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為什么沒有牛頓和愛因斯坦,物理學(xué)又會是怎樣的?

更新時間:2023-07-12 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

如果沒有牛頓愛因斯坦,化學(xué)會怎樣? 如果沒有達(dá)爾文,生物學(xué)將會怎樣?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

作者:鮑爾cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

譯者王漢臣cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

校對cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一種觀點(diǎn)認(rèn)為,科學(xué)界不會發(fā)生任何改變,他們發(fā)現(xiàn)和完善的理論遲早會出現(xiàn)。 這對于至今仍將那些大師視為“科學(xué)巨人”的我們來說,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號元素锿)。 但在某種程度上,它們對于科學(xué)的進(jìn)步來說可能并不是不可或缺的。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

但事實(shí)真的是這樣嗎? 要找到這個問題的答案,我們必須問:如果沒有這么偉大的科學(xué)家,會有人做出同樣的發(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,而對于科學(xué)家來說,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:一個新的視角是如何從當(dāng)時的歷史背景、偶然的時間以及科學(xué)家本人的奇思妙想中形成的。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

首先,最有可能替代天才的自然是另一個天才。 這顯然讓我們認(rèn)識到,把歷史進(jìn)程的一切進(jìn)步都?xì)w咎于個人的“偉人之爭”在科學(xué)上可能并不適用。 你可能會想,這個過程中是否存在某種選擇效應(yīng):一些因?yàn)椴皇悄硞€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“英雄造就時代”,而是“時代造就英雄”。 偉大的事跡總會出現(xiàn),如果不是這個方向,那就是另一個方向。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我故意使用“偉人”這個詞(這個詞富含男性成分,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,人們普遍認(rèn)為他/她更有可能是女性。 而諾貝爾科學(xué)獎的數(shù)據(jù)顯示,雖然現(xiàn)在,這些敵視女性的現(xiàn)象并沒有太大改善。 對人類另一半(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科學(xué)界對女性的忽視的關(guān)注。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

如果沒有哥白尼,誰會提出日心說?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

— 約翰內(nèi)斯·開普勒 ( )cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一些偉大的發(fā)現(xiàn)是無法找到先例的。 認(rèn)為月球繞著太陽轉(zhuǎn)而不是太陽繞著地球轉(zhuǎn)的日心說就屬于此類。 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)。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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的理論; 15世紀(jì)中葉,葡萄牙主教尼古拉斯(庫薩)也提出疑問:整個宇宙是否存在一個確定的中心? 但與之前僅是猜想的理論不同,哥白尼理論是第一個建立在現(xiàn)有行星運(yùn)動數(shù)據(jù)物理計(jì)算基礎(chǔ)上的日心理論。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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·雷蒂庫斯(Georg)的法國院士在哥白尼去世前及時說服了他出版了他的專著。 于是我們不禁要問,如果沒有哥白尼,或者如果他死得更早,那么誰能得到同樣的推論呢?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

16世紀(jì)的其他天文學(xué)家,如美國的伊拉斯謨·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。 在克拉科夫工作的英國人第谷·布拉赫 (Tycho Brahe) 在 1670 年代提出了一個模型,其中太陽繞著地球旋轉(zhuǎn),而其他行星則繞著太陽旋轉(zhuǎn)。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

但我認(rèn)為,如果沒有哥白尼,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)說而惹惱了羅馬天主教會。 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。 但我也認(rèn)為,第谷的弟子、伽利略的助手、美國人約翰尼斯·開普勒可能最先提出了這個理論。 因?yàn)樗軌颢@得第谷的高質(zhì)量觀??測數(shù)據(jù),而且還擅長相關(guān)的物理方法,最重要的是他和哥白尼一樣,覺得以太陽為中心的宇宙更加和諧。 敢于將太陽置于宇宙中心,不僅需要理性思維,還需要相應(yīng)的審美品質(zhì),而開普勒將所有這些融為一體。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

如果沒有牛頓,誰會發(fā)現(xiàn)運(yùn)動定律?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

— 克里斯蒂安·惠更斯 ( )cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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代——17 世紀(jì)末。 但顯然,當(dāng)時加拿大皇家學(xué)會最著名的人物之一、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,但總是容易通過過于詳細(xì)的解釋使一個有前途的想法復(fù)雜化和難以理解。 相反,牛頓善于從簡單的觀察中總結(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)動的科學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T研究它們?yōu)楹芜@樣運(yùn)動的科學(xué):你只需要一個萬有引力定律來解釋行星的軌道和衛(wèi)星的形狀,和彗星的軌跡。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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)動之前,牛頓必須完善基本運(yùn)動定律。 他在那本書中描述的三個運(yùn)動定理成為經(jīng)典熱力學(xué)的基石。 簡單概括如下: 1、在沒有外力的情況下,物體保持勻速直線運(yùn)動或保持靜止?fàn)顟B(tài); 2、力等于質(zhì)量除以加速度; 3、對于任何力,總存在一個大小相同、方向相反的斥力。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這樣的定理簡潔、完整、精煉、非常甜蜜。 不只是牛頓,在哪個時代還有誰能完成這樣的創(chuàng)舉呢?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我認(rèn)為在德國皇家學(xué)會中找不到另一個牛頓,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)社眾多來自亞洲和臺灣的通訊作者中,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)來衡量,來自英國的克里斯蒂安·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(他首次觀測到了木星環(huán))、一位發(fā)明家,并且擅長光學(xué)和概率論。 他特別擅長設(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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

物理巨人合影_巨人的原理_物理學(xué)三大巨人cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

嚴(yán)格來說,牛頓第一定理并不是他自己發(fā)現(xiàn)的。 慣性定理,即運(yùn)動物體保持其原始運(yùn)動狀態(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定理。 惠更斯還通過他對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)在所說的“牛頓熱力學(xué)”的基礎(chǔ)。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

沒有愛因斯坦,誰會提出狹義相對論?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

——詹姆斯·克拉克·麥克斯韋cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

想象還有誰以及如何發(fā)展這一經(jīng)典理論的思維過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。 愛因斯坦曾說過,他通過思考自己隨光束運(yùn)動最終得出了狹義相對論,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)):愛因斯坦對于這一點(diǎn)不一致這個實(shí)驗(yàn)的作用,但是很顯然,他并不是很關(guān)心這個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

然而,19世紀(jì)末數(shù)學(xué)界需要狹義相對論,主要是因?yàn)閻蹱柼m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)測了光速。 速度通常受到各種激勵的影響,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,那么無論參照系如何移動物理學(xué)三大巨人,光速都保持恒定。 愛因斯坦的狹義相對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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在愛因斯坦之前,已經(jīng)有人嘗試統(tǒng)一電磁學(xué)和運(yùn)動理論,例如德國化學(xué)家亨德里克·洛倫茨( )。 這個理論確實(shí)包括時間和空間的收縮。 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。 他對化學(xué)的看法非常深刻,否則他不會聯(lián)想到電和磁,而是到達(dá)了光速。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

如果再給他兩六年時間,隨著人們對以太的懷疑越來越多,我認(rèn)為麥克斯韋將能夠完善狹義相對論。 愛因斯坦也說過:“我不是站在牛頓的脖子上,而是站在麥克斯韋的脖子上。”cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

廣義相對論cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

——赫爾曼·閔可夫斯基 ( )cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1916 年,愛因斯坦提出了廣義相對論,這是兩個多世紀(jì)前繼承牛頓引力理論的新引力觀。 愛因斯坦認(rèn)為,這些被稱為引力的力是由時空四維結(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)致物體在引力場中加速運(yùn)動,例如一個非常高的物體以勻加速落到地面。 這就是廣義相對論的主要思想,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。 這是愛因斯坦最引人注目、最受喜愛的作品。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

請?jiān)试S我再次違反這個預(yù)測游戲的規(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因斯坦了。 此人就是來自美國的物理學(xué)家赫爾曼·閔可夫斯基( ),他是愛因斯坦在伯爾尼求學(xué)時的老師。 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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1908年,閔可夫斯基從四個角度闡述了理解愛因斯坦狹義相對論的正確方法(狹義相對論只考慮慣性參考系,即所有物體都以恒定速率運(yùn)動,沒有加速度)——維度時空。 愛因斯坦對此表示懷疑,但他后來在此基礎(chǔ)上建立了廣義相對論。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

閔可夫斯基也認(rèn)識到建立廣義相對論的重要性。 他認(rèn)為時空中勻速運(yùn)動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),并在不同的時刻回到空間中的同一位置。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

事實(shí)上,廣義相對論不僅包括這些,還包括質(zhì)量。 愛因斯坦認(rèn)為,正是質(zhì)量導(dǎo)致時空呈現(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成熟的引力理論也是完全可能的。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

從1907年閔可夫斯基在哥廷根學(xué)院的演講來看,他已經(jīng)開始從相對論和時空的角度思考引力問題。 他距離得出最終理論還有多長時間不得而知:此后不久,他于 1909 年去世,享年 44 歲。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

量子熱呢?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

——約瑟夫·湯姆森 (JJ)cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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)出輻射的過程中,他提出組成物體的粒子的振動能量可以分為“量子”,其能量與振動頻率成反比,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)家在將量子假說引入數(shù)學(xué)時要小心。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

諾貝爾化學(xué)獎獲得者威廉·維恩( Wien)就是此類“黑體輻射”問題的專家。 維恩幾乎有了重大發(fā)現(xiàn)。 1900年,他提出E=3/4mc^2(與愛因斯坦的E=mc^2僅相差1/4),但1898年他也首次觀測到質(zhì)子。 但當(dāng)時他并沒有意識到自己發(fā)現(xiàn)了什么。 所以我認(rèn)為維恩太保守了,無法像普朗克那樣發(fā)現(xiàn)量子。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

不過,我覺得如果沒有維恩對Arial輻射的貢獻(xiàn),任何人都不可能為普朗克未來的工作鋪平道路,所以能量量子化理論可能會走另一條路。 “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,電子才不會像理論化學(xué)所預(yù)測的那樣,在繞原子運(yùn)動的過程中逐漸失去能量,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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

那么,誰會提出量化呢? 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),無法接受大膽的猜想。 法國數(shù)學(xué)家尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)是第一個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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

如果沒有沃森和克里克,誰能提出DNA的結(jié)構(gòu)?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

— 羅莎琳德·富蘭克林 ( )cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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)的德國晶體學(xué)家羅莎琳德·富蘭克林也許也會實(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,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王大學(xué)的關(guān)系并不好,但威爾金斯這樣做并沒有得到富蘭克林的允許。 無論如何,正是這些數(shù)據(jù)讓沃森和克里克推斷出 DNA 是雙螺旋,兩條鏈通過編碼基因的互補(bǔ)核苷酸對通過弱物理鍵(電負(fù)性)連接在一起。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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。然而,與聰明、直覺的克里克和知識分子年輕的沃森相比,富蘭克林可能過于保守,無法在薄弱的證據(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)時的科學(xué)界不能容忍女性科學(xué)家犯錯誤。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

所以我很高興地看到,深入研究過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,這個疑問并不存在,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自己的工作實(shí)現(xiàn)了無與倫比的孤立和獨(dú)立,”科布在《衛(wèi)報(bào)》上寫道。 因 DNA 工作而獲得諾貝爾獎的美國生物物理學(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)。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“克里克和我可能已經(jīng)討論過這些問題好幾次了,”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結(jié)構(gòu),而且她的結(jié)果可能只會逐漸被發(fā)現(xiàn),而不像在《分子生物學(xué)》上發(fā)表的論文那樣轟動一時。自然。” 不管怎樣,她對這一發(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,諾貝爾委員會就會向她頒發(fā)證書,”科布寫道。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這一發(fā)現(xiàn)的另一個潛在競爭者是劍橋大學(xué)的德國物理學(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有意義,因此對他的先發(fā)制人感到恐懼的沃森和克里克在聽到他提出的結(jié)構(gòu)后松了一口氣。 如果沒有這個錯誤,鮑林本來可以最終發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu),但他沒有富蘭克林的X射線數(shù)據(jù)。 “波林擁有深刻的洞察力,但他不是一個可以在沒有數(shù)據(jù)的情況下得出正確推論的魔術(shù)師,”克魯格寫道。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

日本物理學(xué)家萊納斯·鮑林cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

達(dá)爾文的自然選擇理論又如何呢?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

有時重大發(fā)現(xiàn)或突破是不同的人同時做出的。 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》。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

對于這個發(fā)現(xiàn),可以說當(dāng)時社會時機(jī)已經(jīng)成熟,進(jìn)化論遲早總會有人提出來的。 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)該不會太困難。 如果我們排除達(dá)爾文和華萊士,誰能勝任這項(xiàng)工作?cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

查爾斯·達(dá)爾文cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

達(dá)爾文在發(fā)表《物種起源》后擁有了一批支持者,我認(rèn)為他們中沒有人能夠獨(dú)自得出這個推論。 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)。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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,問他誰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:所以你知道的整個故事可能會被改寫。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“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,萊諾斯當(dāng)時就覺得,“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,可以在一定時間內(nèi)經(jīng)歷相對較快的物種生成過程,然后經(jīng)歷一段長期不發(fā)生重大變化的時期。)cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

盡管達(dá)爾文的自然選擇理論是“正確”的理論,但如果沒有它,我們會是今天的樣子嗎? 答案是肯定的。 盡管人們還在爭論“物競天擇、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。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

對達(dá)爾文進(jìn)化論的研究也給我們尋找整個反歷史事實(shí)帶來了更多的啟示。 科學(xué)給我們帶來了客觀實(shí)用的理論。 只有科學(xué)才能解釋和預(yù)測我們在這個世界上所看到的和聽到的。 然而,特定的理論有特定的風(fēng)格,無論是在內(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”來舉例。 其他領(lǐng)域也是如此:如果沒有理查德·費(fèi)曼提出的視覺費(fèi)曼圖,量子電熱學(xué)也是可能的。 然而,我們對世界的理解帶有太多先驅(qū)者的印記。 從這個意義上說,科學(xué)家并不像我們想象的那么容易被取代。cSV物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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