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(接上期)


五十九、细胞的发现者列文虎克
  前边我们已经介绍了牧师的儿子罗伯特.胡克。今天我们再看另一个虎克。有人立志做大官,有人立志赚大钱,这个人却立志做一件最特别的事:探索上帝所创造最小的生命。在外人看来,他只是一个裁缝师,兼法庭门外的看门员,一个女儿的父亲。
  这个没有受什么教育的男人,以二十年的岁日,发展出一种最独特的技术,用直径0.3公分的玻璃珠,磨成一个四百倍的放大镜。他成为人类历史上,第一个发现细胞、细菌、原生动物、精子、卵巢、红血球……的人。从此,世界的大人物不让这个小人物安静,俄国的皇帝、英国的女皇……纷纷来到他的裁缝店,来看他放大镜下一大堆蠕动的小生物。如今,全世界每一本生物课本都会提到他的名字与发现。但是有谁想到,当年他为什么没有用这高超的手艺去磨钻石、镶钻戒,来赚很多的钱,反而去磨制成科学界最独特的一颗眼睛--『放大镜』,然后在半夜里大叫道:『玛莉亚,来看,快来看……爸爸又看到雨滴里有小生命在游泳哩!』
  一六七三年,英国皇家科学院收到一封奇怪的信。这信开头提到荷兰的低地运河,又再列出一堆加、减、乘、除的运算,忽然又写到蜜蜂的针是长什么样子,话锋一转,又写到人如何深夜未眠又保持头脑清楚,接着又扯到狗毛与羊毛在放大镜下观察有什么差别。当这封信被人在皇家科学院朗诵时,很多人嗤之以鼻,以为是神经病所写的,有人捧腹大笑,以为是天方夜谭。但是在座的『化学之父』波义耳,『物理之父』牛顿,大科学家虎克等人却是一脸严肃,内行人知道这封信,提到人类从来未能仔细看到的东西。波义耳立刻回信:『请您寄一个放大镜来给我们看看』。
  不久有回信了,不是当时知识分子通用的拉丁文,而是荷兰文写的。信中内容又是一盘大杂碎,什么都有,就是没有放大镜。波义耳只好请虎克做一个放大镜。一六七九年,虎克做成第一部『复式显微镜』,并证实这个寄信者列文胡克(AntoinevanLeeuwenhoek)的观察正确。一六八O年,列文胡克被选为皇家科学院的会员。
  一六三二年十月二十四日,列文胡克生于荷兰的戴夫特(Deft)。大西洋来的海风,吹动着风车,穿梭在运河上的木船,几声的浪桨,淡淡地传到河边。列文胡克很小就被笑为叫『脑筋有点怪怪』的孩子,经常一人在运河边默默的散步。他的父亲是个酿酒商,在列文胡克小时就病逝了。不久母亲带着他改嫁。列文胡克十六岁时,继父也死了,他就被送到阿姆斯特丹学习裁缝。五年后出师,回到戴夫特,开了一家裁缝店,兼卖一些布料。他虽然有第一流的手艺,却经常心不在焉,与邻居、客人也很少来往,裁缝店的生意因此很冷清。一六六O年,他只好在戴夫特法院谋得『看门』一职,贴补家计。
  列文胡克在二十二岁时结婚,不久妻子就死了:他就再婚,生了几个孩子,大多夭折,只有一个女儿长大。列文胡克的一生,像是冬天由北海吹来的风,冰冷又阴霾。没有人知道这个沉默的男人,如何走过家庭的不幸与事业的不顺。只知道他在这段期间,用惊人的耐心,每天下班后,在家里制作高倍率的放大镜。他先用高温制出高透光性的玻璃珠,再把玻璃珠放在固定夹上,仔细地把玻璃珠磨成双凸镜。然后用这个双凸放大镜,看他周围的小东西。
  当时的裁缝是需要二倍至五倍的放大镜观看布料的品质,愈好的布料,线织密度会愈多。但是列文胡克的放大镜是四百倍的高倍数,他用这个放大镜来比较羊毛与路上拾来的狗毛结构的差别。他的行为实在怪异,人不可能用狗毛做布料,他干嘛比较狗毛与羊毛的不同?
  荷兰有世界一流的磨钻技术。列文胡克磨玻璃的技术起初是向磨钻石工人学的。奇怪的是,学了技术的列文胡克不是用来磨钻石,而是用来磨放大镜,以观看水中动来动去的原生动物。原生动物比钻石值钱吗?

  一六七三年,他向英国皇家科学院报告他的观察成果。等了七年他的发现才得到肯定。在这期间,列文胡克我行我素,继续观察周遭的一点一滴。他观测植物的表皮,发现表皮是一个一个细小的格子所组成的,就称这些格子为『细胞』(cell)。今天每个学生都能在课本上读到『细胞』,却很少人知道发现细胞的人,不是生物学者,而是一位裁缝师。他又观测人的肌肉,发现一条条细长型的细胞称『细胞』是组成生物体最基本的单位。列文胡克的观察,重新厘定了世人对于生物学的认识。一六八O年,他从鱼身上的血管中看到了血液的循环,印证了早期医学大师哈维(WilliamHarvey)的学说,解开了人类千年的谜团。

  列文胡克没有因为成名,就忘记自己在阴霾日子里所认定的标竿。安慰不是来自成功时的掌声,而是对准他写下的:『我的一生是在放大镜下,从事一场又一场神圣的探索,打开一盒又一盒奇妙的礼物。』一七O二年,他在雨滴中发现了『细菌』的存在,就写信告诉皇家科学院:『我长期观测雨滴中的小生物。起初我在水中看不到什么,而后三、四天就看到各种型态的小生物,有的呈线状丝体,有的呈不规则的斑点,这些小生物不是自己产生的,而是由繁殖产生的,只有生命才能产生生命,无生命不能产生生命,因此「自然发生说」(spontaneousgeneration)是不正确的。』『生命不会自然发生,只有上帝才能使物质产生生命。我看到这些小生物,是看到上帝创造的美意。』不久,他又在水中发现原生动物『轮虫』(Rotifer)。列文胡克是历史上第一个发现细菌与原生动物的人,这已使他能够名垂千古了。他以精确的微生物实验,证明『自然发生说』的错误。

  不久,列文胡克采集戴夫特运河中的牡蛎观察,发现牡蛎的卵非常的多,但是有许多卵是被水中的细菌吃掉的。他写道:『有些细菌能够活下去,是靠别的生命牺牲。当这些细菌有东西可以吃时就迅速繁殖,没有牡蛎的卵可以吃时就大量的死亡。无论是吃或被吃,生命的存在是一场残酷的事。我无法明白,慈爱的上帝怎么会容许这些生命不断地在生死中竞食?但是我又仔细地观察,细菌再怎么增多,也不能杀尽牡蛎,只要有一只牡蛎排卵,就可以让整条渠道充满了牡蛎。渠道的空间有限,太多牡蛎也无法生存下去,牡蛎与细菌之间维持着巧妙的平衡。啊!这是上帝的智慧!』
  一七一七年,列文胡克已经八十五岁了。他的朋友劝他不要再那么用功,人生应该要放轻松一点,他回答道:『秋天成熟的果子,可以保存得最久。』他把八十五岁看成人生四季的秋天而已。他到九十岁时,还继续把研究成果寄给皇家科学院。他一生总共寄了三百五十封研究成果的信。他晚年时仍提到:『到现在,拿着放大镜看四、五个小时,我的手仍不会抖,眼仍不会酸。』
  一七二三年八月二十六日,这个老人的冬天才来到。列文胡克是一个不务正业的裁缝师,却是人类历史上对生命科学贡献最大的裁缝师。日后数算不尽的人,将因他发现『细菌』与『原生动物』而受惠。
六十、医学大师巴金森
巴金森氏病又叫震颤麻痹综合症是许多人都熟悉的疾病名称,这个名称来自最早研究它的医生巴金森。巴金森还是痛风,狂犬病,等疾病发病机理的发现者以及急救法,传染病隔离法,药剂师法等医学法规的创立推动者。但很少有人知道这个叫做巴金森的医生更是虔诚的基督徒,伦敦贫民区的社会改革者,神经系统与精神障碍医学的开创人,一所一千五百个儿童的主日学校长,奉献五十年给穷人、流氓、疯子的医生。还是全世界第一个鉴定恐龙化石的考古学家。他的医学成就来自对于贫穷者和病人深切的同情,而着深切的同情来自那个背负十字架的榜样『扶起压伤的芦苇,挑旺将残的灯火,是我一生最大的喜悦与成就。』

  巴金森(JamesParkinson),一七五五年四月十一日生于伦敦北方的小城霍斯顿(Hoxton)。他的父亲是一个医生。小时候,父母亲给他一个充分的学习环境,去学各样他想学的。
  巴金森十八岁时,就在父亲的医院当学徒。两年后,进入伦敦医学院。一七七四年,伦敦成立『皇家人道协会』(RoyalHumanSociety),让有志从医的年轻人接受溺水救生训练。巴金森在一七七七年加入这协会,担任溺水救援义工,并一方面在父亲的医院担任驻院医生。一七八一年,他与戴莉(MaryDale)小姐结婚。
  一七八四年,巴金森以两年的时间到『外科医学之父』罕特尔(JohnHunter)家中上课,并且以速记写下完整的上课讲义,后来还出版成书。罕特尔曾对医生说过:『成为医生是一生的学习,因为人们把健康与生命交在我们的手中。』
  一七八九年,巴金森发表第一篇研究《被雷袭的一些影响》(SomeAccountoftheEffectsofLightening)。在这篇研究报告里,他抽丝剥茧的描述人被雷打到,在身体上所留下的可怕症状。当时路人皆以为那被雷打到的人已经死了,或在旁议论纷纷:这人做了什么坏事竟被上天这么处罚?巴金森则为他治疗,再用潮湿的布盖着他。那人睡了一觉后,逐渐好转。

  而后他又发表『牙关紧密症』(Trismus)、『盲肠炎』、『狂犬症』里出现的怕水行为、『痛风』的原因与治疗、『斑疹症』的传染等重要的发现。这些病症都是他在霍斯顿镇行医时的发现。巴金森写道:『医学治疗要成为一件值得信赖的工作,必须建立在精确的知识上。能够区分哪些是疾病的第一症状,哪些是连带产生的第二症状』。就像在痛风(Gout)的研究上,他写道:『痛风不会致命,但是会降低生存的品质。痛风的痛,可以使人终生难忘。手、脚、关节的逐渐肿大,使人痛到在地上打滚。传统的治疗是用湿布覆盖关节的冷疗法,但是冷疗一停,痛风又起……我认为痛风是人体内有某种化学物质,沉淀在患者肢体末端的骨头关节所致,经过我对病理的研究,发现这是一种尿酸(uricacid)结晶盐。很多人认为痛风是有钱人的专利,但是我看许多穷人也得痛风,因此得痛风与钱无关,而是与饮食有关。得痛风的人大多爱喝酒、好吃肉。因此避免宴饮,吃一些微碱性的碳酸氢纳(sodiumbicarbonate),就可以治愈痛风。』这是痛风治疗上不得了的贡献,更重要的是,巴金森把疾病与病症区分开来。他用病症去判断疾病,他对付疾病,而非病症。疾病解决了,病症自然消除。
  一八一四年,英国流行高死亡率的斑疹伤寒(TyphusFever),那是一种被跳蚤咬到所得的立克次体感染,患病者呈现头痛、高烧、四肢出现斑疹、神经失常性的妄语。感染是一条街、一条街的散布出去。巴金森就大声呼吁:『必须建立病人隔绝区,否则医院会成为传染病散布的来源。』他也实施疫区隔离,因为;隔绝传染病是降低死亡率的最好方法』。后来各大城仍有斑疹伤寒传出之时,巴金森所在的霍斯顿已无病情。这导致后来英国议院订定『传染病隔离法』,并为世界所仿效;一八一五年,巴金森推动使药剂师应该具有合法地位的医学执照,并且遏止密医的流行:这是著名的『药剂师法』。一八一七年,他担任全国药剂师公会主席。
  巴金森长期关心精神病患,他甚至把家搬到精神病医院的附近。这所医院叫『圣洁之屋』(HolyHouse),设有一百一十八个床位的免费精神病医院,由他所参加的圣利奥教会(St.Leonard\\\''sChurch)支持。当时的人对精神病人有许多误解,巴金森却认为:『精神病患是一群脑部出问题的不幸者。但是他们仍是人,仍是有生命的个体,因此必须给予医治。』巴金森以三十年的时间与精神病患接触,研究精神病的鉴定,他坚信『精神的异常、失常与反常,是可以用医学知识区分的。因此,医生可以成为精神病的鉴定把关者。而非一个人有异常行为,就把他抓起来关着。』
  当时有一个士兵名叫戴维斯(GeorgeDavis),他有经常性逃营的倾向,每次被抓回夫,总是被一阵毒打。但是他还是逃,军方决定给他关长期禁闭。戴维斯的母亲向军方哭诉:『孩子当兵常被欺侮,他是疯了,不是逃兵。』军方不予反应。巴金森出来力持公道,他认为这士兵精神失常,该在精神病院治疗,而非关闭在禁闭室内。
  一八一一年,一个有钱的地主,被他的朋友抓到精神病院,因为『他把房子、土地都变卖,分给替他工作的工人』,这人过去是出名的吝啬,不该有这种行为。巴金森问他:『你为什么要把钱分给工人?』他说:『喔!因为有一天我想到他们努力工作,所得的钱却比我少,于是我把钱分给他们。我周围的地主都认为我作了坏榜样。』『但是,你有没有想到,这将会给你带来破产?』『没错!那是我的问题,但总比看穷人挨饿更好。』『但是送你来的人说,你还要去各处旅行?』『是的,人不是有各处旅行的权利吗?我可以一边替人打工,一边旅行。』『是什么样的动机使你这样做?』那个地王安静一会儿,再说道:『一天,我想到:我过去的行为是不是不蒙上帝的喜悦?我祷告了很久,也没有听到上帝的回应。后来我想到一个方法,我折了一张小纸片放在窗框上,如果纸片吹到窗外,就证明我过去的行为是错的,如果吹进屋子,则代表上帝接受我的行为。』『结果呢?』『隔了一夜,我去看窗框的纸片,仍在那里。看来,上帝仍是要我自己作判断。我决定我该变卖所有,救济穷人。』巴金森签下:『这人精神正常,不该进入精神病院。』立刻送他出院。

  一八O七年,娟崔里女士(Mrs.MaryDraintree)案却深深地伤害巴金森医生。娟崔里的先夫死时,把大部分的财产分给儿女,只有少部分留给她,她就表现出怪异的举止:一直喃喃自语、脾气暴躁、穿着衣衫不整。她被送来时,巴金森用突发的方式询问她的反应,发现她反应正常,送她出院。三年后娟崔里以残忍的方式,殴打儿女。娟崔里被抓时,反控告巴金森:『我是精神病患,是巴金森不准我入院的。』这件事立刻引起轩然大波,报社、大学都攻击巴金森,巴金森还被法院控诉。巴金森在法庭说道:『精神病并不可怕,正常人的心理诡诈才可怕。我知道她的举止在公众场合很怪异,但是在私底下,她的言语、谈吐却很正常。人心的诡诈,可以把犯罪行为归给精神病。我以一个诚实的医生作证:她是正常的人,她该为自己的行为负责。』巴金森坚持很重要的一点:『判断一个人是否为精神病罪犯,不是法官的权责,而是精神病医生的权责。』这个判例,成为后来世界各国在精神症犯罪学上监定的依据。
  巴金森在一八一七年所发表的《震颤麻痹之随笔》(AnEssayontheShakingPalsy),是医学界的经典之作。一个健康的人,无法想像当人体的神经无法控制肌肉时会怎么样。我们平日视为本来就该这样的动作,如:走路时的手脚平衡、写字时的手肌肉用力、大小便时的膀胱肌用力、讲话时的面部表情……会一一消失。巴金森把这种病区分出来,认为这是神经系统的病变。如今的神经医学已知『巴金森症是神经系统的退化,使人手指颤抖、四肢僵硬、走路变形、眼球不动如戴假面具(又称为假面具症),是来自脑神经中巴多胺的缺乏所致』,但这要感谢巴金森在神经医学上跨出的第一步。
  巴金森逝世于一八二四年十二月二十一日。他曾写道
:『很多人误以为医学知识已经成为救人的惟一途径,手术工具是拯救人生命的惟一用品,以致医生成为垄断知识的职业。结果是保障医生酬劳费的呼声比病人受苦的呼声更高,一大堆唬人的装备,把人当东西来对待!金钱不该是医生的价值指标,医生对病人的尊重,是最基本的医德。医学的突破,仍建立在医生视每个求诊病人,都是他更了解病情与治疗的学习。我深深难过的是,这种医生愈来愈少了。医生不是服务业,而是一份得胜的工作。』

六十一、沙加迪夫(星际战争的最高机密电浆物理学家)
公元一九四一年的初夏,「轰」地一声重炮,希特勒的坦克军团,跨越苏俄边界,苏联红军一时间被打得狼狈而逃。『爸爸,他们要去哪里?』十岁的沙加迪夫在火车站旁问着父亲,『这些伤兵,要送到后方去。』父亲看着躺满车厢的红军说。『他们会死吗?』小孩天真地问道。『我不知道。』父亲的口气有一点紧张了。『他们如果死了,会去哪里呢?』小孩继续问道。『嘘,不要再问了!』父亲紧张地握住他的手。『课本上说没有神,只有列宁、马克思,他们会到列宁那里去吗?』父亲立刻把沙加迪夫带走。沙加迪夫不知道父亲以前曾被拘禁过,他更没有想到,他长大后会成为被严格看管的人,连他的厕所里,都有秘密警察站岗,因为他担任的职务是苏俄太空研究署的暑长、火星探险计划的负责人、高能物理研究所所长、星际战争的核心设计者,但是他写道:『当一个人开始会问「人死后往哪里去?」,从那一天起,他已经不可能成为无神论的信徒了。』
  打开苏俄的地图,是找不到『莫斯科中心300号』这个地方的,它隐藏在一大片黑森林中,一个巨高围墙内的世界。围墙上盘满着通着高压电的铁网,四处挂着监视的电眼,到处是带著狼犬、荷枪实弹的卫兵。围墙内小河交错,沙丘处处,在一个河沙陇上之处,还座落着一座古老的修道院。这里是苏俄最秘密的军事基地。集中了一批科学家,在此进行了一个代号『阿萨姆斯(Arzamas)16』的计划,制造了人类历史上最具毁灭性的武器『氢弹』。
  『阿萨姆斯16』计划的主持人是沙卡洛夫(AndreiDmitriyevichSkharov)。一九五三年氢弹试爆成功,苏维埃克里姆林宫的政治分子高兴万分,送给沙卡洛夫『列宁金质奖章』,他成为无产阶级的英雄。但是沙卡洛夫看到氢弹爆炸的威力后,反而成为一个反核分子,他被流放,后来获得诺贝尔和平奖。当年,沙卡洛夫有一个年轻的助手,大学才刚毕业,就成功地制造氢弹投掷器,这人就是后来星际战争计划的主持人沙加迪夫(RoaldZ.Sagdeev)。

  一九三二年十二月,沙加迪夫生于苏俄的首都莫斯科。他的父亲是莫斯科大学的数学博士,还曾获得摔跤比赛的冠军;母亲却是一个来自乡下,安静、顾家的人。父亲年轻时,曾参加过反抗斯大林的地下组织,后来被捕,在思想改造营待过,出狱后时刻生活在惧怕之中,因为只要不慎讲错一句话,所拥有的妻子、孩子、工作,就会立刻被剥夺,沙加迪夫后来写道:『政治不能超过一切,当政治被过度地强调,人就会成为政治底下的牺牲品。』
  父母亲的恐惧,使得沙加迪夫从小就活在一种不安定的阴影中,好像有一颗定时炸弹,如影随形地跟着。沙加迪夫从小就接受无神论的教育,沙加迪夫写着:『从小学一年级开始,我们就必须接受马克思主义的洗礼,熟记共产主义的信条,整个国家到处挂着列宁、马克斯「人定胜天」、「无产阶级胜利」之类的标语。国家领袖说「上帝是落后的遗毒」,课本上说「没有上帝」,老师说「信上帝的是反革命,是人民公敌」,宣传媒体也说「人是没有灵魂的、科学能够回答一切的问题」……但是这里的每一个人都活在死亡的恐惧里。无神论者的悲哀,是无法逃避自己对死亡的恐惧。』
  一九四八年沙加迪夫加入『共产主义青年团』。他在中学时曾以优异的数学和多次的西洋棋比赛冠军,受到师长与政委的注意,不久就升任当地共产主义青年团的书记。但是沙加迪夫在高中时代就拒绝担任学校青年团的总书记,他私下写道:『我不愿意太早就落入被人捏塑好的模型去成长。』高中毕业后,他以杰出的成绩进入当时有『共产科学殿室』之称的莫斯科大学物理系,在这里他遇到影响他一生的老师,苏俄最厉害的物理天才蓝道(LevLandau)。
  蓝道在一九六二年以液化氦气获得诺贝尔物理奖。二十世纪的理论物理学家,很少人能与蓝道的思索能力匹敌。他为人单纯,生活简洁,不摆架子,他不讲马克思主义,以致有『苏俄物理精华』之称的蓝道始终拿不到莫斯科大学终身教授的任用权,但这无损于蓝道的杰出。他的物理课,就是与学生辩论。蓝道说:『如果你要成为理论物理学家,数学必须成为你的语言。』学生反驳:『为什么呢?大部分的物理都有数学公式代,记公式就可以啦!』蓝道说:『用公式算?你是会计师?还是学物理的人?』
  能够成为蓝道指导的研究生,是当时物理系学生的梦想。因为蓝道对他的学生,不仅提供一流的研究指导,他还会尽其所能地照顾他的学生。要成为蓝道的研究生非常简单,只需要回答蓝道十个题目中的五题就可以了。每一个学生被问的题目都不同,但是回答的时间没有限制,地点没有限制,高兴参考什么课本、讲义、考古题……都可以。
  结果在蓝道死前二十五年的期间,能够通过他五题最低要求门槛的学生,只有四十一个。沙加迪夫通过九题,后来取得理论物理博士。
  一九六一年蓝道在一次严重的车祸中脑部受伤,使得他的思考能力大受影响。一九六八年蓝道病逝,他死前嘱咐他的学生:『生命是短暂的,不要做一些你一生不能完成的事情。人活着不是只为了完成伟大的发现,否则你会成为自己野心下的牺牲品。』蓝道的四十一个学生都是聪明的人,后来也都成为著名的科学家,但是蓝道警告他们,天才虽然在这个世界找不到对手,但是天才的骄傲与野心就是自己最大的敌人。
  一九五六年沙加迪夫毕业后加入氢弹的制造行列,当氢弹试爆时,这一群科学家反成为被惊吓的人,因为氢弹的威力如此强大,足够毁灭人类,这一批科学家反而成为苏俄最激烈反核子武器的一群人。后来一些科学家流亡到国外,推动国际限制核武的发展,有一些则跻身到苏俄总理戈巴契夫(MilkhalGorbachev)核心决策群,后来还成为苏俄瓦解的重要触媒,使二十世纪不可一世,管辖几亿人口的苏维埃政权崩毁于一旦。
  一九五九年沙加迪夫进入『莫斯科能量研究所』(MoscowEnergyInstitute),从事研究一种比核子弹更厉害的武器,就是由热电浆(plasmas)发射出来的高能光束,可以将飞弹摧毁,并且能将引导飞弹来袭的导航卫星摧毁,这是近代战争中最尖端的武器。
  『电浆』是来自一个几近真空的管子,用强力的磁场使管子内的气体分子快速连续碰撞,所释放出巨大的能量。在沙加迪夫的主导下,一九六六年已经制造出一千万度的热电浆,这种武器使得苏俄无所畏惧地与中国共产党交恶,并在一九六八年肆无忌惮地入侵捷克。为此沙加迪夫获得苏联最高荣誉的列宁金质奖章,并在一九七一年担任『高温研究所』(InstituteOfHighTemperature)所长。一九七三年又升任『太空研究中心』(SpaceResearchInstitute)的负责人。
  当时的沙加迪夫是让东西方政治人物最心惊胆跳的人物,他拥有热电浆武器与发射太空船的技术,如果他把热电浆发射器架设在外太空船上,全世界所有的国家都要臣服在他的星际武器下。这样一个危险人物,如果心偏于邪,故意按错了一个按钮,这个世界就不堪设想了。

  奇妙的是,沙加迪夫写道:『当科学家听命于政治人物时,也许他能看清别人的脸色,但是他已看不清自己。』他又写道:『二十世纪科学的最大悲剧是,科学成为政治的附庸。于是人类沦为被关在科学兽栏内的禁兽?』沙加迪夫逐渐走向上帝,他写道:『当近代的科学家宣称,科学已经不需要建立在上帝存在的基础上,结果是科学走向邪恶……成为一个科学家,必须有勇气去面对真实,必须深刻的反省我们的研究,已经给下一代的人类制造太重的担子,是我们这一代的人所背不起的。』
  一九七八年戈巴契夫逐渐掌权,沙加迪夫成为戈巴契夫智囊团的核心人物。一九八二年美国与苏俄召开限制「杀手卫星」(AntisatelliteWeapons)会议,沙加迪夫是苏俄的首席代表。一九八五年沙加迪夫呼吁大量删减国防预算,得罪克里姆林宫的共产党分子.但是在他的支持下,美国与苏俄的外太空人合作,一起建立外太空站。

  一九八六年苏俄车诺比(Chernobyl)核子发电厂内一个技术员按错一个钮,发生了意外,反应炉心熔解,辐射线大量外泄,五十多人立刻死亡。克里姆林宫要封杀这新闻,但沙加迪夫力陈把这核子危机告诉大众,并且迅速迁移大量人口,远离灾区。
  一九九O年戈巴契夫倒台,叶尔辛(BorisYeltSin)继续推动民主化运动与核武限制。但是沙加迪夫已经厌倦在共产国家权力核心中打滚,他移居到美国,继续从事外太空探测工作。一九九四年沙加迪夫在他所著的自传《一位苏俄科学家的形成》(TheMakingofASovietScientist)最末了中写道:『愿上帝帮助年轻的科学家们坚毅、诚实,如同过去它恩待那些杰出的科学家,如蓝道等人,能够持守真理的火炬继续向前。』

六十二、罗勃.戈达德(Robert H. Goddard)(1882-1945年)——凌宵七万里/太空火箭之父
生于一八八二年十月五日,美国麻萨诸塞州(Massachusetts)的小城乌斯特(Worcester),自曾祖父三代都以机械制造为业,喜爱机械的遗传似乎也传到了戈达德身上,他的父母都很疼爱他,因为他是独生子,而且天生体弱多病,医生甚至宣称他活不久,然而他父母都是虔诚的基督徒,认为能拥有孩子一天,就是神给他们的祝福了,戈达德也是歌唱好快,从小就在乡下教会里的诗班唱歌。
这所教会有个传统,每年都会举办一次射箭比赛,参加的人可以使用各种方法或工具,丢的也好,扔的也好,抛的也行,能够将箭射得最高、最远,就是赢家。戈达德为此想出了一个妙方法,一起与另外两位教会的主内弟兄海恩斯(Haynes)与杨格(Young)合作,用金属铝做气球,使其重量可不受风的影响,又可以轻得飞上去,前后费了三个星期左右,他们成功了,也在教会的比赛中得到冠军。于是,他又开始计划要将这样的成就运用到科技上。
他毕业于克拉克(Clark)大学,后来又回来担任物理学教授,一九一六年,他到各处宣讲高压混合的气体──氧离子汽油,可以放射火箭到外层空间去,然而政府、厂家、大学都不愿支持,理由是成本过于昂贵,直到一九一七年某一天,他从教会祷告聚会出来时,他父亲才来告诉他一个好消息,那就是史密森学会(Smithsonian Ianstitution)决定资助他的计划,一年是美金五千元,尽管如此,挫折仍然不断,他和另外两位弟兄始终不成功,不但把储蓄用光了,到了后来,甚至连唯一的老爷车也被炸掉了。健康不佳的戈达德,本来并没有结婚的打算,直到以斯帖的出现为止,以斯帖是一个喜爱摄影的女孩子,摄影和太空科技表面看来好像没有什么关系,然而这项技术后来却成为了人造卫星、航天飞机上的必备装置。而以斯帖的出现,也为丧母的戈达德注入了一股强心剂。
一九三五年五月,在新墨西哥州的沙漠,戈达德的火箭已能飞上七千五百呎,时速七百哩,是人类第一次超越音速的表现,也让世人逐渐知道火箭的威力。戈达德并没有机会看到人类上月球,他死于一九四八年八月十日,但他却因为教会的例行活动,又凭着母亲、妻子、友人等虔诚基督徒的支持,而将二十世纪射向了太空时代,被尊称为火箭之父。
六十三、韦斯高夫(核能工程学大师)
  一九四二年,当德国纳粹的重型坦克横扫欧洲时,有一些物理学家,包括来自意大利的费米(一九三八年诺贝尔物理奖得主),来自德国的富兰克(JamesFrank,一九二三年诺贝尔物理奖得主),爱因斯坦(一九O五年诺贝尔物理奖得主),来自奥地利的韦斯高夫(VictorWeisshopf)等,先后逃到美国,他们深怕希特勒会制造出第一颗原子弹,在美国艾森豪(DwightEisenhower)总统的支持下,全力抢制原子弹。
强风,吹在罗斯阿摩斯(LosAlamos)的沙漠里,砂子,吹在韦斯高夫的脸上。他知道在这片无人的旷野,不久就要试爆第一颗原子弹,他的责任是计算原子弹爆炸影响范围有多大。在制造原子弹的团队里,感觉敏锐的他,常常想像到原子弹爆炸时,成千上万个生命将在一瞬之间全部化为灰烬。他写道:『在曼哈顿计划里的每一个人都知道,我们是在制造死亡,为此我们希望任务失败。但是为了打败德国,我们希望任务成功。我们是活在恐惧与彷徨中。』韦斯高夫在沙漠中,看到了一所小教堂,是早期这里的原住民留下来的。韦斯高夫进到教室,看到教室的墙壁上悬挂著十字架,一个曾经不相信上帝的人,在这时候向上帝祷告了。  
韦斯高夫一九O八年九月十九日,生于奥地利的音乐之都维也纳。他的父亲是律师,母亲来自一个富有的银行世家,他从小就接受奥地利最好的教育。一九二六年,韦斯高夫进入维也纳大学,开始喜欢物理。当时自由恋爱的风气正在大学校园中盛行,别人问他女朋友姓什么?韦斯高夫回答:『我的女朋友姓C,她就是Centrifugalforce(离心力)』。除了物理之外,韦斯高夫也喜欢政治,他认为『只有社会主义才是被剥削者的朋友』,于是他逐渐成了共产党人。 
一九二O年代,纳粹的势力逐渐抬头。德国、奥地利各大城市不断有纳粹学生大游行。韦斯高夫却认为共产主义才是正义之声,他加入街头示威,与纳粹分子打架,并且为共产党编写战斗歌曲,且多次被警察追捕,他也曾前往莫斯科朝圣。在韦斯高夫的心目中,无神论的社会主义才是天堂。 
 一九二八年从莫斯科回来后,韦斯高夫前往德国的哥庭根(Goottmgen),念理论物理。韦斯高夫在念博士时,著名的物理学家雷米里(AbbeLemmtre)来哥丁堡大学演讲,雷米里最著名的研究是以同位素的衰变时间,计算出地球的年龄约有四点五亿年,并成为后来地质科学课本采用的数据(有争议)。

当时有入人问雷米里教授:『那你相信圣经吗?』  

雷米里坚定的回答:『是的!我相信圣经。』  

『但是圣经里的历史不过五千八百年,与你提出地球年代有四点五亿年,不是相互矛盾吗?』  

雷米里答道:『完全没有矛盾!』  

此话一出,底下群众哗然,大叫『怎么会没有矛盾呢?』雷米里冷静地答道:『谁说上帝不能以一个已经老旧的世界为材料,去重新创造这一个世界?谁能命令上帝不能用含有化石的石头去创造?上帝为什么一定要用新材料去创造?难道上帝不能用旧材料去创造新世界?』  

全校师生一时鸦雀无声,大家没想到提出地球有四点五亿年的大科学家,竟然相信人类的新世界只有五千八百年!  又有人问道,『如果你相信人类世界只有五千八百年的历史,你又为何要去研究地球的年龄?』  雷米里答道:『我要去确认,上帝到底有没有把时间搞错,结果我发现:上帝不仅没有弄错时间,而且故意放了一个绊脚石在这里,让自以为聪明的人在这里跌一个大跤!』雷米里的演讲,给韦斯高夫留下很深的印象。
韦斯高夫在一九三一年取得物理博士,到丹麦哥本哈根与波尔(NielsBohr,一九二二年诺贝尔物理奖得主)教授研究原子反应,隔年他与芭蕾舞蹈家崔莉(ElleTrede)小姐结婚。一九三六年他与妻子再次到苏联,看到当政治人物权力大到一个地步,人的基本尊严都被抹杀了,在这里每一个人都活在可能要被关到集中营的阴影中,他写到:『共产主义本来是为了削去马铃薯上的病斑,结果把马铃薯的肉也都去光了。』从此韦斯高夫脱离共产主义,当时的纳粹已渐席卷欧洲。一九三七年韦斯高夫到美国,任教于罗契斯特大学(RochesterUniversity)。一九四二年在美国政府秘密特令下,他加入原子弹的制造小组。  一九四五年四月原子弹还没造好,盟军已经攻进柏林,德国纳粹投降。这时曼哈顿原子弹制造小组起了很激烈的争论,『既然德国已经投降,要不要继续制造原子弹?』结果是制造下去,因为这一批科学家已对制造原子弹深深着迷,怎能在这时罢手?何况日本还没有投降,光是在琉璜岛浴血战,美军就死了一万多人,那以后还要死多少人?一九四五年八月六日,第一颗原子弹在日本广岛爆炸,瞬间有六万日本人丧失生命,同年八月九日,长崎上空又投下一颗原子弹,三万九千人立即死亡。隔天,日本天皇宣布投降。 
当自由世界在欢庆胜利时,原子弹制造小组却垂头丧气,韦斯高夫写道:『投第一颗原子弹是要免除更多的杀戮,但是投第二颗原子弹,纯粹是为了报复,这是罪!』战后,韦斯高夫到麻省理工学院担任核子科学系数授。一九五一年,比原子弹更具杀伤力的氢弹也制造成功。韦斯高夫决心推动美苏限制核武的高峰会议。一九**年,美苏双方终于可以对坐交谈,韦斯高夫这时担任美国的谈判代表,双方议定在任何战争中都不得使用核子武器。以后二十年,韦斯高夫一直担任国际限武高峰会的推动者。 
韦斯高夫晚年更沉浸在音乐的美当中,他写道
:『音乐是最接近上帝的地方,在巴哈的马太受难曲里,我的心深深地震撼,只有从上帝来的启示,才能产生这样的音符。我在原子弹大爆炸里,看到上帝的审判。我在马太受难曲里,感受到耶稣的复活。』

六十四、吉布斯(热力学大师)
吉布斯一生遭遇许多悲惨的打击,却因着对耶稣基督的信仰,与对数学物理法则认知的热忱,给人类带来杰出的贡献。你如果在课本里读过吉布斯自由能(GibbsFreeEnergy),这就是他。


  『不知道你有没有想过这个问题,』吉布斯(JosiahWillardGibbs)教授站在『数学物理』的教室里,对整间耶鲁大学的高材生问道。

  学生们都坐直身体,拿出纸笔,准备全力应付这门号称是『耶鲁大学最深奥』的一门课。大家心想这个问题一定会把黑板整个塞满数学符号,让大家抄得两手发酸。

满发灰白,一脸皱纹的吉布斯走到教室边,好奇地望着天上的白云好一阵子,彷佛那朵白云很特别似的。他缓缓地说道:『你们都知道热水吧?』大家都点点头,有一点莫名其妙。

  又问道:『那冷水呢?』

  大家也知道。

  『那么如果把一杯热水靠近一杯冷水,会怎么样?』

  有人忍不住笑出来:『变温水啊!』

  吉布斯把头转过来:『为什么?』

  有人答道:『热量由热水传到冷水啊!简单!』

  『是吗?冷水为什么不把热量传给热水呢?』

  『教授,如果是这样,冷水就愈来愈冷,热水就愈来愈热,这不合理嘛!日常生活经验不是这样啊!』

  真不晓得最高学府还在讨论幼稚园的问题。吉布斯扬一扬眉毛:『不要跟我谈经验,要谈道理。为什么热量就必须依循这个「固定方向」,由热水传到冷水呢?』

  『方向?』

  『是啊!我再问,为什么热水与冷水相遇就会成为二杯温水,两杯温水就不会自己成为一杯热水、一杯冷水?』大家一脸的迷惘。

  『我再问,一块木头被火烧了,就成为水、气体和热量,那为什么没有人能把气体加水、加热量又反应成那块木头?我们所经验的宇宙,是不是一直依着一种固定的方向,在进行各种物理的作用或化学的反应?也许大家说这是经验。那还无法满足我的问题。我相信这个背后有个原理,有个变因。』

  吉布斯在黑板上写下"entropy",『我想这个宇宙事物发生的方向,除了基本的能量(energy)、温度(temperature)、压力(pressure)、体积(volume)以外,还有这个乱度(entropy熵),是解释反应进行方向由低乱度往高乱度方向进行的必要因子。』

  这位教授不是一个神经病,而是被公认为十九世纪美国最伟大的数学物理学家。他有天才的头脑,却常在思索些白痴般的问题。


  吉布斯生于一八三九年二月十一日,美国康乃狄克州(Connecticut)的新哈芬(NewHaven),这里是耶鲁大学的所在地,他家就在耶鲁大学旁边。

  由于从小经常生病,卧病在家的时间比在学校上课的时间多,他的整个童年到少年时期几乎没有朋友。生病使他个性退缩,也不会打球、社交,唯一的户外活动就是到附近的小山,一个人在清新的空气中慢慢地独行,这有助于他的肺部,也使他养成善于思考的好习惯。

  他的父亲是耶鲁大学古典文学系的教授,母亲更是来自著名的学者世家,几代的祖先都是大学校长。因为缺课的时间很长,他的父亲就教他拉丁文,母亲教他数学,成为他最好的老师与朋友。

  他母亲的教学方式非常特别,喜欢问他问题,然后不时的提示,带他一起观察、计算、思考,直到找到答案。例如问他:

  『树干的形状怎样?』

  『是圆形的,妈妈。』

  『真的,你量过吗?』

  『没有,不过我觉得是圆的。』

  『觉得?要不要一起量量看啊?』……

  『你看真的不是圆的吗?』

  『恩,不完全,不是吗?为什么是这种形状?』

  跟妈妈一起学数学,永远是一把开启自然秘密的小钥匙。


  可惜爸妈不能陪他很久,在他进入耶鲁大学工程系不久,家里惨遭不幸,一下子夺去了他爸妈与二个妹妹的生命。他痛苦万分,孤单的生命更孤单了。

  耶鲁校园小径上,一个瘦高的年轻人经常在红枫叶下独步。从此他更成为一个很少说话的年轻人,后来的科学家常抱怨,如果当年吉布斯多说点,今日热力学也许就不会这么难读了。

  不久耶鲁大学的小教堂里,多了一个沉默的人,他经常一个人长时间在里面安静祷告。孤独的思想与多病的身体、家庭的不幸,这些到底没有使他倒下去。如果他对生命绝望,也许今天我们的课本,还没有条理这么完整的向量学、矩阵运算、动力学及热力学(特别以热力学为最)。科学上的『动』与『热』来自他的『静』与『冷』。虽然父母保护他、陪伴他,但是上帝的保守与同在是比父母更长久的。


  吉布斯慢慢由痛苦的深渊中爬出来,他继续读书。在大学里保持数学的优异,使他在工程系里更驾轻就熟。一八六O年代美国开始建造横越大陆的铁轨,火车运输的发展一日千里,也带动美国西部开发的繁荣。

  火车的启动与刹车掣轮都需要各式的齿轮带动,吉布斯立刻发现到齿轮的设计需要几何学,使得齿轮间更密合,转动间更减少磨擦的阻力,不仅减少燃料,也使火车在快速行进下紧急刹车时更为安全。

  一八六O年代,除了运输工程的发达外,美国的教育也蓬勃发展。教育被视为国家潜力最重要的投资。过去的教育都是小学毕业者教小学,中学毕业者教中学,大学毕业者教大学。这时观念改变了,教育是那么重要,必须大学以上才能教中、小学。那么谁来教大学呢?就需要有更高的博士训练。这成为『博士』教育的关键。吉布斯认为大学教育工作给他提供更多更自由的思考空间,就继续接受更高的教育。一八六三年,他以『几何学研究设计火车齿轮』获得博士学位,是美国历史上的第一位博士。


  火车齿轮的改良研究,可以给他带来财富与名气,但是吉布斯对于这个『热门』的工程应用就只到此,他思索得愈深就愈回到一些传统物理学上基本需要突破的症结点上了。


  吉布斯在巴黎、柏林、海森堡各一年,浸淫于各种关于『热』的物理与数学中。这门理论在欧洲才稍具雏形,是属于非常冷门的领域。 等到吉布斯回到耶鲁大学,才发现学校已经把职位给别人了。这三年来他太注意学问,忽略了行政与交际。后来耶鲁勉为其难给他一个『数学物理』教授头街,但是没有任何薪水。吉布斯竟然同意接受这种委屈的待遇。在他认为,『大学的可贵在提供他一个自由思考的地方』。整整九年,他在大学里没有拿任何薪水,只靠父母存留的一点积蓄过活。
  这九年期间吉布斯发表了三篇热力学的经典之作。他把这三篇寄给世界各地一百四十七个物理、数学的科学家,请他们提供意见。几乎所有人都读不懂他的理论,也不知道吉布斯是何许人。吉布斯对各种学术团体发表研究的会议都没有参加,不擅交际又爱深思的个性,使他在现实的社会里,几乎是不存在的边缘人。这种没有名气的文章,有谁肯花脑筋去读呢?
  有!而且是当时最杰出的科学家,电磁学大师麦克斯韦(ClarkMaxwell)。他深深地赞赏吉布斯的文章,于是登高一呼:『这个人对于「热」的解释,已经超过所有德国科学家的研究了。』这时大家才恍然大悟,回头从纸屑堆中找出这三篇文章,好好的研读。
  这时在巴尔的摩(Baltimore)城刚成立不久的约翰·霍浦金斯(JohnHopskins)大学,发现吉布斯是个大师级的人物,赶快聘请他。耶鲁大学才想起这位九年没拿薪水的老师,给他只有约翰·霍浦金斯大学三分之二的薪水留他。念旧的吉布斯还是留在耶鲁,接受那薪水比较少的工作。
  吉布斯死于一九O三年四月二十八日。他的学生们遵照他的吩咐,在耶鲁的小教堂里为他朗诵几段圣经,唱几首他所喜爱的诗歌。他终身没有结婚,全付心力去探索数学、热力学的美,与教授耶鲁大学的学生。
六十五、勒梅特 大爆炸理论的提出者
前面已经提到,因为给大爆炸理论提供了有力证据,已经有三次5人分享了诺贝尔物理学奖.但大爆炸理论的提出者却是比利时天文学家,卢万大学天体物理学教授勒梅特神父.
  第一次世界大战期间,勒梅特作为土木工程师在比利时军队中担任炮兵军官。战后进入神学院并于1923年接受神职,担任司铎。1923-1924年间在剑桥大学太阳物理实验室学习,后到美国麻省理工学院学习,在那里他了解了美国天文学家E.P.哈勃的发现和H.沙普利有关宇宙膨胀的研究。
  在1927年任卢万大学天体物理学教授时,1927年,他推导出Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker方程,并在螺旋星云后退现象的基础上提出了宇宙是从一个“初级原子”“爆炸”而来的这就是后来所谓的大爆炸。根据他的理论,星系的退行可在爱因斯坦广义相对论框架内得到解释。虽然宇宙膨胀模型已早有人提出过,但经伽莫夫修改过的勒梅特理论在宇宙论中已居于主导地位。
  勒梅特根据施瓦西度规(Schwarzschild vacuum solution)通过坐标变换得到勒梅特度规,这是一个引力作用下的自由下落度规。这个度规是勒梅特宇宙模型的基础。其后罗伯逊与沃克发展了勒梅特度规,得到更高维度(三维)对称的罗伯逊-沃克度规,作为伽莫夫提出的大爆炸宇宙模型的度规基础。
  勒梅特还研究过宇宙射线和三体问题,三体问题是用数学方法描述三个互相吸引的物体在空间中的运动。勒梅特的主要著作有《论宇宙演化》(1933)和《原始原子假说》(1946)。
勒梅特的大爆炸理论提出后,曾经遭到无情的嘲笑.尤其他作为一个神父,更有人嘲笑他所虔诚信仰的圣经给了这个科学家这样"愚蠢"的想象力.
但是勒梅特没有退缩.他要说服更多的科学家接受他的理论.爱因斯坦的广义相对论其实支持他的理论.但是爱因斯坦自己不相信广义相对论所能推导出的宇宙扩张.在他的概念里,宇宙是稳定的永恒的,当弗里德曼告诉他相对论公式显示宇宙是不稳定的,不是扩张就是收缩时,他开始认为人家是算错了,当他重复计算以后,证明自己错了,于是他毫不犹豫地在他的公式里加上了一个常数,这样宇宙即不扩张也不收缩.然而他又错了.
1931年哈勃邀请爱因斯坦观看他的位于南部加州圣加布里艾尔山脉威尔逊山顶上的100英寸直径天文望远镜。。。宇宙持续扩张的证据。勒梅特听到这个消息,兴奋异常,他要借此机会说服爱因斯坦接受他的理论,并和他的、探讨广义相对公式的修改.为此他专门跑去拜见爱因斯坦,并希望他能赐给他一点时间倾听他的大爆炸理论.当勒梅特得到允许用信仰的激情和诗意的语言来描述大爆炸的情景时,爱因斯坦被感动了,他用了两个"今生"来表达他对于所听到的宇宙大爆炸的感受:第一,勒梅特的描述是他"今生所能想象的最美丽的画面";第二,在相对论公式前面加上一个常数是他"今生犯下的最大的错误".
虽然,爱因斯坦对勒梅特的大爆炸理论表示了赞许,但是还是有人坚定地反对这个理论,当时有一个叫做霍伊尔的科学家为了和大爆炸理论对抗,又制造出一套恒态宇宙理论,并且专门在BBC开设了一挡广播节目,拿这位神父开涮.而且这一派科学家要求提供大爆炸的进一步的证据.而这个重要的证据终于在上世纪60年代被找到了.
勒梅特神父在他去世的前一年得知这个消息,他所说的那个"没有昨天的那一天"终于得到了有力的支持.
1500多年前,曾经有人问奥古斯丁:你说上帝创造了世界,那么上帝创造以前是什么?奥古斯丁毫不犹豫地回答:没有"以前,"没有创造就没有时间.
勒梅特神父和奥古斯丁可以在天堂相逢一笑了.这真应了那句话:当科学家爬上山顶的时候,竟然发现神学家早已经等在那里了.
(未完待续,请看下期)

憨牛斋主人.王熠之(憨牛)国画作品欣赏

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