本文发表在《大众科学》的前博客网络中,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
对好奇心在实际追求中的价值最简洁的概括来自迈克尔·法拉第;当财政大臣威廉·格莱斯顿问及电的效用时,据说法拉第回答说:“先生,总有一天,你可以对它征税”。无论是否是杜撰的,这句话准确地捕捉到了最基本的科学研究的深远且通常是普遍的物质益处。法拉第关于电和磁之间关系的基础研究开启了电气时代,并揭示了自然界最深刻的秘密之一。
在诺贝尔周关于基础、不慌不忙、漫无目的、好奇心驱动的科学研究对人类的价值的对话会上,也展示了法拉第的部分观点。恰如其分地主持会议的是普林斯顿高等研究院 (IAS) 的主任罗伯特·迪克格拉夫。高等研究院由具有远见的教育家和改革家亚伯拉罕·弗莱克斯纳于 1933 年创立,其明确宗旨是为世界上最纯粹的思想家提供一个不受教学、行政职务和现代大学各种干扰的天堂。资金来自富有的班贝格家族,他们通过将他们的资金支持从医学院转向该研究所,为世界做了一件好事。弗莱克斯纳对纯粹思想的赞歌在研究所的成立中得到了充分体现,他邀请阿尔伯特·爱因斯坦于 1933 年担任其第一位常任成员;其他知识巨头,包括约翰·冯·诺伊曼、赫尔曼·外尔和库尔特·哥德尔也紧随其后,找到了一个安全的避风港,远离似乎已经半疯的欧洲大陆。在接下来的八十年里,该研究所培养了许多杰出的思想家和作家,其中许多人开创了新的科学领域,并获得了诺贝尔奖和菲尔兹奖等著名奖项。
弗莱克斯纳的开创性思想在 1939 年的《哈珀斯杂志》中以一篇题为“无用知识的有用性”的文章形式出现。该文件仍然为我所遇到的支持没有明显目的的思考的最清晰、最雄辩的论据之一。开头就为科学作为黑暗中的一盏明灯提出了一个有力的理由,这个事实在 1939 年的黑暗时期一定像山顶上的宝石一样闪耀着光芒。
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“在一个充满威胁文明的非理性仇恨的世界中,男人和女人——无论老少——完全或部分地脱离日常生活中愤怒的潮流,致力于培养美、扩展知识、治疗疾病、改善痛苦,这难道不是一个奇怪的事实吗?就像狂热分子不是同时在散播痛苦、丑陋和痛苦一样吗?”
然后,弗莱克斯纳举了包括麦克斯韦、法拉第、高斯、埃尔利希和爱因斯坦在内的六位科学家的例子,他们对科学和数学的热情探索导致了工业、医学和交通运输领域的开创性应用。这些科学家中的每一位都在追求为自身利益而进行的研究,而不考虑未来的应用。保罗·埃尔利希的案例尤其具有启发意义。埃尔利希是现代抗生素研究和药物发现之父,他的主管威廉·冯·瓦尔德耶问他为什么花那么多时间漫无目的地摆弄细菌培养液和培养皿;埃尔利希简单地回答说,“Ich probiere”,可以粗略地翻译为“我只是在瞎搞”。瓦尔德耶明智地让他瞎搞,而埃尔利希最终提出了蛋白质受体对药物的作用,并发现了砷凡纳明,这是治疗梅毒这种祸害的第一种疗法。
这个主题在整个科学史上不断重复;弗莱明在思考无法解释的细菌灭绝,香农痴迷于信息传输的数学化,珀塞尔在研究磁场中原子的行为。这些研究都导致了重大的实际发明;具体来说,在上述案例中分别导致了抗生素、信息技术和核磁共振成像。
因此,不难说明为什么应该鼓励不受限制的智力漫游。当然,纯粹的思想并不总是能在每个实例中都带来下一个 iPad 或大脑扫描仪。但正如弗莱克斯纳雄辩地指出的那样,即使是偶尔的好处也远远超过了人们认为的浪费
“我并非一时在建议实验室里发生的一切最终都会转化为某种意想不到的实际用途,或者说最终的实际用途是它实际的理由。我更是在呼吁废除“用途”这个词,并解放人类精神。当然,我们会释放一些无害的怪人。当然,我们会因此浪费一些宝贵的资金。但更重要的是,我们将打破人类思想的枷锁,让它自由地进行冒险,这在我们今天一方面将黑尔和卢瑟福和爱因斯坦及其同僚带到太空中数百万英里的地方,另一方面释放了被禁锢在原子中的无限能量。”
从弗莱克斯纳的话语中可以清楚地看出,爱因斯坦或玻尔的纯粹思想的强大动力使伴随而来的少量资金浪费或偶尔出现的怪人的进入仅仅是微不足道的。然而,值得赞扬的是,弗莱克斯纳还消除了“伟大科学家”的神话,他指出,有时实际发现很大程度上依赖于漫无目的的闲逛;这一事实使得纯粹和应用发现的网络高度相互关联和相互依存
“因此,很明显,在将科学发现完全归因于任何一个人时,必须谨慎。几乎每一次发现都有一段漫长而不确定的历史。有人在这里找到一点,另一个人在那里找到一点。第三步在稍后取得成功,以此类推,直到一位天才将这些碎片拼接在一起并做出决定性的贡献。科学就像密西西比河一样,起源于遥远森林中的一条小溪。渐渐地,其他溪流扩大了它的水量。而冲破堤坝的咆哮河流是由无数的源头形成的。”
但更深层次的问题是,为什么这种思想和用途之间的关系会存在,为什么即使是最纯粹的思想也常常会导致最实际的发明。在诺贝尔周的对话会上,大卫·格罗斯指出了根本原因。他指出,“自然是一位不情愿的情妇,她不情愿地分享她的秘密”。因此,基础研究的理由归结为一个实际的考虑:认识到,只有那些撒下最大网,承担最大风险,建立最不可能和最间接的联系,为了纯粹的快乐而追求发现之路的人,才能从顽固的科学可能性海洋中获得秘密。即使从严格的实践角度来看,你也会鼓励纯粹的研究,因为你想在不确定事实领域的情况下最大限度地提高命中的概率。
在会议中,我们可以听到诺贝尔奖获得者关于他们的研究的无用性如何转化为有用、有时是完全意想不到的知识的第一手资料。史蒂文·朱谈到了他的使用激光冷却原子如何被研究全球变暖的航天器用于追踪冰川运动,精度可达毫米级。有趣的是,朱还消除了人们普遍认为的贝尔实验室的高尚走廊中的研究完全是不切实际的想法;正如他指出的那样,晶体管和信息论都源于公司对通过嘈杂的信道进行通信以及寻找真空管的紧急替代品的需求的关注。纯粹研究和应用研究肯定不需要是对立的。
其他人也讲述了自己的故事。艾伦·希格在心血来潮时将导电聚合物与富勒烯混合,从而预测了超快电子转移。还有以说话不拐弯抹角著称的法兰克福化学家哈穆特·米歇尔告诉听众,DNA 技术的考古应用正在改变我们对人类起源最深奥秘密的认识。米歇尔还指出一个重要事实,即三分之一或更多的诺贝尔奖是颁给方法开发的,这一模式表明,以技术工程为目的本身也是科学的一部分,就像思想产生一样。在最抽象的方程的塑造和最简单的科学工具的加工中都存在着伟大的艺术。
台上的诺贝尔奖获得者的生活和时代清楚地表明了看似漫无目的的研究带来的巨大衍生效益和意想不到的好处。他们甚至没有提及一个事实——弗莱克斯纳在他的文章中充分证明了这一点——这些漫无目的的调查为生命和宇宙的运作打开了一扇窗户,而这在一百年前是不可想象的。人的价值不仅仅在于其劳动成果,而这种价值值得保留,即使花费数十亿美元和无数错误的道路也在所不惜。
对无用知识的有用思考并不声称拥有绝对的智慧,也不保证能持续不断地产生发明。但它所承诺的远比这些珍贵得多:它承诺摆脱恐惧,并在任何地方都能看到光明的机会。Ich probiere。(我尝试。)
这篇文章最初发表在诺贝尔周对话博客上。