《追捕祝融星》:瘟疫來自太空?用科學(xué)思維在災(zāi)難中從容自處

瘟疫、饑荒、地震、戰(zhàn)爭,一直是人類生存發(fā)展的大威脅,其中瘟疫以其會傳染的特性尤其令人膽寒。面對這種無法控制的災(zāi)難,古時候的人往往會把這種不確定性和同樣不可捉摸的星空聯(lián)系在一起。東西方歷史上的瘟疫記載中,往往伴隨著特異天文現(xiàn)象的記載,“掃把星”的壞名聲就是這樣來的。

這可不單純是古人的“愚昧無知”,在科學(xué)技術(shù)有了一定發(fā)展的現(xiàn)代,英國兩位杰出的天文學(xué)家維克拉馬興格教授和霉伊爾爵士提出過一個引起不小爭論的觀點(diǎn):地球上的許多瘟疫,并不是在地球上原生的,而是彗星攜帶的宇宙塵埃進(jìn)入地球大氣層后造成的。

中國古人所說的“掃把星”就是一顆著名的彗星:哈雷彗星。哈雷彗星每70多年就會出現(xiàn)一次,1957年蔓延全球的亞洲流感在77年前也流行過一次,兩位天文學(xué)家認(rèn)為兩次瘟疫均在哈雷彗星出現(xiàn)的周期之內(nèi),這不是巧合。

這種說法雖沒有主流的科學(xué)研究成果可據(jù),但咋一看要讓人不相信,還非得具有一些科學(xué)的思想方法才行。2020年肆虐的新型冠狀病毒,就在當(dāng)下考驗著我們,科學(xué)技術(shù)在發(fā)揮強(qiáng)大作用的同時,民眾也有著諸多不理性的行為,各種關(guān)于病毒來源的離奇說法甚囂塵上,各種防護(hù)方法也層出不窮。普通人怎樣才能具備科學(xué)思維以在疫情中正確自處?是值得去思考的一個問題。

《追捕祝融星:愛因斯坦如何摧毀了一顆行星》是一本絕佳培養(yǎng)科學(xué)思維的科普書籍。萬物都有兩面性,茫茫的太空,實(shí)在有太多人類尚且未理解的現(xiàn)象,宇宙帶給我們未知恐懼的同時,人類也在探索宇宙過程中發(fā)展出了偉大的自然科學(xué)。人類的科學(xué)思想發(fā)展從一開始就與認(rèn)識太空緊密相連,譬如令宗教神權(quán)欲燒之而后快的“日心說”?!蹲凡蹲H谛恰氛宫F(xiàn)了翔實(shí)天文學(xué)家探索太空的細(xì)節(jié),從牛頓萬有引力定律的驗證,到愛因斯坦相對論的建立,無不與那些陌生而迷人的天體息息相關(guān)。

《追捕祝融星:愛因斯坦如何摧毀了一顆行星》

《追捕祝融星》作者托馬斯·利文森是美國麻省理工學(xué)院研究生科學(xué)寫作項目的教授和主任,有許多本精彩的科普著作,譯者高爽曾任北京師范大學(xué)天文系講師也是非常優(yōu)秀的科普作者“河馬老師”。翻過前面一小部分略顯枯燥的天文往事,中間部分突然精彩起來。看似是一本講天文的書,其實(shí)是一部簡潔的科學(xué)思想發(fā)展史。在牛頓理論指導(dǎo)下,渺小的人類僅僅通過紙和筆的計算便預(yù)言了一個巨大的天體:海王星的存在。但即便達(dá)成這樣偉大成就的科學(xué)家也會犯人性的錯誤。完成這一發(fā)現(xiàn)的天文學(xué)家的勒維耶又發(fā)現(xiàn)水星運(yùn)動軌跡的異常,預(yù)言有一顆“祝融星”的存在。歷時半個多世紀(jì)曲折探索,愛因斯坦相對論橫空出世,最終證明了祝融星并不存在。

《追捕祝融星》語言平實(shí),歷史細(xì)節(jié)翔實(shí)生動,不僅講述了一個完整天文學(xué)發(fā)展的故事,更是對認(rèn)知和思維的一次洗禮,是真正起到了科普的一本書。

1、科學(xué)家和騙子誰更快?

在預(yù)言了祝融星的存在后,實(shí)際觀測到它成為天文學(xué)家們的迫切想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),這可是一個難得的獲得榮耀的機(jī)會——首次發(fā)現(xiàn)一個行星。太陽的光芒會淹沒一些天體,只有發(fā)生日食的時候太陽的光芒被擋住,那些平時隱藏在太陽光輝里的星星會短暫地露出它們的行蹤。所以觀測日食是20世紀(jì)以前最重要的天文科研活動。

古代西方天文觀測

不過這樣的探索通常漫長且困難重重,第一是日食每年次數(shù)有限。第二是一次日食的過程持續(xù)僅僅為數(shù)分鐘,最佳的日全食觀測時間甚至只有幾秒鐘,真正的稍縱即逝。第三是每次日食理想的觀測地點(diǎn)天南海北,天文學(xué)家為了趕赴理想的觀測點(diǎn)要跨越半個地球,觀測點(diǎn)的天氣狀況也尤為重要,如果觀測點(diǎn)是陰雨天氣那就什么都看不到了。

專業(yè)科學(xué)研究性質(zhì)的日食觀測,十分耗費(fèi)人力物力。在《追捕祝融星》書中提到了兩次歷史上著名的日全食觀測。一次是1878年,當(dāng)時在美國的最佳觀測點(diǎn)還處于戰(zhàn)爭狀態(tài)中,聯(lián)邦政府投入了8個兵營的的力量協(xié)助科學(xué)家們追蹤日食。這次觀測日食的科學(xué)家們有好幾個隊伍,其中一個隊伍里有一位世界聞名的發(fā)明大王——愛迪生。

科學(xué)家們在這次觀測中遭遇了沙塵暴,附近軍事要塞的士兵幫忙用鐵路上的防雨柵欄遮擋風(fēng)沙,觀測之前又出現(xiàn)了操作失誤,儀器失靈等等各種困難。

1914年,一支日食觀測隊伍,從德國遠(yuǎn)赴俄國黑海觀測日食,他們是要通過觀測驗證愛因斯坦預(yù)言的在太陽附近會發(fā)生星光的彎曲現(xiàn)象,同時還有天文學(xué)家仍然準(zhǔn)備在日食中搜尋祝融星。而戲劇性的是,觀測還沒開始,就爆發(fā)了一戰(zhàn),德俄雙方變成敵對國,在俄國的德國科學(xué)家被拘禁,這次觀測就錯過了。

天體物理學(xué)家們在1917年末就開始準(zhǔn)備了1919年的日食觀測,他們提前拍攝了星空照片,以便和日食發(fā)生時候的星空做對比,無論是根據(jù)牛頓還是愛因斯坦的理論,發(fā)生日食的時候,星星的位置都會發(fā)生變化。

日食

觀測過程遇到了暴風(fēng)雨,直到日食開始才勉強(qiáng)完成觀測,最后結(jié)果證明,愛因斯坦的相對論更加符合真實(shí)情況。自此人類的物理知識進(jìn)入了相對論的時代,大到原子能的利用,小到手機(jī)里面的GPS精確導(dǎo)航,這一偉大的成就讓人類認(rèn)識世界的水平躍進(jìn)了一大步。

愛因斯坦的理論完美解釋了水星運(yùn)動軌跡的異常,也就宣告了祝融星的不存在,從1860年到1919年,人類通過半個多世紀(jì)的不斷探索才徹底解決了這個問題,羅馬不是一天建成的,雖然進(jìn)入信息時代后,信息技術(shù)的革新頻率大大提高了,但是基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)步還是要一代一代的科學(xué)家艱難地推進(jìn)。

2020年爆發(fā)的新冠狀病毒,許多人寄希望于疫苗,但是醫(yī)學(xué)專家表示有效的疫苗至少要半年以上甚至更長時間才能問世。面對恐慌的時候,人會出于“有總比沒有好”的心理,相信一些毫無效果的“救命稻草” ,而有時候這些非理性行為不亞于謀財害命。稍具科學(xué)思維就會明白,那些宣傳效果奇好,見效奇快的手段,大多都是收你智商稅的。

2、科學(xué)思維的三點(diǎn)特征

胡適在一次演講中提到,英國有個科學(xué)家洛奇爵士,相信鬼魂存在,但是科學(xué)是要講究證據(jù),從來就沒有確切的存在的證據(jù)。胡適評價這位科學(xué)家說他的“科學(xué)思想放了假”?!蹲凡蹲H谛恰窌锌茖W(xué)家探索祝融星的故事也闡述了這個道理,勒維耶通過計算,預(yù)言了海王星的存在,后來果然被證實(shí),又用類似方法和同一個理論預(yù)言了祝融星的存在。按當(dāng)時勒維耶的名望,祝融星的存在應(yīng)該毫無疑問才對,但是科學(xué)家中始終有人在搜尋直接的證據(jù),沒有證據(jù),無論多么完美的預(yù)言,都成不了真。

當(dāng)然,科學(xué)的思維還有另外一重保障,那就是不僅需要有證據(jù),還需要可重復(fù)觀測,一次偶然的發(fā)現(xiàn),不能作為下結(jié)論的證據(jù),祝融星在半個世紀(jì)里反復(fù)被發(fā)現(xiàn)又反復(fù)被推翻,其中不乏有十分重量級的科學(xué)家宣稱發(fā)現(xiàn)了祝融星,最終還是被其他科學(xué)家所推翻。

1878年在美國的日食觀測結(jié)果,天文學(xué)家沃森宣布發(fā)現(xiàn)了祝融星,但是隨即科學(xué)界就有了不同的爭論。在同一次日食中其他科學(xué)家,在不同地點(diǎn),用不同設(shè)備,并沒有相同的發(fā)現(xiàn)。所以沃森的發(fā)現(xiàn)并不令人信服,沃森發(fā)現(xiàn)了許多彗星、小行星、大行星,很有名望,但是這次觀測到的祝融星只是一個觀測錯誤,和之前許多次一樣,觀測者只是看到了自己渴望看到的東西,而不是事實(shí)。這就是科學(xué)思想的嚴(yán)謹(jǐn)之處。

黑洞

最妙的地方來了,那既有證據(jù),也經(jīng)得起反復(fù)驗證的事情是不是就永遠(yuǎn)正確呢?在科學(xué)的世界里,答案是不。

愛因斯坦跳出了牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的框架,證明了以前無比正確的理論,也存在不足之處。曾經(jīng)完美的牛頓理論體系,在宇宙中大部分情況下都是正確的。正因為如此,在這個思想體系下的科學(xué)家,永遠(yuǎn)不會搞清楚祝融星真實(shí)情況。如果沒有對過去正確事情的勇敢超越,人類認(rèn)識太空的步伐也就停滯不前了。

這就是科學(xué)最大的魅力所在:可證偽。也許在將來的某一天,會有更接近真實(shí)世界的理論替代相對論。

孔子在一次流亡的途中七日都未進(jìn)食,弟子顏回在煮米的時候用手抓鍋中的米吃,看到的人以為顏回自己在偷食??鬃訂柷宄蟛胖?,是因為鍋灰掉到米上,顏回又舍不得丟掉,所以拿了吃掉。孔子感嘆,即便是自己親眼看到的,也不一定是自己所想的那樣,要了解真實(shí)情況,了解一個人,是多么的不容易。

《追捕祝融星》書中通過祝融星的命運(yùn)和牛頓、愛因斯坦的理論發(fā)展歷程,訴說了這樣一個事實(shí):科學(xué)在人類的思想中是獨(dú)一無二的,它可以自我校正。無論當(dāng)下多么完美的理論,都是暫時的,隨著科學(xué)的發(fā)展,一定會有更進(jìn)步、更全面的發(fā)現(xiàn)。

整個曲折的祝融星的故事告誡人們,一心想得到自己想要的、期望的結(jié)果會很容易實(shí)現(xiàn)。但這個結(jié)果正不正確,世界另有說法。天文、科學(xué)實(shí)驗室也許離我們的生活很遠(yuǎn),但擁有科學(xué)的思維會令我們在生活工作中處處受益。

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