這個實驗讓傅科一炮而紅,盡管在此之前大家都知道地球是轉動的,不過這一點還隻是天文觀測的推斷,而傅科擺能讓人們親眼目睹這個事實。這個實驗之所以迷人,是因為它喚起了知覺意義本身的深奧,我們的感官看到了擺在動,但它同時引領我們進入另一個觀念世界,這個觀念告訴我們,是地球在動。
(主講梁文道)
《史上最美的十項科學實驗》
最美的實驗
喬治·約翰遜(GeorgeJohnson,1952-),美國科學作家,《紐約時報》《科學人》等報刊撰稿人,著有《勒維特之星》《奇異之美》《心靈之火》等。
一個實驗的設計和執行必須簡潔優雅,才能稱之為美。
喬治·約翰遜在美國主持了一個“聖塔菲寫作工作坊”(SantaFeScienceWritingWorkshop),這個工作坊專門培養一些投身科學寫作的作家。作者本人也在美國很多報刊上開設專欄,是一位著名的科學作家。
書中介紹了十種最美的科學實驗,這些實驗也跨越了不同學科。所謂最美是用什麼標準來選擇的呢?作者說,他不會選擇那種龐大的、像產業一樣動輒投入幾百人的大型科學實驗,而更向往伽利略那種英雄式的個人實驗。或者像牛頓,僅憑雙手獨自挑戰未知世界,這顯然是一種非常浪漫的科學實驗觀念。在作者看來,一個實驗的設計和執行必須簡潔優雅,才能稱之為美。分析邏輯就像希臘雕像的線條一般純粹而必然,盡掃混亂與含糊的瞬間,這才是古典美的含義。
比如威廉·哈維[11]的心髒實驗。哈維是17世紀英國著名生物學家、醫學家,他這個人並不可愛,性情沉默,據說還總是隨身帶著匕首,不過並不是為了打鬥,而是為了可以隨時割開心髒。他割開心髒也不是為了殺人,而是為了做研究。在此之前,曆史上恐怕沒有一個人曾經剖開過那麼多的心髒。哈維說,他甚至打開雞蛋觀察過雞的胚胎,看到了那個非常微小的心髒的跳動,那種跳動在可見與不可見之間,存在與不存在之間,是生命最初開始搏動的表征。
哈維最有名的成果是推翻了歐洲關於血液的傳統認知。此傳統認知來自於羅馬醫生蓋倫[12],他通過解剖發現了人體有動脈和靜脈之分,它們的顏色是不一樣的。他把動脈中的紅色血液叫做維生液,認為它經由心髒和動脈活化肌肉,刺激動作,讓我們充滿活力。而把靜脈裏的血液叫做生長液,是促進人體成長的營養精華,由肝髒製造出來然後又輸往全身。
今天我們當然都知道了,這是大錯特錯的,但這個說法一直到17世紀才被哈維推翻。哈維曾在帕多瓦大學[13]學習過,那時候伽利略也在那裏執教。當然哈維學的是解剖學,主要做心髒解剖,觀察心髒的運動。
根據傳統說法,心髒的收縮和擴張並不由它本身來完成,而是靠血液的力量。血液湧進去,它就擴張,血液流走,它就收縮。但是哈維觀察到,心髒進行收縮性搏動的時候,就像把拳頭捏緊了,變得比較蒼白,而舒張開的時候又會變紅,這個時候血液又流回來。而且隻要把手指放在動脈上,就可以感覺到心髒的搏動,可見它不是被動的,而是主動的,是驅動整個係統的中心。
接著他又研究了心髒的驅動方式,發現左邊心髒的作用是把血液打入動脈,帶到身體末梢,這個流動是單向的,而靜脈中的血液則從身體流回心髒。當時還有一個傳統說法,認為兩種血液都是經由攝入食物產生。
哈維認為,如果真是那樣,我們身體裏的血量就會比體重還大。他用一個著名實驗證實這個問題,他把一條蛇剖開,在場的觀眾可以清楚地看到蛇的心髒還在跳動,血液流進流出形成一個循環。當心髒收縮的時候,顏色就變得比較白,舒張的時候則變紅。他還教給大家,其實隻要捏著自己的手腕就能看到我們的血液是怎麼從動脈出去,從靜脈回來的,這是人人都能做的簡單實驗。
(主講梁文道)
《利維坦與空氣泵》
實驗的意義
史蒂芬·夏平(StevenShapin,1943-),英國社會學家、科學史家,曾任愛丁堡大學科學研究部講師、加州大學聖地亞哥分校社會學教授,哈佛大學科學史教授。另著有《真理的社會史:十七世紀英格蘭的文明與科學》《科學革命》等。
西蒙·謝弗(SimonSchaffer,1955-),劍橋大學科學史與科學哲學教授,著有《實驗之用》《啟蒙歐洲的科學》等。曾在英國國家廣播公司製作《光之舞》係列紀錄片。