科學發現的三大規律

縱觀以往重大科學發現的過程及軌跡，可以歸為三個類型：「攻關型」、「挑戰型」以及「機緣型」。今天，咱們先看其中的規律之一「攻關型」。

「攻關型」科學發現是指面對的問題明確，已設定要達到的目標，從而進行科學研究，但解決問題的方法及達到目標的途徑不確定。研究者根據前人的經驗及數據，憑藉自己獨特的邏輯思維，採用先進的科研手段，通過努力與合作，不折不撓逐漸向目標趨近。

606的發現

606的發現是「攻關型」科學研究的一個經典案例。在中世紀，梅毒是一個可怕的疾病，當時的治療手段只有重金屬汞，毒性極大，效果不理想。所有的科學家都知道梅毒的危害——目標明確，但缺少解決問題的方法。德國Paul Ehrlich博士以砷為核心合成了一系列化合物，瞄準梅毒的治療。但是因為沒有合適的動物模型，無法證明這些砷製劑的有效性，秦佐八郎的加入與他建立的梅毒兔的到來打破了沉寂。1909年，日本學者秦佐八郎（Sahachiro Hata）以治療梅毒為目標，帶著他成功建立的兔梅毒模型，來到Ehrlich博士的實驗室，對一系列含砷化合物進行測試，終於在篩選到第606個砷製劑Arsphenamine時，找到了治癒梅毒的「神奇子彈」（magic bullet）。這一神奇的抗梅毒藥被命名為Salvarsan，即606，從1910年開始風靡全世界。不懈的努力，科學的思維，完美的合作，成就了Paul Ehrlich對抗梅毒的成功。

Salvarsan

HIV的發現

HIV的發現是「攻關型」科學研究的另一經典案例。艾滋病被認為是現代的「絕症」。1980年，一名同性戀者因不明原因高熱住進美國加州大學洛杉磯分校醫院，最終發現他患卡氏肺囊蟲肺炎，1981年另一名患卡波氏肉瘤的同性戀者在紐約入院。這些病人的共同特點均為免疫力極度低下。美國疾病控制預防中心（CDC）將這一類同性戀者特有的疾病命名為「獲得性免疫缺陷綜合征」，即AIDS。此後全世界陸續發現及報道此類疾病，感染人群擴展到非同性戀者。因病因不明，無有效治療手段，全球一片恐慌，許多人取消了旅行，公共浴室及泳池關閉，人們談艾滋病色變，並傳出「上帝要以此病摧毀人類」的言論。

尋找艾滋病病因，是人類掙脫這一病魔威脅的第一步。目標確定了，全世界的科學家投入研究，其中包括了世界著名的科研機構。1982年，法國學者Rozenbaum發現一同性戀AIDS病人，並於1983年1月將這一病人腫大的淋巴結送到巴黎巴斯德研究院（Institut Pasteur），與病毒學和病毒腫瘤學系主任Luc Montagnier合作，展開了對AIDS的研究。他們首先關注到人類嗜T淋巴細胞病毒（Human T-cell leukaemia virus，HTLV），這種逆轉錄病毒能摧毀人類的免疫系統，導致淋巴細胞異常增生。Fran?oise Barré-Sinoussi 則專註於逆轉錄病毒的研究，她將淋巴結中細胞與白介素-2培養，在兩周中每2天檢查一次培養基上清液，終於發現了逆轉錄酶的蹤跡。按常理，HTLV感染會引發細胞的大量異常增生，但出乎研究人員意料，次日培養基中的細胞意外發生了大量死亡的現象。在排除了其它可能引起細胞死亡的因素，如培養基被其他微生物污染、培養環境不合適等之後，研究人員大膽提出了一個假設，這可能是一種根本不同於HTLV的全新病毒，可能正是它通過導致淋巴細胞的大量死亡而誘發艾滋病。為了證實這一想法，Fran?oise Barré-Sinoussi將健康人血液中的淋巴細胞放入含有病毒的培養基中，病毒得到了新鮮「食物」，逆轉錄酶的含量急劇上升，隨後又發生細胞大量死亡的現象。在電子顯微鏡下，病毒進攻淋巴細胞的圖像顯示了導致AIDS的全新病毒，HIV終於被發現了。從此，人類知道了真正的敵人，可以同AIDS正面作戰了。因發現了HIV，兩位法國科學家Luc Montagnier與Fran?oise Barré-Sinoussi分享了2008年諾貝爾獎。正是他們紮實的基本功，不放過任何蛛絲馬跡的嚴謹精神，增添了榮獲諾貝爾獎的勝算。

作者肖飛教授採訪Fran?oise Barré-Sinoussi

新放射元素釙和鐳的發現

居里夫人是世界上首位兩次獲得諾貝爾科學獎的學者。1896年，Henri Becquerel發現元素鈾具有放射性，不依賴於外界能量即可釋放出類似X線樣的透視射線。當時的科學家對這一發現表示懷疑，居里夫人在1898年選擇研究鈾的放射性作為研究生題目。她選用了其丈夫居里博士發明的靜電檢測儀。居里夫人發現，鈾的周圍空間存在靜電，其能量隨著鈾的質量增加而增加。她證明了這种放射能量不依賴於分子間的作用，而是來自鈾原子本身。數據已可滿足論文的需要，但居里夫人沒有放過一個異常的現象。當時，在檢測鈾放射性時，瀝青鈾礦和雲母鈾礦的放射性是鈾的4倍，居里夫人做出重要假設：可能有更強的放射性元素存在。最終他們找到了新的放射性元素，1898年7月，居里夫婦發表文章，宣布另一放射性元素的發現，並以他們的祖國波蘭命名這一元素為polonium（釙）。因這一系列發現，居里夫人與其先生居里及Becquerel共同分享了1903年的諾貝爾物理學獎。居里一家人出名了，他們夫婦同時當上了教授，並有了自己的實驗室。按常理，他們可以專註於全球講學，帶帶學生。但居里夫人沒有沉浸在享受中，她採購了數噸瀝青鈾礦，與先生及團隊住進實驗室，對礦石進行洗脫及重結晶，尋找下一個放射性元素，從而發現了鐳（radium）。分離radium的難度較發現釙大得多，期間，居里先生去世了。經過不懈的努力，忍受著丈夫去世的悲痛，居里夫人終於在1910年分離出了純凈的鐳，並放棄專利申請，推動將鐳用於腫瘤的放射治療。基於居里夫人的傑出貢獻，瑞典皇家科學院決定，將1911年的諾貝爾化學獎授予居里夫人。

「攻關型」科學發現的特點

以上三個典型案例顯示了「攻關型」科學發現的特點。科學家們充分利用自己積累的科學知識，在前人的科學發現基礎上，以獨特的科學思維方法，通過團隊合作，採用合適的工具，循序漸進，執著地向目標挺進。

正如發現維生素C的諾貝爾獎獲得者Albert Szent-Gy?rgyi總結的：「看到所有人都熟視的，想到沒有人能想到的」（to see what everyone else has seen and think what no one else has thought before）。在想到的同時，科學家們用科學的方法證明了他們的想法，完成了科學發現。所有人都看得到日月星辰，循環往複，所有人也能看到瓜熟蒂落，但只有牛頓想到了萬有引力，用實驗證明他的三大定律。

至於科學發現的另兩個規律「挑戰型」及「機緣型」，留待下次再說。原文刊載於《康復·生命新知》

文章這麼長，是要挑戰我的眼嘛

好文不怕長嘜。再說，小編為了你們，還第一次玩了配音。你敢贊，小編就敢再來

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！