撰文 | 丹尼斯·丹尼尔森(Dennis Danielson)、克里斯多夫·M·葛兰尼(Christopher M. Graney)
翻译 | 张卜天
2011年,日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)的一个研究小组,向730千米外的意大利格兰·萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory)发射了一束中微子。研究人员在测定中微子飞行时间时发现,不知为何中微子的速度似乎超过了真空中的光速。科学界对这一惊人结果有何反应呢?
这类故事在科学史上并不少见。19世纪的天文学家认为,银河系构成了整个宇宙,他们分析了仙女座星系的首批图像,确信自己看到的是一颗恒星,其周围是一个初生的太阳系,而我们现在知道,仙女座星系其实是一个包含上万亿颗恒星的遥远星系。同样,爱因斯坦曾确信宇宙是静态的,因此在他的方程中引入一个宇宙学常数以使宇宙保持静止。这两种看法都是合理的,但都是错误的。正如在《环球科学》杂志上,麻省理工学院的戴维·凯泽(David Kaiser)和普林斯顿大学的安吉拉·N·H·克里杰(Angela N. H. Creager)在《错误推动科学革命 》一文中所说,本身是错误的、但同时能够有效推动科学进步的假说,是可能存在的。任何事在事后来看总是更清楚。
但在当时,天文学家们对光的波动性一无所知。第谷用简单的几何学计算出,如果恒星间的距离像哥白尼所说的那样遥远,那它们的尺寸则必须有“大圆”那么大。即使是最小的恒星也会使太阳相形见绌,前者之于后者就如同一个葡萄柚之于一个点。这同样很难让人相信——第谷说,如此巨大的恒星是荒谬的。正如历史学家阿尔伯特·范·海尔登(Albert Van Helden)所说,第谷的“逻辑无可挑剔,其测量也无可指摘。哥白尼主义者能做的无非是不得不接受这一论证的结果”。
第一个论据是,里乔利认为旋转的行星应该会使抛射物和下落的物体发生某些改变,而在现实中却无法检测到这些改变。第谷曾经认为,旋转的地球会使抛射物的轨迹偏离直线。然而直到19世纪,法国科学家伽斯帕-古斯塔夫·德·科里奥利(Gaspard-Gustave de Coriolis)对这种效应做出完整的数学描述,这些偏离才被观测到。