是《物种起源》和达尔文成功的原因。 进化新说余波未止 达尔文自己摆出的这些反对意见，至今还经常被反进化论者挂在嘴边；自然选择理论的成功，使达尔文至今还是反进化论者的 审判 对象。但是，在耸人听闻的标题背后，我们实在难以看到内容和品行足够和《物种起源》媲美的作品。翔实的第一手资料、严谨的逻辑结构、优美动人的文字表述，至今没有一部反进化论著作足以与之匹肩。至于对反对意见的直言不讳，更是鲜有来者。 历史证明，达尔文直言进化论的缺陷，反而促使了该理论的成熟和完善，这也是现在科学家共同体所秉承的理念。反对者们认为正是共同体对科学刊物的把握，维护了 进化论这一错误的理论 ，他们丝毫不考虑为什么会形成这种现象。然而，依据一些重要期刊的编辑的说法，他们几乎从未见过反对进化论的投稿。嗯，因为论文可能被拒而拒绝投稿，似乎难以证明这种反对理论有多正确。 科学上的进化论还值得一辩，社会达尔文主义却让人恼火。有人以 优胜劣汰 来宣扬种族灭绝主义，也有人笃信人类自会进化，甚至还有一群极端反达尔文主义者组建了地下组织，毅然成为恐怖分子。没有任何一种科学理论，曾经受到过如此礼遇，不知是福是祸。 与进化论密切相关的优生学也成了反进化论者的武器，他们嘲笑达尔文和表姐结婚，生出了弱智小孩。姑且不论人身攻击是否失格，这种说法显然不合实情，在达尔文－威治武德家族中，至少诞生了10位皇家学会会员，以及无数的艺术家和政治家。 无论如何，在1882年达尔文去世之时，科学界正为进化论大动肝火。这位 叛逆 的基督徒享年73岁，被厚葬在西敏寺，可以方便地和牛顿在地下碰撞思想。如今论争的尘土基本落定，但我们最应该怀念的，或许不只是历经修正的进化论，而是达尔文在成功之路上洒下的个性之花和学术之美。
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中国具有重大影响的50项科技事件（下）
suqing1961 2008-7-22 09:37
苏 青，陈广仁，齐志红，朱 宇 本文发表于《科技导报》2008年第14期 0 引言 　　为响应庆祝中国科协成立50周年所开展的10个影响中国的科技事件系列评选活动，本刊编辑部根据下述6条原则，评选出50项中国具有重大影响的科技事件（以下简称科技事件）：① 入选的科技事件为中国在科学、技术或工程领域取得的重大成就或重大进展；② 入选的科技事件为中国政府组织制定的重大科技政策，或实施的重大科技计划，或召开的重大科技会议；③ 入选的科技事件为中国在科学技术领域所开展的重大活动，或实施的重大工程，或发生的重大事件；④ 入选的科技事件必须是新中国成立以来在中国境内所发生的；⑤ 入选的科技事件要求具备构成事件所需的如发生时间、发生地点等相应要素；⑥ 入选的科技事件已对中国科技发展、经济建设和社会进步产生了重大的促进作用，或具有重大的现实意义和深远的历史意义。 　　评出的50项科技事件分为科技成果、科技政策和科技活动3大类，其中科技成果类24项、科技政策类12项、科技活动类14项。2008年第13期《科技导报》简要介绍了24项具有重大影响的科技成果内容和社会影响及其现实意义和历史意义 ，本期《科技导报》将介绍12项具有重大影响的科技政策、14项具有重大影响的科技活动的内容和社会影响及其现实意义和历史意义。 1 12项具有重大影响的科技政策 　　评选出中国具有重大影响科技政策共12项，按政策制定（出台、实施）前后顺序排列为：① 提出向科学进军口号并制定新中国第一个科技发展规划；② 文革期间错误开展科学批判；③改革开放后出国留学政策的实施；④ 《中华人民共和国专利法》颁布；⑤ 《中共中央关于科学技术体制改革的决定》发布；⑥ 863计划实施；⑦ 《中华人民共和国科学技术进步法》颁布；⑧中国实施可持续发展战略；⑨党中央国务院提出科教兴国战略；⑩ 颁布实施《中华人民共和国科学技术普及法》；（11）《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》发布；（12）中国科学院发布《关于科学理念的宣言》。 1.1 提出向科学进军口号并制定新中国第一个科技发展规划 　　1956年是中国现代科学技术发展史上的一个重要里程碑。是年1月，党中央发出了向科学进军的号召，中国的科学技术事业开始进入一个有计划的蓬勃发展的新阶段。这一年，中国政府成立了国家科学规划委员会，组织全国600多位科学家和技术专家制订了新中国第一个长期科技发展规划《1956至1967年全国科学技术发展远景规划》（以下简称《规划》）。《规划》从13个方面提出了57项重大科学技术任务、616个中心问题，从中进一步综合提出了12个重点任务，对全国科研工作的体制、现有人才的使用方针、培养干部的大体计划和分配比例、科学研究机构设置的原则等做了一般性规定。《规划》的主要任务于1962年提前5年完成，从而建立和发展了中国的原子能等一批新兴科学技术领域，促成高能物理等一系列新学科的研究陆续开展，促进了一系列新兴工业部门的诞生和发展。《规划》的制定和实施，不但解决了国家经济和国防建设中迫切需要解决的一系列科技问题，还奠定了一套对项目、人才、基地、体制统筹安排的科技政策理念与模式，对中国整个计划经济时代乃至后来的科学技术发展都产生了重大而深远的影响 。 1.2 文革期间错误开展科学批判运动 　　20世纪50年代至70年代，在各种因素的影响下，中国错误地开展了一系列批判自然科学理论中各种所谓的唯心主义和形而上学等资产阶级思想的运动，尤以文革期间的批判为甚。这些批判运动涉及数学、物理学、化学、生物学等学科领域，与当时的政治运动紧密联系，是政治斗争的一种形式，对中国现代科学的发展产生了相当大的负面影响，给广大知识分子的身心造成了巨大伤害，使中国的科技事业遭受了巨大的损失 。 1.3 改革开放后出国留学政策的实施 　　1977年8月，邓小平在主持科学和教育座谈会时指出：接受华裔学者回国是我们发展科学技术的一项具体措施，派人出国留学也是一项具体措施。1978年6月23日，邓小平在听取教育部关于清华大学的工作汇报时，对派遣留学生问题指出：我赞成留学生的数量增大要成千成万地派，不是只派十个八个。?1978年7月11日，教育部向中央提交了关于加大选派留学生的数量的报告；同年12月26日，改革开放后的首批留学人员起程赴美。1979年，教育部、国家科委、外交部联合发出通知，试行《出国留学人员管理教育工作的暂行规定》和《出国留学人员守则》。1993年，支持留学，鼓励回国，来去自由的出国留学方针被写进党的十四届三中全会文件 。从1978年到2007年底，中国各类出国留学人员总数达121.17万人，留学回国人员总数达31.97万人，出国留学人员为中国的科技、教育和文化等方面事业的发展做出了重要贡献 。 1.4 《中华人民共和国专利法》颁布 1984年3月12日，第六届全国人民代表大会常务委员会第4次会议通过《中华人民共和国专利法》(简称《专利法》)。此后，《专利法》又经过了1992年第一次修正，2000年第二次修正，使之更加符合中国社会主义现代化建设的需要。与西方国家单纯实行发明专利制度有所不同,《专利法》的颁布和实施，中国形成了对发明的国家奖励和专利的双轨制，使科技创新从此有了法律保障，对于保护发明创造专利权，鼓励和推广应用发明创造，促进科学技术的发展，都具有十分重要的意义 。据国家知识产权局提供的数字，自《专利法》实施以来，截至2008年5月底，该局共受理专利申请431万余件，其中发明专利78万多件 。 1.5《中共中央关于科学技术体制改革的决定》发布 　　1985年3月13日，《中共中央关于科学技术体制改革的决定》（简称《决定》）发布。《决定》认为，我国的科技事业过去虽有很大发展，但逐步形成的科技体制存在严重的弊病，不利于科技工作面向经济建设，不利于科技成果迅速转化为生产力，束缚了科技人员智慧和创造才能的发挥，使科技的发展难以适应客观形势的需要，必须进行坚决的、有步骤的改革。《决定》确立了经济建设必须依靠科学技术、科学技术工作必须面向经济建设的战略方针 。《决定》的颁布和实施，开始从运行机制、组织结构、人事制度等方面变革原来的科技体制，中国长期存在的科研与生产脱节、科技与经济脱节的问题，开始逐步得到解决。 1.6 863计划实施 　　1986年3月3日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允4位老科学家给中共中央送交了一份关于追踪世界战略性高技术发展的建议，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术。经邓小平亲自批示宜速决断，不可拖延，中国高技术研究发展计划（即863计划）于1987年3月正式开始组织实施。863计划从世界高技术发展趋势和中国的需要与实际可能出发，坚持有限目标，突出重点的方针，选择生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、能源技术和新材料7个领域（后增加了信息技术领域）15个主题作为我国高技术研究与开发的重点。经过15年的努力，863计划实施第一阶段取得了如下成就：① 组织建设了一批高技术研究开发中心；② 凝聚、培养和造就了新一代高技术研究开发队伍，为中国高技术的持续发展储备了人才；③ 推动阶段成果商品化、产业化，开始为改造传统产业、培育新兴产业做出贡献；④ 突破了一大批重大关键技术，缩小了与国外先进水平的差距。2001年4月，国务院在863计划前三个五年计划成功实施的基础上，正式批准在十五期间继续实施863计划，并选择了信息技术、生物和现代农业技术、新材料、先进制造与自动化技术、能源技术、资源环境技术等6个高技术领域，确定了19个主题和若干个重大专项为发展重点。863计划的实施，大大提高了中国高技术研究开发水平，增强了中国科技实力，对中国高新技术赶超世界先进水平，对促进国民经济和社会发展都产生了重大影响 。 1.7《中华人民共和国科学技术进步法》实施 　　1993年10月1日，经第八届全国人民代表大会常务委员会第2次会议通过，《中华人民共和国科学技术进步法》（简称《科技进步法》）开始实施。《科技进步法》的制定，旨在促进科学技术进步，在社会主义现代化建设中优先发展科学技术，发挥科学技术第一生产力的作用，推动科学技术为经济建设服务。2007年12月29日，第十届全国人民代表大会常务委员会第31次会议审议通过修订后的《中华人民共和国科学技术进步法》。修订后的《科技进步法》将新时期国家发展科学技术的目标、方针、战略上升为法律，强化了科技工作的统筹协调和资源共享，突出了企业的技术创新主体地位，明确了科技创新知识产权工作的目标和措施，确立了科研诚信和宽容失败的制度，完善了科研机构管理制度和对科技人员的激励机制，从财政、金融、税收、政府采购等各方面构建促进自主创新的制度体系。修订后的《科技进步法》于2008年7月1日起施行，它将为实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、提高自主创新能力、建设创新型国家提供重要的法律保障 。 1.8 中国实施可持续发展战略 　　1987年，世界环境与发展委员会（WCED）向联合国提交我们共同的未来报告，提出了可持续发展概念，即在满足当代人需要的同时，不损害后代人满足其自身需要的能力。1992年6月，国务院总理李鹏出席了在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会，签署了《21世纪议程》等相关文件，并承诺要认真履行会议通过的各项文件。此后，中国在联合国开发计划署（UNDP）的支持和帮助下，编制并于1994年公布了《中国21世纪议程中国21世纪人口、环境与发展白皮书》。这是全球第一部国家级的《21世纪议程》，也是中国开始实施可持续发展战略的标志 。此后，国家有关部门和地方政府也相应制定了实施可持续发展的行动计划。我国人口众多，资源相对不足，实施可持续发展战略，对中华民族的未来有着极其重要的意义。 1.9 党中央国务院提出科教兴国战略 　　1995年5月6日，中共中央、国务院颁布了《关于加速科学技术进步的决定》（简称《决定》），首次提出在全国实施科教兴国的战略。《决定》颁布后，党中央、国务院又于当年5月26-30日在北京召开全国科学技术大会，动员全党全国人民贯彻《决定》精神，实施科教兴国战略。科教兴国战略的目标是全面落实科技是第一生产力的思想，坚持教育为本，把科技和教育摆在经济、社会发展的重要位置，增强国家的科技实力，提高全民族的科技文化素质，把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，加速实现国家的繁荣强盛。科教兴国战略的提出和实施，是继1956年党中央号召向科学进军、1978年全国科学大会召开之后，中国科技事业发展进程中的第3个重要里程碑，对中国经济、社会的发展产生了长期而深远的影响 。 1.10 颁布实施《中华人民共和国科学技术普及法》 　　2002年6月29日，第九届全国人大常委会第28次会议通过了《中华人民共和国科学技术普及法》(简称《科普法》)。《科普法》是在中国几十年来科学技术普及工作的政策实践基础上，针对中国国情制定的一部重要法律，也是世界上第一部科普法规。《科普法》明确规定，发展科普事业是国家的长期任务；科协是科普工作的主要社会力量；科普是全社会的共同任务。《科普法》明确了科普工作的保障措施和法律责任，它的颁布实施标志着中国科普工作步入法制化轨道，对于加强科学技术普及工作，提高全民族的科学文化素质，推动经济发展和社会进步，具有重大的现实意义和深远的历史意义 。 1.11《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》发布 　　2006年2月9日，国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（简称《纲要》）。《纲要》提出，到2020年，全社会研究开发投入占国内生产总值的比重提高到2.5%以上，力争科技进步贡献率达到60%以上，对外技术依存度降低到30%以下，本国人发明专利年度授权量和国际科学论文被引用数均进入世界前5位；在从制造、信息产业、农业、能源及其他重要领域到研究机构、大学等若干方面达到或接近世界先进水平。《纲要》还提出，到2020年，中国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础。《纲要》成为指导中国今后一段时期科学技术发展的重要文件 。 1.12 中国科学院发布《关于科学理念的宣言》 　　2007年2月26日，中国科学院召开新闻发布会，正式向社会发布了《关于科学理念的宣言》（简称《宣言》）。《宣言》从科学的价值、科学的精神、科学的道德准则和科学的社会责任等方面宣示了科学的理念。这是在全社会关注学术伦理和学术规范的背景下，由中国权威科学机构首次发表的关于科学理念的宣言。《宣言》的发布对进一步弘扬科学精神，发掘人类的理性力量，不断升华人类的精神境界,净化学术环境，建立和谐学术生态将起到积极、重要的作用。与《宣言》同时发布的还有《中国科学院关于加强科研行为规范建设的意见》 。同年3月23日，中国科协对社会发布了《科技工作者科学道德规范》 。 2 14项具有重大影响的科技活动 　　评选出中国具有重大影响的科技活动共14项，按活动发生时间顺序排列为：① 中国科学院成立；② 新中国成立初涌现海外科技人员归国潮；③ 中国科协成立；④ 1978年全国科学大会召开；⑤ 实施计划生育和控制人口增长政策；⑥ 中国建立院士制度；⑦ 国家自然科学基金制度建立；⑧ 中国接入互联网；⑨ 中国首个科技产业试验区诞生；⑩ 邱氏鼠药案；（11）中国铁路大提速；（12）国家最高科学技术奖设立；（13） 太湖蓝藻暴发；（14）2003年暴发SARS疫情。 2.1 中国科学院成立 　　1949年11月1日，中国科学院成立；1955年6月，中国科学院成立学部，将全国最优秀的科学家团结在一起，共谋国家科技发展，进一步确立了其学术中心的地位；1956年，中国科学院组织科学家参与制定对中国科技事业发展具有深远影响的《1956至1967年全国科学技术发展远景规划》；1986年，中国科学院建立了面向全国的自然科学基金，在此基础上成立了国家自然科学基金委员会；1998年，中国科学院启动知识创新工程试点，开始进入新的发展时期。目前，中国科学院拥有数理学部、化学部、生物学部、地学部、技术科学部5个学部，沈阳、长春、上海、南京、武汉、广州、成都、昆明、西安、兰州、新疆11个分院，中国力学研究所等84个研究院所。建院近59年来，中国科学院已发展成为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心，取得了诸如两弹一星等一系列重大科研成果，为中国的科技事业、国民经济和社会发展，以及国防建设做出了重要贡献 。 2.2 新中国成立初涌现海外科技人员归国潮 　　1949年新中国成立，新生政权的勃勃生机激发了大批海外学子的殷殷报国之情。他们满载希望，怀抱建设祖国的理想，纷纷启程，从英、美、日等国分期分批通过各种途径陆续返回中国，掀起了1949-1956年的归国潮。到1957年，从世界各地先后归国的海外科技人员和留学生共计3000余人，约占新中国成立前海外留学生和科技人员总数的一半以上 。以华罗庚、李四光、钱学森等为代表的海外科技人员的归国，为新中国注入了一股强大的科技力量，极大地推进了社会主义建设事业的发展。海外归国人员中的大多数人成为新中国科学技术各个领域发展的奠基人或开拓者，为新中国科学事业的奠基、开拓、发展和现代化立下了卓越的功勋,做出了巨大的贡献。1955年，中国科学院首届学部委员的172人中有158人是归国学者，荣获两弹一星功勋奖章的23人中有21人是归国者 。 2.3 中国科协成立 1958年9月，中华全国自然科学专门学会联合会和中华全国科学技术普及协会联合召开全国代表大会，正式成立统一的全国科技群众团体中国科学技术协会。中国科协是中国科学技术工作者的群众组织，是中国共产党领导下的人民团体，是党和政府联系科学技术工作者的桥梁和纽带，是国家推动科学技术事业发展的重要力量。它的宗旨是：坚持以马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想为指导，全面落实科学发展观，团结和动员科学技术工作者以经济建设为中心，坚持科学技术是第一生产力的思想，实施科教兴国战略、人才强国战略和可持续发展战略，建设创新型国家。促进科学技术的繁荣和发展，促进科学技术的普及和推广，促进科学技术人才的成长和提高，促进科学技术与经济的结合。反映科学技术工作者的意见，维护科学技术工作者的合法权益。为经济社会发展服务、为提高全民科学素质服务、为科学技术工作者服务，推动社会主义经济建设、政治建设、文化建设和社会建设，构建社会主义和谐社会，为实现中华民族伟大复兴而努力奋斗。50年来，中国科协先后召开了七次全国代表大会，李四光、周培源、钱学森、朱光亚、周光召、韩启德先后担任中国科协主席。中国科协由全国学会、协会、研究会（以下简称全国学会）和地方科协组成，目前主管的全国学会共191个，地方科协（包括省、自治区、直辖市科协，市、县科协）3141个；另有大量科协基层组织，如乡镇科协（科普协会）3.1万多个、农村专业技术协会9.4万多个、企业科协1.3万多个、街道科协近8 400多个、高校科协550个 。 2.4 1978年全国科学大会召开 　　1978年3月18-31日，全国科学大会在北京召开，时任中共中央副主席、国务院副总理的邓小平在大会开幕式上作了重要讲话。他根据马克思主义的原理，阐述了科学技术在社会发展中的地位和作用，明确指出科学技术是生产力，知识分子已经是工人阶级自己的一部分，四个现代化，关键是科学技术的现代化，从而澄清了一系列长期束缚我国科学技术发展的重大理论是非问题。这次大会还通过了《1978-1985年全国科学技术发展规划纲要(草案)》。时任中国科学院院长的郭沫若在会上发表的《科学的春天》讲话，用激情澎湃、热情洋溢的语言，表达了文革结束后中国知识分子的喜悦心情和迎接科学的春天的热切期盼。同年12月，党的十一届三中全会召开。从此，中国进入改革开放历史新时期，科学技术的重要作用逐步得到全社会的认同，党的科技工作指导思想得以逐步确立，知识分子不再被视为改造的对象，中国科学技术的发展迎来了真正的春天 。 2.5 实施计划生育和控制人口增长政策 　　20世纪60年代，中国进入了新中国成立后第二个人口出生高峰期，到1969年中国人口已突破8亿，人口剧增与经济、社会、资源、环境之间的矛盾日益显露。鉴于此，20世纪70年代，中央有关部门号召计划生育，提倡晚、稀、少生育。1978年，计划生育部门提出一对夫妇最好生一个，最多生两个。从1979年开始，中央提出了到2000年要把全国人口控制在12亿以内的目标，决定在全国城乡大力推行计划生育，并将人口发展计划纳入国民经济与社会发展规划。2001年12月29日，第九届全国人民代表大会常务委员会第25次会议通过的《中华人民共和国人口与计划生育法》明确指出，实行计划生育是国家的基本国策。2006年12月17日，《中共中央国务院关于全面加强人口和计划生育工作统筹解决人口问题的决定》再次强调，必须坚持计划生育基本国策和稳定现行生育政策不动摇。2006年11月8日，国家人口和计划生育委员会主任张维庆表示，中国是世界上人口最多的发展中国家，实行计划生育30多年来，中国人口过快增长的势头得到了有效控制，实现了人口再生产类型的转变，中国累计少生了4亿多人，有力地促进了经济社会的发展、综合国力的增强和人民生活的改善 。 2.6 中国建立院士制度 　　1984年12月，中央书记处会议讨论决定，拟在中国建立院士制度，将中国科学院学部委员改为院士。中国科学院学部主席团执行主席严济慈、吴仲华、卢嘉锡、武衡、钱学森于1985年1月写信给中央领导同志，表示拥护并提出建议。1988年11月16日，由严济慈主持召开执行主席会议，讨论建立院士制度问题。1993年10月9日，国务院第11次常务会议决定中国科学院学部委员改称中国科学院院士，同时决定成立中国工程院。实践证明，建立中国特色的院士制度，有利于凝聚中国科技界的精英为国家经济社会发展出主意、攻难关，有利于组织创新团队承担国家重大科研项目，有利于激励广大科技术工作者为国家富强、民族振兴贡献智慧才干。近年来，针对院士制度中所存在着的一些弊端，人们对院士群体的科学道德提出了更高的社会期望，呼吁进一步改革和完善院士制度 。院士大会为其最高组织形式，每两年召开一次。截止2008年6月24日，中国已有699名中国科学院院士和719名中国工程院院士 。 2.7 国家自然科学基金制度建立 　　1986年2月14日，国务院发出《关于成立国家自然科学基金委员会的通知》，宣布国家自然科学基金委员会正式成立，中国的国家自然科学基金制度自此建立。国家自然科学基金制度建立后，中国的科学基金工作突破了以往计划经济体制下科研经费依靠行政拨款的传统管理模式，全面引入和实施了先进的科研经费资助模式和管理理念，确立了依靠专家、发扬民主、择优支持、公正合理的评审原则，建立了科学民主、平等竞争、鼓励创新的运行机制，建立健全了决策、执行、监督、咨询相互协调的科学基金管理体系，发挥了自然科学基金对中国基础研究的导向、稳定、激励功能。22年来，国家自然科学基金在推动中国自然科学基础研究发展，促进基础学科建设，发现、培养优秀科技人才等方面发挥了重大作用；为提升基础研究创新能力进行了有益探索，积累了宝贵经验，为中国基础研究发展和整体水平提高做出了积极贡献 。 2.8 中国接入互联网 　　1987年9月14日，德国卡尔斯鲁厄大学维纳?措恩教授和中国互联网先驱王运丰教授等人在北京联手起草了一封电子邮件，并于当月20日成功发送到德国。这封邮件日后被多数人认为是中国发往国外的第一封电子邮件：Across the Great Wall，we can reach every corner in the world.(越过长城，走向世界) 它标志着中国迈出了走向互联网时代的第一步。1990年11月28日，中国正式注册了自己的国际顶级域名CN，从此开通了使用中国顶级域名CN的国际电子邮件服务。1994年4月20日，中国国家计算机与网络设施工程通过美国Sprint公司接入Internet的64 Kbps国际专线开通，实现了与Internet的全功能连接，中国从此被国际上正式承认为真正拥有全功能Internet的国家 。中国接入互联网21年来，互联网对中国的政治、经济、文化、教育、科技、生活以及社会发展的方方面面都产生了巨大的影响。 2.9 中国首个科技产业试验区诞生 　　1988年5月10日，中国首个科技产业试验区北京市新技术产业开发试验区（即现在的中关村科技园区）经国务院批准成立 。该园区是中国第一个以电子信息产业为主导，集科研、开发、生产、经营、培训和服务为一体的综合性基地，20年来，通过不断进行体制创新和知识创新，已发展成为中国高技术产业发展的龙头和自主创新的高地，成为中国科技园区发展的典范和旗帜，为其他科技园区发展提供了宝贵的经验。截至2007年1月，全国高新技术产业开发区共有54家，这些国家高新区已成为依托于智力密集和开放环境，依靠科技和经济实力，最大限度地把科技成果转化为现实生产力的集中区域。 2.10 邱氏鼠药案 　　20世纪80年代，河北省无极县农民邱满囤因自制的邱氏鼠药灭鼠有奇效而被誉为鼠药大王，并由此创办了一家灭鼠工厂。1989年8月，邱氏鼠药厂技术顾问汪诚信发现，邱氏鼠药含有国家早已明令禁止用作杀鼠剂的剧毒品氟乙酰胺；邱氏鼠药尽管灭鼠立竿见影，但后续隐患大，会引发生物链中毒，并造成环境污染危害。1992年5月，汪诚信等5位科学家联名致信田纪云副总理，反映邱氏鼠药存在氟乙酰胺的情况，指出新闻媒介广泛宣传报道灭鼠大王造成了一些混乱和误解，要求尊重科学事实，保证灭鼠工作的健康发展。1992年8月8日，邱满囤状告5位科学家，认为联名信对他进行了诽谤和侮辱，要求恢复名誉并赔礼道歉，赔偿所造成的直接经济损失。1993年12月，北京市海淀区法院宣判邱满囤胜诉。在这一年的全国政协会上，邱氏鼠药案成为热点，290多名政协委员针对此事提案，要求恢复科学的尊严，并由此在科技界引发了一场维护科学尊严的讨论。1995年2月，北京市中级人民法院作出邱满囤败诉的终审判决。同年4月，国务院办公厅发出通知，同意化工部等5个部门联合调查组对邱氏鼠药厂违章生产鼠药的意见，认定邱氏鼠药含有氟乙酰胺，要求药厂立即停止生产、销售所有产品，含有氟乙酰胺等剧毒物的产品应予销毁。自此，邱氏鼠药案以科学的胜利而告终 。 2.11 中国铁路大提速 　　1997年4月1日，中国铁路实施第一次大面积提速：以北京、上海、广州、沈阳、武汉等大城市为中心，开行了最高时速达140 km、平均旅行时速90 km的40对快速列车和64列夕发朝至列车，全路客车平均旅行速度由48 km/h提高到55 km/h。此后，中国铁路分别于1998年10月1日、2000年10月 21日、2001年10月21日、2004年4月18日和2007年4月18日又进行了5次大提速。中国铁路经过6次大提速后，铁路运输能力实现了飞跃发展，客运和货运能力大大提高；铁路客货运输产品形成了完善配套的系列；铁路网质量大幅提高，既有线建成时速200 km及以上提速线路延展里程达到6 003 km；铁路既有线提速进入世界先进行列，无论是一次提速到时速200 km线路里程总量，还是最高速度值，都走在了世界铁路前列 。铁路大提速改变了人们出行的时空观，对中国社会生活产生了重大影响。 2.12 国家最高科学技术奖设立 　　1999年5月23日，《国家科学技术奖励条例》发布施行。新的国家科学技术奖励制度形成了最高科学技术奖、自然科学奖、技术发明奖、科学技术进步奖和国际科学技术合作奖5大奖项，国家最高科学技术奖从此设立。国家最高科学技术奖授予在当代科学技术前沿取得重大突破，或在科学技术发展中有卓越建树，或在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业化中创造巨大经济效益或者社会效益的科学技术工作者；每年授予人数不超过2名 。自2001年2月19日首批颁发国家最高科学技术奖以来，至今已有吴文俊、袁隆平、王选、黄昆、金怡濂、刘东生、王永志、叶笃正、吴孟超、李振声、闵恩泽、吴征镒等12位科学家获此殊荣。国家最高科学技术奖授在推动技术创新、发展高科技、实现产业化等方面发挥了重大的积极推动作用 。 2.13 太湖蓝藻暴发 　　20世纪90年代以来，太湖几乎年年暴发不同程度的蓝藻水华。近年来，虽然各级政府在环太湖污染控制方面做了大量努力，但太湖水质尚未得到根本改善，2007年5月底至6月，太湖蓝藻大暴发，导致江苏省无锡市城区自来水水质发生变化，无法饮用，100多万市民一周内没有喝上清洁的自来水。各方面的监测数据显示：入夏以来，无锡市区域内的太湖出现50年以来最低水位，加上天气连续高温少雨，湖水富营养化较重，诸多因素导致蓝藻提前1个月暴发，蓝藻覆盖范围约800 km2，影响了自来水水源地水质。有关研究表明，工业污染、农业面源污染和居民生活污染是导致太湖蓝藻频发的重要原因，太湖水域蓝藻的代谢物微囊藻毒素在动物试验中表现出强促癌性，与太湖地区的几种消化道恶性肿瘤有一定的相关性，环太湖地区已经成为恶性肿瘤高发区 。太湖蓝藻暴发事件再度引发公众对公共环境安全的高度关注。2002年8月6日，国家重大科技专项太湖污染控制与水体修复技术及工程示范项目，选择五里湖等典型区域，开展工程规模的综合技术示范。该项目投入2.1亿元，是迄今为止国家投入最大的环境科技专项。 2.14 2003年暴发SARS疫情 2003年春夏，突如其来的SARS疫情迅速蔓延到全国大部分省（自治区、直辖市），给人民的健康和生命安全造成了严重威胁。据统计，中国内地累计报告SARS临床诊断病例5327例，死亡349例。在党中央、国务院的坚强领导下，全国人民万众一心，众志成城，防治斗争最终取得胜利 。SARS疫情的暴发，暴露出了中国公共卫生应急机制存在的若干问题，也引发了有关人与自然的关系、人类行为与流行病之间关系等科学问题的讨论。SARS疫情的暴发还直接考验并全面提升了中国公共卫生应急处置机制，也给人们留下了需要长时期思考的许多问题。直至今日，SARS的传播途径仍没有完全被掌握，特异性诊断方法、有效预防手段和治疗药物的研究也没有取得重大突破，仍是中国科技人员需要继续攻克的科学难题。 　　 　　 致谢：感谢那日苏、王鸿生、李大光、敬石开、刘兵、颜实、徐治立、李万刚、孔昭君、蔡荣根等专家学者为本文提供有关撰写资料并提出宝贵意见，感谢吴晓琦、田若松、侯米兰、蔡钢、黄永明、刘静对整理本文所需资料、图片所做的工作。 参考文献（References） 苏青, 陈广仁, 齐志红, 李娜. 50项中国具有重大影响的科技事件（上） . 科技导报，2008, 26(13): 19-25. 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中国具有重大影响的50项科技事件（上）
suqing1961 2008-7-22 09:04
苏 青，陈广仁，齐志红，李 娜 本文发表在《科技导报》2008年第13期 0 引言 　　2008年是中国科协成立50周年，为进一步整体提升全社会推动公民科学素质建设工作，激发公众关注科技、热爱科技、运用科技的兴趣，达到弘扬科学精神、普及科学知识的目的，中国科协以发展与责任为主题，面向全社会开展了10个影响中国的科技事件等系列评选活动。本刊编辑部在上述活动评选专家组评出30个候选科技事件基础上，补选出20项中国具有重大影响的科技事件，由此确定50项中国具有重大影响的科技事件（以下简称科技事件）。 　　本刊编辑部确定科技事件评选的6条原则是：① 入选的科技事件为我国在科学、技术或工程领域取得的重大成就或重大进展；② 入选的科技事件为我国政府组织制定的重大科技政策，或实施的重大科技计划，或召开的重大科技会议；③ 入选的科技事件为我国在科学技术领域所开展的重大活动，或实施的重大工程，或发生的重大事件；④ 入选的科技事件必须是新中国成立以来在中国境内所发生的；⑤ 入选的科技事件要求具备构成事件所需的如发生时间、发生地点等相应要素；⑥ 入选的科技事件已对我国科技发展、经济建设和社会进步产生了重大的促进作用，或具有重大的现实意义和深远的历史意义。 　　本刊编辑部确定的50项科技事件，根据评选范围分为科技成果、科技政策和科技活动3大类，其中科技成果类24项、科技政策类13项、科技活动类13项。本文分两次刊载，本期简要介绍了24项具有重大影响的科技成果内容和社会影响及其现实意义和历史意义，2008年第14期《科技导报》将介绍12项具有重大影响的科技政策、14项科技活动的内容和社会影响及其现实意义和历史意义。 　　 1 24项具有重大影响的科技成就 　　评选出的中国具有重大影响的科技成就共24项，按事件发生前后顺序排列为：（1）钱学森创建工程控制论；（2）首创针刺麻醉疗法；（3）发现并开发大庆油田；（4）中国第一艘自行设计建造的万吨远洋轮东风号下水；（5）第一台万吨水压机研制成功；（6）两弹一星研制成功；（7）第一次人工合成牛胰岛素；（8）陈景润取得歌德巴赫猜想证明世界领先成果；（9）南京长江大桥建成；（10）袁隆平培育成功籼型杂交水稻；（11）王选组织 研制成功汉字激光照排技术；（12）中国第一台亿次巨型计算机银河Ⅰ型研制成功；（13）北京正负电子对撞机建成；（14）中国首次南极科考；（15）中国大陆首例试管婴儿诞生；（16）秦山核电站建成；（17）中国参与国际人类基因组计划；（18）建立第一代卫星导航定位系统；（19）夏商周断代工程完成；（20）神舟五号载人航天飞行成功；（21）三峡大坝建成；（22）青藏铁路建成通车；（23）中国首次探月工程取得圆满成功；（24）中国大陆科学钻探工程完成。 1.1 钱学森创建工程控制论 　　1954年，钱学森所著《工程控制论》英文版问世。控制论是关于受控工程系统的分析、设计和运行的理论，由法国物理学家和数学家A. M. 安培1834年首次提出；1948年，美国数学家N. 维纳把动物和机器中的信息传递及控制过程视为具有相同机制的现象加以研究，建立了一门新的学科控制论。钱学森第一次用工程控制论这一名词称呼在工程设计和实验中能够直接应用的关于受控工程系统的理论、概念及方法，创建了工程控制论。工程控制论旨在把工程实践中所经常运用的设计原则和试验方法加以整理、总结和归纳，取其共性并上升至科学理论，使科技人员获得更广阔的眼界，能够用更系统的方法观察技术问题，指导千差万别的工程实践。工程控制论从深度到广度上推动了国际上，尤其是国内的电子计算机技术革命、核能技术革命、航天技术革命和光学技术革命的发展，并为两弹一星的研制成功和发展奠定了基础 。 1.2 首创针刺麻醉疗法 　　1958年，上海市第一人民医院耳鼻喉科用针刺麻醉疗法成功实施了扁桃体摘除手术。该疗法随后在陕西、湖北等省市推广应用，涉及90余种临床手术，并以脑瘤摘除术、二尖瓣窄分离术、胃切除术、子宫切除术、脾切除术等中小型手术为主。1966年2月，国家科委和卫生部在上海召开针刺麻醉研究工作座谈会，制订了《针刺穴位麻醉研究工作二年规划纲要草案（1966-1968年）》。1970年5月，上海举办了第一期全国针刺麻醉学习班，当时全国已有26个省（市、自治区）的203个单位开展针刺麻醉，累计病例达57 156例，几乎遍及各科常见手术。1971年7月18日，新华社公开报道的我国医务工作者和科学工作者创造成功针刺麻醉称，针麻技术突破了外科手术必须使用麻醉药物的旧框框，具有安全、简便、经济、有效的特点；并指出从针刺治疗到针刺麻醉，是我国针灸学发展史上的一次飞跃，使历史悠久的中国医药学大放光彩。针刺麻醉的出现和发展，将推动人们进一步探索经络学说等中医基本理论的实质，同时对现代生理学、生物化学、解剖学等基本理论学科也提出了新的研究课题。1985年，中国中医研究院针灸研究所和中国针灸学会联合主办的《针刺研究》上发表的文章，正式被美国国立医学图书馆《医学索引（Index Medicus）》收录，我国的针刺麻醉和针灸学研究成果被更广泛地传播到世界各国。作为文革中的新生事物，针刺麻醉疗法曾在我国农村合作医疗中广泛运用，并一度被神化 。近年来，有研究者指出，由于缺乏政策上的平衡，一段时期过分强调中医的偏向，在一定程度上抑制了其他医学分支和整个医学的全面、稳定、健康发展。 1.3 发现并开发大庆油田 　　1959年9月26日，在黑龙江松嫩平原一个叫大同的小镇附近的一口油井里喷射出的黑色石油，改写了中国石油工业的历史：松辽盆地发现了世界级特大砂岩油田。大同油田随改为大庆油田，并作为新中国成立10周年的献礼。大庆油田是20世纪60-80年代中国最大的油区，它的成功发现和开发，证实了中国学者提出的陆相地层生油理论和探矿思想，从而丰富和发展了当代石油地质学理论，彻底甩掉了中国贫油的帽子，改变了中国石油工业落后面貌，使中国石油工业从此走进了历史新纪元，走出一条具有中国石油工业特色的发展道路 。　　 1.4 中国第一艘自行设计建造的万吨远洋轮东风号下水 　　1960年4月15日，由上海江南造船厂建造成功的我国第一艘自行设计的万吨级远洋轮东风号下水。在此之前，由苏联设计、我国建造的第一艘万吨远洋货轮跃进号于1958年11月27日下水。东风号总长161.4 m，船宽20.2 m，船深12.4 m，载重量13 488 t，排水量17 182 t；除柴油发电机组为江南造船厂库存进口货外，全船所有机电设备和各种配套机械都是我国自行研制。从投料到下水，东风号共实现了300多项重大技术革新，改进设计和工艺多达180多项；采用了多种新工艺、新技术，使船台周期一再缩短，全船主要结构焊缝合格率达98%以上，船壳建造成本降低了5.5%。东风号的建造成功，开创了中国自力更生设计、建造万吨级船舶的先河，它集中反映了当时我国船舶设计、制造水平以及船舶配套生产能力，为我国大批量建造万吨以上大型船舶奠定了基础 。 1.5 第一台万吨水压机研制成功 　　1962年6月，我国第一台12 000 t自由锻造水压机在上海江南造船厂试制成功。该水压机由机械工程专家沈鸿领导并主要设计，成为当时机械制造行业中最大的锻压设备。水压机为全焊接结构，采用六缸、四柱、厚钢板焊接结构的横梁，立柱直径近1 m，长17.96 m，净重80 t。国外万吨水压机自重一般均在3 000 t左右，我国自制的这台水压机重量只有2 200 t，高度在同类型水压机中是最矮的。我国第一台万吨水压机建成后，扭转了我国所需的大型锻件只得依赖进口的局面，填补了中国重型机械工业一项空白，为国家电力、冶金、化学、机械和国防工业等部门锻造了大批特大型锻件；建造40多年来，该水压机仍在正常运转，为国家经济建设做出了重大贡献 。2006年12月30日，中国首台、世界最大、最先进的15 000 t水压机在齐齐哈尔市中国第一重型机械集团一次热负荷试车成功。这标志着我国重型锻造设备的设计制造水平已跨入当今国际领先行列，我国已具备自主生产高端大型锻造机械的能力 。　　 1.6 两弹一星研制成功 　　1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功）；1966年10月27日，中国第一颗装有核弹头的地地导弹飞行爆炸成功；1967年6月17日，中国第一颗氢弹空爆试验成功；1970年4月24日，中国第一颗人造卫星东方红号发射成功。两弹一星指原子弹（后来演变为原子弹和氢弹的合称）、导弹和人造卫星。两弹一星事业的发展，不仅使我国的国防实力发生了质的飞跃，而且广泛带动了我国科技事业的发展，促进了我国的社会主义建设，造就了一支能吃苦、能攻关、能创新、能协作的科技队伍，极大地增强了全国人民开拓前进、奋发图强的信心和力量。两弹一星的伟业，是新中国建设成就的重要象征，是中华民族的荣耀与骄傲，也是人类文明史上一个勇攀科技高峰的空前壮举 。　　 1.7 第一次人工合成牛胰岛素 　　1965年9月17日，我国在世界上首次用人工方法合成了结晶体牛胰岛素。从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所和北京大学生物系3个单位联合组成协作组，在前人对胰岛素结构和肽链合成方法研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。合成工作最终分3步完成：第1步，先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，并于1959年突破了这一难题，重新合成的胰岛素是同原来活力相同、形状一样的结晶；第2步，将人工合成的Ｂ链同天然的Ａ链相连接，这种牛胰岛素的半合成在1964年获得成功；第3步，把经过考验的半合成的Ａ链与Ｂ链相结合，最终人工完成了世界上第一个蛋白质的全合成牛胰岛素。人工牛胰岛素的合成，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键性的一步，促进了生命科学的发展，开辟了人工合成蛋白质的时代 。 1.8 陈景润取得歌德巴赫猜想证明世界领先成果 　　1966年，我国数学家陈景润取得歌德巴赫猜想证明世界领先成果，证明了任何一个充分大的偶数都是一个素数与一个自然数之和，而后者仅仅是两个素数的乘积（即1+2）。该证明结果被国际数学界称之为陈氏定理。歌德巴赫猜想1742年由德国数学家歌德巴赫提出，它包括偶数猜想和奇数猜想两部分，用数学语言可分别简述为：每一个6的偶数都可以表为两个素数之和（即1+1）；每一个7的奇数都可以表为3个素数之和。由于奇数猜想是偶数猜想的推论，故证明了偶数猜想就等于证明了奇数猜想。陈景润的证明结果距摘取歌德巴赫猜想这个数学皇冠上的明珠只有一步之遥 。1978年1月，《人民文学》发表作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》，描述了陈景润甘于寂寞、不畏艰辛、勇攀科学高峰的感人事迹，重新树立了中国知识分子光辉形象，极大地激发了中国青年对科学技术和科学家的向往、热爱和追求。　　 1.9 南京长江大桥建成通车 　　1968年12月29日，我国自行设计、建造的南京长江大桥建成通车。南京长江大桥从1956年选址和地质勘测、设计，至1968年全部建成，历时13年。大桥上层的公路桥长4 589 m，车行道宽15 m，可容4辆大型汽车并行，两侧还各建有2 m多宽的人行道；下层铁路桥长6 772 m，宽14 m，铺有双轨，两列火车可同时对开。大桥将津浦铁路和沪宁铁路连成一线，客车过江时间由过去轮渡需2 h缩短为26 min。南京长江大桥是国内第一个自行设计施工，全部采用国产材料建成的双层、双线大型铁路、公路两用桥；由于桥址江底水文地质情况复杂，施工中分别采用了多种类型的管柱基础和沉井基础, 攻克了基底质量检验与水下焊接、氧割等技术难题，其桥墩深度的建设已具世界水平。南京长江大桥是中国在经济不够发达、面临种种困难的条件下从事经济建设的一大成就，是中国桥梁建设史上的一个里程碑，是中华民族自力更生、艰苦奋斗精神的真实写照 。　　 1.10 袁隆平培育成功籼型杂交水稻 　　1973年，我国水稻育种专家袁隆平在世界上首次培育成功籼型杂交水稻。杂交稻是选用两个亲本杂交所产生的第1代杂种稻，具有较强的杂种优势和增产潜力。袁隆平自20世纪60年代初开始致力于对杂交水稻的研究，70年代先后主持育成了南优二号等杂交水稻品种，1975年又研究出一整套生产杂交种子的制种技术，使杂交水稻得以大面积推广，比常规良种约增产20%左右 。袁隆平培育的杂交水稻是现代生物技术的重大成就，是水稻育种史上继矮化育种之后的又一次重大育种突破，对解决中国人的吃饭问题，以及缓解全球范围内的粮食安全问题贡献巨大。袁隆平先后获国家发明奖特等奖、国家最高科学技术奖，以及联合国科学奖、沃尔夫奖、世界粮食奖等奖项，并被誉为杂交水稻之父。　　 1.11 王选组织研制成功汉字激光照排技术 　　 20世纪70年代中期，我国信息技术专家王选开始负责国家重点项目汉字信息处理工程子项目汉字精密照排系统研究工作。在调研了国际技术发展方向后，他于1976年做出决策：跨过日本流行的第二代光学机械式照排系统、欧美流行的第三代阴极射线管式照排系统，直接研制国外尚无商品的第四代激光照排系统。针对精密汉字字形信息量大问题，王选发明了高分辨率字形的高倍率信息压缩和高速复原方法，使字形信息的总体压缩率高达500:1，在世界上首次使用控制信息(或参数)来描述笔画的宽度、拐角形状等特征，以保证字形变化后的笔画匀称和宽度一致 。他所领导的科研集体研制成功的汉字激光照排系统，促进了汉字激光照排产业的形成，取代了已沿用上百年的铅字印刷技术，引发了我国印刷业告别铅与火，迈入光与电的一场技术革命，推动了我国报业和出版业的跨越式发展，创造了巨大的经济效益和社会效益。此后，他又相继提出并领导研制了大屏幕中文报纸编排系统、彩色中文激光照排系统、远程传版技术和新闻采编流程管理系统等，使中国报业技术和应用水平处于世界的最前列。王选由此被誉为当代毕昇 。 1.12 中国第一台亿次巨型计算机银河Ⅰ型研制成功 　　1983年12月22日，中国第一台每秒运算一亿次以上的巨型计算机银河Ⅰ型，由国防科技大学计算机研究所在长沙研制成功。银河Ⅰ型的研制成功填补了我国巨型计算机的空白，标志着中国进入了世界研制巨型计算机的行列，成为由中国科技人员自行设计的第一个每秒向量运算1亿次的巨型计算机系统。之后，我国计算机研究技术和产业进入快速发展阶段。1993年，中国第一台10亿次巨型计算机银河Ⅱ型通过鉴定；1994年，银河Ⅱ型在国家气象局开始用于中期天气预报；1997年，银河Ⅲ型并行巨型计算机研制成功；1999年，银河Ⅳ型巨型机研制成功。2000年，我国自行研制成功高性能计算机神威Ｉ，其主要技术指标和性能达到国际先进水平；2004年6月，中国运算速度最快的计算机曙光4000A研制成功，运算速度每秒11万亿次，排列世界第17位。我国成为继美国、日本之后，世界上第三个具备研制高性能计算机能力的国家 。 1.13 北京正负电子对撞机建成 　　1984年10月7日，北京正负电子对撞机工程破土动工，总投资2.4亿元，由中国科学院高能物理研究所负责建造。对撞机由注入器、输运线、储存环、北京谱仪和同步辐射装置等部分组成，是一台可以使正、负两个电子束在同一个环形高真空管道内以接近光速的速度沿相反的方向运动，并在指定的地点发生对头碰撞，开展对撞物理反应高能物理实验的大型物理实验装置。1988年10月16日，对撞机建造成功并首次实现正负电子对撞。北京正负电子对撞机的建成和投入运行，为中国粒子物理和同步辐射应用提供了基本研究实验手段和条件，成为跨部门、跨学科共享实验研究基地，使中国高能物理研究从此步入世界前沿，取得了诸如实现轻子质量精确测量等具有国际水平的研究成果。2003年底，北京正负电子对撞机重大改造工程启动，将采用当今世界上最先进的双环交叉对撞技术对对撞机进行重大改造，预计2008年年底工程完工。改造后的对撞机将成为国际上最先进的双环对撞机之一,使我国继续保持在-粲物理研究领域的领先地位 。 1.14 中国首次南极科考 　　1984年11月20日，中国首次南极科考队从上海乘坐中国自行制造的远洋考察船向阳红10号向南极进发；12月30日，科考队在乔治王岛登陆，并举行了中国南极考察站长城站奠基典礼。1985年2月20日，中国第一座南极科学考察站长城站，在南设得兰群岛的乔治王岛上（62o13?S，58o58?E）建成。长城站建成当年，中国成为《南极条约》协商国。此前，1983年中国以缔约国身份加入了《南极条约》，因无独立的科考活动，不具备成为协商国的条件，因而没有表决权。1989年2月26日，中国又建立了第二座南极考察站中山站。此后的20多年里，中国以长城、中山两个常年考察站和极地科学考察船作为考察平台，对南极开展了多学科综合考察和研究，积累了大量观测数据，为科学研究提供了坚实基础，取得了一大批重要的科研成果 。 　　 1.15 中国大陆首例试管婴儿诞生 1988年3月10日，中国大陆首例试管婴儿在北京医科大学第三医院成功进行了接生手术。该试管婴儿的母亲当时已39岁，由于两侧输卵管阻塞，一直没能怀孕。在张丽珠教授的带领下，北京医科大学第三医院利用先进的体外受精技术，使这位母亲成功受孕。新生试管婴儿为一女婴，出生时体重3 900 g，身长52 cm，身体健康。中国大陆首例试管婴儿的诞生，表明中国大陆现代医学技术完成了一次重大突破，标志着中国生殖医学和辅助生育技术达到国际先进水平，成为中国生殖医学发展的一个里程碑 。 1.16 秦山核电站建成 　　1991年12月15日，我国首座自行设计、建造的第一座核电站秦山核电站建成并首次并网发电。秦山核电站位于浙江海盐县秦山双龙岗，装机容量30万kW，是继核武器、核潜艇研制成功后我国核工业又一重大突破，使我国成为世界上第７个能够自主设计、建造核电站的国家。它的建成和运行极大地提升了我国自主发展核电的能力和水平，为我国核电自主化发展奠定了坚实基础。继秦山核电站之后，我国大陆又相继建成了大亚湾核电站、岭澳核电站、田湾核电站。目前,我国大陆已有11套核电机组总装机容量911万kW在运行发电。这些核电机组的建成运营，为我国和平利用核能、解决化石能源紧张问题、寻求利用洁净能源技术发挥了积极的作用，有力地促进了地方经济可持续发展 。 1.17 中国参与国际人类基因组计划 　　1999年7月7日，中国科学院遗传研究所人类基因组中心注册参与国际人类基因组计划；同年9月，国际协作组接受了我国申请，并为我国划定了所承担的工作区域位于人类3号染色体短臂上。由于该区域约占人类整个基因组的1%，因此，我国承担的工作又被简称为1%项目。人类基因组计划的核心内容是构建DNA序列图，即分析人类基因组DNA分子的基本成分碱基的排列顺序，并绘制成序列图。1%项目由中国科学院基因组信息学中心、国家人类基因组南方中心、国家人类基因组北方中心共同承担，我国科学家对所负责的工作区域进行了详细分析，共测定3.84亿个碱基，所有指标均达到国际人类基因组计划协作组对完成图的要求，所有数据已递交国际基因数据库，可被全球科学家直接免费享用。2003年4月15日，美、英、日、法、德、中六国领导人联名发表《六国政府首脑关于完成人类基因组序列图的联合声明》，宣告人类基因组计划圆满完成。中国高质量完成人类基因组计划中所承担的测序任务，表明我国在基因组学研究领域已达到国际先进水平 。 1.18 建立第一代卫星导航定位系统 　　2000年10月31日，我国自行研制的第一颗北斗导航试验卫星发射成功。之后，我国又于2000年12月21日、2003年5月25日、2007年3月2日和2007年4月14日先后发射了4颗北斗导航试验卫星。上述5颗北斗导航试验卫星一起构成了我国第一代北斗导航试验系统。这标志着我国自主研制的第一代卫星导航定位系统北斗一号进入新的发展建设阶段。该系统建成后，主要将为公路交通、铁路运输、海上作业等领域提供导航服务，对我国国民经济建设将起到积极的作用。北斗一号卫星定位系统是我国具有完全自主知识产权的卫星导航地面关键设备，它的研制成功使得我国成为继美国全球卫星定位系统（GPS）和俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）之后世界上第三个建立了完善的卫星导航系统的国家 。在汶川 地震的抗震救灾工作中，北斗一号发挥了重要的作用 。 1.19 夏商周断代工程完成 　　2000年11月15日，夏商周断代工程通过国家验收。该工程1996年5月16日正式启动，是一项将自然科学与人文社会科学相结合，我国有史以来规模最大的多学科交叉联合攻关的系统文化工程。工程于2000年11月9日公布的《夏商周年表》，把中国的历史纪年向前延伸了1 229年，推定以周武王讨伐商纣王为标识的商周分界为公元前1046年，并明确了公元前841年以前西周10王的具体在位年代；推定夏商分界年代为公元前1600年，并明确了商武王以下12王的在位年代，对商代前期的历史给出了基本的年代框架；推定夏代始年为公元前2070年，还相应提出了夏代基本的年代框架。夏商周断代工程完成的研究成果，使中华文明发展的重要时期夏商周三代有了年代学标尺，理清了先秦历史的起承转合和发展脉络，填补了我国古代纪年的一段空白，制定了迄今为止最有科学依据的夏商周年代表，为继续探索中华文明的起源打下了基础 。　　 1.20 神舟五号载人航天飞行成功 　　2003年10月15日9时，神舟五号载人飞船载着航天员杨立伟由长征-2f型运载火箭发射升空；10月16日6时23分，环绕地球飞行14圈后，飞船返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆；实际着陆点与理论着陆点相差4.8 km，返回舱完好无损。中国首次载人航天飞行圆满成功，是我国高技术发展史上的又一里程碑，标志着中国载人航天工程取得历史性重大突破，中国成为继俄罗斯和美国之后世界上第3个将人类送入太空的 国家 。 1.21 三峡大坝建成 　　2006年5月20日，三峡大坝建成，标志着三峡工程主体建设工程完工。三峡大坝全长2 309 m，是世界上规模最大的混凝土重力坝，一共用了1 600多万m3的水泥砂石料，建成后海拔高程为185 m，总浇筑时间为3 080天。大坝提前近10个月全线封顶，意味着三峡工程防洪、发电、航运3大效益均得以提前发挥 。三峡工程1994年底正式动工；2002年11月6日，导流明渠截流合龙；2003年6月1日正式下闸蓄水，同年6月16日双线五级船闸通航；2003年11月22日，1号机组正式并网发电 ；2005年9月16日，左岸电站9号机组正式投入运行 ；2007年4月27日大坝船闸全部建成完工，同年5月1日正式恢复双线通航 。三峡工程是迄今为止世界上最大的水利枢纽工程，它的建成对缓解华中、华东和华南9省（直辖市）用电紧张，改善长江通航条件，提升长江中下游防洪能力，开创三峡旅游新局面，促进库区经济全面发展等将发挥重大的作用。 1.22 青藏铁路建成通车 　　2006年7月1日，全线长1 142 km的格尔木至拉萨段铁路建成并通车，至此，青藏铁路全线建成并通车 。青藏铁路二期工程2001年6月29日正式开工建设。该铁路线格尔木至拉萨段经过的连续多年冻土区长达550 km，占线路总长的50%；位于海拔4 000 m以上的线路地段960 km，占线路总长的84%。自开工以来，科研人员和铁路建设者克服了生态脆弱、高寒缺氧、多年冻土三大世界性工程技术难题，使这条铁路的诞生具有重大的科技意义。青藏铁路的建成结束了占中国1/8土地的西藏不通火车的历史，对于加快青海、西藏两省（区）经济社会发展，改善各族群众生活，增进民族团结，巩固祖国边防，都具有十分重大的意义 。 1.23 中国首次探月工程取得圆满成功 　　2007年10月24日，中国第一颗自主研制的月球探测卫星嫦娥一号发射升空。本次嫦娥一号绕月探测飞行承担着获取月球全表面三维图像、分析月球表面化学元素和物质类型的含量与分布、探测月壤特性、探测4万至40万km间地月空间环境等4大科学探测任务；经过8次变轨后，11月7日，卫星正式进入工作轨道；11月18日，转为对月定向姿态；11月20日，开始传回探测数据；11月26日，拍摄的第一张月球照片公布；12月9日，首张月球三维立体图片公布。嫦娥一号成功发射并传回月球拍摄照片和有关探测数据，标志着中国在深空探测领域实现了零的突破，中国首次月球探测工程取得圆满成功 。 1.24 中国大陆科学钻探工程完成 　　2007年12月14日，国家九五重大科学工程项目中国大陆科学钻探工程通过国家验收。中国大陆科学钻探工程由钻探工程、测井工程、地球物理、分析测试、数据管理及信息工程等子系统组成，选址于具有全球地学意义的大别-苏鲁超高压变质带上的江苏省东海县。2001年8月，工程正式开工建设；2005年3月，现场钻探施工结束，钻井深度为5 158 m。整个工程总投资1.76亿元，其中国家投资1.3亿元。通过实施该工程，科研人员利用从孔钻中获取的固体和流体样品以及井下原位观察与测量数据，可进行多学科综合研究，探索现代地下深部流体与极端条件下的微生物，在地质科学研究方面进一步深化对地壳成分、结构及其发展演化规律的认识。实施该工程还将促进我国钻探、测井、实验测试等地质探测技术的发展，提高中国地球科学理论和地球探测技术在国际上的影响 。 2 下期刊载内容简介 　　评选出中国具有重大影响科技政策共12项，按政策制定（出台、实施）前后顺序排列为：（1）新中国第一个科技规划颁布实施；（2）文革期间错误开展科学批判；（3）改革开放后出国留学政策的实施；（4）《中华人民共和国专利法》颁布；（5）中共中央《关于科学技术体制改革的决定》颁布实施；（6）863计划实施；（7）《中华人民共和国科学技术进步法》颁布；（8）中国实施可持续发展战略；（9）党中央国务院提出科教兴国战略；（10）颁布实施《中华人民共和国科学技术普及法》；（11）《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》发布；（12）中国科学院发表《关于科学理念的宣言》。 评选出中国具有重大影响的科技活动共14项，按活动发生时间顺序排列为：（1）中国科学院成立；（2）新中国成立初涌现海外科技人员归国潮；（3）中国科协成立；（4）1978年召开全国科学大会；（5）中国实施计划生育政策；（6）中国建立院士制度；（7）中国接入互联网；（8）中国首个科技产业试验区诞生；（9）国家自然科学基金制度建立；（10）中国铁路大提速；（11）邱氏鼠药案；（12）国家最高科学技术奖设立；（13）太湖蓝藻暴发；（14）2003年暴发SARS疫情。 分别将介绍上述13项具有重大影响的科技政策、13项具有重大影响的科技活动的内容和社会影响及其现实意义和历史意义。 致谢 感谢那日苏、王鸿生、李大光、刘兵、颜实、徐治立、李万刚、周立伟、钟群鹏、戴景瑞、沈爱民、赵宗慈、吴立新、翁端、孔昭君、周琪、严纯华、孟威、张开逊、李淼、蔡荣根、杜建一等专家学者为本文提供有关撰写资料并提出宝贵意见，感谢吴晓琦、田若松、侯米兰、蔡钢、黄永明、严佳君、刘静对整理本文所需资料、图片所做的工作。 参考文献（References） 中国大百科全书出版社编辑部. 钱学森 //中国大百科全书(简明版), 第7卷. 北京: 中国大百科全书出版社, 1996. 黄艳红. 对针刺麻醉机理研究的回顾与反思韩济生院士访谈录 . 中国科技史杂志, 2005, 26(2): 155-166. 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