科学=大科学

时间:2023-11-21 21:19:02

塞缪尔·阿贝斯曼(Samuel Arbesman):应用数学家,考夫曼基金会资深学者,著有《失实》(The Half-Life of Facts)。

科学=大科学

几个世纪以前,当科学才刚刚开始发展时,通过简单的实验为科学发展作出贡献还是有可能的。不论你是一个平民科学家还是“绅士科学家”,你都有可能发现这个世界存在的一些基本的东西。但在过去的数十年里,科学发展得越来越强大。在这个大科学时代,我们需要庞大的科学家团队共同努力,才有可能在从生命科学到高能物理的所有科学领域中有所发现。因为这样的科学研究耗资巨大,所以,个别科学家从事小规模科学研究的时代似乎已经结束了。

我们经常听到这样的说法:即使使用了先进的仪器,在车库中也是不可能发现希格斯玻色子的。因为希格斯玻色子的发现过程有数千名科学家的参与,并且应用了大量的科学仪器。

这样就可以断言小规模的科学研究过时了吗?虽然目前更注重科学团队的研究,但是,那些研究预算有限、实验简单,而且研究者甚至可能是业余爱好者的小而精的科学研究并没有消失。并不是只有一些孤独的失败者在从事小科学的研究工作,更多时候是一些研究经费不足的科学家仍在尽自己最大的努力工作而已。但即使是这样,他们好像还是在大科学时代生存下来了。例如,几年前,一位古生物学研究生,通过观察美国自然历史博物馆地铁站墙上印着的一块化石的图案,从而消除了关于恐龙是同类相食动物的误解。还有科学家通过系领带来检查空间的可能路径,并且在《自然》杂志上发表了相关研究的文章。由此可见,小科学仍然是存在的。

虽然这些例子看起来并不是很重要,但小规模的科学研究也可能产生巨大的影响。彼得·米切尔(Peter Mitchell)曾荣获1978年的诺贝尔化学奖,而在他的小型私人研究所中,只有很少的几名工作人员。研究所的研究经费也是由米切尔的家族提供的,因此米切尔成为了当代重要的绅士科学家之一。另一位诺贝尔奖项颁给了从事裂脑患者研究工作的科学家,因为他们的研究工作带来了关于大脑的功能的新发现。而在这项研究工作中,有一个部分实验就是非常简单又精巧的。诺贝尔网站上就有一个和原实验一样的游戏,你可以在家里玩一下。

其实你仍然可以用非常低的成本进行科学研究。几十年前,斯坦利·米尔格拉姆(Stanley Milgram)研究著名的六度分隔理论时,仅使用了一些明信片。虽然科学发展得越来越强大,但在某些方面,通过小规模的尝试,将使大规模的科学研究工作变得更加简单。得益于计算机的巨大进步,以及大规模可免费使用的数据(而且通过互联网,数据收集也变得更简单了),任何科学家都可以用很小的成本、更简单的方式进行大科学的研究。现在的技术手段允许科研人员以高效的方式,利用很少的研究预算进行科学研究活动,所以即使是业余爱好者要进行科学研究也变得非常容易。加之普通大众在科学研究中的作用越来越大(比如他们会参与到类似于数据收集这样的工作中),使得平民科学家也逐渐多了起来。从对星系或浮游生物进行分类,到研究蛋白质如何折叠,每个人都能够参与到科学研究的过程中。尽管数学可能仍是需要天才的领域,但也会有一些业余爱好者或外行者参与进来,比如,在20世纪90年代中期,两个高中生发现了一种更好的方案,可以解决欧几里德几千年前提出的问题(这个问题自欧几里得解决之后,就再没有人提出过其他的解决方法)。还有,现在甚至出现了一个新的数学领域叫作趣味数学。这些事例都说明,创造性的实验和正确的问题同充裕的研究经费和研究设施一样重要,而且技术的发展使这项工作比以往更容易进行。所以小科学仍然是可以获得成功的。