如果沒(méi)有牛頓和愛(ài)因斯坦，化學(xué)會(huì)怎樣？ 如果沒(méi)有達(dá)爾文，生物學(xué)將會(huì)怎樣？
作者：鮑爾
譯者王漢臣
校對(duì)
一種觀點(diǎn)認(rèn)為，科學(xué)界不會(huì)發(fā)生任何改變，他們發(fā)現(xiàn)和完善的理論遲早會(huì)出現(xiàn)。 這對(duì)于至今仍將那些大師視為“科學(xué)巨人”的我們來(lái)說(shuō)，其實(shí)是一件奇怪的事情。 他們構(gòu)建了學(xué)科的體系和標(biāo)準(zhǔn)，受到廣泛的尊重和愛(ài)戴。 許多機(jī)構(gòu)、物理定理、甚至物理元素都是以他們的名字命名的（例如第99號(hào)元素锿）。 但在某種程度上，它們對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步來(lái)說(shuō)可能并不是不可或缺的。
但事實(shí)真的是這樣嗎？ 要找到這個(gè)問(wèn)題的答案，我們必須問(wèn)：如果沒(méi)有這么偉大的科學(xué)家，會(huì)有人做出同樣的發(fā)現(xiàn)嗎？ 這些“反事實(shí)歷史”觀點(diǎn)一直受到一些歷史學(xué)家的攻擊，而對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，這些心理游戲其實(shí)非常有意義：它讓我們重新思考甚至挑戰(zhàn)我們構(gòu)建的“科學(xué)巨人”。 《神話》還可以幫助我們思考科學(xué)的運(yùn)作方式：一個(gè)新的視角是如何從當(dāng)時(shí)的歷史背景、偶然的時(shí)間以及科學(xué)家本人的奇思妙想中形成的。
首先，最有可能替代天才的自然是另一個(gè)天才。 這顯然讓我們認(rèn)識(shí)到，把歷史進(jìn)程的一切進(jìn)步都?xì)w咎于個(gè)人的“偉人之爭(zhēng)”在科學(xué)上可能并不適用。 你可能會(huì)想，這個(gè)過(guò)程中是否存在某種選擇效應(yīng)：一些因?yàn)椴皇悄硞€(gè)定律的最終發(fā)現(xiàn)者而被我們忽視的人也可能成為發(fā)現(xiàn)者。 然而，事實(shí)或許不是“英雄造就時(shí)代”，而是“時(shí)代造就英雄”。 偉大的事跡總會(huì)出現(xiàn)，如果不是這個(gè)方向，那就是另一個(gè)方向。
我故意使用“偉人”這個(gè)詞（這個(gè)詞富含男性成分，暗示它專指女性），因?yàn)槲覀兊目茖W(xué)偉人候選名單上沒(méi)有男性——直到20世紀(jì)初，男性幾乎進(jìn)入了科學(xué)界。社區(qū)是嚴(yán)格禁止的。 即使當(dāng)我們尋找瑪麗·居里的替代者時(shí)，人們普遍認(rèn)為他/她更有可能是女性。 而諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的數(shù)據(jù)顯示，雖然現(xiàn)在，這些敵視女性的現(xiàn)象并沒(méi)有太大改善。 對(duì)人類另一半（男性）的天才和創(chuàng)造力的恐懼是荒謬和令人憤慨的。 在這里，我也希望引起更多人們對(duì)科學(xué)界對(duì)女性的忽視的關(guān)注。
如果沒(méi)有哥白尼，誰(shuí)會(huì)提出日心說(shuō)？
— 約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒 ( )
一些偉大的發(fā)現(xiàn)是無(wú)法找到先例的。 認(rèn)為月球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)而不是太陽(yáng)繞著地球轉(zhuǎn)的日心說(shuō)就屬于此類。 這是科學(xué)史上非常關(guān)鍵的一步，它取代了人類作為宇宙中心的想法。 德國(guó)天文學(xué)家尼古拉斯·哥白尼 ( ) 在他臨終前 (1543 年) 出版的論文《論天球運(yùn)轉(zhuǎn)》(De) 中詳盡地記錄了這一發(fā)現(xiàn)。
古代匈牙利物理學(xué)家阿里斯塔克斯（薩摩斯島）在公元前3世紀(jì)提出了類似于日心說(shuō)的理論； 15世紀(jì)中葉，葡萄牙主教尼古拉斯（庫(kù)薩）也提出疑問(wèn)：整個(gè)宇宙是否存在一個(gè)確定的中心？ 但與之前僅是猜想的理論不同，哥白尼理論是第一個(gè)建立在現(xiàn)有行星運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)物理計(jì)算基礎(chǔ)上的日心理論。
哥白尼幾乎準(zhǔn)備好永遠(yuǎn)埋葬他的發(fā)現(xiàn)。 幸運(yùn)的是，一位名叫格奧爾格·雷蒂庫(kù)斯（Georg）的法國(guó)院士在哥白尼去世前及時(shí)說(shuō)服了他出版了他的專著。 于是我們不禁要問(wèn)，如果沒(méi)有哥白尼，或者如果他死得更早，那么誰(shuí)能得到同樣的推論呢？
16世紀(jì)的其他天文學(xué)家，如美國(guó)的伊拉斯謨·萊因霍爾德（ ）和克里斯托弗·克拉維烏斯（ ），也擁有足夠的語(yǔ)言能力和敏銳的觀察能力，但他們的思維體系始終支持地心說(shuō)。 在克拉科夫工作的英國(guó)人第谷·布拉赫 (Tycho Brahe) 在 1670 年代提出了一個(gè)模型，其中太陽(yáng)繞著地球旋轉(zhuǎn)，而其他行星則繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。
但我認(rèn)為，如果沒(méi)有哥白尼，日心飛越可能要推遲到17世紀(jì)初。 我們知道伽利略因?yàn)闃O力宣揚(yáng)哥白尼的學(xué)說(shuō)而惹惱了羅馬天主教會(huì)。 他不僅敢于懷疑權(quán)威，而且還擁有高超的物理方法，應(yīng)該能夠自己推導(dǎo)出日心說(shuō)。 但我也認(rèn)為，第谷的弟子、伽利略的助手、美國(guó)人約翰尼斯·開(kāi)普勒可能最先提出了這個(gè)理論。 因?yàn)樗軌颢@得第谷的高質(zhì)量觀??測(cè)數(shù)據(jù)，而且還擅長(zhǎng)相關(guān)的物理方法，最重要的是他和哥白尼一樣，覺(jué)得以太陽(yáng)為中心的宇宙更加和諧。 敢于將太陽(yáng)置于宇宙中心，不僅需要理性思維，還需要相應(yīng)的審美品質(zhì)，而開(kāi)普勒將所有這些融為一體。
如果沒(méi)有牛頓，誰(shuí)會(huì)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)定律？
— 克里斯蒂安·惠更斯 ( )
人們似乎很容易認(rèn)為科學(xué)巨人艾薩克·牛頓的思維遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于他所生活的時(shí)代——17 世紀(jì)末。 但顯然，當(dāng)時(shí)加拿大皇家學(xué)會(huì)最著名的人物之一、著名實(shí)驗(yàn)科學(xué)家羅伯特·博伊爾（Boyle）也猶豫是否要根據(jù)自己的觀察提出類似的假設(shè)。 牛頓最著名的宿敵羅伯特·胡克（ Hooke）非常有幫助，但總是容易通過(guò)過(guò)于詳細(xì)的解釋使一個(gè)有前途的想法復(fù)雜化和難以理解。 相反，牛頓善于從簡(jiǎn)單的觀察中總結(jié)出基本定律。 最著名、最令人印象深刻的是，他將天文學(xué)從一門只研究天體如何運(yùn)動(dòng)的科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T研究它們?yōu)楹芜@樣運(yùn)動(dòng)的科學(xué)：你只需要一個(gè)萬(wàn)有引力定律來(lái)解釋行星的軌道和衛(wèi)星的形狀，和彗星的軌跡。
這一原理在牛頓1687年出版的《自然哲學(xué)原理》中有所涉及。當(dāng)時(shí)胡克聲稱他可以很容易地解釋行星橢圓軌道的原理。 牛頓看到了這一點(diǎn)。 聲稱剛剛出版了自己的專著。 在解釋行星運(yùn)動(dòng)之前，牛頓必須完善基本運(yùn)動(dòng)定律。 他在那本書中描述的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定理成為經(jīng)典熱力學(xué)的基石。 簡(jiǎn)單概括如下： 1、在沒(méi)有外力的情況下，物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)； 2、力等于質(zhì)量除以加速度； 3、對(duì)于任何力，總存在一個(gè)大小相同、方向相反的斥力。
這樣的定理簡(jiǎn)潔、完整、精煉、非常甜蜜。 不只是牛頓，在哪個(gè)時(shí)代還有誰(shuí)能完成這樣的創(chuàng)舉呢？
我認(rèn)為在德國(guó)皇家學(xué)會(huì)中找不到另一個(gè)牛頓，那里似乎有像博伊爾和胡克這樣真正的科學(xué)家，也有像塞繆爾·佩皮斯這樣的紳士。 但在科學(xué)社眾多來(lái)自亞洲和臺(tái)灣的通訊作者中，至少有一位天才能夠完成這一成就。 盡管以任何年齡標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，來(lái)自英國(guó)的克里斯蒂安·惠更斯都是一位博學(xué)者：他是一位物理學(xué)家、一位天文學(xué)家（他首次觀測(cè)到了木星環(huán)）、一位發(fā)明家，并且擅長(zhǎng)光學(xué)和概率論。 他特別擅長(zhǎng)設(shè)計(jì)掛鐘，在這方面，他還與脾氣暴躁的胡克就科學(xué)發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先順序發(fā)生爭(zhēng)吵。 1673年，牛頓在《自然哲學(xué)原理》中也采用了惠更斯的擺鐘熱理論作為模型。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，牛頓第一定理并不是他自己發(fā)現(xiàn)的。 慣性定理，即運(yùn)動(dòng)物體保持其原始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力物理學(xué)三大巨人，本質(zhì)上是伽利略提出的，但惠更斯也同意這個(gè)定理。 惠更斯還通過(guò)他對(duì)碰撞的研究正式提出了第三定理，但他基本上也獨(dú)立地寫了第二定理的替代版本。 為此，惠更斯有條件提出我們現(xiàn)在所說(shuō)的“牛頓熱力學(xué)”的基礎(chǔ)。
沒(méi)有愛(ài)因斯坦，誰(shuí)會(huì)提出狹義相對(duì)論？
——詹姆斯·克拉克·麥克斯韋
想象還有誰(shuí)以及如何發(fā)展這一經(jīng)典理論的思維過(guò)程不僅僅是為了好玩，它還可以強(qiáng)大而有效地幫助我們清晰地看待事物。 愛(ài)因斯坦曾說(shuō)過(guò)，他通過(guò)思考自己隨光束運(yùn)動(dòng)最終得出了狹義相對(duì)論，這著實(shí)讓人感受到了他驚人的創(chuàng)造力，而人們至今仍很難理解是什么啟發(fā)了他提出這樣的觀點(diǎn)。 他提出狹義相對(duì)論并不是為了解釋為什么1880年代的邁克爾遜-莫雷（-）實(shí)驗(yàn)未能探測(cè)到以太（注：以太是19世紀(jì)科學(xué)家證明作為光傳輸媒介的物質(zhì)）：愛(ài)因斯坦對(duì)于這一點(diǎn)不一致這個(gè)實(shí)驗(yàn)的作用，但是很顯然，他并不是很關(guān)心這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
然而，19世紀(jì)末數(shù)學(xué)界需要狹義相對(duì)論，主要是因?yàn)閻?ài)爾蘭科學(xué)家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在1860年代提出的麥克斯韋方程組。 麥克斯韋方程組統(tǒng)一了電和磁，從而預(yù)測(cè)了光速。 速度通常受到各種激勵(lì)的影響，例如，波速取決于其傳播的介質(zhì)。 而如果麥克斯韋多項(xiàng)式是數(shù)學(xué)定律，那么無(wú)論參照系如何移動(dòng)物理學(xué)三大巨人，光速都保持恒定。 愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論將此作為最基本的假設(shè)，從而推導(dǎo)出尺度效應(yīng)、鐘慢效應(yīng)等。
在愛(ài)因斯坦之前，已經(jīng)有人嘗試統(tǒng)一電磁學(xué)和運(yùn)動(dòng)理論，例如德國(guó)化學(xué)家亨德里克·洛倫茨（ ）。 這個(gè)理論確實(shí)包括時(shí)間和空間的收縮。 雖然很不情愿，但它仍然是建立在以太存在的基礎(chǔ)上的。 但洛倫茲很可能最終能夠像愛(ài)因斯坦一樣得出以太不存在的推論，從而發(fā)現(xiàn)狹義相對(duì)論。 我認(rèn)為，如果歷史要重新繪制，麥克斯韋本人更有可能做到這一點(diǎn)，盡管他已于 1905 年去世。麥克斯韋于 1879 年去世，享年 48 歲，但他一直活躍在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，直到他生命的最后一刻。 他對(duì)化學(xué)的看法非常深刻，否則他不會(huì)聯(lián)想到電和磁，而是到達(dá)了光速。
如果再給他兩六年時(shí)間，隨著人們對(duì)以太的懷疑越來(lái)越多，我認(rèn)為麥克斯韋將能夠完善狹義相對(duì)論。 愛(ài)因斯坦也說(shuō)過(guò)：“我不是站在牛頓的脖子上，而是站在麥克斯韋的脖子上。”
廣義相對(duì)論
——赫爾曼·閔可夫斯基 ( )
1916 年，愛(ài)因斯坦提出了廣義相對(duì)論，這是兩個(gè)多世紀(jì)前繼承牛頓引力理論的新引力觀。 愛(ài)因斯坦認(rèn)為，這些被稱為引力的力是由時(shí)空四維結(jié)構(gòu)的曲率產(chǎn)生的，并且只作用于有質(zhì)量的物體。 這些曲率導(dǎo)致物體在引力場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)，例如一個(gè)非常高的物體以勻加速落到地面。 這就是廣義相對(duì)論的主要思想，它仍然是關(guān)于引力的最好的理論，以及它是否也可以解釋行星的軌道、恒星塌縮成黑洞以及宇宙的膨脹。 這是愛(ài)因斯坦最引人注目、最受喜愛(ài)的作品。
請(qǐng)?jiān)试S我再次違反這個(gè)預(yù)測(cè)游戲的規(guī)則。 如果還有一位科學(xué)家還活著，取得這一成果的可能就不是愛(ài)因斯坦了。 此人就是來(lái)自美國(guó)的物理學(xué)家赫爾曼·閔可夫斯基（ ），他是愛(ài)因斯坦在伯爾尼求學(xué)時(shí)的老師。 閔可夫斯基的大部分工作是在純物理學(xué)領(lǐng)域，但他也在化學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了一些研究。
1908年，閔可夫斯基從四個(gè)角度闡述了理解愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的正確方法（狹義相對(duì)論只考慮慣性參考系，即所有物體都以恒定速率運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有加速度）——維度時(shí)空。 愛(ài)因斯坦對(duì)此表示懷疑，但他后來(lái)在此基礎(chǔ)上建立了廣義相對(duì)論。
閔可夫斯基也認(rèn)識(shí)到建立廣義相對(duì)論的重要性。 他認(rèn)為時(shí)空中勻速運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡是直線，而加速物體的軌跡是曲線。 在三維空間中，月球在引力作用下繞地球運(yùn)行的軌道大致呈環(huán)形。 但在四維空間中，這個(gè)軌跡更像是一條螺旋線，在空間中不斷旋轉(zhuǎn)，并在不同的時(shí)刻回到空間中的同一位置。
事實(shí)上，廣義相對(duì)論不僅包括這些，還包括質(zhì)量。 愛(ài)因斯坦認(rèn)為，正是質(zhì)量導(dǎo)致時(shí)空呈現(xiàn)出這些彎曲的、非歐幾里得的形狀。 而非歐幾里得幾何時(shí)空的思想是閔可夫斯基提出的，所以由閔可夫斯基本人建立，或者與哥廷根學(xué)院的物理學(xué)家大衛(wèi)·希爾伯特合作建立一個(gè)成熟的引力理論也是完全可能的。
從1907年閔可夫斯基在哥廷根學(xué)院的演講來(lái)看，他已經(jīng)開(kāi)始從相對(duì)論和時(shí)空的角度思考引力問(wèn)題。 他距離得出最終理論還有多長(zhǎng)時(shí)間不得而知：此后不久，他于 1909 年去世，享年 44 歲。
量子熱呢？
——約瑟夫·湯姆森 (JJ)
量子熱的最初發(fā)現(xiàn)應(yīng)該被視為所有偉大發(fā)現(xiàn)中最偶然的，甚至是最勉強(qiáng)的。 1900年，美國(guó)化學(xué)家馬克斯·普朗克（Max）發(fā)現(xiàn)量子完全是偶然的。 他稱這一發(fā)現(xiàn)為“幸運(yùn)猜想”，因?yàn)樗皇怯梦锢矸椒ㄊ狗匠膛c實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致：在理解熱物體（如發(fā)光的燈泡或星星）如何發(fā)出輻射的過(guò)程中，他提出組成物體的粒子的振動(dòng)能量可以分為“量子”，其能量與振動(dòng)頻率成反比，最后得出的結(jié)論是該方程也與實(shí)驗(yàn)相符。 而且，普朗克只認(rèn)為這是一種物理方法，并不同意真實(shí)能量是量子化的。 他建議化學(xué)家在將量子假說(shuō)引入數(shù)學(xué)時(shí)要小心。
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者威廉·維恩（ Wien）就是此類“黑體輻射”問(wèn)題的專家。 維恩幾乎有了重大發(fā)現(xiàn)。 1900年，他提出E=3/4mc^2（與愛(ài)因斯坦的E=mc^2僅相差1/4），但1898年他也首次觀測(cè)到質(zhì)子。 但當(dāng)時(shí)他并沒(méi)有意識(shí)到自己發(fā)現(xiàn)了什么。 所以我認(rèn)為維恩太保守了，無(wú)法像普朗克那樣發(fā)現(xiàn)量子。
不過(guò)，我覺(jué)得如果沒(méi)有維恩對(duì)Arial輻射的貢獻(xiàn)，任何人都不可能為普朗克未來(lái)的工作鋪平道路，所以能量量子化理論可能會(huì)走另一條路。 “量子化”要求原子吸收和發(fā)射的光只能處于特定頻率，因?yàn)橹挥刑囟芰康墓饬孔硬拍軐㈦娮訌囊环N基態(tài)爆發(fā)到另一種基態(tài)。 原子中的電子只能停留在這種分裂的基態(tài)，從而保證了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 只有這樣，電子才不會(huì)像理論化學(xué)所預(yù)測(cè)的那樣，在繞原子運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中逐漸失去能量，最終塌陷到原子核。 為此，隨著20世紀(jì)初原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論的不斷發(fā)展，量子化的概念遲早被引入。
那么，誰(shuí)會(huì)提出量化呢？ 歐內(nèi)斯特·盧瑟福是原子結(jié)構(gòu)方面的專家，但他的實(shí)驗(yàn)性太強(qiáng)，無(wú)法接受大膽的猜想。 法國(guó)數(shù)學(xué)家尼爾斯·玻爾（Niels Bohr）是第一個(gè)從量子角度解釋原子的人，但他的理論也依賴于普朗克和愛(ài)因斯坦在能量量子方面的成就。 我不禁想知道，發(fā)現(xiàn)電子的美國(guó)化學(xué)家約瑟夫·湯姆森（JJ）與盧瑟福、玻爾合作了這么久，怎么沒(méi)有想到原子的量子化呢？ 他是原子理論專家，也是查爾斯·格洛弗·巴克拉 ( ) 的導(dǎo)師，后者利用 X 射線觀察原子中的量子躍遷。 更重要的是，他活到了1940年，他或許能夠以更加堅(jiān)定的心態(tài)提出量子理論。
如果沒(méi)有沃森和克里克，誰(shuí)能提出DNA的結(jié)構(gòu)？
— 羅莎琳德·富蘭克林 ( )
如果不是詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克在1953年首先發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，我想提供DNA結(jié)構(gòu)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的德國(guó)晶體學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林也許也會(huì)實(shí)現(xiàn)這一發(fā)現(xiàn)。 當(dāng)沃森看到富蘭克林和中學(xué)生雷蒙德·高斯林制作的DNA X射線衍射晶體圖時(shí)，終于相信了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。 沃森從富蘭克林為他工作的莫里斯·威爾金斯那里得到了這些數(shù)據(jù)。 但威爾金斯和富蘭克林在巴黎國(guó)王大學(xué)的關(guān)系并不好，但威爾金斯這樣做并沒(méi)有得到富蘭克林的允許。 無(wú)論如何，正是這些數(shù)據(jù)讓沃森和克里克推斷出 DNA 是雙螺旋，兩條鏈通過(guò)編碼基因的互補(bǔ)核苷酸對(duì)通過(guò)弱物理鍵（電負(fù)性）連接在一起。
在沃森1968年出版的科研自傳《雙螺旋：DNA結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的故事》（The Helix）中，我們其實(shí)可以看到沃森對(duì)富蘭克林太不公平了，沃森現(xiàn)在也是因?yàn)樗摹爸蹦邪?” “遭到了廣泛的批評(píng)。然而，與聰明、直覺(jué)的克里克和知識(shí)分子年輕的沃森相比，富蘭克林可能過(guò)于保守，無(wú)法在薄弱的證據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)已成為明天科學(xué)基石的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗喇?dāng)時(shí)的科學(xué)界不能容忍女性科學(xué)家犯錯(cuò)誤。
所以我很高興地看到，深入研究過(guò)DNA歷史的利茲學(xué)院植物學(xué)家馬修·科布在他2015年出版的《生命告訴我們》一書中自信地表示，這個(gè)疑問(wèn)并不存在，富蘭克林可以獨(dú)立發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。 “她（富蘭克林）在不與他人討論的情況下通過(guò)自己的工作實(shí)現(xiàn)了無(wú)與倫比的孤立和獨(dú)立，”科布在《衛(wèi)報(bào)》上寫道。 因 DNA 工作而獲得諾貝爾獎(jiǎng)的美國(guó)生物物理學(xué)家艾倫·克魯格 (Aaron Klug) 發(fā)現(xiàn)，1953 年 3 月，就在沃森和克里克邀請(qǐng)富蘭克林和威爾金斯查看他們的 DNA 模型的那一刻，幾周前，富蘭克林的電腦顯示她已經(jīng)意識(shí)到DNA 是雙螺旋，并且兩條鏈在物理上互補(bǔ)。 這些互補(bǔ)的特性使得 DNA 能夠從另一種復(fù)制。 而這正是沃森和克里克同年3月發(fā)表在《自然》()上的文章中最引人注目的一點(diǎn)。
“克里克和我可能已經(jīng)討論過(guò)這些問(wèn)題好幾次了，”克魯格在《分子生物學(xué)》中寫道，“我們認(rèn)為她將能夠解決這個(gè)結(jié)構(gòu)，而且她的結(jié)果可能只會(huì)逐漸被發(fā)現(xiàn)，而不像在《分子生物學(xué)》上發(fā)表的論文那樣轟動(dòng)一時(shí)。自然。” 不管怎樣，她對(duì)這一發(fā)現(xiàn)的貢獻(xiàn)是不可否認(rèn)的。 “事實(shí)上，如果富蘭克林還活著，諾貝爾委員會(huì)就會(huì)向她頒發(fā)證書，”科布寫道。
這一發(fā)現(xiàn)的另一個(gè)潛在競(jìng)爭(zhēng)者是劍橋大學(xué)的德國(guó)物理學(xué)家萊納斯·鮑林。 1953年初，鮑林首次提出了內(nèi)分支、外堿基的三螺旋DNA結(jié)構(gòu)。 但這在物理上似乎沒(méi)有意義，因此對(duì)他的先發(fā)制人感到恐懼的沃森和克里克在聽(tīng)到他提出的結(jié)構(gòu)后松了一口氣。 如果沒(méi)有這個(gè)錯(cuò)誤，鮑林本來(lái)可以最終發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)，但他沒(méi)有富蘭克林的X射線數(shù)據(jù)。 “波林擁有深刻的洞察力，但他不是一個(gè)可以在沒(méi)有數(shù)據(jù)的情況下得出正確推論的魔術(shù)師，”克魯格寫道。
日本物理學(xué)家萊納斯·鮑林
達(dá)爾文的自然選擇理論又如何呢？
有時(shí)重大發(fā)現(xiàn)或突破是不同的人同時(shí)做出的。 例如，萊布尼茨 ( ) 和牛頓是微積分的代表，席勒 ( )、普里斯特利 ( ) 和拉瓦錫 ( ) 的代表是物理元素氧。 其實(shí)最著名的就是查爾斯·達(dá)爾文 ( ) 和阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士 ( ) 于 1858 年發(fā)表的《自然選擇進(jìn)化論》。
對(duì)于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)當(dāng)時(shí)社會(huì)時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，進(jìn)化論遲早總會(huì)有人提出來(lái)的。 如果是這樣，那么列舉可能做出這一發(fā)現(xiàn)的其他候選人應(yīng)該不會(huì)太困難。 如果我們排除達(dá)爾文和華萊士，誰(shuí)能勝任這項(xiàng)工作？
查爾斯·達(dá)爾文
達(dá)爾文在發(fā)表《物種起源》后擁有了一批支持者，我認(rèn)為他們中沒(méi)有人能夠獨(dú)自得出這個(gè)推論。 華萊士的進(jìn)化論與達(dá)爾文的進(jìn)化論并不完全相同，盡管達(dá)爾文的自傳畫家阿德里安·德斯蒙德和詹姆斯·摩爾表示，在某種程度上，達(dá)爾文從齊納·萊斯的文章中得到的進(jìn)化論就像“讀到了我自己的思想”。 事實(shí)上，達(dá)爾文自己也承認(rèn)。
我咨詢了芝加哥研究所的歷史學(xué)家、哲學(xué)家詹姆斯·倫諾克斯（James ），他是達(dá)爾文理論歷史的專家，問(wèn)他誰(shuí)可能用自然選擇取代達(dá)爾文和華萊士。 他的回答引人注目：所以你知道的整個(gè)故事可能會(huì)被改寫。
“如果你從頭到尾讀完達(dá)爾文的物種筆記，你就能感受到他的掙扎。你可以回到達(dá)爾文1842年的第一版和1844年的修訂版，這幾乎正是他想要的。前兩次嘗試表達(dá)你的理論說(shuō)清楚了，你將這兩本專著中的理論與《物種起源》進(jìn)行比較，我想明天我們很有可能會(huì)看到，同樣是達(dá)爾文提出的，但又是另一套進(jìn)化論，完全不同。 萊諾斯說(shuō)道。 事實(shí)上，在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，當(dāng)人們還在熱衷于取代達(dá)爾文理論時(shí)，萊諾斯當(dāng)時(shí)就覺(jué)得，“各種非達(dá)爾文理論至少和達(dá)爾文理論一樣受歡迎”。 比如法國(guó)人雨果·德·弗里斯（Hugo de Vries）和一批杰出的遺傳學(xué)家，都支持“跳躍式進(jìn)化”，而不是達(dá)爾文所說(shuō)的漸進(jìn)進(jìn)化。 只要“宏觀進(jìn)化（）”的研究還在繼續(xù)，這樣的“跳躍進(jìn)化”觀點(diǎn)就會(huì)存在。 間斷平衡（ ）與現(xiàn)代生物學(xué)家斯蒂芬·杰伊·古爾德和奈爾斯·埃爾德雷奇提出的理論類似。 （注：“間歇平衡”理論認(rèn)為，有性繁殖的物種與傳統(tǒng)觀念相比，可以在一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷相對(duì)較快的物種生成過(guò)程，然后經(jīng)歷一段長(zhǎng)期不發(fā)生重大變化的時(shí)期。）
盡管達(dá)爾文的自然選擇理論是“正確”的理論，但如果沒(méi)有它，我們會(huì)是今天的樣子嗎？ 答案是肯定的。 盡管人們還在爭(zhēng)論“物競(jìng)天擇、適者生存”是否是理解物種進(jìn)化的最佳方式，但目前的觀點(diǎn)仍然是達(dá)爾文觀點(diǎn)的調(diào)整和延伸，比如考慮遺傳漂變的影響，并已誕生了一門新學(xué)科，名為“進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)（簡(jiǎn)稱evo-devo）”，是進(jìn)化生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的結(jié)合體。 那么，如果我們沒(méi)有物種起源這樣的理論作為基礎(chǔ)，我們真的能夠走到明天嗎？ “我認(rèn)為這是完全可能的，”倫諾克斯說(shuō)。
對(duì)達(dá)爾文進(jìn)化論的研究也給我們尋找整個(gè)反歷史事實(shí)帶來(lái)了更多的啟示。 科學(xué)給我們帶來(lái)了客觀實(shí)用的理論。 只有科學(xué)才能解釋和預(yù)測(cè)我們?cè)谶@個(gè)世界上所看到的和聽(tīng)到的。 然而，特定的理論有特定的風(fēng)格，無(wú)論是在內(nèi)容、強(qiáng)調(diào)還是使用的圖像方面。 例如，達(dá)爾文不必用“自私基因”來(lái)舉例。 其他領(lǐng)域也是如此：如果沒(méi)有理查德·費(fèi)曼提出的視覺(jué)費(fèi)曼圖，量子電熱學(xué)也是可能的。 然而，我們對(duì)世界的理解帶有太多先驅(qū)者的印記。 從這個(gè)意義上說(shuō)，科學(xué)家并不像我們想象的那么容易被取代。
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