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戏说宇宙(8)
送交者: 芨芨草 2019年08月28日19:19:26 于 [教育学术] 发送悄悄话

戏说宇宙()

 

做过科研的同学都知道,科研成果有一个必要条件,就是可重复性,或者说可验证性。

一个科研新成果不是发现者或者作者说是了就是了,还必须经过同行们用相同的方法做试验来验证试验结果是否与发表出来的结果相同。

也就是说,孤证不成立!

如果重复试验的结果不相同或者根本就没有结果,那就对不起了,这个新成果就是造假了。

刚到美国的时候,听一个朋友讲了这么一件事情。一个很有名的大学的大学校长是一个物理教授,他带的一个女博士生做出了一个在物理学界内多年没有人能做出来的、极受人关注的结果,那个结果在一个很有名的物理杂志上发表了。这个女博士生顺利毕业,并且进了一家很有名的大公司。这个事本来就完了,不过有几个物理研究室宣布他们重复不出那个女博士生的结果。物理教授让其他学生重复那个试验,也得不到那个结果。教授自己不做试验,不知道问题出在哪里,只好把已经毕业的学生召回来。那个女博士这次自己也做不出自己曾发表的结果。其结果就是大家一致认为这是造假行为。物理教授为此辞去了大学校长一职,女博士也声誉扫地。过了若干年后,女博士在另一个地方重复出了她在大学时的结果,不过已经人走茶凉,没有人再关心这事情了。

朋友没说是哪个大学,没说是哪个教授,也没说那个研究课题的名字。如果知道了,上网一查就都清楚了--不能说。

朋友是一个很认真的科研学者,我以为他不会人云亦云,应该知道了确凿事实才会如此说。

2014年日本的美女(小保方晴子其实就是一个普通女人的长相,不难看,不知为何只要是涉及女性,特别是年轻女性,媒体总说是美女,似乎不提美女就不足以抓住读者的眼球)研究员小保方晴子造假事件是我眼看着楼起楼落,应该假不了。

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小保方晴子

小保方晴子说她制造出了STAP细胞,并且把结果发表在Nature上了。

做科研的同学都知道Nature是一个不得了的科技杂志,影响因子现在大概是26,远高于其它的科技杂志。除了CellNature的影响因子应该是排第二了,略高于Science

一个中国科研学者如果在Nature上发表了一篇文章(article),或者只是一篇通信(letter),就可以理直气壮地回中国做一个大学教授,而且那个大学还唯恐欢迎不及。

日本科技界也曾为此欢呼雀跃,击掌而言:下一届诺贝尔化学奖非小保方莫属,并且高调自夸小保方晴子是日本的居里夫人--虽然那时小保方还没结婚。

小保方的文章发出来还没几天,就有了不和谐的声音,几个海外研究室都说重复不出来小保方的STAP细胞。

小保方义正词严地在记者会上说“STAP细胞是存在的”,而且信心满满地回到实验室要去再现STAP细胞。遗憾的是做了几十次实验也没再现出STAP细胞。

从此小保方就淡出人们的视野,也没有人再提STAP细胞了。

假的就是假的,伪装终会被剥去,只是来早与来迟的区别。

不过这个科技界不成条文的惯例在宇宙学领域里有点儿例外。

地球人观察到的宇宙现象有时很难再同样发生第二次,或即使再发生也很难再被观测到。所以孤证在宇宙学领域里是被默认的。

爱因斯坦1916年就预言了引力波的存在,但其后100年间没有发现引力波存在的证据。

2015年下半年,科技界突然大炒起爱因斯坦的引力波,说引力波的预言已经过了100年,现在应该是发现引力波存在的时候了。

科研能像烙大饼似的,时间到了,大饼就熟了,科研结果就出来了吗?

然后,2016211日,LIGO宣布人类历史上首次直接探测到引力波。

探测的细节就不说了,只是这个时间点太诡异了。

先把引力波炒热,让大家都知道有引力波这么个东西,还不厌其烦地向无知的愚民们解释引力波是个什么东西,然后就发现了引力波存在的证据。

而这个证据是LIGO用自己组装的设备自己发现、自己分析、自己宣布的,没有更多的证据来支持第一个证据,第一个证据就成立了!

这就是孤证!

LIGO并宣布,根据模型计算出这个引力波是因为两个黑洞合并而发出来的,并且算出了这两个黑洞的质量。

是真是假无法验证。

虽然其后LIGO说又发现了几次引力波,不过都是一家之言,是黑是白全随它自己说。

从时间上看,2015LIGO就发现了他们认为的引力波的证据,但是没有马上宣布,而是开始翻炒引力波的事情。待火候到了,再把他们自认的证据端出来,避免了给人们一个太突兀的印象,转而质疑他们的证据。

这可以算是公关学的一个成功范例吧!

多说一句,牛顿发现的万有引力的英文是GravitationGravity,爱因斯坦预言的引力波的英文是Gravitational wave,两者虽然差不多,貌似爱因斯坦是从牛顿那里引申过来的,描述引力的波动--“引力的波”,其实完全不相干。万有引力是物质之间的吸引力,是地球人认为的宇宙中存在的四种基本力之中的一种力,引力波是某些天体搅动宇宙空间而传播的空间振动,不是一种力。爱因斯坦应该创造一个新名词来描述引力波,偷了一个懒,容易让后人产生误解。

验证一个结论是否真实,有几种方法。

其一是用相同的方法验证是否能得到这个结论,得到,则为真,得不到,则为假。

其二是穷尽法,如果可用的验证方法有限,则把所有的方法都尝试一次,如果只有这种方法能得出这个结论,则结论为真。

其三是反证法,用某种方法来证明这个结论不成立。

宇宙学家比别的领域的科学家占便宜的一点是这几种验证方法都不适用于宇宙学领域。

就以引力波为例,地球人不能人为地让两个与LIGO宣布的相同质量的黑洞融合而发出引力波,然后发现测到的这个引力波与LIGO宣布的引力波是不一样的,从而宣布LIGO的结论是不成立的。

2016年发现引力波,2017年就为此拿到了诺贝尔物理学奖。

诺贝尔科技奖一般是颁发给经过时间检验确认无误的对科技发展有重大意义的发明、发现。所以当诺贝尔奖审查委员会想把某个科技奖发给某个科学家时,时常发现那个科学家已经过世了。

中国的科学家1970年代就发现了青蒿素,经过几十年的药物验证,2015年屠呦呦才拿到诺贝尔生理学或医学奖。

1948年科学家就在讨论宇宙背景辐射了。而在1964年发现了宇宙背景辐射,也要等十四年,到了1978年才为此授予诺贝尔物理学奖。

因为宇宙学的特殊性,发现一个宇宙现象后往往不能确认这个发现是否真实存在,所以可以由着宇宙学家们怎么说怎么有理。

爱因斯坦在相对论里提出了光速是一个定值,是运动速度的上限,宇宙中的物质的运动速度不能超过光速,这个速度是每秒约三十万公里。

为了解释宇宙膨胀,1998让•皮埃尔•伯蒂特提出了光速可变宇宙学理论,认为早期宇宙中的光速是现在宇宙中的光速的1060!爱因斯坦要在天堂里拍桌子了。

20世纪七、八十年代,人们普遍相信伽马射线暴是发生在银河系内的现象。然而,帕钦斯基在20世纪80年代中期提出伽马射线暴是位于宇宙学距离上,也就是说,伽马射线暴发生在银河系之外。然而在那时,人们已经被伽马射线暴是发生在银河系内的理论统治多年,所以对帕钦斯基的观点不屑一顾。

1991年,美国的“康普顿伽马射线天文台”发射升空,对伽马射线暴进行了全面系统的监视。几年观测下来,科学家发现伽马射线暴出现在天空的各个方向上,而这与银河系内天体的分布完全不一样。于是,人们开始认真看待帕钦斯基的伽马射线暴可能是银河系外的遥远天体的观点了。

1997年意大利发射了一颗高能天文卫星,能够快速而精确地测定出伽马射线暴的位置,从而地面上的光学望远镜和射电望远镜就可以对其进行后续观测。天文学家首先成功地发现了1997228日伽马射线暴的光学对应体,这种光学对应体被称之为伽马射线暴的“光学余辉”,接着看到了所对应的星系,这就充分证明了伽马射线暴是在宇宙学距离上的现象,从而为“伽马射线暴来自银河系以外的遥远天体”做出了结论。

帕钦斯基幸运的是后续的科学观察结果支持了他的论点,否则还在打得一塌糊涂呢。

天文学家认为,木星的核心是由固态岩石和弥散的氢气泡混合而成的奇异结构,不过天文学家无法解释这种核心是怎么形成的。

现在天文学家认为他们找到了一些线索。他们认为,在大约45亿年前太阳系形成的时候,这颗气态巨行星在一次正面碰撞中吸收了另一颗原行星(原行星是在原行星盘内大小如同月球尺度的胚胎行星,最终能逐渐形成真正的行星)。这个假说也许可以解释为什么木星的内核是如此的分散和支离破碎。

一群来自日本、中国、瑞士和美国的天文学家利用美国宇航局朱诺太空探测器的数据研究了木星的结构和组成,他们把研究结果发表在《自然》杂志上。他们对木星内核到底是怎么变得如此分散的其它可能解释进行了测试,比如高速风造成的逐渐侵蚀,或者木星内核从一开始就含有气体等。最终,这群科学家发现,撞击并吸收另一颗行星的假说不仅是一种貌似合理的解释,而且可能是最符合观测数据的解释。

注意,这个假说最符合观测结果。

至于这个假说是否为真则是另说的了。

已故的宇宙学大牛霍金说:“宇宙大爆炸之前什么都没有。”

没有方法去查验宇宙大爆炸之前是什么样子。

因为是霍金说的,所以应该认定为真。

没有人敢说霍金是在信口胡说,没有人有这个胆量挑战整个宇宙学界——还想不想在这个领域里混下去了!

霍金为宇宙学做了巨大贡献,但没有拿到过诺贝尔物理学奖,皆因他提出的观点都是不能被证实的。

2017年的诺贝尔物理学奖发给了证实引力波存在的LIGO。尽管只是一家之言,没有其它佐证,但好歹也算有个测试结果。霍金则连不能被确认的观测结果都没有。

日本的小保方晴子进错了门,她如果不是在同样的实验可以有众多人重复去做的化学界里混口饭吃,而是在宇宙学界里打酱油,则现在还能人五人六地出头露面。

迄今为止的物理模型各种各样、千奇百怪。

有些科学家琢磨出了弦理论,认为宇宙中的所有微观粒子、从而宇宙万物都是由一维的“能量线”--弦所组成的。

以前听过这么一句话:化学家眼中看到的都是分子,物理学家眼中看到的尽是原子。

在弦理论学者的眼中,在大街上走的行人都是一团不停颤动的线条!

东汉的张衡认为画家喜欢画一些非现实的东西,因为可以虚构和想象。他在汉顺帝阳嘉年间一篇上疏中写道:譬犹画工,恶图犬马而好作鬼魅,诚以事实难形,而虚伪不穷也。《后汉书·卷五十九·张衡列传第四十九》

马和狗都是常见之物,画错一点就会被其他人看出来,而世上从来没有人看到过鬼长得什么样,所以怎么画都不会有人提出疑议。

以前几个在草原上生活过的朋友把他们当年在草原上写的诗凑在一起,想出个诗集,让我帮他们画几幅奔马的插图。我没接。他们当年天天看马,马尾巴长着几根毛心里都明镜儿似的。让我这个只知道马长着四条腿的人给他们画奔马,有一点儿不对立马就能被看出来。咱又不是徐悲鸿,还是有自知之明的--不露这个怯。


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