奇跡之年

編譯 汪子逸 舒卓

《劍橋詞典》將奇跡年定義為“發(fā)生極好事件的一年”。在沒有其他限定的情況下，這個詞通常指的是1666年。在此期間，大瘟疫持續(xù)不斷，倫敦大火肆虐了四天。這些當(dāng)然不是什么好事，但同時代的幾項科學(xué)成就卻很了不起。1666這個數(shù)字本身也值得一談。

不管1666年發(fā)生什么，只要用羅馬數(shù)字書寫，它就會是唯一被寫成MDCLXVI的年份。當(dāng)然，不管是羅馬數(shù)字還是阿拉伯?dāng)?shù)字，每一年都是獨一無二的。但是，在數(shù)字的角度上，MDCLXVI是更特別的。它包含了從I到M的所有羅馬數(shù)字，并且嚴格按照遞減順序排列。

1666年倫敦大火，瘟疫肆虐，這都是徹頭徹尾的悲劇。然而，由于其他正面事件，1666年被稱為“奇跡年”，一個神奇的年份

矩陣博士（Dr. I. J. Matrix）也對這項觀察很感興趣。博學(xué)的馬丁?加德納（Martin Gardner）虛構(gòu)了這位博士，并把他的成就諷刺性地記錄在半個世紀(jì)前的《科學(xué)美國人》雜志上。有一次，在接受加德納“采訪”時，矩陣博士特別指出，對某些人來說，字符串DCLXVI或666代表了反基督者或惡魔。雖然中國人認為666是幸運的數(shù)字，矩陣博士告訴加德納，一個熟練的數(shù)字命理學(xué)家可以輕松地在任何名字中找到666，包括他自己的全名歐文?約書亞?矩陣（Irving Joshua Matrix）。它的每個部分都有6個字母，因此可以說它代表了666。更一般的，幾乎任何數(shù)字、日期或稱號都可以像666和1 666那樣，被解釋成包含多種互相矛盾的意義。

拉丁形容詞mirabilis的意思是“驚人的”或“卓越的”。這個詞與羅杰?培根（Roger Bacon）有關(guān)。培根是13世紀(jì)英國方濟各會的修道士、哲學(xué)家，對神學(xué)和自然哲學(xué)感興趣。培根強調(diào)觀察在自然研究中的地位，被認為是現(xiàn)代科學(xué)方法的早期倡導(dǎo)者。他強烈主張用實驗，而不是純粹的理性，去理解世界的運作方式。培根是第一個具體說明黑火藥是如何制造的西方人，也是主張用光學(xué)鏡片改善視力的先驅(qū)。他是個“了不起的老師”，被后世譽為“奇跡博士”（Doctor Mirabilis）。

當(dāng)mirabilis與某個年份相聯(lián)時，annus mirabilis（奇跡年）指的是發(fā)生特別重大事件或成就的一年。1665年和1666年當(dāng)然值得被挑出來作為奇跡年。1665年，史稱大瘟疫的鼠疫在倫敦暴發(fā)，并持續(xù)了兩年之久。在那段時間，前線的鼠疫醫(yī)生在城市街道上游走，有些人帶著鳥嘴面具，里面藏著草藥、香料和香水，以抵御腐爛肉體的臭味。他們還會隨身帶一根棍子，用來檢查尸體，這樣就不必伸手直接觸摸。這項工作很危險，幾個世紀(jì)以來都是如此。1348年，黑死病肆虐意大利，全國1/3以上人口死亡。其中，威尼斯18名登記在冊的鼠疫醫(yī)生，有5名殉職。

1665—1666年倫敦大瘟疫，英國詩人約翰?德萊頓（John Dryden）廁身其間。在議會黨人與?；庶h人的內(nèi)戰(zhàn)時，他還是個少年。盡管父母都擁護議會黨，但他卻在1660年作詩稱頌查理二世復(fù)位。德萊頓就讀于劍橋三一學(xué)院，1654年畢業(yè)獲得學(xué)士學(xué)位。他作詩喜歡援引古典文學(xué)和科學(xué)。到1660年，他的詩作引起了人們的關(guān)注，被認為具有詩人的天分。1667年，他創(chuàng)作的史詩《奇跡年》（Annus Mirabilis）引發(fā)熱議。這首詩紀(jì)念了發(fā)生在1666年的兩個不同事件：一是英國對荷蘭的海戰(zhàn)勝利，二是倫敦大火。他在詩中對君主不吝好評，這也幫助他受封桂冠詩人、皇家史學(xué)家。在當(dāng)時的文學(xué)界，德萊頓的風(fēng)頭一時無兩，乃至那段時間被稱為“德萊頓時代”。

羅杰?培根是13世紀(jì)英國方濟各會的修道士。他重視觀察和實驗，被后世譽為“奇跡博士”

在一首副標(biāo)題為“奇跡年”的詩里，倫敦大火似乎怎么都不值得慶祝。這場大火始自周日晚上，地點是倫敦市中心布丁巷的一家面包店，一直持續(xù)到周四。德萊頓的詩描述了在第一個晚上，街道上“像白天一樣擁擠和繁忙”。倫敦人拎著水桶，推著“消防車”到處跑，向蔓延的火焰噴水。直到國王命令用火藥摧毀房屋來制造防火隔離帶，這場大火才最終熄滅。大火摧毀了13 000間房屋（造成70 000人無家可歸），87間教區(qū)教堂（包括圣保羅大教堂），以及城市里的大多數(shù)辦公場所。200多年后，作家薩繆爾?杰克遜（Samuel Jackson）為德萊頓辯解，“這是一個奇跡，因為事情沒有變得更糟”。

從灰燼中升起

不管德萊頓是不是認為大瘟疫會變得更糟糕，他都沒有借此抒發(fā)詩意。與其他許多有法子的人一樣，他逃離了倫敦，來到了北威爾特郡的查爾頓村，倫敦正西約140公里。隱居期間，他的寫作卓有成效，創(chuàng)作了廣受好評的《論戲劇詩》（1668年出版）。城市的其他居民遷往倫敦以北的鄉(xiāng)村，有些遷往劍橋郡。距離倫敦90公里外的劍橋鎮(zhèn)，大學(xué)也關(guān)閉了。這導(dǎo)致部分居民逃得更遠，遠離瘟疫的中心。

離開劍橋的人中，就有23歲的艾薩克?牛頓。與德萊頓一樣，他也曾是劍橋三一學(xué)院的學(xué)生，比詩人晚畢業(yè)十年左右。畢業(yè)后，牛頓就在母校任教。他的整個學(xué)術(shù)生涯都將與三一學(xué)院緊密聯(lián)系在一起。然而，當(dāng)瘟疫來襲時，他不得不在接下來幾年的大部分時間里，都待在家鄉(xiāng)科爾斯沃斯-伍爾索普及其周圍。這個小村莊位于劍橋西北約80公里處。根據(jù)牛頓自己的回憶，那是他學(xué)術(shù)生涯的巔峰期，創(chuàng)造力爆棚，成果突出。事實上，根據(jù)科學(xué)史家羅伯特?帕爾特（Robert Palter）的研究，在林肯郡逗留期間，牛頓發(fā)現(xiàn)了月球的運動軌道是地球引力作用的結(jié)果，證明了光是由粒子組成的，此外，還發(fā)展了積分學(xué)。由于這些天才的成就大多發(fā)生在1666年，學(xué)者們理所當(dāng)然地將之稱為牛頓的奇跡年。

1667年，牛頓回到劍橋，成為三一學(xué)院的研究員，并在次年被授予碩士學(xué)位。從1669年開始直至下個世紀(jì)，他一直擔(dān)任盧卡斯數(shù)學(xué)講席教授。這個教授席位是由牧師和政治家亨利?盧卡斯（Herry Lucas）于1663年創(chuàng)設(shè)的，他在1639—1640年間曾擔(dān)任劍橋大學(xué)選區(qū)的下院議員。盧卡斯講席教授職位后來由查爾斯?巴貝奇（Charles Babbage）、喬治?斯托克斯（George Stokes）、保羅?狄拉克（Paul Dirac）和斯蒂芬?霍金（Stephen Hawking）等人擔(dān)任，是全世界公認最具聲望的學(xué)術(shù)任命之一。

牛頓在伍爾索普隱居期間取得的科學(xué)進展并沒有馬上公之于眾，這也解釋了德萊頓的詩作《奇跡年》中為什么沒有包含牛頓的成就。這些成就并不是沒人知道，不少科學(xué)家和工程師迫切想要知道更多。事實上，1684年，皇家學(xué)會的三位會員就拜訪了牛頓：第二任皇家天文學(xué)家埃德蒙?哈雷（Edmund Halley），他曾繪制南恒星天的圖表；天文學(xué)家兼建筑師克里斯托弗?雷恩（Christopher Wren），他負責(zé)規(guī)劃和設(shè)計被燒毀的倫敦的大部分地區(qū)，包括圣保羅教堂；羅伯特?胡克（Robert Hooke），他用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細胞，并說明了彈簧上附加的力與它的形變量之間的關(guān)系。來訪者希望討論牛頓的行星運動理論。于是，牛頓向他們展示了自己的相關(guān)計算。也正是哈雷推動牛頓發(fā)表自己的成果，并提出承擔(dān)所有費用。其中，編輯和校對更是由哈雷親自完成。1687年，《自然哲學(xué)原理》以拉丁文出版，并很快被翻譯成多門語言。1704年，《光學(xué)》出版。

為紀(jì)念1666年發(fā)生的事件，詩人約翰?德萊頓（左）創(chuàng)作了史詩《奇跡年》（Annus Mirabilis）。這個拉丁短語后來專指學(xué)者的突破年份。牛頓（中）的奇跡年是1666年，躲避大瘟疫期間，他在科學(xué)上取得了巨大成就。1905年，愛因斯坦（右）經(jīng)歷了自己的奇跡年，發(fā)表了四篇重要論文，其中一篇后來為他贏得了諾貝爾獎

在取得巨大名望之后，牛頓開始涉足政治。1672年，牛頓當(dāng)選皇家學(xué)會會員，并且從1703年到1727年逝世，一直擔(dān)任該學(xué)會會長。1689—1690年和1701—1702年，牛頓擔(dān)任了劍橋選區(qū)的下院議員。1696年，牛頓成為了皇家鑄幣廠監(jiān)管，并在三年后升任鑄幣廠廠長。1705年，牛頓受封騎士稱號。他死后，被葬在威斯敏斯特大教堂。

1966年，奇跡年后的三百年，帕爾特在得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校組織了一場牛頓研究的討論會。為了獲得更多元的視角，帕爾特邀請了“思想史家、科學(xué)史家、藝術(shù)史家、哲學(xué)史家以及宗教史家”，還有“科學(xué)哲學(xué)家和物理學(xué)家”。他們在現(xiàn)代科學(xué)的框架內(nèi)，充分評價了牛頓的貢獻。

隨后，帕爾特編輯出版了論文集《牛頓的奇跡年：1666—1966》。牛頓的成就能否精確追溯至某個單一的年份，學(xué)者們對此心存疑慮。但是，帕爾特相信，1666年肯定是人類思想史上重要轉(zhuǎn)折點。

此刻永恒

牛頓并不是唯一經(jīng)歷“奇跡年”的科學(xué)家。1905年，愛因斯坦26歲，在《物理學(xué)年鑒》上發(fā)表了四篇重要論文。他當(dāng)時是瑞士伯爾尼專利局的一名職員。后來，他說這份工作讓他有足夠的時間思考。這些論文涉及空間、時間、質(zhì)量與能量，是現(xiàn)代物理學(xué)的核心概念。按照發(fā)表順序，這些論文依次是關(guān)于光電效應(yīng)（關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點）、布朗運動（熱的分子運動論所要求的靜止液體中懸浮小粒子的運動）、狹義相對論（論運動物體的電動力學(xué)）以及公式E=mc2（物體的慣性同它所含的能量有關(guān)嗎？）。

牛頓和愛因斯坦都經(jīng)歷了自己的奇跡年，取得了奇跡般的重要突破。

1921年，正是因為這四篇論文中的第一篇，愛因斯坦被授予諾貝爾物理學(xué)獎，“以表彰他對理論物理學(xué)的貢獻，特別是光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)”?；?905年的論文以及對量子力學(xué)的想法，愛因斯坦構(gòu)建了廣義相對論。1915年，該理論公開發(fā)表，提供了現(xiàn)代引力理論的基本模型。愛因斯坦并沒有因為這項工作獲得諾貝爾獎，可能是因為他沒有完全接受量子理論。

非凡的獎勵

諾貝爾獎由阿爾弗雷德?諾貝爾（Alfred Nobel）的受托人塑造，并由諾貝爾基金會制度化，但它并沒有完全遵照諾貝爾的遺囑設(shè)立。諾貝爾希望獎項能夠更快獎勵成就，但是實際上從做出貢獻到獲獎之間往往需要很多年。另外，諾貝爾本人的成就是工業(yè)方面的，他想要獎勵的也主要是應(yīng)用科學(xué)（包括工程學(xué)），而不是純粹科學(xué)。盡管諾貝爾基金會偶爾也會承認一兩項工程成就，比如2000年的集成電路和2014年的藍色發(fā)光二極管（LED）。工程學(xué)和其他被忽視的領(lǐng)域都認為應(yīng)該設(shè)立自己的“諾貝爾獎”，以認可沒有被大眾知曉的“奇跡年”以及它們的實際“后果”。

杰出的學(xué)術(shù)成果年可以說有第二個奇跡年，也就是它們的成就被授予高規(guī)格獎項的那一年。盡管諾貝爾獎可能是最有名的，它并不表彰所有的研究領(lǐng)域，因此許多領(lǐng)域都設(shè)立了自己的“諾貝爾獎”。圖中，查爾斯王子向中村修二頒發(fā)了2021年度伊麗莎白女王工程獎，以表彰他在固態(tài)照明技術(shù)方面的工作

目前還沒有諾貝爾獎明確授予數(shù)學(xué)或工程學(xué)方面的成就。但是，數(shù)學(xué)界普遍認為，挪威政府于2001年設(shè)立的阿貝爾獎實際上就是“數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎”。設(shè)立這樣一個獎項的想法可以追溯至一個世紀(jì)前，沒有包含數(shù)學(xué)的諾貝爾獎也還在萌芽階段。1902年，即第一屆諾貝爾獎頒發(fā)后的第二年，瑞典和挪威國王奧斯卡二世提議由挪威來頒發(fā)一個數(shù)學(xué)獎。1905年，挪威獨立，這個獎項也就不了了之。直至諾貝爾獎設(shè)立百年之后，這個獎項才最終得以問世。

在諾貝爾的時代，計算機科學(xué)還不存在，所以不能說他有意遺漏了該領(lǐng)域。不管怎么樣，這一遺漏在1966年得到了糾正。計算機協(xié)會設(shè)立了圖靈獎，以表彰“在計算機領(lǐng)域具有持久和重大技術(shù)意義”的成就。該獎項的獎金是100萬美元，這足以使它與諾貝爾獎相提并論。

經(jīng)濟學(xué)的諾貝爾獎并不是真正的“諾貝爾獎”。它的正式名稱是“瑞典中央銀行紀(jì)念阿爾弗雷德?諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎”，半正式名稱是“諾貝爾經(jīng)濟學(xué)紀(jì)念獎”。這個獎項也不是由諾貝爾捐贈發(fā)起的。它在1968年設(shè)立，與瑞典央行向諾貝爾基金會的捐贈有關(guān)，旨在紀(jì)念銀行成立三十周年。

在工程領(lǐng)域，沒有任何獎項接近諾貝爾獎。直到1969年，美國國家工程院頒發(fā)了第一個查爾斯?斯塔克?德雷珀獎。德雷珀（Draper）因其在慣性導(dǎo)航方面的工作而聞名，他是麻省理工學(xué)院的教授，德雷珀實驗室的創(chuàng)始人。德雷珀獎設(shè)立后，工程院又設(shè)立了另外兩個備受矚目的高規(guī)格獎項：拉斯獎和戈登獎。拉斯獎于2001年首次頒發(fā)，用于獎勵生物工程領(lǐng)域“對社會產(chǎn)生了重大影響，并通過廣泛使用改善了人類狀況”的成就。該獎項是應(yīng)俄亥俄大學(xué)的要求而設(shè)立，旨在表彰其杰出校友弗里茨?拉斯（Fritz Russ），他是系統(tǒng)研究實驗室的創(chuàng)始人。戈登獎，以“高速模數(shù)轉(zhuǎn)換之父”伯納德?戈登（Bernard Gordon）命名，旨在表彰“有效培養(yǎng)工程領(lǐng)導(dǎo)者的新教育模式和實驗”，于2002年首次頒發(fā)。這三個獎項的金額都是50萬美元。在21世紀(jì)初之前，德雷珀獎被認為是工程界的諾貝爾獎?，F(xiàn)在，三個獎項都被認為是諾貝爾獎級別的。

2013年，在大洋彼岸，英國設(shè)立了一個國際獎項，表彰“對全球人類有益的突破性工程創(chuàng)新”，即伊麗莎白女王工程獎。獎金是50萬英鎊，在白金漢宮頒發(fā)。

諾貝爾獎獲得者，不管是真的還是“仿”的，在獲獎時都可以說是經(jīng)歷了第二個奇跡年。這是因為在第一個奇跡年，它們的成就很可能并沒有得到廣泛認可。然而，“遲到總比不到好”，整個世界——至少是獎項涵蓋的世界——可以分享重大成就最終獲得認可帶來的滿足。在疫情時期，任何這樣全球分享喜悅的機會當(dāng)然會受到歡迎。2020年，整個世界經(jīng)歷了一個可怕的年頭。2021年，悲劇還在繼續(xù)。在這段糟糕的日子里，是不是有什么偉大的文學(xué)作品或是科學(xué)成就誕生了呢？也許在以后更快樂的日子里，整個世界都將知道它們。

資料來源 American Scientist