科學(xué)家一定要非常聰明嗎？

對(duì)于科學(xué)家而言，年齡增長(zhǎng)必然意味著喪失創(chuàng)造力嗎？

有抱負(fù)的科學(xué)家應(yīng)該怎樣選擇課題？

前英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)、著名天體物理學(xué)家 Martin Rees 在2020年給科學(xué)家的一些忠告，希望對(duì)你有所啟發(fā)和幫助。

撰文 | Martin Rees

翻譯 | 狄德羅

審校 | 甘隱廬

有時(shí)我會(huì)擔(dān)心，那些本應(yīng)享受科研的人正為一種狹隘而過時(shí)的觀念所累?！翱茖W(xué)家”這個(gè)詞，喚起的仍然是愛因斯坦那種男性長(zhǎng)者或年輕極客的形象，超凡脫俗，不問世事?？茖W(xué)家這個(gè)群體，性別單一，嚴(yán)重缺乏種族多樣性，而他們的工作卻廣泛涵蓋了形形色色的知識(shí)和社會(huì)活動(dòng)。科學(xué)工作需要愛思索的理論家、冷板凳上的實(shí)驗(yàn)者、出野外的生態(tài)學(xué)家，以及近乎工業(yè)性質(zhì)的小組在巨大的粒子加速器或空間項(xiàng)目上忙忙忙碌碌。

許多人相信，科學(xué)家思考問題的方式是特殊的——遵循所謂“科學(xué)方法”。然而，更為真切地說，科學(xué)家和律師、偵探一樣，都遵循著同樣的理性思維模式：現(xiàn)象分類、形成假設(shè)、檢驗(yàn)證據(jù)。與此相關(guān)的還有一種極具破壞性的成見：認(rèn)為科學(xué)家一定極其聰明，科學(xué)家的思想一定是精英思維。然而才智是一個(gè)寬泛的概念，學(xué)術(shù)能力不過是其中的一個(gè)方面，頂尖的記者、律師、工程師和政客一樣可以擁有非凡才智。

偉大的生態(tài)學(xué)家愛德華·威爾遜（E. O. Wilson）曾經(jīng)宣稱，要想在某個(gè)科學(xué)領(lǐng)域做出成果，最好不要太聰明。他并不是要貶低科研工作中的深刻洞見或靈光一現(xiàn)（盡管兩者都極其稀有）。作為一個(gè)世界級(jí)專家，威爾遜耗費(fèi)了幾十年的心血研究成千上萬(wàn)種螞蟻——空談是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。的確，科研工作可能會(huì)枯燥。但威爾遜說得沒錯(cuò)：那些注意力不斷轉(zhuǎn)移的人——像蚱蜢一樣——在華爾街做一個(gè)高頻交易員可能會(huì)讓他們更快樂（也更沒有價(jià)值）。

不要以為理論研究?jī)?yōu)于應(yīng)用實(shí)踐。利用科學(xué)概念解決實(shí)際問題可能比最初發(fā)現(xiàn)這一概念更具挑戰(zhàn)。我有朋友是做工程的，他們最喜歡的一部動(dòng)畫片講的是兩只水獺仰望著巨大的水電站大壩，一只對(duì)另一只說：“這壩雖然不是我造的，但卻是基于我的理念。”我也想提醒做理論的同事們，瑞典工程師吉德昂·遜德巴克（Gideon Sundback）——拉鏈的發(fā)明人，他所達(dá)成的從理論到實(shí)踐的飛躍是我們絕大多數(shù)人難以企及的。科學(xué)最鼓舞人心的目標(biāo)莫過于為到本世紀(jì)中葉的全球90億人口提供清潔能源、更好的衛(wèi)生條件和充足的食物了。

有抱負(fù)的科學(xué)家在選擇領(lǐng)域和研究方法（比如田野考察、計(jì)算機(jī)模擬）的時(shí)候，會(huì)最大程度地契合自己的個(gè)性、技能和品味。如果能進(jìn)入一個(gè)迅速發(fā)展的領(lǐng)域，接觸到最新的技術(shù)、功能更強(qiáng)的電腦或更大的數(shù)據(jù)庫(kù)，就算是特別令人滿意了。并且，沒有必要把整個(gè)科研生涯都吊死在一個(gè)領(lǐng)域——也沒必要一輩子做一個(gè)科學(xué)家。典型的學(xué)科發(fā)展是突飛猛進(jìn)與相對(duì)停滯穿插交替的。在科研生涯中改變研究方向的人往往能獲得嶄新的視角，最有活力的領(lǐng)域也往往會(huì)打破傳統(tǒng)的學(xué)科界限。

還有一點(diǎn)，只有天才（或者科學(xué)怪人）才會(huì)直奔最宏大、最基礎(chǔ)的問題。你必須用問題的重要性去乘以解決的可能性，取一個(gè)最大值。有抱負(fù)的科學(xué)家不該一窩蜂地圍著宇宙和量子的統(tǒng)一這樣的大問題，盡管它無(wú)疑是人類渴望登臨的智力高峰。有抱負(fù)的科學(xué)家應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，癌癥研究、腦科學(xué)所面臨的巨大挑戰(zhàn)更需要一步一步地去解決，而非正面硬杠。

這貌似不合常理，但的確，最熟悉的問題有時(shí)也最能難倒我們，而某些我們最了解的現(xiàn)象卻遠(yuǎn)在天邊（宇宙）。天文學(xué)家可以自信地解釋億萬(wàn)光年之外的黑洞怎樣撞在一起，相反，我們對(duì)日常生活的理解——比如飲食起居、照顧孩子——卻乏善可陳，“專家”的建議每年都在變。一方面，我們理解了某些神秘的宇宙現(xiàn)象，另一方面卻對(duì)日常問題不知所措——但這并不矛盾。真正挑戰(zhàn)我們的是“復(fù)雜性”，而不僅僅是尺度的改變。最微小的昆蟲，其身體構(gòu)造也比恒星或星系要復(fù)雜精細(xì)，也能揭示更多的奧秘。

人們通常認(rèn)為，科學(xué)家，尤其是理論學(xué)家，年紀(jì)大了以后學(xué)術(shù)水平就不再增長(zhǎng)，才思慢慢衰竭。物理學(xué)家沃爾夫?qū)づ堇╓olfgang Pauli）就曾嘲諷過30歲以上的科學(xué)家：“才年紀(jì)輕輕，就寂寂無(wú)聞。（Still so young, and already so unknown.）”（但愿年歲漸長(zhǎng)的科學(xué)家們不要那么悲觀。）盡管確實(shí)存在一些大器晚成的例子，但極少有人能把最后的工作做成職業(yè)巔峰。這一點(diǎn)和藝術(shù)家不同。藝術(shù)家在年輕時(shí)受其周遭主流文化和風(fēng)格的影響，能夠僅是通過內(nèi)在修煉就可實(shí)現(xiàn)自我深化提高。而科學(xué)家則不同，若想一直待在前沿領(lǐng)域，就需要持續(xù)不斷地吸收新的概念、新的技術(shù)。當(dāng)然這并不意味著年老就喪失了創(chuàng)造力。約翰·古迪納夫（John Goodenough），鋰電池的發(fā)明者之一，在97歲高齡還堅(jiān)持工作，2019年成為史上年紀(jì)最大的諾獎(jiǎng)得主。

世上存在著一條魅惑了一些偉大科學(xué)家的歧途，實(shí)則是我們應(yīng)該回避的，那就是不明智地、自信過頭地插足其他領(lǐng)域。在他們自己看來，這條路依然是在“做科學(xué)”——他們想要了解世界和宇宙——但他們?cè)僖膊粷M足于傳統(tǒng)的、細(xì)碎的研究：他們好高騖遠(yuǎn)，有時(shí)候甚至讓崇拜者都覺得尷尬。

亞瑟·愛丁頓（Arthur Eddington）應(yīng)該是他那一代人中最重要的天體物理學(xué)家。晚年時(shí)（1930年代），他發(fā)展出一套“基礎(chǔ)理論”，聲稱通過精確的數(shù)學(xué)計(jì)算，能夠確知整個(gè)宇宙中的原子數(shù)量。一次，愛丁頓在荷蘭做講座，闡述他的理論，聽眾席上一位年輕科學(xué)家問他的一位年長(zhǎng)同事：物理學(xué)家老了想法都會(huì)這么離經(jīng)叛道嗎？“不，”那位年長(zhǎng)一些的同事如是回答，“愛丁頓這樣的天才可能會(huì)發(fā)瘋，你這樣的只可能越來越蠢。”對(duì)非天才的人來說，這好歹是個(gè)安慰。

面對(duì)別人的工作，科學(xué)家總是不吝嚴(yán)厲的批評(píng)。他們糾錯(cuò)的動(dòng)機(jī)比任何人都要強(qiáng)烈，因?yàn)樵谶@一行，只有那些打破共識(shí)、做出驚人原創(chuàng)的人才能獲得最崇高的敬意。但是，科學(xué)家對(duì)自己的工作也應(yīng)該同樣挑剔。他們不能過分迷戀自己傾心的理論，更不能憑想當(dāng)然。當(dāng)然，大家都知道要做到這一點(diǎn)很難。有些人在一個(gè)項(xiàng)目上投入了好幾年的時(shí)間，必然會(huì)力挺它的重要性，如果所有的努力最終化為泡影，一定會(huì)帶來極大的痛苦。誘人的理論總是被嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)所擊碎。只有那些足夠牢靠，經(jīng)得起反復(fù)檢驗(yàn)的理論，才會(huì)進(jìn)入大眾知識(shí)體系——比如吸煙與肺癌之間的關(guān)聯(lián)、HIV病毒和艾滋病之間的關(guān)聯(lián)。偉大的社會(huì)學(xué)家羅伯特·金·莫頓（Robert Merton）將科學(xué)稱為“系統(tǒng)的質(zhì)疑（ organized skepticism）”。

要達(dá)成科學(xué)上的一致見解，道路是曲折的，會(huì)歷經(jīng)許許多多的死胡同。偶爾，人們最后發(fā)現(xiàn)，那個(gè)獨(dú)辟蹊徑的人才是正確的——大家樂見其成，但這樣的案例比我們想象的要少得多，甚至比媒體報(bào)道的還要少。有時(shí)，新的發(fā)現(xiàn)推翻了先前的共識(shí)。但絕大多數(shù)時(shí)候，科學(xué)的進(jìn)步是超越并拓展了過去的概念，而非提出相反的概念。例如，愛因斯坦并沒有“推翻”牛頓。他只是超越了牛頓，為理解空間、時(shí)間和引力提供了一個(gè)全新的、更為廣闊和深刻的視角。

互相競(jìng)爭(zhēng)的理論只會(huì)有一個(gè)獲勝。有時(shí)候，一份關(guān)鍵的證據(jù)就能一錘定音。1965年的大爆炸宇宙學(xué)就是一個(gè)例證：人們發(fā)現(xiàn)空間中充滿了微弱的微波輻射，除了將其合理解釋為熾熱而致密的“發(fā)端”的余輝之外，別無(wú)他選。還有個(gè)例子是1960年代發(fā)現(xiàn)的“海底擴(kuò)張”現(xiàn)象，這幾乎讓所有的地質(zhì)學(xué)家成為板塊漂移說的信徒。

有時(shí)候，一種理論只能逐漸被接受。與其競(jìng)爭(zhēng)的其他理論則因?yàn)橹С譂u少而被邊緣化。還有時(shí)候，研究不斷發(fā)展，理論的關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)變了，當(dāng)初的重要性也就不復(fù)存在了。

科學(xué)的不斷發(fā)展不僅需要新的理論和見地，也需要新的技術(shù)和新的設(shè)備。二者密不可分。有些儀器已經(jīng)老舊，而有些則很先進(jìn)：一個(gè)極端的例子是歐洲核子研究中心（CERN）安置于日內(nèi)瓦的泛歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC），它是目前全球最復(fù)雜的科學(xué)設(shè)備。類似的，天文設(shè)備由跨國(guó)組織運(yùn)作——有些是真正的全球項(xiàng)目，例如位于智利的ALMA射電望遠(yuǎn)鏡（阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列），歐洲、美國(guó)和日本都可以使用它。

科學(xué)是全球化的。即便我們工作于一隅，科學(xué)的全球性也依然惠及我們。我們的技能（和律師的不同）是全球通用的。比起其他群體，科學(xué)家能夠毫無(wú)障礙地跨越國(guó)界和意識(shí)形態(tài)，解決思想上和實(shí)踐中的問題。對(duì)我們中的大多數(shù)人來說，這是職業(yè)的加分項(xiàng)。

最好的實(shí)驗(yàn)室，就如同最好的創(chuàng)業(yè)公司，應(yīng)該能有效地孵化原創(chuàng)想法，挖掘有才華的年輕人。但現(xiàn)在，實(shí)驗(yàn)室的人員結(jié)構(gòu)存在一種有害的趨勢(shì)，會(huì)妨害創(chuàng)新氛圍。

五十年前，我這一代人享受到了高等教育擴(kuò)張、科學(xué)發(fā)展指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的紅利。而后，年輕人的數(shù)量超過了前輩， 大多數(shù)人60多歲就得退休了。但在如今的學(xué)術(shù)界，至少是西方學(xué)術(shù)界，不僅沒有擴(kuò)容（有些領(lǐng)域的人員甚至已經(jīng)飽和），而且還沒有強(qiáng)制退休年齡。早幾十年，還可以期盼30多歲就能領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)課題組——但現(xiàn)在，比如，在美國(guó)生物醫(yī)學(xué)界，40歲之前都不太可能拿到第一筆科研基金。這可不是個(gè)好兆頭?？倳?huì)有做不了其他工作的書呆子留下來，而實(shí)驗(yàn)室也可能充塞著沒完沒了寫基金申請(qǐng)（還老是申不上）的職員。

但是，科學(xué)專業(yè)需要的人應(yīng)該具備多方面的才能，且在30多歲就想有所成就。如果看不到前途，一些人就會(huì)離開學(xué)術(shù)界，可能會(huì)去創(chuàng)業(yè)。這樣一條路能極大地滿足公共利益——許多人應(yīng)該都會(huì)走這條路——而長(zhǎng)遠(yuǎn)看來，重要的是，有些人會(huì)投身于基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域。IT和計(jì)算機(jī)的發(fā)展可以追溯到頂尖學(xué)府的基礎(chǔ)研究，有些甚至是一個(gè)世紀(jì)之前的研究了。而醫(yī)學(xué)研究的絆腳石正是源于很多基本的問題還沒搞清楚。抗阿爾茲海默癥的藥物一直難以通過臨床試驗(yàn)，說明我們還沒有弄清楚大腦究竟是怎樣工作的，這又把我們導(dǎo)向了基礎(chǔ)科學(xué)。

僵局是暫時(shí)的，未來充滿希望。新的機(jī)會(huì)等待著躍躍欲試的科學(xué)家們。財(cái)富和閑暇的增長(zhǎng)——以及IT帶來的連接增強(qiáng)——將為全世界數(shù)百萬(wàn)受過良好教育的科學(xué)愛好者提供更多的機(jī)會(huì)，去追求他們的興趣。這一趨勢(shì)將讓頂尖科學(xué)家們能在傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)/官方實(shí)驗(yàn)室之外進(jìn)行前沿研究工作。如果有足夠多的人這么選擇，研究型大學(xué)的主導(dǎo)地位可能就會(huì)被撼動(dòng)，獨(dú)立科學(xué)家的重要性將會(huì)增強(qiáng)，重回20世紀(jì)之前的情形，這有可能促進(jìn)極具原創(chuàng)性的思想的繁榮興盛，給我們的世界爭(zhēng)取一個(gè)可持續(xù)的未來。

作者簡(jiǎn)介

Martin Rees，天體物理學(xué)家、宇宙學(xué)家，2005-2010年任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，1995年起任英國(guó)皇家天文學(xué)家。