那些改變世界的民間科學愛好者們

那些改變世界的民間科學愛好者們

今天的人們，已經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療技術，竟來自于一個家庭婦女的觀察與執著。實際上，有很多民間科學愛好者用他們的好奇心改變著世界。

在哥尼斯堡的一個公園里，有七座橋將河中兩個島連接起來（如圖）。問是否可能從這四塊陸地中任一塊出發，恰好通過每座橋一次，再回到起點。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

一個家庭婦女發現了疫苗

歷史上，傳染病造成了人類一次又一次的大災難。比如，15世紀前后在歐洲流行的黑死病，奪走了將近一半人的生命，而天花則讓無數的人失去生命或者留下疤痕而毀容。疫苗的發現阻止了這些疾病的傳播，挽救了無數人的生命。可是接種疫苗的最早發現者，則是一位沒有受過任何科學訓練的家庭婦女，她就是英國人瑪麗·蒙塔古夫人。

1712年，時年24歲的蒙塔古夫人隨擔任英國大使的丈夫來到土耳其。在土耳其，蒙塔古夫人發現當地人不得天花病。她進而注意到土耳其有這樣一種習俗：一個家族對那些有可能患天花的人，會提早作預防，預防的辦法就是用一枚堅果殼盛著有天花細菌的液體，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。被感染后的人會發低燒，出現輕微麻疹，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，開始宣講接種疫苗的療效。可是在一般人心目中，蒙塔古夫人連個民科都算不上，就是個只能圍著鍋臺轉的家庭婦女，所以沒有人理會她說的那一套。盡管如此，蒙塔古夫人不放棄，繼續到處宣講。

蒙塔古夫人的舉動終于感動了威爾士的一位公主，她同意在犯人身上先做實驗。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菌注射到受試者身上。

結果，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，后來經過英國外科醫生愛德華·詹納完善后，開始大規模給兒童接種，使這種可怕的疾病得到有效的遏止，詹納因此被人稱為“免疫學之父”。如果沒有蒙塔古夫人的創新，就沒有詹納醫生對天花疫苗的發展和貢獻，人類受這種疾病折磨的時間或許還要拖延許久。

神父創立了遺傳科學

在一般人看來，科學與宗教是不相容的兩個領域，然而生命科學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風景旖旎的小山上，孟德爾就在這里當神父，他除了處理宗教事務外，業余時間還喜歡種豌豆，而且年復一年都種這種植物。

孟德爾種莊稼的方式不同于一般的農民，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豌豆的種子，第二年再種。結果發現有少數豌豆長得很矮，即低棵豌豆的特征在第二代身上又出現了。

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

孟德爾經過連續六年的觀察，發現雜交豌豆的生長規律，即在第二代身上，四分之一的植物發生變化，即顯示回歸第一代的特征。他最后得出結論，遺傳特征不混雜，它們代代相傳，只有這種特征在占據一株植物的主導時，才會顯現出來。從孟德爾的發現中，可推出普遍的遺傳規律，就無數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，但這些基因在遺傳過程中，也不會發生混雜現象。

在他的工作的啟發下，后來的科學家又相繼發現了基因、染色體、DNA和人類基因組，這一連串的重大科學發現又進而推動了醫學事業的發展，攻克了很多疑難疾病的治療難題。

律師提出了“費馬大定律”

17世紀中葉，法國有一位叫費馬的律師，白天幫人打官司賺錢養家，晚上就看數學書消遣解悶。一天閑暇，他翻看丟番圖的《算術》，眼睛盯著那著名的畢達哥拉斯公式：a2+b2=c2，他突發奇想，如果把平方改為立方、四次方……N次方，自然數中是否還存在著這樣的整數關系呢？費馬驗證了無數次，答案都是否定的。就是費馬這一閃念，才出現了一個世界級的數學猜想：“將一個立方數分成兩個立方數之和，或一個四次冪分成兩個四次冪之和，或者一般地將一個高于二次的冪分成兩個同次冪之和，這是不可能的。”

這一猜想困擾了人們300多年之久，期間無數杰出的數學家嘗試證明它，可是都沒有成功。直到上個世紀90年代，英國數學家懷爾斯才最后證明了。這個猜想被譽為20世紀最偉大的數學成就，美國的《時代周刊》發專文報道此事，時任美國總統的克林頓還在白宮接見了這位數學家。

關于費馬大定理的研究，走的是這樣一個科學發展的模式，民科提出問題，職業科學家給出答案，兩類人協同合作共同推動科學進步。由此可知，法國民眾的整體數學水準如何了得。有什么樣的大眾愛好，就會出什么樣的天才。

居民散步走出了兩個數學分支

17世紀初葉，德國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問題：“誰可以不重復地一次走完這七座橋？”這個問題的提出就不一般，其中就包含著深刻的數理思維。盡管有很多人反復嘗試，但都無法做到這一點。到底是邏輯上完全不可能，還是沒有找到合適的途徑？對此，當地的居民百思不得其解。這些連數學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。然而科學發展史證明，提出問題比證明問題往往更有意義。

1736年，時年才29歲的歐拉來到哥尼斯堡旅游，聽說了這個問題，他就是用數學方法嚴格證明了這個“七橋問題”，最后得出結論：“不重復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院遞交了《哥尼斯堡的七座橋》的論文，在解答這個居民所提的問題的同時，開創了數學的兩個新的分支——圖論與拓撲學，也由此開辟了數學史上的新歷程。

家庭電腦俱樂部催生第一臺個人電腦

蘋果公司賴以建立的第一款產品是Apple II型電腦，這是世界上第一款真正意義的個人電腦，被譽為人類100個最偉大的發明之一。設計這款電腦的喬布斯和沃茲，當時都是二十幾歲的小伙子，他們被時任美國總統的里根在白宮接見，并被授予“總統發明獎”。

其實喬布斯和沃茲都是電子設計的民科。喬布斯和沃茲對電子發明的熱情和靈感，都來自一個民間電腦愛好者組織。美國大眾有一種社會風尚，那就是具有共同科技愛好的人自發組織起來，定期聚會交流思想。上個世紀70年代初，與斯坦福大學緊鄰的帕洛奧圖鎮，出現了一個純粹的自發民間組織“家庭計算機俱樂部”，它把該地區具有共同愛好的居民團聚在一起。他們每個周末在其中一家聚會，成員什么背景都有，有電子設計愛好者，有商店老板，也有家庭主婦。這個家庭計算機俱樂部對喬布斯和沃茲的創業生涯至為關鍵，他們的創造欲望、設計靈感、第一個買主都是來自這個民間科技俱樂部。這再一次證明有什么樣的群眾愛好，就會出現什么樣的大師。

（《羊城晚報》2016.4.16）