意外收獲哪里來

尹傳紅

“我國科學(xué)家研發(fā)出世界首個(gè)液態(tài)金屬‘軟體動(dòng)物’”， “液態(tài)金屬機(jī)器人‘終結(jié)者’正向我們招手”……前不久，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院與中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合研究小組取得的一項(xiàng)科研成果，引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注和熱議。

該研究小組在世界上首次發(fā)現(xiàn)了一種異常獨(dú)特的現(xiàn)象和機(jī)制，即液態(tài)金屬可在吞食少量物質(zhì)后，以可變形的機(jī)器形態(tài)作長(zhǎng)時(shí)間的高速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了無需外部電力的自主運(yùn)動(dòng)。這一極具科幻色彩的研究，為研制實(shí)用化智能馬達(dá)、血管機(jī)器人、流體泵送系統(tǒng)、柔性執(zhí)行器等奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。這是該研究小組繼首次發(fā)現(xiàn)電控可變形液態(tài)金屬基本現(xiàn)象之后的又一突破性發(fā)現(xiàn)。

這兩個(gè)極具現(xiàn)實(shí)意義的重大突破，“貨”真“價(jià)”實(shí)，“大用”可期，可喜可賀。而這一科學(xué)傳奇背后的兩個(gè)意外，則為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷史增添了生動(dòng)的案例，饒有趣味，也耐人尋味。據(jù)聯(lián)合研究小組負(fù)責(zé)人劉靜介紹，他們是在進(jìn)行連接斷裂神經(jīng)的研究時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了用作連接神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的液態(tài)金屬的電控可變形特性，由此促發(fā)了對(duì)液態(tài)金屬在電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)機(jī)制的研究。像這樣“跑題”進(jìn)入未曾有人觸及的領(lǐng)域并摘得意外之果的情況，正是科學(xué)魅力之所在。由此，他們又順理成章地進(jìn)行下一步探求，即如何讓液態(tài)金屬脫離電場(chǎng)環(huán)境也能夠有所“作為”。

新的奇跡發(fā)生于2014年9月。一次實(shí)驗(yàn)中，一位年輕的研究人員在清除液態(tài)金屬表面的氧化物時(shí)，沒有依從常規(guī)使用玻璃棒，而是順手將桌上的一張鋁箔紙卷成小棒“代勞”。當(dāng)鋁棒觸碰液態(tài)金屬的瞬間，在未加電場(chǎng)的情況下，那滴原本圓潤(rùn)安閑的鎵銦合金，竟然在盛滿氫氧化鈉溶液的培養(yǎng)皿里不停地跑動(dòng)起來……對(duì)于這個(gè)意外發(fā)現(xiàn)，劉靜感嘆道：“科學(xué)上偶然和必然總是相伴的，我們確實(shí)很幸運(yùn)，但這離不開此前的積累?！?/p>

不錯(cuò)，科學(xué)研究中確實(shí)存在某種運(yùn)氣或機(jī)遇。一個(gè)優(yōu)秀的科學(xué)家能不能充分發(fā)揮他的洞察力和創(chuàng)造性，并最終取得成功，幾個(gè)因素缺一不可，正如射電天文學(xué)的創(chuàng)始者之一格羅特·雷伯所言：“需要合適的人，在合適的地方和合適的時(shí)間，做合適的事情?！?/p>

縱覽人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史，許多重要的突破實(shí)際上都出現(xiàn)在意想不到的情況下。例如，電流、X射線、超導(dǎo)電性、青霉素、脈沖星、宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)，預(yù)防天花的牛痘接種法、細(xì)菌染色的革蘭氏法、蛋白質(zhì)試驗(yàn)中的色氨酸離析法的發(fā)明，以及對(duì)電和磁之間的關(guān)系、胰島素與糖尿病之間的關(guān)系、減弱病原體免疫法原理的確認(rèn)，都是由某種偶然或意外事件觸發(fā)而取得的，其中甚至還有獲得諾貝爾獎(jiǎng)等重量級(jí)的科研成果。

然而，意外或偶然之中常常蘊(yùn)涵著某種必然。在科學(xué)研究中并不罕見的“巧遇”，往往是一種“必然的偶然”。換句話說，運(yùn)氣或機(jī)遇其實(shí)只是科學(xué)研究取得成功的一個(gè)誘因，能夠注意到其他人覺察不到的某些不尋常的細(xì)節(jié)，抑或發(fā)現(xiàn)偏離常態(tài)或超出預(yù)期的情形，并且明白其潛在的重要性及意義，才是至關(guān)重要的。

科學(xué)的實(shí)質(zhì)，是在研究中探尋未知的細(xì)微之處?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)在本質(zhì)上是不可預(yù)期的。但在科學(xué)發(fā)現(xiàn)史上，由于短視與疏忽、保守與成見，或者沒有足夠的警覺性、敏銳的觀察力，缺乏深入探究的后勁，常常導(dǎo)致許多研究者生生地錯(cuò)過機(jī)遇，與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂。這樣的事例不勝枚舉。

準(zhǔn)備不足，就看不到伸過來的機(jī)遇之手。英國著名生理學(xué)家W.I.B.貝弗里奇在《科學(xué)研究的藝術(shù)》一書中，用了兩章的篇幅論證了科學(xué)新發(fā)現(xiàn)中機(jī)遇和直覺的重要性，他特別指出：“新知識(shí)常常起源于研究過程中某種意外的發(fā)現(xiàn)或機(jī)遇。這一因素在新發(fā)現(xiàn)中的重要意義應(yīng)得到充分的認(rèn)識(shí)，研究人員應(yīng)該有意識(shí)地去利用它……要能解釋線索，并認(rèn)識(shí)其可能的重要意義，就需要有不受固定觀念束縛的知識(shí)，要有想像力、科學(xué)鑒賞力以及對(duì)一切未經(jīng)解釋的觀察現(xiàn)象進(jìn)行思考的習(xí)慣?！贝送?，貝弗里奇還提出，如何辨別有希望的線索，是研究藝術(shù)的精華所在?！傲粢庖馔庵隆保瑧?yīng)該成為研究工作者的座右銘。

從我國研究液態(tài)金屬的劉靜團(tuán)隊(duì)，我們已然看到了他們捕捉“意外良機(jī)”的本領(lǐng)。我們更熱切地期待他們今后能夠發(fā)掘出更多的珍寶，成就“終結(jié)者”之夢(mèng)。