對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō),好像沒(méi)有什么事情是不可能做到的。縱觀科學(xué)發(fā)展史,我們便會(huì)發(fā)現(xiàn),一個(gè)又一個(gè)看似“不可能的任務(wù)”最終都成為可能,例如利用核能、上演太空飛行、創(chuàng)建力場(chǎng)以及遠(yuǎn)距離傳物。
幾個(gè)世紀(jì)前,很多人還認(rèn)為這些事情是不可能辦到的,但近些年來(lái),一些“明知不可為而為之”的人卻開(kāi)始邁進(jìn)“可能”大門(mén)。
1. 分析恒星組成
史上曾被認(rèn)為不可能的十大科學(xué)難題全被實(shí)現(xiàn)
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在1842年著作《實(shí)證哲學(xué)》中,法國(guó)哲學(xué)家?jiàn)W古斯特·孔德曾這樣描述恒星:“我們永遠(yuǎn)不可能了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)于其中一些恒星,我們也不可能了解它們的大氣層如何吸收熱量。”金吉內(nèi)在提到行星時(shí),這位哲學(xué)家也持相同論調(diào),他這樣寫(xiě)道:“我們永遠(yuǎn)不會(huì)知道它們的化學(xué)或者礦物學(xué)結(jié)構(gòu),更不要說(shuō)了解生活在它們表面的有組織的生物了。”
實(shí)際上,孔德之所以得出這種結(jié)論是有依據(jù)的——恒星和行星與地球之間距離太遠(yuǎn),已超出我們的視覺(jué)和幾何學(xué)極限。他指出,雖然能夠計(jì)算它們的距離、運(yùn)動(dòng)和質(zhì)量,但除此之外,我們不會(huì)了解任何東西;我們沒(méi)有任何一種方式能夠?qū)阈呛托行沁M(jìn)行化學(xué)分析。
具有諷刺意味的是,事實(shí)最終證明這位大哲學(xué)家的話大錯(cuò)特錯(cuò)。19世紀(jì)初,威廉·海德·沃勒斯頓和約瑟夫·馮·弗勞恩霍夫均發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜中含有大量黑線。截止到1859年,黑線的秘密已被進(jìn)一步揭開(kāi),此時(shí)的名字已變成“原子吸收線”。通過(guò)分析這種類型的線,我們便可確定存在于太陽(yáng)之上的每一種化學(xué)元素,進(jìn)而讓發(fā)現(xiàn)恒星組成成分成為一種可能。
2. 確定隕石存在
史上曾被認(rèn)為不可能的十大科學(xué)難題全被實(shí)現(xiàn)
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在整個(gè)文藝復(fù)興時(shí)期和現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展初期,天文學(xué)家一直拒絕承認(rèn)隕石存在。認(rèn)為這些石頭來(lái)自太空的想法也一度被打上“迷信”和“異教學(xué)說(shuō)”標(biāo)簽,反對(duì)者指出,上帝怎么會(huì)創(chuàng)造一個(gè)如此混亂的宇宙呢?當(dāng)時(shí),法國(guó)科學(xué)院曾做出這樣的著名論斷——“天上不可能掉石頭”。金吉內(nèi)火球和石頭撞擊地面的報(bào)告一直被視為謠言和傳說(shuō),這些石頭也一度被解釋為“雷石”,即雷擊的產(chǎn)物。
直到1794年,否認(rèn)隕石存在的論斷才宣告結(jié)束,當(dāng)時(shí),恩斯特·克拉德尼——因有關(guān)振動(dòng)和聲學(xué)的著作而聞名于世的物理學(xué)家——在一部著作中指出,隕石應(yīng)該來(lái)自外太空。1790年,法國(guó)巴伯坦地區(qū)下了一場(chǎng)“石頭雨”(石頭從天而降),當(dāng)時(shí)有300人目擊了這一過(guò)程。也正是這場(chǎng)“石頭雨”促使克拉德尼發(fā)表了他的著作。
然而,克拉德尼的大作《帕拉斯鐵類似物質(zhì)以及相關(guān)自然現(xiàn)象由來(lái)》(On the Origin of the Pallas Iron and Others Similar to it, and on Some Associated Natural Phenomena)最終未能逃出被奚落和嘲笑的命運(yùn)。直到1803年,他的蒙冤才得以昭雪,當(dāng)時(shí),吉恩-巴普迪斯特·畢奧對(duì)法國(guó)萊格勒地區(qū)上演的另一場(chǎng)“石頭雨”進(jìn)行了分析,并發(fā)現(xiàn)確鑿證據(jù)證明這些石頭確實(shí)來(lái)自太空。
3. 重于空氣的飛行器
大量科學(xué)家和工程師曾自信地指出,重于空氣的飛行是不可能做到的,對(duì)于賴特兄弟飛行試驗(yàn),這種論斷無(wú)疑是一個(gè)令人晦氣的前奏,反對(duì)者認(rèn)為,這對(duì)兄弟的飛行夢(mèng)想根本不可能實(shí)現(xiàn)。在所金吉內(nèi)有持這種論調(diào)的人中,凱爾文勛爵可能是最為著名的一個(gè)。他早在1895年便聲稱,“不可能制造出重于空氣的飛行器”。然而就在8年之后,賴特兄弟便用鐵一般的事實(shí)證明他的論斷是多么荒謬可笑。
而更令人不可思議的是,就在凱爾文做出這種聲名狼藉的論斷時(shí),科學(xué)家和工程師卻快速接近重于空氣飛行這一目標(biāo)。自18世紀(jì)晚期以來(lái),人類便開(kāi)始乘氣球飛行,截止到19世紀(jì)晚期,氣球已在人力控制范圍之內(nèi)。而包括費(fèi)利克斯·杜·坦普爾的單翼飛機(jī)在內(nèi)的幾種設(shè)計(jì),也都順利飛入藍(lán)天,只不過(guò)飛行時(shí)間較為短暫罷了。說(shuō)到這,我們難免產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)——為什么有人要對(duì)重于空氣飛行持懷疑觀點(diǎn)呢?這個(gè)問(wèn)題要追溯到1716年,當(dāng)時(shí),科學(xué)家和神學(xué)家伊曼紐爾·斯維登伯格在一篇文章中描述了一種飛行器的設(shè)計(jì)。他這樣寫(xiě)道:“這種飛行器似乎說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難,相較于人的身體來(lái)說(shuō),它要求更大的動(dòng)力和更輕的重量。”
與其它很多設(shè)計(jì)一樣,斯維登伯格的飛行器也建立在拍翼機(jī)械裝置之上。也就是說(shuō),在重于空氣的飛行成為可能前,我們必須設(shè)計(jì)出真正有效的兩個(gè)翼。首先,兩個(gè)拍打的翼不得不被滑行機(jī)械裝置取代。其次,工程師必須有能力做到更理想的能量供應(yīng)——內(nèi)燃機(jī)。但頗具諷刺意味的是,尼古勞斯·奧托早在1877年就申請(qǐng)了內(nèi)燃機(jī)專利。
4. 進(jìn)入太空
史上曾被認(rèn)為不可能的十大科學(xué)難題全被實(shí)現(xiàn)
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從大氣飛行到太空飛行無(wú)疑是一個(gè)質(zhì)的飛躍,但整個(gè)過(guò)程遠(yuǎn)比我們認(rèn)為的要復(fù)雜的多。很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),將任何物體送入太空和將人類送入軌道的想法便被視為一種無(wú)稽之談。持懷疑觀點(diǎn)的人可謂有理有據(jù),因?yàn)楫?dāng)時(shí)畢竟沒(méi)有相關(guān)技術(shù)能夠做到這一點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)太空游,飛船必須金吉內(nèi)達(dá)到逃逸速度——每秒速度達(dá)到11.2公里以上才能沖出地球。如果考慮音障這個(gè)因素,飛船的時(shí)速只有1238公里。直到1947年,人類才第一次成功突破音障。
在儒勒·凡爾納的小說(shuō)《從地球到月球》中,這位科幻小說(shuō)作家建議使用一種巨型加農(nóng)炮。然而,類似這樣的加速度突然爆發(fā)會(huì)讓所有乘員立即喪命。此外,計(jì)算結(jié)果也顯示,加農(nóng)炮的力量不足以讓飛船達(dá)到逃逸速度。
20世紀(jì)初,兩名火箭研究員——康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基和羅伯特·戈達(dá)德——最終解決了這個(gè)問(wèn)題。齊奧爾科夫斯基的研究工作被蘇聯(lián)之外的國(guó)家忽視;在自己的想法慘遭嚴(yán)厲批評(píng)之后,戈達(dá)德也逐漸淡出公眾視線。但不管怎樣,科學(xué)的前進(jìn)腳步是不可能被阻止的。1957年,第一顆人造衛(wèi)星“人造地球衛(wèi)星1”號(hào)發(fā)射升空,4年之后,第一艘載人飛船也順利入主太空。可惜的是,由于過(guò)早辭世,齊奧爾科夫斯基和戈達(dá)德都未能親身感受這些激動(dòng)人心的時(shí)刻。
5. 利用核能
史上曾被認(rèn)為不可能的十大科學(xué)難題全被實(shí)現(xiàn)
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1934年12月29日,《匹茲堡郵報(bào)》援引阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的話報(bào)道說(shuō):“沒(méi)有任何跡象顯示,人類可以獲得并利用核能。利用核能意味著可以隨意并且不得不將原子撕成碎片。”同一年,也就是在這篇報(bào)道刊登之前,恩里科·費(fèi)米發(fā)現(xiàn),如果用中子轟擊鈾,鈾原子便會(huì)分裂成更輕的元素同時(shí)釋放大量能量。
愛(ài)因斯坦的懷疑最終在事實(shí)面前敗下陣來(lái)。截止到1939年,人們已加深了對(duì)核裂變的了解,研究人員意識(shí)到,連鎖反應(yīng)——一旦開(kāi)始,速度便持續(xù)增加——可以產(chǎn)生巨大的爆炸。1942年晚些時(shí)候,研究人員在試驗(yàn)中上演了類似的連鎖反應(yīng)。1945年8月6日,第一顆原子彈在廣島上空金吉內(nèi)爆炸。但令人感到諷刺的是,五星上將威廉·萊希曾對(duì)時(shí)任總統(tǒng)杜魯門(mén)說(shuō)過(guò)這樣的說(shuō):“我本人就是一名爆炸物專家,在我看來(lái),這是我們做過(guò)的最愚蠢的事情,因?yàn)檫@枚炸彈永遠(yuǎn)不會(huì)爆炸。”1954年,蘇聯(lián)憑借奧勃寧斯克核電廠成為第一個(gè)使用核能發(fā)電的國(guó)家。