導(dǎo) 讀
美國化學(xué)家卡爾·巴里·沙普利斯分別于2001年與2022年兩次獲得諾貝爾化學(xué)獎。2008年11月忧陪，沙普利斯在中國天津大學(xué)的 Honeywell Nobel Lecture（霍尼韋爾—諾貝爾獲獎?wù)咧v座系列）上作了一場演講。報告的題目是：“How to find something new”（如何發(fā)現(xiàn)新事物）。
他一生做過很多重要的演講耳标，但這場演講可說是其中最特殊的一次雏节。沙普利斯曾說這是自己數(shù)十年科研工作中最精華的一次總結(jié)和自述胜嗓，但這場匯報并不是關(guān)于化學(xué)，而是關(guān)于科研方法和他自己關(guān)于科研創(chuàng)新的思考钩乍。為給讀者分享這場富于啟發(fā)的演講辞州，《知識分子》獲授權(quán)轉(zhuǎn)載，略有刪改寥粹。
（一）如何發(fā)現(xiàn)新事物
經(jīng)常有人問我变过，“您如何找到新的反應(yīng)？您是從哪里得到那些新的想法的排作？”我認(rèn)為一位優(yōu)秀的科學(xué)家必須非常熱情且充滿好奇牵啦。同時，他若想成功妄痪，野心也必不可少哈雏。然而，科學(xué)家的種類很多衫生。諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主彼得·梅達(dá)瓦爵士曾說：“科學(xué)家中有收藏家裳瘪、分類者和強(qiáng)迫癥患者。從性格上講罪针，他們之間許多是偵探彭羹，許多是探險家；有些是藝術(shù)家泪酱，有些則是工匠派殷。”
我基本上是一位探險家毡惜。即使探索未知的能力并不是與生俱來的，但我相信各種性格的科學(xué)家都可以學(xué)習(xí)去探索斯撮。我想幫助在座各位變得更有創(chuàng)造力经伙，在科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程中能有更多的機(jī)遇，并且也許能體會到科學(xué)發(fā)現(xiàn)帶來的那種激動人心的感受勿锅。
如果你想發(fā)現(xiàn)新事物帕膜，千里之行的第一
步就是要學(xué)會與不確定性共存，并學(xué)會接受失敗如常溢十，因?yàn)閷ふ椅粗挛锏娘L(fēng)險就像成為一名從不系安全繩的高空雜技演員一樣大垮刹。并不能保證何時、甚至是否一定有新發(fā)現(xiàn)张弛，也沒有任何可能預(yù)測你所找到的新事物是否就是你希望尋找的荒典。根據(jù)新事物的定義宗挥，在已知范圍內(nèi)推理出真正的新事物是不可能的，因此你必須踏上通往未知之路种蝶。
我的性格使我樂觀擁抱不確定性。實(shí)際上瞒大，我在斯坦福大學(xué)研究生院畢業(yè)后額外做了幾年（相當(dāng)于三個博士學(xué)位論文工作量的）研究螃征，因?yàn)槲覠釔弁耆淖杂伞恍柙趯?shí)驗(yàn)室中開反應(yīng)或在圖書館中進(jìn)行研究，除此之外沒有文書工作透敌、授課或撰寫研究基金的的職責(zé)盯滚。在做化學(xué)反應(yīng)的閑暇時，我喜歡與其他化學(xué)家在黑板上進(jìn)行 “粉筆交談”酗电。我從不擔(dān)心個人的安全感或未來將給我?guī)硎裁础?/p>
我的博士導(dǎo)師范塔梅倫（E.E. van Tamelen）是他這一代中最具創(chuàng)造力的化學(xué)家之一魄藕，他所想的都是化學(xué)中的重要問題，同時這些科學(xué)問題往往也是最難的撵术，因此和他共事更使我樂觀擁抱不確定性背率。當(dāng)你踏入未知世界時，就無法保證一定能成功嫩与，所謂的失敗才是永恒的伴侶寝姿。我很幸運(yùn)，范塔梅倫教授給了我們很大的自由——他并未就我實(shí)驗(yàn)室的工作制定明確的方向划滋。這有助于我獲得獨(dú)立性饵筑，增強(qiáng)信心和成熟度。
當(dāng)我在實(shí)驗(yàn)臺上工作時处坪，我的大多數(shù)反應(yīng)都行不通根资，但我從來沒有將它們視為失敗。我行不通的想法總會給我?guī)黻P(guān)于下一步嘗試的更多想法同窘。因此玄帕，我的詞典里沒有 “失敗” 這個概念。從1920年到1947年塞椎，查爾斯·凱特林曾擔(dān)任全球最大的公司之一—通用汽車的研發(fā)總裁（他被譽(yù)為創(chuàng)新之父）桨仿，我非常贊同他的觀點(diǎn)：“明智地失敗” 是一個很棒的概念。你們都需要學(xué)習(xí)如何明智地失敗案狠。
凱特林說服傍，一位發(fā)明家 “嘗試后可能會失敗上千次÷钐”而根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)吹零，失敗的數(shù)量更接近上萬次。對于新的發(fā)現(xiàn)來說拉庵，失敗才是真正的通向成功之路灿椅，我認(rèn)為對你們在坐的大多數(shù)人來說，聽到這個道理真是一個很大的意外！一定不能將失敗視為浪費(fèi)時間茫蛹。我親身的經(jīng)歷和漢弗萊·戴維爵士的經(jīng)歷相近：“我的失敗啟發(fā)了我最重要的發(fā)現(xiàn)操刀。”
（二）迎接SERENDIPITY（意外發(fā)現(xiàn)）的到來
當(dāng)理解了SERENDIPITY（意外發(fā)現(xiàn)）在發(fā)現(xiàn)新事物中所起的特殊作用后婴洼，失敗轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒κ遣幻艿墓强印erendipity通常指的是在尋找完全不同的事物時的偶然幸運(yùn)發(fā)現(xiàn)。尋找新事物永遠(yuǎn)不可能是一個理性的過程柬采。
真正的新事物是未知的——根據(jù)定義欢唾，未知事物不可能被描述或被預(yù)測。因此粉捻，意外發(fā)現(xiàn)在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中無處不在礁遣。例如，開普勒對橢圓形行星軌道的證明源于他對酒桶的面積和體積進(jìn)行測量的嘗試肩刃。同樣地祟霍，幾乎當(dāng)今所有最有價值的化學(xué)過程的發(fā)現(xiàn)都有意外的因素。實(shí)際上盈包，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的誕生完全是出于意外的發(fā)現(xiàn)浅碾。
1856年，珀金（Perkins）還是一名18歲的學(xué)生续语，他正在試圖合成奎寧垂谢。他的反應(yīng)失敗了，這在實(shí)驗(yàn)室中稀松平常疮茄，他最后在燒瓶底部得到了一塊令人不悅的黑色固體殘?jiān)闹臁Ｔ谇逑礋繒r，他發(fā)現(xiàn)該固體殘?jiān)泻幸环N可溶于乙醇的紫色化合物力试。珀金對這個奇怪而完全出乎意料的結(jié)果進(jìn)行了跟蹤徙邻，他發(fā)現(xiàn)該化合物可以用于給紡織纖維染色。他為新染料申請了專利畸裳，并創(chuàng)建了自己的染料工廠缰犁。通過純粹的意外發(fā)現(xiàn)，珀金發(fā)現(xiàn)了第一種苯胺煤焦油染料怖糊。正是通過抓住這個意外發(fā)現(xiàn)的機(jī)會帅容，珀金才成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的奠基人。
意外發(fā)現(xiàn)的例子幾乎是無止境的：哥倫布在尋找東印度群島時偶然發(fā)現(xiàn)了美洲大陸伍伤。聚丙烯的偶然發(fā)現(xiàn)將石油帶進(jìn)了我們所生活的世界并徘。特氟龍、青霉素扰魂、化學(xué)療法麦乞、X射線蕴茴、巴氏涂片、疫苗接種姐直、牛頓萬有引力定律倦淀、安全玻璃、人造甜味劑声畏、硫化橡膠晃听、宇宙大爆炸理論、橡皮泥砰识、冰棒、可口可樂佣渴、DNA的發(fā)現(xiàn)辫狼，甚至是電話——它們都是在人們尋找其他事物時偶然發(fā)現(xiàn)的。許多常見的藥物在創(chuàng)制初期的目的都是用來治療不同的疾残寥蟆：一種治療心絞痛的候選藥物由于其顯著的副作用——后來被稱為“偉哥”膨处，而被人們更加熟知！
很遺憾的是砂竖，“serendipity” 被選為英語翻譯中最困難的十個單詞之一真椿。我希望它能被很好地譯成中文，因?yàn)槠鋷缀跛械目茖W(xué)發(fā)現(xiàn)都欠她（serendipity）一個巨大的人情乎澄。如果你想有新發(fā)現(xiàn)突硝，則必須積極主動地開門邀請serendipity進(jìn)入。
我認(rèn)為有一個人將這件事描述得最好置济。1854年解恰，路易斯·巴斯德曾寫下他的名言：在觀察所及的領(lǐng)域內(nèi)，機(jī)會只青睞有準(zhǔn)備的頭腦浙于。也許你知道英國著名小說家簡·奧斯丁护盈。她一生從未離家，從未結(jié)婚羞酗，也從未外出旅行腐宋，但她的小說《傲慢與偏見》卻最為出名，其揭示了對人性的深刻理解檀轨，她是一個真正的天才胸竞。鮮為人知的是一位來自馬薩諸塞州的名叫艾米麗·狄金森的隱居年輕女士，她和沃爾特·惠特曼被認(rèn)為是19世紀(jì)最偉大的美國詩人参萄。
簡·奧斯丁的天才之處在于對人性的理解。艾米莉·狄金森的天才之處在于她可以理解人類創(chuàng)造力和發(fā)現(xiàn)的本質(zhì)拧揽。我個人認(rèn)為剃盾，在這方面腺占，沒人能比她描述得更加精妙。她詩中的這些句子很好地表達(dá)了意外發(fā)現(xiàn)在生活以及科學(xué)中的作用：
幸運(yùn)與勇者為友痒谴。
幸運(yùn)不是偶然,而是辛勞衰伯；
幸運(yùn)之神昂貴的微笑是靠辛勞贏得的。
不知何時黎明會來积蔚，我打開了所有的門意鲸。
希望意味著時刻為尚未出生的事物做好準(zhǔn)備。
稱其為意外發(fā)現(xiàn)尽爆、好運(yùn)怎顾、機(jī)會或運(yùn)氣吧。如果你想發(fā)現(xiàn)新事物漱贱，請遵循它槐雾。放棄你固執(zhí)的計(jì)劃，歡迎好運(yùn)上門吧幅狮。
我有時會說募强，如果你想被汽車撞到，請站在高速公路的中間崇摄。我畢生的 “站在高速公路中間” 的研究方法很早就開始使用了擎值。在我讀研究生時，曾在研討會上聽過一次來自加州理工的喬治·哈蒙德（George Hammond）教授的演講逐抑。他是一個真正的特立獨(dú)行者鸠儿，他所說的內(nèi)容在當(dāng)時的被視為異端，因?yàn)樵谀菚r厕氨，有機(jī)化學(xué)的主要研究目標(biāo)是合成復(fù)雜的天然產(chǎn)物及相關(guān)類似物捆交。
哈蒙德教授那時說的是：“關(guān)注過程，而不是產(chǎn)品腐巢∑纷罚” 他的話引發(fā)了我的共鳴，就像一場宗教轉(zhuǎn)變冯丙。盡管實(shí)際上他的觀點(diǎn)與當(dāng)時有機(jī)化學(xué)的慣例相反肉瓦，但他所說的卻是非常合理的。雖然現(xiàn)在我知道胃惜，那時的我在違背當(dāng)年有機(jī)化學(xué)的“圣律”泞莉，但當(dāng)時我并沒有這樣想。我偏離了公認(rèn)的常識船殉，并正在解放思想鲫趁。
他后來寫道：“合成最根本和最持久的目標(biāo)并不是合成新的化合物，而是合成新的功能利虫“ず瘢” 生產(chǎn)意味著過程堡僻。此外，若想在化學(xué)中找到新的東西疫剃，那么我相信研究過程仍然是最好的選擇钉疫。這條古老的建議至今仍然成立——找到過程之中漏洞并將它們填補(bǔ)。
（三）治好你的?“瘟疫”
想象每個人都患有 “瘟疫”巢价，而 “瘟疫” 有很多不同的病因和癥狀牲阁。繼續(xù)想象每個人都沒有意識到他們有任何癥狀，因?yàn)槿藗兗词乖诨?“瘟疫” 時也能繼續(xù)過正常的生活壤躲。實(shí)際上城菊，“正常” 意味著患有 “瘟疫”碉克！還要想象一下凌唬，當(dāng)有人發(fā)現(xiàn)其癥狀時，他對醫(yī)生說：“我覺得我病了”棉胀，而所有的醫(yī)生都說：“不，你很正常冀膝，你沒得病唁奢。” 這才是問題所在：大多數(shù)醫(yī)生都不知道 “瘟疫” 的存在窝剖；一些醫(yī)生只是聽說過 “瘟疫”麻掸，但并不相信它真正存在，因?yàn)樵卺t(yī)學(xué)院上課時赐纱，沒人教過他們這類 “瘟疫”脊奋。一些醫(yī)生確實(shí)了解 “瘟疫”或悲，但他們的同事們像對待瘋子一樣對待他們唤蔗，因此這些醫(yī)生的觀點(diǎn)無法發(fā)表出來恩脂。
他們的觀點(diǎn)為什么不能發(fā)表炬称？因?yàn)楣芾磲t(yī)學(xué)期刊和控制政府研究資金的那些非常有能力的醫(yī)生要么不相信澄阳，要么捐顷，更糟的是舷暮，盡管他們知道 “瘟疫” 的存在励两，但承認(rèn)他們所知道的會損害其利益效五。對我而言地消，“瘟疫” 是扼殺創(chuàng)造力、發(fā)現(xiàn)和科學(xué)進(jìn)步的所有精神障礙的隱喻畏妖。創(chuàng)造性思維的最大障礙是我們隨身攜帶的所有沒有被意識到的思維上的包袱脉执。我們都非常、非常容易被欺騙戒劫。
大家請看這張圖片半夷。
你們能看到方格相交處的所有小灰點(diǎn)嗎婆廊？它們似乎四處移動。我可以看到它們——你們可以嗎玻熙？現(xiàn)在只關(guān)注其中一個交點(diǎn)否彩，專注于一個小灰點(diǎn)。它還在嗎嗦随？不列荔，當(dāng)然不在，因?yàn)樗羞@些小灰點(diǎn)都是視覺錯覺枚尼，方格之間并沒有任何東西贴浙。你們可以從中獲得很多樂趣——只需在Web瀏覽器中輸入 “VISUAL ILLUSIONS（視覺錯覺）”，就可以找到成百上千個例子署恍。
看到被欺騙是多么容易了嗎崎溃？這一直在你身上發(fā)生。視覺錯覺是一種生理現(xiàn)象盯质。我們的大腦為我們做出了無意識的預(yù)設(shè)袁串，但它們并非總是正確的。這些預(yù)設(shè)中有很多是你們已經(jīng)學(xué)到的呼巷，但也有很多使你們本來容易的生活變得更加困難囱修。
我愿重申：創(chuàng)造性思維的最大障礙是我們隨身攜帶的所有沒有被意識到的思維上的包袱。我稱其為 “瘟疫”王悍。期望破镰、傲慢、偏頗压储、恐懼鲜漩、幻覺、妄想集惋、神話孕似、偏見、圣律刮刑、政治鳞青、資助、非理性的忠誠（其中最糟糕的是父母的愛——最不理性地對你的想法照單全收）……我可以繼續(xù)列舉下去为朋。這些就是 “瘟疫” 的病因臂拓。如果你想痊愈，就必須靠自己——這不是在課堂上能教的习寸。
理查德·費(fèi)曼是諾貝爾物理學(xué)獎得主胶惰，也是我最偉大的英雄之一，他曾說：“首要原則是霞溪，切勿自欺欺人—而你自己是最容易被欺騙的人孵滞≈欣Γ” 他還說過：“我很聰明，因?yàn)槲抑牢易约汉苌捣蝗摹泄伪！?我強(qiáng)烈建議你們閱讀費(fèi)曼的自傳和傳記。我想你們會看到費(fèi)曼的童年匿级，尤其是他與父親的關(guān)系如何賦予他如此清晰的洞見力蟋滴，而不是像我們大多數(shù)人一樣通過犯錯而習(xí)得。
當(dāng)他們散步時痘绎，他的父親會指向一只鳥津函，二人一同觀察。此外他的父親會告訴年輕的理查德關(guān)于這只鳥他所知道的一切孤页。費(fèi)曼后來寫道：你可以用世界上所有的語言描述這只鳥的名字尔苦，但除此之外你還是對它幾乎一無所知……所以讓我們觀察一下這只鳥在做什么——這才是有價值的。
我很早就學(xué)到了知道某物的名稱和真正知道某物的區(qū)別行施。如果你是一名科學(xué)家允坚，就有可能落入有很多錯誤的陷阱。文獻(xiàn)可能是錯誤的蛾号。一門學(xué)科衰敗而另一門學(xué)科興起帶來了心理上的障礙稠项。當(dāng)前研究的 “時尚” 可能是基金驅(qū)動、個人崇拜甚至是期刊編輯偏見的結(jié)果须教。這才是我想知道的事情：有機(jī)化學(xué)專注于一件事（復(fù)雜合成）已經(jīng)50多年了皿渗，但那些我們?nèi)粘Ｊ褂弥械淖钪匾瘜W(xué)反應(yīng)均在此之前就被發(fā)現(xiàn)了斩芭。這傳遞出什么信息轻腺？有機(jī)化學(xué)和穿著5英寸高跟鞋的女性是否都可能是“時尚”的受害者?
不希望其他同事認(rèn)為你很愚蠢，這可能是創(chuàng)造性思考的最大障礙划乖。這就是我所謂的 “第一步” 的必然結(jié)果贬养，即學(xué)會如何與不確定性共存。如果你不能承認(rèn)自己錯了琴庵，或者過分在意別人對你的看法误算，那么就無法發(fā)揮創(chuàng)造力。即使當(dāng)你缺乏同事的充分尊重時迷殿，也必須繼續(xù)相信自己和你的目標(biāo)儿礼。你必須要在你自己想做什么和其他人認(rèn)為你應(yīng)該做什么之間進(jìn)行選擇。但是庆寺，如果你想成為一名探險家蚊夫，你將不會孤單——的確有人愿意遵循發(fā)現(xiàn)之路，也的確有真正的榜樣可以為你提供支持和指導(dǎo)懦尝。
除了范塔梅倫教授知纷，我最杰出的榜樣是斯坦福大學(xué)的亨利·陶布（Henry Taube）壤圃，吉姆·科爾曼（Jim Collman）和比爾·約翰遜（Bill Johnson）、帝國理工的德里克·巴頓（Derek Barton）琅轧、哥倫比亞大學(xué)的吉爾伯特·斯托克（Gilbert Stork）伍绳、瑞士聯(lián)邦理工的阿爾伯特·埃申莫瑟（Albert Eschenmoser）和加州大學(xué)洛杉磯分校的索爾·溫斯坦（Saul Winstein）。當(dāng)我還是一個年輕的科學(xué)家時乍桂，我就認(rèn)識了他們冲杀，從從與他們的交流中學(xué)到了很多。
陶布和巴頓教授后來都成為諾貝爾獎得主模蜡，我希望我的列表上還會有更多的諾貝爾獎得主漠趁。這些科學(xué)家的整個職業(yè)生涯都以思維廣度和重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)為特征。因此忍疾，要成為一名探索者闯传，就需要尋找好的導(dǎo)師和志同道合的當(dāng)代人，并學(xué)會在沒有主流支持的情況下進(jìn)行研究卤妒。
