科學研究的藝術

W.I.B.貝弗里奇 著

陳捷 譯

W.I.B.Beveridge

THE ART OF SCIENTIFIC INVESTIGATION

William Heinemann Ltd. London, 1961

威廉•伊恩•比爾德莫爾（William Ian Beardmore，WIB）貝弗里奇是澳大利亞動物病理學家，也是劍橋大學動物病理學研究所所長。他於1908年4月23日出生在澳大利亞新南威爾士州朱尼市，並於2006年8月14日去世。他是1957年的《科學研究的藝術》和1977年的《上一次大瘟疫》的作者。

第十一章 科學家

在世界的進步中，起作用的不是我們的才能，而是我們如何運用才能。‛ ——布雷斯福德•羅伯遜

科學家的生活

對打算從事科學生涯的青年男女，說幾句科學研究中個人生活方面的話也許是有幫助的。

年輕的科學家在閱讀本書以後，看到對他提出的種種要求也許會大吃一驚。他若不是一個願為"事業"獻身的難得人才，很可能就會放棄科學研究了，所以我必須再說幾句。我願立即向他說明，書中所談的只是一種求全的理想建議，而且，無需犧牲生活中的其它一切興趣，人們仍然能夠成為很好的研究工作者。如果有人願意把科學研究當作天職，成為愛因斯坦所說的真誠的獻身者，那是再好不過；但是也有很多偉大的、有成就的科學家，他們不僅過着正常的家庭生活，而且還有時間從事各種業余愛好。直到不久以前，由於物質報酬是如此的菲薄，科學研究還完全是由獻身者去從事的。但今天，研究工作已經成為一項正規的職業了。然而，嚴格遵照早九點到晚五點的工作時間是不能做好研究工作的，實際上，有些晚上必須用於學習。從事研究的人必須對科學真有興趣，科學必須成為他生活的一部分，被他視為樂趣和愛好。

科學研究的進展是不規則的。科學家偶然一次去熱切地追蹤一項新發現，這時，他必須把全付精力傾注於工作之中，日夜思考。他如具有真正的科學精神，是會願意這樣做的；如若條件不允許這樣做，則會損害他的活動力。研究人員的家人一般都懂得，如果此人要成為創造性的科學家，有時就必須盡力不使他在其他方面有所負擔和操心。同樣，他實驗室的同事們通常也幫助他減輕日常工作或行政事務上可能的負擔。這種幫助並不會給他的同事或家人造成負擔，因為對大多數人來說，這種精力突然奮發的情況是太少見了。也許平均一年有二到六次，一次有一、兩個星期，但各人的情況是大不相同的。然而，不要把這些話誤當作鼓勵培養“藝術家的脾氣”，而在日常事務中可以不負責任。

弗萊克斯納在規劃洛克菲勒研究所時，有人問他：“你准備讓你的人在研究所里出洋相嗎？”這句話的意思是：只有願冒這種風險的人，才可能作出重要的發現。研究人員萬萬不可因怕出洋相或怕人說他“想入非非”而放棄自己的設想。有的時候，提出並深人研究一項新設想是需要勇氣的。人們還記得：詹納把有關種牛症的計劃告訴一位朋友時，由於害怕受人嘲笑，是請他嚴守秘密的。

當我問起弗萊明爵士對研究工作的觀點時，他回答說：他不是在做研究，而是在做游戲的時候發現了青黴素。這種態度代表了不少細菌學家，他們把自己的研究說成是“戲弄”這個或那個有機體。弗萊明爵士相信，正是做游戲的人作出了最初的發現，而更按部就班約科學家發展了這些發現。“游戲”一詞意義頗深，因為它明白地意味着科學家的工作是為了怡惰，為了滿足自己的好奇心。但是，如果是一個無能的人，“游戲”則無異於隨便地摸摸這弄弄那，一無所得，沒有結果。

戴爾爵士1948年在劍橋為巴克羅夫特爵士舉行的一次聚會上說，偉大的主理學家總是把科學研究看成是有趣的冒險。拉夫頓(F.J.W.Roughton)教授說，對巴克羅夫持和斯塔林(E.H.Starling)（斯塔林(1866-1927)，英國生理學家。——譯者）。來說，生理學就是世上最開心的娛樂。

科學上的偉大先驅，雖然都曾熱烈地悍衛自己的設想，並時常為之戰斗，但是，他們中的大多數在心靈深處卻是謙恭的人，因為他們太清楚了：比起廣闊的未知世界，他們的成就只是滄海之一栗。巴斯德在他的生命快要終結時說：“我虛度了一生”，因為他想到的是很多他本可以做得更好的事。據說，牛頓在死前不久曾說：

“我不知道世人怎樣看我，但在我自己看來，我只是像一個在沙灘上玩耍的男孩，一會兒找到一顆特別光滑的卵石，一會兒發現一隻異常美麗的貝殼，就這樣使自己娛樂消遣；而與此同時，真理的汪洋大海在我眼前未被認識、未被發現。”

娛樂和度假主要是一個個人需要的問題，但是，科學家如果連續工作時間太長，會喪失頭腦的清新和獨創性。在這方面喬伊特(Jowett)杜撰了一句很好的格言：“不緊不慢，不勞不怠。”我們大多數人都需要娛樂和變換興趣，以防止變得遲鈍、呆滯和智力上的閉塞。弗萊克斯納對假期的看法與摩根(Pierpont Morgan)（摩根(1867-1943).美國大金融家。——譯者）是一樣的。摩根有一次說，他不能用十二個月，卻能用九個月做一年的工作。但是，大多數科學家並不需要一年休假三個月。

我已經提到過科學研究中常有的失望，以及需要同事、朋友的理解和鼓勵。大家知道，這種不斷的挫傷有時會造成一種神經病，哈里斯(H.A.Harris)教授稱之為“實驗室神經病”；有時這種挫傷則會扼殺一個人對科學研究的興趣。必須保恃極大的興趣和高漲的熱情，當研究人員必須吃力地、緩慢地從事某項研究而又無成果時，要保持這二者是很困難的。

在別的行業里，常常可以養成積習，因襲舊例；但是比起其它行業，科學研究中的這個問題就要嚴重得多。因為實際上，所有研究人員的活動都必須是他自己頭腦的產物。唯有在工作有所進展的時候，他才得到激勵，而不像生意人、律師和醫生，他們既可以從自己的主顧、委託人和求診者那裡，又可以因為自己能有所作為，而經常得到激勵。

經常同關心自己工作的同事討論研究工作，有助於防止“實驗室神經病”。神經病學上“精神發泄”的巨大價值已為眾所周知，同樣，告訴別人自己的困難，傾吐自己的失望，會使受到頓挫的研究者減少過度的煩惱和憂傷。

“實驗室神經病”最常見於把全部時間用於研究單一項目的科學家。有些人在同時研究兩個問題時感到有足夠的緩解和挫懈。有些人則願將一部分時間用於教學、常規的診療工作、行政事務或其它類似職業上，使他們感到即使研究工作一事無成，他們也還是在做一些實際有用的事情，也還是在為集體做貢獻。各人情況需要分別加以考慮，但是研究工作要有成效，科學家必須把他的主要時間用於研究。

在談到這後一點時，坎農意味深伏地指出：

“這個時間因素必不可少。一個研究人員可以居陋巷，吃粗飯，穿破衣，可以得不到社會的承認。但是只要他有時間，他戰可以堅持致力於科學研究。一旦剝奪了他的自由時間，他就完全毀了，再不能為知識作貢獻。”

在做了一整天別的工作以後，擠出一兩個小時的業余時閱來做科學研究是沒有多大用處的，特別如果這一天的工作是需要動腦筋的工作，因為，除了實驗室活動以外，科學研究還需要安寧的心境以便思考問題。此外，為了研究工作取得成果，有時必須面對挫折失敗鍥而不舍，而有一個現成的“逃避”活動，可能會造成不利條件。伯內特認為業余研究通常“在重要性上是稍遜一籌的。”

普拉特和貝克提出，一個科學研究人員或是有隨和、平易近人的好名聲但平庸無奇；或是喜怒無常但成績卓著：也許只能是二者居其一。對於僅只到實驗室來作科學參觀的來訪者應嚴格限制，然而，大多數研究人員願意犧牲時間同真正嚴肅關心自己工作的參觀者交談。 巴甫洛夫在臨死前寫道：

“我對我國有志於科學的青年布什麼祝願呢？首先，循序漸進。我一說起有成效的科學工作這條最重要的條件時就不能不感情激動。循序漸進，循序漸進，循序漸進……在未掌握前一項時決不要開始後一項。但是，切勿成為事實的保管員。要透徹地了解事物的奧秘，持之以恆地搜尋支配它們的法則。第二，謙虛……切勿狂妄自大、目空一切。由於狂妄，在必須同意他人時你會固執己見，你會拒絕有益的、善意的幫助，你會喪失客觀的頭腦。第三，熱情。記住：科學是要求人們為它貢獻畢生的。就是有兩次生命也不夠用。在你的工作和探索中一定要有巨大的熱情。”

熱情是一種巨大的撞動力量，但是，同一切與感情有關的東西一樣，有時變化無常。有些人一時感情沖動，但片刻即逝；而另些人卻能長時間保持對事物的興趣，而強烈的程度卻往往很一般。在這方面，同在其它方面一樣，應該儘可能地了解自己。就我個人而言，當我一陣心血來潮的時候，鑒於過去的教訓，我試圖客觀地估計形勢，決定我的熱情是否有堅實的基礎，或是否會在熱情燃盡以後，從此一蹶不振，很難再對這個問題引起興趣。對問題保持興趣的一個方法是和同事分享這種興趣。這樣做還有助於使自己頭腦清醒，制止盲目的沖動。年輕人特別容易對自己的設想一時沖動，急於加以試驗，而欠缺批判的思考。熱情是一種非常可貴的動力，但是同一切動力一樣，必須充分認識其各方面的影響，才能用得恰當。

如果年輕科學家在畢業後的一、兩年內能夠找到可出成果的工作方向，那麼他不妨排除其它課題進行專一的研究。但一般說來，在把全付精力用於某一方面的研究之前，他最好能獲得比較廣泛的經驗。工作單位問題也是如此：假如他很幸運，發現他的同事和工作的條件都很好，他對自己的進展很滿意，那就謝天謝地。但是，換一換工作往往是很有幫助的，因為思想上新的接觸和不同的科學領域都能給人很大的激勵，尤其當科學家感到自己是在墨守陳規的時候。我自己就有這種感受，別人告訴我，他們也有這樣的體會。一個不到四十歲的科學家，或許每三、五年就應從這個角度來考慮一下自己的工作。有時更換課題也有好處，因為研究同一問題時間過長，會使人腦力枯竭，做不出結果。

高級科學家更換工作往往很困難，同時對他們也是不合適的。對他們來說，休假年（休假年是西方國家每隔七年給予若干高等院餃教師一年或半年的假期。——譯者）就是一個換換腦筋的機會；另一個方法是，安排各機構間科學家的短期互換。

一個人如果被隔絕於世，接觸不到與他有同樣興趣的人，那末，他自己是很難有足夠的精力和興趣來投期從事一項研究的。多數科學家在孤獨一人時停滯而無生氣，而在群集時就相互發生一種類似共生的作用，這正如培養細菌時需要有好幾個有機個體，生火時必須有好幾根柴一樣。這就是在研究機構工作的最大有利條件。至於能得到同事的建議和合作以及借到儀器之類的事，則是次要的。世界邊遠地區的科學家，如能到大研究中心工作一段時間或短期訪問備研究中心機構，是大有裨益的。同樣，科學會議的主要價值也在於提供了機會，使科學家能非正式地會面並討論共同關心的問題。

遇到與自己有共同愛好的人，會產生很大的動力。看到別人對這個問題如何感興趣，問題則變得益發有趣。我們之中實在很少有人能有堅強的意志、獨立的頭腦，熱中於一個別人毫不關心的課題。

然而，確實有少數難能可貴的人，他們有足夠的內在精力和熱情，獨處時不失去活力，甚至可能由於不得不獨立思考，不得不因為與世隔絕而有廣泛的興趣，而竟然從中獲益。大多數偉大的先驅者都必須獨立構思自己的設想，有一些是在科學上與之隔絕的情況下工作的，如孟德爾在寺院，達爾文在“獵犬號”航行途中。還有一個現時的例子，就是貝內茨。他在澳大利亞西部，是在科學上相對隔絕的情況下工作的。他發現了羊身上腸血中毒病症的原因，牛羊因缺銅而致病，此外，對人類的知識還作了其他重要的開創性貢獻。

人在一生中哪個時期最有創造性，關於這個問題萊曼(H.C.Lebman)搜集了一些有趣的資料。他在《醫學史入門叢書》、《醫學史導引》之類著作中查閱資料，發現：1750到1850年出生的人，出成果最多是在三十到三十九歲這十年中間。把這一段的成果當作100%，則：二十至二十九歲這十年間出的成果是30-40%；四十到四十九歲期間成果為75%；五十到五十九歲期間成果為30%。人們的發明能力和獨創精神也許在早年，甚至早在二十多歲就開始衰退，但是，經驗、知識和智慧的增長彌補了這一缺陷。

坎農說：朗(Long)和莫頓(Morton)兩人都是在二十七歲的時侯開始用乙醚作麻醉劑的；班廷(F.G.Banting)（班廷(1891-1941)，加拿大生理學家。——譯者）是在三十一歲時發現胰島素的：塞麥爾維斯二十九歲發現產褥熱的傳染性；貝爾納三十歲時開始研究肝髒的產糖功能；范格拉夫(van Grafe)二十九歲時設計了修補齶裂的手術，奠定了現在成形外科的基礎。亥姆霍茲在年僅二十二歲，還是一個醫科大學在校學生時，就發表了一篇重要論文，提出發酵和腐爛都是生命現象，從而為巴斯德開闢了道路。魯賓遜(Robinson)認為二十八歲是一個關鍵的年齡，因為許多大科學家都是在這個年齡發表他們最重要的著作的。另一方面，有些人在七十歲以後仍繼續作出第一流的研究成果。巴甫洛夫、霍普金斯爵士和巴克羅夫特爵士都是很好的例子。

一個人在四十歲以前未作出重大貢獻並不一定意味着他一輩子也作不出，這樣的先例是有的，雖然不多。隨着年齡的增長，大多數人對別人提出的新設想以及自己工作或思想中出現的新觀念的接受能力逐漸減弱。哈維說，當他第一次提出血液循環理論時，沒有一個四十歲以上的人接受它。許多人之所以在中年前後喪失了創造力，就是由於擔任了行政職務沒有時間從事研究。有時是由於中年以後生活安逸而造成惰怠，從而喪失了進取心。和年輕人接觸有助於保持觀點的敏銳新鮮。不管人過中年創造力衰退的原因是什麼，這種現象說明了：知識和經驗的職累並不是出研究成果的主要因素。

奧斯瓦爾德認為，隨着年齡增長而經常出現的創造力衰退的現象是由於對同一問題長期接觸所造成的。知識的積聚妨礙着獨創精神，這一點在本書第一章里已經討論過了。對於中年以後喪失獨創性的科學家，奧斯瓦爾德主張他們的工作領域來個大變換。他自己在五十歲以後用這樣的方法保持頭腦的敏銳，顯然是非常成功的。

研究人員是幸運的人，因為他能從自己的工作中找到生活的意義並感到滿足。對於把個人的存在埋入大於小我的事物中從而尋求心境安寧的人，科學具有一種特殊的吸引力；那些更重視實際的人卻因想到自己研究成果的不朽而感到心滿意足。很少有什麼職業可說比科學研究對人類幸福有更大的影響了，特別是在醫學和生物科學方面。羅伯遜說：“研究工作者是新文明的開路人和先驅者。”

人類存在和積累知識只有近一百萬年，而文明社會約一萬年前才剛剛開始。有什麼理由說人類不能在世界上再居住幾萬萬年呢？當我們想到未來將取得的成就時，不禁頭暈目眩、驚愕萬分。我們才剛剛開始駕馭自然力。

但是，比起尋求怎樣控制世界氣候，怎樣利用地殼下面蘊藏的熱量，比起穿過宇宙飛往其它的星球，比這些更為急迫的是必須使人類的社會發展趕上自然科學方面的成就。當人類運用集體的意志和勇氣承擔巨大的、但歸根結底是義不容辭的責任來有意識地引導人類物種的進一步進化時，當科學研究的最偉大的工具——人的頭腦——本身成了科學發展的對象時，誰又能想像那個時候事物會發生什麼樣的變化呢？

提要

對科學的好奇和熱愛是進行研究工作最重要的思想條件。也許最大的鼓勵是希望贏得同事們的尊重，而最大的報酬是作出新發現時感到的激動，人們普遍認為這是人生最大的樂趣之一。

根據科學家的思想方法，大致可把他們分為兩類。一種是推測型的研究人員，他們的方法是運用想象和直覺來得到解決方法，然後憑藉實驗和觀事對自己的假說加以檢驗。另一種是條理型的研究者，他們一步步謹慎地推理，進展緩慢，收集了大部分的資料後才得出解決方法。

研究工作的進展一般是突進式的。在“高潮”時期，科學家幾乎必須把全部精力和時間用於研究。不斷受挫可能引起一種輕度的神經病。防患的辦法是同時研究幾個問題或從事某項業余工作。換換腦筋往往會產生巨大的精神動力，有時變換課題也有同樣的效果。

從事科學研究確實能使人心滿意足，因為科學的理想賦予生命以意義。