علم با چنگ و دندانی خون آلود

غیر از چهره های شاخصی همچون داروین و اینشتین, بیشتر دانشمندان در گمنامی کار کرده و زحمت کشیده اند یکی از معدود راه هایی که می توانند شهرت ماندگاری کسب کنند انجام یک کشف علمی است که نام آنها را روی خود داشته باشد

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

● سالمونلا

این باکتری که عمدتا به خاطر مسمومیت‌های غذایی وخیمی که ایجاد می‌کند معروف است، درواقع گروهی پیچیده است. دو گونه باکتری به نام Salmonella وجود دارد و تعداد بسیار زیادی تقسیمات فرعی جزئی. نخستین گونه‌ای که کشف شد Salmonella enterica در سال ۱۸۸۵ بود. این کشف در آزمایشگاه دانیل المر سالمون صورت گرفت که از چهره‌های برجسته در دامپزشکی است. ظاهرا عملکرد سالمون در اداره آزمایشگاه‌اش عالی بود و به ویژه در انتخاب دستیاران‌اش مهارت خاصی داشت. در سال ۱۸۸۳ او پژوهشگر جوانی به نام تئوبالد اسمیت را استخدام کرد. اسمیت تمام تلاش‌هایش را روی روش‌های واکسینه کردن خوک‌ها به ویژه در برابر تب خوکی (که به وبای خوکی نیز معروف است) متمرکز کرد.

او موفق شد از نمونه‌های خوک‌های بیمار یک باکتری جدا کند که به نظر او علت بیماری بود. البته او اشتباه می‌کرد اما خیلی نمی‌توان او را در این کار مقصر دانست: تب خوکی عملا ناشی از یک ویروس است و تا سال ۱۸۹۲ امکان کشف ویروس‌ها وجود نداشت. در سال ۱۸۸۵ کشف این باکتری جدید که در آن زمان به Salmonella cholera-suis معروف شد، اعلام شد. با وجود آنکه سالمون در این کشف هیچ نقشی نداشت، افتخار آن منحصرا به او رسید. این یک مورد کلاسیک از سندروم ماتیو است که در آن یک دانشمند برجسته‌تر نسبت به همکار ناشناخته‌تر خود اعتبار بیشتری به دست می‌آورد. سالمون در عین حال یکی از نخستین نمونه‌های یک مشکل مدرن بود: اینکه سرپرستان آزمایشگاه‌ها با کار کارکنان تازه‌کار خود افتخار کسب می‌کنند. در سال ۱۸۸۷ پژوهش‌های اسمیت به ساخت واکسنی برای تب خوکی انجامید که در مورد آن هم سالمون تمام افتخارات را تصاحب کرد.

● بیماری هنسن

بیماری هنسن که بیشتر به جذام معروف است، نخستین بار در حدود سال ۶۰۰ پیش از میلاد ثبت شد. بیشتر ارجاعاتی که در کتاب مقدس به آن می‌شود ظاهرا نتیجه ترجمه غلط است و در واقع به بیماری‌های پوستی دیگر اشاره دارد. تصور عمومی از جذام، گوشت در حال فساد و زشتی و از شکل‌افتادگی‌های ترسناک است، اما اینها در واقع نشانه‌های ثانویه‌اند. مشکل زیربنایی آسیبی است که به دستگاه عصبی محیطی وارد می‌شود. در نتیجه بیماران وقتی زخمی می‌شوند هیچ دردی احساس نمی‌کنند، و حتی برش‌های کوچک هم ممکن است به طرز وخیمی عفونی شوند. از این رو بیماران باید مدام خودشان را وارسی کنند تا دچار از‌شکل‌افتادگی نشوند. جذام، به افتخار پزشک نروژی گرهارد آرمائور هنسن (G.A.Hansen) که باکتری مسوول آن را کشف کرد، رسما بیماری هنسن نامیده می‌شود. هنسن در سال ۱۸۷۳ باکتری Mycobacterium leprae را شناسایی کرد، اما آن را کشت نداد یا سعی نکرد نشان دهد که این باکتری واقعا به جذام مربوط است. قرعه این کار به نام آلبرت نیسر (A.Neisser) افتاد که بعدها به عنوان کاشف باکتری سوزاک به شهرت رسید. نیسر به ملاقات هنسن رفت که با سخاوتمندی مجموعه بزرگی از نمونه‌های مبتلایان به جذام را به او داد. نیسر موفق به رنگ‌آمیزی این باکتری شد و در سال ۱۸۸۰ اعلام کرد که علت جذام را کشف کرده است. هنسن بسیار خشمگین شد و با نوشتن مقاله‌ای بلند که به بیان چگونگی پیشرفت پژوهش‌هایش از سال ۱۸۷۰ می‌پرداخت، به او پاسخ داد. سرانجام در کنفرانسی درباره جذام تصمیم گرفته شد که این افتخار به هنسن داده شود و جذام به بیماری هنسن معروف شد. با این حال گرچه مسلما هنسن این باکتری را کشف کرد اما این نیسر بود که نشان داد این باکتری علت جذام است. اگر او رابطه صمیمانه‌اش با هنسن را حفظ کرده بود، شاید در این افتخار با او شریک می‌شد اما رفتار متکبرانه نیسر در پایان موجب سقوط‌اش شد.

● قانون بنفورد

در اواخر قرن نوزدهم، سیمون نیوکم (S. Newcomb)، ریاضیدان و اخترشناس آمریکایی، فرصتی یافت تا برای مدت کوتاهی از اندازه‌گیری سرعت نور و دیگر ثابت‌های اخترشناختی خلاص شود؛ کارهایی که بیشتر عمر او را صرف خود کرده بودند. نیوکم در آن دوره فراغت، بخشی از زمانش را صرف سر و کله زدن با کتاب‌های لگاریتم کرد. او متوجه شد که صفحات ابتدایی کتاب‌های لگاریتم، بیشتر از صفحات انتهایی کتاب فرسوده شده بودند. نیوکم در سال ۱۸۸۱ مقاله کوتاهی در American Journal of Mathematics منتشر کرد که در آن نشان داده بود در فهرست‌های اعداد ‌مندرج در جداول لگاریتمی، آن گروه از اعدادی که از منابع جهان واقعی گرفته شده‌اند به شکل نامتناسبی با ارقام کوچک‌تر و به ویژه عدد یک آغاز می‌شوند. او همچنین معادله‌ای را پیشنهاد کرده بود که می‌توانست احتمال آغازشدن عددی با یک رقم مشخص را نیز محاسبه کند. با این حال نیوکم در آن مقاله نتوانسته بود توضیح مناسبی برای این حقیقت عجیب ارائه دهد. کشف جالب نیوکم پس از آن مقاله به مدت ۶۰ سال به دست فراموشی سپرده شد. تا اینکه در سال ۱۹۳۸ فرانک بنفورد (F. Benford)، فیزیکدان نوری، دوباره آن را به طور مستقل کشف کرد. با اینکه بنفورد این مسئله را در مورد مجموعه‌های بسیار بزرگ‌تری از اعداد بررسی کرده بود اما باز هم همان تفسیر به ذهن او خطور کرد. بنفورد در همان سال نتایج تحقیقاتش را در Proceedings of the American Philosophical Society به چاپ رساند. دلایل و شواهدی که بنفورد در جریان تحقیقاتش جمع‌آوری کرد برای بنانهادن یک قانون ریاضی کافی بود؛ قانونی که برای همیشه نام او را یدک می‌کشد. اما با این حال بی‌هیچ شکی این نیوکم بود که اول آن را کشف کرد. تا پیش از سال ۱۹۹۶ هیچ‌کس نتوانست علت قانون بنفورد را به درستی توضیح دهد. سرانجام در سال ۱۹۹۶ ریاضیدانی به نام تئودور هیل (T. Hill) ثابت کرد که این قانون در سراسر جهان و حتی در دیگر دستگاه‌های شمارش مثل مبنای ۸ نیز صدق می‌کند. امروزه این قانون در حسابرسی‌های قانونی به شکل گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد، چرا‌که اگر حساب‌ها با قانون بنفورد مطابقت نداشته باشند به این معنی خواهد بود که حساب‌ها و اعداد به احتمال فراوان جعلی هستند.

● معادله آرنیوس

تمام دانش‌آموزان دبیرستانی دوره‌های تجربی و ریاضی باید این معادله را بلد باشند: K=Ae-E/RT. این معادله چگونگی تغییر ثابت سرعت (K) یک واکنش شیمیایی با دما (T) و انرژی اکتیواسیون واکنش (E) را بیان می‌کند. اما این معادله را می‌توان در مورد پدیده‌های فراوانی به کار برد که شاید معروف‌ترین آنها این باشد؛ با استفاده از معادله آرنیوس می‌توان با شمردن تعداد جیرجیرهای جیرجیرک، دمای هوا را به دست آورد. این رابطه به یاد اسوانت آرنیوس (S. Arrhenius)، شیمیدان سوئدی و یکی از چهره‌های کلیدی در شیمی فیزیک، به معادله آرنیوس شهرت یافت. آرنیوس نخستین کسی بود که پیش‌بینی کرد افزایش سطح دی‌اکسیدکربن در اتمسفر باعث گرمایش جهانی خواهد شد. اما به هرحال آرنیوس نخستین کسی نبود که این معادله را پیشنهاد کرد. در واقع این رابطه برای نخستین‌بار در سال ۱۸۸۴ توسط یک شیمیدان هلندی به نام یاکوبوس هنریکوس فن هاف (J. van Hoff) مطرح شد. فن هاف در کتابی با عنوان «درس‌هایی در دینامیک شیمیایی» بسیاری از واکنش‌های شیمیایی مختلف را بر پایه این معادله مورد بررسی قرار داده بود. نزدیک به پنج سال بعد، زمانی که آرنیوس به مفهوم انرژی اکتیواسیون واکنش ـ سطحی از انرژی که رسیدن به آن برای آغاز واکنش ضروری است ـ دست یافت، توانست برای کشف فن هاف تفسیری فیزیکی بیان کند. با اینکه او فن هاف را از این موضوع مطلع کرده بود اما پیوندی ناگسستنی بین نام آرنیوس و این معادله به وجود آمد. از قرار معلوم عبارت «معادله آرنیوس ـ فن هاف» دهن پرکن‌تر از آن بود که متداول شود.

● دنباله‌دار هالی

این یکی داستان عجیبی دارد. برخلاف باور عموم، این ادموند هالی (E. Halley) نبود که این ستاره دنباله‌دار را کشف کرد. اما اگر بگوییم که هالی در این ماجرا هیچ نقشی نداشت، ارزش کار او را به کلی نادیده گرفته‌ایم. این ستاره دنباله‌دار توسط اخترشناسان چینی در ۲۴۰ سال پیش از میلاد مسیح رصد شده است و شاید حتی پیش‌تر از این هم مشاهداتی بوده‌اند که ما بی‌خبریم. اما آنچه در این‌باره قطعی است، این است که یوهانس کپلر(J. Kepler) در سال ۱۶۰۷ و خود ادموند هالی در سال ۱۶۸۲ هرچند به سختی، اما به هر حال این ستاره دنباله‌دار را رصد کرده‌اند. چند سال بعد، هالی دریافت، دنباله‌داری که او مشاهده کرده بود، به دنباله‌دارهایی که در سال‌های ۱۵۳۱ و ۱۶۰۷ رصد شده بود بی‌نهایت شباهت دارد. از اینجا بود که هالی استنباط کرد این دنباله‌دار باید ستاره‌ای دوره‌ای باشد که هر ۷۶سال یک‌بار به نزدیکی زمین باز می‌گردد. هالی نتایج تحقیقاتش را در سال ۱۷۰۵ و در قالب مقاله‌ای در ژورنال Philosophical Transactionsانجمن سلطنتی منتشر کرد. البته پیش از این دیگر اخترشناسان عنوان کرده بودند که دنباله‌دارها می‌توانند به شکل دوره‌ای به سوی زمین بازگردند، اما هالی نخستین کسی بود که توانست چنین رفتاری را در یک دنباله‌دار نشان دهد. او حتی زمان بازگشت این دنباله دار را نیز پیش‌بینی کرده بود. با اینکه محاسبات او بعدها توسط گروهی از ریاضیدانان فرانسوی اصلاح شد اما محاسبات هالی خیلی از واقعیت دور نبودند. وقتی این ستاره دنباله‌دار در سال ۱۷۵۸ به سوی زمین بازگشت، ۱۶ سال از مرگ هالی گذشته بود و از آن زمان نام هالی روی این دنباله‌دار گذاشته شد. به بیان دیگر این ستاره دنباله‌دار به این خاطر نام هالی را به خود نگرفت که او کاشفش باشد بلکه هالی نخستین فردی بود که توانست رفتار آن را پیش‌بینی کند.

در واقع ادموند هالی یکی از قهرمانان فراموش‌شده علم است. در دوران او با وجود گستره وسیع رشته‌های علمی گوناگون، انجام کاری که به کلی جدید باشد بسیار ساده‌تر بود. اما اگر هالی را از این نظر هم ارزیابی کنیم باز هم با نابغه‌ای شگفت‌انگیز مواجه خواهیم شد. در میان انبوه کارهای او می‌توان به نقشه‌برداری از ستارگان آسمان جنوبی، کمک به درک ما از آب و هوا، توضیح علت اینکه چرا قطب‌نماها همیشه شمال واقعی را نشان نمی‌دهند و کشف حرکت نسبی ستارگان نسبت به یکدیگر، اشاره کرد. حتی این هالی بود که آیزاک نیوتن بدعنق و گوشه‌گیر را به چاپ «ریاضیات پایه» تشویق کرد؛ کتابی که در آن نیوتن قوانین گرانش و حرکت و به طور اتفاقی حساب دیفرانسیل را بیان کرد.

مایک مارشال

ترجمه کاوه و کیوان فیض‌اللهی

New Scientist, Aug.۵, ۲۰۰۸