有遠見的科學需要的不僅僅是技術技能

提出真正革命性想法的能力至關重要——而且極其罕見

加入我們的科學愛好者社群!

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


在體育運動中,運動員衝刺的路徑是預先確定的。比賽測試的是運動員以最快速度穿越這條路徑的技能。另一方面,科學研究的主要任務是確定正確的道路。

但即使這在原則上是正確的,科學的方向感往往是由共識決定的,年輕的研究人員像田徑場上的運動員一樣,在他們的技術技能上進行競爭。這給人一種錯誤的印象,即例如,數學才能是理論物理學成功的衡量標準。

在我從事天體物理學事業的初期,我的導師約翰·巴卡爾問我的計算機技能如何。我告訴他,我只掌握瞭解決我遇到的問題所需的有限技能。他很驚訝。三十五年後,我可以自信地說,一個人即使只有最少的計算機技能也可以擁有富有成效的職業生涯。根據我的經驗,提出有吸引力的新研究方向的想法是一種稀缺的資源,它與領導科學研究的技術才能一樣有價值。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


對於許多人來說,想象新方向的能力令人驚訝地稀缺,但另一些人則擁有豐富的這種能力。對於像阿爾伯特·愛因斯坦約翰·惠勒理查德·費曼雅科夫·澤爾多維奇這樣的偉大物理學家來說,正是出色的方向感才使他們走向成功;而伴隨的數學只是他們為了達到目標而不得不掌握的工具——就像實驗學家拿起儀器一樣。費曼曾說過:“如果今天所有的數學都消失了,物理學只會倒退一週。”

澤爾多維奇是一位多產的俄羅斯理論家,他在從等離子體物理學到粒子物理學到黑洞到宇宙學等學科中都有所發現,他的想法源源不斷。拉希德·蘇尼亞耶夫,他以前的學生之一,告訴我,澤爾多維奇的許多年輕合作者都因與他合寫的重要的論文而聲名鵲起。但是一旦他去世,他們就逐漸消失了。他們似乎投下的巨大陰影僅僅是澤爾多維奇的光芒所創造的。

不幸的是,在當今的理論物理學界,這個教訓常常被遺忘,在當今的理論物理學界,數學技巧比根據經驗證據導航到正確道路的成功更受關注。部分原因是,粒子加速器在探測新物理學方面長期停滯不前,這增強了諸如弦理論等複雜數學結構的受歡迎程度。但這也是因為數學技能更容易在短時間內量化,就像田徑運動中的技能一樣;而良好的方向感則需要一段時間才能被認可,就像品嚐好酒的鼻子一樣。

這種時間滯後可能是危險的。當一個創新的想法超前於時代時,專家們通常會將其標記為“不太可能”,有時甚至標記為“瘋狂”。然後,當越來越多的證據開始使其具有相關性時,專家們會說這個想法是微不足道的。當證據毫無疑問地證明它是正確的時,同樣的專家會爭辯說他們首先想到了它。

這種對新想法的抵制也適用於富有想象力的實驗設計。一個很好的例子是引力波天體物理學。當賴納·韋斯首次提出LIGO實驗,該實驗最終探測到了引力波時,這個想法甚至被他的母校麻省理工學院的高層管理部門拒絕。但最終,由於裡奇·艾薩克森,一位國家科學基金會的引力物理學專案主任,一位有遠見的專案主任,它得以實現。今天,你很難找到一個曾經懷疑過它的物理學家。但現在的專案主任也會告訴你,在當今的群體思維科學文化中,像LIGO這樣有風險的科學專案獲得資助的機會微乎其微。

事實上,開拓者可能需要在一段時間內面對被拒絕的逆風,否則他們的想法最終可能會被歸功於主流。創新者必須經歷最初的否認階段,就像韋斯一樣,在此期間,主流公開拒絕這個想法,以至於提出者後來可以將這種拒絕作為一種榮譽的象徵。在更典型的情況下,當一個新想法被簡單地忽略時,真正危險的是,主流支持者會在對其呈現方式進行一些表面上的修改後,將其據為己有。

事後看來,通往科學突破的道路似乎是不可避免的;它們被不可磨滅地雕刻在思想的版圖中。但是,首先發現它們、沿著它們的曲折前行,並在同路人喊著你一事無成時繼續前進的能力,是真正傑出科學家的標誌。最重要的是,這需要性格,而不僅僅是技術技能。

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.

More by Avi Loeb
© .