是什么力量,将一个人推向未知的边界?是什么召唤,让另一个人在实验室里度过成千上万个夜晚?当诺贝尔奖得主站在斯德哥尔摩的领奖台上,我们看到的是一座冰山浮出水面的顶端;而深藏水下的,是那最初的火种——好奇心,以及由它点燃的、永不熄灭的问题意识。
费曼晚年回忆,父亲在他幼年时给他讲恐龙的故事,不是告诉他“这只恐龙有多高”,而是说“如果它站在我们家院子里,它的头能够到窗户,但伸不进来,因为窗户太窄”。多年后,已经成为物理学大师的费曼意识到,父亲教给他的不是知识,而是“观察”和“追问”的方式。这种从童年就埋下的好奇心,贯穿了他的一生——他研究玛雅文字,学习打鼓,破解保险柜密码,在物理学之外保持着永不枯竭的探索热情。他曾说:“物理学不是一份工作,而是一场游戏。”这场游戏的起点,正是那颗未曾泯灭的赤子之心。
好奇心是火种,但仅有火种还不够。真正驱动科学家穿越漫长探索岁月的,是将好奇心转化为具体问题的能力。爱因斯坦五岁时,父亲曾给他一个罗盘(指南针)。他对指针总是指向固定方向的现象感到极其惊奇,认为背后一定隐藏着深奥的秘密。这个童年困惑,在他脑海中埋下了对“看不见的力场”持久追问的种子。二十多年后,正是这种对光的神秘力量的思考,促使他用‘光量子’假说解释了光电效应;又过了十年,他将对力的追问从电磁领域扩展到引力领域,最终用广义相对论重构了人类对引力的理解。从一个指南针的惊奇,到颠覆物理学的两大理论,中间横亘的,是那颗始终未被满足的、对万物之理的好奇心。
大隅良典的故事更具启示。当他在显微镜前观察酵母液泡时,面对的是一个被整个学界忽视的现象——自噬。所有人都认为这不过是细胞死亡的某个环节,不值得深究。但他停下来了,问了一个“愚蠢”的问题:这些液泡里翻滚的小囊泡,究竟是什么?这个问题让他花了二十年,最终发现了细胞自噬机制,改写了细胞生物学的教科书。他说:“我只是一个普通的科学家,唯一不同的是,我愿意花时间去观察别人忽略的现象。”这句话道出了问题意识的本质:不是天赋异禀,而是不轻易放过那些“反常”的耐心。
好奇心的火焰,点燃的是最初的方向;问题的种子,则让探索有了具体的目标。没有好奇心,科学不过是技术的堆砌;没有问题意识,探索就会迷失在信息的汪洋。从费曼的游戏态度,到爱因斯坦的童年困惑,再到大隅良典的二十年坚守,我们看到的是同一种品质的层层展开——那份对未知的敬畏,对“为什么”的执着,对“可能还有另一种解释”的开放。
1.1 赤子之心:科学探索的原初动力
2024年诺贝尔生理学或医学奖得主维克托·安布罗斯(Victor Ambros)在获奖后接受采访时,被问及是什么驱使他走上科学之路。他沉思片刻,给出了一个看似简单的答案:“大自然向我们呈现出无穷无尽的谜团,激发我们的好奇心。我们运用科学的工具去弄清楚这些谜团,从而获得对自然运作机制的新理解,而这些理解又使我们能够发明新的工具、药物和材料,改善人们的生活。”
这番话道出了一个朴素却深刻的真理:在一切伟大的科学成就背后,在那些改变世界的发现之前,存在着一个更为原初的东西——赤子般的好奇心。它不是对名利的追求,不是对应用的算计,甚至不是对“有用”的考量,而仅仅是对未知的惊叹,对“为什么”的执着追问。
这份赤子之心,正是科学探索的原初动力,是一切诺奖得主共同的精神底色。
1.1.1 费曼:从收音机修理师到物理学玩家
在《别闹了,费曼先生!》和《理查德·费曼传》中,记载着一个关于少年费曼的经典故事。十多岁时,费曼痴迷于收音机,甚至做起了修收音机的小生意。但与一般修理匠人不同,他修收音机的方式颇为奇特——他常常只是盯着坏了的收音机看一看,然后在屋子里走来走去,边踱步边思考。
有一次,收音机的主人见他这样“散步”,怀疑他根本修不好。费曼在屋里转了几圈后,从收音机里拽出两根管子,将它们的位置互换又插了回去。收音机奇迹般地响了。“他通过思考修好了收音机!”主人惊呆了。
这个故事之所以动人,不在于费曼的聪明,而在于他对待修理这件事的态度——那不是机械的“换零件”,而是充满好奇的探索。他想要弄明白的是:电流如何流动?信号如何传递?为什么这样接会响,那样接就不响?这种对“为什么”的执着,贯穿了他的一生。
多年后,已经成为物理学大师的费曼,依然保持着这种孩子般的好奇。他研究玛雅文字,仅仅因为好奇那种古老的文明如何记录思想;他学习打鼓,仅仅因为好奇节奏与韵律的奥秘;他破解保险柜密码,仅仅因为好奇“那些安全锁到底有多安全”。在他的世界里,物理学不是一份“工作”,而是一场永无止境的“游戏”。
费曼曾说:“物理学就像性:它可能产生一些实际的成果,但那不是我们做它的原因。”这句话看似玩笑,却道出了科学探索的本质——真正的驱动力不是外在的功利,而是内在的好奇与热爱。正是这种“游戏”的态度,让他在量子电动力学领域做出了奠基性的贡献,最终问鼎诺贝尔物理学奖。
2013年诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特(Michael Levitt)的经历与费曼异曲同工。他坦言:“我其实是因为非常好奇,最终得了诺贝尔化学奖的。”在研究之初,他并不知道自己的研究会如此重要,甚至不知道它有没有意义。但他追随好奇心,为复杂的化学系统发展了多尺度模型,这项研究在五十年后改变了整个计算生物学领域。
莱维特的经历揭示了一个反直觉的真相:那些最终“有用”的发现,往往始于纯粹的“无用”好奇。如果一个人在探索之初就执着于“有什么用”,他反而可能走不了太远——因为真正的突破,从来不在预定的路径上等待。
1.1.2 居里夫人:从惊叹到毕生求索
如果说费曼的故事展现的是好奇心“广度”的一面——对万事万物的广泛兴趣,那么居里夫人的经历则展现了好奇心“深度”的另一面——对一个问题穷追到底的执着。
1896年,法国物理学家贝克勒尔发现了铀盐的神秘射线,但这种发现并没有引起太多关注。居里夫人却对此产生了极大的兴趣。她后来在自传中写道:“铀及其化合物不断地放出射线,向外辐射能量。这些能量来自于什么地方?这种与众不同的射线的性质又是什么?我决心揭开它的秘密。”
那时的居里夫人刚刚在巴黎大学理学院完成学业,还没有独立的实验室。但她被这个问题深深吸引,无法释怀。1897年,她选定这个课题作为自己的博士论文研究——对一个年轻的女科学家来说,这是一个冒险的选择。当时,整个物理学界对这一新现象的态度是“有兴趣,但不确定”;化学家们则更为谨慎,许多人认为这不过是某种实验误差。
但居里夫人没有被这些质疑动摇。她设计了一种测量仪器,不仅能测出某种物质是否存在射线,而且能测量出射线的强弱。经过反复实验,她发现:铀射线的强度与物质中的含铀量成一定比例,而与铀存在的状态以及外界条件无关-2。
这个发现本身已经足以完成一篇不错的博士论文。但居里夫人的好奇心没有止步于此。她开始对已知的化学元素和所有的化合物进行全面检查——这是一项繁琐而枯燥的工作,需要处理大量的样品,进行无数次的测量。正是这种看似“笨拙”的全面筛查,让她获得了重要的发现:一种叫做“钍”的元素也能自动发出看不见的射线。
这证明,发出射线的现象决不仅仅是铀的特性,而是某些元素的共同特性。居里夫人将这种现象命名为“放射性”,把具有这种性质的元素叫做“放射性元素”。这是人类第一次用“放射性”这个概念来概括这类现象,为后来整个放射化学的发展奠定了基础。
但她的探索仍未停止。在测量各种矿物的放射性强度时,她发现一种沥青铀矿的放射性强度比预计的强度大得多。这意味着,这种矿物中含有一种人们未知的新放射性元素,而且含量一定很少——因为这种矿物早已被许多化学家精确分析过,却从未有人发现异常。
1898年7月,居里夫妇从矿石中分离出一种同铋混合在一起的物质,它的放射性强度远远超过铀。这是元素周期表上的第84号元素,居里夫人将它命名为“钋”(Polonium),以纪念她那被沙俄奴役的祖国波兰。
同年12月,他们又发现了另一种新元素,取名为“镭”(Radium)。但此时他们只得到了一点点新元素的化合物,纯度远远不够。为了最终证实这一发现,居里夫妇必须在没有任何人知道新元素化学性质的情况下,从数以吨计的沥青矿石中分离出纯净的镭盐。
这是一场持续四年的艰苦战役。他们没有钱,没有真正的实验室,只有一些自己购买或设计的简陋仪器。他们在一间漏雨的木棚里工作,夏热冬寒。比埃尔·居里后来回忆那段岁月:“我们常常一整天用一根铁棍搅拌沸腾的沥青铀矿溶液,累得精疲力竭。”
1902年年底,居里夫人终于从八吨沥青矿渣中提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确测定了它的原子量。镭的存在得到最终证实。
从一个看似简单的好奇——“这些射线从哪里来”——到发现两种新元素、开创一门新学科、两次获得诺贝尔奖,居里夫人用了整整一生。临终前,她死于长期接触放射性物质导致的恶性贫血。爱因斯坦评价她:“在我认识的所有著名人物里面,居里夫人是惟一不为盛名所颠倒的人。”
这份“不为盛名颠倒”的定力,正是源于那颗始终未曾改变的好奇心。从童年时对父亲实验室仪器的喜爱,到青年时对自然科学的痴迷,再到晚年对放射性元素的研究,那份对未知的惊叹,在她心中燃烧了整整一生。
1.1.3 深挖:好奇心与“有用”的关系
费曼与居里夫人的故事,共同指向一个深刻的问题:好奇心与“有用”究竟是什么关系?在崇尚“效益”和“转化率”的今天,我们是否还有理由支持那些看起来“没用”的好奇?
(1)基础研究的长远价值
2025年底,世界经济论坛发表了一组诺奖得主的联合文章,主题是“为什么基础科学研究至关重要”。这些来自不同领域的科学巨匠,从各自的视角回应了同一个问题。
1989年诺贝尔化学奖得主托马斯·切赫(Thomas Cech)指出:“基础科学研究——我更愿意称之为‘发现科学’——在生物医学领域极其重要。它基本上是所有变革性发现的源泉。”他举例说,对微小透明线虫的研究揭示了程序性细胞死亡,这现在已成为癌症研究的核心范式;对池塘生物四膜虫的研究让我们发现了端粒酶,它与人类的衰老和癌症密切相关;对细菌的研究则带来了CRISPR基因编辑技术,为治疗遗传病开辟了全新路径。
切赫的结论是:“对简单生物体的基础研究,将继续像过去一样为未来的生物医学提供动力。”
2010年诺贝尔经济学奖得主克里斯·皮萨里季斯(Chris Pissarides)则从更宏观的视角阐述了这个道理:“作为人类,我们想要快乐、健康、过上丰富多彩的生活。从很早开始,我们就寻求满足好奇心,发现新事物,与他人交往。数千年来,人类唯一的关切是食物和住所。这一改变是由技术驱动的持续经济增长带来的——我们在工业机械、厨房电器和计算机中看到了这种增长。但这些进步并非凭空出现,它们之所以被发现,是因为它们的发明者能够站在基础科学巨人的肩膀上。”
他坦言:“大量的基础研究一无所获。爱因斯坦去世时,他的书桌上堆满了写满笔记的纸张。它们并不都藏着重要的新思想。但偶尔,某个天才的头脑会在其中看到一个应用,将基础科学转化为我们都理解的、能够改善生活的简单实用工具。没有基础科学,我们的关注点将仍然是食物和住所。”
(2)“有用”的悖论
加州大学伯克利分校校长卡罗尔·克赖斯特(Carol Christ)在一次演讲中,谈到了基础研究与应用研究的区别:“与应用研究不同,基础研究由我们内心自然生发的好奇心驱动,我们对深邃苍茫的宇宙感到好奇,也对人类在宇宙中所处的位置感到好奇。这份自然的求索欲望无须事先的预判,也不以特定应用为导向,甚至无关任何‘收益’。”
但她紧接着指出:“随着时间推移,基础研究中的某个发现可能成为一项全新行业的基石,极大地造福社会。例如,如果没有一个世纪前进行的纯数学研究,今天的计算机就不可能存在。同样,爱因斯坦写在一篇发表于1917年的晦涩论文中的基础研究,在几十年后为人类带来了激光器。事实证明,听从自己的好奇心去做研究,纯粹地享受每一次新发现,从长远看是可以带来巨大回报的。”
这揭示了一个深刻的悖论:那些最“有用”的东西,往往来自最纯粹的“无用”好奇。如果爱因斯坦当年追问的是“我的研究有什么用”,他可能就不会耗费十年光阴构建广义相对论——因为那个理论在当时看起来确实毫无用处。但正是这个“无用”的理论,后来成为GPS导航的基石,成为我们理解宇宙的基本框架。
美国国家工程院院士孙勇奎说得好:“在我所从事的生物制药世界里,那些为人类健康作出重大贡献的研究,在初期都是非常基础的生物研究,没有人想到过自己的研究可以转化为有用的内容,成为生物制药在创新环节中不可或缺的部分。”
瑞士国家科学基金会的劳拉·贝尔纳迪(Laura Bernardi)在一篇专栏中总结了基础研究的四个不可替代的价值:第一,发现本身的性质决定了它需要基础研究——科学突破很少是线性的、可预测的;第二,社会繁荣需要基础研究——那些在研发上投入巨资的国家,创新更多、增长更稳健;第三,下一代应对不可预见情况所需的技能,正是通过基础研究培养的;第四,基础研究的回报主要不是归于私人投资者,而是归于整个社会。
她特别指出:“互联网、GPS和mRNA疫苗,都始于由公共资金支持的、好奇心驱动的探索。整个社会获得了数千倍的回报。”
(3)好奇心与功利心的辩证
当然,强调好奇心的重要性,并不意味着排斥应用。真正的智慧在于理解二者的辩证关系。
2005年诺贝尔经济学奖得主托马斯·萨金特(Thomas Sargent)说:“发明的本质就是惊喜。”这意味着,如果你只想得到你想得到的,你就得不到你没想到的——而所有真正的突破,都是你没想到的。
2016年诺贝尔经济学奖得主奥利弗·哈特(Oliver Hart)举了一个例子:“数学家G.H.哈代曾有名言,他从未做过任何有用的事情。但他错了。他纯数学的工作后来被发现有许多应用——那些他未曾预见的应用。这就是基础研究如此重要的原因。人们以无法预料的方式在其基础上发展,这些发展带来了改变我们生活的实际发现。想想DNA结构的发现带来的影响吧。”
哈特还特别强调了大学在保护好奇心方面的独特作用:“基础研究的价值是大学之所以重要的原因之一。之所以如此,不是因为公共部门比私人部门更有长远眼光,而是因为基础研究不能被专利化——它的价值恰恰在于每个人都能接触。鉴于大学在支持基础研究方面的关键作用,削减大学经费——这如今如此流行——是极其短视和有害的。其影响将是持久的。”
1.1.4 结语:好奇心不是奢侈品,而是必需品
让我们回到本章的开头。当维克托·安布罗斯说“大自然向我们呈现出无穷无尽的谜团,激发我们的好奇心”时,他其实是在描述一种最古老、最根本的人类冲动——那种在黑暗中摸索的勇气,那种对未知发出惊叹的能力,那种永远不被满足的“为什么”。
费曼在少年时修理收音机,仅仅是因为好奇那些电子元件如何协同工作。这份好奇,后来引领他进入物理学的殿堂,最终改变了人类对量子世界的理解。
居里夫人凝视那神奇的射线,仅仅是因为好奇“这些能量从何而来”。这份好奇,支撑她度过四年艰苦的提炼,最终发现了镭,开创了放射化学的新纪元。
莱维特研究复杂的化学系统,仅仅是因为好奇“那些分子如何相互作用”。这份好奇,五十年后为计算生物学带来革命性突破,为无数疾病治疗开辟了新路径。
这些故事告诉我们一个朴素却常被遗忘的道理:好奇心不是奢侈品,而是必需品。它不是科学家在闲暇时可以放纵的消遣,而是科学创造不可或缺的燃料。没有好奇心,就没有追问;没有追问,就没有发现;没有发现,就没有文明的进步。
在追求“有用”的时代,我们更需要守护那份“无用”的好奇。在强调“转化”的今天,我们更要珍视那些“不知转化为何物”的探索。因为所有伟大的“有用”,都曾在某个时刻,只是一颗赤子之心面对未知时的那一声惊叹。
正如皮萨里季斯所言:“没有基础科学,我们的关注点将仍然是食物和住所。”而好奇心,正是让我们超越生存、走向文明的阶梯。
愿每一个翻开这本书的人,都能在诺奖得主的故事中,重新点燃自己心中那颗赤子之心——那份对世界的好奇,对未知的惊叹,对“为什么”的执着追问。因为那,正是所有科学探索的起点,也是人类精神最珍贵的底色。
参考文献
[1] 尹涛. 一个有趣的问题:生物学家能修好收音机吗?
[2] 央视国际. 毕生献身科学研究的居里夫人. 2004-07-13
[3] Carol Christ. 纯粹的科学研究可以带来巨大回报. 世界科学, 2020-11-27
[4] Lea Weibel, Martina Szabo. Why basic scientific research matters: 6 Nobel Laureates explain. World Economic Forum, 2026-01-13
[5] 尹涛. 生物学家能修好收音机吗?知识分子网, 2019-09-21
[6] 央视网. 居里夫人. 2004-07-13
[7] 科普宁河. 科技创新与基础科研之间的最优路径究竟在哪?科普中国, 2023-11-19
[8] Laura Bernardi. Basic research is a public good. Horizons, 2025-12-04
[9] 是茶卡呐!《走进费曼丛书:别逗了,费曼先生》书评. 豆瓣, 2020-07-30
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