对科学智能的评估是否偏向于数学导向的领域?

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


偶尔会有人发布世界排名前 10 或 100 的最聪明人士名单,这次轮到《赫芬顿邮报》。文章承认智商是主观的,但还是列出了十位我们大多数人都会认同的、在智力谱系高端的人。和往常一样,有趣的是遗漏了什么。这份名单似乎不成比例地倾向于拥有高智商的儿童神童,而科学方面则完全倾向于物理学家和数学家。这并不罕见;如果你谈论科学,并询问一位外行他认为历史上最杰出的科学家是谁,你更有可能听到爱因斯坦、费曼和霍金的名字,而不是达尔文、克里克和鲍林。

我一直认为这种以数学为中心的智力观有点偏颇和排斥性。化学家和生物学家会一致认为,莱纳斯·鲍林和查尔斯·达尔文在各自领域的天赋堪比爱因斯坦和费曼。文学界的 T·S·艾略特和历史界的爱德华·吉本也是如此。然而,出于某些原因,部分基于 20 世纪物理学的一些相当有效的历史事实(我们稍后将探讨),人们对科学智能的看法偏向于数学领域,在这些领域中,原始智商和先天才能有时可能在不成比例的程度上发挥作用。

在智力评估中纳入儿童神童是另一个高度依赖背景的指标,有时可能会产生误导。人们通常认为,15 岁进入麻省理工学院是他们智力的必要且充分的指标。但与在其他领域相比,在数学和物理学中发现儿童神童更为常见(例如,我只认识一位可以被认为是真正的化学儿童神童的化学家:R·B·伍德沃德)。儿童神童和成就之间的这种缺乏相关性在非科学领域更为真实;你上次听到关于历史儿童神童是什么时候?事实是,神童通常有可能在他们以后的生活中做出重大贡献,但反之则不然;事实上,大多数功成名就的科学家在成长过程中都不是儿童神童。尽管他们的故事大多是杜撰的,但有些人,例如爱因斯坦和爱德华·泰勒,据传早期的智力发展受到了惊人的阻碍。即使在规模极端的理论家当中,儿童神童也没有我们想象的那么普遍。


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第三种偏见导致将年轻与智慧等同起来,这又是一个主要适用于数学领域以及少数其他领域(如计算机科学,偶尔也适用于创业)的指标。这里有一个参考点:许多物理学诺贝尔奖获得者年龄在 25 岁至 35 岁之间,并且主要是理论家,而最年轻的经济学诺贝尔奖获得者(肯尼斯·阿罗)是 51 岁。具有讽刺意味的是,最年轻的物理学诺贝尔奖获得者(劳伦斯·布拉格,25 岁)不是理论家,而是一位卑微的实验家。弗朗西斯·克里克 在三十多岁时是一位出了名的老科学家,当时他共同发现了 DNA 的结构,在这一发现之后,他崛起成为分子生物学的领军人物。我自己的药物发现科学领域提供了另一个例子,在这个领域中,被认为非常聪明的人绝大多数往往是年长的、经验丰富的科学家,而不是年轻的研究人员,更不用说儿童神童了。你很难找到一位 20 岁就发现畅销药物的人。在数学和理论物理学以外的领域,年长的功成名就的科学家通常是规则,而不是例外。事实上,《美国国家科学院院刊》上的一项最新分析通过查看诺贝尔奖获得者的平均年龄证实了这一趋势;毫不奇怪,作者发现,与经济学和生物科学相比,年轻的获奖者在物理科学领域中的比例过高。

为什么原始智商、儿童神童和年轻之间的关系在数学导向的领域中更真实?一个简单的答案是,数学和理论物理学以外领域的成功更多地取决于先天才能、灵感闪现、抽象和数字运算以外的因素。例如,它通常取决于广泛的数据收集,而这只能通过实践和经验获得。为什么很难在药物发现中找到年轻有为的科学家,是因为发现一种新药是一个复杂、跨学科的过程,需要团队合作、直觉和各种技能的混合,这些技能更多地受益于谚语中的 10,000 小时练习,而不是精辟的数学分析。数学也需要一万个小时,但原始的抽象能力也可以为数学的成功做出很大贡献。实验在某些领域中的重要作用也使得儿童神童难以成功;例如,即使一个智商极高的神童也无法发现一种参与光合作用的新蛋白质,因为这一发现需要使用精密的仪器,而他或她可能要到大学才能获得。这种脱节在历史或文学等人文科学领域更为真实,在这些领域中,不断的实践和对人类状况的深入理解对于理解和成功至关重要;例如,理查德·罗兹詹姆斯·米切纳的最佳作品都是在 40 多岁时创作的。当然,所有这些技能并非不适用于数学领域,只是它们对于在非数学领域取得成功通常是必不可少的。

对于为什么我们对智力的评估仍然偏向于数学学科,可能有很多原因,但我想到的是一个历史性的偶然事件,最终导致了 20 世纪物理学的非凡成功。想想看,与天才这个词同义的人是阿尔伯特·爱因斯坦,而不是莱纳斯·鲍林或 T·S·艾略特。尤其是在 20 世纪,物理学揭示的见解在哲学上如此令人震惊(相对论、量子理论),在实践上又如此具有破坏性(核武器),以至于人们很容易将物理学家——其中一些人确实是天才——视为魔术师,他们只是坐在椅子上思考,就发现了关于宇宙的伟大真理,而且不仅仅是那些可以探测原子最深处,而且可以制造热核武器的真理。物理学家成为聪明人的榜样。人们本以为分子生物学的蓬勃发展会将其从业者推向同样的崇高地位,但这似乎并没有发生,至少在早期阶段没有发生,这可能是因为物理学的发现仍然具有巨大的影响力,部分原因还在于,即使是分子生物学也受益于在物理科学中被证明如此富有成效的还原论方法。对智力的评估倾向于物理学家的另一个原因是,量子理论的出现甚至使“不太聪明”的人也能做出重大发现。这并不意味着不太聪明的人是笨蛋,但大量可以用量子理论突然解释的实验数据意味着,用保罗·狄拉克的说法,即使是“二流物理学家也能做出一流的发现。” 简单的事实是,当一个领域中的大量现象突然变得可以用新发现的范式和工具来解释时,即使是天赋平平的科学家也可能做出重大贡献。这就是 20 世纪早期物理学发生的事情。

现在是我们对智力和天才的评估变得更具包容性的时候了。上述研究的作者还指出一个奇怪的事实,即即使在物理科学领域的诺贝尔奖获得者中,获奖者的平均年龄也从 20 世纪初期增加到后期。一个简单的原因是,从某种意义上说,科学变得越来越困难,需要更精密的仪器、协作和募款能力。即使在理论物理学这样的领域,门槛也设置得很高;四十年来一直没有真正具有突破性的发现,而物理学改造的最佳候选者——弦理论,不仅与实验的联系薄弱,而且还受到对其缺乏具体可检验性的批评。在其他领域,跨学科方法、团队合作和广泛数据分析的要求甚至更高。我之前推测的另一个原因是,现代科学实践的很大一部分是归纳式的而不是演绎式的,这使得拥有大量事实和经验的老年人更有机会建立联系和跨越学科界限。最后,科学的范围已经大大扩展,即使是天才也无法消化现有的丰富科学事实。年轻人将继续为研究带来宝贵的精神和创新,但他们不太可能处于完全有特权的地位来影响科学发现。

所有这些可能意味着 2050 年十大最聪明人士名单可能不仅仅包括 15 岁就进入哈佛大学研究生院的国际数学奥林匹克竞赛金牌得主。届时科学可能不再以这种方式运作。

Ashutosh Jogalekar is a chemist interested in the history, philosophy and sociology of science. He is fascinated by the logic of scientific discovery and by the interaction of science with public sentiments and policy. He blogs at The Curious Wavefunction and can be reached at curiouswavefunction@gmail.com.

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