战争成就了科学发展史上的一个重要分水岭 | 书荐-资讯-知识分子

战争成就了科学发展史上的一个重要分水岭 | 书荐

2018/11/14
导读
既可以领略《自然》作为学术期刊的风格和历史,也可以藉此窥见一些科学研究的方法和科学传播的手段。

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撰文 | 姬扬(中国科学院半导体研究所研究员)


   


《〈自然〉百年科学经典》Nature The Living Record of Science以中英对照的形式展示了《自然》Nature杂志眼中的世界科学发展史。选录的论文从创刊的1869年开始,到2007年截止,共计十卷、八百四十多篇。这套丛书由外语教学与研究出版社、麦克米伦教育和自然科研共同策划出版,自2009年第一卷发行以来,已经出版了前八卷。


其中,第三卷收录的是1934-1945年期间发表的文章,从新量子力学的革命性成果向物理学其他领域扩散开始,到第二次世界大战结束为止。第三卷的篇幅与前两卷相仿,但收录的文章却多达139篇(前两卷都是100篇出头)。至此,丛书覆盖的140年刚好过半,而收录的论文数也超过了总数的40%。


纵观现代科学史不难看出,第二次世界大战(1939-1945年)对杂志质量的影响是显而易见的。1941-1944年没有选录任何文章(尽管杂志在战争期间仍然发行),1940年有17篇,1945年则是14篇——二战结束是一个太明显不过的时间节点,否则,这卷书完全可以在1940年结束的。


而1939年则惊人地选录了48篇,而且大多是很短小的文章,因为那些科学家马上就要(或者已经)被政府征召去为战争服务了,所以要赶快把手头的工作做个了结。这一年发表了许多关于原子核裂变的文章,其中的第一篇就是莉泽·迈特纳(Lise Meitner, 1878-1968)和奥托·弗里施(Otto Robert Frisch, 1904-1979)的《由中子引起的铀衰变:一类新型核反应》,随后有各种文章讨论铀核爆炸时中子的释放、铀核的裂变产物、铀核裂变中链式反应的控制,乃至在热中子诱发的铀核裂变中释放的中子的能量。我们只能感叹,这帮子物理学家的心可真是够大的,他们还不知道自己已经掌握了可以毁灭整个人类的技术——要知道,六年之后的1945年,第一颗原子弹在美国问世,如果彼时的纳粹德国抢先掌握了这项技术,人类历史的进程就有可能改变走向了。


新量子力学革命的影响也非常显著。正电子的发现和命名,中子和质子之间的交换力,这些还是基础科学研究的成果;人工制造的新放射性元素,很快就导致了中子与人工放射性的若干生物学应用。重氢和重水也从基础探索逐渐转向实用研究,在关于氢的新同位素的演讲中,卢瑟福(Ernest Rutherford)描述了一种可以“提纯”重水的方法,此后不久就有了关于重水的商业化生产和大量生产的报道。卡皮查(Kapitza,1894-1984)发明了无液氢预冷的绝热法氦液化方法,为几年后发现液氦的超流现象奠定了基础。


技术应用仍然是《自然》关心的话题。1934年就有两篇关于电视的文章,1939年报道了美国科学家利用调频技术的新广播系统,1945年则有两篇文章分别讨论了橡胶和人造蛋白纤维,还有四五篇文章讨论青霉素的作用机制和各种治疗效果。


科学研究的过程从来不是一帆风顺的,难免会走一些弯路。这卷书里有好几个特别明显的例子。爱丁顿(A. S.Eddington,1882-1944)的文章《量子理论中的137/136因子》可能就是他的外号“Adding One”的来源,而费米(Enrico Fermi,1901-1954)的文章《原子序数大于92的元素的可能生成》则告诉我们,最伟大的物理学家也有可能错过(事后看来)最明显的实验现象,铀裂变现象的发现可能因此延迟了好几年。还有一些其他领域的工作,比如说,生物学里关于目的论的文章,天文学里关于太阳系形成的量子理论,以及化学里关于环醇键本质的讨论,都说明科学的长路从来都不是坦途。


读完前三卷,最深刻的印象是“从前短”,以前的文章都写得“短小精悍”,实验也只是描述主要结果(比如说,关于超流现象的那几篇文章),参考文献通常也就是两三篇(比如说爱因斯坦的文章《关于理论物理基础的思考》甚至完全没有参考文献),完全不像现代文章的长篇大论、广征博引以及各种各样的支持数据。另外一个印象,就是中国的显著缺失,在这卷书里,只有《周口店的最新发现》(“北京人”发现地点的最新进展)和《爪哇猿人与中国猿人的关系》这两篇文章与中国有那么一点点关系——大概有爪哇国那么远的关系吧。


读完第三卷《〈自然〉百年科学经典》,可以明显地感到,第二次世界大战是科学技术发展的一个重要分水岭,此前科学家(主要是物理学家)基本上是自娱自乐;此后,各国政府就会发现,科学研究太重要了,决不能放手不管——科学技术在各行各业,特别是以半导体技术为代表的信息产业中的巨大作用,也即将迅速地表现出来。


笔者粗略浏览完全书,认为书中内容还是非常有趣的,所以强烈建议每个有条件的图书馆都可以考虑购置一套,让周围的读者有机会翻阅一下,既可以领略《自然》作为学术期刊的风格和历史,也可以藉此窥见一些科学研究的方法和科学传播的手段。另外,据丛书的编辑反映,现在这套图书除了厚重的精装本外,也把每卷精装分拆为上下两册,出版了相应的平装本,查阅及携带都更为方便。平装本的排版还是秉承了精装本一贯的高品质:左英右中、英汉对照(偶数页英语、奇数页中文),当然我也还是完全没有心思去看英文,因为自己读中文的速度是读英文的三倍还不止。


 

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制版编辑 | 皮皮鱼


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