科學全才在今天還能存在嗎?
日期:2025-08-07 15:39:45 / 人氣:39
"本文為“夜間科學”系列第三篇,探討夜間科學創(chuàng)造力的來源——跨學科??茖W史上有許多科學全才,他們被稱為polymath,在多個領域都有精深的專業(yè)能力,例如文藝復興時期的達·芬奇、伽利略等(因此人們也形容這樣廣博的創(chuàng)造性是Renaissance mind)。
但這樣的人才在學科建制化完善、科學領域精確細分的今天已經(jīng)罕見。當然,人們也意識到跨界思考是創(chuàng)造性的源泉,然而在嘗試跨學科研究時,“專家困境”出現(xiàn)了:跨學科創(chuàng)造性增加的同時,你會失去本領域的專業(yè)性,同時在業(yè)內的可信度也會降低。研究者該如何找到其中的平衡?
科學的假設檢驗模式,弗朗索瓦·雅各布(Fran?ois Jacob)稱之為“日間科學”,在特定的科學領域的界限內運行。作為高度專業(yè)化的專家,我們自信且穩(wěn)妥地遵循自身研究范式和項目規(guī)程。但科學還有另一面,雅各布稱其為“夜間科學”(night science):在這里,新觀念、問題與假設的產生過程是遠沒那么結構化的。
比起分門別類的日間科學,夜間科學是真正跨學科的。你可能將自己領域的答案帶到另一個學科,也可能反過來,嘗試踏入另一個領域,可能會讓你發(fā)現(xiàn)一條通往自己主要領域研究問題答案的路徑。要最具創(chuàng)造力,我們最好去廣泛培養(yǎng)不同領域的興趣,就像文藝復興時期的思想家達·芬奇或伽利略那樣。
但是這種增強創(chuàng)造力的跨學科性,會帶來一個我們稱之為“專家困境”(expert’s dilemma)的代價:伴隨你失去高度專注的領域專家地位的同時,你的可信度也會降低,這會使你的工作更難獲得同行的認可。為了解決這種困境,我們必須在學科性的日間科學專長和跨學科性的夜間科學創(chuàng)造力之間找到自己的平衡。
席卷而歸
在橫空出世后僅僅三年,鮑勃·迪倫(Bob Dylan)就已經(jīng)成為民謠界的一個傳奇。他的抗議歌曲是反戰(zhàn)運動的配樂,質疑美國介入越南戰(zhàn)爭的行徑。特別是迪倫的歌詞,深深吸引著人們;畢竟人家不會因為你的音樂給你頒發(fā)諾貝爾獎。
然而,1965年3月迪倫發(fā)行的第五張專輯《席卷而歸》(BringItAllBackHome)引發(fā)了爭議。這張專輯有一面是出品即成經(jīng)典的民謠歌曲,比如《鈴鼓先生》(Mr.Tambourine Man)。但專輯的另一面,他跳出了民謠的曲風。此前,他的演唱僅以原聲吉他和口琴伴奏,而這次,曲目是以架子鼓、電吉他和電貝斯組合的搖滾歌曲。這樣的“插電”行為引發(fā)了他的樂迷和樂評人的論戰(zhàn)。他在民謠圈里的許多“大粉”對此深惡痛絕。
現(xiàn)代科學可能比音樂更加涇渭分明,只是分界是在學科領域之間而不是曲風流派之間。正如諸多民謠樂迷認為迪倫應當堅守民謠陣地,人們也普遍期望科學家在職業(yè)生涯中專注于自身學科里的一個分支領域。如果你做基因組生物學,你的課題組大概隸屬于自然科學學院下的生物學系。這樣受限的“競技場”將支配我們職業(yè)生活的幾乎所有事情:我們所參加的專業(yè)會議,所發(fā)表文章的專題期刊,所加入資助機構內部的評審小組,乃至所教授的課程以及所受聘的部門,無不被這方寸之地所界定。
有充分的理由說明為什么緊密聯(lián)結的學科結構能促進科學進步。首先,這樣的結構讓日間科學更加高效。共享既有知識體系的學術共同體能更快向新知邁進。當你的文章接受期刊評審或者在會議上展示時,若能依托既有的核心理論體系,那么你便能專注于新的內容。然而,倘若學科領域的結構化優(yōu)勢讓你認為自己領域的重大突破只會來自領域內部,那你可能就錯了。
夜間科學是跨學科的
對于鮑勃·迪倫而言,特定曲風的質感——不管是鄉(xiāng)村、搖滾,還是藍調,都服務于激發(fā)他的靈感——不斷去找尋超越界限的表達。正是搖滾的恣意不羈,才催生出《像一塊滾石》(Like a Rolling Stone)這首充滿憤恨的時代之歌,也恰是鄉(xiāng)村音樂的載體,才孕育出《躺下吧,女士》(Lay Lady Lay)。特定曲風的邊界只會限制迪倫創(chuàng)作的筆觸。
可以說,迪倫之所以能創(chuàng)作并演繹出其巔峰之作,正是因為他能超越特定音樂風格的桎梏。如此看來,迪倫堪稱“文藝復興式全才(Renaissance mind)”的典范,而這種現(xiàn)象其實是普遍存在的:音樂雖有流派之分,但音樂家們在探索其能力范圍內的全部可能性時,往往最具創(chuàng)造力。
類似地,科學領域和學科之間的邊界也并非天然存在;實際上,根本不存在界限。學科、領域和子領域只是將知識和方法論逐級細化的聚類方式之一,但這種聚類既不唯一,它的劃分標準也沒有明顯的最優(yōu)性。許多界限可能只是簡單地反映了一個領域的發(fā)展歷史。置身在某個領域的界限內工作,可能有助于我們構建理解和觀念,但是正如固守流派的音樂家那樣,這些邊界會阻礙我們的創(chuàng)造力,束縛我們朝其他方向邁進。
在我們最具創(chuàng)造力的夜間科學時刻,當我們想到問題的潛在解決方案、構思假想時,當我們需要做出前所未料的關聯(lián)時,如果能讓自己的思維自由穿梭于領域與學科之間,我們會做得更好。畢竟,如果沒有條條框框,我們就不用費勁去擺脫條條框框。這種思維方式也可以被稱為水平思維(horizontal thinking)或橫向思維(lateral thinking)。
為了“僭越”領域的界限,無論個人還是團隊,對多個學科都有所了解是十分有益的,因為這提供了更多建立思想聯(lián)系的機會。在現(xiàn)代科學實踐中,所謂的跨學科通常被詮釋為來自不同學科的科學家并肩協(xié)作的工作模式。但真正的跨學科性——即便是在合作的框架下——也要求我們真正跨學科地思考。團隊中終究需要有人提出關鍵的思想,而那個人往往正是擁有多領域見解的人。
所以,盡管科學的框架是分門別類的,科學家的創(chuàng)造性卻得益于跨學科視野。這或許可以解釋為何那么多杰出的生物學家原先所接受的教育訓練是在其他領域,比如馬克斯·德爾布呂克(Max Delbrück)、瑪莉-克萊爾·金(Mary-Claire King)、弗朗西斯·克里克(Francis Crick),比比皆是。
但一個龐大而背景多樣的團隊也有其重要性:如果更多變的思維方式、更多樣的想法在飲水機旁匯聚,這里便為跨界思維聯(lián)系的產生提供了沃土——現(xiàn)代職場正是以此取代了傳統(tǒng)咖啡館,成為創(chuàng)意人士碰面擦出思想火花的場所。
有相當一部分少數(shù)派科學家在離開自己最初的專業(yè)領域后仍然游刃有余。他們可能專精于某種研究方法,然后被吸引到了新的領域,因為應用該方法能夠產生激動人心的新數(shù)據(jù);抑或他們可能通過自己項目的副產品而接觸到了陌生領域,結果一頭扎了進去。許多這樣的科學家變成了“游牧學者”,在職業(yè)生涯中每隔幾年就切換領域。
保羅·埃爾德什(Paul Erd?s)正是一位頻繁穿梭于數(shù)學各分支之間的“文藝復興式全才”。相傳他一生中大部分時光都在不同合作者之間輾轉,寄居在他們的家中,直到工作完成,然后再問接下來自己該與誰合作。每當開啟新合作時,他總會找到自己和合作者兩個人都最感興趣的問題。
這位數(shù)學家晚年積攢了如此之多的同行合著手稿,以至于學界開始流行“埃爾德什數(shù)”——根據(jù)合著關系計算與埃爾德什的“學術距離”(相當于科學界版本的KevinBacon六度分離理論,甚至很可能是后者的起源)。埃爾德什有一句每當新合作者首次開門迎接他時都會說出的標志性話語,美妙概括了文藝復興式全才的心態(tài):“我的大腦敞開著(My brain is open)。”
專家困境
跨學科性的增加真的會帶來更多洞見嗎?元研究(meta-research,即關于研究本身的研究)已通過文獻計量學方法對此展開探討:一篇論文的影響力可以由其被引數(shù)近似衡量,而它的跨學科性則反映在其所引參考文獻涉及領域的多樣性。
不過,研究結果呈現(xiàn)出矛盾性。有一些研究顯示,一項工作中研究領域的增加與其影響力的提升相關,而另一些研究則顯示跨學科性的增加未必有益。深挖影響力與跨學科性之間的關聯(lián)不但顯示了其益處,也顯露了其代價。
而從實用性來說,對不同形式的跨學科性進行區(qū)分還是很有幫助的。參考文獻涉及領域的差異性跟影響力呈現(xiàn)正相關,但如果參考文獻中的不同領域太過均衡或者學科距離太過遙遠,則與這篇論文的被引次數(shù)呈現(xiàn)負相關。因此夜間科學的探索可能在涉及“毗鄰可能”領域最為豐產——即尚未被發(fā)現(xiàn)、但仍能經(jīng)由給定學科觸及的知識疆域,即便我們需要跨越領域的人為邊界。
然而,從科學家個人的角度來審視這些關系,會發(fā)掘一個令人不安的真相:那些從事跨學科研究的科學家往往不如專家高產。至少在一定程度上,這反映了發(fā)表跨學科研究中涉及的困難。
這樣的元研究量化了很多人先前已經(jīng)經(jīng)驗過的:科學的學科性與跨學科之間的存在矛盾。隨著我們對其他領域了解更多,我們的創(chuàng)造力就能涉足更遠、更廣闊的方向。這為我們的夜間科學注入了力量。
但另一方面,跨學科研究者很可能會缺乏某些其主攻領域的專家一般會有的詳盡知識,許多同行會因此認為此人不堪信任。是有一些通才,真正在多個領域都是專家,但對于我們大多數(shù)人來說,想獲得第二領域的扎實知識,只有以減少主要領域的專業(yè)深度為代價才有可能。這就是我們所說的“專家困境”:你越變得跨學科,你在同行中的可信度可能就越低(圖1)。
所以,盡管跨學科研究者可能帶來了一個好觀點,但可能沒有人會理他,因為他不知道這個領域的來龍去脈,所以當基金評審或期刊編輯評估其工作時,憑什么認真對待它呢?因此,在科學家頌揚跨學科性的同時,真正以跨學科的方式工作對個人來說可能會成為職業(yè)負擔??鐚W科性當然增強了我們的夜間科學創(chuàng)造力,但它也可能同時遏制我們的日間科學事業(yè)。
圖1 專家困境。一位科學家跨領域創(chuàng)造性思維能力的增加幾乎不可避免地與專業(yè)深度的丟失相關,進而其人在本領域的可信度降低,同行對其工作的接受度下降。
面對專家困境,不同科學家在上面這個譜圖中選擇了不同的位置。有些科學家在左端找到舒適區(qū),成為某個領域高度專業(yè)化的專家。他們深耕數(shù)年,常常是數(shù)十年,才達到對某個體系擁有精深理解的境界。細胞程序性死亡和蛋白質降解的分子通路的發(fā)現(xiàn)便是該策略的一個典型。當然了,世界上總是存在埃爾德什這樣的人,不斷變換領域,是真正的游牧學者。但往往,譜圖里面會有一個平衡點,也許可以成為專家困境的答案。
科學思想的進出口業(yè)務
跨學科創(chuàng)造性是一條雙行道。你可能意識到來自其他領域的一個概念或者方法,甚至僅僅只是一個類比,卻對你解決本領域的問題有幫助。反過來,你本領域的一個概念或者方法可能對回答另一個領域尚未有定論的問題有幫助;而你發(fā)現(xiàn)的關聯(lián)甚至可能會引出那個領域的新問題。
表1對兩個方向都列出了一些例子。在所有這些例子中,領域間的關聯(lián)并非顯而易見,并且無法通過純粹在單一領域內思考而獲得。相反,正是科學家的跨學科思考,才使得發(fā)現(xiàn)這些關聯(lián)成為可能。
表1 科學領域間思想進出口的例子
從另外一個領域進口思想的經(jīng)典案例就是自然選擇理論應用于癌癥研究。出生于1850年的德國動物學家威廉·魯(Wilhelm Roux)以其在實驗胚胎學領域的先驅工作,并且建立了最初的組織培養(yǎng)而著名。除了胚胎學方面的核心工作之外,威廉·魯對達爾文關于物種演化中自然選擇作用的著作十分著迷。在一個只能被視為夜間科學的偉大時刻,威廉·魯靈光乍現(xiàn),想到自然選擇是一個如此普遍的原理,所以它也應當被應用在體內細胞之間的相互競爭中。
威廉·魯在1881年出版的著作《機體各部分間的斗爭》(Der Kampf der TheileimOrganismus)中闡述了他的思想;往后其大部分的日間科學工作就致力于驗證他在這本書中首次提出的普遍思想。主流癌癥研究花了上百年消化這個思想,而隨著我們邁入21世紀,幾乎沒有癌癥研究者質疑癌細胞的蔓延是由突變和選擇之間的相互作用支配的。
自然選擇的原理也被應用在了生物學以外的領域。早在1873年,《哈潑斯雜志》(Harper’s New Monthly Magazine)就寫道:“依照達爾文描述為自然選擇的原理,相較長詞,短詞正在占據(jù)優(yōu)勢,[…]而地方性習語各方面均處于劣勢。”——這就是模因概念的萌芽,模因即通過操縱人類大腦進行傳播的“文化基因”。
一旦觀念在一個領域中產生,它可能后來被發(fā)現(xiàn)是如此泛用,以至于將本領域的人們帶領到迥異領域去獲得深刻見解——請見表1的右側。
艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西(Albert-LászlóBarabási)領導的一組跨學科網(wǎng)絡分析應用研究就是一個很好的例子。1999年,巴拉巴西和當時他的研究生雷卡·阿爾伯特(Réka Albert)報告,許多網(wǎng)絡——包括互聯(lián)網(wǎng),學術文章間的引用模式,或者電影演員的合作關系圖——有一種奇特的共同性質。這些網(wǎng)絡是“無標度的”(scale free):不管放大多少倍,它們都包含幾個出奇“受歡迎”的節(jié)點——它擁有許多連接,而大部分其他節(jié)點只有一個連接。
為這項工作尋求資助時,巴拉巴西廣泛探索了各類項目,遠遠超出其曾經(jīng)工作過的領域。在他的著作《鏈接:網(wǎng)絡新科學》(Linked:The New Science of Networks)中,他描述曾經(jīng)偶然看到美國國防部高級研究計劃局(DARPA)的項目征集,主題是“開發(fā)使未來計算機能夠抵御攻擊并繼續(xù)提供網(wǎng)絡服務的技術”。
該項目與他工作的關聯(lián)只能說是極其微弱的,但通過將他們的方法應用于研究系統(tǒng)魯棒性問題,巴拉巴西的團隊雖為網(wǎng)絡安全領域的外來者,卻有了一個重大發(fā)現(xiàn):此類網(wǎng)絡具有強大的容錯能力,但抵抗攻擊的能力異常脆弱。(譯者注:這里指攻擊鏈接多的超級節(jié)點即可讓網(wǎng)絡癱瘓,但對于隨機錯誤網(wǎng)絡可以維持穩(wěn)定。)
白天當專家,夜晚當全才
我們怎么樣才能通過跨學科思考來增加夜間科學的創(chuàng)造力呢?第一步就是要知道日間科學和夜間科學的區(qū)別,以及學科和科學家之間的區(qū)別。學科是指導日間科學的結構化框架,但也是我們可能需要在創(chuàng)造性階段去穿越的人為界線。
夜間科學是關于發(fā)現(xiàn)前所未知和出乎意料的工作,所以沒有定案可以遵循。為了擴展我們的跨學科思維,廣泛閱讀是個好辦法——即使淺嘗輒止也不必自慚形穢;相反,這常常是必需的。我們雖不能事事成為專家,培養(yǎng)廣泛興趣——例如通過科普書——可以找到其他領域的粗略地圖,了解他們在思考什么問題、所用的方法,以及用以引導他們思考的概念和類比。
去聽只與你自己工作稍有重疊的講座也可能很有啟發(fā)性。通過將他們的數(shù)據(jù)和問題與你自己的專業(yè)知識關聯(lián)起來,你可能會得到新的想法:一種用他們的數(shù)據(jù)幫助探索自身領域問題的方法,或者用自己熟悉的方法去解決他們問題的辦法。這樣,你仍然可以駕輕就熟地深耕專業(yè)領域,同時又熟悉了其他領域并能夠從中汲取靈感:白天像個專家一樣思考,而夜晚博采眾長。
專家對科學進步的重要性始終如一,大學構建精密的學科結構自有其深意。白天是專業(yè)學者的統(tǒng)治時間。但科學研究的創(chuàng)造性——夜間科學——隨我們在學科間移動的能力而增強。多年來,科學界對跨學科性的強調程度像鐘擺一樣增減往復。縱然,當人們號召跨學科性的時候,它也會以純粹日間科學的形式出現(xiàn)——強調龐大團隊,由背景多樣但高度專精自身領域的學科專家組成。
但與此形成對比的是,跨學科創(chuàng)造力似乎當“團隊”只有一位或兩位科學家時最為興旺,并且常常發(fā)生在一位沒有受過目標領域正式訓練的科學家在夜間科學的冒險中(并且,在許多案例中,后來甚至也在他們的日間科學中發(fā)生)。所以,如果你一直想要去探索其他領域,但又感覺到可能是浪費自己的時間,那么:“別想太多,沒關系(don’t think twice,it’s alright)?!保ㄗg者注:這句話也是鮑勃·迪倫作品的歌名。)
本文基于知識共享許可協(xié)議(CC BY 4.0)譯自Yanai,I.,Lercher,M.Renaissance minds in 21st century science.Genome Biol 21,67(2020).https://doi.org/10.1186/s13059-020-01985-6
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但這樣的人才在學科建制化完善、科學領域精確細分的今天已經(jīng)罕見。當然,人們也意識到跨界思考是創(chuàng)造性的源泉,然而在嘗試跨學科研究時,“專家困境”出現(xiàn)了:跨學科創(chuàng)造性增加的同時,你會失去本領域的專業(yè)性,同時在業(yè)內的可信度也會降低。研究者該如何找到其中的平衡?

科學的假設檢驗模式,弗朗索瓦·雅各布(Fran?ois Jacob)稱之為“日間科學”,在特定的科學領域的界限內運行。作為高度專業(yè)化的專家,我們自信且穩(wěn)妥地遵循自身研究范式和項目規(guī)程。但科學還有另一面,雅各布稱其為“夜間科學”(night science):在這里,新觀念、問題與假設的產生過程是遠沒那么結構化的。
比起分門別類的日間科學,夜間科學是真正跨學科的。你可能將自己領域的答案帶到另一個學科,也可能反過來,嘗試踏入另一個領域,可能會讓你發(fā)現(xiàn)一條通往自己主要領域研究問題答案的路徑。要最具創(chuàng)造力,我們最好去廣泛培養(yǎng)不同領域的興趣,就像文藝復興時期的思想家達·芬奇或伽利略那樣。
但是這種增強創(chuàng)造力的跨學科性,會帶來一個我們稱之為“專家困境”(expert’s dilemma)的代價:伴隨你失去高度專注的領域專家地位的同時,你的可信度也會降低,這會使你的工作更難獲得同行的認可。為了解決這種困境,我們必須在學科性的日間科學專長和跨學科性的夜間科學創(chuàng)造力之間找到自己的平衡。
席卷而歸
在橫空出世后僅僅三年,鮑勃·迪倫(Bob Dylan)就已經(jīng)成為民謠界的一個傳奇。他的抗議歌曲是反戰(zhàn)運動的配樂,質疑美國介入越南戰(zhàn)爭的行徑。特別是迪倫的歌詞,深深吸引著人們;畢竟人家不會因為你的音樂給你頒發(fā)諾貝爾獎。
然而,1965年3月迪倫發(fā)行的第五張專輯《席卷而歸》(BringItAllBackHome)引發(fā)了爭議。這張專輯有一面是出品即成經(jīng)典的民謠歌曲,比如《鈴鼓先生》(Mr.Tambourine Man)。但專輯的另一面,他跳出了民謠的曲風。此前,他的演唱僅以原聲吉他和口琴伴奏,而這次,曲目是以架子鼓、電吉他和電貝斯組合的搖滾歌曲。這樣的“插電”行為引發(fā)了他的樂迷和樂評人的論戰(zhàn)。他在民謠圈里的許多“大粉”對此深惡痛絕。
現(xiàn)代科學可能比音樂更加涇渭分明,只是分界是在學科領域之間而不是曲風流派之間。正如諸多民謠樂迷認為迪倫應當堅守民謠陣地,人們也普遍期望科學家在職業(yè)生涯中專注于自身學科里的一個分支領域。如果你做基因組生物學,你的課題組大概隸屬于自然科學學院下的生物學系。這樣受限的“競技場”將支配我們職業(yè)生活的幾乎所有事情:我們所參加的專業(yè)會議,所發(fā)表文章的專題期刊,所加入資助機構內部的評審小組,乃至所教授的課程以及所受聘的部門,無不被這方寸之地所界定。
有充分的理由說明為什么緊密聯(lián)結的學科結構能促進科學進步。首先,這樣的結構讓日間科學更加高效。共享既有知識體系的學術共同體能更快向新知邁進。當你的文章接受期刊評審或者在會議上展示時,若能依托既有的核心理論體系,那么你便能專注于新的內容。然而,倘若學科領域的結構化優(yōu)勢讓你認為自己領域的重大突破只會來自領域內部,那你可能就錯了。
夜間科學是跨學科的
對于鮑勃·迪倫而言,特定曲風的質感——不管是鄉(xiāng)村、搖滾,還是藍調,都服務于激發(fā)他的靈感——不斷去找尋超越界限的表達。正是搖滾的恣意不羈,才催生出《像一塊滾石》(Like a Rolling Stone)這首充滿憤恨的時代之歌,也恰是鄉(xiāng)村音樂的載體,才孕育出《躺下吧,女士》(Lay Lady Lay)。特定曲風的邊界只會限制迪倫創(chuàng)作的筆觸。
可以說,迪倫之所以能創(chuàng)作并演繹出其巔峰之作,正是因為他能超越特定音樂風格的桎梏。如此看來,迪倫堪稱“文藝復興式全才(Renaissance mind)”的典范,而這種現(xiàn)象其實是普遍存在的:音樂雖有流派之分,但音樂家們在探索其能力范圍內的全部可能性時,往往最具創(chuàng)造力。
類似地,科學領域和學科之間的邊界也并非天然存在;實際上,根本不存在界限。學科、領域和子領域只是將知識和方法論逐級細化的聚類方式之一,但這種聚類既不唯一,它的劃分標準也沒有明顯的最優(yōu)性。許多界限可能只是簡單地反映了一個領域的發(fā)展歷史。置身在某個領域的界限內工作,可能有助于我們構建理解和觀念,但是正如固守流派的音樂家那樣,這些邊界會阻礙我們的創(chuàng)造力,束縛我們朝其他方向邁進。
在我們最具創(chuàng)造力的夜間科學時刻,當我們想到問題的潛在解決方案、構思假想時,當我們需要做出前所未料的關聯(lián)時,如果能讓自己的思維自由穿梭于領域與學科之間,我們會做得更好。畢竟,如果沒有條條框框,我們就不用費勁去擺脫條條框框。這種思維方式也可以被稱為水平思維(horizontal thinking)或橫向思維(lateral thinking)。
為了“僭越”領域的界限,無論個人還是團隊,對多個學科都有所了解是十分有益的,因為這提供了更多建立思想聯(lián)系的機會。在現(xiàn)代科學實踐中,所謂的跨學科通常被詮釋為來自不同學科的科學家并肩協(xié)作的工作模式。但真正的跨學科性——即便是在合作的框架下——也要求我們真正跨學科地思考。團隊中終究需要有人提出關鍵的思想,而那個人往往正是擁有多領域見解的人。
所以,盡管科學的框架是分門別類的,科學家的創(chuàng)造性卻得益于跨學科視野。這或許可以解釋為何那么多杰出的生物學家原先所接受的教育訓練是在其他領域,比如馬克斯·德爾布呂克(Max Delbrück)、瑪莉-克萊爾·金(Mary-Claire King)、弗朗西斯·克里克(Francis Crick),比比皆是。
但一個龐大而背景多樣的團隊也有其重要性:如果更多變的思維方式、更多樣的想法在飲水機旁匯聚,這里便為跨界思維聯(lián)系的產生提供了沃土——現(xiàn)代職場正是以此取代了傳統(tǒng)咖啡館,成為創(chuàng)意人士碰面擦出思想火花的場所。
有相當一部分少數(shù)派科學家在離開自己最初的專業(yè)領域后仍然游刃有余。他們可能專精于某種研究方法,然后被吸引到了新的領域,因為應用該方法能夠產生激動人心的新數(shù)據(jù);抑或他們可能通過自己項目的副產品而接觸到了陌生領域,結果一頭扎了進去。許多這樣的科學家變成了“游牧學者”,在職業(yè)生涯中每隔幾年就切換領域。
保羅·埃爾德什(Paul Erd?s)正是一位頻繁穿梭于數(shù)學各分支之間的“文藝復興式全才”。相傳他一生中大部分時光都在不同合作者之間輾轉,寄居在他們的家中,直到工作完成,然后再問接下來自己該與誰合作。每當開啟新合作時,他總會找到自己和合作者兩個人都最感興趣的問題。
這位數(shù)學家晚年積攢了如此之多的同行合著手稿,以至于學界開始流行“埃爾德什數(shù)”——根據(jù)合著關系計算與埃爾德什的“學術距離”(相當于科學界版本的KevinBacon六度分離理論,甚至很可能是后者的起源)。埃爾德什有一句每當新合作者首次開門迎接他時都會說出的標志性話語,美妙概括了文藝復興式全才的心態(tài):“我的大腦敞開著(My brain is open)。”
專家困境
跨學科性的增加真的會帶來更多洞見嗎?元研究(meta-research,即關于研究本身的研究)已通過文獻計量學方法對此展開探討:一篇論文的影響力可以由其被引數(shù)近似衡量,而它的跨學科性則反映在其所引參考文獻涉及領域的多樣性。
不過,研究結果呈現(xiàn)出矛盾性。有一些研究顯示,一項工作中研究領域的增加與其影響力的提升相關,而另一些研究則顯示跨學科性的增加未必有益。深挖影響力與跨學科性之間的關聯(lián)不但顯示了其益處,也顯露了其代價。
而從實用性來說,對不同形式的跨學科性進行區(qū)分還是很有幫助的。參考文獻涉及領域的差異性跟影響力呈現(xiàn)正相關,但如果參考文獻中的不同領域太過均衡或者學科距離太過遙遠,則與這篇論文的被引次數(shù)呈現(xiàn)負相關。因此夜間科學的探索可能在涉及“毗鄰可能”領域最為豐產——即尚未被發(fā)現(xiàn)、但仍能經(jīng)由給定學科觸及的知識疆域,即便我們需要跨越領域的人為邊界。
然而,從科學家個人的角度來審視這些關系,會發(fā)掘一個令人不安的真相:那些從事跨學科研究的科學家往往不如專家高產。至少在一定程度上,這反映了發(fā)表跨學科研究中涉及的困難。
這樣的元研究量化了很多人先前已經(jīng)經(jīng)驗過的:科學的學科性與跨學科之間的存在矛盾。隨著我們對其他領域了解更多,我們的創(chuàng)造力就能涉足更遠、更廣闊的方向。這為我們的夜間科學注入了力量。
但另一方面,跨學科研究者很可能會缺乏某些其主攻領域的專家一般會有的詳盡知識,許多同行會因此認為此人不堪信任。是有一些通才,真正在多個領域都是專家,但對于我們大多數(shù)人來說,想獲得第二領域的扎實知識,只有以減少主要領域的專業(yè)深度為代價才有可能。這就是我們所說的“專家困境”:你越變得跨學科,你在同行中的可信度可能就越低(圖1)。
所以,盡管跨學科研究者可能帶來了一個好觀點,但可能沒有人會理他,因為他不知道這個領域的來龍去脈,所以當基金評審或期刊編輯評估其工作時,憑什么認真對待它呢?因此,在科學家頌揚跨學科性的同時,真正以跨學科的方式工作對個人來說可能會成為職業(yè)負擔??鐚W科性當然增強了我們的夜間科學創(chuàng)造力,但它也可能同時遏制我們的日間科學事業(yè)。
圖1 專家困境。一位科學家跨領域創(chuàng)造性思維能力的增加幾乎不可避免地與專業(yè)深度的丟失相關,進而其人在本領域的可信度降低,同行對其工作的接受度下降。
面對專家困境,不同科學家在上面這個譜圖中選擇了不同的位置。有些科學家在左端找到舒適區(qū),成為某個領域高度專業(yè)化的專家。他們深耕數(shù)年,常常是數(shù)十年,才達到對某個體系擁有精深理解的境界。細胞程序性死亡和蛋白質降解的分子通路的發(fā)現(xiàn)便是該策略的一個典型。當然了,世界上總是存在埃爾德什這樣的人,不斷變換領域,是真正的游牧學者。但往往,譜圖里面會有一個平衡點,也許可以成為專家困境的答案。
科學思想的進出口業(yè)務
跨學科創(chuàng)造性是一條雙行道。你可能意識到來自其他領域的一個概念或者方法,甚至僅僅只是一個類比,卻對你解決本領域的問題有幫助。反過來,你本領域的一個概念或者方法可能對回答另一個領域尚未有定論的問題有幫助;而你發(fā)現(xiàn)的關聯(lián)甚至可能會引出那個領域的新問題。
表1對兩個方向都列出了一些例子。在所有這些例子中,領域間的關聯(lián)并非顯而易見,并且無法通過純粹在單一領域內思考而獲得。相反,正是科學家的跨學科思考,才使得發(fā)現(xiàn)這些關聯(lián)成為可能。
表1 科學領域間思想進出口的例子
從另外一個領域進口思想的經(jīng)典案例就是自然選擇理論應用于癌癥研究。出生于1850年的德國動物學家威廉·魯(Wilhelm Roux)以其在實驗胚胎學領域的先驅工作,并且建立了最初的組織培養(yǎng)而著名。除了胚胎學方面的核心工作之外,威廉·魯對達爾文關于物種演化中自然選擇作用的著作十分著迷。在一個只能被視為夜間科學的偉大時刻,威廉·魯靈光乍現(xiàn),想到自然選擇是一個如此普遍的原理,所以它也應當被應用在體內細胞之間的相互競爭中。
威廉·魯在1881年出版的著作《機體各部分間的斗爭》(Der Kampf der TheileimOrganismus)中闡述了他的思想;往后其大部分的日間科學工作就致力于驗證他在這本書中首次提出的普遍思想。主流癌癥研究花了上百年消化這個思想,而隨著我們邁入21世紀,幾乎沒有癌癥研究者質疑癌細胞的蔓延是由突變和選擇之間的相互作用支配的。
自然選擇的原理也被應用在了生物學以外的領域。早在1873年,《哈潑斯雜志》(Harper’s New Monthly Magazine)就寫道:“依照達爾文描述為自然選擇的原理,相較長詞,短詞正在占據(jù)優(yōu)勢,[…]而地方性習語各方面均處于劣勢。”——這就是模因概念的萌芽,模因即通過操縱人類大腦進行傳播的“文化基因”。
一旦觀念在一個領域中產生,它可能后來被發(fā)現(xiàn)是如此泛用,以至于將本領域的人們帶領到迥異領域去獲得深刻見解——請見表1的右側。
艾伯特-拉斯洛·巴拉巴西(Albert-LászlóBarabási)領導的一組跨學科網(wǎng)絡分析應用研究就是一個很好的例子。1999年,巴拉巴西和當時他的研究生雷卡·阿爾伯特(Réka Albert)報告,許多網(wǎng)絡——包括互聯(lián)網(wǎng),學術文章間的引用模式,或者電影演員的合作關系圖——有一種奇特的共同性質。這些網(wǎng)絡是“無標度的”(scale free):不管放大多少倍,它們都包含幾個出奇“受歡迎”的節(jié)點——它擁有許多連接,而大部分其他節(jié)點只有一個連接。
為這項工作尋求資助時,巴拉巴西廣泛探索了各類項目,遠遠超出其曾經(jīng)工作過的領域。在他的著作《鏈接:網(wǎng)絡新科學》(Linked:The New Science of Networks)中,他描述曾經(jīng)偶然看到美國國防部高級研究計劃局(DARPA)的項目征集,主題是“開發(fā)使未來計算機能夠抵御攻擊并繼續(xù)提供網(wǎng)絡服務的技術”。
該項目與他工作的關聯(lián)只能說是極其微弱的,但通過將他們的方法應用于研究系統(tǒng)魯棒性問題,巴拉巴西的團隊雖為網(wǎng)絡安全領域的外來者,卻有了一個重大發(fā)現(xiàn):此類網(wǎng)絡具有強大的容錯能力,但抵抗攻擊的能力異常脆弱。(譯者注:這里指攻擊鏈接多的超級節(jié)點即可讓網(wǎng)絡癱瘓,但對于隨機錯誤網(wǎng)絡可以維持穩(wěn)定。)
白天當專家,夜晚當全才
我們怎么樣才能通過跨學科思考來增加夜間科學的創(chuàng)造力呢?第一步就是要知道日間科學和夜間科學的區(qū)別,以及學科和科學家之間的區(qū)別。學科是指導日間科學的結構化框架,但也是我們可能需要在創(chuàng)造性階段去穿越的人為界線。
夜間科學是關于發(fā)現(xiàn)前所未知和出乎意料的工作,所以沒有定案可以遵循。為了擴展我們的跨學科思維,廣泛閱讀是個好辦法——即使淺嘗輒止也不必自慚形穢;相反,這常常是必需的。我們雖不能事事成為專家,培養(yǎng)廣泛興趣——例如通過科普書——可以找到其他領域的粗略地圖,了解他們在思考什么問題、所用的方法,以及用以引導他們思考的概念和類比。
去聽只與你自己工作稍有重疊的講座也可能很有啟發(fā)性。通過將他們的數(shù)據(jù)和問題與你自己的專業(yè)知識關聯(lián)起來,你可能會得到新的想法:一種用他們的數(shù)據(jù)幫助探索自身領域問題的方法,或者用自己熟悉的方法去解決他們問題的辦法。這樣,你仍然可以駕輕就熟地深耕專業(yè)領域,同時又熟悉了其他領域并能夠從中汲取靈感:白天像個專家一樣思考,而夜晚博采眾長。
專家對科學進步的重要性始終如一,大學構建精密的學科結構自有其深意。白天是專業(yè)學者的統(tǒng)治時間。但科學研究的創(chuàng)造性——夜間科學——隨我們在學科間移動的能力而增強。多年來,科學界對跨學科性的強調程度像鐘擺一樣增減往復。縱然,當人們號召跨學科性的時候,它也會以純粹日間科學的形式出現(xiàn)——強調龐大團隊,由背景多樣但高度專精自身領域的學科專家組成。
但與此形成對比的是,跨學科創(chuàng)造力似乎當“團隊”只有一位或兩位科學家時最為興旺,并且常常發(fā)生在一位沒有受過目標領域正式訓練的科學家在夜間科學的冒險中(并且,在許多案例中,后來甚至也在他們的日間科學中發(fā)生)。所以,如果你一直想要去探索其他領域,但又感覺到可能是浪費自己的時間,那么:“別想太多,沒關系(don’t think twice,it’s alright)?!保ㄗg者注:這句話也是鮑勃·迪倫作品的歌名。)
本文基于知識共享許可協(xié)議(CC BY 4.0)譯自Yanai,I.,Lercher,M.Renaissance minds in 21st century science.Genome Biol 21,67(2020).https://doi.org/10.1186/s13059-020-01985-6
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作者:杏耀注冊登錄測速平臺
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