Роль случая в научных открытиях - Role of chance in scientific discoveries

В роль случая, или "удача", в науке включает в себя все способы, которыми делаются неожиданные открытия.

Многие области, особенно психология, связаны с тем, как наука взаимодействует со случайностью, особенно "интуиция «(случайности, которые благодаря проницательности превращаются в возможности). Психолог Кевин Данбар и его коллеги оценивают, что от 30% до 50% всех научных открытий в некотором смысле случайны (см. примеры ниже ).[1]

Психолог Алан А. Баумейстер говорит, что ученый должен быть «проницательным» (внимательным и сообразительным), чтобы получить выгоду от несчастного случая.[2] Цитаты Данбара Луи Пастер Говорят, что «Шанс благоприятствует только подготовленному уму».[3] Подготовленный ум, полагает Данбар, натренирован на строгость наблюдений. Данбар добавляет, что о роли интуиции («счастливых случайностей») в научном методе много пишут.[1][4][5][6] шанс или удача важны

Исследования показывают, что ученых учат различным эвристика и методы, которые позволяют их расследованиям приносить пользу, а не страдать от несчастных случаев.[1][7] Во-первых, осторожно условия контроля позволяют ученым правильно определять что-то как «неожиданное». Как только открытие признано обоснованно 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.[1]

Готовимся к открытиям

Модель, основанная на работах Кевина Данбара и Джонатана Фугельсанга. Эти двое говорят, что первый шаг - осознать неожиданный и необъяснимый результат.

Случайные открытия были предметом обсуждения, особенно начиная с 20 века. Кевин Данбар и Джонатан Фугелсанг 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 иллюзия самоанализа ). Данбар и Фугельсанг считают, что научные открытия являются результатом тщательно подготовленных экспериментов, но также и «подготовленным умом».[1]

Автор Нассим Николас Талеб называет науку «антихрупкой». То есть наука действительно может использовать хаос реального мира и извлекать из него 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.[8][9] По словам М. К. Стоскопфа, именно таким образом интуиция часто становится «основой для важных интеллектуальных скачков в понимании» в науке.[10]

Слово "Интуиция "часто понимается как просто" 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.[10][11] Таким образом, Данбар и Фугельсанг говорят не только об удаче или случайности в науке, но и конкретно о «интуитивной прозорливости» в науке.[1]

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 пытаются исправить то, что они считать это ошибка 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 систематическая 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 устойчивых систематических ошибок (аномалий).[1][7]

Альберт Хофманн, швейцарский химик, открывший ЛСД с психоделический свойства, когда он попытался проглотить 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.[12]

Данбар и его коллеги ссылаются на открытия Хофмана и других как на интуитивную интуицию. Напротив, разум может быть «подготовлен» способами, которые препятствуют интуитивной прозорливости, что делает новые знания трудными или невозможными для восприятия. Психолог Алан А. Баумейстер описывает по крайней мере один такой случай: Исследователь Роберт Хит не смог распознать доказательства «цепей мозга удовольствия» " (в септальные ядра ). Когда Хит стимулировал мозг своих больных шизофренией, некоторые из них сообщали, что испытывают удовольствие - открытие, которое Хит мог бы изучить. Однако Хит был «подготовлен» (на основе прежних убеждений) к тому, что пациенты сообщают о настороженности, и когда другие пациенты это делали, именно на отчетах о настороженности Хит сосредоточил свои исследования. Хит не осознавал, что увидел нечто неожиданное и необъяснимое.[2]

Мозг

Фугельсанг и Данбар наблюдают за учеными, когда они вместе работают в лабораториях или анализируют данные, но они также используют экспериментальные настройки и даже нейровизуализация.[1] фМРТ расследование показало, что неожиданные результаты были связаны с определенной мозговой активностью. Были обнаружены неожиданные результаты, активирующие префронтальная кора так же хорошо как 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.[1][13]

При отсутствии проницательности случайное наблюдение важного явления не окажет никакого влияния, и наблюдателю может быть отказано в исторической атрибуции открытия.

Алан А. Баумейстер [2]

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 определенных психических состояний исследователя сверх строгости. Например, ученый должен знать все о том, что ожидается, прежде чем он сможет удивиться, а для этого требуется опыт в этой области.[1] Исследователям также требуется проницательность, чтобы вкладывать средства в самые любопытные открытия.[2]

Случайные открытия

Основная статья: Список открытий, на которые повлияли случайные обстоятельства

Ройстон Робертс говорит, что для различных открытий требовалась определенная степень гениальности, но также и какой-то элемент удачи, чтобы этот гений мог действовать.[14] Ричард Гоган пишет, что случайные открытия являются результатом совпадения подготовки, возможности и желания.[15]

Пример удачи в науке - когда исследуемые наркотики становятся известными для различных, неожиданных применений. Так было для миноксидил (ан антигипертензивный сосудорасширяющее средство что впоследствии было обнаружено, что также замедляет потеря волос и способствует возобновлению роста волос у некоторых людей) и для силденафил (лекарство от легочная артериальная гипертензия, теперь знакомый как "Виагра ", используется для лечения Эректильная дисфункция ).

Галлюциногенные эффекты диэтиламид лизергиновой кислоты (LSD) были открыты Альберт Хофманн, который первоначально работал с веществом, чтобы попытаться вылечить 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 он считал «крайне малым количеством»: 250 микрограммов. Для сравнения, обычная 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».[14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j Данбар К. и Фугелсанг Дж. (2005). Причинное мышление в науке: как ученые и студенты интерпретируют неожиданное. В М. Э. Гормане, Р. Д. Твени, Д. Гудинге и А. Кинканноне (редакторы), Научное и технологическое мышление (стр. 57–79). Махва, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс.
  2. ^ а б c d Баумейстер, А.А. (1976). «Интуиция и церебральная локализация удовольствия». Неоплазма. Департамент психологии Государственного университета Луизианы. 23 (3): 259–63. PMID  8738.
  3. ^ Oersted vit tout à coup (par hasard, direz-vous peut-être, mais souvenez-vous que, dans les champs de l'observation, le hasard ne Favorise que les esprits préparés), il vit tout à coup l'aiguille se mouvoir et prendre une position très différente de celle que lui assigne le magnétisme terrestre.
  4. ^ Дарден, Л. (1997). Стратегии обнаружения механизмов: создание экземпляров схемы, модульная подсборка, прямая цепочка / обратное отслеживание. Материалы двухгодичного собрания 1997 г. Ассоциации философии науки.
  5. ^ Тагард, П. (1999). Как ученые объясняют болезнь. Принстон, штат Нью-Джерси; Издательство Принстонского университета.
  6. ^ Кулькарни Д. и Саймон Х. (1988). Процессы научного открытия: стратегия экспериментирования. Когнитивная наука, 12, 139–175.
  7. ^ а б Оливер, Дж. Э. (1991) Глава 2. Неполное руководство по искусству открытий. Нью-Йорк: Нью-Йорк, издательство Колумбийского университета.
  8. ^ Талеб дает краткое описание антихрупкости,http://www.edge.org/q2011/q11_3.html
  9. ^ Талеб Н. Н. (2010). Черный лебедь: второе издание: влияние невероятного: с новым разделом: «О прочности и хрупкости». Нью-Йорк: Рэндом Хаус.
  10. ^ а б Штосскопф, М. К. (1976). «Наблюдение и размышление: как интуитивная прозорливость обеспечивает строительные блоки научных открытий». Zeitschrift für Allgemeine Mikrobiologie. Американский колледж зоологической медицины, дикой природы и водной медицины, а также экологической и молекулярной токсикологии. 16 (2): 133–47. PMID  9740.
  11. ^ Мертон, Роберт К .; Барбер, Элинор (2004). Путешествия и приключения интуиции: исследование социологической семантики и социологии науки. Princeton University Press. ISBN  0691117543. (Рукопись написана в 1958 г.).
  12. ^ Организация карт. (2001). «Станислав Гроф берет интервью у доктора Альберта Хофманна, 1984». Институт Эсален. Биг-Сур. Том 11. Номер 2.
  13. ^ Газзанига, М. (2000). Церебральная специализация и межполушарная коммуникация: способствует ли мозолистое тело условиям человека? Мозг, 123, 1293–326.
  14. ^ а б Робертс, Ройстон М. (1989). Интуиция: случайные открытия в науке. John Wiley & Sons, Inc. Нью-Йорк.
  15. ^ Гоган, Ричард (2010). Случайный гений: величайшие случайные открытия в мире. Метро Книги. ISBN  978-1-4351-2557-5.