對很多有志當科學家的年輕人來說，最頭疼的莫過于數(shù)學。沒有高等數(shù)學，你怎么在科學界有所作為？好吧，這里我要分享一個專業(yè)性的秘密，當今世界很多頗有成就的科學家在數(shù)學方面近乎半個文盲。 

我在哈佛教生物學的幾十年里，很不幸地看到很多聰明的本科生都拒絕了從事科學事業(yè)的可能性，他們擔心沒有過硬的數(shù)學能力，很難有所成就。這種錯誤的猜想讓急需人才的科學領(lǐng)域喪失了無數(shù)的人才。這造就了大量腦力的流失，我們需要阻止這種現(xiàn)象。 

我作為權(quán)威來談這個主題，是因為我自己就是個極端的例子。在上大學之前，我曾在相對貧窮的南方學校上學，而當時并不學代數(shù)，上了阿拉巴馬大學頭一年才學代數(shù)。最后，作為一名32歲的哈佛大學的終身教授，我四處學習微積分，和只有我一半年紀多一點的本科生坐在一起聽課，很不舒服。他們中有幾個還選了我教的進化生物學的課。我驕傲全無地學著微積分。 

我一直在追趕，但頂多得個C，但是這一發(fā)現(xiàn)讓我更加確信，優(yōu)秀的數(shù)學能力就好像外語方面的流利性一樣。如果我多花點功夫和當?shù)厝私涣鳎蛟S我的外語說的更加流利，但是由于各種實地研究和實驗室研究讓我抽不開身，所以我的外語水平只是略有提升。 

幸運的是，只有幾門學科要求卓越的數(shù)學能力，例如粒子物理學，天體物理學和信息理論學。而科學領(lǐng)域的其他學科更注重思想概念的提出，研究人員在腦海里形成各種圖像，然后憑直覺進行處理。 

有時，每個人都像科學家一樣白日里想入菲菲。經(jīng)過提高和有序的幻想是一切創(chuàng)意想法的源泉。牛頓在幻想，達爾文在幻想，你也在幻想。腦海里生發(fā)的圖像一開始模糊不清。他們還可能變換形式，時有時無。而當我們在墊紙上用圖表形式勾勒出這些圖片時，他們就會變得更清晰，如果我們找到實例時，他們變具有了生命。 

科學先驅(qū)們幾乎很少通過從純科學研究中提取思想來獲得發(fā)現(xiàn)。在黑板上研究一行行公式的科學家們，大多數(shù)是導師們在解釋已有的發(fā)現(xiàn)。真正的進步發(fā)生在記筆記的過程中，在辦公室里那一堆涂鴉之作里，在努力向朋友解釋某事的過程中，或是獨自吃午飯的時候。靈感的生發(fā)需要努力和專注。 

當世界本身一部分被研究的時候，科學的靈感最容易產(chǎn)生。這些靈感源于一切周密的，有序的知識，這些知識都是在這種存在碎片里已經(jīng)知曉或是可以想像出實體或是過程。當遇到新的想法時，接下來要做的通常需要用數(shù)學和統(tǒng)計的方法來繼續(xù)分析。如果這一步對于發(fā)現(xiàn)者來說在技術(shù)上存在困難時，那么數(shù)學家或是統(tǒng)計學者可以進行協(xié)助。 

在上世紀70年代末期，我曾和數(shù)學理論家George Oster一道研究了種姓原則和群居昆蟲的勞動分工。我負責提供在自然界和實驗室所有發(fā)現(xiàn)的詳細資料。他則用自己專業(yè)的定理和假說來捕捉（理解）這些現(xiàn)象。沒有我提供的信息，Oster先生或許只能提出大概的理論，但是他不能推斷出地球上存在的究竟是哪一種可能的變化。 

多年來，我和很多數(shù)學家和統(tǒng)計學家聯(lián)合著作過論文，所以我可以很自信的列出接下來這一原則。你可以叫它威爾遜第一原則：科學家很容易從數(shù)學家和統(tǒng)計學家那里得到需要的合作，但是數(shù)學家和統(tǒng)計學家很難找到能夠使用他們提出的公式的科學家。 

這種不平衡在生物學界尤為明顯，生命現(xiàn)象的成因通常一開始被誤解或是遭到忽略。理論生物學年報里充斥著數(shù)學模型，這些數(shù)學模型不是可以被毫無風險的忽略，要么就是進行檢驗時是錯誤的?？赡苤挥胁坏?span>10%具有長久價值。只有那些和真實生物系統(tǒng)知識聯(lián)系緊密的模型才有可能得到應用。 

如果你的數(shù)學能力很低，打算提高它，但是同時又覺得以你現(xiàn)有的能力可以有所作為。不管怎樣，在選擇專業(yè)領(lǐng)域時，仔細考慮一下那些需要嚴密變換實驗和量化分析的領(lǐng)域。這些專業(yè)包括物理學和化學，以及分子生物學的一些專業(yè)領(lǐng)域。 

牛頓發(fā)明微積分是為了讓自己的想象物質(zhì)化。達爾文幾乎沒有什么數(shù)學能力，但是憑借自己收集的大量信息，他能夠提出隨后數(shù)學被用應的變化過程。 

對于有抱負的科學家來說，關(guān)鍵的一步是要找到他們感興趣的科目，然后專注下去。這樣的話，他們應該牢記威爾遜第二法則：對每個科學家來說，總有那么一個學科，以他（她）的數(shù)學能力足以大有成就。