撰文 | Steven Weinberg

 

在我刚从大学毕业时（大约一百年前吧），物理学文献对我来说宛如一座浩瀚无边而且未经探勘的海洋，每个海域都得先测绘海图，然后才能开始进行自己的研究。如果不知道所有已经被研究出来的东西，我要怎么做研究？幸运的是，我在研究所第一年有幸获得几位资深物理学家的指导。他们不顾我忧心忡忡的反对，坚持要我立刻开始进行研究，并且在过程中学习所需的知识。这对我来说简直是孤注一掷。神奇的是，我发现这种方法居然奏效了！我很快就获得博士学位，尽管毕业时对于物理几乎一无所知。不过我确实学到重要的一课，就是：没有人知道所有学问，你也不需要如此。

 

第二则重要的箴言，继续用海洋学的比喻来说就是：如果你游泳不会溺水，就该朝向波涛汹涌的地方游去。1960 年代晚期当我在麻省理工学院任教时，有位学生告诉我说他想做广义相对论的研究，而不是当时我所从事的基本粒子物理领域，因为前者的原理早已广为人知，然而后者对他来说简直一团混乱。这令我突然领悟，他提出的正好是一个做出相反决定的绝佳理由。粒子物理在当时是一个还能进行开创性研究的领域。它在 1960 年代确实是一团混乱，但之后透过许多理论与实验物理学家的努力逐渐理出头绪，将所有基本粒子（嗯，几乎所有啦）整合到一个称为标准模型的美妙理论架构里。我的忠告是，到一团混乱的地方去吧，那里才是研究活动热络进行的所在。

我的第三个忠告或许是最难实践的，就是不要苛责自己浪费时间。当学生的时候，需要解决的通常是教授（特别残酷的除外）知道找得到答案的问题。此外，这些问题在科学上是否重要根本无关紧要，反正得解决它们才能毕业。然而在现实世界里，我们很难知道哪些问题才是重要的，而且你永远不知道某个问题在历史上的某一刻是否真的有答案存在。二十世纪初有好几位首屈一指的物理学家试图建立关于电子的理论，包括洛仑兹（Hendrik Lorentz）与亚伯拉罕（Max Abraham）在内，部分原因是为了厘清，为什么侦测地球在以太中运动效应的所有尝试都以失败告终。如今我们知道他们根本就把心力消耗在错误的问题上。当时没有人能够发展出正确的电子理论，是因为量子力学根本还没发现。要等到 1905 年，透过爱因斯坦的天才，大家才明白原来运动对时空量测的效应才是值得探讨的正确问题，这让爱因斯坦发现了狭义相对论。由于不确定哪些才是真正该回答的正确问题，你花在实验室或书桌前的大部分时间其实都浪费掉了。如果你想创造什么，就得习惯花费大把时间却得不到创新的结果，你得习惯科学知识的汪洋多半是平静无风的。

 

最后的忠告是，学一些科学史，或者至少熟悉你自己研究领域的历史。最简单的理由在于，历史也许真的对你的学术研究帮得上忙。举例来说，科学家不时会因为相信某个过度简化的描述科学的模型而陷入泥淖，这些模型是以前从培根（Francis Bacon）到孔恩（Thomas Kuhn）与波普（Karl Popper）等哲学家所提出的。对付科学哲学的最佳解药就是具备科学史的知识。

 

更重要的理由是，科学史可以让你的研究对你而言更具价值。身为一名科学家，你或许无法变成家财万贯。你的亲朋好友无法理解你在做些什么。如果你从事的是基本粒子物理这类的领域，甚至无法享受完成一件立即有用的事所带来的成就感。但是如果能够体认，你在科学上的成就将成为历史的一部分，极大的满足感便会油然而生。

 

回顾 100 年前，也就是 1903 年的时候；当年谁是英国首相或美国总统，对现在有什么重要性可言？真正经得起时间考验的重要事件，是卢瑟福（Ernest Rutherford）与索迪（Frederick Soddy）在麦吉尔（McGill）大学发现放射性的成因。这项成果当然具有实用上的价值，但更重要的却是它在文化上的影响。对于放射性的了解使科学家能够解释地球与太阳核心为什么能够维持高温几百万年。地质学家与古生物学家认为地球与太阳的年龄极为悠久，放射性的研究成果正好帮他们排除最后一块科学上的路障。自此之后，基督徒与犹太教徒只能选择放弃相信圣经的文字记载，或者选择盲从。这是自伽利略以降，经历牛顿、达尔文至今一系列运动的其中一步，不断削弱宗教教条主义的影响力。虽然只要翻翻当下的报纸，就知道这些努力尚未成功。但是，这是一件足以令科学家引以为傲的启蒙性研究。

 

作者简介：史蒂芬·温伯格（Steven Weinberg）为理论物理学家，与阿卜杜·萨拉姆（Abdus Salam）及谢尔顿·格拉肖（Sheldon Glashow）共同发展出统一电磁力与弱交互作用力的弱电理论，而共同获颁 1979 年诺贝尔物理学奖。现为美国德州大学奥斯汀分校教授。

 

译者简介：戴守煌，毕业于台大物理系，英国德伦大学（Durham University）基本粒子理论博士，台大梁次震中心博士后。

 

本文经授权转载自微信公众号“数理人文”。本文取材自作者于 2003 年在加拿大麦吉尔大学理学院毕业典礼开幕致词，发表在 Nature 426 (2003), P.389，标题为 Scientist: Four Golden Lessons，原文请戳文末“阅读原文”查阅。中译文繁体版载于《数理人文》（公众号：math_hmat）杂志第 4 期（2015 年 4 月）。