那些改變世界的民間科學(xué)愛好者們

今天的人們，已經(jīng)可以靠接種牛痘而免遭天花的威脅，可是人們很難想到，這種保障人類生命和健康的醫(yī)療技術(shù)，竟來自于一個(gè)家庭婦女的觀察與執(zhí)著。實(shí)際上，有很多民間科學(xué)愛好者用他們的好奇心改變著世界。

在哥尼斯堡的一個(gè)公園里，有七座橋?qū)⒑又袃蓚€(gè)島連接起來（如圖）。問是否可能從這四塊陸地中任一塊出發(fā)，恰好通過每座橋一次，再回到起點(diǎn)。歐拉于1736年研究并解決了此問題，證明任何走法是不可能的

一個(gè)家庭婦女發(fā)現(xiàn)了疫苗

歷史上，傳染病造成了人類一次又一次的大災(zāi)難。比如，15世紀(jì)前后在歐洲流行的黑死病，奪走了將近一半人的生命，而天花則讓無數(shù)的人失去生命或者留下疤痕而毀容。疫苗的發(fā)現(xiàn)阻止了這些疾病的傳播，挽救了無數(shù)人的生命?？墒墙臃N疫苗的最早發(fā)現(xiàn)者，則是一位沒有受過任何科學(xué)訓(xùn)練的家庭婦女，她就是英國(guó)人瑪麗·蒙塔古夫人。

1712年，時(shí)年24歲的蒙塔古夫人隨擔(dān)任英國(guó)大使的丈夫來到土耳其。在土耳其，蒙塔古夫人發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝瞬坏锰旎ú　ＫM(jìn)而注意到土耳其有這樣一種習(xí)俗：一個(gè)家族對(duì)那些有可能患天花的人，會(huì)提早作預(yù)防，預(yù)防的辦法就是用一枚堅(jiān)果殼盛著有天花細(xì)菌的液體，將一枚針頭在這些液體中浸一浸，然后用受污染的針，扎他們的靜脈。被感染后的人會(huì)發(fā)低燒，出現(xiàn)輕微麻疹，可是在床上躺兩三天就好了，隨后就不容易得天花了。

翌年，蒙塔古夫人回到英國(guó)，開始宣講接種疫苗的療效?？墒窃谝话闳诵哪恐?，蒙塔古夫人連個(gè)民科都算不上，就是個(gè)只能圍著鍋臺(tái)轉(zhuǎn)的家庭婦女，所以沒有人理會(huì)她說的那一套。盡管如此，蒙塔古夫人不放棄，繼續(xù)到處宣講。

蒙塔古夫人的舉動(dòng)終于感動(dòng)了威爾士的一位公主，她同意在犯人身上先做實(shí)驗(yàn)。蒙塔古夫人就從天花病人的水泡中抽取膿水，再把少量這種致命細(xì)菌注射到受試者身上。

結(jié)果，這些接種的人患天花的幾率大幅下降，就算得了天花，死亡率不到普通人的三分之一。

接種天花疫苗的技術(shù)，后來經(jīng)過英國(guó)外科醫(yī)生愛德華·詹納完善后，開始大規(guī)模給兒童接種，使這種可怕的疾病得到有效的遏止，詹納因此被人稱為“免疫學(xué)之父”。如果沒有蒙塔古夫人的創(chuàng)新，就沒有詹納醫(yī)生對(duì)天花疫苗的發(fā)展和貢獻(xiàn)，人類受這種疾病折磨的時(shí)間或許還要拖延許久。

神父創(chuàng)立了遺傳科學(xué)

在一般人看來，科學(xué)與宗教是不相容的兩個(gè)領(lǐng)域，然而生命科學(xué)的鼻祖卻是一位修道院的神父。

奧地利的布魯恩修道院坐落在一個(gè)風(fēng)景旖旎的小山上，孟德爾就在這里當(dāng)神父，他除了處理宗教事務(wù)外，業(yè)余時(shí)間還喜歡種豌豆，而且年復(fù)一年都種這種植物。

孟德爾種莊稼的方式不同于一般的農(nóng)民，他用一種高棵豌豆與低棵豌豆雜交，再從雜交的豌豆中挑選高個(gè)豌豆的種子，第二年再種。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有少數(shù)豌豆長(zhǎng)得很矮，即低棵豌豆的特征在第二代身上又出現(xiàn)了。

于是，孟德爾又把黃豌豆與綠豌豆雜交，第一代長(zhǎng)出的全是黃豌豆，但是在第二代中，雖然大部分是黃豌豆，也有少量的綠豌豆，但是從來沒有出現(xiàn)黃綠混合后的青豌豆。就是說，豌豆的顏色可以復(fù)現(xiàn)，但是從不混雜。

孟德爾經(jīng)過連續(xù)六年的觀察，發(fā)現(xiàn)雜交豌豆的生長(zhǎng)規(guī)律，即在第二代身上，四分之一的植物發(fā)生變化，即顯示回歸第一代的特征。他最后得出結(jié)論，遺傳特征不混雜，它們代代相傳，只有這種特征在占據(jù)一株植物的主導(dǎo)時(shí)，才會(huì)顯現(xiàn)出來。從孟德爾的發(fā)現(xiàn)中，可推出普遍的遺傳規(guī)律，就無數(shù)祖先的生理特征打包成“基因”，留在下一代身上。即便是一種特征在某一代身上沒有出現(xiàn)，但這些基因在遺傳過程中，也不會(huì)發(fā)生混雜現(xiàn)象。

在他的工作的啟發(fā)下，后來的科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了基因、染色體、DNA和人類基因組，這一連串的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)又進(jìn)而推動(dòng)了醫(yī)學(xué)事業(yè)的發(fā)展，攻克了很多疑難疾病的治療難題。

律師提出了“費(fèi)馬大定律”

17世紀(jì)中葉，法國(guó)有一位叫費(fèi)馬的律師，白天幫人打官司賺錢養(yǎng)家，晚上就看數(shù)學(xué)書消遣解悶。一天閑暇，他翻看丟番圖的《算術(shù)》，眼睛盯著那著名的畢達(dá)哥拉斯公式：a2+b2=c2，他突發(fā)奇想，如果把平方改為立方、四次方……N次方，自然數(shù)中是否還存在著這樣的整數(shù)關(guān)系呢？費(fèi)馬驗(yàn)證了無數(shù)次，答案都是否定的。就是費(fèi)馬這一閃念，才出現(xiàn)了一個(gè)世界級(jí)的數(shù)學(xué)猜想：“將一個(gè)立方數(shù)分成兩個(gè)立方數(shù)之和，或一個(gè)四次冪分成兩個(gè)四次冪之和，或者一般地將一個(gè)高于二次的冪分成兩個(gè)同次冪之和，這是不可能的?！?/p>

這一猜想困擾了人們300多年之久，期間無數(shù)杰出的數(shù)學(xué)家嘗試證明它，可是都沒有成功。直到上個(gè)世紀(jì)90年代，英國(guó)數(shù)學(xué)家懷爾斯才最后證明了。這個(gè)猜想被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)成就，美國(guó)的《時(shí)代周刊》發(fā)專文報(bào)道此事，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)的克林頓還在白宮接見了這位數(shù)學(xué)家。

關(guān)于費(fèi)馬大定理的研究，走的是這樣一個(gè)科學(xué)發(fā)展的模式，民科提出問題，職業(yè)科學(xué)家給出答案，兩類人協(xié)同合作共同推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步。由此可知，法國(guó)民眾的整體數(shù)學(xué)水準(zhǔn)如何了得。有什么樣的大眾愛好，就會(huì)出什么樣的天才。

居民散步走出了兩個(gè)數(shù)學(xué)分支

17世紀(jì)初葉，德國(guó)的哥尼斯堡附近河流縱橫，上面有七座小橋連接，居民們常來這里散步休閑。他們中就有人提出了這么一個(gè)問題：“誰可以不重復(fù)地一次走完這七座橋？”這個(gè)問題的提出就不一般，其中就包含著深刻的數(shù)理思維。盡管有很多人反復(fù)嘗試，但都無法做到這一點(diǎn)。到底是邏輯上完全不可能，還是沒有找到合適的途徑？對(duì)此，當(dāng)?shù)氐木用癜偎疾坏闷浣?。這些連數(shù)學(xué)民科都算不上的居民只能提出問題，但是沒有能力去證明它。然而科學(xué)發(fā)展史證明，提出問題比證明問題往往更有意義。

1736年，時(shí)年才29歲的歐拉來到哥尼斯堡旅游，聽說了這個(gè)問題，他就是用數(shù)學(xué)方法嚴(yán)格證明了這個(gè)“七橋問題”，最后得出結(jié)論：“不重復(fù)地一次走完這七座橋”在邏輯上是不可能的。歐拉向圣彼得堡科學(xué)院遞交了《哥尼斯堡的七座橋》的論文，在解答這個(gè)居民所提的問題的同時(shí)，開創(chuàng)了數(shù)學(xué)的兩個(gè)新的分支——圖論與拓?fù)鋵W(xué)，也由此開辟了數(shù)學(xué)史上的新歷程。

家庭電腦俱樂部催生第一臺(tái)個(gè)人電腦

蘋果公司賴以建立的第一款產(chǎn)品是Apple II型電腦，這是世界上第一款真正意義的個(gè)人電腦，被譽(yù)為人類100個(gè)最偉大的發(fā)明之一。設(shè)計(jì)這款電腦的喬布斯和沃茲，當(dāng)時(shí)都是二十幾歲的小伙子，他們被時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)的里根在白宮接見，并被授予“總統(tǒng)發(fā)明獎(jiǎng)”。

其實(shí)喬布斯和沃茲都是電子設(shè)計(jì)的民科。喬布斯和沃茲對(duì)電子發(fā)明的熱情和靈感，都來自一個(gè)民間電腦愛好者組織。美國(guó)大眾有一種社會(huì)風(fēng)尚，那就是具有共同科技愛好的人自發(fā)組織起來，定期聚會(huì)交流思想。上個(gè)世紀(jì)70年代初，與斯坦福大學(xué)緊鄰的帕洛奧圖鎮(zhèn)，出現(xiàn)了一個(gè)純粹的自發(fā)民間組織“家庭計(jì)算機(jī)俱樂部”，它把該地區(qū)具有共同愛好的居民團(tuán)聚在一起。他們每個(gè)周末在其中一家聚會(huì)，成員什么背景都有，有電子設(shè)計(jì)愛好者，有商店老板，也有家庭主婦。這個(gè)家庭計(jì)算機(jī)俱樂部對(duì)喬布斯和沃茲的創(chuàng)業(yè)生涯至為關(guān)鍵，他們的創(chuàng)造欲望、設(shè)計(jì)靈感、第一個(gè)買主都是來自這個(gè)民間科技俱樂部。這再一次證明有什么樣的群眾愛好，就會(huì)出現(xiàn)什么樣的大師。

（《羊城晚報(bào)》2016.4.16）