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重温小学课本,我发现了……

重温小学课本,我发现了……
2021年03月31日 20:00 新浪网 作者 石头科普工作室

  我发现了……

  道尔顿的袜子、伽利略的铁球、洗澡水的旋涡……这些耳熟能详的故事,有没有曾使你产生过一丝疑惑?

  这次,就让小石头来告诉你,如何科学地阅读小学课本

        小时候,可能大家都读过道尔顿通过袜子发现他是色盲的故事,这个故事还被当成了09年高考语文作文的素材:

        道尔顿给他的妈妈买了一双“棕灰色”的袜子作为圣诞节的礼物。当妈妈看到袜子时,觉得袜子的颜色过于鲜艳,就对道尔顿说:“你买的这双樱桃红的袜子,让我怎么穿呢?”道尔顿感到非常奇怪:袜子明明是棕灰的,为什么妈妈说是樱桃红色的呢?疑惑不解的道尔顿拿着袜子又去问弟弟和周围的人,除了弟弟与自己的看法相同以外,其他人都说袜子是樱桃红色的。道尔顿没有轻易地放过这件小事,他经过认真的分析比较,发现他和弟弟的色觉与别人不同——原来,自己和弟弟都是色盲。道尔顿虽然不是生物学家或医学家,却成了第一个发现色盲的人,也是第一个被发现的色盲症患者,为此他写了篇论文《论色盲》,成为世界上第一个提出色盲问题的人。

        小时候看到这个故事,只会敬佩道尔顿的细心与认真,长大后才发现其中的逻辑错误:道尔顿眼中的“樱桃红色”一直对应的是“棕灰色”,又怎么能单凭言语发现自己感知的颜色与别人不一样呢?对他来说,无非是颜色的深浅和名字的区别罢了。

        于是,我靠着搜索“道尔顿,色盲”这样的关键词,终于找到了真相——

        道尔顿是在研究植物的时候发现自己是个色盲的,而这个袜子的故事是后人杜撰出来的。

        想知道道尔顿是怎么知道自己是个色盲的,我们要先了解一下我们是怎么知道颜色的。

        我们看到的颜色实际上是三种视锥细胞对于绿三种不同波长的光所做出的反应。

        对于色盲而言,由于视锥细胞的变异,他们对于相近波长的光无法分辨。

        对于道尔顿而言,他无法分别深红色粉色,也就是典型的红绿色盲。

        他发现自己色盲的经历也很神奇:他在白天看到的是“蓝色”的天竺兰,在晚上的烛光下就变成了他认为的“红色”。而实际上,正常人看到的天竺兰根本不会变色,一直都是粉色。这是因为烛光和日光不同,在白天的时候,蓝光的强度高,所以道尔顿看到的都是蓝色,而到了晚上,烛光中蓝光的强度不足以刺激到道尔顿眼中的对蓝光敏感的视锥细胞,而对红光绿光敏感的视锥细胞的作用就相对突出,道尔顿就看到了他认为的“红色”,也就是正常人看到的接近黄色的颜色。

        事实上,这位老兄在发现天竺兰“变色”之前一直以为所谓的颜色只是名字和深浅上的细微差别,完全没有意识到自己和别人看到的世界不一样呢。

  下滑查看原文

  (英语好的可以直接读原文)

        除了道尔顿的袜子故事之外,大家对“两个铁球同时着地”的故事也一定耳熟能详:古希腊学者亚里士多德认为,当一大一小两个铁球同时从空中落下时,重的铁球先着地;后来著名科学家伽利略做了一个实验,在比萨斜塔上将一大一小两个铁球同时抛下,发现两个质量不同的铁球下落速度是一样的。

        伽利略本人呢,确实做过类似的实验,但他不是在著名的比萨斜塔做的实验,而且他也不是第一个做这个实验的。1576年,伽利略的前辈,一个叫Giuseppe Moletti的数学家,就报道了同样材料不同重量的金属球从同一高度抛下的下落时间就是一样的,这个报道比伽利略的想象实验早了10年。

        这个故事来源于一个叫做维维亚尼的人,他是伽利略的小迷弟,在写伽利略的传记时候就编了这样一个温暖人心的故事。

  人教版小学语文六年级下册课文“真理诞生于一百个问号之后”里面,还有另外三个温暖人心的小故事。一个是波义耳通过紫罗兰变色而发现了指示剂,一个是谢皮罗教授通过洗澡水的流向发现水的流向和地球自转的关系,还有一个是“奥地利医生”通过儿子翻眼皮的现象发现了REM。

  下滑查看原文

  其中,波义耳确实研究了紫罗兰变色的现象,但他并不是第一批实验家:他更多的是咨询了染色行业的行家。但是他是第一个将这个变色现象用于科学试验的人——如果植物会因为酸碱变色,那么植物也可以用来测试液体是酸性还是碱性。

  (酸碱指示剂)

       而有关洗澡水的漩涡和地球自转的故事,也是假的:地球自转产生的科里奥利力对于洗澡水的影响可以忽略不计,漩涡的方向由水槽的形状、水槽里面剩余的水流等因素主导。科里奥利力确实能影响气旋的方向,这就是为什么北半球的热带气旋是逆时针,而南半球的热带气旋是顺时针。但对于水流来说,这个力还是太小了。如果你多冲几次马桶或者多留意自己洗手时的水槽中的漩涡,你就很容易发现水流方向是随机的。

  (这是北半球顺时针水流方向)

        最靠谱的居然还是通过翻眼皮发现REM的故事。REM是指睡眠最后一个阶段存在的一个特殊现象,在这个阶段可以观察到睡眠者的眼球有快速跳动的现象,呼吸和心跳变得不规则,肌肉完全瘫痪,并且很难唤醒。不过人家发现者有名字,叫欧根-阿塞林斯基,而且人家是俄罗斯-犹太裔,不是奥地利人。

        所以,小学课本中的一些故事不一定真实,只是通过有趣的叙述解释了一些科学现象,而真正的科学研究需要深入的探索和不断的积累。

  参考文献

  https://physicsworld.com/a/the-legend-of-the-leaning-tower/

  https://enchroma.com/blogs/beyond-color/john-dalton-the-father-of-color-blindness

  https://digital.sciencehistory.org/works/fb4949523

  https://www.scientificamerican.com/article/can-somebody-finally-sett/

  https://www.google.com/search?q=Eugene+Aserinsky&oq=Eugene+Aserinsky&aqs=chrome..69i57j69i60.915j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF-8

  https://www.targethealth.com/post/approximately-65-years-ago-eugene-aserinsky-discovered-rem-sleep

  https://www.sunlightinside.com/light-and-health/natural-light-vs-artificial-light/

  https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1179/amb.1980.27.3.003

  https://personal.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadCoriolis.html

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道尔顿伽利略
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