毛主席教导我们：一个正确的认识，往往需要经过由物质到精神，由精神到物质，即由实践到认识，由认识到实践这样多次的反复，才能够完成。这就是马克思主义的认识论，就是辩证唯物论的认识论。我们在本刊往期《解释与改变》里论证的是检验一个理论的时间跨度很长；在《实践是如何检验真理的？》则是说明检验过程之复杂与曲折。在本篇尝试阐述理论错误产生的一般情形，及实践与认识之间的多次反复产生的根源。
1824年，年轻的法国化学家巴拉德在研究海藻和废海盐母液时，把海藻烧成灰用热水浸取，再通入氯气，这时除得到紫黑色的晶体碘以外，他还发现在提取后的母液底部，总沉着一层深褐色的液体，有刺鼻的臭味，最后他证明这种深褐色的液体，就是尚未被人们发现的新元素。比他资格老的著名德国化学家利比希非常懊悔，因为他仔细阅读了巴拉德的论文《海藻中的新元素》，而他也做过类似的实验，也看到过这一奇怪的现象，只不过当时他仅凭臆想就断定这种红褐色的液体是氯化碘，因此他只是往瓶上贴一个“氯化碘”的标签就完了，错过了发现一种新元素的机会。年轻人没包袱容易出成就，而有了成就的人容易武断地想当然。这是错误产生的一种机制。
1801 年英国的哈切特分析北美一种铌铁矿石时发现了“铌”，1802 年瑞典的埃克伯格又发现了与“铌”性质非常相似的“钽”（两者原子半径仅差 4.2％），因此很长一段时间人们曾将两者认为是同一种元素，包括当时许多有名的化学家如贝采利乌斯等人都是这样判断的，且只采用“钽”这个名称。直到 1845 年罗泽才证明它们是两个不同的元素，直到1907 年才制得纯金属铌。结合前一个例子看，利比希是一个人犯错误；在这个例子里是一群人在犯错误。而且往往是从一个正确的前提得出一个错误的结论。比如下面这个例子。
门捷列夫的元素周期表，以及元素的 X 射线光谱与它的原子序数之间存在的一定关系，都使人们相信第 43 号“类锰”元素的存在。1925 年，三位德国化学家宣称他们探测到了第 43号元素，并将其命名为“鎷”。但其实是他们搞错了。第 43号元素在地球上几乎不能天然存在，它应是放射性元素，十分不稳定。要到1937年才由人工制造出来，并被命名为“锝”（Technetium 来源于希腊词 technetos，意为“人工制造”）。自然界中的锝主要是铀的自裂变或钼钌铌受强宇宙射线作用下活化的结果。
以上都是个案，下面我们再举一个最经典的例子，期间提出假说并解释，正确认识与错误认识一直纠缠在一起，前后经历了无数次反复，人类终于获得了正确的认识。这个过程中即便是小居里夫妇也犯错误，这个过程就是中子发现的过程。1920 年以前，人们根据积累的事实，普遍认为原子核是由质子和电子组成的。但是当时莫塞莱精确建立了核电荷数与原子序数的恒等关系，他已证明质子数与电子数不可能相等，如何解决这一矛盾呢？
卢瑟福在1920年提出“中子假说”：“在某些情况下，也许有可能由一个电子更加紧密地与 H核结合在一起，组成一种中性的双子。这样的原子也许有很新颖的特性。除非特别靠近原子核，它的外场也许实际为零。结果就会使它有可能自由地穿透物质。它的存在也许很难用光谱仪进行检测。也许不可能把它禁闭在密封的容器里。换句话说，它应很容易进入原子结构内部，或者与核结合在一起，或者被核的强场所分解 。……”为了检验卢瑟福的假说，他早年的学生和得力助手查德威克历经 11 年，终于在 1932 年找到了确实的证据。失败是成功之母。
1921 年的实验试图在氢气的放电中找到假说中贯穿力极强的辐射，失败了。1923 年查德威克用盖革发明的点计数器进行测量也失败了。1924 年，查德威克计划用 200000 伏来加速质子，因为在强电场中中子可能形成或存在，而用快速质子打入原子，也许能找到一些证据，受现实条件所限，最终用特斯拉线圈产生的高压来进行实验，也不成功。
1929 年，卢瑟福和查德威克寄希望于在人工转变实验中不发射质子的某些元素，认为也许会有不受磁场偏转的辐射引起微弱的闪烁。他们对铍特别感兴趣，因为铍在α粒子轰击下是不发射质子的；据说，铍矿往往含有大量的氦，也许铍核在辐射的作用下，会分裂成两个α粒子和一个中子。查德威克安排他的学生继续对铍进行辐照，做了大量实验。实验曾一度出现有利的证据，但由于放射源（钋）不够强，信号太弱，无法作出判断。
1930 年，当查德威克有了比较强的钋源和用放大线路增强灵敏度的计数装置后，德国人玻特已经率先发表了用钋α轰击铍的实验结果。玻特发现α粒子轰击铍时，会使铍发射穿透能力极强的中性射线，其强度比其它元素所得大过 10 倍，穿透力比γ射线大得多。他们认为这种贯穿辐射是穿透力更强的γ射线。
当时在巴黎，小居里夫妇也正在进行类似实验，很快就证实了玻特的结果。他们将含氢的石蜡置于铍辐射源的游离室之间，发现计数大增，显然，石蜡又发出了一种更强的射线。用磁场可使石蜡发出的射线产生微小偏转。经过比较，证明这一射线是质子流，速度很高。他们和玻特一样，把铍辐射看成γ射线，认为质子流的产生是γ粒子撞击氢离子的结果，是类似于康普顿效应的某种特殊现象。
小居里夫妇犯了和之前德国化学家利比希一样“想当然”的错误，同时他们的错误还在于没有认真核算高速质子的动量和能量是如此之大，靠γ粒子撞击而作反冲运动，是否符合动量守恒和能量守恒。据查德威克回忆，当他读到小居里夫妇报导铍辐射的惊人特性的那一篇文章时，他把约里奥-居里的看法告诉了卢瑟福。卢瑟福喊道：“我不相信。”他不相信这是康普顿效应，很可能这里出现了多年寻找的中子！
接着，查德威克用准备好的钋源和新的探测仪器，经过几天紧张的实验，复核了玻特和小居里夫妇的结果。1932年2月17日，查德威克给《自然》杂志写了一篇通信，题为《中子可能存在》，这时离小居里夫妇的论文发表不到一个月。接着，查德威克又发表了题为《中子的存在》一文，详细报告了实验结果及理论分析。他首先证明高速质子流并非来自石蜡一类的含氢成分，因为即使不含氢的材料也会产生高速质子流，这里面必有蜕变过程。再用吸收法测质子的能量，结果约为 5.7MeV。根据能量守恒定律推算，铍辐射如果是γ射线，γ光子应具有能量55MeV。用同样的铍辐射轰击氮，推算氮原子的反冲能量最大为 0.45MeV。但实验得到的却是 1.2MeV 不满足能量守恒定律。
在这样的实验结果面前，要么放弃应用能量与动量守恒，要么采用另一个关于辐射本性的假设。如果我们假设这一辐射不是量子辐射（即γ光子）而是质量与质子几乎相等的粒子，所有这些与碰撞有关的困难都会消除。查德威克进一步用云室方法测定中子的质量，结果是与质子的质量非常接近。再根据质谱仪的数据推算，得到中子质量的精确值为 1.0067原子质量单位。各方面的事实确凿证明了中子的存在。
回顾中子的发现过程，即便在临门一脚的时刻，还多次出现了认识上的反复，可见认识并发现真理的道路不是笔直的，而实践真理的道路更不是笔直的。从人类大历史尺度而言，共产主义的实现也是曲折的，革命的道路从来不是笔直的。
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