参考消息网8月20日报道(文/吴黎明 张家伟)英国是近代科学革命的重要发源地。从17世纪的近代科学革命时期到20世纪计算机时代,一批又一批杰出的科学家不断突破人类认知边界,推动文明进步。近日,本网记者走访牛顿、达尔文、图灵等多位英国科学巨匠的故居故地,采访馆方专家及研究人员,揭示科学发现背后的探索历程、创新精神和时代价值。
牛顿:苹果落下之后
盛夏的英格兰中部大地,阳光炽热。记者一行驱车前往位于林肯郡伍尔索普村的牛顿出生地——伍尔索普庄园。车拐了一个弯,就看到一栋典型的中世纪英格兰农庄,石头砌墙,红瓦铺顶。侧门上写着“欢迎来到伍尔索普庄园,在这里,伊萨克·牛顿改变了世界”。头发已白的讲解员克莱夫·里克斯迎了出来。
步入院门,石材砌筑的两层主楼颇有气派,足以看出这个自耕农家庭的殷实。我们直奔主题,想先看看那棵著名的苹果树。里克斯把我们引到院落左边的园子,几棵高大的苹果树映入眼帘。其中一棵被矮栅栏围起,枝干苍劲,它是从原根再生出来的老树。
“这棵树的故事从未出现在牛顿本人的任何文字中。”里克斯说,“他写了成千上万页笔记,却没有一处提到苹果。”
牛顿被苹果砸中脑袋的桥段,是一个名叫迪斯雷利的人在1791年编造的。“它完全是假新闻,”里克斯笑道,“但人们总愿意相信它,因为它是一个好故事。”
1665年,剑桥大学因大瘟疫关闭,刚完成学业的牛顿回到这座农庄。虽然没有苹果砸中他的头,但他确实在这座花园中沉思。望着落下的苹果,他追问:地球能把苹果拉向地面,这种力能否延伸到月球?这个问题他花了十几年才真正解答。
我们随里克斯走进主楼。一楼厨房按当时场景摆放着厨具。二楼有他母亲的卧室,旁边一间小屋放着牛顿儿时的小床。在另一间朝南的书房,窗台上陈列着当年的一些器具。牛顿正是在这里通过一束阳光,发现白光由七种颜色组成。
里克斯说,牛顿一生中最重要的两件事都源于偶然。第一件是他父亲在他出生前三个月去世。在那个长子继承一切的时代,如果父亲活着,牛顿将被培养成一个农夫,而非学者。但母亲汉娜·艾斯库没有让儿子继承农庄,而是送他去格兰瑟姆文法学校读书,后来又让他进入剑桥。第二件是那场致命的大瘟疫。它迫使剑桥关闭校门,却为这个年轻人打开了独立思考的大门。里克斯感慨道:“如果他一直留在剑桥,不断接受所谓标准思维的灌输,或许就没有后来的万有引力定律了。”牛顿晚年亲口说,那是自己“发明创造的黄金时期”。
然而,牛顿远非世人眼中的“完人”。他终身未婚,几乎没有亲密朋友。他花费大量时间从事炼金术实验,撰写颇为奇特的宗教著作,还曾与莱布尼茨激烈争夺微积分的优先发现权,与罗伯特·胡克就平方反比定律的优先权争执不休。这位科学巨匠,也有偏执、孤僻甚至荒谬的一面。
记者郑重地问了里克斯一个问题:“你认为成为一名科学家,最重要的品质是什么?”
“首先是好奇心,”他不假思索地说,“然后是痴迷。牛顿把所有时间都花在研究上,但他的伟大不在于‘发现’了什么——引力概念是开普勒在1609年就提出的。牛顿真正了不起的,是建立了一个完整的理论框架,把引力定义为一种可以测量的‘力’,并用数学证明它适用于从苹果到行星的一切物体。他从开普勒定律出发,证明了平方反比定律。”
走进院落平房里的科学中心,十来个实验装置让游客亲手验证牛顿三大定律。里克斯说,周末和假期常有学生团队前来,“我的孙辈们星期六就要来。让他们玩一玩,也许能种下一颗好奇的种子”。
今天,人工智能可以计算一切,但无法替代一个孩子仰望星空时发自内心的追问。牛顿留给我们的,不仅是三大定律和微积分,更是一种思维方式:生活在一座普通农庄里的人,同样可以推开宇宙的大门。所有的伟大,都始于那一瞬间——苹果落下时,你没有走开,你盯着它,开始想“为什么”。
达尔文:从“学渣”到“进化论之父”
我们带着疑问前往肯特郡乡间的达尔文故居。临近之时,乡野道路忽然变得非常狭窄,路两边是数米高的树篱,中间的柏油马路大都只有一车宽。荒野中忽见一个花园,一栋灰墙红瓦的二层楼房映入眼帘。
走进房子,客厅里,英格兰遗产委员会策展人萨布丽娜·维拉尼指着墙上肖像告诉我们,达尔文和妻子艾玛是表亲。艾玛是造诣极高的钢琴家,达尔文曾在客厅的钢琴上放过蚯蚓罐子,测试它们能否听见声音。将生活角落化为实验场,让人忍俊不禁又心生敬意。
为什么一个早年学业平平、被看作“纨绔子弟”的年轻人,最终成为影响人类历史的“进化论之父”?他在爱丁堡学医时厌恶解剖,学业荒废;在剑桥修读神学也不务正业。若以今天标准衡量,他几乎是个“学渣”。
达尔文故居的每一个角落都在无声地回答这个问题。
二楼展厅里,最引人注目的展品是1859年《物种起源》第一版。淡绿色的封面已经变旧,烫金字样也已磨损。这本著作出版当日即告售罄。维拉尼带我们看了“小猎犬”号船舱复制品及达尔文当年的袖珍笔记本和显微镜。正是那场为期五年的环球航行,点燃了他对自然界的全部热情。但关键细节是:1836年归来时他已有了进化论雏形,却整整等了20多年才发表《物种起源》。
我们追问背后的原因。“因为他知道这将是个极具争议的观点。”维拉尼说,“他花了20年收集证据,与科学界通信切磋,在这里的花园里进行各种严谨实验。他在等理论‘臻于完美’,等证据链无懈可击。”
这20年的“潜伏”,正是从“学渣”到“巨匠”最关键的蜕变。伟大的思想从不诞生于灵光一闪,而是在漫长的孤寂中一点点打磨成形。
步入那间著名的旧书房,一切都保持着他去世时的样子。桌上放着鹅毛笔和写字板,椅子扶手因长年累月的摩擦而光滑。维拉尼告诉我们,达尔文每天雷打不动工作六小时,上午写作,下午实验,傍晚沿着沙之小路散步思考。即便后半生饱受疾病折磨,他依然保持着惊人的自律。他是细致的观察者,是动手能力极强的实验派,更是一个懂得与孤独共处的思想者。
走出书房,我们来到花园。午后阳光正好,洒在温室斑驳的玻璃顶上。维拉尼告诉我们,这座温室是达尔文亲手参与设计的,里面曾经摆满了让他痴迷的兰科植物和食虫植物。他在这里观察茅膏菜如何诱捕飞虫,用小块生肉喂它们,甚至用骆驼毛刷子轻轻触碰,记录它们的反应。这些看似琐碎的观察,最终汇入了关于物种适应性的宏大思考。
维拉尼说,达尔文的成就得益于一个包容和支持他的家庭。父亲罗伯特·达尔文是位名医,一心希望儿子继承衣钵,把他送去爱丁堡学医。但面对达尔文遛狗捉虫“不务正业”,父亲虽嗤之以鼻,却并未断了经济供给。当达尔文从剑桥毕业后仍找不到人生方向时,正是父亲雄厚的财力,让他以“无薪博物学家”身份登上“小猎犬”号。这趟航行改变了他的一生,也改变了世界。
妻子艾玛是达尔文最坚实的后盾。“艾玛不仅是10个孩子的母亲和家庭的操持者,”维拉尼说,“她还是达尔文的工作伙伴。她帮他誊写手稿、朗读信件,甚至在他病重时为他执笔。”这段婚姻给了达尔文一生最稳定的港湾。
告别达尔文故居,我们有了更多感触,真正的成长从来不是一场百米冲刺。放弃热门专业,投身“无用”的博物学,并用20年验证一个想法。这份定力与“慢”,在凡事求快的今天近乎奢侈。从为人父母的角度看,当我们保护每个孩子眼中的好奇之光,也许下一个愿意用20年等待一朵花开的人,就藏在我们身边。
图灵:先驱者的计算足迹
走进英国白金汉郡的布莱切利园,这里有一片不起眼的平房,其中一间不甚敞亮的办公室按照二战时期的情景布置,桌上摆放着老式打字机。80多年前,英国数学家艾伦·图灵曾在这里与众多同事合力开展密码破译工作,为盟军最终获胜作出重要贡献。
80多年过去,当世界进入人工智能快速发展的时代,图灵在英国乃至全球正获得越来越多的推崇:英国的国家数据科学和人工智能研究机构被命名为“艾伦·图灵研究所”,图灵的肖像被印在英格兰银行(英国央行)发行的50英镑纸币上,他的传记书籍和电影在全球范围内受读者和观众追捧,美国计算机协会设立了旨在表彰对计算领域作出重大而持久贡献人士的图灵奖。
是什么让一名41岁就去世的数学家成为一个时代的科技象征?
1912年出生在伦敦的图灵,在少年时期便展现出数学天赋。他热衷动手制作各种小发明,甚至用自己设计的钢笔给父母写信。
“从图灵还是个孩子时起,你就能看到他对周围的世界充满兴趣。他对植物感兴趣,对动物感兴趣,也对制作东西感兴趣。”布莱切利园的历史研究员戴维·凯尼恩如此描述图灵。
这种对周围世界的好奇心贯穿图灵的一生。他成年后,有一次骑自行车上班,他的车链有一处故障,每骑若干圈便可能脱落。图灵没有立即修车,而是算出车链出问题前要蹬多少圈,每到那个数字便放慢速度,再重新计数。一个机械故障,被他变成了周期计算题。
1931年,图灵进入剑桥大学国王学院学习数学,1935年当选学院研究员。据剑桥大学的历史资料记载,图灵在国王学院期间,杰出的经济学家约翰·梅纳德·凯恩斯也是学院研究员,并担任研究员遴选委员会成员。1935年3月11日,凯恩斯在写给妻子莉迪娅的信中说:“今天,我与一名研究员候选人共进午餐。从书面材料来看,他似乎是最聪明的……他非常出色,这一点毋庸置疑……他的名字叫图灵。”
图灵在1938年被英国政府密码学校招募,1939年初接受训练。战争爆发后,他来到布莱切利园,在波兰密码学家前期成果基础上,参与破译德军使用“恩尼格玛”密码机加密的信息。图灵在密码破译设备Bombe的开发中发挥了重要作用,经过不断改进,首台Bombe于1940年投入运行,成为盟军破译密码的重要工具。
英国前首相布朗在2009年曾评价说:“如果没有图灵的卓越贡献,二战的历史进程很可能会截然不同。”
今天的人们在布莱切利园的图灵办公室展区,看到的是一个相对狭小、略显单调的办公环境。当年的图灵在破译密码之余,晚上回家后还会阅读数学著作并继续进行数学研究。
凯尼恩说:“这是为了放松。他晚上还会撰写数学学术论文。我有时觉得他始终是一位数学家,只是偶然地成了密码破译人员。”
除了密码破译,图灵对计算机科学有更深远的贡献。1936年,他在有关“可计算数”的论文中设想了一种抽象机器:它可以按照指令,在一条无限长的纸带上读取、写入或删除符号。这一后来被称为“图灵机”的模型,以极为简洁的方式为“什么是可计算的”提供了形式化定义,成为现代计算机科学的理论基石。
二战结束后,图灵进入英国国家物理实验室,设计“自动计算引擎”。由于研制进展缓慢,他后来转赴曼彻斯特大学,参与早期计算机的程序设计,编写操作手册,并探索机器应当如何使用。
凯尼恩说,图灵不是一位专注于螺母、触点和线路的工程师,而是一位数学家和理论家。他思考的不只是“现在怎样制造计算机”,而是“20年、50年后计算机能做什么”。
1950年,图灵发表论文《计算机器与智能》,开篇提出:“机器能思考吗?”他以“模仿游戏”绕开对“思考”的抽象定义,提出让评判者分别与人和机器进行文字交流,并根据回答判断交流对象身份。这一思想后来被概括为“图灵测试”。
他的视野并未止于计算机。图灵还用数学研究动物斑纹、植物叶序等形态如何形成,成为这方面研究的先驱。
1954年6月,他因氰化物中毒去世,年仅41岁。
布莱切利园每年迎来数万名学生,年轻人走过图灵工作过的地方,了解密码、网络安全和计算机科学的发展历史。机器滚筒的转动早已停止,但图灵提出的问题仍在人工智能时代回响:机器能够做什么?机器能否学习?机器能否像人一样思考?
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