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两个“奇”的故事——技术滞后，发明梦断
意大利艺术家和科学家达·芬奇被誉为“万能的人”、“历史上最全面的天才”。
达·芬奇为什么会有这些美誉呢?在1796年即他死后200多年，有人精心地整理了他留下的7000多页笔记，大为惊异地发现记载着几乎应有尽有、无所不包的重大技术发明：梯式船闸、潜水艇、飞机。
然而，我们却没有看到达·芬奇的任何重大发明——惟有他作为艺术家标志的“蒙娜丽莎”，在向我们“神秘地微笑”。
那么，这位“图纸上的天才”，为什么“壮志未酬身先死”呢?除了其他原因以外，就是他的设计不能在当时的技术条件下实现。比如飞机——当时没有效率高(动力强大而重量轻)的发动机和适合飞机的优质(强度高而轻)材料。
由此可见，达·芬奇“栽”在了技术滞后面前。
“自动计算机梦”，困扰着19世纪的英国数学家巴贝奇的后半辈子——从一个无忧无虑的年轻人变成一个白发苍苍的老头。为了解决冗长计算的问题，他倾其所有——开始10年还有英国政府的鼎力资助。但遗憾的是，直到撒手人寰，他却依然不见“自动计算机”的影子。
是巴贝奇的思路、构想等不正确吗?不是。恰好相反，他设计的计算机和现代电子计算机的本质原理如出一辙。原来，他用的是“机械”的方法去“圆梦”——当时并没有现代的“电子”技术，也没有现代的精密制造技术。在这种技术滞后的情况下，只好让巴贝奇“长使英雄泪满襟”了。
达·芬奇和巴贝奇的遗憾，以及多年后来者的成功告诉我们，技术发明依赖着相关技术的进步。只有解决了相关技术之后，技术发明才能瓜熟蒂落。
从汤姆逊到弗洛里——技术到手，科学突破
1897年，汤姆逊在研究“阴极射线”时发现了电子。但是，从19世纪下半叶开始，就有许多科学家研究阴极射线啊，那他们为什么就“瞎了眼”，让电子从眼皮子底下“溜走”呢?
原来，虽然汤姆逊和其他科学家所用的实验设备类似，但是其他科学家用的阴极射线管的真空度不够高，以致不能做出正确的判断。而汤姆逊提高了真空度，揭露了阴极射线的本质就是电子流，从而发现了电子。你看，又是一个技术问题——“败”者止步于技术滞后，“成”者得益于技术“到家”。
1928年，英国医学家弗莱明发现了青霉素，相关论文发表在1929年6月的英国《实验病理学》杂志上。
然而，弗莱明却没有办法提纯青霉素，更不用说大量生产——甚至求助于生物化学家也无济于事。
1938年，在“二战”隆隆的炮声中，牛津大学的弗洛里和德国化学家钱恩在图书馆里翻阅资料的时候，发现了弗莱明关于青霉素的论文。经过几年努力，他俩先后解决青霉素提纯的问题，从而使青霉素成为“二战”中的“神药”，并使用至今。青霉素的发明，开创了抗生素防治疾病的医学新时代。
那么，弗洛里和钱恩有何高招，解决了青霉素的提纯难题呢?其实，是他俩得益于一项重大的技术发明——“分配色层分析法”。
原来，正值弗洛里和钱恩试图解决提纯青霉素问题的1941年，英国分析化学家马丁和英国生物化学家赛恩其，就发明了分离复杂化学物质的纸层分析法。
你看，技术的进步又一次解决了重大科学问题——这次是医学创新。
两个猜想和两个统一——科学制约，成败各别
一个猜想——歌德巴赫猜想，困扰了数学界200多年。为了摘下这颗“数学皇冠上的明珠”，自1742年以后，无数“有识之士”就被歌德巴赫这位德国数学家搅得头昏脑胀。然而，直到今天，还没人如愿以偿。这是什么原因呢?
纵观证明这个猜想的每一个前进的脚步，都有数学新理论和方法的创新。举例来说，中国数学家陈景润差点摘下这颗明珠的成果——“1 2”，就是他改进“大筛法”创立了独特的“转换原理”得到的。现在，证明这个猜想的脚步几乎完全停顿了，其原因就在于更新的理论和方法没能被创造出来。
另一个猜想——费马猜想(指费马大定理)，也困扰了数学界200多年。然而，它却比歌德巴赫猜想“幸运”得多——英国数学家维尔斯在1994年10月14日寄出的证明这个猜想的论文，被长达半年的审查确认。那么，费马猜想的命运为什么不同于歌德巴赫猜想呢?
原因也很简单，不断创新的数学理论——从“理想数论”到“谷山丰一志村五郎猜想”，让数学家们在证明费马猜想的征程中一高歌。
从上面两个猜想最终成败各别的事实可以看出，科学的进展是多么直接地受到科学理论和方法的制约啊!
在物理学中，也有两个“统一”成败各别的故事。
喜欢在“木板的最厚处钻孔”的爱因斯坦，晚年要“更上一层楼”——创立“统一场理论”。统一场理论就是要把把广义相对论加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场。然而，这次他却“江山不尽英雄泪”——直到瞑目的时候，也没有看到统一场理论的影踪。
爱因斯坦企图创立统一场理论失败的根本原因在于，物质间的引力、电磁力、强力和弱力的许多规律，在当时(和现在)还没有完全认识。又是一个科学理论制约科学发展的故事。
另一个“统一”——比统一场理论范围小一点的“弱电统一理论”，却在“十月怀胎”之后“自然分娩”。它的“母亲”是格拉肖、温伯格和萨拉姆。又是一个科学理论在科学发展之后“瓜熟蒂落”的故事。
科学的确制约着科学的发展——即使像爱因斯坦那样横绝一世的天才，也无法动摇这个规律。
“法宝”是等待时机——在科技滞后的时候
在科研中遇到科技滞后的时候，惟一的“法宝”就是耐心等待时机。
在1880年，英国的年轻人汉内就开始用高压把石墨变成钻石的尝试。然而，他和其后的许多科学家都没能得到足够的高压来制得钻石。直到美国物理学家布里奇曼发明了超高压装置“BELT”之后的1953年，美国的本迪、霍尔、斯托尔和温托尔夫等，才第一次用高压法制成了人工钻石。为了这美丽的人工钻石，科学家们足足等待了大半个世纪。
事实上，弗莱明就是耐心等待的典范——他把青霉素菌株传宗接代的工作坚持了10年，最终交到需要它的弗洛里手中。
当然，有时等待终生，也只能像巴贝奇那样含恨九泉。但是，这对科技的进步也是有益的——自己的工作为来者开了路、导了航。
耐心等待，并不是“守株待兔”。在20世纪初德国化学家哈伯合成氨的时候，遇到了氨产率不高的“瓶颈”。他“主动出击”，结果这个“瓶颈”被德国化学家博施为首的大批技术人员“打破”——经过两万多次试验，找到了较为理想的含有少量氧化铝的铁催化剂。
“心若在，梦就在。”耐心等待吧——等待那必将到来的“春回大地”时的“雨露”。
【责任编辑】蒲 晖
意大利艺术家和科学家达·芬奇被誉为“万能的人”、“历史上最全面的天才”。
达·芬奇为什么会有这些美誉呢?在1796年即他死后200多年，有人精心地整理了他留下的7000多页笔记，大为惊异地发现记载着几乎应有尽有、无所不包的重大技术发明：梯式船闸、潜水艇、飞机。
然而，我们却没有看到达·芬奇的任何重大发明——惟有他作为艺术家标志的“蒙娜丽莎”，在向我们“神秘地微笑”。
那么，这位“图纸上的天才”，为什么“壮志未酬身先死”呢?除了其他原因以外，就是他的设计不能在当时的技术条件下实现。比如飞机——当时没有效率高(动力强大而重量轻)的发动机和适合飞机的优质(强度高而轻)材料。
由此可见，达·芬奇“栽”在了技术滞后面前。
“自动计算机梦”，困扰着19世纪的英国数学家巴贝奇的后半辈子——从一个无忧无虑的年轻人变成一个白发苍苍的老头。为了解决冗长计算的问题，他倾其所有——开始10年还有英国政府的鼎力资助。但遗憾的是，直到撒手人寰，他却依然不见“自动计算机”的影子。
是巴贝奇的思路、构想等不正确吗?不是。恰好相反，他设计的计算机和现代电子计算机的本质原理如出一辙。原来，他用的是“机械”的方法去“圆梦”——当时并没有现代的“电子”技术，也没有现代的精密制造技术。在这种技术滞后的情况下，只好让巴贝奇“长使英雄泪满襟”了。
达·芬奇和巴贝奇的遗憾，以及多年后来者的成功告诉我们，技术发明依赖着相关技术的进步。只有解决了相关技术之后，技术发明才能瓜熟蒂落。
从汤姆逊到弗洛里——技术到手，科学突破
1897年，汤姆逊在研究“阴极射线”时发现了电子。但是，从19世纪下半叶开始，就有许多科学家研究阴极射线啊，那他们为什么就“瞎了眼”，让电子从眼皮子底下“溜走”呢?
原来，虽然汤姆逊和其他科学家所用的实验设备类似，但是其他科学家用的阴极射线管的真空度不够高，以致不能做出正确的判断。而汤姆逊提高了真空度，揭露了阴极射线的本质就是电子流，从而发现了电子。你看，又是一个技术问题——“败”者止步于技术滞后，“成”者得益于技术“到家”。
1928年，英国医学家弗莱明发现了青霉素，相关论文发表在1929年6月的英国《实验病理学》杂志上。
然而，弗莱明却没有办法提纯青霉素，更不用说大量生产——甚至求助于生物化学家也无济于事。
1938年，在“二战”隆隆的炮声中，牛津大学的弗洛里和德国化学家钱恩在图书馆里翻阅资料的时候，发现了弗莱明关于青霉素的论文。经过几年努力，他俩先后解决青霉素提纯的问题，从而使青霉素成为“二战”中的“神药”，并使用至今。青霉素的发明，开创了抗生素防治疾病的医学新时代。
那么，弗洛里和钱恩有何高招，解决了青霉素的提纯难题呢?其实，是他俩得益于一项重大的技术发明——“分配色层分析法”。
原来，正值弗洛里和钱恩试图解决提纯青霉素问题的1941年，英国分析化学家马丁和英国生物化学家赛恩其，就发明了分离复杂化学物质的纸层分析法。
你看，技术的进步又一次解决了重大科学问题——这次是医学创新。
两个猜想和两个统一——科学制约，成败各别
一个猜想——歌德巴赫猜想，困扰了数学界200多年。为了摘下这颗“数学皇冠上的明珠”，自1742年以后，无数“有识之士”就被歌德巴赫这位德国数学家搅得头昏脑胀。然而，直到今天，还没人如愿以偿。这是什么原因呢?
纵观证明这个猜想的每一个前进的脚步，都有数学新理论和方法的创新。举例来说，中国数学家陈景润差点摘下这颗明珠的成果——“1 2”，就是他改进“大筛法”创立了独特的“转换原理”得到的。现在，证明这个猜想的脚步几乎完全停顿了，其原因就在于更新的理论和方法没能被创造出来。
另一个猜想——费马猜想(指费马大定理)，也困扰了数学界200多年。然而，它却比歌德巴赫猜想“幸运”得多——英国数学家维尔斯在1994年10月14日寄出的证明这个猜想的论文，被长达半年的审查确认。那么，费马猜想的命运为什么不同于歌德巴赫猜想呢?
原因也很简单，不断创新的数学理论——从“理想数论”到“谷山丰一志村五郎猜想”，让数学家们在证明费马猜想的征程中一高歌。
从上面两个猜想最终成败各别的事实可以看出，科学的进展是多么直接地受到科学理论和方法的制约啊!
在物理学中，也有两个“统一”成败各别的故事。
喜欢在“木板的最厚处钻孔”的爱因斯坦，晚年要“更上一层楼”——创立“统一场理论”。统一场理论就是要把把广义相对论加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场。然而，这次他却“江山不尽英雄泪”——直到瞑目的时候，也没有看到统一场理论的影踪。
爱因斯坦企图创立统一场理论失败的根本原因在于，物质间的引力、电磁力、强力和弱力的许多规律，在当时(和现在)还没有完全认识。又是一个科学理论制约科学发展的故事。
另一个“统一”——比统一场理论范围小一点的“弱电统一理论”，却在“十月怀胎”之后“自然分娩”。它的“母亲”是格拉肖、温伯格和萨拉姆。又是一个科学理论在科学发展之后“瓜熟蒂落”的故事。
科学的确制约着科学的发展——即使像爱因斯坦那样横绝一世的天才，也无法动摇这个规律。
“法宝”是等待时机——在科技滞后的时候
在科研中遇到科技滞后的时候，惟一的“法宝”就是耐心等待时机。
在1880年，英国的年轻人汉内就开始用高压把石墨变成钻石的尝试。然而，他和其后的许多科学家都没能得到足够的高压来制得钻石。直到美国物理学家布里奇曼发明了超高压装置“BELT”之后的1953年，美国的本迪、霍尔、斯托尔和温托尔夫等，才第一次用高压法制成了人工钻石。为了这美丽的人工钻石，科学家们足足等待了大半个世纪。
事实上，弗莱明就是耐心等待的典范——他把青霉素菌株传宗接代的工作坚持了10年，最终交到需要它的弗洛里手中。
当然，有时等待终生，也只能像巴贝奇那样含恨九泉。但是，这对科技的进步也是有益的——自己的工作为来者开了路、导了航。
耐心等待，并不是“守株待兔”。在20世纪初德国化学家哈伯合成氨的时候，遇到了氨产率不高的“瓶颈”。他“主动出击”，结果这个“瓶颈”被德国化学家博施为首的大批技术人员“打破”——经过两万多次试验，找到了较为理想的含有少量氧化铝的铁催化剂。
“心若在，梦就在。”耐心等待吧——等待那必将到来的“春回大地”时的“雨露”。
【责任编辑】蒲 晖