科學(xué)史上著名公案

蘇聯(lián)科學(xué)家費(fèi)德亞金1962年報(bào)告了他的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)。用來(lái)得出這個(gè)重大發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)很簡(jiǎn)單：把蒸餾水放在一個(gè)小容器中加熱，用一束石英毛細(xì)管收集水蒸氣，讓水蒸氣在管壁內(nèi)冷凝。幾天后，費(fèi)德亞金把毛細(xì)管內(nèi)的水分取出加以研究，發(fā)現(xiàn)其密度比普通水大了大約40％，在100℃時(shí)不沸騰，在－40℃時(shí)才結(jié)冰，而且像凡士林一樣黏。他認(rèn)為這是一種特殊形態(tài)的水，并稱(chēng)之為異常水。

費(fèi)德亞金后來(lái)加入莫斯科物理化學(xué)研究所蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士德?tīng)杹喗虻膶?shí)驗(yàn)室。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里他不斷地改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，讓實(shí)驗(yàn)變得更精確一些。一個(gè)比較先進(jìn)的制備異常水的方法是這樣的：在石英毛細(xì)管的一端放上一點(diǎn)水，封閉起來(lái)，管的中央纏繞加熱絲加熱到500℃，管的另一端冷卻收集冷凝的異常水。他們認(rèn)為異常水是水的聚合形態(tài)，為此發(fā)表了30余篇論文。

起初只是蘇聯(lián)科學(xué)家自己在玩。1966年，德?tīng)杹喗蛟L(fǎng)問(wèn)英國(guó)，在諾丁漢的法拉第學(xué)會(huì)中報(bào)告了他們關(guān)于異常水的發(fā)現(xiàn)，引起了英國(guó)科學(xué)家的興趣。一些英國(guó)科學(xué)家重復(fù)了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果全都證實(shí)了蘇聯(lián)科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)。英國(guó)著名物理學(xué)家貝爾納甚至宣布聚合水的發(fā)現(xiàn)是\"20世紀(jì)最重要的物理化學(xué)發(fā)現(xiàn)”。

美國(guó)科學(xué)家也很快跟進(jìn)。1968年，馬里蘭大學(xué)的里平科特等人在《科學(xué)》雜志上發(fā)表文章說(shuō)，他們用光譜法研究異常水，得到的光譜與普通水完全不同。他們確認(rèn)異常水的確是水的聚合形態(tài)，將其命名為聚合水。其他化學(xué)家也陸續(xù)在《科學(xué)》上發(fā)表論文，對(duì)聚合水的特殊性質(zhì)做出理論解釋。

許多科學(xué)家都投入到對(duì)聚合水的研究，到1971年時(shí)研究聚合水的論文多達(dá)400余篇。一位想象力豐富的美國(guó)太空物理學(xué)家認(rèn)為金星上的水很可能就是聚合水，他同時(shí)擔(dān)心聚合水萬(wàn)一從實(shí)驗(yàn)室泄漏出來(lái)，可能會(huì)把自然界中的水都聚合變成聚合水，這就必然會(huì)導(dǎo)致地球生命的全部滅絕!更實(shí)際一點(diǎn)的科學(xué)家則設(shè)想，聚合水既然像凡士林一樣黏，而且100℃不沸騰、－40℃才凝固，豈不是最理想的潤(rùn)滑劑和冷卻劑?只可惜聚合水只能用毛細(xì)管制備，量極少(以毫克計(jì))，用來(lái)做研究都很困難，更不要說(shuō)實(shí)用了。

但是，在對(duì)聚合水的研究熱傳到美國(guó)后不久，對(duì)其真實(shí)性的懷疑也開(kāi)始了。1969年，有美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)他們制造出來(lái)的聚合水含有硼、硅、鈉等雜質(zhì)，認(rèn)為聚合水其實(shí)是一種受污染的水。同時(shí)，一名蘇聯(lián)科學(xué)家用質(zhì)譜儀檢測(cè)德?tīng)杹喗蛩徒坏木酆纤畼悠?，發(fā)現(xiàn)樣品中含水量很少，反而含有脂質(zhì)等雜質(zhì)。又有美國(guó)科學(xué)家用掃描電子顯微鏡檢測(cè)聚合水，證實(shí)里面的確含有雜質(zhì)顆粒。另有美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)聚合水中含有乳酸鈉，這是汗液的成分。

多種檢測(cè)方法都證實(shí)了所謂聚合水連水分都很少，它其實(shí)是膠態(tài)二氧化硅，摻雜有多種無(wú)機(jī)鹽和有機(jī)物。二氧化硅是石英毛細(xì)管的成分，膠態(tài)二氧化硅是在拉毛細(xì)管受熱處理時(shí)產(chǎn)生的，而雜質(zhì)可能是通過(guò)幾種途徑進(jìn)入的：例如來(lái)自空氣中的二氧化碳，受到用來(lái)密封毛細(xì)管的油脂的污染，在操作時(shí)實(shí)驗(yàn)員的汗液跑進(jìn)了毛細(xì)管等等。

1973年，德?tīng)杹喗蛟诒姸嘧C據(jù)面前也承認(rèn)聚合水不存在，而是污染水。至此，一項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)變成了一大丑聞。這幾乎是19世紀(jì)一場(chǎng)關(guān)于水的爭(zhēng)論的重演。當(dāng)時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)水在蒸餾之后殘余的水表現(xiàn)出與普通水不同的性質(zhì)，在密閉的容器中把水反復(fù)蒸餾也能得到性質(zhì)特殊的水，于是有人認(rèn)為這是水的同素異形體(由相同元素構(gòu)成，但是形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同)。后來(lái)才知道那是水中的雜質(zhì)引起的誤解。那時(shí)候?qū)嶒?yàn)條件很簡(jiǎn)陋，人們的物理、化學(xué)知識(shí)也很有限，出現(xiàn)那樣的誤解并不難理解。何以在100余年后，在有了先進(jìn)的檢測(cè)手段之后，仍然會(huì)有眾多的一流科學(xué)家被水中的雜質(zhì)所誤導(dǎo)，犯下低級(jí)錯(cuò)誤呢?如果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得嚴(yán)密一些，態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)一些，這樣的疏忽本來(lái)是可以避免的。

聚合水的存在其實(shí)違背了熱力學(xué)定律，在理論上是不可能的。如果自始至終只是費(fèi)德亞金這樣的無(wú)名之輩在鼓吹，很可能不會(huì)引起什么反響，甚至早就被戳穿了。但是有德?tīng)杹喗蜻@樣的學(xué)術(shù)權(quán)威的推銷(xiāo)，就大大增強(qiáng)了其可信度，讓眾多科學(xué)家都有了投身于重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的熱忱和幻想。何況大眾媒體、同行的關(guān)注，美國(guó)《科學(xué)》、英國(guó)《自然》等著名科學(xué)期刊為此慷慨地貢獻(xiàn)出來(lái)的版面，更容易讓人熱昏了頭。用一位當(dāng)事人利蘭·阿蘭的話(huà)來(lái)說(shuō)：“我第一篇相關(guān)論文吸引來(lái)的關(guān)注讓我堅(jiān)信我對(duì)科學(xué)進(jìn)步做出了真實(shí)的貢獻(xiàn)，這要比從其他一般的成功科研項(xiàng)目中所感受到的更強(qiáng)烈?！?/p>

幸運(yùn)的是，科學(xué)有自我糾錯(cuò)的能力。一項(xiàng)虛假的科研成果，不管有多少權(quán)威的支持，不管曾經(jīng)被視為多么重大，一旦引起了科學(xué)界的重視，被推翻是遲早的事。現(xiàn)在，沒(méi)有證據(jù)表明聚合水事件是有意的造假，應(yīng)該只是由于疏忽而鬧下的笑話(huà)。只不過(guò)，為了一個(gè)可以避免的疏忽而浪費(fèi)了10年時(shí)間以及眾多人力和科研資金，未免太不值得。有時(shí)候，由于一時(shí)疏忽而出現(xiàn)的“誠(chéng)實(shí)錯(cuò)誤”，其導(dǎo)致的后果甚至要比有意的造假還要嚴(yán)重。