四十年前,传奇物理学家理查德·费曼在我从加州理工学院毕业时发表了毕业典礼演讲。那是一个闷热的六月天,我们这些即将毕业的,都是未来生物学家、化学家和物理学家,瘫坐在草坪上的折叠椅里,穿着黑色的毕业礼袍,汗流浃背。费曼告诉我们,在我们向公众公布新的科学成果之前,应该设想所有可能出错的方面。这真是一个艰巨的任务。
最近的一个例子是2014年3月发现的一项据称证实了暴胀理论的证据。根据该理论,由物理学家艾伦·古斯、安德烈·林德等人在20世纪80年代初提出,宇宙在其年龄约为一万亿分之一万亿分之一秒时,曾以指数级速度短暂地膨胀。然后,它减速到采用标准大爆炸模型预测的更缓慢的膨胀速度。暴胀理论自然地解释了许多大爆炸模型难以解释的观测结果,自那时以来,它几乎被所有执业宇宙学家普遍接受。
然而,科学更重视预测新现象,而不是解释已知的结果。多年前,暴胀理论就预测了弥漫在宇宙空间中的无线电波——所谓的宇宙微波背景辐射——会存在一种特殊的扭曲模式。研究南极BICEP2天文台三年数据的科学家们在去年春天发现了这种标志性的模式。该团队由哈佛-史密森天体物理学中心的约翰·科瓦克领导,有50多名科学家参与。这一消息立刻 viral(走红)。在一篇题为“宇宙暴胀的首个直接证据”的新闻稿中,科瓦克说:“探测到这个信号是当今宇宙学最重要的目标之一。”斯坦福大学发布的一个YouTube视频显示,一名团队成员兴奋地告诉林德,他们已经找到了“暴胀的铁证”,随后他们用一瓶香槟庆祝成功,无疑是在期待诺贝尔奖。
然后在今年一月,另一个天文学家团队使用欧洲联盟的普朗克卫星数据宣布,这种扭曲模式并非源于宇宙诞生之初的奇特过程,而是由星系尘埃造成的。并非科瓦克团队的工作疏忽。而是这些科学家未能遵循费曼的建议。在他们急于证实可能是本世纪最伟大的科学发现之一的热情中,他们未能充分考虑星系尘埃的可能竞争效应——而这些效应是其他科学家当时就担心的。
激情是一把双刃剑,它既能赐予挥舞它的人以好运,也能带来厄运。
科学史上充满了类似的案例,那些急切的科学家过早地公开了他们的发现。只需回想一下20世纪70年代的抗癌药物拉曲乐(Laetrile),据称它能摧毁肿瘤;1975年报道发现“磁单极子”(只有南极或北极,而非两者兼有)的发现;以及1989年报道的“冷聚变”成就。后来,其他科学家都驳斥了这些说法。
事实上,专业科学史家和哲学家都知道一个令人不快的秘密。“科学方法”及其对真理的客观追求,在许多时候无法在个别科学家的工作习惯中找到。它只体现在科学共同体的共同努力中,研究人员不断地互相测试和批评对方的工作。个别科学家和非科学家一样,都受到激情、偏见和情感的驱动。大多数人会尽力保持客观,但正如科学方法之父之一的弗朗西斯·培根四百年前所说:“人类的理解并非干枯的光,而是会受到意志和情感的浸染。”
备受吹捧的“科学方法”及其对真理的客观追求,往往无法在个别科学家的工作习惯中找到。
尤其是今年,牢记培根的警告是明智的。三月,世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机(LHC)——在两年休整和升级(能量翻倍)后重新启动。2012年,LHC帮助科学家发现了长期以来一直在寻找的希格斯玻色子。今年,它或许也能为暗物质找到证据,这是一种神秘的、尚未被观测到的亚原子粒子,据信约占宇宙的27%。在其他地方,至少有四个主要的实验正在进行,以证实暗能量的存在,这是一种同样未被观测到的物质,理论上它能产生一种负引力,导致空间加速膨胀。天文学家们正在首次近距离观测彗星67P/丘留莫夫-格拉西缅科以及矮行星冥王星和谷神星,这些都有可能为我们太阳系的形成提供线索。而欧盟人类脑计划和美国BRAIN计划中数百名生物学家和神经科学家将比以往任何时候都更深入地探索大脑功能的奥秘。显而易见,我们可能又将迎来一个“非理性繁荣”的年份。
然而,这也许并非全然坏事。繁荣固然有其风险,但我认为它也是科学事业必不可少的组成部分。如果没有个人投入和激情,大多数科学家就不会像他们那样,为了研究项目而苦苦挣扎数月甚至数年。他们不会像他们那样,在实验室里熬夜。他们不会忍受乏味、压力以及失败或死胡同结果的可能性。我清楚地记得我在天体物理学领域度过的日日夜夜,几乎每时每刻都在思考我当前的研究问题,有时甚至在桌前吃着花生酱三明治,以免打断我疯狂的计算。我所有的精力、我的思想,甚至我的个人身份和自我价值,都悬挂在那些计算之上。
没有这样的奉献,科学就无法前进。而这就是其中的讽刺。激情是一把双刃剑,它既能赐予挥舞它的人以好运,也能带来厄运。激情是驱动我们前进的动力,但它也可能模糊我们的视野。已故物理学家约瑟夫·韦伯经过数十年坚持认为,他用自己制作的声学圆柱体观测到了引力波,并顽固地为这些与压倒性相反证据相悖的说法辩护。最终,这项工作被诋毁,但他的工作和他开发的设备却成为了如今所有引力波探测器的基础。
我们常常在科学与艺术、人文学科之间划清界限。科学以原子和分子构成的外部世界为目标,而艺术和人文学科则关注情感和感知的内部世界。当然,这些区分作为指导原则是有价值的,但对于个别个体而言,无论是否是科学家,如此清晰的界限并不存在。在我看来,这种清晰的界限也并非可取。
其本质上,科学是一项人类的探索。它的优点和缺点反映了我们自身。我们当然应该追求费曼的建议,只接受真理。但我们也需要接受完整的人类,无论是作为科学家还是人文学者,无论是客观还是主观,无论是冷漠还是热情,都是在这奇妙的宇宙中努力理解我们自己和我们世界的旅行者。
艾伦·莱特曼是麻省理工学院的物理学家、小说家、散文家和教育家,也是美国国家图书奖的入围者。
本文最初发表于2015年5月的《大众科学》杂志。