苦于科研無進展？你需要來一次“即興科學”

在科研中，人們早已認識到溝通交流的重要性，學術會議、組會也早已成為科研的一部分。然而，一種更微觀的互動形式，往往被遮蔽在嚴肅有序的“日間科學”之下。這就是屬于“夜間科學”的即興交流：在靈光乍現的獨思之外，真正促成新想法生成的，常常發生在信任基礎上的一對一交流之中。本文的兩位作者稱之為“即興科學”。在這樣的互動中，人們能打破個人的常規思維定式，在解釋想法的過程中梳理邏輯、發現論證漏洞；尚未成熟甚至看似荒謬的想法得以暫時保留、延展，進而成為孕育新發現的種子。（過往“夜間科學”系列文章見返樸微信公眾號合集《科學里的形而上學》）

撰文 | Itai Yanai、Martin Lercher

翻譯 | Kestrel

有趣的永遠是在“是的”之后出現（The fun is always on the other side of a ‘yes’）。

——Martin DeMatt （即興戲劇教師）

大致而言，科學研究包含兩個不同的領域。一個是執行領域，指的是以一種穩健且一致的方式驗證假說。這一過程遵循的科學方法，可以說是從小學教到了大學。另一個則是它的補充，代表科學創造性的一面，在這里產生最初的洞察，進而形成了提出假說的思想。兩個領域在我們所稱的“數據-假說對話”當中緊密相聯[1]。借鑒弗朗索瓦·雅各布（Fran?ois Jacob）的說法[2]，我們將這兩個領域稱為日間科學和夜間科學[3]。盡管科學進程同等地依賴兩個領域的前進，但夜間科學的方法和實踐尚未被充分理解，也許出于這個原因，它沒有被正式地教授。

為了更好地理解夜間科學，我們已經寫了多篇文章：關于類比的使用（《奇思妙想得到的科研靈感，卻難以寫進論文里》），通過擁抱矛盾來發現新問題（《當數據終于支持你時，竟是科研中“最危險的時刻”？》），成為負擔的假說（《反教科書觀點：假說是科學探索中的負擔》），以及科學領域之間的“進出口思想”（《科學全才在今天還能存在嗎？》)[3-8]。除了這些以個體科學家為中心的層面，夜間科學的創造性還包含重要的社交成分。實際上，最有助于提升科學創造力的因素之一是有一個人可以說話；大多數科研課題的進展，其實可以看作一小群成員之間的長對話。通過那些對話，即興發揮的新想法就有可能最終變成日間科學驗證的內容。因此，雖然日間科學基于精確性和計劃性，夜間科學卻陶醉于即興創作，并且這種創作常常發生在兩位科學家之間。

為了準備這篇社論，我們做了一些研究。問題是如何把它寫下來。本著即興科學（improvisational science）的精神——它與藝術領域的即興劇場如出一轍，我們覺得記錄一場作者之間關于這些話題的自發對話最為合適，僅僅為清晰性稍加編輯，且在適當的地方加了參考文獻。

Itai：你知道，我們生活在一個相信孤勇天才神話的世界里：一個人在辦公室，就能獨自提出最絕妙的想法。但如果有人能跟他探討自己的想法，那將帶來不可否認的強大力量。這樣能真正推動思考前進[9]。

Martin：我覺得這是很多科學家都會經歷的事情：你完全可以自己產生所有的想法，但是這個過程很重要的一環是與一個你信任的、能夠理解你想法的人聊聊。

Itai：沒錯，信任在這里很重要，因為我們中許多人——或許是所有人——一直會覺得自己是冒牌貨（imposters）。如果有一個人，你可以跟他/她分享自己不成熟的想法，那意味著你可以放下心防，不必顧慮自己的不足。

Martin：我覺得大部分想法，雖然很努力地想出來，但它們比“半成品”還要糟糕得多。我的許多初始想法真的是蠢得要命。

Itai：確實如此。你的大部分想法是很蠢！開個玩笑。但一千個那樣的蠢想法里面，會有一個成為好想法的種子，如果你不把它們都表達出來，你永遠不會知道哪個才是好的。

Martin：是的，如果你不能自在地分享自己最爛的想法，你就很難找到你最好的想法[10]。

Itai：對，并且跟一些我最欣賞的合作者談話，我最喜歡的地方在于，他們真的會做到“是的，而且”原則（the ‘yes, and’ principle）。

Martin：什么意思？

Itai：就是當我說一件事情，跟我說話的人，不是轉移話題，不是殺死話題，不是回復“不，但是……”，而是順著思路往下說，并且嘗試在此基礎上添磚加瓦。

Martin：聽起來特別像即興戲劇，不是嗎？

Itai：我喜歡這樣理解。演員們一起合作，每個人各司其職。但目標不是照著預先寫好的故事走，而是創造一個全新的故事。在這個意義上，這也有點像爵士樂，其目標不是去固守曲調，而是去超越它。比如，當你聆聽約翰·柯川（John Coltrane；爵士樂史上最具革命性的薩克斯演奏家之一，他重塑了現代爵士樂的面貌——本文人物簡介均為譯者加）演奏《我最愛的東西》（My Favorite Things）時，你會聽到他在探索曲調框架中的無限可能[11]。

Martin：那就是“即興科學”吧。

Itai：正是如此。要想有創造性，你得打開思路，即興發揮，在科學中也是這樣的。

Martin：不過，即興戲劇跟即興科學還是有所不同。在即興戲劇中，我隨時可以召喚一只大猩猩蕩過劇場，唯一的限制是之前的劇情發展。但在科學中，任何結論終歸得與所有已知的知識保持一致。

Itai：你說得很對。凡事都有其出場的時機。我會說即興部分支配了夜間科學的領域——在其中你嘗試去做出關聯，形成想法。當然，在夜間科學中，你不必去激起觀眾的反應，所謂的即興在于，你并不知道對話將通向何處，也沒有計劃。為了達到你說的一致性，你得用日間科學，后者就是一種完全不一樣的科學領域，要遵循嚴格的科學方法。

Martin：但如果我們正在討論某個尚未得到解釋的現象，我還不能全盤接受你的說法。那會像只有突變而沒有選擇的演化。你知道，你可能會把想法的產生看成一種隨機的突變過程，而篩選出有潛力的想法類似自然選擇。不過總是等到日間科學才能驗證，這樣做高效嗎？

Itai：我理解你說的意思，我認為確實存在一個微妙的平衡。我覺得常被忽視的一點是：交談時，我們應該盡量讓對方顯得更好。倘若我們只是一味否定對方說的話，即便我們只是在陳述我們所認為的事實，其實是剝奪了對方展開思考的機會，而那可能最終會產生一些有趣的東西。

Martin：這讓我想起了一個關于爵士樂的故事。邁爾斯·戴維斯（Miles Davis）與赫比·漢考克（Herbie Hancock）同臺演出時（兩人均是爵士樂歷史上的標志性人物。戴維斯是小號手，漢考克是鋼琴家，兩人也都是作曲家），漢考克不慎彈錯和弦，完全走音。他很驚慌，但邁爾斯并未繼續演奏會讓錯誤暴露的旋律，而是稍作停頓，隨即彈出與錯誤和弦相和鳴的音符——他將這個失誤化為了富有樂感的表演[12]。

Itai：我喜歡這個故事，因為在即興科學中也是這樣的：如果一個人說了一件顯然愚蠢的事情，那另一個人的工作應該是幫助改進它。

Martin：現在我們似乎達成共識了。“是的，而且”規則不必拘泥于字面意思。它是一種精神，一種心態：關于另一個人說的任何事情持一種積極的心態，不是去排斥它，而是看看你們能不能一起將它變得更好。

Itai：對，它是一種態度。不過這種能力似乎已經失傳了。現在人們強調效率，強調快速思考。但真正重要的是要記住，在進行對話時，你需要把那些快速的東西都暫停下來。你要相信，通過一些慢思考和對舊話題的反復探討，或許會發現之前未曾注意到的突破口。

Martin：如果你只是閉門苦想，很容易原地打轉，然后深陷其中，難以自拔。但如果你和另一個人同行，你們更可能走向意料之外的方向。還是用突變和選擇來類比：我認為與他人交流思想就像基因重組，不同人的想法匯成新的組合，從而加速了新思想的演化。

Itai：對。并且與別人交流也促使我們真正花時間去深度思考。當我只是一個人坐著的時候，我感到太多壓力，要花時間回復電子郵件，有些覺得純粹坐在那兒思考太過放縱，或許是我不夠自律。但如果我安排時間去跟某人碰面，就自然而然地有了真正思考的空間。這就像締結了某種社交契約，可以名正言順地一起思考，進行夜間科學探索。就像約好一起去健身房：你赴約了，因為你不想讓對方失望。如果是自己一個人，你可能就隨手按掉鬧鐘繼續睡了。

Martin：我喜歡社交契約這種說法：當我和一位博士生坐在一起討論新方法或者新的分析時，那是我最有創造力的狀態。因為我知道他們需要創造力去推進他們的課題，而我的工作就是幫助他們。

Itai：是的，我以前常把這種交流稱作“頭腦風暴”。但現在我覺得我們應該把這個過程叫作“即興碰撞”。頭腦風暴意味著我們應該邀請一群人集思廣益，提出大量的想法，再篩選最優方案。這種方式或許適合某些場景，但它未能準確體現我所喜歡的與合作者聊科學的方式。

Martin：我喜歡這個新說法。從現在開始，我會邀請我的合作者們“喝杯咖啡，來點即興碰撞”！

Itai：我猜你并不打算同時邀請所有人。我知道有些人認為“人多才熱鬧”，于是組織大型會議。但這只適用于彼此建立了深厚信任的團隊。例如在我實驗室的組會上，我們能夠暢所欲言，交流創造性的想法，因為我們是經過長期努力而建立起信任的特殊群體。臨時組建的團體不具備這種條件。在那種場合里，人們的表現會大不相同，比如會感到壓抑拘束。

Martin：甚至有研究顯示大型團隊擅長發展現有領域：有許多作者的文章往往能獲得大量引用。但具有顛覆性的科學創新更可能出自最小的團隊，常常僅由兩人組成。這說明大型團隊雖然高效，但并不那么有創造性[13]。

Itai：你提到你和學生之間的即興碰撞，這點很有趣。我真的覺得當只有兩個人的時候即興科學效果最好。而且社會心理學家也表明，我們的行為會受到群體規模的影響。從眾思維（group-think mentality），也就是同輩壓力的影響，是很強大的[14]。為了獲得一個想法的真實反饋，與單獨一人交流，或者至少每次只與一人交流，才是極為有效的。

Martin：確實。我們可以想到許多富有創造力的搭檔，在不同領域都有：沃森/克里克（Watson/Crick）、列儂/麥卡特尼（Lennon/McCartney；披頭士樂隊的核心創作搭檔）、布朗/戈爾茨坦（Brown/Goldstein；兩人自1972年起長期合作，因闡明膽固醇代謝機制、發現低密度脂蛋白受體而共同獲得1985年諾貝爾生理學或醫學獎）、克里斯多和讓娜-克勞德（Christo/Jeanne-Claude；著名的大地藝術家夫婦）、卡尼曼/特沃斯基（Kahnemann/Tversky；兩人合作研究判斷與決策中的認知偏差，從而直接開創了行為經濟學領域；丹尼爾·卡尼曼憑借這一成果獲2002年諾貝爾經濟學獎，其搭檔阿莫斯·特沃斯基因已故未能分享）等等。最后一對搭檔特別讓我印象深刻。卡尼曼和特沃斯基共同發展了一種關于人類決策研究的新理論，而這樣的成就源自兩人悠長的散步，他們就是在一次次散步中交流關于決策的個人經驗并提出了假設。要擁有這樣開放的對談，你需要和對方感覺非常放松才行[15]。

Itai：從外部看來，如果只是看到兩個人在散步，你可能都想不到他們實際上在工作。但實際上，他們在做的是他們工作中最艱難的部分。他們在思考某個令他們感到興奮的想法，這種興奮可能出于某種原因，但他們一開始可能也說不上來為什么。他們會想象一些實驗，推演什么可能可行，什么可能不可行。仿佛科學的執行部分只在你把所有事情都想通后才開始進行。而要把一個問題想透，沒有比與另一個人交流更好的方式了。

Martin：為什么不是另外十個人呢？如果你只是想把某個問題想清楚的話？

Itai：十個人也很好——如果是一個一個來的小組討論。但都一起來？想象一下，某個觀點在小范圍討論中或許能引發整場討論，但在十個人的團體里，只需一人就能將其扼殺，于是那個想法便終結了。

Martin：所以一方面，交流的社交屬性至關重要。但另一方面，當周圍人過多時，即興碰撞的效果就會大打折扣。為什么交流能增強我們的創造力，我覺得至少存在兩個理由。第一個是我們需要別人的幫助來質疑我們偏好的假定。正如哈米特·馬利克（Harmit Malik；美國進化遺傳學家，以其在“分子軍備競賽”和“遺傳沖突”領域的開創性研究而聞名，尤其是通過利用基因組中的病毒“化石”開創了“古病毒學”領域，揭示了宿主與病毒之間億萬年的協同進化關系）所言：你可能已經向不同的人解釋了一百次你的模型，但忽然有一個人問你其中普通的一步：你怎么知道的？然后這時你才意識到自己并不能真的回答這個問題——可能存在某個錯誤的假定一直誤導了你的思維[16]。

Itai：與他人交談能讓我們擺脫日常思維定式。就像我們被困在死胡同里無盡兜圈時，旁人卻能從他們的視角輕而易舉地指出通往新地方的出口。

Martin：它甚至可能不是以出口的形式出現，可能看上去更像是一個路障。不過只要繞一下，就能找到出路。談話之所以有幫助，還有另一個更為簡單的原因：向別人解釋我們的想法，會迫使我們把自己腦子里轉瞬即逝的零散思路轉化成連貫、有邏輯的表達。

Itai：而這一過程中，我們常常意識到它實際上沒有那么有邏輯，論證的漏洞也隨之暴露。

Martin：原理上，一塊黑板或者一張紙也可以達到同樣目的。但顯然，基于我們大腦的連接方式，它們似乎并非最優方式。或許是因為在演化中，人類更經常跟其他人類打交道，而不是跟黑板或紙筆。

Itai：你說得有道理。你剛才說到黑板的時候我就想到，可能對于一位數學家而言，許多思考確實是在獨處的情況下發生的，而那塊黑板提供了我們所談論的益處。但你說得對，人類是社會性動物，我們的大腦是為社交互動而優化的。那數學家們呢？

Martin：數學家實際上可能是所有科學家中最善于合作的。劍橋大學艾薩克·牛頓數學科學研究所（Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences）的電梯里設有黑板，此舉聞名遐邇——這并非為了讓獨行的數學家們在去吃午餐途中繼續推演公式，而是便于他們與偶遇的同事快速討論新奇想法[17]。

Itai：我喜歡這個例子。確實，新想法在最初聽起來往往會感到很奇怪——新思想，其定義幾乎就是如此。這讓我想起了柏拉圖的洞穴類比，里面瞥見新世界的那個人卻被同伴當成了異類[18]。在小范圍內談論新奇想法會有幫助的理由是，這種方式一定程度上消除了“政治因素”、同輩的壓力和其他干擾因素，然后讓想法能夠發展起來。

Martin：而且當你還在嘗試去找到那個新想法的時候，情況可能更糟。讓你的思維以某種隨機、不可預測的方式漂流是至關重要的。某種程度上，夜間科學就像隨機化的遺傳優化算法：你在嘗試去找到最佳解釋，但并不存在通往那里的既定路徑。日間科學，反過來，或許更像梯度下降法——它會更快把你帶到一個最優解，但你可能最終只得到一個局部最優解，而非全局最優解。

Itai：顯然，要推動一個項目，你需要找個可以說話的人。如果那個能夠討論某個特定話題的人不在身邊，有一個很好的近似方式：在腦海中跟那個人進行一個想象的對話。查奇·皮爾佩爾（Tzachi Pilpel；分子遺傳學教授，他通過開發計算工具并結合創新的實驗方法，如“試管進化”競賽，研究細胞內的基因調控網絡與進化機制）聲稱他的一些最好的想法就是這樣得到的，或許這個技巧讓他騙過自己的大腦，發揮出社交互動的超能力[19]。

Martin：但大概沒什么能夠比得過一個真實的對話。也許查奇可能是在說兩次討論之間發生的事兒。畢竟，孤獨天才的概念并非完全虛構；人們確實需要高強度工作的時段，而那通常發生在獨處的狀態下。只不過這些時段，會與一位同事進行即興科學的時段交替發生。

Itai：這幾乎是個悖論。這些即興對話無處不在——就在公開場合發生著，但它們卻可能是科學方法中隱藏的部分。

我們這次對話的目標是為了表達，科學研究中特定對話對產生新思想的重要性。我們稱其為“即興碰撞”，而非“頭腦風暴”，是因為它強調（1）小團體，理想情況就兩個人；（2）踐行“是的，而且”原則，這也是跟其他形式的即興活動共通的；（3）強調信任的關系和氛圍——“讓另一方看起來好”。像肌肉一樣，我們的即興科學技能需要時常練習來發揮它的魔力——隨著我們更多地與其他科學家進行即興碰撞，我們的創造潛力就得到了增長。

參考文獻

[1] Yanai I, Lercher M. The data-hypothesis conversation. Genome Biol. 2021;22:58.

[2] Jacob F. The statue within: an autobiography. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 1988.

[3] Yanai I, Lercher M. Night science. Genome Biol. 2019;20:179.

[4] Yanai I, Lercher M. Novel predictions arise from contradictions. Genome Biol. 2021;22:153.

[5] Yanai I, Lercher M. A hypothesis is a liability. Genome Biol. 2020;21:231.

[6] Yanai I, Lercher M. What is the question? Genome Biol. 2019;20:289.

[7] Yanai I, Lercher M. Renaissance minds in 21st century science. Genome Biol. 2020;21:67.

[8] Yanai I, Lercher M. The two languages of science. Genome Biol. 2020;21:147.

[9] Beveridge WIB. The Art of Scientific Investigation: Edizioni Savine; 2017.

[10] Seelig T (2019) What I Wish I Knew When I Was 20 - 10th Anniversary Edition: A Crash Course on Making Your Place in the World. HarperCollins

[11] Leonard K, Yorton T (2015) Yes, And: How Improvisation Reverses “No, But” Thinking and Improves Creativity and Collaboration--Lessons from The Second City. Harper Collins

[12] SafaJah. (2014). Miles Davis according to Herbie Hancoc [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=FL4LxrN-iyw. Accessed 20 Dec 2021.

[13] Wu L, Wang D, Evans JA. Large teams develop and small teams disrupt science and technology. Nature. 2019;566:378–82.

[14] Asch SE. Opinions and Social Pressure. Sci Am. 1955;193:31–5.

[15] Kahneman D (2011) Thinking, Fast and Slow. Farrar, Straus and Giroux

[16] Yanai I, Lercher MJ. Harmit Malik’s dark alleys to discovery (No. 6) [Audio podcast episode]. In Night Science. Buzzsprout. 2021. https://nightscience.buzzsprout.com/1744020/8577852-harmit-malik-s-dark-alleys-to-discovery.

[17] Singh S. Fermat’s Enigma: The Quest to Solve the World's Greatest Mathematical Problem; 1997.

[18] Plato. Plato's The Republic: Books, Inc; 1943.

[19] Yanai I, Lercher MJ. Tzachi Pilpel's imaginary conversations with friends (No. 2) [Audio podcast episode]. In Night Science. Buzzsprout. 2021. https://nightscience.buzzsprout.com/1744020/8346580-tzachi-pilpel-s-imaginary-conversa tions-with-friends.

作者簡介

Itai Yanai 是紐約大學應用生物信息學實驗室科學主任，生物化學與分子藥理學系教授，主要研究通過全局基因表達視角研究動態系統，包括腫瘤發生、宿主-病原體相互作用和胚胎發育。

Martin Lercher是德國杜塞爾多夫海因里希?海涅大學計算機科學與生物學系教授，計算細胞生物學研究組負責人。該團隊致力于探索細胞系統的分子組織與進化機制，重點研究代謝過程，核心目標是揭示通過自然選擇優化復雜系統所形成的設計原理。

Itai Yanai 與 Martin Lercher 合著科普書The Society of Genes，討論“自私的基因”如何協同作用構建生物體，基因內的競爭與合作關系。兩人在《基因組生物學》（Genome Biology）期刊發表“夜間科學”系列文章，即科研背后那些未被廣泛關注卻令人興奮的重要探索過程，展現了科學思維中富有創造性的一面，在科研實踐哲學的討論中具有很大影響。

本文基于知識共享許可協議（CC BY 4.0）譯自Yanai, I., Lercher, M. Improvisational science. Genome Biol 23, 4 (2022).
https://doi.org/10.1186/s13059-021-02575-w

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