海归学者发起的公益学术平台
分享信息，整合资源
交流学术，偶尔风月
人类总是要犯错误的，即使是科学家也不例外。实际上，错误在科学中相当普遍，大多数科学家认为他们别无选择，因为犯错是发现真理的必经之路。错误的实验可能会引发更进一步的实验，这些实验不仅可以纠正原始错误，而且可以发现以前从未怀疑过的新事实。
M.KORNMESSER / ESO，加州理工学院/ JPL / NASA前段时间，有关金星上发现生命迹象的新闻很有热度，人们对在距离地球这么近的地方可能存在外星生命显得非常有兴趣。但是如果仔细了解相关细节以及最新的相关发现，这个红极一时的新闻又有点靠不住了。所谓发现生命迹象，证据来源于观测发现了磷化氢的光谱——这种化合物被认为只能由微生物产生或者由人类制造，排除后者的话，就成了发现生命的证据。但是许多独立的观测认为，要确认那段光谱就是磷化氢很困难，因为尘埃、大气或者光污染都有可能是信号噪声，在没有完全排除这些因素之前，是不可能有确切的结论的。当然科学界对公布发现的团队和质疑他们的团队都非常理解，因为这是现代科学研究工作的常态，任何创新的发现和成果都必须经过足够多的重复观测或实验，才有可能被确认为真正的进步。而在科学史上，也曾有过许多“著名的错误”，这些错误未必是有意为之，但是在它们被证伪之前的确都曾经引起极大地关注和影响。
2010年来自NASA的一份论文宣称，一种细菌的DNA内，一些地方砷代替了磷，这颠覆了之前磷元素不可取代的结论。这个听起来有些可疑，但是论文中的证据似乎还不少。但是很快这个研究被推翻了：质谱分析表明该DNA仅包含微量的游离砷酸盐，而没有可检测到的共价结合的砷酸盐。1960年代，苏联科学家声称，他们生产了一种新形式的水，这种水在石英玻璃毛细管中加热后性质反常：500℃沸腾，-8℃才结冰。到1960年代末，世界各地的化学家都开始大力开展这种“聚合水实验”。从1962～1973年，世界上发表了有关“聚合水”的学术论文有450余篇，当然，也有许多科学家极力反对聚合水的存在。1973年，分析化学家罗西友以一种巧妙而又令人信服的方法证明，“聚合水”不过是溶有钠、钾、氯离子和硫酸根的水。中微子是奇怪的小重量级亚原子粒子，2011年科学家宣称这种粒子的速度比光速还快。当时他们测量了中微子从日内瓦附近的CERN原子粉碎机飞到意大利的探测器需要多长时间。最初的报告发现，中微子到达的时间比光束快了60纳秒。快于光速的中微子马上登上了头条新闻，这引起了大多数物理学家的怀疑，“爱因斯坦的棺材板快盖不住了”。但是很快2012年他们的理智恢复了，研究团队发现由于一根松动的电缆使实验的时钟不同步，从而产生了错误的结论。
微波辐射弥漫了所有空间，而大爆炸的余辉则在138亿年前使宇宙开始活动。解释早期宇宙细节的通俗理论称为膨胀，它预测了宇宙最早出现的原始引力波在微波辐射中会出现斑点。2014年，科学家报告称精确地发现了预期的信号，同时验证了爱因斯坦广义相对论所预测的引力波的存在，并提供了有利于通胀的有力证据。然而，令人怀疑的是，对于大多数版本的膨胀理论，所报告的信号要强于预期。可以肯定的是，该团队的分析没有适当考虑导致数据倾斜的太空尘埃。原始引力波仍未被发现，但是类似的引力波，如黑洞碰撞产生的引力波，最近几年已经检测到了很多次。在20世纪初期，大多数天文学家认为，模糊的漩涡星云位于银河系中，当时被认为是整个宇宙的组成部分。也就是说，宇宙中只有一个银河系。但是一些专家坚持认为，旋涡星云距离更远，它们本身就是一个星系。到了1924年，埃德温·哈勃确信，至少有一部分旋涡星云实际上就是河外星系，与银河系相距甚远。
天文学家观看超新星1987A的照片，如图所示，他们认为看到了一个快速旋转的中子星发出的信号，非常奇怪，无法理解。但是结果却是用于瞄准望远镜的相机电子装置的产生的干扰现象。图源：NASA1987年，当超新星出现在大麦哲伦星云中时，天文学家欣喜不已，这是几个世纪以来最接近地球的恒星爆炸。随后观测到了来自脉冲星的信号，脉冲星是一个旋转的中子星，该星应该位于某些类型的超新星爆炸所产生的碎片中间。但是直到1989年1月，潜在的脉冲星仍被隐藏起来，当时高速重复的无线电信号表明存在超新星遗留下来的超旋子。它每秒发出近2000次的蜂鸣声，比任何人预期的（或可以解释的）快得多。但是经过一夜稳定的搏动，脉冲星消失了。理论家们竞相设计巧妙的理论来解释离奇的脉冲星及其发生的事情。然后在1990年初，望远镜操作员将一台电视摄像机（用于引导望远镜）重新投入使用，然后信号又出现了—在另一个超新星残余附近。所谓的脉冲星的信号实际上是引导相机电子装置中的干扰，并非来自太空的信号。1991年，天文学家报告了一个大发现，那就是发现了围绕恒星旋转的行星。当然这个发现中的“恒星”是一颗脉冲星，它是一个距地球约10,000光年的旋转中子星。脉冲星的无线电脉冲的时间变化表明存在一个伴星，每六个月围绕脉冲星旋转一周。不过，很快天文学家意识到他们对脉冲星在天空中的位置使用了不精确的数据，使得信号异常不是由行星引起的，而是由地球绕太阳运动引起的。在1700年代，法国博物学家乔治·路易·勒克莱尔（Georges-Louis Leclerc）伯爵夫人（Comte de Buffone）认为地球年龄约为75,000年，但他承认地球的年龄可能更长。19世纪的地质学家认为，它的年龄还要长一些—几亿年甚至更长，以便解释对地球埋藏历史的逐层观察。1860年以后，查尔斯·达尔文（Charles Darwin）提出的新的进化论也暗示了一个非常古老的地球，为物种多样性的进化提供了时间。但是，据推测是对这样一个古老地球的明确裁定来自一位物理学家，他计算出原本熔融的行星需要多长时间才能冷却。他采用了大约1亿年的年龄限制，后来又提出实际年龄甚至可能比这个年龄小得多。但是，他的计算有误—不是因为他数学不好，地球中元素的放射性衰变为混合物增加了很多热量，从而延长了冷却时间。最终，根据放射性衰变速率（特别是在与地球同时形成的陨石中）估算出地球的年龄，从而提供了大约45亿年左右的正确年龄估算。当1920年代末天文学家首次发现宇宙正在膨胀时，随之而来的问题就是：它已经膨胀了多长时间？通过测量当前的膨胀率并向后推算，他们发现宇宙的年龄必须小于20亿年。然而，放射性测量已经确定了地球的年龄要比地球大得多，而且宇宙是否比地球年轻还很令人怀疑（因为这很荒谬）。然而，那些关于宇宙膨胀的早期计算是基于依靠造父变星的距离测量得出的。天文学家根据造父变星的亮度波动速度来计算其距离，这又取决于它们的固有亮度。将固有亮度与视在亮度进行比较可以得出造父变星的距离，就像知道灯泡的瓦数就可以测量出灯泡的距离一样。然而，事实证明，就像灯泡一样，造父变星不止一种，这干扰了膨胀率的计算。如今，收敛计算方法使宇宙的年龄达到了138亿年，终于让人们放心了——地球的年龄小于宇宙年龄。
天文学家长期以来以最大和最熟悉的错误科学信念之一，认为地球是宇宙的中心。我们必须指责亚里斯多德——他不是第一个说地球占据了宇宙中心的人，但是他是最坚定的那个人，并相信他已经使用逻辑将其确立为无可争议的真实。他坚持认为地球必须在中间，因为地球（元素）总是试图向其“自然位置”移动，即宇宙中心。即使亚里斯多德发明了形式逻辑，他显然也没有在论证中注意到一定程度的循环性。许多许多年后，在1543年，哥白尼为证明亚里士多德的错误提供了有力的证据。然后在1610年，伽利略（Galileo）观察到金星经历了完整的公转——围绕太阳而非地球。
整个科学史表明，各种各样的错误实际上是不可避免的。上述这些例子的正面价值在于：它们都曾流行一时，但是最终都被科学的证伪了，这很重要。与某些哲学和思想观念纠缠千年依然一团乱麻不同，科学在不断犯下和修正错误中，已经走出了很远很远……
参考文献：
1. https://www.sciencenews.org/article/science-top-10-erroneous-results-mistakes
2. https://www.sciencenews.org/article/venus-phosphine-possible-sign-life-doubts-how-science-works
