W.如果爱因斯坦从未存在,或没有达尔文的生物学,帽子会是理想的吗?在一个看法中,没有什么可以改变 - 他们所做的发现和他们设计的理论将在任何时候都更快地实现。这是关于科学的英雄和女主角的奇怪事物:他们受到了尊敬,他们得到了机构和数量,甚至以他们的方式命名的化学元素,但它们也被视为在科学理解的向前3月份的某种需求和更换。
但是他们吗?找出一种方法是询问谁,在他们的缺席,会作出同样的发现。这种“反历史”是由一些历史学家嘲弄,但还有更多的比新的猜谜游戏的科学家(虽然它可能是,太)。它使我们能够审视,也许一些挑战,我们围绕打造科学的英雄神话。它可以帮助我们思考的方式科学工作是:思想是如何产生的时间上下文和突发事件和科学家个人的怪癖了。
首先,最有可能取代一个天才的人选似乎是另一个天才。也许这并不奇怪,但它让你怀疑,备受嘲笑的“伟人”历史观,这种将历史轨迹归因于个人的行动和决定的观点,在科学上是否有一定的正确性。你可能想知道这是否有选择效应:我们忽略那些不太知名的候选人,正是因为他们没有发现者,即使他们本来可能是。但是,相反,似乎伟大的伟大总是出现,如果不是一个方向,那么另一个方向。
我故意说“伟大的人”,因为除了在这里选择的案件中最近(1953)的所有人,我都可以看到没有合理的女性候选人。这主要是至少在20世纪初到20世纪妇女的几乎完全排除的结果;即使我们寻找玛丽居里的替代品,它也可能是一个男人。但科学诺贝尔奖的统计数据表明,即使现在,我们也没有更好地表现得更好。这种智力和创造力的一半人类的智慧和创造力是愚蠢的和可耻的,并且突出了这样的锻炼的缺点是它的价值的另一个论点。
Heliocentrism - Johannes Beppler
很少有发现,其中一个人无法找到先例,而且天蝎因 - 地球围绕太阳旋转而不是反之亦然的想法 - 也不例外。这是科学史上的一种关键概念,从那些被认为是宇宙的中心,这种预期在德国 - 波兰天文学家尼古拉·哥奈列尔·哥白尼概述了他在划船中的理论之前已经充分记录了人类De Revolulatibus orbium coelestium这本书出版于1543年他弥留之际。
Samos的希腊Mathematician Aristarchus提出了一个如此在第三世纪的计划,例如,在15世纪中期,德国Cusa的德国红衣主教尼古拉斯询问了宇宙的最终中心。使哥白尼理论不同的是,它是基于一个数学论点,仔细考虑了行星的已知运动。
哥白尼几乎没有透露他的所有想法。这是一个年轻的奥地利教授命名乔治·莱提克斯谁劝他出版这本书,只有正是时候。因此,有更多的理由比以往任何时候都纳闷,有哥白尼也很快就死了,还有谁就会得出同样的结论。
其他16世纪的天文学家,如德国伊拉斯谟·雷德尔和克里斯托弗·克拉维斯(Christopher Clavius)的数学转向和观察敏锐,但两者都在地理中心(以地球为中心的宇宙)。在布拉格工作的Dane Tycho Brahe,在1570年代震撼了1570年代的东西,其中一个地理模型,其中阳光呈现地球,但其他行星绕太阳。
但我认为直到17世纪初就不会发生过心入主义的飞跃。我们知道伽利略因罗马天主教教堂的味道而促进哥白尼理论,因为罗马天主教会的味道 - 而且他是讽刺和熟练,足以让自己的想法。但我怀疑Tycho的Protégé和伽利略的记者,德国约翰内斯·佩德勒,本来就是首先做到的。他可以访问Tycho的优秀观测数据,他在数学上擅长,但很遗憾他也有哥白尼的破折号(对我们的眼睛)神秘主义,这些神秘主义被认为是一个以阳光为中心的宇宙和谐。敢于将阳光放在中间,你不需要合理但也是审美动机,而且这是一遍遍布的。
议案法 - Christianan Huygens
人们很容易产生这样的印象:艾萨克·牛顿的思维方式与17世纪晚期的同时代人不同。虽然罗伯特·博伊尔,英国皇家学会的最杰出的名人之一,是一名精通的实验主义者,他犹豫了一下对他的观察框架假设,和牛顿的劲敌罗伯特胡克仪器是一个天才,但往往混淆了有前途的思想和彻底的解释,牛顿似乎能够从严密的观察到基本原理的抽象飞跃。最著名和令人印象深刻的是,他将天文学从天体如何运动的理论转变为解释天体为何运动的理论:你只需要一个万有引力定律,就可以解释行星和月球轨道的形状,以及彗星的轨迹。
想象不同的发现途径可以帮助戳穿神话。
所有这些都在牛顿的著作中有所阐述王子岛胡克轻率地声称他可以解释椭圆形的行星轨道。牛顿在研究行星之前,必须先确立他的基本运动定律。他在第一卷中描述的三个是经典力学的基础。简而言之:物体保持匀速运动或静止状态,除非有力作用在它们身上;力等于质量乘以加速度;每一个作用力都有一个大小相等方向相反的反作用力。
他们是简洁,完整,简单地说,在他们的优雅,几乎心脏破。可能别人已经成功在牛顿的一天壮举?
我想不是在英国皇家学会,那里的队伍里有很多像塞缪尔·佩皮斯这样的业余绅士,也有像博伊尔和胡克这样的真正的原始科学家。但在该协会众多大陆记者中,至少有一位天才可能会接受这个挑战。荷兰人克里斯蒂安·惠更斯即使以他那个时代的 丰富的标准来衡量,也是一位博学多才的人:他是一位数学家、天文学家(他对 土星环做了 的第一次观测)、发明家、光学和概率论专家 。他特别擅长设计时钟和手表,这引起了与脾气暴躁的胡克的优先级的争论。惠更斯在1673年写的关于摆钟的书中提出的力学定理被牛顿作为牛顿理论的模型王子岛。
牛顿第一定律是几乎没有他反正:又称惯性定律(移动对象保持在无动力的运动),它基本上是由伽利略陈述,并接受惠更斯太。碰撞的荷兰人的研究悬停在说明第三定律,而实际上惠更斯独立写下一个版本的第二定律的边缘。他有什么样的代价来启动我们现在所谓的牛顿力学。
狭义相对论-詹姆斯克拉克麦克斯韦
为什么它不仅仅是为了想象替代途径的乐趣,这是可以帮助穿刺神话的乐趣。爱因斯坦的故事在1905年通过概念上骑在光束上想象他对特殊相对论的方式,捕捉了他的俏皮的创造力,但却给了我们对他真正的动机感觉很少。他们通常建议,解释为什么1880年代的Albert Michelson和Edward Morley的实验未能检测到推定的轴承醚。爱因斯坦对这些实验在他的思想中的作用不一致,但它显然不是一个大的作用。
不,需要狭义相对论的原因是苏格兰科学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)在19世纪60年代设计的方程式,用来解释电和磁现象的统一预测光速。速度通常是偶然的——例如,声速取决于它所经过的介质。但是,如果物理定律,比如麦克斯韦的电磁方程,不管你的参照系(稳定地)移动多快,都保持不变,那么光速就不应该依赖于相对运动。爱因斯坦的狭义相对论将此作为一个基本假设,并提出如下问题:即,物体运动时,空间会收缩,时间会减慢。
在爱因斯坦前的相对运动已经尝试了各种电磁理论,由荷兰物理学家Hendrik Lorentz进行纠正。在时尚之后,它也被调用了空间和时间的收缩 - 但是以保留以太的观点来实现。假设Lorentz最终会达到与爱因斯坦相同的结论 - 这更好地丢弃了以太 - 而且预期Lorentz在爱因斯坦的缺席中发现了特殊的相对性。但我正在授予1905年死亡的人的实现,即麦克斯韦尔自己的自由。他于1879年在48岁时去世,直到最后,非常活跃。他有一种物理学的深刻直觉,可以为磁性和生产光线添加电力。鉴于两十年(以及令人怀疑播种的种子播种)我怀疑他会发现它。你不需要接受我的话:爱因斯坦自己说。“我不站在牛顿的肩膀上,”他说,“但在麦克斯韦的肩膀上。”
广义相对论-赫尔曼·闵可夫斯基
1916年,爱因斯坦推出了一种新的重力观点,这取得了以超过两年者统治的艾萨克牛顿理论。他认为,在质量存在下,我们呼唤重力的力量来自空间和时间的曲率(称为时空)。这种曲率导致引力场中的尸体加速:从高度从高度落到地球的物体的稳定加速。这是一般相对论的理论,这仍然是今天存在的最佳引力理论,并解释了行星的轨道,恒星崩溃到黑洞,以及宇宙的扩展。这是爱因斯坦最显着和尊敬的工作。
请允许我再次弯曲游戏的规则 - 再一次,如果另一位科学家首先死亡,爱因斯坦可能会被殴打。那个人是赫尔曼Minkowski,这是一位德国数学家,爱因斯坦在苏黎世研究过。Minkowski的许多工作都在纯数学中,但他还致力于与物理学相关的问题。
有时不同的人或多或少会同时出现发现或突破性的想法。
1908年,闵可夫斯基解释了理解爱因斯坦的理论的正确方法特殊的相对论 - 这是关于以恒定速度移动的尸体,而不是加速 - 就四维时空而言。爱因斯坦在第一次怀疑,但他后来吸引了概念,制定了一般相对论。
然而,闵可夫斯基已经意识到了这一影响。至关重要的是,他发现在时空中匀速运动的物体轨迹是直线,而加速运动的物体轨迹是弯曲的。在三维空间中,月球在其引力的影响下绕地球运行的轨道或多或少是圆形的。但绕轨道运行的月球的四维世界线是一种螺旋线:它在空间里一圈又一圈地转,但在不同的时间回到空间里相同的位置。
广义相对论远不止于此。爱因斯坦说,是质量本身把时空变形成这种弯曲的,所谓的非欧几里得(不是平的)形状。但非欧几里得时空的想法是闵可夫斯基的,很有可能他会将这个想法充实成一个成熟的引力理论,也许会与Göttingen大学的数学家大卫·希尔伯特(David Hilbert)合作,闵可夫斯基从1902年开始就在这里工作。
我们知道,来自Minkowski的讲座1907年,他已经在相对和时空的背景下已经考虑着引力。但是我们永远不会知道他会在1909年代开始时没有突然死亡,但是只有44岁。
Quanta - J. J. Thomson
这一定是最偶然的,甚至是最不情愿的伟大发现之一。见鬼,德国物理学家马克斯·普朗克甚至没有想在1900年发现Quanta。他称之为“幸运的猜测”,仅仅是数学技巧,使他的等式符合我们实际看到的东西。试图了解暖体的辐射(想想灯丝灯泡或恒星),他提出振动构成颗粒的能量被分成分组或与振动频率成比例的能量的“Quanta”。所得方程的匹配解决方案匹配实验,但普拉克犹豫地认为这种能量的量化是一种真正的现象:他建议量子假设以保守地将物理学引入物理学“尽可能保守”。
这个“黑人辐射”的专家是Wilhelm Wien,为他的工作赢得了诺贝尔奖。Wien在其他重要发现的晶文中也是:1900年他决定E.= 3/4马克2(发现问题?),并在1898年他第一次看到质子,但不知道他已经发现了。然而,我认为维恩是太多冒着普朗克的量子一个传统主义者。
无我认为,如果不是普朗克黑体辐射工作,能量量子将已经从另一个方向推断。因为该量化的,原子吸收并发射仅在非常特定的频率,其中所述的光量子具有只是能量适量,以使电子绕原子跳跃从一个经量化的能量状态到另一个状态的光。这是因为,在原子中的电子只能采用这些离散的能量状态,而不是那些在原子之间是在所有稳定,电子暂时无法(如经典物理学会预测),逐渐失去能量和螺旋进电正性核。因此,在20世纪初发展而来的原子的内部结构的理论,迟早量化将是一个不可避免的推论。
但谁会推断出来?Ernest Rutherford是原子结构专家,但实验室的实验主义和热度抗野炒作。丹尼尔斯·博恩是第一个建议原子的量子视图的人,而是因为他有普朗克和爱因斯坦对能源量级的工作才能绘制。我无法帮助想知道,如果英国物理学家J. J. J. J. J. J. J. J. Thomson,他们自己发现了电子和卢克福和Bohr的时间,可能会怀疑它。他是原子理论专家,由于X射线排放,研究量子跳过原子的查尔斯格洛弗拉拉的导师,直到1940年。他本来已经很好地提供量子理论较少的胆小的起源。
DNA的结构——罗莎琳·富兰克林
I’d love to think that Rosalind Franklin, the English crystallographer whose data were central to the discovery of the double-helical structure of DNA, would have figured it out if James Watson and Francis Crick hadn’t done so first in 1953. It was famously only when Watson saw the pattern of X-rays scattered from DNA and recorded by Franklin and student Raymond Gosling that he became convinced about the double helix. He was shown these data by Maurice Wilkins, with whom Franklin had a prickly working relationship at King’s College London—and Wilkins did not have Franklin’s permission for that, although any impropriety has been overplayed in accounts that make Franklin the wronged heroine. In any event, those data triggered Watson and Crick’s deduction that DNA is a helix of two strands zipped together via weak chemical bonds between the gene-encoding bases spaced regularly along the backbones.
在沃森1968年出版的关于这一发现的生动但有些不可靠的回忆录中,她受到了不厚道的,坦白地说,是厌恶女性的对待,这加剧了将这一“另类发现”授予富兰克林的冲动。双螺旋结构。沃森现在被他的甲板态度正确困扰着。
然而,我担心富兰克林——与聪明、直觉敏锐的克里克和年轻莽撞的沃森相比,富兰克林本能地谨慎、谨慎和保守——不会在以今天的标准来看相当脆弱的证据上冒险。她知道那个时代的女科学家不能犯错误。
所以我很高兴在曼彻斯特大学的动物学家Matthew Cobb深入研究他的2015年书籍的DNA故事中生活最伟大的秘密,自信地告诉我,是的,富兰克林会这样做。“她自己所犯的进展,越来越孤立,越来越多地孤立,没有任何人交换想法,这是非常出色的,”Cobb写道守护者。Just weeks before Watson and Crick invited Franklin and Wilkins to see their model of DNA in March 1953, Franklin’s notebooks—studied in detail by British biochemist Aaron Klug, who won a Nobel Prize for his own work on DNA—show that she had realized DNA has a double-helix structure and that the two strands have complementary chemical structures, enabling one to act as a template for replication of the other in the way Watson and Crick famously alluded to in their discovery paper in自然4月。
“克里克和我已经讨论过这个时间,”在klug写道分子生物学杂志。“我们同意她会解决这些结构,但结果将逐渐出现,而不是作为霹雳,在一篇短暂的论文中自然。“无论如何,她对发现的贡献是不可否认的。“很明显,富兰克林居住,诺贝尔奖委员会也应该授予她的诺贝尔奖,”Cobb写道。
该发现的其他竞争者是美国化学家Linus Pauling,剑桥Duo最担心的竞争对手。1953年初,在1953年初,在1953年初,在内部的骨干和面向底部的底部,迫使DNA的三螺旋结构提出了三螺旋结构。它没有化学意识,因为沃森和克里克很快得到了他们的救济。不受这样的长手,鲍林会反弹。但他没有富兰克林的X射线数据。“鲍林是一个有很有洞察力的人,但不是一个可以在没有数据的情况下管理的魔术师,”克鲁格写道。
自然选择 - ?
有时不同的人或多或少会同时出现发现或突破性的想法。它发生在微积分(莱布尼茨和牛顿),发生在化学元素氧(舍勒、普里斯特利和拉瓦锡),以及最著名的,由查尔斯·达尔文和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士在1858年宣布的自然选择进化。
人们很容易认为,在这样的时刻,“空气中有某种东西”:发现的时机已经成熟,而且它将不可避免地出现某人迟早。如果是这样,它不应该太难识别其他候选人发现者。如果我们从图片中删除达尔文和华莱士,谁可以填满他们的鞋子?
那么,这里的东西。达尔文有很多的倡导者,他出版后论物种的起源,但我很难看到任何人将自己已经推导出的理论。至于华莱士,他的进化论,是不是在所有相同达尔文反正不管什么达尔文自己说:他的传记作者阿德里安·德斯蒙德和詹姆斯·穆尔说,在部分他“读自己的思想”到华莱士的帐户。
我想知道我在候选人方面的挣扎是否暴露了我自己的无知或缺乏想象力。所以我询问了匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的历史学家和科学哲学家詹姆斯·伦诺克斯(James Lennox),他是研究达尔文理论历史的专家,谁可能代替达尔文和华莱士完成这项工作。他的回答令人震惊:故事可能根本就不是那样发展的。
“当你通过达尔文的物种笔记本电脑阅读,看他经历了斗争,然后与他相比较第一和第二企图连贯目前它(在1842年和1844年)起源伦诺克斯说。毕竟,在19世纪末和20世纪初,达尔文学说的替代品仍然存在争议,伦诺克斯说,“当时,各种各样的非达尔文学说至少和达尔文的学说一样流行。”一些著名的遗传学家,如荷兰人雨果·德·弗里斯,认为进化的变化是以跳跃的方式发生的,而不是达尔文的渐进式变化——就整个物种群体的“宏观进化”而言,这一观点从未消失:它可以与现代生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德和奈尔斯·埃尔德雷奇的“间断均衡”模型相媲美。
但允许达尔文自然选择是“正确”理论,所以我们最终得到了那里?好吧是 - 但它仍然争论是否是令人满意的重墓“的生存”是最令人思考的最佳方式。达尔文的观点现在增强和改编,例如包括随机遗传漂移的影响,并统一发展生物学账户的进化变化(所谓的“Evo-Devo”)。那么我们可能已经到了当前的位置,然后,没有物种型账户?“我认为这完全是可能的,”Lennox说。
这告诉我们一些关于整个反事企业的事情。科学向我们提供了客观地有用的理论,在解释和预测我们在世界上所看到的内容。但这并不否认特定理论通常具有特定风格的特定风格,即他们表达或压力,或者他们使用的隐喻:达尔文主义无需“自私基因”,例如。类似地,在一个完全不同的领域中,可以在没有利用Richard Feynman设计的Feynman图的庆祝语言的情况下构建量子电动动力学。我们概念化世界的方式似乎完全有可能承担第一次提出概念的人的印记。科学家可能比我们想象的更少。
菲利普球是一位位于伦敦的作家。他的最新书是《水之王国:中国秘史》。