科学如游戏

发布时间：06年05月27日

编译钟小族

本文作者皮埃尔·拉斯洛(Pierre Laszlo)是巴黎高等理工化工学校和比利时列日大学的化学教授，现已退休。

人们很少公开讨论“科学领域里的游戏”这个话题。也许是因为身为科学家的我们视之为理所当然，或者我们对此有一点自惭而试图掩盖。毕竟，我们不希望纳税人认为他们资助的一群成年人正在玩着小孩的游戏，并藉此浪费大量的资源。

科学里的游戏是一个难以定义和困难的话题。我之所以对其进行调查，是因为一位化学家的切身体会以及许多同行的证实，让我知道这是一个重要的课题。在试图说明这个还很少被触及的领域时，我发现总结性的论题——科学等于游戏——是站不住脚的。我用最谨慎的主张——科学里面有游戏的成分——来安慰自己和别人。在进一步阐述之前，让我先列举一些例子：

猜想某一科学问题的解决方案和拼图游戏有很多相似之处。为了得到答案, 科学家们会验证每一部分是否与其他部分相符合, 然后逐步建立一个完整的结论。

牛顿的乐趣和游戏

牛顿的外甥女在写作《牛顿回忆录》时提到过这样一件事情：1697年1月29日，当时还是造币局管理人员的牛顿结束了一天辛苦的工作后回到家，对一个现在称为最速降线的数学问题产生了兴趣。问题的内容是：一个质点在重力作用下，从一个给定点移动到不在其垂直下方的另一点，如果不计摩擦力作用，沿着什么曲线下滑所需时间最短。牛顿在那天睡觉之前找到了答案，这条曲线就是钟摆线。他说，这可是“小孩子的游戏”啊！如此重大的科学问题，在牛顿看来，也仅仅是小孩的游戏罢了。

成人与儿童一样，都可以从智力游戏中得到娱乐，尤其是拼图游戏——把平面的碎片给游戏者，每个碎片具有特殊的边缘，然后游戏者将他们重新拼接成完整的图片。考古学家们的工作正是现实生活里的拼图游戏。一个古代花瓶的碎片出土时，考古学家必须将它复原为完整的花瓶，这需要进行大量的猜测和尝试。

那些精通拼图游戏的人，在动手之前就可以准确猜测到每一部分应该放在什么位置。同样，最优秀的科学家也善于猜测。当然，光有猜测是不够的，还必须先于对手找到正确答案。在科学史上，纳莱斯 · 鲍林(Linus Pauling)和另一位化学家桃乐茜 · 林奇(Dorothy Wrinch)的例子正好说明了这一点。在20世纪30、40年代，他们都通过建立物理模型来猜测蛋白质结构。结果鲍林略胜一筹。他猜测的螺旋和片层的结构被证明是正确的，而林奇的环状结构后来被证明是错误的。

然而，科学家不只是和对手进行竞争，他们也会和玩具做游戏。美国西北大学的化学家约瑟夫 · 兰伯特(Joseph B. Lambert)在几年前写给我的一封信中写道：当我还是小孩子的时候，特别喜欢玩沙盘玩具：搭建结构复杂的沙建筑，而竞争对手往往就是一起游戏的邻居小孩。到了大学三年级，我发现在有机化学实验室做实验和做沙盘游戏一样有趣。同学之间进行合成分子的速度和数量的比赛。我们把化学物质混合到一起，化学变化就产生了。我们又进行各种尝试，那种愉快的感觉就像在玩沙盘玩具。从那时起，我就梦想成为一名有机化学家，并且发现原来沙盘游戏可以玩一辈子。

事实上，许多科学家还会把各种玩具拿来胡乱修补。他们把一些看似不相关的仪器重新组装起来，以完成自己特殊的任务；或者改变一些商业设备的用途，而用于新奇的科学实验。其中一个经典的例子是：罗伯特 · 米利肯(Robert Millikan)和他的研究生哈维 · 弗莱彻(Harvey Fletcher)为了测试电荷而制作的油滴装置中还用了一个从药店买来的香水喷雾器。一个更近的例子是英国卫尔康实验室的生化学家萨尔瓦多 · 蒙卡达(Salvador Moncada)，他改装了一台仪器用来测量生物排放的一氧化氮。很多科学家的实验都证明：这种工作并非仅仅是赚钱的手段，同时也是十分有趣的游戏。

有趣的术语可以将实验室的行话转化为更适合于传播的大众语言。当科学家们这样命名的时候, 他们已经表达了自己的严谨和权威, 同时也机智地表现出一种反传统的精神,就像孩子们对着大人吐舌头做鬼脸。

科学中的诙谐与“恶作剧”

人们总是喜欢把自己假扮成心目中向往的样子。想一想里约热内卢和新奥尔良的狂欢节吧！人们短暂的放纵行为只是为了宣泄平时被禁止的粗野行为。虽然一些大国禁止这样放纵的狂欢，但是科学界却一直在鼓励和培养游戏的心态以及向权威挑战的勇气。化学家给化合物起的一些很有趣的名字：推进烷，宝塔烷，螺旋烷，窗户烷，甚至还有私生子烷。酮的名字也不甘落后，比如企鹅酮和扩音器酮等。至于酸，我们也能找到两个例子：低能酸和外伤酸。我还可以举出很多这样的例子。每个种类的有机分子都会有一些半开玩笑似的命名。其他科学领域也存在类似的现象，比如在物理名词的命名上，物理学家把第二代夸克命名为粲夸克。

为什么会有这些看似可笑的命名呢？新粒子的发现者和新分子的合成者有权为它命名。科学家们是在滥用自己的特权吗？并不是这样。

恶作剧是幽默的科学家们的另一种表现。关于“德雷克的铜盘”就是一个典型的例子。英国曾经向美国加利福尼亚州索取这个铜盘，据说它是英国航海家弗朗西斯 · 德雷克(Francis Drake)1579年在美洲探险时留下的。19世纪30年代，有人发现了这个铜盘。在铜盘被鉴定为真品之后，它无疑成为了英国极具历史价值的文物。但是在1977年，劳伦斯伯克利国家实验室原子科学部的海伦 · 米歇尔(Helen Michel)和弗兰克 · 阿萨罗(Frank Asaro)利用中子活化分析法，重新检查了古盘。他们发现，古盘中铜和锌的纯度高于16世纪的水平。因此，他们认为这个古盘很有可能是在19世纪后半期至1936年之间伪造的。

海伦·米歇尔(右)和弗兰克 · 阿萨罗利用中子活化分析法证明波顿发现的德雷克古铜盘是赝品

一年之后，加州大学伯克利分校的历史学家宣布这是一个恶作剧，它是1920-1940年间担任本校班克劳福特图书馆馆长的赫伯特 · E · 波顿(Herbert E. Bolton)的朋友们制作的。德雷克曾制造过一个铜盘用来记录自己在加利福尼亚的冒险之旅，这个故事引起了波顿浓厚的兴趣。因此，波顿常常鼓励学生们去寻找铜盘的下落。后来他的朋友们打算和他开个玩笑，就制作了一个假盘子。但是事情的发展超乎了朋友们的预料，他们还没来得及对波顿说明真相时，波顿居然已经向公众宣称这个铜盘是真品。

很显然，无节制的恶作剧是危险的。但是大多数科学家们的玩笑还只停留在实验室里，在这里它们能起到有益的作用。这里有一个很好的例子。几年前，美国加州理工学院的化学教授内森 · S · 刘易斯(Nathan S. Lewis)和他的研究生正在实验室里检查四年级学生哈里 · 格雷(Harry Gray)的一个实验。另有一个合作者(我们姑且叫他做弗雷德)有一个习惯，只浏览一下实验数据就跑去和格雷讨论。为此，刘易斯教授想戏弄他一下，他回忆到：

我伪造了一份结果十分完美的核磁共振谱图。我故意把它放在外面作为诱饵。弗雷德拿走了它，并写了一篇论文来论证这个结果是多么重要。他还打算把论文寄给《美国化学学会杂志》。很明显，他真的被那分伪造的数据诱惑了。我们阻止了他，但是让他扬扬自得了许多天。这件事情后，他不再拿着我们的数据而不加验证就信以为真了。

让我们勇敢的承认: 常常激发我们产生灵感的正是游戏。

为什么要游戏

刘易斯给弗雷德上了有意义的一课。但是科学家们的玩笑总是对别人有帮助吗？它们会不会对知识的发展有害呢？这是一个合乎逻辑的质疑。也许有人会说，至少在学术界，把科学当游戏等于浪费时间。更何况，对于大部分门外汉来说，它们也并不觉得好笑。那么，为什么还要做游戏呢？

也许游戏本身就是人类心理和精神的一个组成部分。就算真的是这样，这个理由还是不充分的，它过于笼统。心理学家或许会给出这样的解释：科学家喜欢做游戏是因为科学让他们感到过度严肃。然而，这样一个结论还是不能让人满意。毕竟许多其他的职业同样使人觉得单调，并让人产生焦虑。

游戏常常激发科学家产生灵感

还有一种可能性：科学家喜欢做游戏是因为他们本身就接近于儿童。某些学科，尤其是数学，更显现出年轻人的创造力。而且，在许多科学领域的学术环境中，都是多数青年学生接受少数教授的教育。因而，正如这个特别的答案所指出，年轻人的世界充满着娱乐精神。

在我看来，这个解释仍然有一些肤浅。我宁愿相信科学中的游戏因素具有认知价值。毕竟，游戏的观念主要还是与科学有关。它可以是个人娱乐，也可以是集体游戏，如物理学家或数学家聚集在一块黑板前讨论新的观点时。我个人可以保证，那决不是一个化学家想玩的游戏。当化学家把不同的化学物质混合在一起，那种期待的心情就如同孩子们把不同染料混合起来，不知会得到什么颜色的心情一样，兴奋而又忐忑不安。在同样的情绪状态下，科学家要求自己掌握实验的结果，从而调整混合物的比例，或改变混合的顺序。这种游戏的、孩子似的心态最终会对我们的科学有益。