科學是一場無限和遊戲

這是一項雙贏的事業,擁有無限的視野,可以將我們的知識島嶼擴充套件到無知的海洋中

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


人們普遍認為,探究科學真理的有效方法是讓兩個互不信任的群體在相關的發現領域展開競爭。事實真是如此嗎?

我想到一個例子是關於哈勃常數值的爭論——宇宙的膨脹速度。幾十年來,艾倫·桑德奇和 G. A. 塔曼根據他們的觀測資料推匯出每秒每百萬秒差距 50 公里 (km/s/Mpc) 的值,而熱拉爾·德·沃庫勒則認為一個明顯不同的值 100 km/s/Mpc(這兩個值都遠小於埃德溫·哈勃 1929 年最初估計的 500 km/s/Mpc,這是由於他對一類被稱為造父變星的恆星的距離存在系統誤差)。史蒂文·溫伯格在他的 1972 年著作《引力與宇宙學》中提出了一個絕妙的見解,即對這兩種說法取平均值;他的估計結果最終非常接近今天測量的大約 70 km/s/Mpc的實際值。在這種情況下,競爭使每個陣營都堅持錯誤的價值觀,而真相則介於兩者之間的折衷值。

另一個例子涉及首次探測到來自銀河系的 21 釐米譜線。在荷蘭天文學家 H. C. 範德胡斯特於 1945 年從理論上預測了氫的超精細躍遷之後,愛德華(埃德)·珀塞爾決定在天空中搜索它的訊號。他與他的研究生哈羅德(道克)·尤恩一起,在哈佛大學物理系萊曼實驗室的一間辦公室的窗戶上安裝了一個喇叭天線,並採用頻率切換技術成功探測到預期的銀河系訊號。


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與此同時,由揚·奧爾特領導的荷蘭小組也試圖測量相同的訊號,但沒有成功。埃德不知道荷蘭的實驗,得知範德胡斯特恰好在哈佛大學天文臺度過學術休假年,並在他們的 21 釐米發現後不久派道克告訴他這件事。結果,他們發現了競爭實驗。

在隨後與揚·奧爾特的談話中,道克·尤恩描述了對於這項發現至關重要的頻率切換技術。在採用相同的方法後,荷蘭小組成功地重現了 21 釐米訊號的探測。 美國荷蘭的結果在 1951 年的《自然》雜誌第 168 卷中背靠背發表。隨後,澳大利亞射電天文學家對該探測進行了確認,並在之後發表。在這個例子中,真相是透過競爭團隊之間相互尊重的合作而被確定的。

以上兩個例子表明,科學可能會因合作而非敵對競爭而蓬勃發展。與資本主義的本能相反,善良和慷慨可能是推進科學知識的最佳特質。其根本原理很簡單。科學研究不是零和遊戲。事實上,這是一項所有參與者都從任何一位參與者的成功中獲益的事業,因為過去的知識推動了我們追求更多知識的能力。

科學事業可以充分地被描述為一場無限和遊戲。科學類似於無垠的無知海洋中的知識島嶼。隨著我們擴充套件我們居住的珍貴知識島嶼的表面,我們的機遇視野是無限的。

如果是這樣,為什麼儘管合作具有內在的吸引力,但今天科學界仍然普遍存在一些不良做法?這種不足部分是因為一些科學家受自我驅動,以提升自己的地位而非追求真理,或者因為有些人對過去的經歷感到沮喪。儘管有限的資源往往會驅動競爭,但如果管理得當,它們也可以用來鼓勵合作和資訊共享。

鼓舞人心的領導力可以改善科學實踐,使未來的科學進步更加高效。毫無疑問,科學合作,就像生活中任何其他珍貴的互動一樣,會帶來比你投入的更多的回報。

Avi Loeb is the head of the Galileo Project, director of the Institute for Theory and Computation at the Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, founding director of Harvard University’s Black Hole Initiative, and the former chair of the Harvard astronomy department (2011-2020). He is a former member of the President’s Council of Advisors on Science and Technology and a former chair of the Board on Physics and Astronomy of the National Academies. He has published more than a thousand peer-reviewed papers and is the bestselling author of Extraterrestrial and Interstellar and a co-author of the textbooks Life in the Cosmos and The First Galaxies in the Universe.

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