那些改變世界的民間科學家

石毓智

科學技術的發展讓全人類享有越來越便利、舒適的生活，而科技的突破往往在極少數“天才”的“腦洞”中出現，這一類“少數派”往往都是科學大家，然而其中也不乏一些讓人嘖嘖稱奇的“外行”。

疫苗的發現歸功于家庭婦女

我們用疫苗來對付各種傳染疾病，只有疫苗才能有效克制這些突發的健康殺手，那么你知道疫苗是誰發現的嗎？

在西歐國家黑暗的中世紀，曾出現過一種叫做黑死病的瘟疫，奪走了當時接近半數歐洲人的生命，那時候的人們面對該疾病猶如待宰的羔羊，不幸受染后只能在無望的祈禱中坐以待斃。而后來在更大范圍內流行的天花病毒，則讓無數人失去生命或因疤痕而毀容。

1712年，一位英國大使攜夫人前往土耳其，大使的夫人名叫瑪麗·蒙塔古，是一名全職家庭主婦。然而這次隨夫同行，卻讓這位主婦有了不一樣的發現。

蒙塔古夫人察覺到，在當時天花病席卷包括英國在內的大多數國家之時，土耳其卻幾乎沒人因這種病毒喪生。聰明的蒙塔古夫人經過仔細的觀察調研，發現土耳其有這樣一種習俗：人們對自己可能會患天花的親人，用一枚堅果殼盛著帶有天花細菌的液體，然后將一枚針頭在這些液體中浸一浸，扎進他們的靜脈，隨后這些被針扎過的人將發低燒，出現輕微麻疹，但在床上躺上兩三天恢復后，就不容易得天花了，這種預防措施出奇有效。

蒙塔古夫人回到英國，立即開始宣傳她的這一發現，然而并未引起人們的重視，因為在大家看來，蒙塔古夫人就一個只會做飯、干家務的婦人。然而蒙塔古夫人卻沒有就此打退堂鼓，而是繼續宣講她的發現。

終于，威爾士的一位貴族小姐被蒙塔古夫人的堅持不懈所感動，同意支持她的實驗。蒙塔古夫人從天花病人身上的水泡中抽取膿水，再注射到受試者身上，結果這些被注入致命細菌的人，患天花病的幾率遠低于其他人，就算患上此病，死亡率也不到其他人的三分之一。蒙塔古夫人應驗了她的發現，這種療法使普通人對天花病毒產生了抗體。

在經過英國外科醫生愛德華·詹納的進一步完善后，這種抗病疫苗技術開始被大規模用于兒童預防天花，從此人們終于不再談天花色變。假如沒有蒙塔古夫人這位“外行”的細心發現和創新精神，詹納醫生也就不知要到何時才能發掘出疫苗技術，人類或許還將被這種疾病折磨更久。

修道院的神父創立了遺傳科學

遺傳學，是研究生物的遺傳與變異的科學，也是研究基因的結構、功能及其變異、傳遞和表達規律的學科。科學和宗教本是水火不相容的兩個領域，但頗具戲劇性的是，遺傳學這門重要的生物科學，卻是一位修道院神父最先發現的。

奧地利布魯恩修道院的孟德爾神父平日里除了處理宗教事務，最大的愛好就是在修道院的菜園里種植豌豆。

孟德爾在某一次種植豌豆的過程中，別出心裁地將一種高植株豌豆和另一種矮植株豌豆雜交，從雜交后長出的新豌豆中篩選出高植株的種子，來年再次種下。神父發現，全部用雜交后的高植株豌豆種子種下后長出的豌豆中，居然有少數矮植株個體混雜其中，也就是說，矮植株豌豆的特征出現在了第二代豌豆里。

為了進一步驗證自己的發現，孟德爾神父又把黃色豌豆和綠色豌豆雜交，按上述方法種植，結果第一代長出的全是黃色豌豆，而第二代卻有少數綠色豌豆混雜其中，但并沒有出現除黃、綠之外的第三種顏色。

經過六年的不斷種植和觀察，神父摸索出了雜交豌豆的生長規律：在第二代雜交體身上，有四分之一的個體發生了變化，回歸第一代的特征，所以遺傳特征不會混雜，而是代代相傳。

從孟德爾的發現中，可推出普遍的遺傳規律，即生物“祖先”的生理特征可打包成“基因”，留在下一代身上。即便是某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。

在神父的啟發下，科學家又相繼發現了染色體、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。

普通散步者，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，各條河流間有七座小橋連接，附近居民常來這里散步休閑。這些居民中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？”盡管有很多人反復嘗試，但都無法做到不重復地一次走完七座橋。這究竟是邏輯上完全不可能，還是大家都沒找到正確的途徑？對此，當地居民百思不得其解。

1736年，時年29歲的歐拉來到哥尼斯堡旅游，聽說了這個問題后，他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”在邏輯上是完全不可能的。歐拉在解答這個居民所提問題的同時，開創了數學的兩個新分支——圖論與拓撲學，也由此開辟了數學史的新歷程。

“七橋問題”這件事說明，德國能涌現出歐拉、希爾伯特這些偉大的數學家，是與德國民眾的科學好奇心和邏輯思維分不開的。

專利局小職員提出相對論

相對論是關于時空和引力的基本理論，依據研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論，它推動物理學實現了質的飛躍，同時也沖擊著人類的世界觀。

然而，當你知道提出相對論的人，其實是一百多年前的一位民間科學家，是否會感到極度驚訝？不用懷疑，這是事實。

一百多年前的阿爾伯特·愛因斯坦是蘇黎世工程院的一名學生，畢業后的愛因斯坦到瑞士伯爾尼的一家專利局應聘，并成為了一名助理鑒定員。

當時的愛因斯坦，每天辛苦工作8個小時，只有在周末閑暇之余才能抽空研究自己感興趣的物理問題。他對科學空有一腔熱血，卻一沒資金，二沒設備，三沒時間搞科研，得不到相關機構和專家們的重視。

眼看就要在日復一日的繁重工作中沉淪的愛因斯坦，不知不覺已在專利局混跡了三年，25歲的他只是一個三級小職員。

殊不知，他在物理學方面最重要的貢獻，幾乎都是在這一年里做出的。這一年，愛因斯坦提出了革命性的光量子理論，間接證明原子的存在，解釋了著名的布朗運動。這一理論顛覆了經典物理學的時空概念，并提出了科學史上最著名的質能方程：E=mc2。

可以這樣說，假如愛因斯坦沒有這一年中利用業余時間做出的成就，他可能將在這個專利局一直工作下去，做一輩子的普通職員。

俗話說，千里馬常有，而伯樂不常有。愛因斯坦是幸運的，他的伯樂終究還是出現了，那就是當時歐洲理論物理學界的巨擘——普朗克。

在專利局工作的三年里，愛因斯坦先后撰寫了三篇論文，并投稿給《物理學紀事》這本刊物，負責對這本刊物進行審稿的就是科學家普朗克。普朗克并沒有因為投稿人是默默無聞的小職員，就認為這是一篇毫無專業水準的“民科”粉絲作品而直接丟棄到廢紙筐中。相反，他認真閱讀了這位“小粉絲”的論文。

具備高見的伯樂普朗克，連續在《物理學紀事》發表了小職員愛因斯坦的文章，同時專門開展演講，宣傳愛因斯坦的理論。

隨后，普朗克多次與愛因斯坦通過信件交流溝通，并親自前往專利局看望這位小職員。年輕的愛因斯坦受到極大鼓勵，有了十足信心投身于科學研究，為人類科學技術發展做出了偉大貢獻，并于1921年榮獲諾貝爾物理學獎，此后他名聲越來越大，載譽數不勝數。

可以說，愛因斯坦發現了相對論，而普朗克發現了愛因斯坦。

“民科”，全稱民間科學愛好者，又被稱為民間科學家。雖然專業的科學工作者多對“民科”持否定態度，然而一個社會的價值取向，往往在很大程度上影響著年輕人努力的方向，所以應該重視民眾對科學的熱情，鼓勵更多的人思考科學問題。