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和不少工作一样,科学也有很多显而易见的矛盾比如:研究工作是困难而枯燥的,但科学家却说“我觉得研究很有乐趣呢!”再比如,科学是用来拓展认知的;但面对新观点新知识,科学却要求科学家要多多质疑。
每天都面对这么多矛盾,科学家都怎么调整自己的心情和心态呢?我们这就要来探究科学是如何平衡多组矛盾的。
怀疑的态度 vs. 开放的心态
一方面,科学是谨慎质疑的。现有的假说是我们所能得到中最好的。大家已经广泛深入地对这些假说做了验证,这些假说能匹配得上大多数已有的证据。正是因为现有被接受的观点很好用,且被证据完好支持;面对新观点,科学家是谨慎质疑的,必须有大量坚实的支持证据才会接受它。另一方面,科学接受变化。如果一个新理论或新假说真的能更好地提供解释、提出新问题与观点,即便用时比较长,最终还是会被接受。
怀疑态度和开放心态的拉扯,一般都意味着科学观点要发生重大改变。例如,大陆板块理论(我们现在理解地球的地质运动的框架)在被接受前曾面临长期的艰难挑战。1912年首次出现证据前,大多数科学家保持怀疑。当时普遍被接受的理论已经能够解释山的出现,并且能应用到石油勘探。但支持大陆板块理论的证据一直增加:不同大洲上的岩石像拼图碎片一样正好吻合、在热带发现了冰川沉积物。到了二十世纪60年代,科学家发现,旧理论不能解释的事物能用新理论解释,于是消退怀疑。新理论这才被接受。虽然,这个过程花了半个世纪,但一旦新理论证据多于现有理论,科学家的天平就会倾向于接受新理论。
图:观察到大陆形状像是从原来的一整块分开的,是大陆板块漂移理论的最初证据。现在远距离的岩石层和地理性质都能匹配,提供了更多重要证据
观点平等 vs. 评估客观
科学并不平等对待所有的观点:人们会更多研究有可能重要的观点,且更容易接受有更多证据支持的观点。而科学家在评估观点时又要试图做到客观客观决策需要解读证据时不掺杂个人的信仰;科学家试图基于证据支持或反对观点来判断,无论自己是否喜欢这个观点、是否能从中受益,无论这个观点是否受其他科学家欢迎
很明显,面对几乎所有的科学谜团,科学家更看重客观而非观点间的平等举例来说,过去的五十年中,科学家想到了很多场景用来解释恐龙6500万年前的灭绝。其中一些看起来有点不可思议(对新开花物种过敏),有一些看起来挺有吸引力 (来自哺乳动物的竞争)还有一些有点复杂(火山活动以行星撞击改变了大气,阻隔了阳光,出发了严重的生态变化)。虽然所有这些观点,都被认为是可能的解释。但最终,科学家并不平等地对待这些观点。客观评价的证据显然更支持其中一些假说。举例来说,全世界广泛覆盖了一层富含铱的沉积物,而铱是行星中常见的元素。这些沉积物的形成时间和恐龙灭绝相同,这就为行星撞击这一观点提供了非常强有力的证据。因为科学家想要彻底验证行星撞击的观点,了解更多这是如何导致大型灭绝的,这个观点相比其它观点被更多地研究。
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  • 了解关于“小行星撞地球带来恐龙灭绝”假说的科学与科学研究,阅读“【科研有故事】揭秘恐龙灭绝” (公众号回复 恐龙
图:位于白垩纪/第三纪边交界的浅色层(硬币处)富含铱元素,可能是小行星撞击地球的证据。
逻辑 vs. 创意
逻辑和创意看似矛盾,但科学同时依赖这两种思维模式科学家分析思考如何研究,并评估观点,但他们同时创造性地提出新观点和新验证。逻辑对于排除不好用的假说很关键,而创意是思考证据如何用来解释所必须的。
图:60年代中期的博士生伯内尔。图中是占地4.5英亩无线望眼镜的局部,她用无线望远镜发现了脉冲星
逻辑和创意在科学突破中经常彼此滋养。例如对脉冲星的发现。当天文学家乔瑟琳·贝尔·伯内尔(Jocylen Bell Burnell)还是一个研究生时,她研究新望远镜中得来的数据,从恒星发出的无线电波里发现了不寻常的模式。
这些模式需要一个有创意的解释。它们是来自地球的干扰?不是的;它们以和恒星一样的速度穿过天空,因此逻辑上就能排除这种可能性。那么这些规律性的脉冲是来自外星人么?伯内尔思考认为,如果这些脉冲来自外星人,那就应该从一个点发出,然而她在天空中四个相互离开的不同位置都观察到了脉冲!因此这些信号也不会来自外形文明。伯内尔和她的导师想到了一个非常有创意的理论——但逻辑是通的:这些脉冲来自燃尽的恒星,它们在旋转时发出强脉冲。
体会乐趣 vs. 辛勤工作
日常的工作是有趣的——无论是野外跋涉去观察动物行为或搅动性质不明的化学溶液。这是激发科学家研究的动力。但如果一个实验需要混合100或甚至1000种溶液,恐怕谁都会感到厌烦。大多数科学研究需要投入,同时也有乐趣。平衡这种分裂人格一直在促使科学家和科学前进。
图:古道尔记录黑猩猩的行为
野外考察体现了科学研究中有趣和不那么有趣的方面。例如,珍妮·古道尔(Jane Goodall)在坦桑尼亚研究黑猩猩一连好几年。她每天天亮前醒来翻过陡峭山坡、带刺的灌木丛,去追踪黑猩猩,观察一整天。虽然这项工作经常又困难又单调,但她怀着对可能会看到的现象的好奇心坚持下来—— 她的好奇心和坚持的态度得到回报。她是第一个观察到黑猩猩使用工具的人,而此前大家认为只有人类才能使用工具。
保持平衡
保持平衡,科学得以一直前进科学家愿意考虑新观点,但需要质疑才能去除没用的解释。科学家要想出新解释和解读,找到逻辑分析这些观点的方法,找到支持一个观点的证据;设计一个验证实验,就必须有创意。有时,科学要求的工作枯燥且挑战,但也会带来兴奋和好奇。
这些对持并非科学独有,很多人类活动都包含类似的“搞平衡”然而,对科学普遍的误解(比如科学应该平等对待所有新观点,比如科学不需要创造性,比如科学是无聊的)正好与此有关。有这些误解,是因为人们忽视了事物的另一面。这些精妙平衡正是科学强大力量的体现
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  • 当你在评估科学信息做决策是,观点平等和客观评估之间的区别很重要。了解更多,阅读“谨防虚假平衡” (公众号回复 8.3
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Understanding Science. 2017. University of California Museum of Paleontology. 3 January 2017 <http://www.understandingscience.org>.  
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