在科学史上一次又一次地出现了偶然发现的故事。从激发牛顿制定他的普遍重力定律的苹果,再到弗莱明对青霉素的抗菌作用的意外发现,再到对乔克琳·贝尔·伯内尔(Dame Jocelyn Bell Burnell)夫人的奇怪“ scruff”,导致她描述了第一个脉搏“科学家偶然发现了重大突破” Trope已成为经典。毫无疑问,这些故事坚持不懈的部分原因是它们创造了如此好的故事,但是好运似乎在科学发现中起着比人们预测的更重要的作用。很难量化偶然性对研究中进步的确切贡献 – 研究的估计值低至8.3%且高达35% – 但如果要继续科学进步,那么欣赏其作用至关重要。
将所有科学发现归因于运气是愚蠢的,而忽略了多年的艰苦工作,反复试验,并且需要产生将从偶然性中受益的环境。法国微生物学家路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)是19世纪负责一系列发展的法国微生物学家(他最著名的是发明了巴氏杀菌的过程,但在狂犬病和炭疽疫苗的发展中也发挥了作用,并在分子研究中取得了进步不对称和发酵)当然可以认为科学财富之神对此微笑。实际上,巴斯德(Pasteur)谨慎地强调了他成功的机会相对微不足道,并坚持说:“当您每周7天每天工作十四个小时时,您会很幸运”。
“当您每周七天每天工作十四个小时时,您会很幸运”
我认为机会只是这些偶然发现的一小部分。尽管许多“快乐事故”发现是通过无法预见的实验错误而产生的,但只有在实施仔细的控制条件下才能确定这种意外的发现。阿尔伯特·霍夫曼(Albert Hofmann)在研究麦角衍生物时承认自己对LSD的合成是一种“机会发现”,但仍坚持认为,这是“计划中的实验”的结果,“在系统的药物,化学,化学研究的框架内发生”。
此外,识别这些异常是一回事,而识别其效用的另一个是另一回事。 Serendipity词本身是1754年由Horace Walpole创造的,从波斯童话中汲取灵感 Serendip的三个王子,其中英雄“总是通过事故和智慧来发现他们没有追求的事情”。可以说,这是科学偶然性中最重要的成分。只有在对问题充分理解问题时才有可能识别解决方案,这意味着对研究领域的透彻了解至关重要。这需要多年的准备,沉浸和经验 – 科学天才直到中年才达到顶峰并不是巧合。正是由于弗莱明(Fleming)在皇家陆军医疗队中的经验,他在伤口感染后目睹了许多败血症士兵的死亡,他才能够确定青霉素在治疗细菌感染中的可能价值。再次引用巴斯德,“机会有利于准备好的头脑”。
称我为愤世嫉俗,但也许我们达到了一个无法依靠偶然性来推动进步的地步。 20世纪的中部通常被称为科学发现的黄金时代,尤其是在医学研究中 – 从发现青霉素,对小儿麻痹症,白喉和破伤风的疫苗的开发,第一个成功的器官移植,肾脏透析, ,避孕药以及吸烟与肺癌之间的联系。也许偶然性是科学进步的坚实基础,因为到处都是您所处的新发现等待偶然发现。众所周知的牛顿的苹果从天上下雨。如今,似乎的可能性,或者至少是低悬垂的果实,正在迅速疲惫不堪,而在许多领域,科学的边界被推动向前越来越小。
“我们达到了一个无法依靠偶然性来推动进度的地步”
如今,通常需要进行更有条理的策略。例如,在抗生素开发领域尤其如此,抗菌阻力的威胁意味着我们无法等待幸运。
但是,系统的方法有其局限性:实验的本质意味着不可能在一开始就预测项目的结果。 Baruch S Blumberg发现HBSAG抗原时,正在研究澳大利亚不同人群中血液抗原的差异。一个“显然是深奥的”项目,导致发现乙型肝炎病毒。布鲁姆伯格(Blumberg)结束了他的1997年论文,提醒了这种方向自由的重要性,并通过科学研究来提醒:“基础研究的资金基于这样的信念,即在适当的时候,它将导致结果使社会受益的结果”。
这种显然倾斜的研究的价值反复低估了。卡塔琳·卡里科(KatalinKarikó)被宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)拒绝任期,并不愿从事mRNA的工作,并被告知她“不是教师的质量”。这项“没人相信”的工作最终是针对Covid-19的疫苗快速开发的基础。尽管Karikó和她的研究合作伙伴Drew Weissman最终获得了认可 – 他们被共同授予2023年诺贝尔生理学或医学奖 – 这只是看似切向研究的重要性的一个例子,从而取得了重大成功。
“当科学家被允许自由陷入困境并变得幸运时,突破就会发生”
当然,我们不能依靠运气,但是同样,并非总是有可能针对重要的发现 – 当科学家被允许自由陷入困境并变得幸运时,经常会发生突破。正如美国国立卫生研究院(NIH)主任哈罗德·瓦尔姆斯(Harold Varmus)在1997年写道的那样,“朝着一个方向的研究经常为意外的方向提供好处”。
特朗普政府打算削减赠款资金,以将科学进步朝向“未来的行业”,因此,神秘的研究似乎将继续贬值,因此科学研究的痛苦造成了痛苦。
将所有科学发展降低到偶然性,将是减少和侮辱性的,驳斥了研究背后的劳动。但是,完全忽略机会的重要性可能会更加危险。
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