Процесс может быть неэффективным, но он также может вывести исследования из колеи
Автор Ави Леб
В попытке прервать мозговой штурм с моими сотрудниками, я недавно пошутил, что «мы должны прекратить исследовать новые исследовательские идеи, прежде чем они превратятся в слишком большую работу».
Эти обстоятельства были необычными. Чаще всего научные проекты не происходят от обширных мозговых штурмов. Новые статьи просто следуют за предыдущими.
Например, в нашей первой статье мой бывший аспирант Ник Стоун решил изучить то, что выглядело как эзотерическая, но увлекательная проблема: разрушение звезды, которая проходит слишком близко к черной дыре.
Наш план состоял в том, чтобы впоследствии он перешел к другим областям исследований. Но эта ранняя статья вызвала идеи для последующего исследования, приведя к семи дополнительным статьям, которые составили всю докторскую диссертацию Ника и определили фокус его последующей карьеры. Удачное появление связанных данных наблюдений примерно в то же время ускорило захватывающую исследовательскую границу. Как сказал Луи Пастер: «случайность благоприятствует только подготовленному уму».
Другими словами, большую часть времени ученые занимаются своими давними исследовательскими программами, обусловленными феноменом, впервые описанным Йоханнесом Кеплером четыре столетия назад в ином контексте: инерцией. Но этот паттерн может быть сломан неожиданными прорывами. Последние примеры в астрофизике включают обнаружение флуктуаций космического микроволнового фона в 1992 году; экзопланеты, вращающиеся вокруг звезд, похожих на Солнце, в 1995 г .; ускоренное расширение Вселенной в 1998 году; быстрые радио активности в 2007 году; гравитационные волны в 2015 году; и межзвездные объекты в солнечной системе в 2017 году.
Отказ от традиционных моделей в результате новых экспериментальных результатов не является новым явлением. Физики девятнадцатого века никогда не представляли себе ничего подобного квантовой механике, основанной на том, что они знали о классической физике. Даже после того, как была сформулирована квантовая механика, Альберт Эйнштейн отказался от своей концепции «нелокальности», которая говорит, что компоненты квантовой единицы, которые разделены друг от друга так, чтобы «знать» друг о друге быстрее, чем свет может перемещаться между ними. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена - мысленный эксперимент, целью которого было продемонстрировать, что классическая концепция локальности должна быть сохранена посредством «reductio ad absurdum», в последующих экспериментах оказалась неверной. Вместо этого, новая реализация природы сформировала планы будущих исследований в области квантовой запутанности и ее многочисленных приложений, включая квантовые вычисления.
После этого прецедента, аномальные экспериментальные результаты могут все еще привести к всплеску публикаций о возможных интерпретациях и значениях. Например, недавний отчет из эксперимента XENON1T о потенциальном прорыве темной материи вдохновил десятки интерпретационных работ в течение недели. Предыдущий отчет о явном противоречии между различными измерениями скорости расширения Вселенной также привел к появлению множества моделей, большинство из которых были исключены после сравнения с другими наборами данных.
Возникает интересный стратегический вопрос: какую долю времени ученого следует посвятить пересмотру целей исследования, а не преследованию прошлых интересов? Выделение слишком малого количества времени для мозгового штурма может привести либо к стагнации, либо к «случайному блужданию», в котором шанс играет большую роль, чем образованный ответ на меняющиеся обстоятельства. Стратегия, основанная на традициях, слишком неэффективна, чтобы ускорить обнаружение, так как время тратится на несущественные направления исследований, полные тупиковых ситуаций, аналогично ошибкам навигации по устаревшей карте.
С другой стороны, тратить слишком много времени на планирование можно по аналогии с консультацией большого комитета. Это может привести к бездействию, потому что слишком много противоречивых соображений сводятся на нет. Не склонные к риску соображения и слишком много компромиссов, вероятно, приведут к консервативной программе исследований, которая заранее определяет, что именно она найдет. Чтобы обнаружить неожиданное, нужно рискнуть. Финансирующие агентства должны усвоить этот важный урок.
Поскольку заранее неясно, какое направление исследований принесет свои плоды, научный прогресс требует, чтобы многие независимые исследователи обследовали широкий круг целинных земель различными инструментами. Переизбыток идей не является реальной проблемой, так как всегда можно расставить приоритеты в порядке их реализации. Иногда обычный путь ведет к неожиданному прорыву. Но чаще обычный путь ведет к обычному результату.
Когда в прогнозе туманная погода, можно следовать совету Роберта Фроста в следовании поэмы «Неизбранная дорога», такая дорога дает новую возможность для поиска скрытых сокровищ. Я считаю, что этот урок обогащает, когда я бегаю по неизведанным дорожкам в лесу возле моего дома в эти дни, следуя духу социального дистанцирования.
Мы надеемся, что пандемия COVID-19 приведет к неожиданной выгоде поощрения независимых новаторских путешествий в науке. Дистанцирование от других людей может поставить обычные социальные вознаграждения, такие как повышение по службе, награды или призы, в их надлежащем контексте, являющемся побочным продуктом, а не мотивацией для научной деятельности.