科學發現的幾種“黃金規律”

　　綜觀人類科學發現的歷史，可以得出和確認一些經過實踐檢驗的規律，其中有一些堪稱“黃金規律”。例如，科學發現的同行確認和實踐檢驗、科學的糾錯機制，甚至科學發現的趣味性，都可稱為“黃金規律”。
　　
　　科學發現接受檢驗的規律
　　
　　實踐固然是檢驗真理的第一標準，但是專業領域中專家同行的認定也是一種檢驗，因為專家同行是通過多年來本專業的實踐和某一成果應用于社會生活作為依據而對某一發現作出評判。這方面最具權威的檢驗是諾貝爾獎的證明。
　　以化學成果而言，美國人哈羅德·尤里因發現重氫而獲得1934年的諾貝爾化學獎；法國的F·約里奧一居里和居里夫人的長女伊倫·約里奧-居里(史稱小居里夫婦)因發現和合成人工放射性元素而獲得1935年的諾貝爾化學獎。他們都是在英國《自然》雜志發表論文闡述其科學發現的內容后，經過諾貝爾獎評委會的評選而獲獎的。評委授予這些成果獲獎則是從專業角度看到這些發現經過了科學實踐的檢驗。
　　小居里夫婦的“一種新放射性元素的人工制造”發表于《自然》雜志1934年，第133卷上。為何小居里夫婦于1934年發表論文發現一種新放射性元素，于次年就獲得諾貝爾獎?其實這里面有一個科學探索的過程，而且，他們顯然是站在前輩的肩膀上。早在1930年，德國物理學家博特在重新研究盧瑟福用α粒子轟擊原子核的實驗時，用新的探測器發現了新的射線，并由此發現了中子。這個發現和之前的盧瑟福的研究啟發了小居里夫婦。他們設想，在盧瑟福的實驗中那些放射出質子的元素在a粒子轟擊下是否也會同時放射出中子呢?
　　1933年10月，小居里夫婦重復了盧瑟福曾做過的用α粒子轟擊鋁而放射出質子的實驗，并使用新的探測器發現，α粒子轟擊鋁所放射出來的不僅有質子，還有中子、正電子。他們用一塊鉛板插在α粒子源和鋁片之間，鋁片停止了放射質子和中子。這表明α粒子被鉛板擋住了，但這時鋁片仍有放射性，繼續放射出正電子，持續達半小時左右才消失。
　　1934年1月，小居里夫婦經化學分析證實，由α粒子轟擊鋁原子核所生成的放射性元素是自然中不存在的磷的同位素，它放出正電子而衰變為穩定元素硅(Si)。后來小居里夫婦又發現用α粒子轟擊硼和鎂也會放射出中子。這意味著，用α粒子轟擊較輕的穩定元素可以人工制造放射性同位素，后者會放射出某種粒子(電子、正電子或Y射線)而衰變為另一種穩定元素，這不僅對后來的化學，而且為核物理學的發展指出了新的方向。
　　盧瑟福、博特和小居里夫婦等人前赴后繼的研究證明了科學發現的一條定律，科學中真正重要的發現更像海水漲潮而非海嘯，它們是經過穩步積累而逐漸顯露，并非如洪水般乍現。
　　
　　科學發現中的糾錯和過濾
　　
　　人類的科學發現并非總是一開始就是對真理和自然規律的客觀揭示，而是通過不斷的試錯和糾錯讓規律和真相顯露。例如，20世紀60年代末至70年代初，蘇聯科學家聲稱發現了一種新的超黏滯性的水，這些成果發表在《自然》雜志上，被稱為“聚合水”(事件)。后來的研究證明，這一結果是毫無根據的，很可能是實驗中的人為因素造成的。
　　然而，科學史中最大的過濾或糾錯或許是對達爾文進化論的解讀。在達爾文的《人類起源》發表后，《自然》雜志發表了許多對優生學的討論，并且從進化上對不同的人種提供不同的解讀，以致產生了有違社會公正、公平的現象。例如，有人希望通過選擇性生育來調控人類的遺傳，以及為種族歧視提供理論基礎。
　　1869年《自然》第一卷發表了署名H(也許是托馬斯·赫胥黎)的文章，“達爾文學說與國民生活”。文章暗示，可以用自然選擇來解釋所有民族特征，因而將達爾文的進化論與社會工程學和優生學聯系起來。
　　1883年達爾文的表弟弗朗西斯·高爾頓在《人類才能及其發展研究》中創造了“優生學”(Eugenics)一詞，用以表述一個以人類自覺選擇來代替自然選擇的社會計劃。他對這門學科所下的定義是：“對于社會控制下的能從體力方面或智力方面改造或損害后代的種族素質的各種動因的研究。”到了20世紀30年代，美國和歐洲的一些遺傳學家和其他學者也都支持高爾頓的觀點。這在《自然》雜志也有充分的體現。
　　1930年《自然》第125卷發表了動物學家歐內斯特·威廉·麥克布賴德的“作為一項實用優生學政策的絕育術”的文章。盡管麥克布賴德并不推崇達爾文的進化論，但是他認為，精神病患者可能會把其疾病基因傳給后代，因此要對他們進行絕育，甚至對那些略顯“愚鈍”的無能之輩也都可以進行生育控制。
　　1930年《自然》第126卷，同時發表了兩篇題為“優生絕育”的文章，都贊同在心智缺陷者本人或其監護人父母一方的同意下對其實施絕育。但第一篇文章認為這樣做將使下一代心智缺陷者減少17％的結論不太可靠，而后一篇署名朱利安·赫胥黎(托馬斯·赫胥黎的孫子)的文章更是倡導優生，并批駁第一篇文章的觀點，認為應當對精神病患者強制進行絕育。
　　這反映了《自然》雜志是贊同優生學的觀點。只是，后來的社會實踐表明，優生學的一些做法，如強制絕育等，不僅不人道，反而會造成社會災難。例如，可以為一些人提供理論武器，如納粹德國用優生學來推行種族歧視和種族滅絕的政策，對猶太人的大屠殺就是如此產生的。
　　科學研究和發現的糾錯反映科學研究的一個重要原則，自然科學的研究成果在應用時，不能脫離社會實踐，更不能背離人文關懷的原則。正如甘地所說，有幾樣東西可以毀滅我們：一、沒有責任感的享樂；二、不勞而獲的財富；三、沒有是非觀念的知識；四、不道德的生意；五、沒有人性的科學；六、沒有犧牲的崇拜。
　　可以看到，今天的基因工程在選擇和設計天才后代時，同樣會產生這樣的結果。這不能不讓人警惕。
　　
　　天空為何是藍色的
　　
　　科學發現的另一個規律還表現在，科學發現是趣味盎然的，很多科學研究并非都是晦澀難懂的事物和原理，而是體現了人類天生好奇的特點，以及被探索事物的生動有趣，尤其是圍繞人類身邊的一些科學問題。
　　例如，發表于1870年《自然》第2卷的一篇文章題為，“為什么天空是藍色的?”作者H.A.N對這一現象提出了一些假說。他認為，也許因為太陽光是橙色的(當時大家都這么認為)，所以天空中陽光照不到的地方自然會顯現出橙色的互補色——藍色。如果事實果真是如此，那么假如人類生活在天狼星或織女星(它們都是白色的)的行星上，就會看到黑色的天空，而在參宿四(紅色)的行星上，則會看到綠色的天空。
　　作者也認為，也許天空本來就是藍色的，就像1859年約翰·廷德爾在光散射實驗中指出的那樣。然而，作者的種種假設都被后來的無數研究證明是錯誤的。但也正是有作者的種種假說，才使得研究人員在后來去進行不懈的探索，最終闡明了天空為何是藍色的，那是太陽光線進入大氣層后，遇到大氣分子和懸浮在大氣中的微粒發生散射的結果。
　　在晴朗的天氣里空氣中會有許多微小的塵埃、水滴、冰晶等物質，當太陽光通過空氣時，太陽光中波長較長的紅光、橙光、黃光都能穿透大氣層，直接射到地面，而波長較短的藍、紫、靛等色光，很容易被懸浮在空氣中的微粒阻擋，從而使光線散射向四方，使天空呈現出蔚藍色。實際上發生散射的藍光只是一小部分，大部、分沒有遇到微粒的藍光、紫光還是直接射到了地球上，所以射到地球上的白光中仍然是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫。而且，大雨過后，越是晴朗的天氣，天越藍。因為在這樣的天氣條件下，空氣中的塵粒、小滴、冰晶的數量會很多。
　　天空的藍色只是在低空才能看見，隨著高度的增加，由于空氣越來越稀薄，大氣分子的數量急劇減少，分子散射出的光輝逐漸減弱，天空的亮度越來越暗，到20千米以上的高度，散射作用幾乎看不出來，天空就成黑色的了。
　　當然，科學發現并非僅僅是上面所述幾種規律，還有很多規律有待總結和歸納，只是上述這些規律更為突出而