過去的用途:為什麼科學作家應該關心科學史,以及為什麼科學家也應該關心

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


無論是探索我們家族的譜系,還是我們靈長類祖先的基因樹,我們所有人都有一個共同的渴望,想知道我們從何而來。起源故事吸引著我們的想象力,併為更好地理解我們今天的處境提供了一個敘事結構。現實情況是,瞭解科學史既能挑戰我們的現在,又能激勵未來。

去年,麻省理工學院的科學寫作教授湯姆·萊文森在卡達多哈舉行的世界科學記者大會上組織了一個關於“過去的用途”的小組討論。小組成員包括黛博拉·布魯姆喬·馬錢特雷託·施耐德霍莉·塔克,他們就科學史如何對科學作家和記者有用,以及科學史本身如何成為一個重要的學科進行了令人鼓舞的討論。

然而,對話遠未結束,我很幸運今年能和湯姆一起在2012年科學線上會議上討論這個話題(1月19日下午1:30至2:15 EST在Twitter上的#scio12標籤關注討論)。在為這次討論做準備時,湯姆和我都透過電子郵件交流了我們對這次會議的期望。有一點很突出,那就是湯姆認為“過去的用途”這個詞是對科學公共作家的一個挑戰,是開啟一種能夠使他們工作做得更好的方法,而我一直在思考歷史思維對科學實踐本身的重要性——工作中的科學家可以從更深入地參與歷史中獲得什麼,不僅僅是歷史的軼事,還有歷史學家的思維習慣。所以為了讓大家更有熱情,湯姆和我認為我們應該嘗試交流一些看法。把這看作是對舊形式的書信體小說的一種部落格式嘗試——在其中我們試圖深入瞭解與過去的接觸如何在當下前沿領域的各個領域中發揮作用。


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親愛的埃裡克:

我必須承認;我從來不需要被說服去相信歷史;我是歷史學家的兒子,我幾乎所有的寫作都以思想和事件的來源為基礎。

但即便如此,一個簡單的事實是,許多公眾故事所來源的專業科學文獻,乍一看似乎儘可能地使用現在時。在我寫這篇文章的時候,我正在看我最新的(1月6日)《科學》雜誌數字版的目錄。“報告”部分——當前的研究結果在這裡公佈——討論的只有現在和不久的將來。隨意地挑出幾篇:我們可以瞭解到,在奈米尺度上製造的導線符合歐姆定律(其製造者聲稱這項成就將支援未來經典計算和量子計算的發展)。我們可以讀到一種新的鎢同位素比率的測量結果(由我的麻省理工學院同事與科羅拉多大學的研究人員合作完成),這表明(至少作為一個初步結論)構成地球大陸的地塊在地球的大部分歷史中都保持著抵抗破壞的能力。然後,還有一份來自對活體遺傳學/進化教科書——秀麗隱杆線蟲進行研究的研究人員的報告,其中添加了關於遺傳和環境過程相互交織的更廣泛理解的又一個重要細節。

所有這些——以及您可以在本期雜誌以及其他許多雜誌中找到的其他內容——都在告訴您今天的新聞。這些中的每一個都可以成為一個非常好的通俗故事的主題。然而,這些故事都沒有,或者不一定作為通俗故事,涉及結果背後的歷史。

也就是說:你可以講述為實現建造有用的量子計算機的目標而邁出的一小步,而無需深入研究19世紀對電現象性質的調查或20世紀對尺度在物理定律性質中的關鍵作用的發現。你可以談論大陸的穩定性,而無需認識到這項研究在發現地球表面劇烈動態行為的背景下的重要性。當然,你可以寫關於突變率和壓力的文章,而無需深入研究那個可以追溯到達爾文時代甚至更早的關於先天與後天之爭的舊爭論。這對研究人員和作家來說都是如此。兩者都可以選擇忽略過去,而不會影響他們執行手頭任務的能力:下一次測量、下一個故事。一切都很好,一切都合情合理。

也就是說,你可以這樣做,但是,至少在我看來,你不應該這樣做。從科學作家的角度來看,科學史不是奢侈品,也不是容易找到線索的來源;相反,對於培養一個更好的(稱職的)科學作家,以及在製作以最充分、最有用和最具說服力的方式向我們試圖吸引的廣大受眾傳達主題的科學寫作,它是至關重要的。

簡而言之,我主張(並教導我的學生)深入研究所報道的科學的歷史可以訓練作家的嗅覺,即他或她辨別結果何時真正意味著一個故事的能力(這是兩個截然不同的事情)。它可以完善作家的一項關鍵工具——記者的胡扯探測器。與此同時,如果一個人的目標不僅僅是告知,而是讓讀者參與到科學的動名詞中:進行科學研究、以科學探究的形式思考、獲得這項職業帶來的情感愉悅,那麼在即使是最注重現在和未來的故事的成稿中明確嵌入歷史理解,我認為,也是或多或少非常有價值的。當輪到我時,我會更多地談論這兩種說法……但此時,我想我應該停下來,讓你說幾句。這裡有一個問題要問你:雖然我可以看到過去對於作家來說的用途,他們試圖從科學故事中提取能夠吸引公眾的元素,但工作中的科學家是否真的需要那麼關心自己的檔案?一個研究秀麗隱杆線蟲壓力反應的人,真的需要了解這項工作的前因嗎?

最好的祝願,

湯姆

親愛的湯姆:

英國小說家、奧爾德斯·赫胥黎的朋友L.P.哈特利在他1953年的小說《送信人》的開頭寫道:“過去是一個異國他鄉:他們在那裡做事的方式不同。”我懷疑許多工作中的科學家會認同這句話。科學的過程,很像藝術的過程,都是為了產生全新的東西而挖掘過去的成就。這或許是這兩個創造性努力領域唯一共同之處;必須理解過去,才能從中解放出來。然而,和你一樣,我也從來不需要被說服去相信歷史。雖然我同意過去有時可能是一個異國他鄉,但我一直很喜歡旅行。

我透過我在科學領域的工作接觸到歷史,但我發現,理解過去科學家得出結論的歷史背景有助於我提出問題。我一直認為,科學方法是消除我們在尋找關於自然世界的答案時自身偏見的最佳方法,但未經檢驗的假設仍然可以透過科學的過濾器。透過檢查這些有缺陷的假設是如何透過的,我希望它能幫助我自己的工作。或許解釋我的意思的最好方法是,簡單地討論一下早期與歷史的接觸如何鼓勵我進入我在研究生院最終追求的研究方向。這本書是斯坦福大學科學史學家隆達·施賓格的《自然的身體》,我是在人類學和生物學本科四年級時在一家舊書店裡發現的。在她書中的一章中,她討論了早期靈長類動物研究的歷史,以及關於性別的普遍假設如何影響了對與我們最相似的物種的假設,並因此影響了結論。西方最早對類人猿的描述之一,是在安德魯·巴特爾關於“猿猴怪物”的誇張故事之後,是荷蘭醫生尼古拉斯·圖爾普的描述,他可能是科學史上最廣為人知,但幾乎沒有人聽說過的人物。

1632年,圖爾普委託藝術家倫勃朗畫他的解剖課,這最終成為這位荷蘭大師最著名的作品之一(如果今天有人認識圖爾普的名字,那很可能是因為這幅畫的標題)。在他為這幅肖像畫擺姿勢近十年後,圖爾普出版了他的《醫學觀察》(Observationes Medicae),其中他描述了一隻他在一艘從安哥拉開來的船上收到的一隻雌性猿猴的解剖結構。他立刻被它與人類的相似之處所震驚,他發表的名為Homo sylvestris的繪畫,展示了一個明顯的文化偏見例子。為了讓她看起來像他假設的她在活著時會有的樣子,圖爾普強調了他自己文化的性別刻板印象。雌性猿猴雙手放在膝蓋上,勾勒出一個看起來像懷孕的腹部,她的頭明顯地向下傾斜,姿態很拘謹。

單憑這個描述本身並不會特別具有啟發性;這只是一個人的社會偏見影響了他的科學研究。然而,真正引人注目的是,席賓格展示了圖爾普的描述如何在隨後的幾個世紀裡一次又一次地出現在對雌性靈長類動物的描述中,不僅在外觀上,而且在行為上也是如此。兩百多年後,當達爾文在他的性選擇理論中描述雄性和雌性之間的差異時,他也有著同樣明顯的性別偏見影響了他的思維。我一生中從未上過女性研究課程,但這種洞見對我來說是一次巨大的警醒。我意識到,幾個世紀以來一直存在著一套共同的假設,歷史學家亞瑟·洛夫喬伊稱之為“時代精神”,直到相對較近的時候,當新一代靈長類動物學家——如珍妮·古道爾、莎拉·布萊弗·赫迪和弗蘭斯·德瓦爾——開始研究女性的那一半時,才被人們審視,而這一領域在很大程度上被忽視了。瞭解了這段歷史促使我提出不同的問題,並專注於一個我發現之前沒有被解決的問題:為什麼倭黑猩猩的雌性具有如此高水平的合作,儘管她們的遺傳相關係數較低(違反了漢密爾頓的親緣選擇理論的核心前提)。不同的科學主題都有其根深蒂固的假設,否則批判性的研究人員可能不會考慮到這些假設;也就是說,直到他們看到歷史分析可以揭示的廣泛模式為止。

致以問候,

埃裡克

親愛的埃裡克:

我喜歡你的故事,部分原因是因為這幅原始畫作非常非凡,並且有任何藉口重新審視它都是很好的。但我更看重你的觀點,即與過去科學家的思想和思考(不完全相同)進行交流可以促進對當前問題的洞察。這對於科學作家來說也是如此——也就是說,那些尋求向廣大公眾傳播科學知識以及產生這些結果的方法和思維習慣的人。

倫勃朗的畫作本身也提供了一些這方面的線索。在另一本用英語寫的小說中,W·G·塞巴爾德的《土星之環》中,對這幅作品進行了精彩而奇怪的討論。在那裡,塞巴爾德指出,實際上沒有任何一位解剖學家在看著刀下的屍體。圖爾普本人凝視著遠方,而他的其他行會成員則在桌子腳下盯著一本開啟的解剖學圖集。當塞巴爾德研究這幅畫中經常被討論的細節之一時,他認為,似乎只是左手解剖的描繪中的一個錯誤,實則揭示了一位藝術家試圖超越課程的形式抽象,轉而關注桌子上的真實身體,一個死去的人的物理現實。

塞巴爾德並不想過於強調這種(未經證實,無法證實的)解釋,但他仍然指出了值得科學作家關注的東西。倫勃朗描繪了事實——身體、裸露的手的肌腱——以及思想,這正是在自然哲學家尋求可驗證知識的方式發生關鍵變化的時刻。

我們看到,在對書籍的崇敬、對先前學習的權威之中,畫布上實際發生了一個事件:努力從大自然的直接證詞中提取理解。在所有其他可以從中解讀的內容中,倫勃朗的畫作提醒觀眾,在不太久之前,一個基本概念才首次被提出:是的,有可能將生物形式理解為機器,並直接研究它們的運作方式。

所以,為了回到為什麼要關心歷史的問題,當報道今天和明天的訊息時,這裡有兩個想法(我希望用這三個想法來激發我們在週四的非正式會議上的同仁)。首先:正如你為科學家們所論證的那樣,對過去的理解可以引導作家找到他們可能不知道的故事。

舉個例子,我不得不把解剖學拋在一邊(我對它的歷史瞭解甚少)。我最近有機會回顧了A·A·邁克爾遜在 1894 年臭名昭著的言論,當時他斷言,物理學已經完成,除了可以在測量的第六位小數中發現的東西之外。

這個說法有很多錯誤之處,但如果你更仔細地研究他所說的話,你可以在邁克爾遜的說法中找到一些不太明顯的東西——這可以幫助我們洞悉各種現代物理學的形成過程,從(可能真實)的超光速中微子觀測到宇宙學家如何從對宇宙微波背景的高精度測量中提取知識(當然還有其他很多)。

因此,歷史中存在著一個故事引擎在運轉,任何作家都可以利用它——事實、材料,從中可以創作故事。此外,還有一種故事講述工具,一種直接來源於歷史理解的方法。科學寫作的核心任務是將技術上覆雜的材料轉化為廣大觀眾可以理解的敘事——這必須在不損害基本思想的情況下完成。如果作者記住每個現代問題都有著悠久的歷史,那麼當該序列中的問題和結果對任何觀眾來說都是可以理解的時候,她或他就可以在歷史中進行探索。最後一個非常簡短的例子:廣義相對論是一個難以解釋的概念,但將它所幫助解決的問題置於牛頓對引力的(看似)更簡單的解釋無法處理的背景下——即那種幽靈般的超距作用,允許太陽的引力塑造地球的軌道——你就很有可能成功。

最好的祝願,

湯姆

親愛的湯姆:

我認為你觸及了一個非常重要的觀點,即科學寫作是一種轉換,它將科學的技術語言(主要是數學和統計學——也就是說,如果做得正確的話)解釋為日常經驗的交流。科學寫作是一個翻譯的過程。作為一門學科的科學史實際上也是如此,儘管歷史學家通常透過研究語言的意義以及科學如何為歷史變革的過程提供洞察力來進行不同層次的語言分析。但似乎沒有比將我們所做的事情視為一個翻譯過程更好的方式來思考科學史如何對科學記者有用。任何翻譯工作都涉及到藝術,原始版本和最終版本之間永遠不會存在一一對應的關係。我們必須忠實於我們的源材料,但也要喚起相同的整體含義。更簡單地說:為什麼報告的結果對特定領域的科學家來說很重要,以及如何將同樣的重視程度傳達給具有非常不同經歷的讀者?在我看來,有兩種主要方法可以做到這一點:探討為什麼這個問題重要的歷史,或者利用能夠喚起與報告結果聯絡的當代態度(後一種方法出錯恰好是我最喜歡的批評話題之一,不幸的是,這是一個極其豐富的資源可以從中借鑑)。

然而,還有另一個原因使得科學史對科學記者非常重要,我們還沒有完全觸及這一點。一個瞭解自己歷史的記者可以更好地防範虛假的主張和否認主義的干擾。科學新聞稿是一種獨特的文化發明,而且常常試圖操縱記者來構建一個給定的故事,以誇大該研究的實際影響。具有歷史頭腦的記者不太可能被矇蔽。類似地,他說-她說的報道模式對於我所接觸過的幾乎所有專業記者來說都是一種持續且令人惱火的皮疹。但是,即使所報道的虛假等同性從長遠來看很少令人滿意,抓撓的誘惑總是存在。科學史可以成為新聞專題的軟膏。那些瞭解反疫苗偏執背景或認識到創造論者修辭的楔形策略的人,可以滿足他們報道一個吸引公眾注意的故事的需求,同時也提供有用的資訊,將該問題置於其適當的背景中。歷史很重要。

你的朋友,

埃裡克

About Eric Michael Johnson

I grew up in an old house in Forest Ranch, California as the eldest of four boys. I would take all day hikes with my cat in the canyon just below our property, and the neighbor kids taught me to shoot a bow and arrow. I always loved reading and wrote short stories, poems, and screenplays that I would force my brothers to star in. A chance encounter with a filmmaker from Cameroon sent me to Paris as his assistant and I stayed on to hitchhike across Europe. Nearly a year later, I found myself outside a Greek Orthodox Church with thirty Albanian and Macedonian migrants as we looked for work picking potatoes.

After my next year of college I moved to Los Angeles to study screenwriting and film production. My love of international cinema deepened into larger questions about the origins of human societies and cultures. I entered graduate school with a background in anthropology and biology, joining the world-renowned department of Evolutionary Anthropology at Duke University to pursue a PhD in great ape behavioral ecology. But larger questions concerning the history and sociology of scientific ideas cut my empirical research short. I am now completing a dissertation at University of British Columbia on the intersection between evolutionary biology and politics in England, Europe, and Russia in the nineteenth century. In 2011 I met the economist and Nobel Laureate Amartya Sen whose work inspired my award-winning research.

My writing has always been a labor of love and a journey unto itself. I have written about the hilarity that ensues once electrodes are stuck into your medial ventral prefrontal cortex for Discover, the joy of penis-fencing with the endangered bonobo for Wildlife Conservation, and the "killer-ape" myth of human origins from Shakespeare's The Tempest to Kubrick's 2001: A Space Odyssey for Times Higher Education. My work has appeared online for Wired, PLoS Blogs, Psychology Today, Huffington Post, SEED, ScienceBlogs, Nature Network and a host of independent science related websites. I have appeared four times in The Open Laboratory collection of the year's best online science writing and was selected the same number as a finalist for the Quark Science Prize, though better writers have always prevailed. I am currently working on my first book.

If I am not engaged in a writing or research project I spend time with my young son, Sagan. Whenever I get the chance I go on backpacking trips in the mountains of British Columbia or catch the latest film from Zhang Yimou, the Coen Brothers, or Deepa Mehta. To this day one of my favorite passages ever written is from Henry David Thoreau's Walden where he describes an epic battle between ants in Concord, an injured soldier limping forward as the still living heads of his enemies cling to his legs and thorax "like ghastly trophies at his saddle-bow." Thoreau helped fugitive slaves to escape while he mused on the wonder and strange beauty of the natural world. Not a bad way to spend an afternoon.

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