科學(xué)史上的無(wú)心插柳

在科學(xué)史上,大家熟知的無(wú)心插柳是宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)。

1965年,美國(guó)工程師阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜為了改進(jìn)衛(wèi)星通訊,在新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室建立并使用高靈敏度的號(hào)角式接收天線系統(tǒng),可是實(shí)驗(yàn)不斷受到一個(gè)噪聲的干擾。為了除去這個(gè)噪聲,他們重新組裝了儀器,檢查了線路,察看了電線,撣掉了插座上的灰塵,可是沒(méi)有效果。他們爬進(jìn)拋物面天線,用管道膠布蓋住每一條接縫,每一顆鉚釘。他們甚至爬進(jìn)拋物面天線,小心翼翼地把鳥(niǎo)糞掃得干干凈凈,但依然無(wú)濟(jì)于事。

發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射的天線

當(dāng)他們被迫向普林斯頓大學(xué)的羅伯特·迪克求救時(shí),正在苦苦尋找宇宙微波背景輻射的迪克喜出望外。宇宙微波背景輻射,被認(rèn)為是"大爆炸"的"余燼",輻射能量相應(yīng)于2.7K溫度的這個(gè)“噪聲”的發(fā)現(xiàn),給了大爆炸理論以有力的支持。

1978年,阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜為此發(fā)現(xiàn)榮獲當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)大獎(jiǎng),而迪克卻無(wú)此殊榮。

地圖上等高線的發(fā)明也是無(wú)心插柳的結(jié)果。有了等高線,就可以直觀地在地圖上判讀出地表形態(tài)的一般狀況了。

故事源自牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中作出一個(gè)推測(cè):一根掛在大山附近的鉛錘線,會(huì)受到大山和地球引力質(zhì)量的影響,稍稍向著大山傾斜。這個(gè)推測(cè)很有意思,要是你精確測(cè)量那個(gè)偏差,計(jì)算大山的質(zhì)量,你可以算出萬(wàn)有引力常數(shù),同時(shí)還可以算出地球的質(zhì)量,繼而推算出太陽(yáng)系主要天體的質(zhì)量。

1774年夏天,英國(guó)天文學(xué)家馬斯基林在一個(gè)蘇格蘭峽谷中組織了一次測(cè)量。但是要從針對(duì)每個(gè)可能位置的數(shù)百次測(cè)量數(shù)據(jù)中得出那座大山的質(zhì)量,需要進(jìn)行大量而又枯燥的計(jì)算。承擔(dān)這項(xiàng)工作的是一位名叫查爾斯·赫頓的數(shù)學(xué)家。測(cè)量員們?cè)诘貓D上寫滿了幾十個(gè)數(shù)據(jù),每一個(gè)都表示山上或山邊某個(gè)位置的高度。這些數(shù)字真是又多又亂。但是,赫頓注意到,只要用鉛筆把高度相等的點(diǎn)連起來(lái),一切就顯得很有次序,馬上可以知道這座山的整體形狀和坡度。于是,他發(fā)明了等高線。

等高線

根據(jù)馬斯基林的測(cè)量結(jié)果,赫頓計(jì)算出地球的質(zhì)量為5×10^18千克,與地球真實(shí)的質(zhì)量5.98×10^24kg相去甚遠(yuǎn)。在此基礎(chǔ)上推算出的太陽(yáng)系里包括太陽(yáng)在內(nèi)的所有主要天體的質(zhì)量也就不會(huì)準(zhǔn)確了。所以說(shuō),這次不成功的實(shí)驗(yàn)最大的成果就是發(fā)明了等高線。

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