天体物理学家马里奥·利维奥谈论辉煌的错误

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


一位好友最近向她的社交圈征集对她即将高中毕业的女儿的智慧箴言,目的是在那特殊的日子里送给女儿一本收集所有智慧的书。我自己的建议是提倡学会拥抱失败。毕竟,失败是我们学习的方式。我们如何应对失败通常会塑造我们的一生,影响我们最终成为什么样的人。这是一个我在生活中领悟得太晚的教训,远远超出了高中,那时我开始练习柔术。(武术,尤其是对于初学者来说,几乎完全是通过失败来学习的。)

科学也是建立在失败的基础上的;即使是我们最伟大的头脑也会犯错误——事实上,比那些广为宣传的成功要多得多。天体物理学家马里奥·利维奥的新书《辉煌的错误:伟大的科学家改变我们对生命和宇宙理解的巨大错误》探讨了错误在科学过程中的重要作用,并用五位非常著名的科学家来说明他的观点:查尔斯·达尔文、开尔文勋爵、莱纳斯·鲍林、弗雷德·霍伊尔和(当然)阿尔伯特·爱因斯坦。与他们的错误作斗争有助于科学家们(最终)取得革命性的突破。“科学的发展不是直接走向真理的道路,”利维奥写道。“如果不是因为错误的开始和死胡同,科学家们会在许多错误的道路上走得太久。”

问:是什么让科学错误变得辉煌,而不是仅仅是普通的错误?


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答:任何因草率或不够严谨的科学而造成的错误都不是辉煌的。由于单位使用(公制和英制)不一致而导致火星探测器之一的失败绝对不是辉煌的。最近宣布发现DNA应该基于砷而不是磷的细菌,但基于相当草率的实验,这也绝非辉煌。

问:您提倡冒险和跳出框框思考是科学进步的关键因素,您的书给出了五个出色的历史例子,说明这样做如何导致突破性发现。然而,有时在现代科学事业中,冒险精神并没有得到应有的鼓励。我们如何确保科学家继续拥有真正创新的自由?现代辉煌的犯错者有哪些例子?

答:通常在资金匮乏的环境和以h指数驱动的文化中,冒险精神并不特别受到鼓励。然而,可以通过以下想法来改善这种情况。多年来,哈勃太空望远镜时间分配委员会一直被鼓励将高达10%的观测时间分配给“有风险”的提案。这些提案的目标是否能够实现并不明显,但有可能获得高回报。我认为更多的评估过程应该采用这样的理念。

许多现代发现都在某种程度上是偶然性或最初的错误的结果。一些比较著名的例子是青霉素和便利贴。一般来说,很大一部分新药的发现是偶然性或在某种程度上是“辉煌”的错误的结果。

问:我对您为天文学家埃德温·哈勃洗脱审查另一位科学家乔治·勒梅特的著作的指控的研究很感兴趣。您能稍微告诉我们一下这件事,以及您是如何找到真相的吗?

答:勒梅特在1927年发表了一篇(法文)论文,其中他注意到天文学家维斯托·斯莱弗拍摄的数据表明星系的退行速度与其距离之间存在线性关系,他认为宇宙正在膨胀。对于距离,他使用了星系亮度与距离之间的近似关系。他还计算出了我们今天所说的“哈勃常数”,约为 625 公里/秒/百万秒差距。

1929年,哈勃发表了他关于宇宙膨胀的著名论文,他得到的值约为 500 公里/秒/百万秒差距(他从未提及勒梅特的论文)。1931年,《皇家天文学会月刊》请求勒梅特允许发表他1927年论文的英文译本,他们这样做了。然而,在译本中,谈论哈勃常数的那段话和一些注释被删掉了。

2011年,一些科学史学家认为哈勃可能审查了勒梅特的论文,以捍卫自己的优先权。我决定调查此事,去了伦敦,查阅了皇家天文学会那些年间的所有信件,我发现了一封勒梅特的信,他在信中解释说,是他做的翻译,他决定省略一些不再“具有当前”兴趣的细节(因为哈勃在确定距离和关系方面做得更好)。因此,虽然我绝对认为勒梅特应该分享发现宇宙膨胀的荣誉,但哈勃并没有审查勒梅特的论文。

4. 在您的科学生涯中,您最值得注意的辉煌错误是什么?

答:我认为我的大多数错误都不是特别辉煌。然而,在我职业生涯的早期,一位天文学家提出,六个行星状星云的中心星实际上是双星。这是第一次有人提出这样的观点。对此很感兴趣,我开始研究关于这些系统是如何形成的以及行星状星云形状的迹象的理论。事实证明,这些中心星中实际上没有一个是双星。然而,随着天文学家进行了更好的观测,发现许多其他行星状星云都具有近距离双星核。因此,我为错误的对象开发的理论最终还是有用的。

问:您在您的书中涵盖了黄金比例、加速宇宙和其他令人兴奋的想法。您的下一本书将要探讨什么?最近什么科学研究/主题最能引起您的兴趣?

答:我真的还不知道我的下一本畅销书会写什么。至于我现在觉得真正令人兴奋的科学主题,可能最让我感兴趣的两个领域是暗能量的本质(以及我们是否真的必须走多元宇宙的道路来解释它的价值),以及在太阳系外行星上寻找复杂生命。我只能希望这些问题中至少有一个能在我的有生之年得到解决。

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