Роль случая в научных открытиях - Role of chance in scientific discoveries
«Мы случайно получили изображение ярко- зеленой флуоресцентной ложной мурены (семейство Chlopsidae ), изучая биофлуоресцентные кораллы во время экспедиции 2011 года на остров Малый Кайман в Карибском море. Насколько нам известно, это был первый случай, когда ярко-зеленое флуоресцентное позвоночное животное было сфотографировано его естественная среда обитания ".
Роль случайности, или « удача », в науке включает в себя все способы , в которых сделаны неожиданные открытия.
Многие области, особенно психология, связаны с тем, как наука взаимодействует со случайностями, особенно с « интуитивной прозорливостью » (случайностями, которые благодаря проницательности превращаются в возможность). Психолог Кевин Данбар и его коллеги подсчитали, что от 30% до 50% всех научных открытий в некотором смысле случайны (см. Примеры ниже ).
Психолог Алан А. Баумейстер говорит, что ученый должен быть «проницательным» (внимательным и сообразительным), чтобы получить выгоду от несчастного случая. Данбар цитирует высказывание Луи Пастера о том, что «шанс благоприятствует только подготовленному уму». Подготовленный ум, полагает Данбар, натренирован на строгость наблюдений. Данбар добавляет, что очень много пишут о роли, которую интуиция («счастливые случайности») играет в научном методе.
Исследования показывают, что ученых обучают различным эвристикам и методам, которые позволяют их исследованиям приносить пользу, а не страдать от несчастных случаев. Во-первых, условия тщательного контроля позволяют ученым правильно идентифицировать что-то как «неожиданное». Как только открытие признано законно неожиданным и требует объяснения, исследователи могут попытаться объяснить его: они работают в разных дисциплинах, с разными коллегами, пробуя различные аналогии, чтобы понять первое любопытное открытие.
Подготовка к открытиям
Случайные открытия были предметом обсуждения, особенно начиная с 20 века. Кевин Данбар и Джонатан Фугельсанг говорят, что от 33% до 50% всех научных открытий являются неожиданными. Это помогает объяснить, почему ученые часто называют свои открытия «удачливыми», но, тем не менее, сами ученые не могут точно определить, какую роль сыграла удача (см. Также иллюзию самоанализа ). Данбар и Фугельсанг считают, что научные открытия являются результатом тщательно подготовленных экспериментов, но также и «подготовленным умом».
Автор Нассим Николас Талеб называет науку «антихрупкой». То есть наука действительно может использовать хаос реального мира и извлекать из этого выгоду. Хотя некоторые методы исследования хрупки перед лицом человеческих ошибок и случайности, научный метод во многом полагается на случайность. Талеб считает, что чем более уязвима система, тем больше она будет процветать в реальном мире. Согласно М.К. Штоскопфу, именно таким образом интуиция часто становится «основой для важных интеллектуальных скачков в понимании» в науке.
Слово « интуитивная интуиция » часто понимается просто как «счастливая случайность», но Гораций Уолпол использовал слово «интуитивная интуиция» для обозначения определенного вида счастливой случайности: такого рода, которым может воспользоваться только «проницательный» или умный человек. . Таким образом, Данбар и Фугельсанг говорят не только об удаче или случайности в науке, но и конкретно о «интуитивной прозорливости» в науке.
Данбар и Фугельсанг предполагают, что процесс открытия часто начинается, когда исследователь обнаруживает ошибки в своем эксперименте. Эти неожиданные результаты приводят исследователя к неуверенности в себе и к попытке исправить то, что, по его мнению, является ошибкой в их собственной методологии. Первый выход - объяснить ошибку, используя местные гипотезы (например, аналогии, типичные для данной дисциплины). Этот процесс также является локальным в том смысле, что ученый относительно независим или работает с одним партнером. В конце концов исследователь решает, что ошибка слишком постоянная и систематическая, чтобы быть случайностью. Неуверенность в себе полная, и поэтому методы меняются, чтобы стать более широкими: исследователь начинает придумывать теоретические объяснения ошибки, иногда обращаясь за помощью к коллегам из разных областей знаний. Благодаря строго контролируемым, осторожным, любопытным и даже социальным аспектам научного метода он хорошо подходит для выявления постоянных систематических ошибок (аномалий).
Альберт Хофманн , швейцарский химик , который обнаружил ЛСД «S психоделические свойства , когда он пытался глотание его в своей лаборатории, написал
Это правда, что мое открытие ЛСД было случайным открытием, но это было результатом запланированных экспериментов, и эти эксперименты проводились в рамках систематических фармацевтических и химических исследований. Это лучше было бы назвать интуитивной прозорливостью.
Данбар и его коллеги ссылаются на открытия Хофманна и других как на интуитивную интуицию. Напротив, разум может быть «подготовлен» способами, которые препятствуют интуитивной прозорливости, делая новые знания трудными или невозможными для восприятия. Психолог Алан А. Баумейстер описывает по крайней мере один такой случай: Исследователь Роберт Хит не смог распознать свидетельства существования «мозговых цепей удовольствия». "(в ядрах перегородки ). Когда Хит стимулировал мозг своих пациентов-шизофреников, некоторые из них сообщали, что испытывают удовольствие - открытие, которое Хит мог бы изучить. Однако Хит был «подготовлен» (на основе прежних убеждений) к тому, чтобы пациенты сообщали о настороженности, а когда другие пациенты это делали, именно на отчетах о настороженности Хит сосредоточил свои исследования. Хиту не удалось понять, что он увидел что-то неожиданное и необъяснимое.
Мозг
Фугельсанг и Данбар наблюдают за учеными, когда они вместе работают в лабораториях или анализируют данные, но они также используют экспериментальные настройки и даже нейровизуализацию . Исследование с помощью фМРТ показало, что неожиданные результаты были связаны с определенной мозговой активностью. Было обнаружено, что неожиданные результаты активируют префронтальную кору, а также левое полушарие в целом. Это говорит о том, что неожиданные открытия привлекают больше внимания, и мозг применяет больше лингвистических, сознательных систем, чтобы помочь объяснить эти результаты. Это подтверждает идею о том, что ученые используют определенные способности, которые в той или иной степени существуют у всех людей.
Алан А. Баумейстер
С другой стороны, Данбар и Фугельсанг говорят, что оригинального экспериментального плана (и контрольных условий) может быть недостаточно для исследователя, чтобы должным образом оценить, когда открытие является «неожиданным». Случайные открытия часто требуют от исследователя определенных психических состояний, выходящих за рамки строгости. Например, ученый должен знать все о том, что ожидается, прежде чем он сможет удивиться, а для этого требуется опыт в этой области. Исследователям также требуется проницательность, чтобы вкладывать средства в самые любопытные открытия.
Случайные открытия
Ройстон Робертс говорит, что для различных открытий требовалась определенная степень гения, но также и какой-то элемент удачи, чтобы этот гений мог действовать. Ричард Гоган пишет, что случайные открытия являются результатом совпадения подготовки, возможности и желания.
Пример удачи в науке - когда исследуемые наркотики становятся известными для различных, неожиданных применений. Так было с миноксидилом ( антигипертензивным вазодилататором, который, как впоследствии было установлено, также замедляет выпадение волос и способствует их возобновлению у некоторых людей) и силденафилу (лекарство от легочной артериальной гипертензии , теперь известное как « Виагра », используемое для лечения эректильной дисфункции. ).
Галлюциногенные эффекты диэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД) были обнаружены Альбертом Хофманном , который первоначально работал с этим веществом, пытаясь лечить мигрень и кровотечение после родов. Хофманн испытал психические искажения и подозревал, что это могло быть воздействие ЛСД. Он решил проверить эту гипотезу на себе, приняв то, что, по его мнению, было «чрезвычайно малым количеством»: 250 микрограммов. Для сравнения, типичная доза ЛСД для рекреационного использования в наши дни составляет 50 микрограммов. Описание Хофманном того, что он испытал в результате приема такого количества ЛСД, рассматривается Ройстоном Робертсом как «один из самых пугающих рассказов в зарегистрированной истории болезни».