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十大科学错误:地球年龄曾被认定1亿年

2020 / 11 / 19新浪科技
Tags 科学

11月19日消息,“人非圣贤,孰能无过”,这的确不是一个很好的借口。

出现科学错误将是非常糟糕的,因为依赖科学应该是人们确保自己正确的最好方式,但科学家毕竟也是普通人,即使他们掌握了精湛的科学知识,也难免会出现错误。事实上,错误在科学领域是经常出现的,而且大多数科学家会告诉你,不会有其他任何方法获得该答案。这将激发其他人努力探索真相,使这些科学错误成为取得进步的最佳途径。一个错误的科学实验可能会促进科学家展开更深入的实验,这样不仅能纠正之前的错误,而且还能发现以前没有被怀疑过的事实真相。

尽管如此,一些科学错误会令科学家非常尴尬,近期,一份关于金星上可能存在生命的科学报告成为科学头条新闻,并在各大科学媒体转载刊登。然而,当研究人员展开深入分析时,对该报告结论产生了担忧。该报告中提及金星大气层中发现气态磷化氢,这是一种被认为只能由生命形式产生的化学物质,暗示着金星可能存在神秘生命,然而,现在该理论开始有些“靠不住了”,气态磷化氢无法成为发现潜在生命的确凿证据。

虽然关于磷化氢的最终结论尚未敲定,但当前是回顾分析科学领域其他一些著名错误的好机会。在这里,我们讨论的并不是科学欺诈,或者刻意夸大事实的伪科学论断,或者是由于随机性统计失误产生的初始误报。

以下是研究人员挑选的十大错误科学结论,这些观点在最终被反驳之前曾获得大量关注。

1、地球中心论

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。
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。

显然,地球中心论是错误的,亚里士多德并非是提出“地球是宇宙中心”理论的第一人,但他对该观点最为固执,并认为自己基于逻辑关系能证明这一点,这是毋庸置疑的。他坚持认为,地球必定是宇宙中心,因为所有元素总是移动至它的“自然位置”。虽然亚里士多德发明了形式逻辑,但他显然没有注意到自己的论证中存在一定数量的循环。1543年,哥白尼提出了确凿的证据,证实亚里士多德是错误的。1610年,伽利略观察到金星经历了一系列位相变化,这为太阳为中心的太阳系理论奠定了基础。

2、宇宙的年龄

20世纪20年代末,当天文学家首次发现宇宙膨胀时,人们自然会问宇宙膨胀了多长时间,通过测量目前的膨胀速率,并向后推算,他们发现宇宙的年龄肯定小于20亿年。然而,放射性测量证实,地球的年龄更加古老。依据该观点,宇宙可地球更年轻,这显然是荒谬的。但是那些关于宇宙膨胀的早期计算是基于对造父变星的距离测量。

天文学家依据造父变星亮度波动的速度计算它们的距离,而亮度波动的速度又取决于它们自身的亮度。通过比较其内在亮度和表面亮度,可以得出造父变星的距离,就像人们知道灯泡的瓦数就可以测量它们的距离一样。但事实证明,就像灯泡型号一样,造父变星并非恒量,存在着多种类型的造父变星,这影响了宇宙膨胀率的计算。最新观测数据是宇宙年龄是138亿年,比地球45亿年的年龄更古老。

3、地球的年龄

18世纪,法国博物学家乔治·路易斯·勒克莱尔(Georges-Louis Leclerc)评估称,地球的年龄大约是75000年,虽然他怀疑地球的“真实年龄”或许更古老。19世纪地质学家认为,地球比之前认为的更加古老——其历史有几亿年甚至更久远,他们的结论是基于大量的地质历史勘测。1860年,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)提出的进化理论暗示了地球历史更加古老,为物种多样性的进化发展提供了充足时间。一位物理学家计算出了一颗原本熔融状态的行星最终冷却所需要的时间,从而得出一个结论——地球年龄上限是1亿年,之后他再次提出,地球实际年龄比上限1亿年更小。然而,他的计算出现了错误,不是因为他的数学计算能力差,而是因为他并不了解放射性。地球元素的放射性衰变对混合物增加了大量热量,延长了冷却时间,最终,依据放射性衰变率(尤其是地球形成时间差不多的陨石)估算出的地球年龄为45亿年左右。

4、环绕脉冲星的行星

1991年,天文学家发现了迄今为止一颗行星环绕太阳之外恒星运行的最佳实例。在该实例中这颗“恒星”被认为是一颗脉冲星,它是距离地球大约1万光年的旋转中子星。脉冲星射电脉冲时间的变化表明存在着一颗同伴行星,每隔6个月环绕该脉冲星一周。不过,天文学家很快就意识到这项天文勘测存在错误,他们对脉冲星的空中位置计算采用了一个不精确数值,以至于信号出现异常,该信号不是来自环绕脉冲星的一颗行星,而是地球环绕太阳运行的信号。

5、超新星残留的超快速脉冲星信号

图中是超新星1987A,天文学家认为,他们看到的是一颗快速旋转的中子星释放的信号,其非常难以理解。但后期发现该信号来自用于对准望远镜的相机电子设备的一个故障。
图中是超新星1987A,天文学家认为,他们看到的是一颗快速旋转的中子星释放的信号,其非常难以理解。但后期发现该信号来自用于对准望远镜的相机电子设备的一个故障。

1987年,天文学家获得了一项令人振奋的天文发现:一颗超新星出现在大麦哲伦星云中,这是几个世纪以来距离地球最近的一次恒星爆炸。随后的观测寻找到了脉冲星的信号,脉冲星是旋转中的中子星,它应该位于某些类型超新星爆炸的残骸中间。但这颗潜在的脉冲星直到1989年1月才被发现,当时一个快速重复的无线电信号表明超新星爆炸之后残留着脉冲星迹象。它每秒释放接近2000次无线电信号,远超过科学家预期。但经过一个晚上的稳定脉冲后,这颗脉冲星神秘消失了,理论学家提出各种理论来解释这颗怪异的脉冲星究竟发生了什么。1990年初,天文望远镜操作人员转动一台视频摄像机(用于引导天文望远镜),将其重新投入使用,发现脉冲星信号再次出现,围绕着一颗不同的超新星残骸。因此,这个所谓的脉冲星信号实际上是导航相机电子设备的一个小故障,而不是来自太空的脉冲星信号。

6、单星系宇宙

20世纪初期,天文学家曾极力反对螺旋星云距离地球遥远的观点,当时他们观测到螺旋星云是宇宙漩涡状模糊的云层团状结构,多数天文学家认为,螺旋星系是在银河系之内。当时他们认可“单星系宇宙”观点,即银河系构成了整个宇宙。但部分专家坚持相信,螺旋星系距离地球很远,它们本身是像银河系一样的整个星系,或称它们为“岛屿宇宙(island universes)”。反对岛屿宇宙的假设证据来自对螺旋内部运动的测量,如果螺旋星云实际上离得很远,就不可能探测到这种运动。但是到1924年,天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)证实,至少有一部分螺旋星云实际上是距离银河系很远的岛屿宇宙,而银河系仅是不断膨胀的宇宙中其中一个星系而已。并指出当时对螺旋星云内部运动的测量很难做到,随着天文勘测技术的不断进步,此前天文学家提出的“单星系宇宙”观点被证实是错误的。

7、来自早期宇宙的引力波

宇宙空间弥漫着微波辐射,这是138亿年前宇宙大爆炸产生的余辉,一种解释早期宇宙细节的流行理论——膨胀理论,预测了微波辐射中出现的光点,这些光点是由宇宙早期的原始引力波产生的。

2014年,科学家报道称发现了精确的预期信号,同时证实了爱因斯坦广义相对论预测的引力波的存在,并提供了支持膨胀理论的有力证据。然而,令人怀疑的是,报告中提及的信号比大多数膨胀理论的预期更加强烈。可以肯定的是,该研究小组的分析并没有正确地解释太空中的尘埃导致数据扭曲的原因,尽管最近几年曾多次在黑洞碰撞等宇宙灾难事件中发现引力波,但并未发现宇宙原始引力波的存在。

8、中微子速度超过光速

中微子是一种奇特、小型特轻亚原子粒子,2011年科学家宣称,中微子的速度非常快,甚至能够超越光速。当时他们测量了中微子从瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心(CERN)原子加速器至意大利一处探测器所需的时间,最初报告发现中微子比光束早到达60纳秒,随后中微子速度超越光速的新闻迅速成为各大科学媒体头条新闻。但是这项科学发现也引起了许多物理学家的怀疑,这与爱因斯坦提出光速不可超越理论相悖。2012年,当该研究团队意识到一根松动的电线使实验的时钟失去同步时,人们的理智才得以恢复,这也解释了为什么该实验出现错误的原因。

9、奇特的水形式

上世纪60年代,前苏联科学家声称,他们已制造一种新的水形式,普通水冲入狭窄管道会变得密度更大,其沸点高于正常沸点温度,冰点则低于正常冰点温度。看来该水分子一定是以某种形式凝结产生“聚合水(polywater)”。但在上世纪60年代末,世界各地的化学家开始大力进行“聚合水”实验,很快这些实验表明,“聚合水”的特性来自于普通水的杂质。

10、奇特的生命形式

2010年一份研究报告称,在生物分子中,有一种怪异的生命形式使用砷代替了磷。该观点产生了诸多质疑,但乍一看,似乎证据非常充分。不过深入分析就会发现一些问题,而且以砷为基础的生命从未进入教科书。