科學也有非主流,而且也會被歧視

作者：同人於野

「主流科學」在很多情況下並不是一個好詞兒。科學記者眼中的主流科學界也許是一座可以威懾眾生的殿堂，而對那些敢想敢幹的年輕人來說，你跟他說主流科學認為怎麼怎麼樣，他的第一反應是怎麼證明這是錯的。「主流科學」，在某種意義上是固步自封甚至以權壓人的代名詞。比如2011年諾貝爾化學獎得主謝赫特曼，在做出其獲獎工作（發現準晶體）後相當長的一段時間內，就曾經飽受「主流科學」的打擊。 新華社有一篇報導 曾說：

他面對的是來自主流科學界、權威人物的質疑和嘲笑，因為當時大多數人都認為，「準晶體」違背科學界常識。「當我告訴人們，我發現了準晶體的時候，所有人都取笑我。」謝赫特曼在這份聲明中說。

2011年諾貝爾化學獎得主丹·謝赫特曼 | Wikimedia Commons

這個報導不能算說錯。雖然謝赫特曼本人的一個採訪視頻說的可能沒有這麼誇張，但仍然有點悲憤的情緒。準晶體被發現了，主流科學界卻沒有接受。既然如此，那麼現在主流科學界拒絕接受的很多東西，將來是否也都有可能被證明是正確的呢？「主流科學」到底是不是一個貶義詞呢？

本文試圖通過仔細分析這個事件，來說明一個關於科學進步的道理。當然根據孤證不舉的科學精神，你不能講一個故事就說明一個道理——所以我們講三個故事。在談論諾貝爾獎之前，我們先看主流科學是怎麼讓一個著名理論得不了獎的。

大陸漂移學說的故事

在《難以忽視的真相》紀錄片的一開頭，戈爾說了一件相當令人感嘆的事。他說他六年級時候的一位同學，曾在課堂上面對世界地圖當場指出南美洲大陸似乎曾經跟非洲大陸是一體的。這其實就是大陸漂移學說，現在已經成了科學常識。然而戈爾上小學的那個年代這個學說還沒有被「主流科學」接受，以至於他的老師立即告訴學生這純屬無稽之談——根據戈爾說的戲劇性結局，後來這位具有非凡眼光的學生成了一事無成的毒癮者，而老師卻成了布希政府的科學顧問。

第79屆奧斯卡金像獎最佳紀錄片 |《難以忽視的真相》

也許某些教育專家會痛心疾首地說「你看，天才就這麼被扼殺了」。可是如果你是一個科學老師，你會怎麼樣呢？不管別人提出什麼新奇的想法，你都鼓勵「是啊，這真是個有意思的想法，我認為它有可能是對的」麼？這樣一來你所能提供的有效信息其實等於零。「一切皆有可能」，就是一切都不太可能。真正的科學家應該敢於直接了當地告訴別人哪些想法不可能正確——總統科學顧問更得有這個氣質。哪怕最粗暴的判斷，也比廉價的鼓勵值錢。

早在1912年，也就是戈爾的小學同學出生之前，魏格納（Alfred Wegener）就提出了大陸漂移假設，認為地球大陸最早是連成一片的。傳說他也是看地圖得到的靈感，但魏格納並不是用小學生思維搞科研。除了各個大陸的形狀看上去似乎能合在一起，他還有其它證據。一個很有說服力的論點是各大陸發現的古生物化石驚人的相似，乃至一些現代生物也是如此。鑑於這些生物不太可能渡海走那麼遠，唯一的解釋似乎就是原始地球上這些大陸本是連在一起的。更進一步，人們發現幾個不同大陸上有相同的巖石構造。不但如此，漂移學說還可以解釋一些此前人們想不通的問題，比如說南極大陸上為什麼會有煤——要知道煤是古代植物累積形成的，南極那麼冷怎麼會有這麼多植物？

大陸分裂，形成現今的地理格局 | Wikimedia Commons

面對這麼多證據，一般人也許會認為大陸漂移是顯然的。但科學家不是一般人，卡爾薩跟說，「Extraordinary claims require extraordinary evidence」。超乎尋常的論斷需要超乎尋常的證據。生物化石最多只能算間接證據，而一個論斷想要被科學全面接受，除了要求超乎尋常的證據，還必須有一個機制。

關鍵是，科學家想不通大陸怎麼能漂移。比如，分裂大陸需要極大的能量，這些能量從哪裡來？魏格納曾經提出幾個假說，但都被一一否決了。結果大陸漂移學說在半個世紀內都是被主流所否定的。一直到後來人們發現地質板塊邊緣火山噴發和地震可以提供能量，並且的確發現了火山曾經在不同時期噴發的證據。再加上其它證據，比如發現海底巖石比陸地巖石年輕，才以「板塊構造理論」承認了大陸漂移。這時候魏格納已經死了。如果今天論功行賞，魏格納提出的東西只能叫做「假說」，甚至連科學理論都不算。

這還是聽起來合理的理論。而那些聽起來不合理的理論，就算你有證據也不太容易被接受。當然也有好消息，那就是這樣的理論一旦被接受，沒準就是諾貝爾獎。

諾貝爾化學獎的故事

歷史就好像非誠勿擾舞臺上的女嘉賓。你離著很遠看，和把她領回家細看，看到的東西都是真實的，但你可能會有不一樣的人生感悟。新華社的報導相當簡略，我們如果把謝赫特曼的講話視頻 、 一篇被廣泛轉載的英文報導 、 一個背景知識的介紹 、以及 以色列某雜誌的一篇非常牛的長篇報導 放在一起看，就會看到一個更有意思的故事。這個故事的每一步都值得深思。

謝赫特曼1982年在國家標準局的本職工作並不是探索晶體科學的新突破，而僅僅是為航空工業尋找合金材料。不但如此，當時晶體理論已經相當成熟，什麼樣的原子對稱結構能形成晶體是明明白白寫在教科書上的。人們根本沒指望發現新的晶體形態，就算要發現也輪不到謝赫特曼。

丹·謝赫特曼因其在準晶體領域的傑出貢獻獲得諾貝爾化學獎 | Wikimedia Commons

某天上午，謝赫特曼用電子顯微鏡測定了他自己合成的一塊鋁錳合金的衍射圖像，發現是一個正十邊形的對稱結構——對尋常晶體來說這是一個不可能的對稱性，因為從數學上很容易證明不可能用正十邊形（或者簡化到正五邊形）去周期性地鋪滿平面。謝赫特曼認為這是一種全新的晶體，它的特點就是只具有準周期性，也就是「準晶」。

如果我們只看簡單的新聞報導，下面的故事就是謝赫特曼跟每一個同事通報這個新發現，但是沒人相信他，人們都認為晶體就應該是周期性結構，實驗組領導指著教科書說他胡扯，然後把他趕走了。但這裡有一個問題： 衍射圖像是明擺著的，難道他的同事們連十都不會數麼？

事實上，同事們對他的這個衍射圖像有一個解釋：孿晶。人們早就知道孿晶可以出現類似正五邊形旋轉對稱的衍射圖像，但它並不是一種新晶體。謝赫特曼進一步觀察，他找不到孿晶，堅持說這是新晶體。現在的局面是同事們相信這種衍射圖像有一個解釋，謝赫特曼不接受這個解釋。但不利的是，他也不能提供別的解釋。

1982年，謝赫特曼在快速冷卻的鋁錳合金中發現一種新形態的二十面體相分子結構，開啟了研究準晶體的全新領域 | Wikimedia Commons

科學要求解釋。你不能說「我看到這個現象，而你們解釋的不對，所以它一定是個新東西」。全世界的實驗室中可能每天都會產生一些看上去不太對的實驗結果，它們中的絕大多數是……不對的。一個有個人榮譽感的科學家不會看到什麼都發文章，你得給一個理論。1983年，Ilan Blech 幫謝赫特曼搞出了一個數學模型，二人這才決定發表論文，結果被APL編輯拒稿。謝赫特曼回到國家標準局，在John Cahn幫助下進一步完善了數學模型，然後找了一位真正的晶體學家Denis Gratias入夥，最後文章被PRL發表。

到這一步，「準晶」這個發現才算被 正式提了出來 。謝赫特曼在論文中詳細說明了這個特殊合金的製備過程，使得很多實驗組重複驗證了他的發現。然而一直到這一步，仍然只有少數科學家接受這是一種新晶體。

關鍵在於，謝赫特曼實驗使用的是電子顯微鏡，而晶體學界的標準實驗工具是更為精確的X射線，他們不太信任電子顯微鏡的結果。不能用X射線的原因是生長出來的晶體太小。一直到1987年終於有人生長出來足夠大的準晶體，用X射線拍攝了更好的圖像，科學家中的「主流」才接受了準晶的發現。 這才是真正的轉折點。 等到人們在實驗室中又發現各種別的準晶體，乃至於在自然界又發現天然準晶，準晶就已經是絕對的主流科學，謝赫特曼也開始什麼獎都能拿了。

鈥-鎂-鋅十二面體準晶 | Wikimedia Commons

回顧整個過程，我們並沒有看到所謂「學術權威」在其中能起到什麼打壓的作用。的確有個兩屆諾貝爾獎得主至死都反對準晶，但並沒有聽說他有什麼徒子徒孫為其馬首是瞻。搞科研不是兩個門派打群架。 科學家之所以從一開始就質疑，恰恰是因為證據還沒有達到「超乎尋常」的地步。 而當X射線圖像一出來，不管那個諾獎大牛怎麼說，「主流」立即就接受了。

我們看被主流科學「打壓」，一般不會上升到人身攻擊的地步……除非你的理論侮辱了「主流科學家」。比如說要求他們洗手。

洗手的故事

1840年代歐洲醫院受到產褥熱的困擾。1841到1846年，維也納最好的一家醫院裡，產婦死亡率居然達到1/10，到1847年甚至是1/6。青年醫生伊格納茲·菲利普·塞麥爾維斯（Ignatius Philipp Semmelweis）決心找到解決辦法。他判斷，當前這幫所謂「主流醫生」根本不知道是什麼導致了產褥熱。有些醫生聲稱他們知道，而且還頭頭是道地列舉原理，但就是解決不了問題。

塞麥爾維斯的辦法是索性拋開主流醫學，直接上數據分析。通過大量統計，他發現一個最不可思議的事實：如果產婦在家裡生產，她的死亡概率比去醫院至少低 60 倍！哪怕最窮的女人，在街上生了孩子再被送到醫院的，也沒有得產褥熱。這使塞麥爾維斯懷疑導致產婦熱的不是別的，正是醫院。

19世紀，產婦在家生產的死亡率竟然低於醫院 | pixabay

塞麥爾維斯所在的醫院有兩個分開的病房，其中一個主要由醫生負責，另一個則是助產士負責。產婦被幾乎隨機地分配到這兩個病房，塞麥爾維斯暗中統計，發現醫生負責的病房，產婦死亡率是助產士負責病房的兩倍。難道是醫生讓產婦得病的麼？他對這個問題百思不得其解。直到看到一個教授在指導學生解剖屍體的時候被學生的手術刀劃到，然後患病死了，症狀與產婦熱相似，Semmelweis才獲得啟發。他推測，是醫生們離開解剖室直接進病房把什麼能致病的「屍體顆粒（cadaverous particles）」帶給了產婦。

而當時醫院無比熱衷於解剖，病人死了之後立即送解剖室。這可能就是為什麼之前的時代為什麼沒有這麼流行產褥熱。

於是塞麥爾維斯要求醫生解剖後必須洗手，結果產婦死亡率馬上降到了百分之一。

如果現在哪個醫生能有這樣的成就，說他是華佗在世也不為過，但塞麥爾維斯結局是直接被主流醫生「逼」瘋了。他不能解釋「屍體顆粒」是什麼東西，當時醫學並沒有微生物傳播疾病這個概念。塞麥爾維斯擺平了自己的醫院，但其他醫院的醫生根本不買帳，尤其反感他把病因歸罪於醫生。在塞麥爾維斯看來這些醫生是在迫害自己，他甚至自詡彌賽亞，最後得了精神病，死的很慘。

1860年42歲的塞麥爾維斯醫生 | Wikimedia Commons

一直到一二十年以後，醫學界才接受「微生物能傳播疾病」這個理論。而塞麥爾維斯？沒人拿他當科學家，科學史只記載了發現微生物的人。順便說一句，一直到現在，醫生仍然不怎麼愛洗手，至少不如護士洗得多。

一個道理

在以上三個故事中，主流科學到底做錯了什麼？我的答案是什麼都沒做錯。誰說對的理論一出來別人就得馬上承認？

如果「主流科學」是一個人，他既不是仙風道骨的世外高人，也不是充滿聖潔光輝的西方牧師，更不是溫柔嫵媚的小姑娘。他是一個淳樸實在的中年漢子，他認為任何事情背後都必須有明確的答案，明確到他可以把這答案原原本本地寫在紙上讓你看懂。他從來不讓你「頓悟」，他從來不讓你「信則靈」，他從來不讓你「猜」。他有什麼說什麼，不跟你打機鋒，不跟你玩隱喻，不跟你玩暗示。他不敢肯定自己的答案一定正確，但他敢用最明白的語言跟你辯論，一直說到你服為止。

「主流科學」是一個淳樸實在的中年漢子形象 | 《士兵突擊》

或者你把他說服為止。科學研究是一個充滿爭論的過程，科學家要是不爭論，科學就死了。比如現在超光速中微子，就遠遠沒有被接受為主流科學。統計出來的東西尤其不能作為成熟理論，而只能作為科學研究的緣起。 科學研究就是這麼一個把新思想逐漸變成主流的過程。 從這個意義上講，也許真正活躍的科學根本就沒主流，或者說主流科學都是死的科學，更嚴格的說是凝固了的科學。

怎樣才算主流科學？你必須得能用現有的理論去解釋你的新理論。如果主流科學是一棵大樹，你的新理論不能獨立於這棵樹之外。你必須告訴別人這棵樹的這幾個位置可以長出這麼幾個樹枝來，而這些樹枝可以連接到你的新理論上去——這樣你的理論就成了這樹的一部分。有時候你甚至可以宣布某個樹幹的真實形態其實不是人們之前想的那樣，但你不可能宣布這棵樹整個長錯了。

Kevin Kelly 在 What Technology Wants 這本書裡提到，早在哥倫布去美洲之前，美洲大陸就已經有人了，可是為什麼我們說是哥倫布「發現」了美洲呢？因為是哥倫布把美洲大陸這個知識和人類科學的「主流知識」聯繫在了一起。「孤島式知識」是不行的。

只此一家，別無分店。什麼新東西都得從我這兒長出去，這就是科學的態度。這種態度幹掉的錯誤想法比正確想法多得多， 比如「水變油」、永動機、黑洞發電之類。 只有這樣的態度才能建立一個高效而嚴謹的學術體系。 也只有這個體系才能確保一個實驗結果可以經得起在任何時間任何地點重複，一個技術可以隨便複製使用，既不要求使用者道德高尚人格完美，也不要求他掌握什麼不可言傳的心法。

如果「主流科學」真是小姑娘的話，向她求婚並得到許可並不容易。有時候可能你是對的，但她就是不理解，你悲憤也沒用——可是你也不能因此就說她不是女人啊。

排版：Yao

題圖來源：難以忽視的真相

參考文獻：《Super Freakonomics》

文章版權屬於果殼本文版權屬於果殼（guokr.com）

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