和许多人一样,我经常收到许多不请自来的手稿,里面总是有一些惊人的、革命性的主张。在过去的几年里,那些满是大写字母、感叹号和手绘图表的手写或打印的稿件纷至沓来。最近,他们又发来电子邮件,稿件看起来更像传统的科学文献(甚至狂想家都知道如何使用文字处理器和幻灯片演示文稿)。否定爱因斯坦的狭义相对论似乎变得非常普遍。
最常见又最无趣的疯狂想法
尽管上述努力的缺点往往显而易见,但他们投入的热情和精神还是让人颇生钦佩。偶尔有些文章值得引起关注,也只是因为作者的想法冲破了传统思维的束缚。遗憾的是,文章的内伤往往是根本性的问题,即缺乏对科学本质及相关性的理解。我把它们称作第一类疯狂的想法,最常见又最无趣。
大多数公开的科学很平庸,所以最容易发表的论文,也最容易在适度的、可持续的层面上获得研究资助,尽管当下经费资助已经不是容易的事。这很有可能是正确的,因为此类研究是渐进式的。人们只做常规的研究,正如稳健的金融投资是任何平衡投资组合的重要组成部分一样,常规的科学在科研组合中也至关重要。不过,我怀疑很多科学家,甚至是那些被认为是领域内的“执牛耳者”,都不愿意承认自己缺乏冒险精神。他们会抗议说自己是别出心裁、勇于创新的科学家,但由于现代科学世界的精细划分,他们个人的权衡标准可能显得太局限。在科学领域里,我们大多数人在挖更深的洞去钻研,而且可能还正好和邻居的洞连在一起,但很少有人会冒险去翻山越岭走向另一个山谷。
第二类疯狂的想法,就是那些在各自领域钻研深刻的科学家在其他领域产生疯狂想法。他们从自己钻研的洞里跳出来,翻山越岭,冲上别人的山头,一览众山小,然后指点江山。当然了,这样的行为看起来就像外行干的事,因为冲上山头比真正去钻个深洞轻松多了。所以,这样的疯狂想法很容易被扣上推测的罪名。我有时候从同事那里感觉到他们对科学推测的不屑一顾,也许是因为成本太低:几乎不要费什么力气和承诺。实际上,做不好的推测很容易的,在当地的酒吧、星巴克或者骑自行车的时候就可以作推测。不费力气的实验或观察当然也好不到哪里去。其实,要想做出好的推测是很难的事,有价值的推测往往很难在第一时间获得,因为其中一些因素是隐性的:不同推测方向一次又一次的失败,废纸篓里被揉皱丢弃的草稿纸堆就是证据。
理查德·费曼曾经说过,科学的本质是(或者应该是)“相信专家也是无知的”。一个领域的大牛跨到另一领域,反而比另一领域的专家更有优势做出重要突破,因为他们不受束缚。他所指的“无知”肯定不是完全无知,应该说基本的科学常识和科研套路还是要有知的,所以“无知”是对某个科学领域的无知,而不是人本身的无知。那些整天钻研的人对于他们挖掘的东西以及他们的领域了如指掌,但对其他领域的创新就知之甚少了。
最有趣又最少见的疯狂想法
第三类疯狂的想法最有趣却又最少见。某个领域的重量级人物从自己的洞里跳出来后,认为自己研究领域的根基有些已经腐烂。实际上,他们已经确定之前钻研的东西有错,或者那个领域的内容已经全部被挖掘出来,无论其研究领域有多大,研究人员有多少。
更重要的是,有价值的疯狂想法不一定非要成真才有价值。著名的天体物理学家弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)和他的同事们就有一个疯狂的想法:流感来自太空。霍伊尔的想法是“有生源说”的一个典型例子,而其更加普遍的概念则相当有趣。
一个更好的例子是霍伊尔在他那本精彩的科幻小说《黑云压境》中描绘的,他认为智慧生命以一团巨大的星云形式飘向我们生存的太阳系。这是一个疯狂却令人着迷的想法:是否存在相对环境的高熵生命?其实,一些液体必威在线网站首页网址 系统表现出秩序,想想木星上的大红斑,而生命的构成形式究竟是什么的问题,则给了我们很多解答空间。
另一位知名的天体物理学家托马斯·戈尔德(Thomas Gold)也有一个疯狂的想法,他认为天然气曾是地球初始物质的一部分,而不是产生于地球历史后期的生物过程。听到这个想法,地球化学家可能会笑(的确有人笑了),但大量的碳传送到地球并不是可笑的想法。我们仍然不知道地球上碳的总储存容量,因为有些可能在地层深处。尽管戈尔德对于天然气的想法是错误的,但他的这个想法有挑衅性,这就够好。
更著名的是开尔文男爵(Lord Kelvin)的疯狂想法:通过求解半空间中热传导的扩散方程可以算出地球年龄。他认为,地球是一个球体,但整个地球的扩散时间如此之大,以至于一半空间就够了。
开尔文的想法非常有意思,当时他的想法倒没有被视为疯狂,但现在应该可以被人们视为疯狂了。他忽略了时间膨胀的地质证据,不过并没有合适的计算地质学时间的计时器。此外,他还忽略了对流的可能性,这是不能让人接受的。疯狂的想法往往不长久,因为以前疯狂的想法现在可能是“自然而然的”想法,反之亦然。
好的疯狂想法不一定成真才有价值
至于第三类疯狂想法会有所不同,但认为引力是一种突生现象也许是一个疯狂的想法,人们通常认为这是安德烈·萨哈罗夫(Andrei Sakharov)的主意。橡皮筋的张力基本符合胡克定律,这是纯熵,它和材料中原子之间的力没有关系,那么可以说,这种情况下,力的定律就来自玻尔兹曼(Boltzmann)对于熵的定义。再或是罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)和他的离散时空理论,可以算作第三类疯狂想法。物理学界很多伟大的发现――开始都与现在的想法矛盾,例如麦克斯韦的分子漩涡。
我的论文导师艾德·萨尔皮特(Ed Salpeter)常常和我说:“这个想法疯狂到能够成真吗?”我想他的意思是,当你尝试着去解释一些重要的东西,而它在某一个重要的时间里没有解决方案,那么平庸的解释是没用的,因此你应该找“疯狂的”解答。尽管萨尔皮特总是在写关于坚固性和冲击力的论文,但他与卡尔·萨根(Carl Sagan)合写了一篇关于木星大气层中生命的文章。这篇论文里的想法非常疯狂,木星大气层中的生命出现在伊恩·班克斯(Iain Banks)的科幻小说《代数学家》中。
无独有偶,尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)在回应沃尔夫冈·泡利(Wolfgang Pauli)的一次演讲时说:“我们一致认为你的理论是疯狂的,但使我们产生分歧的问题是,它是否足够疯狂到有可能是正确的。”疯狂的想法并不可怕,但困难在于弄清楚想法是否足够疯狂,一旦它疯狂到足以成真,那它一定是科学的大突破。
资料来源Physics Today
责任编辑 松 石
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本文作者大卫·史蒂文森(David Stevenson)是美国加州理工学院行星科学系的教授,他以流体力学和磁流体动力学来研究行星和卫星的结构为著名,1984年曾夺得H. C. Urey Prize奖项。现为英国皇家学会名誉会员。