科學家巨資研究的成果,為什么要在國際雜志上免費公開?
很多人納悶,許多科研項目耗費的經費很大,動輒上千萬,甚至百億的都有,可是這些科研項目的成果最終都會被發表在一些國際雜志上,供世界各地的科學家看,這看起來不是血虧了嗎? 科學、科技和科學家 要了解這個問題,我們首先要搞清楚兩個概念:科學和科技。這兩者是有本質區別的,所謂科學實際上就是類似于牛頓力學,愛因斯坦相對論和量子力學這類學問,你看,這些理論在現在全世界的各個高中、大學都在教授。甚至牛頓當年的著作《自然哲學的數學原理》到書店就能買到。所以,我們可以這么說:科學是沒有國界的,它是全人類的智慧集合。 至于科技,那就完全不一樣。科技最典型的例子就是原子彈,芯片,衛星。他們有具體的用處,而且常常是一個國家或者一個企業的機密。 所以,科技是有國界的,而且科技實力往往是一個國家綜合國力的體現。原子彈,芯片這些國家級別的科技都是機密,這些是不會去發表國際雜志的。當然,并不是說所有的科技都是不發表的,也會有一些發表。國際上的慣例其實是依靠“專利”來保護技術。愛因斯坦在提出相對論之前就是一個三級專利員,每天的事情就是看一些科技專利。 由于一些科技是國際級的機密,這也使得研究這類學問的科學家成了搶手貨。比如,二戰期間,德國有一大批杰出的科學家,蘇聯和美國在戰爭即將結束時就去搶人。美國的火箭之父馮·布勞恩就是德國人。 那你可能要問了,為什么科學就不能像重要的科技這樣不去發表? 為什么要發表論文? 歷史告訴我們,任何的自我封閉都會導致自己落后。“科學”這個東西尤其如此。科學的前身是自然哲學,而自然哲學起源于古希臘。現代科學則是起源于文藝復興時期,伽利略和牛頓的時代。在當時,學者們就集合成一個團隊,也就是早期科學院的雛形。他們當時就形成了一個習慣,在公眾面前宣讀自己的最新成果,然后由同行來評判這個成果。 發明權之爭 當時,學者們常常會因為發明權的問題引發爭吵,最典型的例子就是牛頓。他和胡克因為萬有引力發明權吵過,他和萊布尼茨因為微積分的發明權也吵過。也就是在這個時期,科學界逐漸認可的方式就是誰先發表論文,誰獲得發明權。比如,客觀上說,牛頓要早于萊布尼茨發現微積分,但是他沒發表,而萊布尼茨先發表了,所有,在微積分的發明權上,兩者被并列了。這事要放到現在,很可能就是萊布尼茨獨享發明權了。 同行評議 在科學研究這個領域,其實是魚目混珠的,什么樣的人都有。但是科學的發展是累加式進行的,說白了就是站在前人的肩膀上做學問。如果前人的研究都搞錯了,那后人再在這個基礎上做學問,那也一定會錯了。所以,要保證科學朝著一個正確的方向發展,就必須盡可能確保正確性。于是,就需要引入一套合適的機制:同行評議。 說白了就是,學者發表自己的論文,然后大家來找茬,盡可能去挑錯誤。于是,期刊雜志應運而生,他們承擔的職責就是提供一個平臺,方便學者可以發表和查閱。如今一個重要的論文,除了期刊的編輯層層審核,更重要的是國際上在該領域的重量級學者也可以查閱到,他們可以來幫忙識別論文是不是有問題。通過這樣的方式就可以盡可能確保科學朝著正確的方向去發展。 學術交流 在發論文和審論文的同時,實際上也是學術交流的過程,科學的發展十分依賴交流。還說回到牛頓,牛頓因為和萊布尼茨的微積分發明權之爭,使得英國的數學圈和歐洲的數學圈不再進行交流,在長達100多年的時間里,英國的數學圈地位一落千丈,直接把學術中心的位置拱手讓給了法國。 通過以上三點,我們就發現,發表論文不僅僅是告知其他人自己的學術成果,同時也是在幫助自己,確保自己的貢獻被世人所承認,這樣也能夠同時了解到自己領域內最前沿的發展。所以,我們才說科學是無國界的,它是全人類的智慧結晶。但我們也不能忘了,核心科技是有國界的,它是一個國家綜合國力的體現。
牛頓提出萬有引力定律時,中國人又在研究什么科學?
牛頓是最偉大的科學家,并不是說他發現的萬有引力或者說是光學或者微積分這些成就,而是他整理總結一整套科學的認識與方法,科學就是從牛頓時代開始的,在牛頓之前科學被稱為自然哲學,那么在和牛頓同時代的中國,當時又在有哪些科學成就呢? 牛頓的偉大成就 牛頓的偉大發現要從1665年倫敦的一場大瘟疫說起,1665年牛頓在英國劍橋三院就讀期間,倫敦發生了大瘟疫造成了上萬人死亡,因此牛頓避走向下躲避瘟疫,至于有沒有采取現代人那種自我隔離我們就不知道了,但有一點是肯定的,牛頓在鄉下并沒有閑著,而是靜心的搞著他的研究! 他廣泛涉獵了包括光學,力學以及數學與天文學,兩年的時間里他思考了大量此前從未有人考慮過的問題,極大的影響了牛頓在后期的研究方向,最重要的發現就是關于萬有引力的數學表現形式,兩個天體之間的引力與質量之積成正比,與它們的距離成反比,當然不僅僅是這些意義,牛頓將天上和地下的力統一在了一起,這可能是科學史上第一次大一統理論。 光學上最矚目的成就是光的色散實驗,將一束太陽光通過小孔后照射到三棱鏡上,在其后方被分解成了七種顏色,彩虹的秘密被發現了,當然這正是光的波動的證據之一,但牛頓仍然支持微粒說,當然這并不是牛頓的錯誤,因為波動和微粒說一直到二十世紀三十年年代量子論成形才解決。 當然耳熟能詳的還有三大運動定律、發明反射望遠鏡與廣義二項式定理,還有和萊布尼茨分享的微積分,對科學上的多個名詞作了詳細的規范,科學的范式就是當時牛頓定下來的,所以說牛頓是科學的鼻祖完全沒有問題。 與牛頓同時代的中國科學家又在干什么呢? 牛頓的生卒時間是1643年1月4日-1727年3月31日,中國對應的時代是明末清初: 明朝:1368年~1644年 清朝:1636年~1912年 所以牛頓做出偉大發現的1666年開始,距離大清立國已經過去了30年,社會也逐漸穩定,1662年康熙帝玄燁即位,1669年康熙下令廢除圈地令,并規定所圈土地退還給農民。從1671年起,陸續放寬墾荒起科年限,并規定墾荒有成績,這大大促進了農業的發展,為康熙盛世奠定了基礎。 王錫闡和清代天文學發展 王錫闡(1628-1682),清代天文學家,對天文歷法有獨到的理解。著有《曉庵新法》和《五星行度解》等十幾種天文學方面的著作,《曉庵新法》是從天文入門到進階的一部天文學著作,第一二卷介紹了天文計算基礎的三角函數以及基本天文數據,第三卷講述了各種節氣的行星位置計算,第四卷則討論晝夜與晨昏線,與內行星盈虧的現象以及五大行星的視直徑,第五卷則主要討論日食計算,第六卷則是日食月食預測與金星凌日計算。 王錫闡命名的小行星的軌道 整體上來看主要是三角函數為主,仍然非常初級,但對于清代絕大部分只是飽讀四書五經的教育來說無疑是天書。 梅文鼎和清代數學貢獻 梅文鼎(1633—1721),清代天文學家,數學家,是清代“歷算第一名家”,被世界科技史界譽為與英國牛頓和日本關孝和齊名的“三大世界科學巨擘”,不過這是地方人物宣傳中的描述,盡管梅文鼎確實貢獻不小,但如此定義筆者不敢茍同。 梅文鼎 梅文鼎一生著書超過80余部,數量極大,大部分是天文、歷算和數學著作,其著作《中西數學通》,幾乎包括了當時數學的全部知識,達到當時中國數學研究的最高水平,在《幾何補偏》中則介紹了西方球面三角學,并對西洋立體幾何作出論述和發展。 清朝時期比較著名的還有數學家明安圖與李善嵐,還有技術類專家龔振麟,著有《鑄炮鐵模圖說》。 疫苗的初期發展 大家都知道第一支疫苗是英國醫生詹納1796年發明的,但其實中國的醫生早就有了這種想法,具體表現為以毒攻毒的方式上,第一種是“痘衣法”(取天花患者的內衣給沒有患過天花的孩子穿上幾天,第二種是“痘漿法”,在天花患者瘡口處用棉花蘸膿水等所謂“痘漿”塞入被接種者的鼻孔里。當很可惜中國中醫并沒有在這條路上深入下去,而是沉浸在老祖宗的醫方中難以自拔。 痘衣法 從1723年開始,因為羅馬教廷與中國禮儀之爭的原因,康熙禁止國外傳教士進入中國,當然表面上只是禁止了傳教士,但其實很多科學知識在早期就是通過傳教士傳播的,因此中國缺少了一個重要的先進科學知識的來源,而國內長期推行的科舉制一塵不變,極大的影響了科學在國內的發展。 西方漢學家艾爾曼對明清時期中國的科學評價其實還是蠻高的,但主要停留在介紹西方數學和天文為主,一些自主的創新也停留在初級階段,也沒有一套體系的論證方法,艾爾曼認為這和科學在明清時期處在二流學科是由非常重大關系的,接受教育中不包含這些知識,僅僅在后期個人喜好而學習,當然即使在這樣的制度下,能涌現如王錫闡和梅文鼎以及李善嵐這樣的人才也難能可貴了,不過比較可惜的是沒有一個像牛頓這樣的人才綜合成體系,究其原因也許就是當時的制度不重視所造成的。
如何學習物理萬有引力定律??
萬有引力定律的具體應用有:根據其規律發現新的天體,測天體質量,計算天體密度,研究天體的運行規律,同時也是現代空間技術的理論基礎,這一部分內容公式變化較多,各種關系也很復雜,理清下列一些相近或相關概念,對于掌握這一部分內容也是非常重要的。 1、三個速度:發射速度、宇宙速度、運行(線)速度。例如第一宇宙速度(環繞速度)V1=7.9km/s,是人造衛星的最小發射速度,最大的運行(線)速度。 2、兩個半徑:天體半徑和衛星軌道半徑。在求天體密度時一定要注意這兩個半徑的聯系和區別。 3、三個周期:地球的自轉周期,公轉周期與人造地球衛星的運行周期,要弄清楚什么時候用哪個周期。 4、兩類運行:穩定運行和變軌運行(近心運動、離心運動) 5、同步衛星和一般衛星:所謂地球同步衛星,是相對于地面靜止并和地球具有相同周期的衛星,T=24h,同步衛星必須位于赤道上方距離地面高度h處,且h是一定的,同步衛星也叫通信衛星。