科学发现的几种“黄金规律”

　　综观人类科学发现的历史，可以得出和确认一些经过实践检验的规律，其中有一些堪称“黄金规律”。例如，科学发现的同行确认和实践检验、科学的纠错机制，甚至科学发现的趣味性，都可称为“黄金规律”。
　　
　　科学发现接受检验的规律
　　
　　实践固然是检验真理的第一标准，但是专业领域中专家同行的认定也是一种检验，因为专家同行是通过多年来本专业的实践和某一成果应用于社会生活作为依据而对某一发现作出评判。这方面最具权威的检验是诺贝尔奖的证明。
　　以化学成果而言，美国人哈罗德·尤里因发现重氢而获得1934年的诺贝尔化学奖；法国的F·约里奥一居里和居里夫人的长女伊伦·约里奥-居里(史称小居里夫妇)因发现和合成人工放射性元素而获得1935年的诺贝尔化学奖。他们都是在英国《自然》杂志发表论文阐述其科学发现的内容后，经过诺贝尔奖评委会的评选而获奖的。评委授予这些成果获奖则是从专业角度看到这些发现经过了科学实践的检验。
　　小居里夫妇的“一种新放射性元素的人工制造”发表于《自然》杂志1934年，第133卷上。为何小居里夫妇于1934年发表论文发现一种新放射性元素，于次年就获得诺贝尔奖?其实这里面有一个科学探索的过程，而且，他们显然是站在前辈的肩膀上。早在1930年，德国物理学家博特在重新研究卢瑟福用α粒子轰击原子核的实验时，用新的探测器发现了新的射线，并由此发现了中子。这个发现和之前的卢瑟福的研究启发了小居里夫妇。他们设想，在卢瑟福的实验中那些放射出质子的元素在a粒子轰击下是否也会同时放射出中子呢?
　　1933年10月，小居里夫妇重复了卢瑟福曾做过的用α粒子轰击铝而放射出质子的实验，并使用新的探测器发现，α粒子轰击铝所放射出来的不仅有质子，还有中子、正电子。他们用一块铅板插在α粒子源和铝片之间，铝片停止了放射质子和中子。这表明α粒子被铅板挡住了，但这时铝片仍有放射性，继续放射出正电子，持续达半小时左右才消失。
　　1934年1月，小居里夫妇经化学分析证实，由α粒子轰击铝原子核所生成的放射性元素是自然中不存在的磷的同位素，它放出正电子而衰变为稳定元素硅(Si)。后来小居里夫妇又发现用α粒子轰击硼和镁也会放射出中子。这意味着，用α粒子轰击较轻的稳定元素可以人工制造放射性同位素，后者会放射出某种粒子(电子、正电子或Y射线)而衰变为另一种稳定元素，这不仅对后来的化学，而且为核物理学的发展指出了新的方向。
　　卢瑟福、博特和小居里夫妇等人前赴后继的研究证明了科学发现的一条定律，科学中真正重要的发现更像海水涨潮而非海啸，它们是经过稳步积累而逐渐显露，并非如洪水般乍现。
　　
　　科学发现中的纠错和过滤
　　
　　人类的科学发现并非总是一开始就是对真理和自然规律的客观揭示，而是通过不断的试错和纠错让规律和真相显露。例如，20世纪60年代末至70年代初，苏联科学家声称发现了一种新的超黏滞性的水，这些成果发表在《自然》杂志上，被称为“聚合水”(事件)。后来的研究证明，这一结果是毫无根据的，很可能是实验中的人为因素造成的。
　　然而，科学史中最大的过滤或纠错或许是对达尔文进化论的解读。在达尔文的《人类起源》发表后，《自然》杂志发表了许多对优生学的讨论，并且从进化上对不同的人种提供不同的解读，以致产生了有违社会公正、公平的现象。例如，有人希望通过选择性生育来调控人类的遗传，以及为种族歧视提供理论基础。
　　1869年《自然》第一卷发表了署名H(也许是托马斯·赫胥黎)的文章，“达尔文学说与国民生活”。文章暗示，可以用自然选择来解释所有民族特征，因而将达尔文的进化论与社会工程学和优生学联系起来。
　　1883年达尔文的表弟弗朗西斯·高尔顿在《人类才能及其发展研究》中创造了“优生学”(Eugenics)一词，用以表述一个以人类自觉选择来代替自然选择的社会计划。他对这门学科所下的定义是：“对于社会控制下的能从体力方面或智力方面改造或损害后代的种族素质的各种动因的研究。”到了20世纪30年代，美国和欧洲的一些遗传学家和其他学者也都支持高尔顿的观点。这在《自然》杂志也有充分的体现。
　　1930年《自然》第125卷发表了动物学家欧内斯特·威廉·麦克布赖德的“作为一项实用优生学政策的绝育术”的文章。尽管麦克布赖德并不推崇达尔文的进化论，但是他认为，精神病患者可能会把其疾病基因传给后代，因此要对他们进行绝育，甚至对那些略显“愚钝”的无能之辈也都可以进行生育控制。
　　1930年《自然》第126卷，同时发表了两篇题为“优生绝育”的文章，都赞同在心智缺陷者本人或其监护人父母一方的同意下对其实施绝育。但第一篇文章认为这样做将使下一代心智缺陷者减少17％的结论不太可靠，而后一篇署名朱利安·赫胥黎(托马斯·赫胥黎的孙子)的文章更是倡导优生，并批驳第一篇文章的观点，认为应当对精神病患者强制进行绝育。
　　这反映了《自然》杂志是赞同优生学的观点。只是，后来的社会实践表明，优生学的一些做法，如强制绝育等，不仅不人道，反而会造成社会灾难。例如，可以为一些人提供理论武器，如纳粹德国用优生学来推行种族歧视和种族灭绝的政策，对犹太人的大屠杀就是如此产生的。
　　科学研究和发现的纠错反映科学研究的一个重要原则，自然科学的研究成果在应用时，不能脱离社会实践，更不能背离人文关怀的原则。正如甘地所说，有几样东西可以毁灭我们：一、没有责任感的享乐；二、不劳而获的财富；三、没有是非观念的知识；四、不道德的生意；五、没有人性的科学；六、没有牺牲的崇拜。
　　可以看到，今天的基因工程在选择和设计天才后代时，同样会产生这样的结果。这不能不让人警惕。
　　
　　天空为何是蓝色的
　　
　　科学发现的另一个规律还表现在，科学发现是趣味盎然的，很多科学研究并非都是晦涩难懂的事物和原理，而是体现了人类天生好奇的特点，以及被探索事物的生动有趣，尤其是围绕人类身边的一些科学问题。
　　例如，发表于1870年《自然》第2卷的一篇文章题为，“为什么天空是蓝色的?”作者H.A.N对这一现象提出了一些假说。他认为，也许因为太阳光是橙色的(当时大家都这么认为)，所以天空中阳光照不到的地方自然会显现出橙色的互补色——蓝色。如果事实果真是如此，那么假如人类生活在天狼星或织女星(它们都是白色的)的行星上，就会看到黑色的天空，而在参宿四(红色)的行星上，则会看到绿色的天空。
　　作者也认为，也许天空本来就是蓝色的，就像1859年约翰·廷德尔在光散射实验中指出的那样。然而，作者的种种假设都被后来的无数研究证明是错误的。但也正是有作者的种种假说，才使得研究人员在后来去进行不懈的探索，最终阐明了天空为何是蓝色的，那是太阳光线进入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒发生散射的结果。
　　在晴朗的天气里空气中会有许多微小的尘埃、水滴、冰晶等物质，当太阳光通过空气时，太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光都能穿透大气层，直接射到地面，而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒阻挡，从而使光线散射向四方，使天空呈现出蔚蓝色。实际上发生散射的蓝光只是一小部分，大部、分没有遇到微粒的蓝光、紫光还是直接射到了地球上，所以射到地球上的白光中仍然是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。而且，大雨过后，越是晴朗的天气，天越蓝。因为在这样的天气条件下，空气中的尘粒、小滴、冰晶的数量会很多。
　　天空的蓝色只是在低空才能看见，随着高度的增加，由于空气越来越稀薄，大气分子的数量急剧减少，分子散射出的光辉逐渐减弱，天空的亮度越来越暗，到20千米以上的高度，散射作用几乎看不出来，天空就成黑色的了。
　　当然，科学发现并非仅仅是上面所述几种规律，还有很多规律有待总结和归纳，只是上述这些规律更为突出而