科学是一场无限和游戏

这是一项双赢的事业,拥有无限的视野,可以将我们的知识岛屿扩展到无知的海洋中

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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


人们普遍认为,探究科学真理的有效方法是让两个互不信任的群体在相关的发现领域展开竞争。事实真是如此吗?

我想到一个例子是关于哈勃常数值的争论——宇宙的膨胀速度。几十年来,艾伦·桑德奇和 G. A. 塔曼根据他们的观测数据推导出每秒每百万秒差距 50 公里 (km/s/Mpc) 的值,而热拉尔·德·沃库勒则认为一个明显不同的值 100 km/s/Mpc(这两个值都远小于埃德温·哈勃 1929 年最初估计的 500 km/s/Mpc,这是由于他对一类被称为造父变星的恒星的距离存在系统误差)。史蒂文·温伯格在他的 1972 年著作《引力与宇宙学》中提出了一个绝妙的见解,即对这两种说法取平均值;他的估计结果最终非常接近今天测量的大约 70 km/s/Mpc的实际值。在这种情况下,竞争使每个阵营都坚持错误的价值观,而真相则介于两者之间的折衷值。

另一个例子涉及首次探测到来自银河系的 21 厘米谱线。在荷兰天文学家 H. C. 范德胡斯特于 1945 年从理论上预测了氢的超精细跃迁之后,爱德华(埃德)·珀塞尔决定在天空中搜索它的信号。他与他的研究生哈罗德(道克)·尤恩一起,在哈佛大学物理系莱曼实验室的一间办公室的窗户上安装了一个喇叭天线,并采用频率切换技术成功探测到预期的银河系信号。


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与此同时,由扬·奥尔特领导的荷兰小组也试图测量相同的信号,但没有成功。埃德不知道荷兰的实验,得知范德胡斯特恰好在哈佛大学天文台度过学术休假年,并在他们的 21 厘米发现后不久派道克告诉他这件事。结果,他们发现了竞争实验。

在随后与扬·奥尔特的谈话中,道克·尤恩描述了对于这项发现至关重要的频率切换技术。在采用相同的方法后,荷兰小组成功地重现了 21 厘米信号的探测。 美国荷兰的结果在 1951 年的《自然》杂志第 168 卷中背靠背发表。随后,澳大利亚射电天文学家对该探测进行了确认,并在之后发表。在这个例子中,真相是通过竞争团队之间相互尊重的合作而被确定的。

以上两个例子表明,科学可能会因合作而非敌对竞争而蓬勃发展。与资本主义的本能相反,善良和慷慨可能是推进科学知识的最佳特质。其根本原理很简单。科学研究不是零和游戏。事实上,这是一项所有参与者都从任何一位参与者的成功中获益的事业,因为过去的知识推动了我们追求更多知识的能力。

科学事业可以充分地被描述为一场无限和游戏。科学类似于无垠的无知海洋中的知识岛屿。随着我们扩展我们居住的珍贵知识岛屿的表面,我们的机遇视野是无限的。

如果是这样,为什么尽管合作具有内在的吸引力,但今天科学界仍然普遍存在一些不良做法?这种不足部分是因为一些科学家受自我驱动,以提升自己的地位而非追求真理,或者因为有些人对过去的经历感到沮丧。尽管有限的资源往往会驱动竞争,但如果管理得当,它们也可以用来鼓励合作和信息共享。

鼓舞人心的领导力可以改善科学实践,使未来的科学进步更加高效。毫无疑问,科学合作,就像生活中任何其他珍贵的互动一样,会带来比你投入的更多的回报。

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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