علم با چنگ و دندانی خونآلود



مایك مارشال/ ترجمه كاوه و كیوان فیضاللهی:


غیراز چهرههای شاخصی همچون داروین و اینشتین، بیشتر دانشمندان در گمنامی کارکرده و زحمت کشیدهاند. یکی از معدود راههایی که میتوانند شهرت ماندگاریکسب کنند انجام یک کشف علمی است که نام آنها را روی خود داشته باشد. امااین سیستم همیشه راحت و بیدردسر کار نمیکند. در واقع اختلافنظر بر سرنامگذاری چنان رایج است که حتی یک قاعده کلی به نام قضیه صفرم هم برای آنوجود دارد که بر اساس آن تعداد اکتشافاتی که نام درستی بر خود دارند ازتعداد اکتشافاتی که به اشتباه به شخص دیگری منسوب شدهاند، کمتر است. خوداین قضیه به شکل کاملا مناسبی قانون نامبخشی استیگلر نامیده میشود درحالی که نخستین بار رابرت مرتون (R.Merton) از دانشگاه کلمبیا در نیویورکآن را تدوین کرد. در زیر به پنچ نمونه اشاره میشود که احتمالا دربارهآنها چیزی نشنیدهاید.


سالمونلا


این باکتری کهعمدتا به خاطر مسمومیتهای غذایی وخیمی که ایجاد میکند معروف است، درواقعگروهی پیچیده است. دو گونه باکتری به نام Salmonella وجود دارد و تعدادبسیار زیادی تقسیمات فرعی جزئی. نخستین گونهای که کشف شد Salmonellaenterica در سال 1885 بود. این کشف در آزمایشگاه دانیل المر سالمون صورتگرفت که از چهرههای برجسته در دامپزشکی است. ظاهرا عملکرد سالمون دراداره آزمایشگاهاش عالی بود و به ویژه در انتخاب دستیاراناش مهارت خاصیداشت. در سال 1883 او پژوهشگر جوانی به نام تئوبالد اسمیت را استخدام کرد.اسمیت تمام تلاشهایش را روی روشهای واکسینه کردن خوکها به ویژه دربرابر تب خوکی (که به وبای خوکی نیز معروف است) متمرکز کرد.
او موفق شداز نمونههای خوکهای بیمار یک باکتری جدا کند که به نظر او علت بیماریبود. البته او اشتباه میکرد اما خیلی نمیتوان او را در این کار مقصردانست: تب خوکی عملا ناشی از یک ویروس است و تا سال 1892 امکان کشفویروسها وجود نداشت. در سال 1885 کشف این باکتری جدید که در آن زمان بهSalmonella cholera-suis معروف شد، اعلام شد. با وجود آنکه سالمون در اینکشف هیچ نقشی نداشت، افتخار آن منحصرا به او رسید. این یک مورد کلاسیک ازسندروم ماتیو است که در آن یک دانشمند برجستهتر نسبت به همکارناشناختهتر خود اعتبار بیشتری به دست میآورد. سالمون در عین حال یکی ازنخستین نمونههای یک مشکل مدرن بود: اینکه سرپرستان آزمایشگاهها با کارکارکنان تازهکار خود افتخار کسب میکنند. در سال 1887 پژوهشهای اسمیت بهساخت واکسنی برای تب خوکی انجامید که در مورد آن هم سالمون تمام افتخاراترا تصاحب کرد.


بیماری هنسن

بیماری هنسن که بیشتر بهجذام معروف است، نخستین بار در حدود سال 600 پیش از میلاد ثبت شد. بیشترارجاعاتی که در کتاب مقدس به آن میشود ظاهرا نتیجه ترجمه غلط است و درواقع به بیماریهای پوستی دیگر اشاره دارد. تصور عمومی از جذام، گوشت درحال فساد و زشتی و از شکلافتادگیهای ترسناک است، اما اینها در واقعنشانههای ثانویهاند. مشکل زیربنایی آسیبی است که به دستگاه عصبی محیطیوارد میشود. در نتیجه بیماران وقتی زخمی میشوند هیچ دردی احساسنمیکنند، و حتی برشهای کوچک هم ممکن است به طرز وخیمی عفونی شوند. ازاین رو بیماران باید مدام خودشان را وارسی کنند تا دچار ازشکلافتادگینشوند. جذام، به افتخار پزشک نروژی گرهارد آرمائور هنسن (G.A.Hansen) کهباکتری مسوول آن را کشف کرد، رسما بیماری هنسن نامیده میشود. هنسن در سال1873 باکتری Mycobacterium leprae را شناسایی کرد، اما آن را کشت نداد یاسعی نکرد نشان دهد که این باکتری واقعا به جذام مربوط است. قرعه این کاربه نام آلبرت نیسر (A.Neisser) افتاد که بعدها به عنوان کاشف باکتری سوزاکبه شهرت رسید. نیسر به ملاقات هنسن رفت که با سخاوتمندی مجموعه بزرگی ازنمونههای مبتلایان به جذام را به او داد. نیسر موفق به رنگآمیزی اینباکتری شد و در سال 1880 اعلام کرد که علت جذام را کشف کرده است. هنسنبسیار خشمگین شد و با نوشتن مقالهای بلند که به بیان چگونگی پیشرفتپژوهشهایش از سال 1870 میپرداخت، به او پاسخ داد. سرانجام در کنفرانسیدرباره جذام تصمیم گرفته شد که این افتخار به هنسن داده شود و جذام بهبیماری هنسن معروف شد. با این حال گرچه مسلما هنسن این باکتری را کشف کرداما این نیسر بود که نشان داد این باکتری علت جذام است. اگر او رابطهصمیمانهاش با هنسن را حفظ کرده بود، شاید در این افتخار با او شریک میشداما رفتار متکبرانه نیسر در پایان موجب سقوطاش شد.


قانون بنفورد

دراواخر قرن نوزدهم، سیمون نیوكم (S. Newcomb)، ریاضیدان و اخترشناسآمریكایی، فرصتی یافت تا برای مدت كوتاهی از اندازهگیری سرعت نور و دیگرثابتهای اخترشناختی خلاص شود؛ كارهایی كه بیشتر عمر او را صرف خود كردهبودند. نیوكم در آن دوره فراغت، بخشی از زمانش را صرف سر و كله زدن باكتابهای لگاریتم کرد. او متوجه شد كه صفحات ابتدایی كتابهای لگاریتم،بیشتر از صفحات انتهایی كتاب فرسوده شده بودند. نیوكم در سال 1881 مقالهكوتاهی در American Journal of Mathematics منتشر كرد كه در آن نشان دادهبود در فهرستهای اعداد مندرج در جداول لگاریتمی، آن گروه از اعدادی كهاز منابع جهان واقعی گرفته شدهاند به شكل نامتناسبی با ارقام كوچكتر وبه ویژه عدد یك آغاز میشوند. او همچنین معادلهای را پیشنهاد كرده بود كهمیتوانست احتمال آغازشدن عددی با یك رقم مشخص را نیز محاسبه كند. با اینحال نیوكم در آن مقاله نتوانسته بود توضیح مناسبی برای این حقیقت عجیبارائه دهد. كشف جالب نیوكم پس از آن مقاله به مدت 60 سال به دست فراموشیسپرده شد. تا اینكه در سال 1938 فرانك بنفورد (F. Benford)، فیزیكداننوری، دوباره آن را به طور مستقل كشف كرد. با اینكه بنفورد این مسئله رادر مورد مجموعههای بسیار بزرگتری از اعداد بررسی كرده بود اما باز همهمان تفسیر به ذهن او خطور كرد. بنفورد در همان سال نتایج تحقیقاتش را درProceedings of the American Philosophical Society به چاپ رساند. دلایل وشواهدی كه بنفورد در جریان تحقیقاتش جمعآوری كرد برای بنانهادن یك قانونریاضی كافی بود؛ قانونی كه برای همیشه نام او را یدك میكشد. اما با اینحال بیهیچ شكی این نیوكم بود كه اول آن را كشف كرد. تا پیش از سال 1996هیچكس نتوانست علت قانون بنفورد را به درستی توضیح دهد. سرانجام در سال1996 ریاضیدانی به نام تئودور هیل (T. Hill) ثابت كرد كه این قانون درسراسر جهان و حتی در دیگر دستگاههای شمارش مثل مبنای 8 نیز صدق میكند.امروزه این قانون در حسابرسیهای قانونی به شكل گستردهای مورد استفادهقرار میگیرد، چراكه اگر حسابها با قانون بنفورد مطابقت نداشته باشند بهاین معنی خواهد بود كه حسابها و اعداد به احتمال فراوان جعلی هستند.


معادله آرنیوس

تمامدانشآموزان دبیرستانی دورههای تجربی و ریاضی باید این معادله را بلدباشند: K=Ae-E/RT. این معادله چگونگی تغییر ثابت سرعت (K) یك واكنششیمیایی با دما (T) و انرژی اكتیواسیون واكنش (E) را بیان میكند. اما اینمعادله را میتوان در مورد پدیدههای فراوانی به كار برد كه شایدمعروفترین آنها این باشد؛ با استفاده از معادله آرنیوس میتوان با شمردنتعداد جیرجیرهای جیرجیرك، دمای هوا را به دست آورد. این رابطه به یاداسوانت آرنیوس (S. Arrhenius)، شیمیدان سوئدی و یكی از چهرههای كلیدی درشیمی فیزیك، به معادله آرنیوس شهرت یافت. آرنیوس نخستین كسی بود كهپیشبینی كرد افزایش سطح دیاكسیدكربن در اتمسفر باعث گرمایش جهانی خواهدشد. اما به هرحال آرنیوس نخستین كسی نبود كه این معادله را پیشنهاد كرد.در واقع این رابطه برای نخستینبار در سال 1884 توسط یك شیمیدان هلندی بهنام یاكوبوس هنریكوس فن هاف (J. van Hoff) مطرح شد. فن هاف در كتابی باعنوان «درسهایی در دینامیك شیمیایی» بسیاری از واكنشهای شیمیایی مختلفرا بر پایه این معادله مورد بررسی قرار داده بود. نزدیك به پنج سال بعد،زمانی كه آرنیوس به مفهوم انرژی اكتیواسیون واكنش ـ سطحی از انرژی كهرسیدن به آن برای آغاز واكنش ضروری است ـ دست یافت، توانست برای كشف فنهاف تفسیری فیزیكی بیان كند. با اینكه او فن هاف را از این موضوع مطلعكرده بود اما پیوندی ناگسستنی بین نام آرنیوس و این معادله به وجود آمد.از قرار معلوم عبارت «معادله آرنیوس ـ فن هاف» دهن پركنتر از آن بود كهمتداول شود.


دنبالهدار هالی

این یكی داستان عجیبیدارد. برخلاف باور عموم، این ادموند هالی (E. Halley) نبود كه این ستارهدنبالهدار را كشف كرد. اما اگر بگوییم كه هالی در این ماجرا هیچ نقشینداشت، ارزش كار او را به كلی نادیده گرفتهایم. این ستاره دنبالهدارتوسط اخترشناسان چینی در 240 سال پیش از میلاد مسیح رصد شده است و شایدحتی پیشتر از این هم مشاهداتی بودهاند كه ما بیخبریم. اما آنچه دراینباره قطعی است، این است كه یوهانس كپلر(J. Kepler) در سال 1607 و خودادموند هالی در سال 1682 هرچند به سختی، اما به هر حال این ستارهدنبالهدار را رصد كردهاند. چند سال بعد، هالی دریافت، دنبالهداری كه اومشاهده كرده بود، به دنبالهدارهایی كه در سالهای 1531 و 1607 رصد شدهبود بینهایت شباهت دارد. از اینجا بود كه هالی استنباط كرد ایندنبالهدار باید ستارهای دورهای باشد كه هر 76سال یكبار به نزدیكی زمینباز میگردد. هالی نتایج تحقیقاتش را در سال 1705 و در قالب مقالهای درژورنال Philosophical Transactionsانجمن سلطنتی منتشر كرد. البته پیش ازاین دیگر اخترشناسان عنوان كرده بودند كه دنبالهدارها میتوانند به شكلدورهای به سوی زمین بازگردند، اما هالی نخستین كسی بود كه توانست چنینرفتاری را در یك دنبالهدار نشان دهد. او حتی زمان بازگشت این دنباله داررا نیز پیشبینی كرده بود. با اینكه محاسبات او بعدها توسط گروهی ازریاضیدانان فرانسوی اصلاح شد اما محاسبات هالی خیلی از واقعیت دور نبودند.وقتی این ستاره دنبالهدار در سال 1758 به سوی زمین بازگشت، 16 سال از مرگهالی گذشته بود و از آن زمان نام هالی روی این دنبالهدار گذاشته شد. بهبیان دیگر این ستاره دنبالهدار به این خاطر نام هالی را به خود نگرفت كهاو كاشفش باشد بلكه هالی نخستین فردی بود كه توانست رفتار آن را پیشبینیكند. در واقع ادموند هالی یكی از قهرمانان فراموششده علم است. در دوراناو با وجود گستره وسیع رشتههای علمی گوناگون، انجام كاری كه به كلی جدیدباشد بسیار سادهتر بود. اما اگر هالی را از این نظر هم ارزیابی كنیم بازهم با نابغهای شگفتانگیز مواجه خواهیم شد. در میان انبوه كارهای اومیتوان به نقشهبرداری از ستارگان آسمان جنوبی، كمك به درك ما از آب وهوا، توضیح علت اینكه چرا قطبنماها همیشه شمال واقعی را نشان نمیدهند وكشف حركت نسبی ستارگان نسبت به یكدیگر، اشاره كرد. حتی این هالی بود كهآیزاك نیوتن بدعنق و گوشهگیر را به چاپ «ریاضیات پایه» تشویق كرد؛ كتابیكه در آن نیوتن قوانین گرانش و حركت و به طور اتفاقی حساب دیفرانسیل رابیان كرد.


New Scientist, Aug.5, 2008