物理学家们开始抱怨生物学家接管了《Nature》杂志

        2009年末，中国外语出版业巨擘——外语教学与研究出版社将会陆续出版一套十卷本的《〈自然〉百年科学经典》，其中收录了英国著名的科学期刊《自然》自创刊以来最具影响力的科学论文并附以它们的中文对照版本。这套选集并不只是挑选了对现代科学有重大贡献的论文，它更是对科学本身的发展演变以及未来走势的概览。

        作为全世界最具影响力的科学期刊，《自然》报道过现代科学领域里的最重要的发现，并传承了从达尔文到爱因斯坦，从沃森和克里克到霍金这样的顶尖级的科学家们的思想。每周都会有发表在《自然》上的新文章成为全世界瞩目的焦点。然而，令人颇为遗憾的是，迄今为止还没有出版过从历史和科学的角度对《自然》的概述。而这套选集将很有可能填补这块空白并成为相关研究的第一手资料。

        很荣幸我能参与这套论文集的遴选和编辑工作，在此过程中，令我感到困难重重的不仅仅是要重读这些经典的科学论文，还要找出在论文中体现出来的科学规律，科学家以及人类社会之间的相互影响。《自然》杂志为我们提供了一个独一无二的视角去了解科学领域中的焦点问题和前沿问题在20世纪前后是怎样演变的，这常常能够反映出当时广阔的社会和政治领域的发展趋势。简单地说，遴选出来的论文为我们展示出了人类社会对于科学的冀求和科学对于人类社会的贡献。

        作为一本发表各个领域开创性研究的综合科学期刊，《自然》几乎是独一无二的。美国科学促进会创办的《科学》杂志是仅有的一个可与《自然》相提并论的综合性科学期刊。如今，“多学科性”是非常受欢迎的，至少理论上是这样的。(实际操作中，真正的多学科性研究是难以获得资助的，由于资助方总会认为那是别人的研究领域。)然而，1869年《自然》杂志创立之初，它的创始人——非常有远见卓识的天文学家洛克耶就将多学科性作为《自然》的标志。它的办刊宗旨在当年11月11日的第二卷上明确如下：“首先，将重要的科学工作和科学发现呈现于公众之前。促进科学在教育和日常生活中获得更为广泛的认可；第二，面向从事科学工作的人们，及时为他们提供全世界自然科学领域各个方向的进展信息，并为他们提供一个平台去讨论随时出现的各类科学问题。”

        上述内容也是对现在《自然》杂志办刊宗旨的一个非常确切的诠释。在《〈自然〉百年科学经典》第一卷中，读者们可以读到洛克耶对于当时的美洲日全食的描述，赫胥黎对于一些最新发现的三叠纪恐龙化石的分析，德国物理学家马格努斯对于热辐射和热吸收的一些发现，还有苏格兰化学家格拉汉姆的讣告，他创造了“胶体”这个单词。如此宽广的发表内容正是这本杂志的特色。

        科学发展的走向

        但是，将宗旨定为涵盖整个科学领域是一回事，真正地做到这一点就是另外一回事了。由于并不是所有的科学方向都值得发表在《自然》杂志上的，所以我们这套选集也只能对过去140年中的主要成果做出一个选择性的展示。进一步讲，如果科学研究也如同时装一样有自己的时尚和潮流的话，那么在《自然》杂志中也一定会体现出来。上世纪80年代中期高温超导材料被发现的时候，很快，几乎没有一期《自然》上没有讨论相关问题的论文。同样的状况也发生在1990年化学家们发现了怎样批量制备名为富勒烯的笼状碳分子之后的几年当中。(在那之后两年，在编辑的过程中我首次看到了来自长春吉林大学化学系关于富勒烯粉末的工作，不禁对于《自然》的全球影响力发出由衷的感慨。)然而最近，物理学家们开始抱怨生物学家接管了《自然》杂志，并肆无忌惮的发表那些并不好懂的术语，并认为恐怕没有什么比生物学占据了科学领域的中心位置更令人惋惜的了。

        这样的对科学发展走向的追踪或者设定看上去会有些无法捉摸，但是在任何时刻它对于判断科学上的重要发现都是非常有用的。可能第一个出现在《自然》杂志上的明显的发展走势出现在核物理诞生的时候，核物理学不仅从整体上重建了我们对于物质的微观本质的观点，并立即导致了有深远影响的技术的产生。《自然》从一开始的时候就紧跟这一走向，从1896年伦琴发现X射线，到贝克勒尔提出放射性的概念，从居里夫妇在新元素中观察到放射性，到1899年卢瑟福对元素嬗变的阐述，都在《自然》上及时的报道出来。而1913年卢瑟福的合作者索迪首次提出同位素的概念同样也是在《自然》杂志上。

        因为已经成长为一个高度技术性的学科，战后核物理学就在《自然》杂志中消失了。而天文学取代了其位置成为《自然》杂志中物理科学的主要代表，这是一个具有永久的跨学科感染力的学科，当时正得益于观测方法的快速进步。使用光谱的两个极端：无线电波和X射线(之后也用到了伽马射线)，天文学家们在上世纪60年代观察到了黑洞、星系碰撞和星体的诞生。

        与此同时，生物学正在发生翻天覆地的变化。利用材料对X射线的散射来确定材料的原子和分子结构的技术，我们称之为X射线晶体学，最早是由亨利·布拉格和他的儿子劳伦斯·布拉格于20世纪初期在英格兰发展出来的，《自然》发表过几篇布拉格父子关于这项技术的进展及应用的文章。但是将这种方法应用于蛋白酶结构的研究在当时仍面临着巨大的挑战，由于在这些结构中含有成百上千个原子，而要从X射线的衍射斑点中解析出他们的位置是极为困难的。最终，在上世纪50年代卡文迪什实验室的领导者——劳伦斯·布拉格的强有力的支持和鼓励下，根据威尔金斯和富兰克林在伦敦进行的X射线晶体学研究，克里克和沃森确定了DNA的双螺旋结构，该结果发表在1953年的《自然》上。

        论文的遴选

        这套选集中一些文章的入选完全是基于它们自身巨大的影响力。其中，克里克和沃森的文章也许是《自然》发表过的文章中最著名的一篇，但是还有相当多的一些论文，它们也或多或少地开创或者引领了整个研究领域的方向，比如，1963年瓦因和马修斯发现的海底扩张现象，首次为板块漂移学说提供了明确的证据，还有1995年太阳系之外第一颗行星的发现。

        毫无疑问，这样的论文构成了论文遴选过程中最简单的一部分。但事实是像这样的可以被称为重大发现的文章并不如想象中的那样多，大部分真正重要的科学发现是在经过稳定的积累之后逐渐显现出来的。

        因此，大多数的遴选工作实际上需要权衡两个因素，要对科学研究中的重点论题予以公正的评判，同时又不能缺少任何能够给予某一学科提供必要的重大变革的工作。基于此，我们的选集也收录了一些顶级科学家对于当时某些学科进展情况的综述，由于这些文献展示了那些科学家们认为已经成为科学的重要组成部分并可以帮助科学获得公众认可的研究，而这都是经《自然》杂志认可的。例如，选集中有一篇非常重要的爱因斯坦的论文，是关于他的相对论理论的历史发展的评述，发表于1921年。当时，广义相对论已经被广泛接受，尤其是在1919年爱丁顿观察到的引力弯曲光线的现象与广义相对论的预言相符之后。但尽管如此，《自然》杂志上一篇文章的发表仍将给予读者一个强有力的信号，那就是广义相对论已经确立了。

        另外一个问题就是是否将那些后来被证明是错误的文章囊括进本套选集，通常认为这些文章已经失去了它的科学价值而仅仅只有历史意义。但是实际上并不一定如此。它们也许可以用来解释在其他科学领域发生的事情，并且有利于我们去理解当时这个想法是怎样被接受的。比如优生论或者通过选择性繁殖对人类基因进行改造的诸多努力等等，这都出现在达尔文的《人类起源》发表至少50年之后。这些论调在当今世界属于被摒弃之列，但是简单地忽略掉它们不仅是对历史的不诚实，而且会曲解当时的生物学家对达尔文理论的解释。

        而发生在上世纪60年代末和70年代的“聚合水”事件是另外一回事了，当时前苏联科学家声称发现了一种新的超黏滞状态的水。这个“发现”被证实是荒谬的，也极有可能是因为污染造成的。但是它和发表在1988年《自然》上的假定性的《水的记忆》(也在选集中)不仅仅展现出科学研究是如何进行的(和它是怎么做错的)而且点明了在水的分子结构的研究中的亮点，例如水的适应性，也即它能够根据表面的形状和溶解的分子去调整自己的性质。

        《自然》仍在继续发表最前沿的科学研究。我从我的桌上拿起最新的一期《自然》，除了别的之外，它报道了保存得最好的志留纪的鱼化石(发现于中国云南省)；散落在努比亚沙漠里的第一个由曾被观察到的小行星变成的陨石的碎片；在火山喷发的烟柱中发现的微型气旋；分子尺度的机器的结构，它可以在基因携带的信息被翻译为蛋白酶之前对它进行“编辑”。很显然，科学和《自然》杂志都还在健康发展。

        (文/菲利普·鲍尔  编译/李琦  本文作者为英国著名科学家和科普作家，《自然》杂志顾问编辑) (责任编辑：glia)

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