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杰出的错误

巴尔的摩—据说托马斯·爱迪生曾说:“我从没有失败过。我只是发现了10,000种不对的办法。”这句话总结了一条科学研究的基本真理——但这条真理经常被错误地理解。科学——以及其他所有创造性学科——的进步并不是通往答案的笔直大道,而是一条曲折坎坷的道路,其中包括了各种错误的起点和歧路。错误不但是不可避免的;也是创新性思想的必要条件,因为它们为其他探索者指明了方向。

你也许会感到好奇,当今高度竞争、争抢资金、以发表数量和引用数量作为成功的首要标准的科学界能否容忍这些错误。简单的回答是肯定的。事实上,这些错误和过去一样重要——并且不仅仅是学术界才是如此。

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事实上,整一套科学方法都建立在发现什么不管用是寻找什么管用的关键这一概念的基础上。任何科学理论都必须是可证伪的,即建立在已有的观察或实验结果的基础上。对于被认为是科学的理论,必须能够产生关于未来观察或实验结果的具体预测。如果这些观察或结果与预测相矛盾,理论就被推翻,或至少需要作出修改。

成为科学进步一部分的错误并不是那些因为轻率、马虎或经验不足所产生的错误。相反,它们是来自深思熟虑、大胆假设、小心实验求证的错误——来自那些可能带来重大突破的思想。

二十世纪最伟大的天体物理学家之一弗雷德·霍伊尔(Fred Hoyle)提供了这一“杰出的错误”的完美例子。霍伊尔和两位同事提出了现在被称为稳态(Steady State)的宇宙模型,根据这一模型,宇宙在所谓的“大爆炸”(这个术语也是霍伊尔先使用的)并没有发生演化;而是保持恒定状态并一直维持到永恒。

这一思想非常漂亮:正如我们的宇宙是同质的(空间的每一点都是相同的)、各向同性的(所有方向看上去都一样),因此它在每一个时点都是相同的。尽管稳态理论最终被证伪了——我们的宇宙是扩张的,并且极有可能以大爆炸为起点——但它刺激了整个宇宙学,因为他把必须解决的问题拿到了聚光灯下。事实上,最新流行的多元宇宙论——我们的宇宙是多个宇宙的巨大合体——便与它们总体上处于一种稳态的观点相符。

十九世纪物理学家威廉·汤姆孙(William Thomson),即后来的开尔文勋爵(Lord Kelvin)也犯过杰出的错误——他测算地球的寿命不超过1亿年——比用现代辐射测量测定的年龄年轻五十倍。尽管开尔文的估算出现了严重的错误,但他的努力仍在知识史中占有中心地位,因为他将真正的科学——物理学定律——应用于长期以来只靠模糊猜测的问题。

开尔文的洞见帮助引发了地质学家和物理学家间卓有成效的对话——这场对话的甚至解决了关于达尔文的进化论实施起来需要多久的问题。而导致开尔文测算失准的疏忽——流体运动可以在地球内部有效传热的可能性——后来也成为理解板块构造论和大陆漂移学说的关键。

创业公司则是冒险的潜在收益的范例。只有49%的制造业创业企业和37%的信息产业制造企业能活过四年,但越过了这个门槛的企业都能推出突破性创新。

领导IBM实现几十年强劲增长的小汤姆·沃森(Tom Watson, Jr.)是著名的支持杰出的错误的例子。他说:“我们应该有勇气冒险,只要所冒之险是有思想的……我们必须原谅错误,只要错误原因是有人为了公司利益而采取了激进行为。”

学术研究的出资机构也应该采取类似的思想,拿出一部分资金用于有思想的、非常规的方案——由于成功概率较低,这些方案被认为风险很高,但它们可能带来重要发现。这样的机制能够为抓住意外发现创造机会,而意外发现乃是科学发现的主要组成部分。

直到大约十年前,空间望远镜科学研究所(Space Telescope Science Institute)才采取了类似的政策分配哈勃空间望远镜的观测时间。此外,每年该研究所主任都能获得一定数量自由裁量观测时间分配权,可以授予他所认为有价值的特别项目。1995年,罗伯特·威廉姆斯(Robert Williams)用这笔时间冒了一个很大的险:将望眼镜对准一个看似令人兴味阑珊的区域长达十天时间。结果看到了120光年外相当于3,000多个银河大小的影像——即所谓的哈勃深空(Hubble Deep Field)。

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类似地,在与我们距离更近的医疗领域,多大一半的新药最都是源于偶然。比如,异烟肼最初是作为结核病药物接受测试的;而其衍生药物异烟酰异丙肼后来证明在治疗抑郁症方面很有效果。

杰出的错误能获得多大空间是实现创造性突破、推动科学进步的关键。出资机构应该认识到这一点。