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- 第3章 科学的驱动力
诺贝尔奖具有实用价值吗？
令人惊讶的是，在那些最后被证明最实用、最赚钱的诺贝尔奖获奖研究中，许多研究的初衷并不是为了实用，而是为了增进对世界的理解，或者只是为了追求知识的兴趣。科学家们总喜欢向科研经费提供者强调这一点。他们越来越担心，如果科研经费的遴选标准是以未来能产生多大实用价值（很大程度上是猜测）为基础，那么，科学产生的真正价值可能会减少。我们不可能对每个人的好奇心都投入重金，因此，投资者很容易受到“实用性”的吸引，但这却可能成为梦幻泡影。
诺贝尔奖委员会在评奖时会广泛征求全球各地科学家的意见，集思广益、斟酌良久，有时甚至会花上10年的时间。即便如此，他们选出来的领域有时也会陷入困境，仿佛踏进散沙。从20世纪50年代开始，在诺贝尔物理学奖获得者中，只有不到六分之一的获奖者在取得突破的当初就已经想好了要怎么使用，但是，几乎一半的获奖研究在后来都取得了很高的实用价值。一个典型的例子是激光。在最初的30年里，人们都不知道激光可以用来解决什么问题，但是如今，每台DVD播放机中都在使用激光。渐渐地，越来越多的科研突破能立刻显现出实用价值。80年代以后，这样的研究在诺贝尔奖中数量翻倍，占比达到近三分之一。到目前为止，几乎一半的诺贝尔奖获奖研究都具有可观的利用价值（如图3-4所示）。换句话说，早先的化简式科学，目前都得到了构造式的应用，因为今天的科学家们能更好地理解这些成果能用来做什么（或者被迫研究它们的应用）。过去半个世纪以来，几乎一半的物理学和工程学突破都促进了构造式科学的发展，继而催生了新技术。还有一些科学成果渐渐从人们的视野中消失，但是，在韬光养晦几十年之后，它们说不定能够重新崭露头角。因此，对这些点子进行评判的一个重要标准是看它是否有趣以及是否具备潜力。
图3-4 在1952-1981年和1982-2011年这两个时段，诺贝尔奖的应用在最初人们的认知中以及在最终的付诸实用中（箭头）所占的比例
在化学领域，前30年拥有显然更大的即时效益。最初，超过三分之二的奖项都具有实用性。随着它们的应用潜力变得越来越清晰，最后展现出实用价值的诺贝尔化学奖比例上升到了90%，尽管化学领域超过三分之二的奖项都属于化简式科学。那时候，先锋研究者总能清晰地看到他们的研究可能带来些什么。而最近，这些探索者却变得十分犹豫（差不多占到一半），但依然有超过90%的研究付诸应用。令人惊讶的是，几乎所有诺贝尔化学奖获奖研究都极大促进了技术进步。这个比例几乎是物理学和工程学利用率的两倍，尽管这些研究在当时并不总是被看好。这个现象也反映在一些正在崛起的研究中，例如面向人体健康诊断与治疗的生物化学，以及在社会中处处可见的材料化学与燃料化学。诺贝尔医学奖的数据也类似，在早期，约有三分之二的获奖研究被视为实用性研究，但后来这个比例逐渐上升到90%。近年来，超过80%的诺贝尔医学奖获奖研究被认为具有广泛的用途，但最终只有70%真正产生实用价值。近期，医学方面的发现打入实用领域所花的时间越来越长。在医学方面，从科学发现到实际应用是一个从乐观到低落的过程：突破发生之时，人们充满希望；但随着人类与大自然角力较劲、争相控制生命的过程日渐深入，情况变得越来越错综复杂，令人沮丧。
为了评价一项发明的“实用性”，我采取的方法是评估它是否催生了重要的商业行业。诚然，这些突破对科学本身来说都是有用的，但想要判断它是否对社会具有直接的效用，要看是否有人乐意为其买单。化简式的科学能够直接带来实际应用，比方说，理解胃溃疡的起因能带来适当的治疗方法。然而，在物理学领域，化简式科学通常需要通过构造式探索的积累才能带来实际用途。比方说，人们发现，无线电波可以让盘旋于分子内部的自旋电子发生翻转。这项发现让人们发明出测定不同分子位置的技术，进而催生了核磁共振（NMR）技术。通过进一步完善，人们又发明出了目前被广泛用于人体成像的磁共振成像技术。
对条件苛刻、万里挑一的诺贝尔奖进行一番简单探索之后，我意识到，影响力巨大的构造式科学正在迅速增长。现在，这些最负盛名的“诺贝尔科学”越来越关注实际应用。这个现象不仅反映出人们对科学的理解加深了，科研的动机更偏实用性，还反映出人们的价值偏好以及对科学的选择标准都发生了改变。这些变化反映出另一个更大规模的变革，即整个科学生态系统的变革。这其中最重要的洞察莫过于化简者与构造者的“共生”关系——它们就像科学的阴阳两面，循环往复地驱策着彼此的发展，保持着持续摇摆的合作关系。
或许，诺贝尔奖本身也需要尽快进化。如何更好地认可大型合作团队的角色？我们尚不清楚。这些团队通常由几百个人组成，主管人数通常超过三个（比如欧洲核子研究组织的粒子加速器，或者巨大的下一代射电望远镜“平方公里阵列”）。在某些领域，过去所有的进步都来自屈指可数的少数团队；而今天的趋势是，科研团队的数量越来越多，并且，它们在短期内纷纷做出许多较小的进步。对这些领域，我们应该如何应对呢？还有一些科学领域，它们子领域的数量激增，使其影响力无法渗透到所有领域，只限于本学科的高墙之内。面对这种情况，我们又该如何应对呢？近年来，信息技术迅速崛起，构建科学信息、编织科学之网的方法变得多种多样，这或许会削弱人们对诺贝尔奖的崇拜。
又或许，诺贝尔奖最有用之处是向人们证明了投资“好奇心驱动的科学”的重要性，因为许多科学进步在一开始都缺乏清晰的愿景。还有一件显而易见的事情是：科学家总能将不同领域的科学进步组合在一起，不久之后，便能开启全新的前沿科研领域。稍后，我们将讨论科学生态系统中的经费和职业发展。到那时，我们将会看到，由于竞争的压力与日俱增，人们越发关注研究的实用性。这个趋势在诺贝尔奖的遴选中可见一斑。但是，想要理解科学如何从好奇心的种子中萌发出实用性的果实，我们就必须理解人们是如何收集、筛选和领悟科学知识的。欲知后事如何，请听下章分解。
