stringtranslate.com

Роль случая в научных открытиях

Оригинальное описание этого изображения, опубликованное в исследовательской статье: [1]

«По счастливой случайности мы получили изображение ярко-зеленой флуоресцентной ложной мурены (семейство Chlopsidae ) во время изучения биофлуоресцентных кораллов во время экспедиции 2011 года на остров Малый Кайман в Карибском море. Насколько нам известно, это был первый случай, когда ярко-зеленое флуоресцентное позвоночное было получено в его естественной среде обитания».

Роль случая, или « удачи », в науке охватывает все способы, с помощью которых совершаются неожиданные открытия.

Многие области, особенно психология, занимаются тем, как наука взаимодействует со случайностью — в частности, « случайностями » (случайностями, которые благодаря проницательности превращаются в возможности). Психолог Кевин Данбар и его коллеги подсчитали, что от 30% до 50% всех научных открытий являются случайными в каком-то смысле (см. примеры ниже). [2]

Психолог Алан А. Баумайстер говорит, что ученый должен быть «проницательным» (внимательным и умным), чтобы извлечь пользу из случайности. [3] Данбар цитирует высказывание Луи Пастера о том, что «Случай благоприятствует только подготовленному уму». Подготовленный ум, предполагает Данбар, — это ум, обученный строгости наблюдения. Данбар добавляет, что существует много работ о роли, которую играет счастливая случайность («счастливые случайности») в научном методе. [2] [4] [5] [6]

Исследования показывают, что ученых обучают различным эвристикам и практикам, которые позволяют их исследованиям приносить пользу, а не страдать от случайностей. [2] [7] Во-первых, тщательные контрольные условия позволяют ученым правильно идентифицировать что-то как «неожиданное». Как только открытие признано законно неожиданным и нуждающимся в объяснении, исследователи могут попытаться объяснить его: они работают в разных дисциплинах, с разными коллегами, пробуя различные аналогии, чтобы понять первое любопытное открытие. [2]

Подготовка к открытиям

Модель, основанная на работе Кевина Данбара и Джонатана Фугелсанга. Они говорят, что первым шагом является осознание того, что результат является неожиданным и необъяснимым.

Случайные открытия стали темой для обсуждения, особенно начиная с 20-го века. Кевин Данбар и Джонатан Фугельсанг говорят, что где-то от 33% до 50% всех научных открытий являются неожиданными. Это помогает объяснить, почему ученые часто называют свои открытия «удачными», и все же сами ученые не могут точно определить, какую роль сыграла удача (см. также иллюзию интроспекции ). Данбар и Фугельсанг считают, что научные открытия являются результатом тщательно подготовленных экспериментов, но также и «подготовленных умов». [2]

Автор Нассим Николас Талеб называет науку «антихрупкой». То есть наука может фактически использовать — и извлекать выгоду — из хаоса реального мира. Хотя некоторые методы исследования хрупки перед лицом человеческих ошибок и случайности, научный метод во многом опирается на случайность. Талеб считает, что чем более антихрупкой является система, тем больше она будет процветать в реальном мире. [8] [9] По словам MK Stoskopf, именно таким образом счастливая случайность часто является «основой для важных интеллектуальных скачков понимания» в науке. [10]

Слово « serendipity » часто понимается просто как «счастливая случайность», но Хорас Уолпол использовал слово «serendipity» для обозначения определенного вида счастливой случайности: вида, который может быть использован только «проницательным» или умным человеком. [10] [11] Таким образом, Данбар и Фугельсанг говорят не только об удаче или шансе в науке, но и конкретно о «serendipity» в науке. [2]

Данбар и Фугельсанг предполагают, что процесс открытия часто начинается, когда исследователь находит ошибки в своем эксперименте. Эти неожиданные результаты приводят исследователя к неуверенности в себе и попытке исправить то, что он считает ошибкой в ​​своей собственной методологии. Первый выход — объяснить ошибку, используя локальные 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 совпадением. Неуверенность в себе полна, и поэтому методы смещаются, чтобы стать более широкими: исследователь начинает думать о теоретических объяснениях ошибки, иногда обращаясь за помощью к коллегам из разных областей знаний. Высоко контролируемые, осторожные, любопытные и даже социальные аспекты научного метода делают его хорошо подходящим для выявления постоянных систематических ошибок (аномалий). [2] [7]

Альберт Хофманн , швейцарский химик, открывший психоделические свойства ЛСД , когда он попробовал принять его в своей лаборатории, писал :

Верно, что мое открытие ЛСД было случайным, но оно было результатом запланированных экспериментов, и эти эксперименты проводились в рамках систематических фармацевтических, химических исследований. Это можно было бы лучше описать как счастливую случайность. [12]

Данбар и коллеги ссылаются на открытия Хофмана и других как на связанные с счастливой случайностью. Напротив, разум может быть «подготовлен» способами, которые препятствуют счастливой случайности — делая новые знания трудными или невозможными для восприятия. Психолог Алан А. Баумайстер описывает по крайней мере один такой случай: Исследователь Роберт Хит не смог распознать доказательства «цепей удовольствия в мозге» (в септальных ядрах ). Когда Хит стимулировал мозг своих пациентов-шизофреников, некоторые из них сообщили о чувстве удовольствия — открытие, которое Хит мог бы исследовать. Хит, однако, был «подготовлен» (на основе предыдущих убеждений) к тому, что пациенты сообщат о бдительности, и когда другие пациенты это сделали, именно на сообщениях о бдительности Хит сосредоточил свои исследования. Хит не смог понять, что увидел что-то неожиданное и необъяснимое. [3]

Мозг

Фугельсанг и Данбар наблюдают за учеными, пока они работают вместе в лабораториях или анализируют данные, но они также используют экспериментальные установки и даже нейровизуализацию . [2] Исследование фМРТ показало, что неожиданные результаты были связаны с определенной активностью мозга. Было обнаружено, что неожиданные результаты активируют префронтальную кору , а также левое полушарие в целом. Это говорит о том, что неожиданные результаты вызывают 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 существуют в той или иной степени у всех людей. [2] [13]

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

Алан А. Баумейстер [3]

С другой стороны, Данбар и Фугельсанг говорят, что изобретательный экспериментальный дизайн (и контрольные условия) могут быть недостаточны для исследователя, чтобы должным образом оценить, когда открытие является «неожиданным». Случайные открытия часто требуют определенных умственных состояний исследователя, выходящих за рамки строгости. Например, ученый должен знать все о том, чего от него ожидают, прежде чем он сможет удивиться, а для этого требуется опыт в этой области. [2] Исследователям также требуется проницательность, чтобы знать, как инвестировать в самые любопытные открытия. [3]

Случайные открытия

Ройстон Робертс говорит, что различные открытия требуют определенной степени гениальности, но также и некоторого элемента удачи, чтобы эта гениальность могла действовать. [14] Ричард Гоган пишет, что случайные открытия являются результатом совпадения подготовки, возможности и желания. [15]

Примером удачи в науке является то, что исследуемые препараты становятся известными для различных, неожиданных применений. Так было с миноксидилом ( антигипертензивным вазодилататором , который, как впоследствии выяснилось, также замедляет выпадение волос и способствует их росту у некоторых людей) и с силденафилом (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 изначально работал с этим веществом, чтобы попытаться лечить мигрени и кровотечения после родов. Хофманн испытывал психические искажения и подозревал, что это могло быть воздействием ЛСД. Он решил проверить эту гипотезу на себе, приняв то, что он считал «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 такой дозы ЛСД, Ройстон Робертс считает «одним из самых пугающих рассказов в зарегистрированной истории медицины». [14]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Дэвид Ф. Грубер ; Джин П. Гаффни; Шаади Мехр; Роб ДеСалль; Джон С. Спаркс; Елена Платиса; Винсент А. Пьерибоне (2015). «Адаптивная эволюция флуоресцентных белков угрей из белков, связывающих жирные кислоты, производит яркую флуоресценцию в морской среде». PLOS One . 10 (11): e0140972. Bibcode : 2015PLoSO..1040972G. doi : 10.1371/JOURNAL.PONE.0140972 . ISSN  1932-6203. PMC 4641735.  PMID 26561348.  Wikidata Q24810539  .
  2. ^ abcdefghij Данбар, Кевин Н; Фугелсанг, Джонатан А (2004-10-27). "Причинное мышление в науке: как ученые и студенты интерпретируют неожиданное". В Горман, Майкл Э.; Твини, Райан Д.; Гудинг, Дэвид К.; Кинканнон, Александра П. (ред.). Научное и технологическое мышление . Psychology Press. стр. 57-79. ISBN 978-1-4106-1131-4.
  3. ^ abcd Баумейстер, Алан А. (2006). «Serendipity and the Cerebral Localization of Pleasure». Журнал истории нейронаук . 15 (2): 92–98. doi :10.1080/09647040500274879. ISSN  0964-704X. PMID  16608738. S2CID  9170432.
  4. ^ Дарден, Линдли (2002). «Стратегии обнаружения механизмов: реализация схемы, модульная сборка, прямая/обратная цепочка». Философия науки . 69 (S3). Cambridge University Press (CUP): S354–S365. doi :10.1086/341858. ISSN  0031-8248. S2CID  62134473.
  5. ^ Thagard, P. (2000). Как ученые объясняют болезни . Книжные коллекции по проекту MUSE. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-05083-6.
  6. ^ Кулкарни, Дипак; Саймон, Герберт А. (1988). «Процессы научного открытия: стратегия экспериментирования». Когнитивная наука . 12 (2). Wiley: 139–175. doi : 10.1207/s15516709cog1202_1 . ISSN  0364-0213. S2CID  6294288.
  7. ^ ab Оливер, Джек Э. (1991-12-31). "Глава 2". Неполное руководство по искусству открытия . Columbia University Press. doi :10.7312/oliv91558. hdl :1813/83. ISBN 978-0-231-88432-7.
  8. ^ Талеб, Нассим Николас. "Антихрупкость — или свойство систем, любящих беспорядок". edge.org . Архивировано из оригинала 2013-05-07.
  9. ^ Талеб, Нассим Николас (2010) [2007-04-17]. Черный лебедь (Второе издание: Влияние крайне маловероятного: С новым разделом: О прочности и хрупкости ред.). Нью-Йорк. NY: Random House. ISBN 978-1-4000-6351-2.
  10. ^ ab Stoskopf, MK (2005-01-01). «Наблюдение и размышление: как удача обеспечивает строительные блоки научного открытия». Журнал ILAR . 46 (4): 332–337. doi : 10.1093/ilar.46.4.332 . ISSN  1084-2020. PMID  16179740.
  11. ^ Мертон, Роберт К.; Барбер, Элинор (2004) [1958]. Путешествия и приключения счастливой случайности: исследование социологической семантики и социологии науки . Princeton University Press . ISBN 0691117543.
  12. ^ «Станислав Гроф берет интервью у доктора Альберта Хофмана, 1984» (PDF) . Карты Бюллетень . 11 (2). Биг-Сур: Институт Эсален. Осень 2001 года.
  13. ^ Газзанига, М.С. (01.07.2000). «Церебральная специализация и межполушарные коммуникации: обеспечивает ли мозолистое тело человеческое состояние?». Мозг . 123 (7): 1293–1326. doi : 10.1093/brain/123.7.1293 . PMID  10869045.
  14. ^ ab Roberts, Royston M. (1991-01-16). Serendipity: Accidental Discoveries in Science . Нью-Йорк Чичестер Брисбен...[и т.д.]: Wiley. ISBN 0-471-60203-5.
  15. ^ Гоган, Ричард (2010). Случайный гений: Величайшие случайные открытия в мире . Metro Books. ISBN 978-1-4351-2557-5.