本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
我再次陷入了對科學侷限性的思考。我最近釋出了與三位物理學家的問答，他們對這個話題有強烈的看法——大衛·多伊奇、馬塞洛·格萊澤 和 馬丁·里斯——以及這篇專欄文章：“科學是無限的嗎？” 然後在三月份，我參加了一個為期兩天的頭腦風暴會議——我稱之為“會議”——與大約 20 位科學界人士討論科學是否正在放緩以及我們能做些什麼。
會議的靈感部分來自於表明科學進步正在停滯不前的研究。“尋找創意是否變得越來越難？”中，四位經濟學家聲稱，“來自各行各業、各種產品和公司的廣泛證據表明，研究投入正在大幅上升，而研究生產力卻在急劇下降。” 這些經濟學家是斯坦福大學的尼古拉斯·布魯姆、查爾斯·瓊斯和邁克爾·韋伯，以及麻省理工學院的約翰·範·裡寧。
他們以反直覺的例子為例，引用了摩爾定律，指出“如今實現計算機晶片密度每兩年翻一番這一著名的目標所需的研究人員數量，是 1970 年代早期所需數量的 18 倍以上。” 研究人員在農業和醫學相關研究中也發現了類似的趨勢。針對癌症和其他疾病的越來越多的研究，卻產生了越來越少的拯救生命。
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這些發現證實了經濟學家羅伯特·戈登在《美國增長的興衰》和泰勒·科文在《大停滯》中提出的分析。布魯姆、瓊斯、韋伯和範·裡寧還引用了本傑明·瓊斯 2009 年的論文“知識的負擔與‘文藝復興人的消亡’：創新是否變得越來越難？”。他提出的證據表明，有志於創新的人需要更多的培訓和專業化才能達到特定領域的前沿。研究團隊也在變得越來越大，每位研究人員的專利數量卻在下降。
經濟學家主要關注我所說的應用科學，即那種推動經濟增長並增加財富、健康和生活水平的科學。醫學、交通運輸、農業、通訊、製造業等領域的進步。但他們的發現與我在《科學的終結》中的觀點相呼應，即“純粹”科學——僅僅是為了理解而非操縱自然而進行的努力——正在觸及極限。事實上，我之所以被邀請參加“會議”，是因為一位組織者讀過我那本悲觀的小冊子，最近又再版了。我對“會議”有很多感想。以下是一些（另請參閱我對本文的後續文章“科學是否遇到了瓶頸？第二部分”）
*宇宙大爆炸的價值何在？在某些方面，我發現經濟學家對科學進步的評估過於吝嗇。首先，他們對數字技術領域的最新進展給予的價值出乎意料地低。35 年前，我開始我的職業生涯時，是用一種叫做“打字機”的裝置寫作，並在叫做“圖書館”的地方做研究。我仍然對能夠透過智慧手機或筆記型電腦即時訪問幾乎無限的知識感到震驚。是的，有假新聞、垃圾郵件、網路戰，但仍然如此。
其次，經濟學家對我認為科學最寶貴的成就，即對現實的洞察力，給予的權重不足。宇宙大爆炸理論和走出非洲假說並沒有提高國民生產總值，但它們加深了我們對世界和自身的理解。歸根結底，這不正是科學的目的嗎？
*當科學倒退時。在其他方面，經濟學家對科學進步的評估又過於慷慨。會議的組織者詢問與會者科學是否正在放緩。我們可以回答“是”、“否”和“其他”。我選擇了“其他”，因為某些領域可以說正在倒退。精神科醫生透過過度開藥傷害了許多患者。同樣，癌症行業也對美國人進行過度診斷和過度治療。
會議上的一些科學家嘲笑科學放緩的說法。生物學家指出 CRISPR、光遺傳學和其他進展，他們堅決認為發現的步伐正在加快，甚至更快。我的回應是：是的，遺傳學和神經科學等領域確實在快速產生髮現，但目的是什麼？基因療法一直令人非常失望，而精神疾病的治療方法仍然原始得令人震驚。
在純粹科學領域，許多物理學家仍然頑固地堅持弦理論和多重宇宙，這些東西太小太大，永遠無法觀察到。意識理論最近也變得越來越古怪。著名的專家正在鼓吹泛心論，該理論認為意識可能是一種普遍的物質屬性，而不僅僅是大腦的屬性。與弦理論和多重宇宙一樣，泛心論也無法透過實驗證實。科學正在耗盡動力的另一個跡象是，科學，尤其是物理學諾貝爾獎獲得者的平均年齡急劇增加。
*可重複性危機並非報告假象。還有可重複性危機，統計學家約翰·約安尼迪斯和其他人發現，許多同行評議的結論無法重複。樂觀主義者堅持認為，科學文獻與過去相比並沒有更多缺陷。我們現在只是更多地關注這些缺陷，這是一個積極的趨勢。在會議上，一位可重複性危機專家駁斥了這種樂觀的觀點。他說，科學變得越來越不可靠，因為研究人員在出版物、資助、終身教職和其他獎勵方面的競爭變得更加激烈。
*登月難題。會議上的幾個人用“低垂的果實”的比喻解釋了科學的放緩。科學家們已經解決了相對容易的問題，並轉向了更難的問題，例如身心問題和物理學的統一。這裡有一個棘手的問題：在什麼時候，如果真有那麼一天，我們才能決定有些果實是無法摘到的？或者，正如一位經濟學家可能會說的那樣：我們願意在迄今為止已被證明是棘手的問題上花費多少？我們應該在什麼時候，如果真有那麼一天，止損並放棄？
當然，這取決於問題。在精神分裂症或癌症被根除之前，我們不會停止對它們的研究投入，而這可能在很長一段時間內都不會發生，甚至永遠不會發生。公共和私人來源肯定會繼續支援那些有可能改善我們的健康或延長我們壽命的研究。但是，對於探索物質的根本性質、宇宙的起源和結構、地外生命可能存在的問題，以及沒有實際回報的問題又該如何呢？
更直白地說：像宇宙大爆炸或走出非洲假說這樣的“純粹”發現價值幾何？我想說它們是無價的，但當我們談論政府資助時，這個答案是不夠的。當數百萬人缺乏體面的醫療保健、住房和教育時，我們應該花費數十億美元的稅款用於下一代粒子加速器、引力波探測器或載人火星任務嗎？
我稱之為登月難題，以紀念說唱先驅吉爾·斯科特-赫倫。在他 1970 年的歌曲《白人在月球上》中，斯科特-赫倫唱道，“一隻老鼠咬了我內爾妹妹一口/(當白人在月球上時)。/…那傢伙昨晚剛漲了我的房租/(因為白人在月球上)。/沒有熱水，沒有廁所，沒有燈/(但白人在月球上)。”
*對創新的崇拜過度了！可重複性危機的一個驅動因素是我們文化中對“創新”日益增長的痴迷。正如技術史學家李·文塞爾和安德魯·羅素在他們有影響力的Aeon文章 向維護者致敬 中所說：“整個社會已經開始談論創新，就好像它是一種內在的理想價值，就像愛、博愛、勇氣、美麗、尊嚴或責任一樣。創新言論崇拜變革的祭壇，但很少有人問誰受益，目的是什麼？”
好問題。文塞爾和羅素指出，對創新的崇拜擴大了富人和窮人之間的差距，並導致了對保持事物平穩執行所需的維護的忽視。它在沒有明顯改善我們健康的情況下，推高了美國醫療的成本。軍事技術創新，包括無人機和網路武器，可以說是在危害而不是增強我們的安全。研究人員渴望發表新穎成果的迫切心情，也肯定會加劇可重複性危機——並導致炒作升級。
*“元科學”與“侷限學”。會議的參與者為科學的科學研究提出了各種名稱，例如“元科學”。我提名“侷限學”，這是我在《科學的終結》中創造的詞，用來描述對知識侷限性的研究。一些科學愛好者對談論侷限性感到<0xE2><0x80><0xA2>之以鼻，我理解為什麼。侷限學可能會為我們文化中的反科學勢力提供彈藥，而關於某些問題太難解決的猜測可能會成為自我實現的預言。
但是，科學的一些最偉大的洞見——量子力學、相對論和哥德爾定理——對我們的知識施加了限制。自從達爾文以來，我們就知道我們的設計目的是為了繁殖，而不是為了理解神經編碼或量子場論。
*吹捧與現實主義。我曾經問過小說家/哲學家麗貝卡·戈爾茨坦，樂觀主義是否是知識分子的必要條件。不，她回答說，現實主義才是必要條件。會議上的一些人對科學回報遞減持樂觀、能幹，甚至是吹捧式的回應。他們引用了一些專案，例如 開放科學中心 和斯坦福大學的 元研究創新中心，旨在使科學更加透明、可靠和高效。
我也讚賞這些努力。但是，如果侷限學要成為一項嚴肅的智力事業，而不是一種營銷手段，它就必須以現實主義為基礎，而不是以吹捧為基礎。它必須質疑研究和“創新”的價值，並權衡不同科學事業的成本和收益。它必須考慮有些謎團可能是無法解開的可能性。忽視科學的侷限性是不科學的。
延伸閱讀
諾貝爾獎頒發時間間隔的延長是否預示著物理學基礎性發現的終結?
讀者還給我發來了這些評論
安德魯·奧德里茲科，數學家：我不認為科學遇到了瓶頸。相反，正如我大約四分之一個世紀前在一篇文章“不受約束的研究的衰落”中所論證的那樣，我的論點是，隨著容易摘取的果實變得越來越稀少，我們必須投入更多的資源用於研究，其中大部分是漸進式和可預測的，解決各種政策制定者選擇的問題。因此，這項研究正在從“傑出的獨立研究者”模式轉向大型和定向的企業，個人在其中擁有的自由較少，並且正在努力為大型專案做出貢獻。
鮑勃·弗蘭克斯頓，計算機科學家：當心帶著舊尺度的經濟學家。令人遺憾的是，有一種態度認為研究應該產生可衡量的結果，而不是欣賞失敗是常態，而少數成功彌補了失敗。摩爾定律問題啟發我寫了 20 年前的“超越極限”。問題通常在於衡量標準，因為舊的礦脈被挖掘殆盡，我們需要新的思維方式、新的正規化來進行新的衡量。