科学家如何工作从科学发现看科学实践

1、精选ppt,1,科学家如何工作从科学发现看科学实践,精选ppt,2,6月，基于广义相对论发表了第一篇预言引力波的论文。 引力波 一种以光速传播的时空波动，被视为宇宙中的“时空涟漪”,精选ppt,3,“引力波存在吗？（DoGravitational Waves Exist?）遭美国物理学会主办的物理评论期刊拒稿,“我和罗森将稿件寄给你们发表，并未授权你在文章刊出之前拿给专家看。我也没有必要回答你那位匿名专家的错误评论，宁肯在别处发表这篇论文。” “我对您将在别处发表论文表示遗憾。我以为您熟悉美国物理学会的出版规则，所有投稿Physical Review的文章都必须接受编委会的审查。”,同行审稿制

2、度,精选ppt,4,“论引力波”发表在富兰克林研究所杂志,1936年10月，普林斯顿高等研究院关于引力波新结果的报告会前夜发现有错误，但尚不清楚如何走出困境，他只好在报告会上无可奈何地演示了他和罗森的证明的无效性。演讲结束的时候，爱因斯坦总结道：“如果你们问我引力波是否存在，我必须回答：我不知道。但这是一个极为有趣的问题。”,精选ppt,5,理查德费曼提出暂且将这个问题搁置，并提出一个新设想：如果引力波存在，在理论上就是可测的。,精选ppt,6,韦伯共振棒探测器,精选ppt,7,韦伯发表论文宣称，他探测到了引力波信号，稍后，他报告了更多的探测结果。 立刻引发了一大波科学家的热议，开始搭建自己的

3、共振棒探测器，试图重复韦伯的实验。 然而，大量观测显示，即使有着比韦伯更精密的仪器，在排除噪音干扰以后，连一个引力波事件都没有探测到。这表明，韦伯之前的所谓观测结果，很有可能只是来自地面的噪声。,重复实验,精选ppt,8,年轻的麻省理工学院教授魏斯 “我一头雾水完全不明白这些圆柱状探测器是如何与引力波相互作用的。”他琢磨良久，自问道，“我能想到的可以探测到引力波的最原始的东西是什么？”一个想法跃入他脑中，这就是被他所谓的“LIGO的概念基础”。 鉴于其他研究者无法复制出韦伯的实验结果，魏斯开始谋划一个更精确、更有野心的实验：引力波干涉仪。,精选ppt,9,发现了一颗编号为PSR B1913+1

4、6的脉冲星， 之后的30年时间里面对PSR1913+16做了持续观测，结果如广义相对论所预测的那样：周期变化率为每年减少76.5微秒，半长轴每年缩短3.5米。广义相对论甚至还可以预言这个双星系统将在3亿年后合并。 这是人类第一次得到引力波存在的间接证据，,精选ppt,10,当其他学者还在对魏斯搜寻引力波怀疑时，在加州理工学院研究黑洞的索恩在1975年与魏斯谈话后表示了认同。“我开始相信对引力波的搜寻会成功，”索恩说，“我想让加州理工也加入进来。” 索恩、德雷弗和魏斯最终组成了团队并肩作战。,精选ppt,11,麻省理工学院与加州理工学院在美国国家科学基金会（NSF）的资助下，开始联合建设“激光干

5、涉引力波天文台”（LIGO）。,精选ppt,12,避免科学研究中的偏见,2010年9月16日，LIGO和VIRGO同时探测到一个信号，方向大概来自大犬座，所以代号为“大犬事件”。经过大量的研究工作之后，科学家准备好了用以发表的论文和新闻稿。 然而，负责盲注的3人小组这时揭晓谜底: 这个信号是他们放的。 ( 在LIGO和VIRGO联合观测前，事先确定了一个由3个人组成的秘密小组，他们有可能会在数据中人为地注入模拟信号，所有其他成员都无从知晓这一过程的具体信息，所以称之为盲注。),精选ppt,13,北京时间17点50分45秒，升级前的激光干涉仪引力波天文台（简称LIGO）的两个的探测器，观测到了一

6、次置信度高达5.1倍标准差的引力波事件：GW150914。 由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的。两颗黑洞的初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳，合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞，亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间，经过13亿年的漫长旅行，终于抵达了地球。,精选ppt,14,美国国家科学基金会（NSF）组织发布会,精选ppt,15,精选ppt,16,古希腊时代，已出现类似演化的思想。例如，阿那克西曼德认为人类的祖先来自海中，最原始的动物是从海里的泥变化而出的，人是从一种鱼类演化而来的。,精选ppt,17,精选ppt,18,德国胚胎学家卡弗沃尔弗详细观察鸡的胚胎发育，

7、证明鸡的血管是逐渐形成的，为生物体各种器官的“渐成论”提供了有利的证据。发表的发生论对物种不变进行了第一次攻击，并且宣布了种源说。,精选ppt,19,拉马克发表动物哲学一书，系统地阐述进化理论。提出了用进废退与获得性遗传两个法则，并认为这既是生物产生变异的原因，又是适应环境的过程。拉马克曾用一句话概括了这一问题，他说：“观察的材料已经明显地证明了种的不变理论的荒谬。”,精选ppt,20,德裔俄国生物学家、人类学家和地理学家，比较胚胎学的创始人冯贝尔发现了哺乳动物的卵。主要著作动物发生史观察与思考，指出所有脊椎动物的胚胎都有一定程度的相似，关系越近，相似程度越大。在发育过程中，门的特征最先出现，

8、然后是纲、目、科、属、种的特征。这一点后来在胚胎学上被称为“贝尔法则”。,精选ppt,21,精选ppt,22,达尔文在南美洲西海岸的加拉帕戈斯群岛，看到许多独特的动物，包括13种雀类。达尔文仔细研究了这些雀类，关注它们的异同。他清楚地意识到这些雀都是从大陆来的同一种雀进化而来的。,精选ppt,23,德国的卡尔弗腊斯发表了各个时代的气候和植物界二者的历史一书。书中他利用古希腊作家对植物的形态、生态的描述，与他30年代在波斯、埃及等地的实地考察情况对比，得出结论说：“对植物物种不变的信念，也已为我们所动摇，我们甚至指出，这是自然造成的”。,精选ppt,24,7月1日，达尔文和华莱士在伦敦林耐学会上

9、分别宣读了他们的关于物种起源的论文，科学的进化论由此诞生。,精选ppt,25,达尔文发表物种起源一书，成为进化论的创立者。,第一版的引言最后一段说：“我深信自然选择是生物种变化方法中最主要、但不是唯一的方法。”,精选ppt,26,达尔文在物种起源书中论及化石时，标题为“不完美的地质记录”。其承认在当时的化石研究中并未有证据显示有物种间过渡类型的存在。 “我不愿意假装不知道物种突变的记录是何等的贫乏，在保存得最好的地层中也找不到大量的过渡生物来连接每一地层前后所出现的生物。这是我的理论最大的困难。” 并指出这可能是最易于检验而又具有杀伤力的反进化论的理由。他看到了进化论的理论缺陷，并希望后人能予以验证、完善。,精选ppt,27,“他（意大利植物学家菲得利克德尔宾诺）反对这个假说，但批评得公正，我发现他的批评很有用处。” 他们经常通信，讨论植物学问题。也正是在认真考虑批评意见的基础上，达尔文在物种起源第六版中，删去了有关“泛生论”假说的论述。,精选ppt,28,美国古生物学家埃尔德雷奇和古尔德针对考