太阳黑子研究历时超4个世纪

在一个消费技术日新月异的世界里,很难想象科学研究需要大量的时间和耐心才能出成果 。人们常常将这种慢速度归咎于外部因素,如缺乏资金和高素质的专业人员 。但是,虽然有些科学研究的确可能会因为更多的资金、更好的实验室装备或更多的研究人员参与而提高速度 , 但在科学界 , 时间也的确扮演着不可取代的关键角色 。
【太阳黑子研究历时超4个世纪】国家天文台的天体物理学家米格尔·桑坦德举了一个非常有代表性的例子 。他说:“如果想要沿着某颗系外行星的轨道多处取样,需要的时间与这个星体的公转周期相当或者更长 。因此并不是一切都取决于金钱,研究对象的活动速率也限制了实验的周期 。”一项研究工作的持续时间在很大程度上与所涉及的学科有关 。物理学家胡安·何塞·戈麦斯·卡德纳斯是NEXT实验的负责人,这项实验是在坎弗兰克地下实验室进行,研究中微子的特性 。他说:“有一些比较热门的领域,实验周期较短,出成果较快 。”但是在他所从事的粒子物理学领域,大型实验的用时不亚于一次“尤利西斯之旅” 。戈麦斯举了寻找希格斯玻色子和冰立方的例子,威斯康星大学物理学家弗朗西斯·哈尔曾领导的这项实验致力于在南极冰层下面寻找系外中微子 。戈麦斯说:“从放置第一批光电倍增管到有所成果,花费了25年的时间 。”在坎弗兰克也是一样 。最初的设想是NEXT计划需要耗时5年,“结果我们前期的技术测试阶段就用了5年,技术演示还需要5年时间,我们已经在搜集数据了 。然后可能还需要10年时间才能找到信号” 。
但生物医学却是一个比较快的学科 。研究利什曼病、前列腺癌和艾滋病疫苗的卢卡斯·桑切斯指出,从零开始到其中一种疫苗上市的平均周期是15年左右 。他说:“科学是一项长期投资 。”桑坦德指出,分配望远镜使用时间的委员会很难接受需要耗时很多年的建议,因为在很长一段时间里都不会有看得见的成果 。但是未来的预算又在很大程度上取决于此 。此外,下一个合同和当前合同的期限还取决于研究人员的履历 。这就是桑切斯所说的科学出版陷阱,他认为这是一个系统性的弊病,迫使人们急于获得好的履历,以便获得资金 。桑切斯说:“很多人将糟糕的成果粉饰一番,以便发表,严重影响了科学的质量和真实性 。”
在这方面,粒子物理学的游戏规则比其他领域要清楚得多 。戈麦斯说:“一般来说不会发表虚假的数据 , 引发质疑的成果寿命也很短 。”正因为如此,这个领域内的竞争常常不像其他领域那么残酷,但同样不能避免在NEXT这样的项目中,5个科研小组争当能够证明中微子是自身反粒子的第一人 。这样的竞争可能会导致一些没有可信数据支持的成果被发表出来 。戈麦斯说:“但已经就这个问题发出了警告 。”
大部分人认为,20年已经很漫长了 。不要忘记,人们对时间的感受是受到寿命长短的限制的 。100年很长吗?对人类来说 , 是的 。对存在了45亿年的地球来说,一个世纪不过是喘口气的时间 。耐心是科学之母 。人们不能妄想在几个月内就看清或复制需要数百年,数千年,甚至数百万年才能发生的现象 。
桑坦德说:“我们不但不能要求科学马上给我们一个成果,甚至在很多情况下设立一个期限也是荒谬的做法 , 因为科学研究的特点决定了我们是不可能预见到结论和可能从中衍生出来的实践的 。量子力学就是这样 。它的理论性太强,没有人能够想到,它在几十年后打开了微电子技术的大门 。”科学界充满了历时漫长的实验,以下就是其中的7个例子 。