本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
在体育运动中,运动员冲刺的路径是预先确定的。比赛测试的是运动员以最快速度穿越这条路径的技能。另一方面,科学研究的主要任务是确定正确的道路。
但即使这在原则上是正确的,科学的方向感往往是由共识决定的,年轻的研究人员像田径场上的运动员一样,在他们的技术技能上进行竞争。这给人一种错误的印象,即例如,数学才能是理论物理学成功的衡量标准。
在我从事天体物理学事业的初期,我的导师约翰·巴卡尔问我的计算机技能如何。我告诉他,我只掌握了解决我遇到的问题所需的有限技能。他很惊讶。三十五年后,我可以自信地说,一个人即使只有最少的计算机技能也可以拥有富有成效的职业生涯。根据我的经验,提出有吸引力的新研究方向的想法是一种稀缺的资源,它与领导科学研究的技术才能一样有价值。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您将帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
对于许多人来说,想象新方向的能力令人惊讶地稀缺,但另一些人则拥有丰富的这种能力。对于像阿尔伯特·爱因斯坦、约翰·惠勒、理查德·费曼或雅科夫·泽尔多维奇这样的伟大物理学家来说,正是出色的方向感才使他们走向成功;而伴随的数学只是他们为了达到目标而不得不掌握的工具——就像实验学家拿起仪器一样。费曼曾说过:“如果今天所有的数学都消失了,物理学只会倒退一周。”
泽尔多维奇是一位多产的俄罗斯理论家,他在从等离子体物理学到粒子物理学到黑洞到宇宙学等学科中都有所发现,他的想法源源不断。拉希德·苏尼亚耶夫,他以前的学生之一,告诉我,泽尔多维奇的许多年轻合作者都因与他合写的重要的论文而声名鹊起。但是一旦他去世,他们就逐渐消失了。他们似乎投下的巨大阴影仅仅是泽尔多维奇的光芒所创造的。
不幸的是,在当今的理论物理学界,这个教训常常被遗忘,在当今的理论物理学界,数学技巧比根据经验证据导航到正确道路的成功更受关注。部分原因是,粒子加速器在探测新物理学方面长期停滞不前,这增强了诸如弦理论等复杂数学结构的受欢迎程度。但这也是因为数学技能更容易在短时间内量化,就像田径运动中的技能一样;而良好的方向感则需要一段时间才能被认可,就像品尝好酒的鼻子一样。
这种时间滞后可能是危险的。当一个创新的想法超前于时代时,专家们通常会将其标记为“不太可能”,有时甚至标记为“疯狂”。然后,当越来越多的证据开始使其具有相关性时,专家们会说这个想法是微不足道的。当证据毫无疑问地证明它是正确的时,同样的专家会争辩说他们首先想到了它。
这种对新想法的抵制也适用于富有想象力的实验设计。一个很好的例子是引力波天体物理学。当赖纳·韦斯首次提出LIGO实验,该实验最终探测到了引力波时,这个想法甚至被他的母校麻省理工学院的高层管理部门拒绝。但最终,由于里奇·艾萨克森,一位国家科学基金会的引力物理学项目主任,一位有远见的项目主任,它得以实现。今天,你很难找到一个曾经怀疑过它的物理学家。但现在的项目主任也会告诉你,在当今的群体思维科学文化中,像LIGO这样有风险的科学项目获得资助的机会微乎其微。
事实上,开拓者可能需要在一段时间内面对被拒绝的逆风,否则他们的想法最终可能会被归功于主流。创新者必须经历最初的否认阶段,就像韦斯一样,在此期间,主流公开拒绝这个想法,以至于提出者后来可以将这种拒绝作为一种荣誉的象征。在更典型的情况下,当一个新想法被简单地忽略时,真正危险的是,主流支持者会在对其呈现方式进行一些表面上的修改后,将其据为己有。
事后看来,通往科学突破的道路似乎是不可避免的;它们被不可磨灭地雕刻在思想的版图中。但是,首先发现它们、沿着它们的曲折前行,并在同路人喊着你一事无成时继续前进的能力,是真正杰出科学家的标志。最重要的是,这需要性格,而不仅仅是技术技能。