本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
對好奇心在實際追求中的價值最簡潔的概括來自邁克爾·法拉第;當財政大臣威廉·格萊斯頓問及電的效用時,據說法拉第回答說:“先生,總有一天,你可以對它徵稅”。無論是否是杜撰的,這句話準確地捕捉到了最基本的科學研究的深遠且通常是普遍的物質益處。法拉第關於電和磁之間關係的基礎研究開啟了電氣時代,並揭示了自然界最深刻的秘密之一。
在諾貝爾周關於基礎、不慌不忙、漫無目的、好奇心驅動的科學研究對人類的價值的對話會上,也展示了法拉第的部分觀點。恰如其分地主持會議的是普林斯頓高等研究院 (IAS) 的主任羅伯特·迪克格拉夫。高等研究院由具有遠見的教育家和改革家亞伯拉罕·弗萊克斯納於 1933 年創立,其明確宗旨是為世界上最純粹的思想家提供一個不受教學、行政職務和現代大學各種干擾的天堂。資金來自富有的班貝格家族,他們透過將他們的資金支援從醫學院轉向該研究所,為世界做了一件好事。弗萊克斯納對純粹思想的讚歌在研究所的成立中得到了充分體現,他邀請阿爾伯特·愛因斯坦於 1933 年擔任其第一位常任成員;其他知識巨頭,包括約翰·馮·諾伊曼、赫爾曼·外爾和庫爾特·哥德爾也緊隨其後,找到了一個安全的避風港,遠離似乎已經半瘋的歐洲大陸。在接下來的八十年裡,該研究所培養了許多傑出的思想家和作家,其中許多人開創了新的科學領域,並獲得了諾貝爾獎和菲爾茲獎等著名獎項。
弗萊克斯納的開創性思想在 1939 年的《哈珀斯雜誌》中以一篇題為“無用知識的有用性”的文章形式出現。該檔案仍然為我所遇到的支援沒有明顯目的的思考的最清晰、最雄辯的論據之一。開頭就為科學作為黑暗中的一盞明燈提出了一個有力的理由,這個事實在 1939 年的黑暗時期一定像山頂上的寶石一樣閃耀著光芒。
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“在一個充滿威脅文明的非理性仇恨的世界中,男人和女人——無論老少——完全或部分地脫離日常生活中憤怒的潮流,致力於培養美、擴充套件知識、治療疾病、改善痛苦,這難道不是一個奇怪的事實嗎?就像狂熱分子不是同時在散播痛苦、醜陋和痛苦一樣嗎?”
然後,弗萊克斯納舉了包括麥克斯韋、法拉第、高斯、埃爾利希和愛因斯坦在內的六位科學家的例子,他們對科學和數學的熱情探索導致了工業、醫學和交通運輸領域的開創性應用。這些科學家中的每一位都在追求為自身利益而進行的研究,而不考慮未來的應用。保羅·埃爾利希的案例尤其具有啟發意義。埃爾利希是現代抗生素研究和藥物發現之父,他的主管威廉·馮·瓦爾德耶問他為什麼花那麼多時間漫無目的地擺弄細菌培養液和培養皿;埃爾利希簡單地回答說,“Ich probiere”,可以粗略地翻譯為“我只是在瞎搞”。瓦爾德耶明智地讓他瞎搞,而埃爾利希最終提出了蛋白質受體對藥物的作用,並發現了砷凡納明,這是治療梅毒這種禍害的第一種療法。
這個主題在整個科學史上不斷重複;弗萊明在思考無法解釋的細菌滅絕,夏農痴迷於資訊傳輸的數學化,珀塞爾在研究磁場中原子的行為。這些研究都導致了重大的實際發明;具體來說,在上述案例中分別導致了抗生素、資訊科技和核磁共振成像。
因此,不難說明為什麼應該鼓勵不受限制的智力漫遊。當然,純粹的思想並不總是能在每個例項中都帶來下一個 iPad 或大腦掃描器。但正如弗萊克斯納雄辯地指出的那樣,即使是偶爾的好處也遠遠超過了人們認為的浪費
“我並非一時在建議實驗室裡發生的一切最終都會轉化為某種意想不到的實際用途,或者說最終的實際用途是它實際的理由。我更是在呼籲廢除“用途”這個詞,並解放人類精神。當然,我們會釋放一些無害的怪人。當然,我們會因此浪費一些寶貴的資金。但更重要的是,我們將打破人類思想的枷鎖,讓它自由地進行冒險,這在我們今天一方面將黑爾和盧瑟福和愛因斯坦及其同僚帶到太空中數百萬英里的地方,另一方面釋放了被禁錮在原子中的無限能量。”
從弗萊克斯納的話語中可以清楚地看出,愛因斯坦或玻爾的純粹思想的強大動力使伴隨而來的少量資金浪費或偶爾出現的怪人的進入僅僅是微不足道的。然而,值得讚揚的是,弗萊克斯納還消除了“偉大科學家”的神話,他指出,有時實際發現很大程度上依賴於漫無目的的閒逛;這一事實使得純粹和應用發現的網路高度相互關聯和相互依存
“因此,很明顯,在將科學發現完全歸因於任何一個人時,必須謹慎。幾乎每一次發現都有一段漫長而不確定的歷史。有人在這裡找到一點,另一個人在那裡找到一點。第三步在稍後取得成功,以此類推,直到一位天才將這些碎片拼接在一起並做出決定性的貢獻。科學就像密西西比河一樣,起源於遙遠森林中的一條小溪。漸漸地,其他溪流擴大了它的水量。而衝破堤壩的咆哮河流是由無數的源頭形成的。”
但更深層次的問題是,為什麼這種思想和用途之間的關係會存在,為什麼即使是最純粹的思想也常常會導致最實際的發明。在諾貝爾周的對話會上,大衛·格羅斯指出了根本原因。他指出,“自然是一位不情願的情婦,她不情願地分享她的秘密”。因此,基礎研究的理由歸結為一個實際的考慮:認識到,只有那些撒下最大網,承擔最大風險,建立最不可能和最間接的聯絡,為了純粹的快樂而追求發現之路的人,才能從頑固的科學可能性海洋中獲得秘密。即使從嚴格的實踐角度來看,你也會鼓勵純粹的研究,因為你想在不確定事實領域的情況下最大限度地提高命中的機率。
在會議中,我們可以聽到諾貝爾獎獲得者關於他們的研究的無用性如何轉化為有用、有時是完全意想不到的知識的第一手資料。史蒂文·朱談到了他的使用雷射冷卻原子如何被研究全球變暖的航天器用於追蹤冰川運動,精度可達毫米級。有趣的是,朱還消除了人們普遍認為的貝爾實驗室的高尚走廊中的研究完全是不切實際的想法;正如他指出的那樣,電晶體和資訊理論都源於公司對透過嘈雜的通道進行通訊以及尋找真空管的緊急替代品的需求的關注。純粹研究和應用研究肯定不需要是對立的。
其他人也講述了自己的故事。艾倫·希格在心血來潮時將導電聚合物與富勒烯混合,從而預測了超快電子轉移。還有以說話不拐彎抹角著稱的法蘭克福化學家哈穆特·米歇爾告訴聽眾,DNA 技術的考古應用正在改變我們對人類起源最深奧秘密的認識。米歇爾還指出一個重要事實,即三分之一或更多的諾貝爾獎是頒給方法開發的,這一模式表明,以技術工程為目的本身也是科學的一部分,就像思想產生一樣。在最抽象的方程的塑造和最簡單的科學工具的加工中都存在著偉大的藝術。
臺上的諾貝爾獎獲得者的生活和時代清楚地表明瞭看似漫無目的的研究帶來的巨大衍生效益和意想不到的好處。他們甚至沒有提及一個事實——弗萊克斯納在他的文章中充分證明了這一點——這些漫無目的的調查為生命和宇宙的運作打開了一扇窗戶,而這在一百年前是不可想象的。人的價值不僅僅在於其勞動成果,而這種價值值得保留,即使花費數十億美元和無數錯誤的道路也在所不惜。
對無用知識的有用思考並不聲稱擁有絕對的智慧,也不保證能持續不斷地產生髮明。但它所承諾的遠比這些珍貴得多:它承諾擺脫恐懼,並在任何地方都能看到光明的機會。Ich probiere。(我嘗試。)
這篇文章最初發表在諾貝爾周對話部落格上。