这些伟大的科学成果竟然都是意外?快来围观大型科学锦鲤现场

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引言

星战系列里“时空穿梭”的理论基础起源于突然观察到的具有放射性的特殊元素镭,绿茵场上香蕉球的“官方教程”来自牛顿看网球赛时的思维跳动(后为马格努斯定律),而磷是炼金术士“玩”尿产出的“金块”[1] ……

这个世界上许多最伟大的科学发现都是被“锦鲤”一样的科学家们意外发现的,而正是他们敏锐的科学视角和“不务正业”般的发散思维,才得以让这些偶然发现没被“扼杀在摇篮里”并深入发展下去。如同攀登珠峰,如果没有沿途的各个大本营,一冲而上的可能性基本为零;科技也一样,埋头苦干而忽视探索“野区”进行创新,不仅没有基础学科的支持, 还将会失去沿途大量“宝箱”,要想升到满级?再等等吧!

图片来源:giphy.com

​这一次,本AI就将用口锅,把几条肥美的“科学锦鲤”端在果壳er们面前好好尝尝鲜。

图片来源:giphy.com

Part 1 没有那次晒照片,生命密码仍是迷雾

著名物理学家普朗克诞生于1858年,虽然他那时还小,但同年还有一位姓普的(误)物理学家尤里乌斯·普吕克,他突然发现在稀薄气体中放电时,放电端阴极会产生一种绚丽的辉光,后来它被称为“阴极射线”。因为阴极射线管在放电时会产生亮光,于是许多科学家们都试图把它拍下来,可是拍出来永远是一片模糊。当时科学家们都觉得,那就是亮光不上相呗,但伦琴不这么想。1895年,当他用克鲁克斯阴极射线管做实验时,将黑纸把管严密地包起来,只留下一条窄缝。他发现电流通过时,两米开外一个涂了亚铂氰化钡的小屏发出明亮的荧光。如果用厚书、2-3厘米厚的木板或几厘米厚的硬橡胶插在放电管和荧光屏之间,荧光仍能出现在屏上。这一光线的穿透性令伦琴惊讶不已。随后他用这个神秘之光透过老婆的手(老婆:???),拍下了世界上第一张人类活体骨骼图片,而这道神秘之光,就是大名鼎鼎的“X光”

伦琴老婆的手,和他们的结婚戒指 | 图片来源:Wikipedia

50年后,伦敦大学国王学院威尔金斯实验室在研究DNA的晶体结构时发现,当X射线照射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。听上去似乎研究马上要出成果了,但事实是当时他们对DNA结构研究毫无进展。与此同时,在法国深造X射线衍射技术的“海归”弗兰克林(R.E. Franklin)也在这个实验室工作。虽然是高材生,可是威尔金斯只把她看做搞技术的副手。但正如“锦鲤是1%的幸运加99%的汗水”说的那样,弗兰克林成功拍摄了DNA晶体的X射线衍射“51号照片”![2]

不过锦鲤本人当时没有一跃成为暴鲤龙,或许她自己都没有意识到自己埋下了多么精彩的伏笔。直到威尔金斯无意间将51号照片晒给了沃森和克里克这两位同样不是基因遗传背景的科学家讨论(沃森申请的是鸟类学,后转攻遗传学,而克里克则是在沃森“安利”后开始涉足DNA研究)。[3] 就是这样一个阴差阳错,让在DNA领域已经有了一些研究的二人马上领悟到了DNA的结构,汇聚各方idea研究出了DNA双螺旋结构,还获得了诺贝尔奖加持。

让无数同行无发可脱的基因工程 | 图片来源:MassiveScience

Part 2 没有那次触碰闪电,隔空聊天?不存在的

有道是“你是电,你是光,你是唯一的神话”,科学神话的谱写,除了光,当然也少不了电。(另一位)富兰克林(Benjamin Franklin)雷雨天放风筝的传wei奇xian故xing事wei想必大家都非常熟悉,虽然这个故事的真实性有待考究,但我们get了其中想传达的信息:闪电从神秘的自然力量开始转变为人类社会飞速发展的源动力——电开始逐渐被人类解构并利用。在村里通电了的基础上,1820年的一天,奥斯特结束讲座在收拾东西时,意外发现小磁针靠近通电的铂丝会转动,由此研究提出了电流的磁效应。随后法拉第经过多次试验的失败,在1831年终于提出电磁感应定律,使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法,终于可以像上帝一样说“要有光”,就能拥有满屋的明亮。

奥斯特实验模型 | 图片来源:Wikimedia Commons

但是我们对生活的追求不仅需要通电,还得通网。不过当你躺在床上连着WIFI,刷着手机,可曾想过支撑肥宅快乐的电是怎么来的?我们现在用的供电系统,其实都来自于发明家特斯拉100多年前的创新发明——的交流电,虽然爱迪生当年各种“黑”交流电,但由于高效、损耗小,直到现在它都是最主要的输电方式。

爱迪生和特斯拉的“电流之战”被改成了烧脑的益智游戏 | 图片:Dirk Knemeyer

那是在1893年的一个雨夜,强烈的闪电(再次)划破天空。特斯拉做了一个有关无线电通信的演示,畅想未来世界在无线电的驱动下高效、自由而低能耗的运转着。在当时这只是被人们认为只是一次作秀、一场骗局,但这个不怎么起眼的发明,却为人类交流的方式带来了变革。我们现在所用的电视、电话、手机和GPS等各种远程信息交互创新技术都离不开它。

特斯拉提出的未来无线世界 | 图片来源:Wikimedia Commons

不过电脑则要特殊很多,不仅是电子信息技术的集大成者,还涉及到复杂的逻辑计算。虽然世界上第一台计算机还是由蒸汽驱动的“分析引擎”[4],但随着电磁学、电工学、电子学不断取得重大进展,在真空二极管和真空三极管接连被发明;在系统技术方面,无线电报、电视和雷达等基础科技逐渐成熟。经过朱赛的全自动继电器计算机Z-3等“老祖宗”的更替换代以及战争的洗礼,1946年终于出现了第一台电子计算机。屏幕前的你也许正在秒杀血拼、查阅世界文献或靠着沙雕网友续命……如今互联网浪潮已经席卷全球,并深深改变了我们的生活方式,而随着文明的发展,创新也成了第一生产力。

烧蒸汽的“电脑”——分析引擎 | 图片来源:SydneyPadua

Part 3 没那份“摸鱼”工作,病毒“互送情报”?真发现不了!

了解自然之力,也得了解人自己,以小见大是个好想法。1632年,列文虎克出生在荷兰代尔夫特市的一个酿酒工人家庭。当他做看门人日常“摸鱼”时,偶然从一位朋友那里得知了放大镜这样的“神仙玩具”存在,可以但列文虎克买不起,只好自己动手丰衣足食。果然兴趣是最好的老师,无聊是创新的源泉,没有受过正规教育的列文虎克利用“摸鱼”的时光磨制了许多透镜。为了在放大的路上越走越远,经过反复琢磨,他又在透镜的下边装了一块铜板,上面钻了一个小孔,以使光线从这里射进而反照出所观察的东西来。他惊异地发现这些物质里头有许多奇形怪状的“小人国”居民,他也成为了第一个观察到微生物的科学家。[5] 这样的透镜也就是我们所说的显微镜。

列文虎克的第一台显微镜 | Wikimedia Commons


用列文虎克制作的显微镜观察到的人血细胞图片 | researchgate.net

而现在,科学各大领域都涉足微观领域,而显微镜则是观察微观世界的最好工具。比如在现代病理学中,科学家们在使用显微镜观察研究病毒如何攻击一种名为“枯草芽孢杆菌”的菌种时,虽然已经知道细菌之间会进行通信,但通过观察偶然发现病毒也会“通风报信”。虽然病毒是最原始的生命形式,但它们每年感染和伤害数百万人。窃听病毒通信的突破性进展让许多科学家为之欢呼,因为它提供了新的途径来开发打败病毒的药物。[6]

Part 4在攀登科学珠峰的路上,沿途“生蛋”将创造更多“不经意”

感受着风的流动,流体力学之父提出了伯努利定律,在作用力和反作用力这两个“物理兄弟”的协助下,飞机让人类圆了蓝天梦;镭会衰变的特殊性,不仅让“时空穿梭”有路可循,也为核能发电、癌症治疗奠定了基础……

“没有一个技术是一座孤岛”。纵观我们刚刚看到这些“不经意“的创造,都是在人类的基础科学发展的道路上所埋下的种子,在时间的催化下生根发芽。一项产业技术的突破,往往需要几代科学家的知识传承与接力创新。正如华为创始人任正非先生所说,基础研究如同攀登珠穆朗玛峰,科学家瞄准未来从事基础理论研究,在追求理想主义的路上,按照自己的研究方向往前走,但要沿途“生蛋”,传播思想与理论,把孵化的技术应用到各个领域中,为其他领域创造突破。

11月7日,华为将在意大利首都罗马举办欧洲创新日活动,号召各界人才分享在数字化实践中的经验,同时倡导全球创新和开放式伙伴关系,共同让“商业锦鲤”可以“不转自来”,敬请围观~

如果你是时间长河里的旅行者,目睹着种种科学意外发现,也会有当年科学家们的洞察和创新吗?扫描二维码,看看在你手中,这个世界的科技会怎样!

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