《科学大师的失误》 田牧歌解读
《科学大师的失误》| 田牧歌解读
你好，欢迎每天听本书，今天要为你解读的书是《科学大师的失误》。
一听这个书名，相信你和我一样都会感到很新奇，科学大师是指那些在科学领域有极高成就的学者，他们往往以自己非凡的成就闻名于世，很少有人关注他们失败的那一面，那这本书为什么要讨论科学大师的失误这个话题呢？
因为科学的失败史不仅内容精彩丰富，而且更具有启示意义。
科学创造意味着首创精神，越是伟大的探索，前方越是没有先例可循，所以即便是大师，在科研过程中也必然会遇到很多失败和挫折。而且，他们失误的故事往往也充满矛盾性和戏剧性，比如即使是功成名就的科学家也会因嫉妒而丧失理智，即使是科学领域最天才的大脑也会在其他领域表现幼稚，即使伟大如爱因斯坦，也曾干过日后不愿提及的“蠢事”。这些失败的故事往往非常精彩，是全面了解科学发展史时不可或缺的视角。
同时，这本书还告诉我们，科学大师们的失败史，对后人的启发性甚至比成功史还更胜一筹。正如英国著名化学家戴维所言：“我的那些最重要的发现是受到失败的启发而获得的。” 通过回顾科学中的失败史，我们不仅能明白前人因何失败，思考为何失败，还能借此而了解如何避免失败。更进一步地，我们甚至可以从这些失败中总结出事物发展的一般规律，了解失败的客观性与进步的必然性，从而以更宏观的视角和更豁达的胸襟看待自己面临的种种难题。而这，或许就是本书最重要的意义所在。
本书通过介绍几十个科学大师失误的案例，还原了科学史上不为人所关注的一面。因篇幅所限，我选取了其中最具代表性的几个案例，这些案例中科学大师们失误的原因各不相同，既有主观的也有客观的，既有可以避免的又有难以察觉的，通过这些案例，我们能比较全面地了解科学史中的各类失误。
本书作者是华中科技大学物理系教授杨建邺老师，他同时是一名科普作家，在物理学史、科学家传记和科普读物方面有多本著作和翻译作品。杨建邺老师的科普作品专业背景扎实，语言平实轻松，非常适合对科学发展史感兴趣的大小读者们阅读。
接下来我就把全书分为三个部分，来为你介绍书中内容。
第一部分我们先说说，由主观情感造成的科学失误都有哪些？第二部分我们接着聊，由客观局限造成的科学失误又有哪些？最后一部分谈谈，科学大师的失误能给我们哪些启示？
首先让我们通过具体事例，看看由主观情感造成的科学失误都有哪些？
是人就会犯错，但错误的原因各不相同，既有主观的又有客观的，其中由主观原因造成的失误往往可以避免，因此回顾历史时，这类失误也就显得更加可惜。而所有造成失误的主观原因中，傲慢与偏见是最主要的一类。
傲慢会严重阻碍科学的进步，比如它就曾让约翰·道尔顿犯下错误，致使化学原子理论在半个多世纪的时间里停滞不前，这是为什么呢？
道尔顿是英国著名化学家，他的现代化学原子论被誉为化学中最重要的理论。在实验中道尔顿曾发现，同等温度下，混合气体在容器里产生的压强，和其中任一一种气体单独占有整个容器时所产生的压强相同。为了解释这一现象，他提出了化学原子理论，这一理论大胆假设，可以把气体看成由一些微小粒子组成的物质，联想到古希腊哲学家提出的原子概念，他选择用“原子”这个词来称呼他心目中的微小粒子。
原子论很好地解释了化学反应中的诸多现象，把人类对物质世界的理解往前推了一大步。不过因为太过超前，原子论起初并没有得到学界的广泛支持。就在这时，法国科学家吕萨克发现了气体体积定律，这个定律指出，所有气体参加化学反应时，反应前后的气体体积成简单比例关系，比如1体积的氧气和2体积的氢气，可以反应生成2体积的水蒸气，三种气体的体积比例是1:2:2，比例简单明确。
按理来说，这一发现是支持道尔顿原子论的，因为它意味着化学反应的本质确实是小微粒的相互反应。所以吕萨克觉得，道尔顿一定会赞同自己的发现。但让他没想到的是，最先站出来反对自己的就是道尔顿。道尔顿觉得，假如氧、氢和水都是由原子构成的，1份氧和2份氢生成2份水，约分一下，也就意味着1个“水原子”是由1个氢原子和半个氧原子组成的，可氧原子怎么能有半个呢？所以道尔顿对吕萨克的发现持坚决反对态度。
后来我们知道，原子之上还有分子，只要引入分子的概念，道尔顿的难题就能迎刃而解：并不存在什么“半个氧原子”，其实是半个氧气分子，其中正好含有1个氧原子，多完美的解释。但傲慢让道尔顿犯下了大错。其实对于某一理论，不同科学家持不同观点是很正常的，最终大家都得靠事实说话。可道尔顿错就错在，气体体积定律本来就是由实验事实总结出来的，已经得到学界的普遍承认，可道尔顿却连事实都想推翻，就因为他觉得只有自己的理论才是对的，只有自己的实验才是可信的，宁可否定别人的客观证据，也不肯对自己的理论稍加修改。
这种“只有我对，你们都错了”的态度，当然是极其傲慢的，而正是这份傲慢，在学界引发了一场长达半个世纪的论战。在此期间，原本就不受支持的原子论迟迟无法走向完善，科学进步的脚步被大大拖慢，实在可惜。
与傲慢类似，偏见也会对科学进步产生负面影响，美国物理学家马克斯·德尔布吕克就曾因偏见错过了发现真理的窗口。
德尔布吕克是物理学出身，后来跨界到生物学领域进行遗传方面的研究。1935年，年仅29岁的德尔布吕克发表论文，建立了遗传基因的原子物理模型，提出基因是一种化学分子，并且具有稳定性。他的好友、量子物理学大师薛定谔也正是在这一观点的启示下，写出著名的《生命是什么》一书，开启了生物分子学的新纪元，每天听本书栏目对这本书也有过解读。
德尔布吕克的观点有突破性意义，以前经典遗传学只把基因看成一种抽象概念，从没把它看成一种实实在在的化学物质，而在德尔布吕克之后，遗传学研究才走上了现代分子生物学的道路。
不过接下来还有一个问题有待解决：既然基因是一种分子，那到底是什么分子呢？当时学界已经发现，基因就位于染色体上，而染色体由蛋白质和DNA组成，所以基因只可能是这两种分子中的一种。因为基因要存储生物的很多遗传信息，所以当时人们就觉得，只有结构更复杂的蛋白质才能堪此重任，相比之下DNA的结构比较简单，似乎没法储存太多信息，所以基因一定是蛋白质而不是DNA。德尔布吕克就是这一观点的坚定拥护者。
但事实恰好相反。德尔布吕克自己做实验时，实验结果已经证明基因就是DNA，但就算事实摆在了面前，他还是坚持认为，基因不可能是DNA，一定是蛋白质。这归根到底是因为，德尔布吕克是物理学家出身，对自己在物理学领域的思维和研究方法过于自信，但同时又缺乏系统的生物化学知识和技能训练，这种傲慢和无知共同造就了他对DNA的偏见。这种偏见让德尔布吕克只看到DNA的结构没有蛋白质复杂这一点，却没有去深入了解DNA的特性，从而武断地认为DNA不可能是基因，从而错过了发现真理的机会。后来，当美国细菌学家艾弗里确定基因本质上就是DNA，并与德尔布吕克分享自己的发现时，德尔布吕克还是坚持自己的偏见，再一次与真理失之交臂，可谓相当遗憾。
如果说傲慢和偏见会让人失去客观的判断力，那嫉妒则会让人作出不顾名誉、颠倒黑白的事，有时就连最一流的科学家也难以避免，比如英国化学家汉弗里·戴维的故事就令人唏嘘。
戴维在化学领域的成就非凡，他是历史上发现化学元素数量最多的人，在电化学领域作出过巨大贡献，被誉为无机化学之父，同时他还是煤矿安全灯的发明者，用发明挽救过无数矿工的生命。更令人敬佩的是，戴维还主动放弃为安全灯申请专利，让这项发明更好地造福了煤矿工人。无论是学术造诣还是道德品质，戴维都堪称那个时代的典范。
可即便如此伟大，戴维也曾被嫉妒驱使，无理打压他的学生迈克尔·法拉第。法拉第是英国著名物理学家，电磁感应现象的发现者，电动机和发电机的发明人。他虽然出身贫寒，但极度热爱学习。戴维在法拉第的身上看到了自己过去的影子，于是让法拉第成为自己的实验助手。在戴维的帮助下，法拉第取得了很多成绩，甚至先于自己的导师发明了电动机的原型。
不过让法拉第万万没有想到的是，当他把自己关于电动机的实验成果公之于众后，收获的不是同行们的赞扬，而是嘲讽和鄙视。原来，是导师戴维散布谣言，说法拉第在实验中剽窃了别人的思想。后来，戴维还把法拉第发现氯化合物的功劳据为己有，甚至在皇家学会提名法拉第为会员候选人时也坚决反对。戴维看到自己的学生如此优秀，不仅没有青出于蓝而胜于蓝的喜悦，反而被嫉妒冲昏了头脑，二人之间的矛盾迫使法拉第长期远离电磁学研究。直到病危时，戴维才平息了自己的嫉妒，说出了他内心的真实想法：“我最伟大的发现是发现了法拉第。”
我们谈起科学家，总是会联想到他们专心科学的形象，但其实在主观情感的驱使下，就算是著名科学家也时常被冲昏头脑，嫉妒如此，贪婪也是如此。比如两位诺奖得主之间就曾因贪婪发生过一段恩怨，他们分别是1959年诺贝尔生理学或医学奖得主科恩伯格，以及1993年诺贝尔化学奖得主缪里斯。
科恩伯格是美国生物学家，他因发明DNA合成技术获得诺贝尔奖；而比他小26岁的缪里斯，则因发明了一种DNA快速扩增技术，简称PCR技术，在24年之后同样获得诺奖。其实他们两人算是同行，本来也无冤无仇，可问题在于，缪里斯供职的塞斯特生物技术公司，因PCR技术获得了丰厚利润，这让同样涉足生物技术领域的美国杜邦公司红了眼，杜邦公司向法院起诉，称塞斯特公司侵权。杜邦公司认为，PCR技术的首创者是另外一位科学家，自己早就获得过相关技术转让，但那位科学家拒绝出庭作证，这让杜邦公司很难堪，于是他们找到了科恩伯格作为自己的证人。
科恩伯格在法庭上宣称，PCR技术根本用不着缪里斯去发明，自己早就有了实施PCR技术的思路和条件，只不过没有亲自动手去做而已。但真实情况是，科恩伯格发明的DNA合成技术着重于DNA的合成，而缪里斯发明的PCR技术则实现了DNA的快速大量复制，PCR技术目前在法医、考古以及我们熟悉的核酸检测等领域都有着广泛应用，可见他们二人的工作成果并不重合，缪里斯才是PCR技术的真正发明者。在法庭上，缪里斯通过有力的论述证明了自己的原创性，打赢了官司，也让科恩伯格无地自容。在这个案例里，显然是贪婪蒙蔽了科恩伯格的双眼，让他抢夺本不属于自己的功劳，最终沦为一桩笑谈，回头来看实属不该。
好，刚才这些都是主观情感造成的失误，除此以外，还有一些失误的出现则是因为客观局限的影响，在这些案例中，科学家们往往囿于时代束缚、认知枷锁或心理弱点，无意间陷入错误而不自知。那接下来我们就聊聊，由客观局限造成的科学失误又有哪些？
我们常说时势造英雄，但时势同时也能毁灭英雄，即使是被称为现代物理学之父的伽利略，也难以逃避时代加在他身上的束缚。1610年，46岁的伽利略已经功成名就，这时他收到了一份邀请，他家乡的佛罗伦萨宫廷邀请他回去，到比萨大学任教。对于这一邀请，伽利略非常心动，富贵不还乡，如衣锦夜行，他很想回到佛罗伦萨为家乡增光，同时当地也开出了很好的条件，保证伽利能略自由地进行科学实验。
可他的朋友都劝他，最好不要回去。因为其实伽利略能做出这么多成果，很大程度上得益于他工作了18年的帕多瓦大学，这所大学位于威尼斯地区，此地宗教约束很小，学术氛围崇尚自由，只有在帕多瓦大学，伽利略才能无所顾忌地从事科研工作。但佛罗伦萨不同，这里向来驯服于教皇的统治，宗教氛围浓厚，伽利略一旦回去，不要说进行科研，连自身的安全都难以保证。
不过最终伽利略还是选择回到佛罗伦萨，正如他的朋友所言，伽利略是那个时代最伟大的智者，但在很多方面又天真得像个小孩。果不其然，后来当伽利略的研究成果和《圣经》的内容有冲突时，教皇乌尔班八世受人挑唆，震怒之下逼迫伽利略来到罗马，让他对自己的研究进行忏悔。伽利略不得不昧着良心，宣誓放弃自己所坚守的理论，并保证成为教皇的密探，举报任何异端邪说和嫌疑分子。这一变故让他晚年无法再自由地进行研究，这既是伽利略的悲剧，也是时代的悲剧。
类似的情况还有德国化学家弗里茨·哈伯，同样是在时代背景的影响下，哈伯既成了战争的帮凶，又成了历史的受害者。
哈伯最重要的贡献，是发明了用氮气和氢气合成氨的方法，这一方法后来被称为哈伯法。氨的用途极为广泛，既可以用来制作氮肥，也可以用来制造炸药，所以哈伯的发明实际意义重大，他也因此获得了诺贝尔奖。可谁也没有想到，一战的到来彻底改变了哈伯的命运。出于爱国情怀，哈伯接受了当时德国政府派给他的军事科研项目，从事氯气等毒气化学武器的研发，并大获成功。1915年4月，德军在战场上首次使用了哈伯研制的毒气——氯气，从这以后，交战双方开始竞相使用杀伤力更大的毒气，到1918年大战结束时，毒气造成的伤亡人数竟超百万。
哈伯认为，自己研发化学武器是为了更快地结束战争，从而拯救更多人的生命，但在百万条亡魂面前，他的辩解显得是那么苍白无力，妻子也因无法忍受他的行为愤而自杀。希特勒上台后大肆迫害犹太人，身为犹太人的哈伯也没能幸免，他本以为自己对德国的忠心可以洗去身上的犹太人色彩，可最后还是落了个逃离祖国的下场。临死前，哈伯追悔不已，如果不是当时德国的政治因素，他本可以备受各国人民的爱戴，但最终在时代和个人错误选择的影响下，他不得不抱憾而终。
时代对人的束缚不仅有社会层面的，也有思想层面的，而思想层面的认知局限往往更加难以打破。众所周知，狭义相对论由爱因斯坦最先提出，但可能很少有人知道，在1905年爱因斯坦正式提出狭义相对论的前一年，法国数学家彭加勒已经勾勒出了相对论的轮廓，并提出了“相对性原理”这个名称，他提出人们要建立一种全新的力学，在这个力学体系里，惯性会随着速度而增加，光速变为不可逾越的界限……听起来是不是挺耳熟的？没错，这些都是狭义相对论的观点，可见此时的彭加勒有多接近真理。但令人遗憾的是，他没能完成这临门一脚，也没能真正提出相对论，这是为什么呢？
究其原因，就在于彭加勒受到了认知局限的束缚。他的观念里还保留着“以太”的概念，以太是古希腊哲学家亚里士多德假想存在的一种物质，和水、火、气、土并列为五大基本元素，后来在不同的科学发展阶段，以太又被赋予过不同含义，直到狭义相对论出世，人们才确定以太其实根本就不存在，并最终抛弃了以太这个概念。不难想象，要是彭加勒的理论中还保留着以太，自然是不可能接近真理的。可惜的是，以太这个思想枷锁实在太重，彭加勒至死也没能看清其本质，可见认知局限对科学研究的影响有多大。
说到这里，有朋友可能会觉得，彭加勒受到认知局限的束缚，是不是因为他不够聪明？你看人家爱因斯坦就没犯错。其实并非如此，认知局限的影响是广泛存在的，就算是爱因斯坦也曾因此犯下过错误，这个错误被爱因斯坦看作他一生中干过最大的蠢事。
今天我们知道，宇宙一直在不断膨胀，但在20世纪以前，学界的普遍观点是宇宙是静态的，既不膨胀也不收缩，爱因斯坦也持这种看法。可他在提出广义相对论的过程中发现，他推导出的引力方程中只有引力项，如果求解这个方程就会发现，宇宙不是在膨胀就是在收缩，也就是说宇宙是动态的。这就让爱因斯坦犯了难，一面是自己静态宇宙的信念，一面是自己动态宇宙的方程，权衡之下他选择放弃推导出来的真理，转而坚持宇宙静态的固有观点，在方程中额外添加了一个“宇宙常量”，通过这个项的平衡，强行让宇宙保持静态。
可就在爱因斯坦的论文发表后不久，苏联数学家弗里德曼就发现了其中的漏洞，一番论战之后，爱因斯坦不得不承认宇宙项是错误的，并表示不再提及这个“愚蠢的项”。你看，即便伟大如爱因斯坦，也难以避免过往认知对自己的误导。 多说一句，今天又有一些学者认为宇宙常量是存在的，不过这时的宇宙常量，被用来解释宇宙的加速膨胀现象，和爱因斯坦添加宇宙常量的原因已经大不相同，这就属于后话了。
除了上述失误原因以外，还有一类失误更加隐蔽，它源自人内心的心理定势，经常让人在不经意间犯下大错。比如20世纪初的法国科学界，以物理学家布隆德洛为代表的多位著名学者，就曾因心理定势共同造成了N射线的闹剧。
1903年，继科学界先后发现α、β和γ射线之后，布隆德洛宣称自己在实验中发现了一种全新射线，并将其命名为N射线，以纪念他供职的南锡大学。在此之后，法国掀起了一阵研究N射线的浪潮，各种新的发现层出不穷。可奇怪的是，这些N射线好像只存在于法国，其他国家的科学家无论如何都看不到N射线的影子。直到2年后，人们才逐渐认识到，所谓的N射线其实根本就不存在，可在这2年时间里，法国学者们为什么没有早点发现这一点呢？
作者认为，这其实与心理定势有密切关系。因为在布隆德洛最早提出N射线时，学界已经熟悉了各种各样的射线，所以对于一种新发现的射线，他们早就有了心理准备，所以就没有对其进行严格论证。在心理学中，这种现象就叫心理定势，它经常出现在科研过程中。当时的法国学者们其实并没有想弄虚作假，但心理定势的存在，再加上权威大家们的肯定，让整个学界陷入到了错误中而不自知。可见，心理定势会给科研工作带来多大阻碍。
好，我们谈过了主观和客观这两方面原因造成的失误，虽然情况各有不同，但都能成为我们的前车之鉴。归根到底，有反思才有进步，最后一部分我们就谈谈，科学大师的失误能给我们哪些启示？
我认为，这些启示可以归为个人认知和科学发展两个层面，先来说说个人认知层面的启示。
正如物理学大师麦克斯韦所言：“科学史不应局限于罗列成功的研究活动，而应该向我们阐明失败的研究过程，并且解释，为什么某些最有才干的人没能找到打开大门的钥匙，而另外一些人的名声又是如何大大强化了他们所陷入的误区。”
没错，任何人都会有失误，就算是本领域的专家也会经常犯错，再加上科学大师们往往盛名在外，名声又总是在不经意间强化他们的失误，所以我们应该在尊重权威的同时，避免盲目迷信权威。迷信权威的后果往往是阻碍认知的进步，比如就算真理几乎已经摆在面前，道尔顿也还是没能抓住真理，而正是他的权威身份，让真理被埋没了半个世纪之久。
既然科学大师们在本领域都会犯错，那就更别说其他领域了。所以我们的另一个启示是，权威在自己的专业之外更容易出现错误，某些方面甚至还不如普通人。如果伽利略稍有政治敏锐感，那他作为一名天文学家，就绝不应该回到宗教氛围浓厚的佛罗伦萨；如果哈伯能看清当时的政治局势和军事冲突的本质，那他就不应该去研发恐怖的化学毒气，也不会天真地认为，只要对德国忠心，希特勒就会放他一马。
最后，通过分析科学大师们失误的原因，我们可以发现，傲慢、偏见、嫉妒、贪婪等情绪都是认知的杀手，即使是地球上最优秀的大脑也会因此而犯错，更不要说我们每个普通人。因此我们应当引以为戒，时刻记住低调、冷静、谦逊不仅是美德，而且是成功不可或缺的要素。
在科学发展层面，我们也能获得很多启示。
正如我们开头所言，科学进步必然伴随着首创精神，走没有人走过的路，就避免不了磕磕绊绊，失误实在是再正常不过。而且失败是成功之母，正确的思想往往脱胎于错误，所以不管是书中大师们的失误，还是我们每个人在进入未知领域时遇到的挫折，都实属正常，看待时也应该给别人、给自己多一分宽容。
最后，如果仔细分析科研中的故事，我们还能发现，当突破即将到来时，总会有人来完成这临门一脚。彭加勒与相对论擦肩而过，但相对论并没有就此胎死腹中，而是由爱因斯坦最终提出并完善。德尔布吕克已经在实验中证明了基因的本质就是DNA，但历史也没有等待他去醒悟，而是让艾弗里最终完成了这项突破。
这些例子能说明什么呢？每天听本书栏目解读过《外科的诞生》这本书，书里有个重要观点，叫“相邻可能”，大致意思是只有出现了特定的突破，接下来相邻的突破才可能出现，并且迟早会出现，就像小孩学会了走路之后，迟早会学会奔跑一样。20世纪初，学界已经具备了提出狭义相对论的理论基础，相对论的相邻可能已经出现，也许，即使没有爱因斯坦，狭义相对论也终究会登上历史舞台，唯一的区别在于可能会晚上几年。时代造就英雄，只有在时代的基础上，英雄才能推动时代，这是任何人都难逃的历史规律。
好，说到这，这本书的精华内容就讲得差不多了，简单总结一下。
在历史上，不乏由主观情感造成的科学失误。傲慢让道尔顿死守错误的观点不放，偏见让德尔布吕克发现了真理而不自知，嫉妒让戴维错误地排挤自己的学生，贪婪让科恩伯格为错误站台，最终沦为笑话。除此以外，客观局限也让科学大师们犯下过很多错误。伽利略和哈伯在时代宗教和政治背景的影响下，都遭遇了悲惨的命运，彭加勒和爱因斯坦都曾被认知局限所累，与真理擦肩而过，以布隆德洛为代表的法国科学家们，则受心理定势的影响，陷入到了集体错误中而不自知。
通过分析科学大师们失误的案例，我们能获得很多启示。个人认知层面上，我们应该避免权威崇拜，认识到科学家们在自己的领域内外都会犯错，避免傲慢、偏见、固执、嫉妒等情绪左右我们的认知。科学发展层面上，我们应该明白创新与失误是相伴而行的，面对此类失误时应该多一分宽容；同时，相邻可能决定着科技发展的进程，科学大师们固然伟大，但也只是时代的推动者，而非时代的决定者。
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划重点
通过分析科学大师们失误的案例，我们能获得很多启示。个人认知层面上，我们应该避免权威崇拜，认识到科学家们在自己的领域内外都会犯错，避免傲慢、偏见、固执、嫉妒等情绪左右我们的认知。科学发展层面上，我们应该明白创新与失误是相伴而行的，面对此类失误时应该多一分宽容；同时，相邻可能决定着科技发展的进程，科学大师们固然伟大，但也只是时代的推动者，而非时代的决定者。