科学就是要勇于承认错误：十大错误科学结论盘点

2020 年 11 月 13 日 学术头条

人们不会迷信权威，但是大部分会相信“科学”。

如何科学地饮食？如何科学地工作？如何科学地休息？“科学”两个字成了人们确认自己正确生活的最大保障。但如果“科学”不正确，那又会怎样呢？

人非圣贤，孰能无过。科学家也是人，怎么可能保证完全不出错。实际上，“犯错”在科学道路上并不少见，错误的实验可能会激发进一步的实验，而这些实验，不仅可以纠正原始的错误，还可以识别以前从未怀疑过的“事实”。

接下来，带大家一起回顾一下，那些在最终反驳之前引起了很多关注的十大错误科学结论。

十、一种基于砷的生命形式

2010 年的一份研究报告声称，一种奇怪的极端微生物在生物大分子（核酸，蛋白质）组分中掺入了砷来代替磷。这个结论听起来有些不可思议，论文乍一看似乎还不错，实际上作者并无更多的细致实验证明自己的结论。要知道，基于砷的生命形式从未进入过教科书。

图 | DNA的化学结构，氢键以虚线显示

九、不同寻常的水

上世纪 60 年代，苏联科学家声称，他们创造了一种新形式的水。通过细管冲洗使得普通的水变得越来越浓，得到的水能够在比正常温度（理论上开水沸腾是 100 摄氏度）更高的温度下煮沸，在比平常温度（在常温常压下，水的凝固点是零摄氏度）低得多的温度下才冻结。

这样看来，水分子必须已经以某种方式凝结才能产生“多元水”（“polywater”）。到 1960 年代末，世界各地的化学家都开始大力开展多元水实验。不久，这些实验表明，多元水的性质实际上源于水中杂质的存在。

八、比光速更快的中微子

中微子是一种质量极小，又不带电的中性基本微粒，它能以近光速进行直线传播。

2011 年，有科学家对“中微子从日内瓦附近的 CERN 原子粉碎机飞到意大利的探测器需要多长时间”进行了实验。初步报告发现，中微子比光束快 60 纳秒。“比光速快的中微子”在一些头条新闻上引起热议。

但是在 2012 年，“比光速更快的飞行传奇”如大多物理学家预料地快速被终结了。研究团队意识到一根松散的电缆使得实验的时钟并不同步，从而导致了错误。

图 | 2008 年北京奥运会 100m决赛，博尔特在竞争中遥遥领先

七、来自早期宇宙的引力波

在 138 亿年前的宇宙大爆炸之后，物理学家认为宇宙是由暴胀子及暴胀场所主导。暴胀子经历了特殊性质的波动。其中一个例子就是振荡（inflation），它预测了宇宙最早出现的原始引力波引起的微波辐射中的斑点。

2014 年，有科学家报告称，他们精确地发现了预期的震荡信号，这同时验证了爱因斯坦广义相对论所预测的引力波的存在。然而，令人怀疑的是，对比大多数版本的震荡理论，该报告的信号在引力波的宽频谱中表现为一个更强于预期的峰值。

可以肯定的是，该研究团队的分析没有适当考虑到导致数据倾斜的太空尘埃。原始引力波仍未被人发现，但与之相近的灾难性事件，如黑洞碰撞产生，已经在最近几年多次检测到。

图 | 科学家现已收集了50组LIGO和处女座的引力波引起的时空震颤

六、孤独的银河系

如今的天文学家知道，银河系虽然巨大，但仅仅是宇宙中的沧海一粟。就像太阳只是银河系中旋转的大约 1000 亿颗恒星中的一颗一样，银河系也只是千千万万个这样的星系中的一员。

但是在 1920 年，传统的天文学观点认为，“银河系是孤独的，银河系是唯一合法的宇宙”。直到 1980 年 4 月 26 日，当时的科学界上演了大辩论，美国天文学家哈洛・沙普利和希伯・柯蒂斯就宇宙的范围表达了对于传统观点的反对意见。

图 | 1920 年 4 月 26 日，天文学家Harlow Shapley（左）和Heber Curtis（右）发表了他们对宇宙范围的看法。

五、脉冲星之谜

1987 年，超大新星出现在大麦哲伦星云（the Large Magellanic Cloud）中，这是几个世纪以来最接近地球的恒星爆炸。天文学家们欣喜若狂，寻求来自脉冲星的信号。脉冲星是一个旋转的中子星，该星应位于某些类型的超新星爆炸所产生的碎片中间。

但是直到 1989 年 1 月，潜在的脉冲星仍然没有被发现。当时的无线电信号表明，超新星遗留下来的超旋子每秒发出近 2,000 次的蜂鸣声，比人们所预期的快得多。但是经过一夜稳定的搏动后，脉冲星便消失了。

理论家们争先恐后地设计巧妙的理论来解释离奇的脉冲星事件。然而在 1990 年初，在一名望远镜操作员将一台电视摄像机重新开启后，信号又出现了…… 所以所谓的信号实际上只是相机电子装置中的怪声，并非来自太空的消息。

四、短暂“脱单”的恒星

1991 年，天文学家报告了一个振奋人心的好消息——围绕太阳存在的恒星是存在行星的！

在这个情况下，“恒星”是脉冲星，是一个距地球约 10,000 光年的旋转中子星。脉冲星的无线电脉冲的时间变化表明其存在一个伴星，每六个月绕行其母脉冲星一次。

不过，很快，天文学家意识到他们对脉冲星在天空中的位置使用了不精确的值，使得信号发生异常。而脉冲星的无线电脉冲时间变化不是由所谓的“行星”引起的，而是由地球绕太阳运动引起的。

三、地球的年龄之谜

对于地球存在时间的讨论开始于十八世纪。法国博物学家乔治·路易·勒克莱尔（Georges-Louis Leclerc）认为地球年龄约为 75,000 年，甚至可能更长。

19 世纪的地质学家认为，地球的年龄比人们假设的大得多，可能达到几亿年甚至更长。1860 年以后，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出的新的进化论也揭示了一个地球的古老性，为物种多样性的进化提供了时间。

对这样一个古老地球的“年龄”的明确猜测来自一位物理学家，他计算出原本熔融的行星需要多长时间才能冷却。他采用了大约1亿年的年龄限制，后来又提出实际年龄甚至可能比这个年龄小得多。但是，他的计算有误。

地球中元素的放射性衰变为混合物增加了很多热量，从而延长了其冷却时间。最终，根据放射性衰变速率（尤其是与地球同时形成的陨石），对地球年龄进行了估算，从而得出了正确的地球年龄为 45 亿年左右。

二、迷惑的宇宙年龄

1920 年代末，当天文学家首次发现宇宙正在膨胀时，首当其冲的疑惑就是——宇宙到底已经扩张了多久？通过测量当前的膨胀率并向后推算，他们发现宇宙的年龄小于 20 亿年。然而，放射性测量已经确定了地球的年龄（45 亿年）宇宙比地球更年轻？这不仅是让人迷惑，已经达到了荒谬的程度。

然而，那些关于宇宙膨胀的早期计算是基于依靠造父变星的距离测量得出的。天文学家根据造父变星的亮度波动速度来计算其距离，这又取决于它们的固有亮度。将固有亮度与视在亮度进行比较即可得出造父变星的距离。

因为造父变星不止一种，所以误导了当时膨胀率的计算。如今，新的方法得出宇宙的寿命达到了 138 亿年，地球实际上是宇宙的一个相对较新的事物。

一、名人也会受挫的“地心论”

地心论的忠实支持者：柏拉图、亚里士多德、托勒密、哥白尼。这些名字是不是都很如雷贯耳。地心说的起源很早，最初由米利都学派形成初步理念，后由古希腊学者欧多克斯提出，经亚里士多德完善，又让托勒密进一步发展成为“地心说”。在 16 世纪“日心说”创立之前的 1300 年中，“地心说”一直占统治地位。

然后在 1610 年，伽利略（Galileo）观察到金星经历了完整的阶段，就像月球一样。这项观察是人类历史上最重要的观察，因为它提供了第一个结论性的观察证据支持“日心说”。

像一句俗话所说的，'“失败是成功之母”。整个科学史表明，即使是科学，即使是科学家，错误实际上也是不可避免的。

但是，科学道路上的错误一个共同之处，即它们都列在现在“已知为错误的错误列表”中。“科学”从不害怕犯错，“科学”从来都是勇于纠正错误。这使得错误变为“教训”，这也是人们愿意尊重科学、相信科学的原因。

参考链接：

https://www.sciencenews.org/article/science-top-10-erroneous-results-mistakes
https://en.wikipedia.org/wiki/DNA#/media/File:DNA_chemical_structure.svg
https://en.wikipedia.org/wiki/Usain_Bolt#/media/File:Usain_Bolt_winning-cropped.jpg
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E5%BF%83%E8%AF%B4
https://www.sciencenews.org/article/astronomy-great-debate-island-universe-milky-way
http://www2.nau.edu/~gaud/bio301/content/phvn.htm