科學理論是人類發展的基石。無論是相對論如何改變了人們對現代物理學的看法,還是試圖解釋生命起源的進化論。然而,并非所有的理論都是成功的,有時候,即使它們一開始看起來似乎是正确的,但最終它們被證明是錯誤。
證明理論的正确性有時是非常困難的。因此,我們更應該對那些試圖幫助人類文明發展的偉大頭腦所取得的成就心懷敬意。話雖如此,看看那些最終被否定的理論也是有價值和有趣的。讓我們深入研究一些後來被否定的最著名的理論。
弗萊西曼-龐斯的核聚變
核聚變是一種在太陽等恒星中經常自然發生的反應。發生核聚變就要非常高的溫度和壓力,以克服正電荷核之間的斥力。如果有人能在常溫下觸發核聚變反應,那将是一項偉大的突破。
當斯坦利·龐斯(Stanley Pons)和馬丁·弗萊西曼(Martin Fleischmann)宣布他們在室溫下成功地完成了核聚變反應時,就出現了這樣一個理論(冷聚變)。他們的實驗基于這樣一個事實,即電解鹽溶液時使用重水可以實現核聚變。它将通過使氘原子以高密度的方式吸收到钯電極中,從而使它們的原子核融合。理論上,這将産生能量、中子和γ射線的輻射,證明已經發生了核聚變。
1989年3月是一個混亂的時期,因為這個發現讓科學界陷入了瘋狂。當時有多名科學家對該理論進行了測試,在接下來的幾周内,該理論的缺陷遭到了批評。當時許多著名的科學家對弗萊西曼和龐斯的理論寫了大量的評論,甚至稱他們是騙子。很快,人們又做了其他實驗,這些實驗實際上也否定了室溫下聚變的任何可能。雖然他們的理論失敗了,但它确實給核物理學界帶來了一個新的領域,該領域緻力于測試室溫下核聚變的優點。
以太假說
在愛因斯坦的相對論之前,光的概念與我們今天對它的理解有很大的不同。大多數人相信有一種東西叫以太,它是光傳播的載體。許多科學家提出了方程式來證明這一點,有些甚至試圖通過實驗來證明。
證明以太存在的最著名的例子是阿爾伯特·邁克爾遜和愛德華·莫利(Albert Michelson and Edward Morley)的實驗。他們兩人一起發明了一種叫做幹涉儀的設備。他們确信這将證實以太的存在,并證明光是如何在真空中以波的形式傳播的。然而,他們實驗的理論和結果卻截然不同。
從理論上講,以太的存在會導緻不同速度的光在不同的時間間隔擊中探測器。然而,當他們使用幹涉儀分離光束,并将其從不同角度反射到鏡子上時,他們沒有發現變化。無論他們怎麼調試,兩束光都同時到達探測器。後來,愛因斯坦通過他的相對論徹底證明了以太的不存在。
愛因斯坦的靜止宇宙觀
在完成相對論之後,愛因斯坦緻力于在宇宙中應用引力理論。為了這個目的,他必須創建一個遵循物理定律的方程式。
愛因斯坦認為宇宙是一個整體。然而,他假設宇宙是一個有限的空間,在時間上是靜止的。由于這個假設(愛因斯坦最大的錯誤),愛因斯坦不得不提出一個适用于有限宇宙的常數。他說,不用深入研究本質,宇宙常數隻是抵消引力影響的一種方法。
然而,很快,愛因斯坦不得不放棄他的靜止宇宙的觀點,随後也放棄了他的場方程中的宇宙常數。這主要是由于埃德溫·哈勃發現了星系紅移與其距離之間的關系。這一發現推翻了靜态宇宙的概念,愛因斯坦很快接受了這一觀點。哈勃的發現讓他的宇宙常數被假定為零,但在發現了一個加速膨脹的宇宙後,宇宙常數再次登上舞台。
膨脹或生長的地球理論
地球在膨脹的理論現在已成為僞科學。這個曾經被許多科學家接受的理論,現在已經完全被推翻了。在過去,由于我們掌握地質學的知識和數據有限,很難解釋地形的變化。
查爾斯·達爾文就是這樣一個人,他在觀察了南美洲的海灘之後,提出了地球在體積和質量上的大規模擴張的觀點。另一些人将膨脹歸因于宇宙中物質的不斷增加。
然而,在解釋了整個地球地質變化的闆塊構造理論被引入之後,地球不斷膨脹的理論就被推翻了。先進的儀器精确測量了地球的體積和面積,精确到毫米,證明地球沒有膨脹。事實上,過去的數據和分析證實,地球在過去的6億年裡沒有經曆過任何顯著的膨脹。
火神星的預測
據說,火神星曾在水星附近存在,并于1859年被烏爾班·勒維耶(Urbain Le Verrier)證實。從科學角度講,這顆行星在水星旁邊也是有道理的。其原因源于牛頓的萬有引力定律。如果你相信牛頓的理論,這在當時是很有可能的,你就會認為是其他行星引起了水星的進動。
這導緻了人們一度相信火神星的存在,對此幾乎沒有什麼懷疑。事實上,通過觀察天王星的進動,同樣的原理導緻了海王星的發現。維耶聲稱火神星的存在,并得到了其他人的支持,他們發誓在望遠鏡中看到了它,這讓我們确信太陽系裡有一顆新行星。
阿爾伯特·愛因斯坦再次登場,他即将證明自己的相對論。然而,為了證明他的理論準确且令人信服,他不得不證明火神星的不存在。這被認為是一個不可能的任務,因為火神的存在已經是公認的,并且被科學界所接受。然而,當愛因斯坦用廣義相對論正确地預測了水星的軌道時,他證明了我們必須以一種更深刻的方式看待引力。
通過否定火神星的存在,愛因斯坦不僅給自己的理論增加了可信度,而且向世界表明時空不是靜止的。隻有通過這個引力透鏡,水星的進動才能在附近沒有另一顆行星存在的情況下得到解釋。1919年5月29日的日食之後,這個新的解釋很快就被接受了。
生命自發生成理論
生命自發産生的理論已經存在了一千多年。關于“自然生成”這一觀點的最早記載可以追溯到亞裡士多德,當時他聲稱,隻要非生命物質中存在着生命的能量,生命就可以從虛無中出現。
亞裡士多德想說的是,生物可以從虛無中出現,前提是有一個環境可以容納它們。例如,洪水發生後,青蛙突然出現,或者魚在幹淨池塘裡迅速繁殖,這些都是自然發生的例子。這個理論甚至在整個18世紀都是被接受的。事實上,一些科學家也提出了實驗來證明這個理論。
1745年,約翰·李約瑟(John Needham)的實驗是為了檢驗自然生成理論而進行的衆多實驗之一。他取了一些動植物,将其浸泡在肉湯中,然後煮沸,希望能消滅所有微生物。之後,他将肉湯分離并密封在一個燒瓶中。當他後來觀察時,發現在肉湯中存在微生物,證實了自然發生的理論。然而,今天的科學家認為,這隻是因為他可能沒有徹底殺死所有微生物。
直到路易·巴斯德( Louis Pasteur )出現,這個理論才被徹底否定。1858年,巴斯德證明了空氣中的微生物是生命力量的來源,即使沒有動物/植物物質的引入。巴斯德的理論被他的實驗證實了,他不允許空氣中的粒子接觸到裝有肉湯的燒瓶。實驗結束時,在他燒瓶裡的肉湯裡沒有發現生命,他還因為反駁了自然生成理論而獲得了一項大獎。
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