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为何没有"新爱因斯坦"出现?

已有 328 次阅读 2026-2-16 13:43 |个人分类:评论文章|系统分类:观点评述

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这篇由李·斯莫林(Lee Smolin)撰写的观点文章《为何没有“新爱因斯坦”?》(Why No "New Einstein”?),发表于2005年6月的《今日物理》(Physics Today)。文章的核心论点是:当代物理学界的学术体制和评价体系,无意中抑制了像爱因斯坦那样具有非凡创造力和智力独立性的人才的涌现与发展,而这恰恰是推动学科取得重大突破的关键。

文章的主要内容和论证逻辑可总结如下:

核心问题:体制对“创造力”与“独立性”的抑制

斯莫林认为,旨在保证公平与质量的现有机制,产生了不利于创新型人才的副作用:

  1. 支持体系失衡:追随由资深科学家主导的、已有大量支持的研究项目的人,容易获得强有力的推荐和资源。而开创自己研究项目的人通常缺乏这种支持,因此其价值常被低估。

  2. 评价标准偏颇:现有体系偏爱在既定领域内的“最佳者”,而非那些能提出新问题、识别未经验证假设或进行跨学科应用的人才。

  3. 产出压力扭曲:应用成熟技术可以轻松发表多篇论文。而自主开拓新方向的研究者,需要同时发展新思想和新方法,往往论文产出更少、引用率更低,在基于数量的评价中处于劣势。

  4. 风险认知错位:人们常认为雇佣独立思想家风险更高,但斯莫林反驳,真正由好奇心和理解欲驱动的独立研究者,更有可能在其整个科学生涯中持续做出重要贡献。

典型例证:弦理论及其影响

文章以弦理论(String Theory)​ 为例,说明资源过度集中于少数热门领域的危害:

  • 进展未达预期:尽管投入巨大,但许多关键猜想(如有限性、唯一性、可证伪的新预测)仍未实现,且与实验不符的版本居多。

  • 抑制新思想:最有能力为弦理论带来新想法和新方向的人,其职业生涯反而比那些跟随潮流的同行更为艰难。年轻弦理论家迫于压力追随风向,没有时间和自由去发展自己的思想。

  • 挤压替代方案:在美国,从事弦理论替代方案(如其他粒子物理模型、圈量子引力、因果集等)或量子引力现象学(试图通过实验检验量子引力理论)研究的年轻理论家,很难获得学术职位,导致这些领域的领军人才流向国外。

对比与建议

斯莫林指出,英国(皇家学会奖学金)、法国(给予有才华的年轻人永久职位以抵御社会压力)、加拿大(建立专注于基础研究的 Perimeter 研究所)等国家,在支持独立思考者方面做得更好。

为此,他提出了一系列具体建议,旨在营造一个更有利于“新爱因斯坦”出现的科研环境:

  1. 以个人为本:招聘和晋升应只基于能力、创造力和独立性,而非是否贡献于老一辈建立的研究项目。

  2. 鼓励观点多样性:各院系应确保教师队伍代表对未解问题的不同观点和相互竞争的研究项目,防止“群体思维”(groupthink)。

  3. 奖励攻坚克难:应惩罚那些忽略难题的肤浅工作,奖励那些长期攻坚重大基础猜想的研究。

  4. 促进学术交流:研究团队应吸纳不同路径的研究者,会议应鼓励邀请竞争项目的学者发言,教学应让学生了解解决同一问题的不同进路。

  5. 改革资助模式:资助应流向科学家个人的独立思考,而非特定的研究项目。在获得确凿科学证明之前,不应让任何一个研究项目形成制度性主导,应鼓励替代性和竞争性方案。

  6. 设立长期资助:建议设立少量“爱因斯坦奖学金”,专门支持40岁以下、旨在解决物理学基础问题、开创自己研究思路的理论家,并提供长达10年的支持,使其能不受潮流影响地进行深度思考。

结论

斯莫林警告,美国虽然鼓励种族和性别多样性,却忽视了保障科学健康发展所依赖的创造力和智力多样性。若不明确为独立思想者留出空间,他们要么离开物理学界,要么离开美国。文章最终呼吁,整个科学界需要反思规则,防止在证据不足的情况下形成共识,从而为下一个“爱因斯坦”的诞生创造条件。

(以下是李·斯莫林文章《Why No "New Einstein"?》的完整中文翻译)

观点为何没有“新爱因斯坦”?

李·斯莫林

我敢肯定,我不是今年——这个“爱因斯坦年”——里唯一一个接到记者电话询问“为什么没有新的爱因斯坦?”的人。尽管我们早有现成的答案,但一个令人不安的忧虑依然存在:或许我们可以从这个事实中学到一课——这个最初连学术工作都找不到的人,对物理学的贡献比我们其余大多数人加起来还要多。

爱因斯坦的许多同代人都证明,他在数学上并非异常天赋异禀。相反,使他能取得如此巨大进展的,是一种理解自然逻辑的强烈驱动力,结合了令人惊叹的创造力激烈的智力独立性。但爱因斯坦并非孤例。我们可以举出许多例子表明,当异常富有创造力和智力独立的个体提出新问题、开辟新方向时,物理学便会取得重大进展。

由此可见,新的爱因斯坦不太可能轻易地以那些已被深入探索数十年的研究项目为特征来定义。相反,一位新的爱因斯坦将发展他或她自己的研究项目,而根据定义,这将是没有资深人士从事的项目。他或她甚至可能觉得有必要专注于那些真正深刻而困难的问题,例如量子力学的基础问题,尽管有少数在其他领域首先建立起声誉的顶尖物理学家在从事相关工作,但这些课题在美国顶尖的研究机构和院系中仍被忽视。毕竟,如果爱因斯坦本人认为最深刻的问题在于量子理论的基础,并且这些问题半个世纪后仍未解决,我们凭什么期待一位新的爱因斯坦会忽略它们呢?

李·斯莫林,前宾夕法尼亚州立大学物理学教授,于2001年迁至加拿大安大略省滑铁卢的圆周理论物理研究所。他从事量子引力、弦理论、粒子物理学和量子力学基础的研究。

过去几年,许多人表达了对美国物理学面临来自国外(从欧盟到中国)日益增长的投资所带来的挑战的担忧。我相信,我们在物理学未来的成功将取决于我们能否很好地回答一个单一的问题:我们的大学、研究机构和基金会是否尽一切努力去识别和提拔那些拥有创造力智力独立性——这些最能贡献于物理学的人所具备的特质——的个人?我要说,他们没有。在支持那些最具创造力和独立性的人才方面,他们甚至不如一些竞争对手做得好。一些简单的改变就能极大地改善美国科学对那些极具天赋的物理学家的接纳程度。

创造性与独立性

我们为确保公平和质量而构建的机制,产生了一个意想不到的副作用:使那些异常具有创造力和独立性的人处于劣势

那些追随资金雄厚的大型研究项目的人,有很多资深的权威科学家来推动他们的职业生涯。那些开创自己研究项目的人通常缺乏这种支持,因此常常被低估和忽视。

当目标是聘用某个成熟既定领域的最佳人选时,那些拥有提出新问题识别未经检验的假设的非凡能力,或能够将一个领域的想法应用到另一个领域的人,往往处于劣势。

在现有体系下,科学家们感到巨大压力,要追随由有影响力的资深科学家领导的既定研究项目。那些选择走自己道路的人明白,他们的职业前景将受到损害。即便如此,仍有那些有勇气走自己道路的人,这一点没有得到足够的重视。

当你持续应用已充分理解的技术时,撰写多篇论文是容易的。那些发展自己想法的人必须为每一个结果付出更多努力,因为他们同时要发展新思想探索这些思想的技术。因此,他们发表的论文往往更少,其论文的引用频率也低于那些为成百上千人从事的课题做出贡献的论文。

为了让那些异常具有创造力和独立性的人获得优势,我们应该改变我们用来评判质量和潜力的标准。

有时人们断言,更具独立性和创造性的思想家在聘用时风险更大。但我认为,对个别物理学家职业生涯的考察表明,总体上情况恰恰相反。正是那些具有创造性和独立性的思想家,更有可能在其整个科学生涯中持续做出重要贡献。他们受自身的好奇心和对理解的需求驱动,而非职业动机。当他们研究生阶段所学的技术耗尽时,他们的研究不会停滞,因为他们有能力发明新的思想和方向,并学习新的技术。

我们也大大低估了让大量人员追随投机性但热门的研究项目所带来的风险,即便是那些由非常资深的成功人士领导的项目。

弦理论

过去20年里,弦理论吸引了大量理论家和数学家的投入。然而,很明显,该计划并未如最初设想的那样取得进展。许多关键猜想仍未得到证明,包括该理论能给出有限答案这一基本主张。对于一个独特理论的希望和可证伪新预测的承诺,已随着发现存在海量(大于10³⁰⁰种)理论的证据而破灭。经过充分研究的版本与实验不符,而对于据推测与观测相符的众多版本,我们知之甚少。尽管付出了大量努力,仍未找到证据来证实其关键假设,包括隐藏维度、大统一和超对称性。即使是弦理论实践者也承认,如果弦理论要实现其承诺,它需要新思想和方向的注入。

问题在于,与那些独立性稍差、满足于追随弦理论潮流的人相比,最有可能产生此类新思想的人,近年来在职业生涯发展上并不顺利。每年都会有一两个热门方向兴起又消逝,常常留下未解决的问题。年轻的弦理论家们感到巨大压力去追随这些变化,如果他们想从资深人士那里获得推荐信的话。几位年轻的弦理论家曾告诉我,他们根本没有时间和自由去提出自己的问题或发展自己的想法。

弦理论的替代方案

更令人担忧的是,在美国,那些追求弦理论替代方案的年轻理论家们,很难找到任何学术职位。无论是从事粒子物理替代方案(如Technicolor和Preon模型)的人,还是从事量子引力替代方法(如动力学三角剖分、因果集和圈量子引力)的人,情况都是如此。这些课题在美国以外进行得远为活跃,因为美国大学无法留住这些领域的领军研究人员,他们被国外提供的绝佳机会吸引走了。

在美国几乎无人问津的一个方向是量子引力现象学,它研究如何通过高能天体物理学实验(如伽马射线大面积空间望远镜和皮埃尔·奥格天文台)来实验检验量子引力理论。这些实验在美国得到支持,但大多数发展相关现象学理论的理论家都在美国以外。

其他例子也显示了资源过度集中在少数几个领域,而排斥其他领域所带来的危害。几十年来,量子力学的基础在美国几乎得不到任何支持;人们认为这是一个没有前途的方向。在过去的10年里,快速发展的量子信息领域表明,关于量子力学基础的重要实验和理论成果其实一直存在,等待被发现。在其他情况下,如LIGO,资源的集中似乎阻碍了大多数从事替代方法的科学家以自己的方法、不受主流压力地进行探索。

一些温和的建议

但我在此的目的不是为任何现有的研究项目辩护或反对。我的目的是提出:在支持那些几十年前由如今有影响力的资深科学家提出的项目的压力下,我们忘记了,理论物理学最常是由那些无视既定研究项目、开创自己想法、开辟自己方向的人所推动的。这些人往往是(但不总是)年轻人,他们的职业生涯最为脆弱。如果我们不明确地为这类人留出空间,他们要么离开物理学,要么像现在一样,离开美国去做他们想做的物理学。

一些其他国家似乎在为独立思考者留出空间方面做得更好。英国通过皇家学会奖学金,能够挑选出那些在美国不会被聘用的非常聪明的特立独行者,并给他们的事业一个良好的开端。法国挑选少数极具天赋的年轻科学家,并给予他们终身职位;这种安全感在一定程度上使他们免受社会压力的影响。加拿大开设了圆周理论物理研究所,其特定使命就是成为独立基础思想者的家园,世界其他地方也正在规划类似的项目。

除了选择个人而非研究项目的重要性外,科学作为一个整体也从多样化的观点中受益。当一群研究人员积极追求一个研究项目,但与实验或外界几乎没有互动时,这个群体往往会过度解释结果,低估风险,并且自满地推迟面对难题和负面结果。这就是群体思维——一种在政府、情报机构和商业领域有充分记载的现象。当这种现象发生在学术领域时,错不在积极推广其项目的科学家,而在于整个科学界制定了允许在证据不足的情况下形成共识的规则。

具有讽刺意味的是,美国在鼓励种族和性别多样性方面做得很对,却不太注重确保科学健康所依赖的创造力和智力多样性。通过对美国和其他国家做法的比较,可以得出一些显而易见的建议:

  • 年轻科学家的聘用和晋升应仅基于他们的能力、创造力和独立性,而不应考虑他们是否对老一辈建立的任何研究项目有所贡献。

  • 为了防止对可能成为死胡同的投机性方向过度投资,院系应确保教师队伍中代表关于未解决问题的不同观点,并代表相互竞争的研究项目。

  • 科学家应因从事忽略难题的肤浅工作而受到惩罚,并因攻克长期存在的开放性猜想而受到奖励,即使取得进展需要多年的艰苦努力。应为那些对真正困难的基础问题进行深入细致思考的人创造更多空间。

  • 研究团体应寻求从事竞争性方法的人,并吸纳他们作为博士后、学生和访问学者。资助机构应鼓励单一研究项目的会议邀请来自竞争项目的发言人。教育者应鼓励学生学习解决未解决问题的不通途径,这样学生就能在职业生涯发展中,有能力为自己选择最有前途的方向。

  • 资助机构和基金会应采取步骤,确保在各个层面都鼓励科学家自由探索和发展所有可行的方案,以解决深刻而困难的问题。资金应流向科学家个人的独立思考,而不是研究项目。在获得通常那种令人信服的科学证明支持之前,不应允许任何研究项目在制度上占据主导地位。在证明之前,应鼓励替代性和竞争性的方法,以确保科学的进步不会因为对一个最终被证明是错误的方向的过度投资而停滞。

  • 某个基金会或机构可以设立少量“爱因斯坦奖学金”,专门授予那些开创自己想法和项目、旨在解决物理学基础问题的40岁以下理论家。正如爱因斯坦告诉我们的那样,解决这些问题需要多年专注,不受潮流影响。因此,这些奖学金应提供10年的支持,并且只授予那些工作不能被归类为对现有方法做出贡献的理论家。

参考文献

  1. E. D'Hoker, D. H. Phong, Phys. Lett. B529, 241 (2002).



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2 王涛 朱林

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