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原文转载自知识分子
导 读
美国化学家卡尔·巴里·沙普利斯分别于2001年与2022年两次获得诺贝尔化学奖。2008年11月，沙普利斯在中国天津大学的 Honeywell Nobel Lecture（霍尼韦尔—诺贝尔获奖者讲座系列）上作了一场演讲。报告的题目是：“How to find something new”（如何发现新事物）。
他一生做过很多重要的演讲，但这场演讲可说是其中最特殊的一次。沙普利斯曾说这是自己数十年科研工作中最精华的一次总结和自述，但这场汇报并不是关于化学，而是关于科研方法和他自己关于科研创新的思考。为给读者分享这场富于启发的演讲，《知识分子》获授权转载，略有删改。
（一）如何发现新事物
经常有人问我，“您如何找到新的反应？您是从哪里得到那些新的想法的？”我认为一位优秀的科学家必须非常热情且充满好奇。同时，他若想成功，野心也必不可少。然而，科学家的种类很多。诺贝尔生理学或医学奖得主彼得·梅达瓦爵士曾说：“科学家中有收藏家、分类者和强迫症患者。从性格上讲，他们之间许多是侦探，许多是探险家；有些是艺术家，有些则是工匠。”
图1 彼得·梅达瓦爵士，因对免疫学所做的杰出贡献而获得1960年诺贝尔生理学或医学奖
我基本上是一位探险家。即使探索未知的能力并不是与生俱来的，但我相信各种性格的科学家都可以学习去探索。我想帮助在座各位变得更有创造力，在科学发现过程中能有更多的机遇，并且也许能体会到科学发现带来的那种激动人心的感受。
如果你想发现新事物，千里之行的第一步就是要学会与不确定性共存，并学会接受失败如常，因为寻找未知事物的风险就像成为一名从不系安全绳的高空杂技演员一样大。并不能保证何时、甚至是否一定有新发现，也没有任何可能预测你所找到的新事物是否就是你希望寻找的。根据新事物的定义，在已知范围内推理出真正的新事物是不可能的，因此你必须踏上通往未知之路。
我的性格使我乐观拥抱不确定性。实际上，我在斯坦福大学研究生院毕业后额外做了几年（相当于三个博士学位论文工作量的）研究，因为我热爱完全的自由——只需在实验室中开反应或在图书馆中进行研究，除此之外没有文书工作、授课或撰写研究基金的的职责。在做化学反应的闲暇时，我喜欢与其他化学家在黑板上进行 “粉笔交谈”。我从不担心个人的安全感或未来将给我带来什么。
我的博士导师范塔梅伦（E.E. van Tamelen）是他这一代中最具创造力的化学家之一，他所想的都是化学中的重要问题，同时这些科学问题往往也是最难的，因此和他共事更使我乐观拥抱不确定性。当你踏入未知世界时，就无法保证一定能成功，所谓的失败才是永恒的伴侣。我很幸运，范塔梅伦教授给了我们很大的自由——他并未就我实验室的工作制定明确的方向。这有助于我获得独立性，增强信心和成熟度。
当我在实验台上工作时，我的大多数反应都行不通，但我从来没有将它们视为失败。我行不通的想法总会给我带来关于下一步尝试的更多想法。因此，我的词典里没有 “失败” 这个概念。从1920年到1947年，查尔斯·凯特林曾担任全球最大的公司之一—通用汽车的研发总裁（他被誉为创新之父），我非常赞同他的观点：“明智地失败” 是一个很棒的概念。你们都需要学习如何明智地失败。
凯特林说，一位发明家 “尝试后可能会失败上千次。”而根据我的经验，失败的数量更接近上万次。对于新的发现来说，失败才是真正的通向成功之路，我认为对你们在坐的大多数人来说，听到这个道理真是一个很大的意外！一定不能将失败视为浪费时间。我亲身的经历和汉弗莱·戴维爵士的经历相近：“我的失败启发了我最重要的发现。”
（二）迎接SERENDIPITY（意外发现）的到来
当理解了SERENDIPITY（意外发现）在发现新事物中所起的特殊作用后，失败转变为成功是不矛盾的。Serendipity通常指的是在寻找完全不同的事物时的偶然幸运发现。寻找新事物永远不可能是一个理性的过程。
真正的新事物是未知的——根据定义，未知事物不可能被描述或被预测。因此，意外发现在科学发现中无处不在。例如，开普勒对椭圆形行星轨道的证明源于他对酒桶的面积和体积进行测量的尝试。同样地，几乎当今所有最有价值的化学过程的发现都有意外的因素。实际上，现代化学工业的诞生完全是出于意外的发现。
1856年，珀金（Perkins）还是一名18岁的学生，他正在试图合成奎宁。他的反应失败了，这在实验室中稀松平常，他最后在烧瓶底部得到了一块令人不悦的黑色固体残渣。在清洗烧瓶时，他发现该固体残渣中含有一种可溶于乙醇的紫色化合物。珀金对这个奇怪而完全出乎意料的结果进行了跟踪，他发现该化合物可以用于给纺织纤维染色。他为新染料申请了专利，并创建了自己的染料工厂。通过纯粹的意外发现，珀金发现了第一种苯胺煤焦油染料。正是通过抓住这个意外发现的机会，珀金才成为现代化学工业的奠基人。
意外发现的例子几乎是无止境的：哥伦布在寻找东印度群岛时偶然发现了美洲大陆。聚丙烯的偶然发现将石油带进了我们所生活的世界。特氟龙、青霉素、化学疗法、X射线、巴氏涂片、疫苗接种、牛顿万有引力定律、安全玻璃、人造甜味剂、硫化橡胶、宇宙大爆炸理论、橡皮泥、冰棒、可口可乐、DNA的发现，甚至是电话——它们都是在人们寻找其他事物时偶然发现的。许多常见的药物在创制初期的目的都是用来治疗不同的疾病：一种治疗心绞痛的候选药物由于其显著的副作用——后来被称为“伟哥”，而被人们更加熟知！
很遗憾的是，“serendipity” 被选为英语翻译中最困难的十个单词之一。我希望它能被很好地译成中文，因为其几乎所有的科学发现都欠她（serendipity）一个巨大的人情。如果你想有新发现，则必须积极主动地开门邀请serendipity进入。
我认为有一个人将这件事描述得最好。1854年，路易斯·巴斯德曾写下他的名言：在观察所及的领域内，机会只青睐有准备的头脑。也许你知道英国著名小说家简·奥斯丁。她一生从未离家，从未结婚，也从未外出旅行，但她的小说《傲慢与偏见》却最为出名，其揭示了对人性的深刻理解，她是一个真正的天才。鲜为人知的是一位来自马萨诸塞州的名叫艾米丽·狄金森的隐居年轻女士，她和沃尔特·惠特曼被认为是19世纪最伟大的美国诗人。
图2 路易斯·巴斯德，1854
简·奥斯丁的天才之处在于对人性的理解。艾米莉·狄金森的天才之处在于她可以理解人类创造力和发现的本质。我个人认为，在这方面，没人能比她描述得更加精妙。她诗中的这些句子很好地表达了意外发现在生活以及科学中的作用：
幸运与勇者为友。
幸运不是偶然,而是辛劳；
幸运之神昂贵的微笑是靠辛劳赢得的。
不知何时黎明会来，我打开了所有的门。
希望意味着时刻为尚未出生的事物做好准备。
称其为意外发现、好运、机会或运气吧。如果你想发现新事物，请遵循它。放弃你固执的计划，欢迎好运上门吧。
我有时会说，如果你想被汽车撞到，请站在高速公路的中间。我毕生的 “站在高速公路中间” 的研究方法很早就开始使用了。在我读研究生时，曾在研讨会上听过一次来自加州理工的乔治·哈蒙德（George Hammond）教授的演讲。他是一个真正的特立独行者，他所说的内容在当时的被视为异端，因为在那时，有机化学的主要研究目标是合成复杂的天然产物及相关类似物。
哈蒙德教授那时说的是：“关注过程，而不是产品。” 他的话引发了我的共鸣，就像一场宗教转变。尽管实际上他的观点与当时有机化学的惯例相反，但他所说的却是非常合理的。虽然现在我知道，那时的我在违背当年有机化学的“圣律”，但当时我并没有这样想。我偏离了公认的常识，并正在解放思想。
他后来写道：“合成最根本和最持久的目标并不是合成新的化合物，而是合成新的功能。” 生产意味着过程。此外，若想在化学中找到新的东西，那么我相信研究过程仍然是最好的选择。这条古老的建议至今仍然成立——找到过程之中漏洞并将它们填补。
（三）治好你的“瘟疫”
想象每个人都患有 “瘟疫”，而 “瘟疫” 有很多不同的病因和症状。继续想象每个人都没有意识到他们有任何症状，因为人们即使在患 “瘟疫” 时也能继续过正常的生活。实际上，“正常” 意味着患有 “瘟疫”！还要想象一下，当有人发现其症状时，他对医生说：“我觉得我病了”，而所有的医生都说：“不，你很正常，你没得病。” 这才是问题所在：大多数医生都不知道 “瘟疫” 的存在；一些医生只是听说过 “瘟疫”，但并不相信它真正存在，因为在医学院上课时，没人教过他们这类 “瘟疫”。一些医生确实了解 “瘟疫”，但他们的同事们像对待疯子一样对待他们，因此这些医生的观点无法发表出来。
他们的观点为什么不能发表？因为管理医学期刊和控制政府研究资金的那些非常有能力的医生要么不相信，要么，更糟的是，尽管他们知道 “瘟疫” 的存在，但承认他们所知道的会损害其利益。对我而言，“瘟疫” 是扼杀创造力、发现和科学进步的所有精神障碍的隐喻。创造性思维的最大障碍是我们随身携带的所有没有被意识到的思维上的包袱。我们都非常、非常容易被欺骗。
大家请看这张图片。
你们能看到方格相交处的所有小灰点吗？它们似乎四处移动。我可以看到它们——你们可以吗？现在只关注其中一个交点，专注于一个小灰点。它还在吗？不，当然不在，因为所有这些小灰点都是视觉错觉，方格之间并没有任何东西。你们可以从中获得很多乐趣——只需在Web浏览器中输入 “VISUAL ILLUSIONS（视觉错觉）”，就可以找到成百上千个例子。
看到被欺骗是多么容易了吗？这一直在你身上发生。视觉错觉是一种生理现象。我们的大脑为我们做出了无意识的预设，但它们并非总是正确的。这些预设中有很多是你们已经学到的，但也有很多使你们本来容易的生活变得更加困难。
我愿重申：创造性思维的最大障碍是我们随身携带的所有没有被意识到的思维上的包袱。我称其为 “瘟疫”。期望、傲慢、偏颇、恐惧、幻觉、妄想、神话、偏见、圣律、政治、资助、非理性的忠诚（其中最糟糕的是父母的爱——最不理性地对你的想法照单全收）……我可以继续列举下去。这些就是 “瘟疫” 的病因。如果你想痊愈，就必须靠自己——这不是在课堂上能教的。
理查德·费曼是诺贝尔物理学奖得主，也是我最伟大的英雄之一，他曾说：“首要原则是，切勿自欺欺人—而你自己是最容易被欺骗的人。” 他还说过：“我很聪明，因为我知道我自己很傻。” 我强烈建议你们阅读费曼的自传和传记。我想你们会看到费曼的童年，尤其是他与父亲的关系如何赋予他如此清晰的洞见力，而不是像我们大多数人一样通过犯错而习得。
当他们散步时，他的父亲会指向一只鸟，二人一同观察。此外他的父亲会告诉年轻的理查德关于这只鸟他所知道的一切。费曼后来写道：你可以用世界上所有的语言描述这只鸟的名字，但除此之外你还是对它几乎一无所知……所以让我们观察一下这只鸟在做什么——这才是有价值的。
我很早就学到了知道某物的名称和真正知道某物的区别。如果你是一名科学家，就有可能落入有很多错误的陷阱。文献可能是错误的。一门学科衰败而另一门学科兴起带来了心理上的障碍。当前研究的 “时尚” 可能是基金驱动、个人崇拜甚至是期刊编辑偏见的结果。这才是我想知道的事情：有机化学专注于一件事（复杂合成）已经50多年了，但那些我们日常使用中的最重要化学反应均在此之前就被发现了。这传递出什么信息？有机化学和穿着5英寸高跟鞋的女性是否都可能是“时尚”的受害者?
不希望其他同事认为很愚蠢，这可能是创造性思考的最大障碍。这就是我所谓的 “第一步” 的必然结果，即学会如何与不确定性共存。如果你不能承认自己错了，或者过分在意别人对你的看法，那么就无法发挥创造力。即使当你缺乏同事的充分尊重时，也必须继续相信自己和你的目标。你必须要在你自己想做什么和其他人认为你应该做什么之间进行选择。但是，如果你想成为一名探险家，你将不会孤单——的确有人愿意遵循发现之路，也的确有真正的榜样可以为你提供支持和指导。
除了范塔梅伦教授，我最杰出的榜样是斯坦福大学的亨利·陶布（Henry Taube），吉姆·科尔曼（Jim Collman）和比尔·约翰逊（Bill Johnson）、帝国理工的德里克·巴顿（Derek Barton）、哥伦比亚大学的吉尔伯特·斯托克（Gilbert Stork）、瑞士联邦理工的阿尔伯特·埃申莫瑟（Albert Eschenmoser）和加州大学洛杉矶分校的索尔·温斯坦（Saul Winstein）。当我还是一个年轻的科学家时，我就认识了他们，从从与他们的交流中学到了很多。
陶布和巴顿教授后来都成为诺贝尔奖得主，我希望我的列表上还会有更多的诺贝尔奖得主。这些科学家的整个职业生涯都以思维广度和重要的科学发现为特征。因此，要成为一名探索者，就需要寻找好的导师和志同道合的当代人，并学会在没有主流支持的情况下进行研究。
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