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发现背后的胡言乱语的巨大堆积,及其对科学资助的启示

探索科学中引人入胜的发现过程,揭示大脑和认知科学突破的混乱路径。

作者:Mark Changizi
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Mark Changizi 是一位进化神经生物学家,也是 2AI Labs 的人类认知主管。他是以下著作的作者:

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《25000英尺高的大脑》《视觉革命》,以及他的最新著作《驾驭:语言和音乐如何模仿自然,将猿猴转变为人类》很少有比成为一名发现者更浪漫的事情了,无论是詹姆斯·库克船长的三明治群岛,还是阿尔文·罗斯和劳埃德·沙普利最近获得诺贝尔奖的关于稳定分配的工作。即使在我们这些普通的科学家中,这种兴奋也存在——我们的发现可能没有亚历山大·弗莱明爵士的青霉素或爱因斯坦的狭义相对论那样宏大,但我们却默默享受着。“亲爱的世界,这是我对这个谜题的美丽解决方案。”解决方案不仅通常是美丽的——这通常是使一个好的发现“好”的原因——而且它被包装成写得优雅的期刊文章或精美的书籍。基于我们发现的辉煌,外行可能会想,我们的思想是否也同样美丽。我绝不会去揭穿有时归因于我们科学家身上的神秘的、魔术师般的特质,但科学中最肮脏的小秘密是,我们的科学思维和所有人的思维一样肮脏和不美丽……这对于有抱负的学生和科学资助方式都具有重要的意义。我稍后会谈到这些。现在,并不是说发现背后的整个科学过程都是丑陋的。其中大部分是优雅的。良好的实验设计、有效的统计数据、对假设的分析——都有健全的原则指导着我们,这些原则与我们教给学生的相同。但我们在日常科学思维中看到的是发现过程本身,也就是说,在最初寻找新想法(假设、理论,随你称呼)的努力中。发现可以很好地伪装起来,但我们寻找想法的方式几乎总是一种令人尴尬的愚蠢表现。你看,关于如何获得好想法,并没有统一的、可靠的建议。发现没有秘方。事实上,这个非正式的主张可以在几个数学计算意义上变得严谨并得到证明,这是我职业生涯早期研究过的内容。此外,发现过程并不总是能让你知道你离终点有多近,也不知道是否会有终点。事实上,在我的工作中,我已经能够证明,对于某些发现,内在不可能知道一个人离终点有多近。对于这些难题,突如其来的突破——“啊哈”时刻——实际上是逻辑上必需的,而不是由于人类心理的某种怪癖。结果是,我们科学家寻找想法的方式是丑陋的,坦率地说,向人们展示是令人尴尬的。这就是为什么我们不将过程的这一部分写入我们的期刊文章或书籍。但是,我们从不展示我们发现背后肮脏的脑力劳动,这让我感到困扰,至少有两个原因。首先,如果科学专业的学生能看到更多他们的前辈导师是如何做出发现的例子,他们将为自己做出发现做好最好的准备。如果学生错误地认为他们的导师是神奇的萨满天才,可以随意不可思议地引导发现,他们就会错误地认为发现超出了他们的能力范围。而当发现过程不仅被揭秘而且呈现在他们面前时,学生将能够吸收其他人认为成功的头脑风暴和想法寻找技术。(这里有一些我的技术。)其次,如果发现过程中这个关键的步骤没有得到很好的重视,那么科学的资助机制就不会很好地运作。在构建一个具有大量经验和理论约束的严谨理论时,除非真正找到它,否则无法确定是否成功。这个过程本质上是不可渐进的——正如我前面提到的,是可证明的不可渐进的——因此,就其性质而言,它不是目前可以获得资助的那种事情。正如我在其他地方讨论过的,关于我离开学术界创办一个研究机构2AI,由知识产权资助,你不能提议做出一个发现:“亲爱的国家科学基金会:我计划涂写数百页笔记,大部分都是死胡同,直到在第4年,我才有所突破。”然而,这正是重大科学进步——尤其是在大脑和认知科学研究中——所需要的。鉴于这一事实,我曾一度想知道是否有办法传达发现过程可以像百万只猴子打字一样。在一次尝试中,我开始了一个新的研究笔记本,想法是以一种外行人也能理解的方式写笔记。我甚至可以把它写成一本书,我想——一本不知道我会做出什么发现(如果有的话),也不知道需要多长时间才能写成的书。唉,这——就像我的数百个想法中的大多数一样——是一个糟糕的想法。我发现记录我的研究想法并使其即使对该领域的人也能理解,更不用说对不了解的外行了,也太繁琐了。我还发现这是一项令人尴尬的事业。我写的大部分内容,如果真有人理解的话,我意识到,都是荒谬的、愚蠢的。我实际上并不为我的笔记本是那样的而感到尴尬——它就是那样设计的,因为保持一个低门槛来写下想法是最终偶然发现一个好想法的关键。但是,想到有人真的看到这个过程,实在难以忍受。而且,令我恐惧的是,我把那个笔记本忘在了咖啡店里,一个月后才找回来。天知道那个找到它的人会怎么想——或者意识到了——我是个什么样的傻瓜。一页又一页的废话,在我努力寻找一个值得追求的想法,或者努力使一个模糊的有希望的想法变得严谨并使其符合已知数据时。设计我的研究笔记使其更友好并没有奏效,只会削弱我的笔记在我自己的发现过程中所扮演的角色。但最近我想到,有一个简单的方法可以开始说明科学研究中存在多少垃圾。在过去的十几年里,我用微小的手写字迹填满了三四十本研究笔记本,我可以展示一个样本。所以,我拍了大约一年半的笔记。这相当于一本笔记本的量加上我最新笔记本的大约三十页。而在这里,请注意,最终可能根本没有金子;这些是正在进行的发现过程中的笔记。

上面是该档案幻灯片的第一张照片——点击照片即可查看幻灯片。现在,这些照片的分辨率不足以阅读太多内容。我在此的意图是表明这类笔记和头脑风暴的数量之多。它也使我免受您阅读数百页我的杂乱无章的无意义内容的羞辱。……正是这种杂乱无章的无意义内容对于创造性过程至关重要。

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