《自然》关注慢科学:精工出细活—新闻—科学网
作者:段歆涔 来源:中国科学报 发布时间:2013-3-26 8:04:32 选择字号:小 中 大 《自然》关注慢科学:精工出细活
170年:收获数据 1843年,肥料大王John Lawes在自己位于英国伦敦北部洛桑的田庄里开展了一项旨在测试无机肥料和有机肥料对农作物产量影响的实验。实验检测了氮、磷、钾、钠、镁以及农家肥料对主要农作物如小麦、大麦、豆类以及块根农作物的影响。该项实验于2008年由 Andy Macdonald接手。 从事长期实验的研究人员不仅要努力确保实验的完整性,同时还需要根据客观条件对实验作出调整以适应实际需要。Macdonald说:“实验开始20~30年后,许多基本的关于不同化肥间相对重要性的问题已经得到圆满的解决。”氮肥的重要性最高,紧随其后的是磷肥。因此,该项目一直保持着周期性更新,以适应当时的农业实践需求。例如,实验田里的长秸秆谷物在1968年被产量更高的短秸秆谷物所替代。Macdonald介绍说,经过研究发现,这种新型农作物可以从土壤中获取更多的营养。 洛桑实验站是农业长期研究的鼻祖,它从未间断的研究数据十分宝贵。因为它不仅可以为研究土壤中的碳贮量或者物种入侵等长期性问题提供数据,还可以为短期性研究如土壤中硝酸盐的流失提供舞台。洛桑档案馆保存着自实验开始以来总计超过30万份的植物和土壤样本。2003年,科学家从1843年收集的小麦样本中提取了两种病原体DNA,从而揭示了工业二氧化硫排放对哪一种病原体影响更大。
90年:天才的成长 1921年,美国加利福尼亚州斯坦福大学的心理学家Lewis Terman根据他所设计的Stanford Binet IQ测试,验证并确认了1500名于1900年至1925年出生的天才儿童,并对他们的生活进行了长期的追踪调查。这是世界上最早的长期性研究之一,该实验深入研究了人类发展问题,记录了实验对象的家庭生活、教育程度、兴趣爱好、个人能力以及独特个性,迄今为止已有90年。 Terman设计实验的主要目的之一便是反驳当时的一种普遍假设:天才的身体是羸弱的,他们缺乏社交能力并且在其他方面存有缺陷。但即便依据当时的标准,该实验的设计也是漏洞颇多。他的样本选择方式很不严谨,实验管理方面更多的是依靠老师的建议,并且他选取的样本缺乏代表性。更有甚者,Terman为了使实验结果符合自己的假设,会以信件的方式为实验对象提供“建议”,并帮助其中的一些人进入斯坦福大学学习。 通过对天才少年成年后的生活进行追踪研究,Terman证明了天才与普通人一样健康,并具有良好的社会适应性。而且他们基本上事业有成,生活舒心。另外,研究人员也在不断弥补Terman设计上的缺陷。例如在前人的研究基础上,加利福尼亚大学河畔分校心理学家Howard Friedman得以总结出一项Terman实验最有意义的发现——童年与成年后的心理因素即审慎、毅力,以及计划性对人的寿命有重要影响,具有良好责任心的人的寿命比普通人要长6到7年。Friedman说:“如果没有长期的数据收集,这种关系是很难被发现的。”
400年: 记录太阳黑子 天文学家对太阳黑子的记录早在400多年前望远镜刚刚发明之时就已经开始了,伽利略就是其中的一员。但是早期的观测者既不清楚那些太阳表面的黑色斑点为何物,又缺乏对磁场的了解。直到1848年,瑞士天文学家Rudolf Wolf在对太阳黑子进行系统性的观测后,提出了如何在世界范围内记录太阳黑子并沿用至今的公式——沃尔夫数,从而为实时测量太阳活动提供了方法。 2011年,比利时皇家天文台太阳作用数据分析中心(SIDC)的负责人Frédéric Clette系统地整理了自1700年以来有关太阳表面活动的照片与图绘记录。详细的数据可以帮助研究人员弄清太阳黑子产生的原因,并提升对未来重大事件预测的准确性。时间跨度越长就越能更好地帮助人们检验理论。 不过,记录太阳黑子的人可不仅仅只有天文学家。比利时中心每个月收集的太阳黑子数据,有2/3来自天文学爱好者,他们利用简陋的小型光学望远镜,为天文学研究作出了贡献。 Clette在比利时皇家天文台负责数据管理工作。他觉得能与数百年前的同行一起“工作”非常愉快。例如,虽然伽利略的数据质量参差不齐,但他的绘画仍然包含了足够详细的信息去揭示太阳黑斑群的磁场结构。Clette说:“你可以从他的绘画中提取出与现在所制绘画一模一样的信息。” Clette继承了先行者的奉献精神:忠实地记录他们所看到的一切,希望能对后人的研究有所帮助。他说:“只专注于眼前的一切,不去考虑最后的结果,这是科学研究的基础。”
《中国科学报》 (2013-03-26 第3版 国际)
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