好奇心驱动的科学研究有多重要?在今天(11月6日)举行的世界顶尖科学家论坛开幕式主旨演讲中,2010年诺贝尔物理学奖得主、英国曼彻斯特大学教授安德烈·盖姆说,如果没有这些研究,人类或许仍是一群坐在香蕉树上的猩猩。
“这并不是一个新问题,早在150年前的论文中大家就开始争论,要不要把资金投入好奇心驱动的、非目标导向的研究中。”盖姆认为,要让外行理解好奇心对科学有多重要,的确不那么容易理解。
他先讲了一个寓言:丛林中有个黑猩猩的部落,它们坐在香蕉树上。它们中有的在考虑应该把钱花在找更好的香蕉去皮技术上,有的则可能会想——试试爬下树来开始行走,或者其他一些事。“对于基础研究而言,获得根本性突破的发现,往往并没有非常显而易见的目标。”
通过自己的两个研究,盖姆想试图解释清楚“好奇心驱动的研究”是什么。
第一个例子是盖姆在25年前发明的磁除垢仪——在水龙头里放入一块磁铁,就不容易产生水垢了。强磁场并不是盖姆研究的领域,但他对此比较熟悉。“磁场放入水中,也许会发生一些情况。”在这样的好奇心下,盖姆在水中放入了磁铁。
水容易产生水垢,而磁场可能带来一些改变。“其实,我们对磁场的物理原理已经知道100年了,但似乎没有什么实验室想到把磁铁放入水中,我的同事也不是很相信我。”但盖姆做了这个实验,结果他只花了一周时间就完成了这项发明。
1997年,当时还是副教授的盖姆,把一只青蛙放入强磁场中,得到了“悬浮青蛙”。“此后,我外出开会时,很多人跟我说,我不知道你为何得诺贝尔奖,但我知道你的青蛙。”盖姆说,现在中国有磁悬浮设施,“我也很好奇,因为这对汽车、飞船都很重要”。
盖姆提到的另一个好奇心驱动的研究是石墨烯。它源于盖姆头脑中冒出的一个问题:石墨可以做得有多薄?“我们很难想象,回答这样一个问题,就引出了一个新的材料门类。”
“如果我想为这个研究筹集资金,肯定没人愿意投我,因为大家觉得更荒谬。”盖姆说,他在实验室拿起一块石墨,放到胶带上——“忽然,我迎来了我的‘尤里卡时刻’,这些看上去垃圾一样的东西,就好像透明的薄片。”
盖姆说,过去人们知道很多材料是三维的,但直到20年前才知道有些材料只有一个原子、一个分子。随着石墨烯等二维材料产生,在很多领域带来革新,它们具有很多高级特性,甚至是很难想象的全新材料。“除非我们跳出已有的思维框架,不然就无法看到新材料那些完全不同的属性,从而带来二维材料的发现。”
现在,全球很多公司都在使用并发展石墨烯材料,包括手机、生物传感器中都在使用,可以说,石墨烯很快进入社会应用。
盖姆在演讲的最后一张幻灯片中强调:好奇心驱动的研究是人类进步的动力,它们往往需要几十年才会展现出对社会的影响。但如果没有这些研究,我们仍然坐在香蕉树上。
作者:许琦敏
图片:受访者提供
责任编辑:任荃
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