
科学不在于正确,而在于可证伪。科研人员跟领导也不同,科研人员随时可以根据证据改变主意,领导随时改变主意则会被认为“朝令夕改”,或者“没有主见”。
访谈、调研、勘察、观测、考据等都是获取事实真相的方法,在众多方法中,控制变量下的科学实验被认为是最可靠的方法。但是即便是科学实验,有时也会得出错误的结论,下面从一个例子说起。
中国有五行相生相克学说:木生火、火生土、土生金、金生水、水生木。欧洲也有四元素组合变化学说,认为土、气、水、火四种元素构成万物,四元素学说通过冷、热、干、湿四种基本性质的组合变化来解析物质的变化。
在西方,很长时间内人们都相信水可以变为土。古希腊哲学家泰勒斯提出:“事实上,一切盐、黏土、一切有形物,实质上都是水的产物,而且都可以再由自然界或者人工还原为水。”这有科学依据吗?你别说,还真有“科学”依据,证明水能生土的是1577年生于比利时,1609年获得医学博士学位的科学家海尔蒙特。海尔蒙特自称“火术哲学家”,是他那个时代最著名的定量实验专家。
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实验是这样做的:把玻璃器皿洗干净,倒入蒸馏水,加热一段时间,玻璃器皿出现了泥土状沉淀物。海尔蒙特对实验分析道:器皿是洗干净了的,水是干净的蒸馏水,所以泥土状沉淀物是由水变来的,所以水确实能生土。
推而广之,海尔蒙特认为水不但能生土,水还是万物之源。为了证明水是万物之源,他又设计了一个实验,就是后来广为流传的柳树实验。简单来说,柳树实验是这样做的:
将200磅烘干的土放入陶器中,浇上雨水将土湿润,再在其中植入5磅重的柳树苗。实验期间,除定期浇水之外,没有往陶器里添加其它物质。为了提高实验的精确性,防止空气中的灰尘混入土中,用一块马口铁盖住陶器口(只钻一些通气的小孔)。5年后,柳树从土中长出来了,再度将陶器里的土烘干,发现土还是200磅,柳树重约169磅3盎司,因此,柳树增加的164磅3盎司皆因水而产生。
著名的柳树实验是个经过精心设计的实验,非常符合现代科学实验的特点,控制变量、定量测量、守恒定律都用上了,但为什么还会得出现在看来那么荒谬的结论呢?原因在于海尔蒙特不懂现在初中生物学就学过的光合作用,这不是他的无知,而是当时全人类的无知。光合作用在海尔蒙特之后一百多年,经过多位科学家的研究,才最终确立。
一百多年后,现代化学之父,法国化学家拉瓦锡设计了更加精密的实验,否定了海尔蒙特“水生土”的结论。
拉瓦锡为了防止沉淀物是从外部进入的,也为了保证水在加热过程不损耗,设计了一种让蒸馏水在密闭系统中循环的器皿。实验前对器皿和蒸馏水的质量做了测量和记录,经过一百多天的加热,沉淀物果然出来了,这表明沉淀物确实不是从外部进来的。他又称了沉淀物、蒸馏水及器皿的质量,结果表明沉淀物的质量等于器皿减少的质量,于是拉瓦锡得出结论,“土”不是水生成的,而是器皿溶解出来的。一位来自瑞典化学家对拉瓦锡实验的沉淀物和器皿做了化学分析,表明“土”和器皿是同一种化学物质,这从另一个角度证明了拉瓦锡的结论。
科学实验证明,水并不能生土!
海尔蒙特的柳树实验包括控制变量、定量测量、理性分析等现代科学实验的几乎所有重要步骤,在科学史上,海尔蒙特也是从炼金术向化学转化过程的关键人物,但因为缺乏某种关键知识,以致得出错误的结论。
拥有什么样的知识决定你能看到什么,实验过程中,令人困惑的现象经常出现。这时不妨想想柳树实验,是不是我们缺少某种认知?或者没有想起某个知识?或者没有将某个知识和现象联系起来?疑惑之时,正是提升认知,做出发现的大好机会。
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