那些改變世界的民間科學(xué)家

石毓智

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展讓全人類享有越來越便利、舒適的生活，而科技的突破往往在極少數(shù)“天才”的“腦洞”中出現(xiàn)，這一類“少數(shù)派”往往都是科學(xué)大家，然而其中也不乏一些讓人嘖嘖稱奇的“外行”。

疫苗的發(fā)現(xiàn)歸功于家庭婦女

我們用疫苗來對付各種傳染疾病，只有疫苗才能有效克制這些突發(fā)的健康殺手，那么你知道疫苗是誰發(fā)現(xiàn)的嗎？

在西歐國家黑暗的中世紀(jì)，曾出現(xiàn)過一種叫做黑死病的瘟疫，奪走了當(dāng)時(shí)接近半數(shù)歐洲人的生命，那時(shí)候的人們面對該疾病猶如待宰的羔羊，不幸受染后只能在無望的祈禱中坐以待斃。而后來在更大范圍內(nèi)流行的天花病毒，則讓無數(shù)人失去生命或因疤痕而毀容。

1712年，一位英國大使攜夫人前往土耳其，大使的夫人名叫瑪麗·蒙塔古，是一名全職家庭主婦。然而這次隨夫同行，卻讓這位主婦有了不一樣的發(fā)現(xiàn)。

蒙塔古夫人察覺到，在當(dāng)時(shí)天花病席卷包括英國在內(nèi)的大多數(shù)國家之時(shí)，土耳其卻幾乎沒人因這種病毒喪生。聰明的蒙塔古夫人經(jīng)過仔細(xì)的觀察調(diào)研，發(fā)現(xiàn)土耳其有這樣一種習(xí)俗：人們對自己可能會(huì)患天花的親人，用一枚堅(jiān)果殼盛著帶有天花細(xì)菌的液體，然后將一枚針頭在這些液體中浸一浸，扎進(jìn)他們的靜脈，隨后這些被針扎過的人將發(fā)低燒，出現(xiàn)輕微麻疹，但在床上躺上兩三天恢復(fù)后，就不容易得天花了，這種預(yù)防措施出奇有效。

蒙塔古夫人回到英國，立即開始宣傳她的這一發(fā)現(xiàn)，然而并未引起人們的重視，因?yàn)樵诖蠹铱磥?，蒙塔古夫人就一個(gè)只會(huì)做飯、干家務(wù)的婦人。然而蒙塔古夫人卻沒有就此打退堂鼓，而是繼續(xù)宣講她的發(fā)現(xiàn)。

終于，威爾士的一位貴族小姐被蒙塔古夫人的堅(jiān)持不懈所感動(dòng)，同意支持她的實(shí)驗(yàn)。蒙塔古夫人從天花病人身上的水泡中抽取膿水，再注射到受試者身上，結(jié)果這些被注入致命細(xì)菌的人，患天花病的幾率遠(yuǎn)低于其他人，就算患上此病，死亡率也不到其他人的三分之一。蒙塔古夫人應(yīng)驗(yàn)了她的發(fā)現(xiàn)，這種療法使普通人對天花病毒產(chǎn)生了抗體。

在經(jīng)過英國外科醫(yī)生愛德華·詹納的進(jìn)一步完善后，這種抗病疫苗技術(shù)開始被大規(guī)模用于兒童預(yù)防天花，從此人們終于不再談天花色變。假如沒有蒙塔古夫人這位“外行”的細(xì)心發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新精神，詹納醫(yī)生也就不知要到何時(shí)才能發(fā)掘出疫苗技術(shù)，人類或許還將被這種疾病折磨更久。

修道院的神父創(chuàng)立了遺傳科學(xué)

遺傳學(xué)，是研究生物的遺傳與變異的科學(xué)，也是研究基因的結(jié)構(gòu)、功能及其變異、傳遞和表達(dá)規(guī)律的學(xué)科?？茖W(xué)和宗教本是水火不相容的兩個(gè)領(lǐng)域，但頗具戲劇性的是，遺傳學(xué)這門重要的生物科學(xué)，卻是一位修道院神父最先發(fā)現(xiàn)的。

奧地利布魯恩修道院的孟德爾神父平日里除了處理宗教事務(wù)，最大的愛好就是在修道院的菜園里種植豌豆。

孟德爾在某一次種植豌豆的過程中，別出心裁地將一種高植株豌豆和另一種矮植株豌豆雜交，從雜交后長出的新豌豆中篩選出高植株的種子，來年再次種下。神父發(fā)現(xiàn)，全部用雜交后的高植株豌豆種子種下后長出的豌豆中，居然有少數(shù)矮植株個(gè)體混雜其中，也就是說，矮植株豌豆的特征出現(xiàn)在了第二代豌豆里。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證自己的發(fā)現(xiàn)，孟德爾神父又把黃色豌豆和綠色豌豆雜交，按上述方法種植，結(jié)果第一代長出的全是黃色豌豆，而第二代卻有少數(shù)綠色豌豆混雜其中，但并沒有出現(xiàn)除黃、綠之外的第三種顏色。

經(jīng)過六年的不斷種植和觀察，神父摸索出了雜交豌豆的生長規(guī)律：在第二代雜交體身上，有四分之一的個(gè)體發(fā)生了變化，回歸第一代的特征，所以遺傳特征不會(huì)混雜，而是代代相傳。

從孟德爾的發(fā)現(xiàn)中，可推出普遍的遺傳規(guī)律，即生物“祖先”的生理特征可打包成“基因”，留在下一代身上。即便是某一種特征在某一代身上沒有出現(xiàn)，但這些基因在遺傳過程中，也不會(huì)發(fā)生混雜現(xiàn)象。

在神父的啟發(fā)下，科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了染色體、DNA和人類基因組，這一連串的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)又進(jìn)而推動(dòng)了醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展，攻克了很多疑難疾病的治療難題。

普通散步者，走出了兩個(gè)數(shù)學(xué)分支

17世紀(jì)初葉，德國的哥尼斯堡附近河流縱橫，各條河流間有七座小橋連接，附近居民常來這里散步休閑。這些居民中有人提出了這么一個(gè)問題：“誰可以不重復(fù)地一次走完這七座橋？”盡管有很多人反復(fù)嘗試，但都無法做到不重復(fù)地一次走完七座橋。這究竟是邏輯上完全不可能，還是大家都沒找到正確的途徑？對此，當(dāng)?shù)鼐用癜偎疾坏闷浣狻?/p>

1736年，時(shí)年29歲的歐拉來到哥尼斯堡旅游，聽說了這個(gè)問題后，他用數(shù)學(xué)方法嚴(yán)格證明了這個(gè)“七橋問題”，最后得出結(jié)論：“不重復(fù)地一次走完這七座橋”在邏輯上是完全不可能的。歐拉在解答這個(gè)居民所提問題的同時(shí)，開創(chuàng)了數(shù)學(xué)的兩個(gè)新分支——圖論與拓?fù)鋵W(xué)，也由此開辟了數(shù)學(xué)史的新歷程。

“七橋問題”這件事說明，德國能涌現(xiàn)出歐拉、希爾伯特這些偉大的數(shù)學(xué)家，是與德國民眾的科學(xué)好奇心和邏輯思維分不開的。

專利局小職員提出相對論

相對論是關(guān)于時(shí)空和引力的基本理論，依據(jù)研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論，它推動(dòng)物理學(xué)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，同時(shí)也沖擊著人類的世界觀。

然而，當(dāng)你知道提出相對論的人，其實(shí)是一百多年前的一位民間科學(xué)家，是否會(huì)感到極度驚訝？不用懷疑，這是事實(shí)。

一百多年前的阿爾伯特·愛因斯坦是蘇黎世工程院的一名學(xué)生，畢業(yè)后的愛因斯坦到瑞士伯爾尼的一家專利局應(yīng)聘，并成為了一名助理鑒定員。

當(dāng)時(shí)的愛因斯坦，每天辛苦工作8個(gè)小時(shí)，只有在周末閑暇之余才能抽空研究自己感興趣的物理問題。他對科學(xué)空有一腔熱血，卻一沒資金，二沒設(shè)備，三沒時(shí)間搞科研，得不到相關(guān)機(jī)構(gòu)和專家們的重視。

眼看就要在日復(fù)一日的繁重工作中沉淪的愛因斯坦，不知不覺已在專利局混跡了三年，25歲的他只是一個(gè)三級小職員。

殊不知，他在物理學(xué)方面最重要的貢獻(xiàn)，幾乎都是在這一年里做出的。這一年，愛因斯坦提出了革命性的光量子理論，間接證明原子的存在，解釋了著名的布朗運(yùn)動(dòng)。這一理論顛覆了經(jīng)典物理學(xué)的時(shí)空概念，并提出了科學(xué)史上最著名的質(zhì)能方程：E=mc2。

可以這樣說，假如愛因斯坦沒有這一年中利用業(yè)余時(shí)間做出的成就，他可能將在這個(gè)專利局一直工作下去，做一輩子的普通職員。

俗話說，千里馬常有，而伯樂不常有。愛因斯坦是幸運(yùn)的，他的伯樂終究還是出現(xiàn)了，那就是當(dāng)時(shí)歐洲理論物理學(xué)界的巨擘——普朗克。

在專利局工作的三年里，愛因斯坦先后撰寫了三篇論文，并投稿給《物理學(xué)紀(jì)事》這本刊物，負(fù)責(zé)對這本刊物進(jìn)行審稿的就是科學(xué)家普朗克。普朗克并沒有因?yàn)橥陡迦耸悄瑹o聞的小職員，就認(rèn)為這是一篇毫無專業(yè)水準(zhǔn)的“民科”粉絲作品而直接丟棄到廢紙筐中。相反，他認(rèn)真閱讀了這位“小粉絲”的論文。

具備高見的伯樂普朗克，連續(xù)在《物理學(xué)紀(jì)事》發(fā)表了小職員愛因斯坦的文章，同時(shí)專門開展演講，宣傳愛因斯坦的理論。

隨后，普朗克多次與愛因斯坦通過信件交流溝通，并親自前往專利局看望這位小職員。年輕的愛因斯坦受到極大鼓勵(lì)，有了十足信心投身于科學(xué)研究，為人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展做出了偉大貢獻(xiàn)，并于1921年榮獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，此后他名聲越來越大，載譽(yù)數(shù)不勝數(shù)。

可以說，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了相對論，而普朗克發(fā)現(xiàn)了愛因斯坦。

“民科”，全稱民間科學(xué)愛好者，又被稱為民間科學(xué)家。雖然專業(yè)的科學(xué)工作者多對“民科”持否定態(tài)度，然而一個(gè)社會(huì)的價(jià)值取向，往往在很大程度上影響著年輕人努力的方向，所以應(yīng)該重視民眾對科學(xué)的熱情，鼓勵(lì)更多的人思考科學(xué)問題。