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【科技專論】基礎(chǔ)科學(xué)真能產(chǎn)生很多新發(fā)明嗎?

 昵稱20064513 2016-04-08

本文由賽先生(iscientists)授權(quán)轉(zhuǎn)載

作者  Matt Ridley*,翻譯  王曉波,校對(duì)  楊璐


科學(xué)研究驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新嗎?馬特·瑞德利(Matt Ridley)爭(zhēng)辯說(shuō),科學(xué)研究并不經(jīng)常有驅(qū)動(dòng)作用,技術(shù)演化有它自己的趨勢(shì),和實(shí)驗(yàn)室里的抽象幾乎沒(méi)有什么聯(lián)系。


創(chuàng)新是一件神秘的、難以指揮的事。技術(shù)似乎以一種不可阻擋的、演化的進(jìn)步而變化,我們大概不能阻止它,也不太可能大大促進(jìn)它。而且,技術(shù)似乎也不是科學(xué)的成果。大多數(shù)技術(shù)突破來(lái)自于技師的修修補(bǔ)補(bǔ),而不是研究者對(duì)假設(shè)的檢驗(yàn)。這聽起來(lái)似乎離經(jīng)叛道,但“基礎(chǔ)科學(xué)”并不像我們所想的一樣能產(chǎn)生很多新發(fā)明。

假設(shè)托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)在發(fā)明電燈泡之前就死于一次電擊,歷史會(huì)發(fā)生全然不同的改變嗎?當(dāng)然不會(huì)。根據(jù)羅伯特· 弗里德爾(Robert Friedel)、保羅·伊斯里爾(Paul Israel)和伯納德·菲恩(Bernard Finn)合著的有關(guān)白熾燈發(fā)明史的書,在愛迪生之前,至少23個(gè)人有份于發(fā)明了某種形式的白熾燈。

其他發(fā)明也是一樣。伊萊沙·格雷(Elisha Gray)和亞歷山大·格雷厄姆·貝爾(Alexander Graham Bell)在同一天申請(qǐng)了電話專利。在谷歌于1996年橫空出世前,已經(jīng)有幾十個(gè)搜索引擎存在。就像凱文·凱利(Kevin Kelly)在他的書《技術(shù)想要什么》(What Technology Wants)中記錄的那樣,我們知道有6個(gè)不同的人發(fā)明溫度計(jì),3個(gè)人發(fā)明皮下注射,4個(gè)人發(fā)明疫苗接種,5個(gè)人發(fā)明電報(bào),4個(gè)人發(fā)明照相,5個(gè)人發(fā)明輪船,6個(gè)人發(fā)明電氣鐵路。歷史學(xué)家阿爾弗雷德·克魯伯(Alfred Kroeber)寫到:發(fā)明史就是“一條連綿不絕的平行發(fā)明的長(zhǎng)鏈”。


Elisha Gray和Alexander Graham Bell在同一天申請(qǐng)了電話專利(供圖:AISA/Everett Collection)

在科學(xué)史上也是如此。英語(yǔ)國(guó)家的波義耳定律(Boyle’s Law)就是法語(yǔ)國(guó)家的馬里奧特定律(Mariotte’s Law)。伊薩克·牛頓(Isaac Newton)時(shí)不時(shí)地因?yàn)楦晏馗ダ锏隆とR布尼茨(Gottfried Leibniz)正確地宣稱獨(dú)立發(fā)明了微積分而向他發(fā)泄憤怒。查爾斯·達(dá)爾文(Charles Darwin)在阿爾弗里德·羅素·華萊士(Alfred Russel Wallace)的競(jìng)爭(zhēng)的刺激下發(fā)表了他的理論,兩人都是在讀了同一本書——馬爾薩斯(Malthus)的《人口論》(Essay on Population)之后想到了同一個(gè)理論。

不可阻擋的技術(shù)“生命體”

技術(shù)正日益發(fā)展出具有生命體特征的自主性。斯坦福大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家布萊恩·亞瑟(Brian Arthur)爭(zhēng)辯道:技術(shù)是自組織的,并且實(shí)際上可以繁殖,并適應(yīng)環(huán)境。所以,技術(shù)可以被認(rèn)為是活的生命體,至少在珊瑚礁被視為是生命體這個(gè)意義上。當(dāng)然技術(shù)離不開動(dòng)物(就是人)來(lái)建造和維護(hù),但珊瑚礁也同樣需要。

誰(shuí)又曉得什么時(shí)候技術(shù)從此不再依賴人,而能建造和維護(hù)自身呢?對(duì)科學(xué)作家凱文·凱利(Kevin Kelly)來(lái)說(shuō),“技術(shù)元素(technium)”——他對(duì)整個(gè)機(jī)器體所組成的演化中的生命體的稱呼——已經(jīng)是“一個(gè)非常復(fù)雜的并常常追隨自身欲望的生命體”。它“想要所有生命所要的:延續(xù)自身”。

截至2010年,互聯(lián)網(wǎng)所擁有的超鏈接已經(jīng)和大腦中的突觸一樣多?,F(xiàn)今,互聯(lián)網(wǎng)空間中的大部分通信來(lái)源于那些為了監(jiān)控、程序化金融交易或其他目的的程序,而非來(lái)自人類。關(guān)閉互聯(lián)網(wǎng),已經(jīng)幾乎不可能。

這種看待技術(shù)的新視角——把它看作自治的、演化的、無(wú)論由誰(shuí)控制都能繼續(xù)發(fā)展的實(shí)體——的意義是驚人的。人只是這個(gè)過(guò)程中的小卒。我們乘坐而不是駕駛這個(gè)創(chuàng)新浪潮。技術(shù)會(huì)找到它的發(fā)明人,而不是發(fā)明人找到技術(shù)。除非消滅一半人口,否則我們幾乎不可能阻止它發(fā)生,然而即使這樣做了可能也無(wú)濟(jì)于事。

事實(shí)上,技術(shù)禁令的歷史就揭示了這個(gè)道理。明朝時(shí)的中國(guó)禁止大船;幕府時(shí)代的日本禁止火器;中世紀(jì)的意大利禁止絲織業(yè);1920年代的美國(guó)禁酒。這種禁令可以延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,例如中國(guó)禁船和日本禁火器延續(xù)了三個(gè)世紀(jì),但只要有競(jìng)爭(zhēng),最終它們還是結(jié)束了。同時(shí),在世界的其他地方,這些技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展。

今天我們已經(jīng)不能想象軟件開發(fā)被停止。假如說(shuō),聯(lián)合國(guó)試圖禁止軟件開發(fā),無(wú)論這個(gè)禁令如何強(qiáng)制,在世界的某個(gè)角落,某個(gè)國(guó)家仍會(huì)不顧一切地庇護(hù)程序員。這是個(gè)荒謬的情景,但說(shuō)明了我的觀點(diǎn)。

禁止那些需要大量投資和國(guó)家管制的更大規(guī)模技術(shù)的發(fā)展更容易些。例如,歐洲曾以“預(yù)防原則”(precautionary principle)的名義,即不管新技術(shù)的危害多小都必須取締,相當(dāng)成功地維持了對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物長(zhǎng)達(dá)20年的實(shí)際禁令,而且歐洲似乎還會(huì)對(duì)頁(yè)巖氣做同樣的事。但即使如此,也沒(méi)有任何希望在全球制止這些技術(shù)的發(fā)展。

如果技術(shù)根本停不下來(lái),那它也根本指揮不了。用凱利(Kelly)先生的話來(lái)說(shuō),“技術(shù)元素(technium)想要促使演化開始的要素”。技術(shù)進(jìn)步是一種比我們意識(shí)到的還要自發(fā)得多的現(xiàn)象。發(fā)明家們英雄般的、革命性的故事結(jié)束了,而不可阻擋的、漸進(jìn)的、不可避免的創(chuàng)新開始了。

阻礙創(chuàng)新的專利

同時(shí)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明意味著專利和諾貝爾獎(jiǎng)根本上都是不公平的事物。確實(shí),一個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)布很少不伴隨著一群人的心碎,而且他們有充足的理由心碎。

專利和版權(quán)法把太多的榮譽(yù)和報(bào)酬歸于個(gè)人,并暗示技術(shù)用突變的方式演化。讓我們回憶一下,授予專利的最初理由不是給予發(fā)明者壟斷利潤(rùn),而是鼓勵(lì)他們共享他們的發(fā)明。為了這個(gè)目的,一定程度的知識(shí)產(chǎn)權(quán)法是必須的。但專利保護(hù)已經(jīng)走過(guò)頭了?,F(xiàn)在大多數(shù)專利既是為了共享發(fā)明,也是為了保護(hù)壟斷和阻止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。這阻礙了創(chuàng)新。

就算是最詳盡的論文和專利申請(qǐng)書也沒(méi)有透露足夠多的內(nèi)容來(lái)幫助別人復(fù)制步驟錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)。一項(xiàng)對(duì)激光的研究發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)圖和書面報(bào)告相當(dāng)不足以幫助別人復(fù)制一項(xiàng)激光設(shè)計(jì),你必須跟發(fā)明者面談。所以專利經(jīng)常沒(méi)有起到它應(yīng)該起到的開放目的,而是阻礙了進(jìn)步。

賓夕法尼亞大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家埃德溫·曼斯費(fèi)爾德(Edwin Mansfield)研究了上世紀(jì)70年代美國(guó)新英格蘭地區(qū)的48種化學(xué)、藥劑、電子和機(jī)械物品的產(chǎn)品開發(fā)。他發(fā)現(xiàn),平均而言,復(fù)制一項(xiàng)發(fā)明需要相當(dāng)于發(fā)明它所需的65%的資金和70%的時(shí)間。這還是有技術(shù)特長(zhǎng)的專家所需的時(shí)間和資金。所以即使有充分的自由去復(fù)制,企業(yè)還是愿意自己去闖一條路。商業(yè)公司開展基礎(chǔ)研究,因?yàn)樗麄冎肋@將幫助他們獲得有助于可持續(xù)創(chuàng)新的潛在知識(shí)。

科學(xué)真的驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)步嗎?

政治家們相信創(chuàng)新可以像水龍頭一樣開關(guān)。從純科學(xué)開始,轉(zhuǎn)化成應(yīng)用科學(xué),再轉(zhuǎn)化成有用的技術(shù)。所以作為一位愛國(guó)的議員,你所要做的是必須保證在象牙塔頂層的科學(xué)家們得到足夠的資金支持,然后看啊,技術(shù)就從塔底的水管中源源不斷地冒出來(lái)了。

這種科學(xué)如何驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新和繁榮的線性模型可以追溯到17世紀(jì)早期的哲學(xué)家和政治家弗蘭西斯·培根(Francis Bacon),他曾極力主張英國(guó)利用科學(xué)驅(qū)動(dòng)地理發(fā)現(xiàn)和商業(yè)利潤(rùn)來(lái)趕上葡萄牙。據(jù)說(shuō),15世紀(jì)的葡萄牙王子航海家亨利(Prince Henry the Navigator)大力投資制圖、船舶技術(shù)和航海,使得非洲能被探索并獲得了大量貿(mào)易利潤(rùn)。這就是培根想要復(fù)制的模式。

但最新的研究揭示,這種說(shuō)法只是一種奇談,或只是亨利王子的一種宣傳。像大多數(shù)創(chuàng)新一樣,葡萄牙的航海進(jìn)步來(lái)自于水手們的不斷探索,而不是天文學(xué)家和制圖家的猜想。更可能的是,科學(xué)家被探險(xiǎn)家的需要所驅(qū)動(dòng),而不是探險(xiǎn)家被科學(xué)家所驅(qū)動(dòng)。

從生物化學(xué)家轉(zhuǎn)為經(jīng)濟(jì)學(xué)家的特倫斯·基萊(Terence Kealey)講這個(gè)故事來(lái)說(shuō)明,在科學(xué)和政治圈子里盛行的線性教條——科學(xué)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)商業(yè)——基本上是錯(cuò)的。它誤解了創(chuàng)新來(lái)自何處。事實(shí)上,它基本上把科學(xué)、創(chuàng)新和商業(yè)的關(guān)系搞反了。

當(dāng)你研究創(chuàng)新史的時(shí)候,你會(huì)一再發(fā)現(xiàn),科學(xué)突破是技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果而不是原因。天文學(xué)在地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)代迅猛發(fā)展不是偶然的。蒸汽機(jī)幾乎與熱力學(xué)毫無(wú)關(guān)系,而熱力學(xué)的發(fā)展卻幾乎要完全歸功于蒸汽機(jī)。DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)在很大程度上依賴于對(duì)生物分子的X光晶體學(xué)分析,而這種分析是羊毛紡織業(yè)為了改良織物品質(zhì)而發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。

技術(shù)進(jìn)步是由那些不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)直到造出更好機(jī)器的實(shí)際工作者所驅(qū)動(dòng)的;抽象的科學(xué)思考是他們會(huì)做的最后一件事。像亞當(dāng)·斯密(Adam Smith)在《國(guó)富論》(The Wealth of Nations)中報(bào)告他對(duì)18世紀(jì)蘇格蘭工廠的考察成果所說(shuō)的那樣,“工廠里使用的大部分機(jī)器是普通工人的發(fā)明”,并且很多改進(jìn)來(lái)自于“機(jī)器制造者的心靈手巧”。

所以政府并沒(méi)有很大需要去資助科學(xué):工業(yè)界可以自行解決。得到創(chuàng)新之后,工業(yè)界會(huì)資助研究創(chuàng)新背后的科學(xué)原理。發(fā)明了蒸汽機(jī)之后,工業(yè)界會(huì)資助熱力學(xué)的研究?;R(Kealey)先生的這個(gè)結(jié)論如此離經(jīng)叛道,以至于大多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家都不能理解,更別說(shuō)科學(xué)家自己了。


牛頓用三棱鏡分解白光(供圖:Ann Ronan Pictures / Print Collector ) 

科研真的需要政府資助嗎?

半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),一直流行著一則信條,即科學(xué)如果不得到政府的資助就不會(huì)得到資助,并且如果研究科學(xué)不由納稅人買單,經(jīng)濟(jì)就不能發(fā)展。經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅伯特·索洛(Robert Solow)在1957年表示,技術(shù)創(chuàng)新是大多數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的來(lái)源——至少在土地和人口沒(méi)有增長(zhǎng)的社會(huì)里是這樣的。他的同事理查德·納爾遜(Richard Nelson)和肯尼斯·阿羅(Kenneth Arrow)分別在1959年和1962年解釋說(shuō),政府資助科學(xué)研究是必要的,因?yàn)閺?fù)制他人成果比原創(chuàng)研究更省錢。

基萊(Kealey)先生寫道:“納爾遜(Nelson)和阿羅(Arrow)論文的問(wèn)題在于模型是理論性的。一兩個(gè)不羈的靈魂從他們經(jīng)濟(jì)學(xué)家的空中樓閣里探出頭來(lái)就會(huì)發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)實(shí)世界中,似乎確實(shí)有些私人資助的研究?!彼麪?zhēng)論道,仍然沒(méi)有明顯的實(shí)證結(jié)果證實(shí)需要公共撥款投資研究,而歷史記錄則顯示完全相反的證據(jù)。

畢竟,在19世紀(jì)末20世紀(jì)初,美國(guó)和英國(guó)為科學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn)而只有少量的政府公共撥款,而德國(guó)和法國(guó)雖然巨額投資研究卻并未在科學(xué)或經(jīng)濟(jì)上取得更大的成就。在第二次世界大戰(zhàn)后,美國(guó)和英國(guó)開始從國(guó)庫(kù)大力撥款資助科學(xué)研究。在戰(zhàn)時(shí)科研和蘇聯(lián)第一個(gè)人造地球衛(wèi)星上天的啟示下,政府資助科研必然有效似乎顯得順理成章。

真實(shí)的教訓(xùn)本應(yīng)該指向另一個(gè)方向,因?yàn)樘K聯(lián)的人造地球衛(wèi)星嚴(yán)重依賴由古根海姆家族(Guggenheims)私人資助的羅伯特·戈達(dá)德(Robert Goddard)的工作。英國(guó)和美國(guó)并未從政府資助的科研中取得增長(zhǎng)紅利。兩國(guó)經(jīng)濟(jì)并未比之前增長(zhǎng)更快。

2003年,經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(the Organization for Economic Cooperation and Development)發(fā)表了一篇研究1971年至1998年間“經(jīng)合組織國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展來(lái)源”(sources of economic growth in OECD countries)的報(bào)告,驚訝地發(fā)現(xiàn)私人資助的研發(fā)刺激了經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而政府資助的研發(fā)卻沒(méi)有任何經(jīng)濟(jì)影響。這個(gè)震動(dòng)性的結(jié)論從來(lái)沒(méi)有被挑戰(zhàn)或被證實(shí)為假。它對(duì)科學(xué)需要政府資助的論點(diǎn)如此不利,以至于被完全無(wú)視。

2007年,美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局的經(jīng)濟(jì)學(xué)家萊奧·斯維克斯卡斯(Leo Sveikauskas)做出結(jié)論,很多政府資助的研發(fā)回報(bào)接近于零,“很多大學(xué)和政府研究的回報(bào)率很低,如果說(shuō)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有貢獻(xiàn)的話,也只有間接的貢獻(xiàn)?!?/p>

華盛頓哥倫比亞特區(qū)的美國(guó)大學(xué)的經(jīng)濟(jì)學(xué)家沃特·帕克(Walter Park)總結(jié)道,對(duì)這種不一致的解釋是政府的研究資助排擠了私人資助。也就是說(shuō),如果政府把錢花在錯(cuò)誤的研究方向上,會(huì)使研究者傾向于不再研究那些正確的項(xiàng)目。

對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō),政府資助科學(xué)的論據(jù)建立在由政府資助而取得的一系列發(fā)現(xiàn)上,從互聯(lián)網(wǎng)(美國(guó)的國(guó)防科技研究)到希格斯玻色子(瑞士歐洲核子研究中心的粒子物理研究)的發(fā)現(xiàn)(明)都包括在內(nèi)。但這種觀點(diǎn)非常具有誤導(dǎo)性。鑒于政府從巨額稅收中慷慨地?fù)艹隹铐?xiàng)來(lái)資助科學(xué),若沒(méi)有取得任何成就才是咄咄怪事。我們根本不知道如果由私人資助,我們可以取得什么科學(xué)進(jìn)展。

因?yàn)檎艛D了可能有不同考慮重點(diǎn)的慈善和商業(yè)資助,所以我們永遠(yuǎn)也不會(huì)知道我們未能發(fā)現(xiàn)什么。在那個(gè)不同的世界里,關(guān)于生命、宇宙和人類心智的偉大問(wèn)題不大可能被如何克隆富人的寵物這樣的問(wèn)題所取代。

驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、促進(jìn)繁榮的創(chuàng)新永動(dòng)器根本不是深思熟慮的政策產(chǎn)物,除非從負(fù)面來(lái)理解。政府并不能指揮發(fā)現(xiàn)或發(fā)明;他們只能保證不阻礙它們。創(chuàng)新因人類的自由交往而自然產(chǎn)生。深刻的科學(xué)見解是技術(shù)進(jìn)步樹上掉下的果實(shí)。

* 原文發(fā)表于2015年10月23日的《華爾街日?qǐng)?bào)》。作者馬特·瑞德利(Matt Ridley)是新書《萬(wàn)物的演化:新思想如何出現(xiàn)》(The Evolution of Everything: How New Ideas Emerge)的作者,也是英國(guó)上議院議員。

原文地址

http://www./articles/the-myth-of-basic-science-1445613954


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