不發論文的時候，科學家們都在晚上做什麼？

本文是紐約大學醫學院生物化學和分子藥理學教授Itai Yanai和杜塞爾多夫軒列治·海涅大學生物信息學教授Martin J.Lercher發表在Genome Biology的評論文章。原文標題Night science，現標題為譯者所加。

文章借用諾獎得主François Jacob提出的「夜間科學」概念，講述作者在科研過程中探究假設和問題方面的心得。不同於大眾視野中井然有序、邏輯嚴謹的「日間科學」，「夜間科學」是指在提出假設之前的探索過程——想法尚未成熟的時候，科學有其跳脫、含混、盲目的另一面。「返樸」此前刊發著名物理學家徐一鴻（Anthony Zee）教授文章《直覺與猜算：徐一鴻講物理夜航學》，與本文異曲同工。

本文來自微信公眾號：返樸 （ID：fanpu2019），作者：Itai Yanai，Martin Lercher，翻譯：周舒義，題圖來自：AI生成

假如有人半夜叫醒我們，問：「科學是如何運作的？」我們不假思索，滔滔不絕：「先有一個假設，據此提出預測，然後對比實驗數據來檢驗它們；如果預測和數據不一致，那就放棄或修改假設……」老師如此教導我們，這也並不算錯。但上述敘事掩蓋了科學最激動人心的運作機理，忽略了我們工作中最具創造性，也可以說是最重要的部分——即弗朗索瓦·耶高比（François Jacob）所謂的「夜間科學」（night science）。

不同於「日間科學」（day science）——其側重於通過實驗對假設進行條分縷析、邏輯縝密的檢驗，夜間科學是我們探索潛在假設的混沌領域，那裡想法尚未成形。置身白晝，我們證偽，觀察哪些假設能夠成立；徜徉夜晚，我們創造假設。夜間科學的運轉很少被搬上檯面，這是因為和邏輯推導等正統科學方法相比，它們看起來抽像且虛無縹緲。但我們相信，妄誕之下另藏深意，對其進行專門研究，或許能拓寬科學探索的維度。在未來一系利雲章中，我們將一步步揭開科學不為人知的一面。

一次失敗的研究？

我們的研究一度遭遇瓶頸，那是一段遠離家鄉、與世隔絕的痛苦時光——說來話長，我們決定花一週時間，在一個兩人都很感興趣的項目上碰碰運氣。這個項目的基礎看起來足夠堅實。在此前研究中，我們注意到基因表達非常嘈雜。因此，儘管一開始設想基因只在需要時才會「開啟」，但後來我們逐漸意識到，除了必然會受自然選擇這一「功能性」機制影響，基因表達甚至可能已經嘈雜到其中大部分都是隨機的。基因組演化研究通常基於功能選擇和隨機漂變的視角，因此用類似方式來處理基因表達似乎是個不錯的主意：其同時受製於必然和偶然兩方面因素的影響。

於是15年前，我們來到赫特堡，著手探究這個想法。公共數據庫中存儲著大量基因表達譜，我們用筆記本電腦下載好數據，在常去的咖啡館里一坐一天，埋頭分析——不，這還不是最痛苦的部分。我們明知道數據中潛藏著有趣的東西，卻連自己到底在找什麼都不確定。研究方向會在一天時間里變來變去。兩人分頭寫代碼，一人用Matlab，另一人用R語言。然後在「對答案」的時候，結果卻幾乎總是相左。再調試、再比對，直到結果趨於一致。但這個結果又意味著什麼？單個結果通常會有多種解釋，令人困惑不已。於是我們再度陷入頭腦風暴，不停問自己：我們的問題究竟是什麼？關於基因表達的自然選擇，這些數據真的是關鍵所在嗎？有時我們開展嚴密的工作，有具體計劃和要驗證的問題；有時我們長時間陷入幻想，新的問題和方法浮現其間。

這個過程和我們學過的研究方法大相逕庭：選一個領域，領域內選一個問題，提出一組可能的備選假設，然後收集數據進行檢驗。某個假設或許能堅持到最後，屹立不倒——新理論就這樣誕生了。但在上述研究中，情況並非如此，連問題本身是什麼都不明朗。我們手頭只有一些觀測結果，而它們看起來不合預期；為了理解它們，我們試圖用演化的光芒照亮其中脈絡。假設是什麼？我們沒有假設，甚至沒有明確定義的問題。這當然不是科學的方法。那麼，這是一項失敗的研究嗎？我們想說，事實並非如此，相反，它是一個很好的例證：從「科學方法」到我們大多數人切身經歷的科研，存在系統性的落差。事實上，許多科研新人的抑鬱，可能就源於這種落差。

日間科學&夜間科學

弗朗索瓦·耶高比（François Jacob）在1965年與安達·利沃夫（AndréLwoff）、雅克·莫諾（Jacques Monod）分享了盧保生理學或醫學獎。比起現行「假設驅動」的研究範式，他描繪的圖景或許能更全面地反映整個科學過程。在自傳中，耶高比將科學工作分為兩種模式，他稱之為日間科學和夜間科學[附]。日間科學就是你在新聞里讀到的科學，在學校課堂上學到的科學，可以用「假設驅動」這個詞來概括。那些身穿白大褂、手持移液器，專注盯著電腦屏幕的男男女女，就是日間科學的典型縮影。日間科學家就像一名獵人，對自己追捕的獵物有著清晰認知。

但是，明亮的白天只是晝夜循環的一半，夜晚那一半呢？花點時間，審視一下你正在檢驗的假設。它是來自虛空嗎？又是以怎樣的方式，逐漸豐厚、纏結成形？這個問題沒有唯一解。在許多情況下，我們甚至可能沒有一個合乎邏輯的答案，這也許就是為什麼，在絕大多數關於科學過程的描述中，我們都將其排除在外，避而不談。正如耶高比所說：「科學在暗夜中盲目徘徊。它猶豫不決，跌跌撞撞，畏縮不前，大汗淋漓，然後突然驚醒。它懷疑一切，永遠試圖尋找自己，質疑自己，讓自己重新振作。夜間科學是一間工坊，在那裡，有望成為科學大廈磚石的各種可能性被細細打磨。」

在日間科學，我們使用既有科學共識來檢驗假設，以嚴絲合縫的邏輯步伐一點點地拓寬知識邊界。但是，如果僅靠已有的共識和邏輯，那些知識大陸之外的飛地就會遙不可及。這就是為什麼，我們不得不經常縱身躍入夜間科學的世界，在那裡，想法之間僅鬆散相連，思緒在漫無邊際的聯想中跳躍，而不是一步一個邏輯的腳印。我們時不時地抽身返回日間科學的世界，在日光下重新審視夜間科學想法的可取之處，甚至可能通過日間科學的核心手段，對其進行嚴格的假設檢驗——然後再跳回夢境世界，繼續探索。當然，夜間科學並不一定要在夜間進行，反之，晚上10點後檢驗假設也無妨。但它們是兩種迥然相異的思維模式——如此不同，就像白晝和夜晚。

日間科學和夜間科學的示意圖。日間思維遵循邏輯按部就班，因此只能抵達與當前假設緊密相鄰的想法（圖片下部的孤立山穀）。但我們可以跳出到更加開放的夜間科學世界，在那裡，直覺、聯想、莫名其妙的觀察結果，以及鬆散地應用其他領域的原則，使得各種想法之間的飛躍成為可能。當一個新想法產生時，還可以回到下方，用日間科學方法進行嚴格檢驗。

「夜間」是創造性一面

夜間科學是科學的重要組成部分，這個領域展現的創造力不僅有助於催生新穎假設，而且對於開發新的研究方法也必不可少。然而我們談論科學時，往往將其描述為純粹理性的進程，科學家們從一個邏輯步驟走向另一個邏輯步驟。其實我們瞭解的科學並非如此，它的夜間一面遠沒有這麼幹淨和嚴謹。為了掩蓋這混亂一面，在期刊編輯和審稿人的鼓勵下，我們小心翼翼地講述自己的研究故事，把「夜間」一面隱藏在同行的視線之外，彷彿整個研究從一開始就在日光下井井有條。雖然我們不主張所有科學論文都應該像日記那樣，原原本本地寫成流水賬；但我們確信，夜間科學的故事不僅美麗，而且把它們研究清楚，將會為培養年輕科學家增添一個極其重要的視角。如果我們能互相分享自己的假設都是如何產生的，那麼在下次投入夜間科學的探索時，我們可能會更加自信，甚至能提煉出一些策略，讓這個創造性的過程變得更加有趣和富有成效。

偏重執行、有條不紊的白晝，與致力探索、發揮創造性的夜晚，這種分野並不局限於科學領域，任何需要發揮創造力的事業都是如此。例如，在視覺藝術中，人們可能會區分日間藝術和夜間藝術。「日間」在工作室執行一個想法，「夜間」則是執行之前（或者有時是執行過程中）的階段，藝術家在這一階段醞釀構思（例如，繪畫或雕塑的構圖）。當藝術家胸有成竹的時候，大部分創造性過程可能就已經完成了。同樣，在音樂方面，「日間」負責奏響樂音，或者安排編曲細節，「夜間」則是靈感降臨的時刻。在科學、藝術、音樂，所有這些領域，創造性的夜間活動居功甚偉。幾乎任何人類活動都需要一定程度的創造力，因此最低限度的「夜間」探索，可能是人類幾乎所有事務不可或缺的一部分。

那麼，我們在赫特堡的研究經歷又如何呢？那段經歷沒有發表任何成果，也沒有產生任何有價值的假設。這是否意味著它不是科學？答案當然是否定的。這是在浪費時間嗎？並非如此。那段夜間科學探索的歷程不僅興味盎然，而且開拓了夜色籠罩下的某塊版圖，以後我們常常在此低回，為項目提案和發表論文汲取靈感。從這個意義上說，夜間科學從來不會無功而返——我們總能拓寬視野，重塑思維。這些探索幫助我們走上正軌，在未來研究中提出正確的問題——這是一項至關重要的夜間科學活動，我們將在本系列的下一篇文章中探討它。

原文：https://doi.org/10.1186/s13059-019-1800-6

附：弗朗索瓦·耶高比關於「夜間科學」的論述

本段譯自法國分子生物學家弗朗索瓦·耶高比1997年的著作Of Flies，Mice，and Men。——譯者注

「如果在座各位想從理論物理學家那裡取經科研方法，我勸你們不要聽他們說什麼，而要注意他們做什麼。」艾伯特·愛恩斯坦如是說道。在大多數人眼裡，科學研究是個純粹的邏輯過程，冰冷、嚴格、縝密，就像科學教材或者科學史、科學哲學書籍那樣板起面孔。就這一點而言，哲學家們無休止地探討假說演繹法，談論真理和「逼真性（verisimilitude）」，拿放大鏡分析科學發現過程的每一處細節。與此同時，科學家們也將自己的工作描述為一系列秩序井然、邏輯絲絲入扣的想法和實驗。在科學論文中，理性沿著康莊大道前進，從黑暗走向光明，從不犯錯，毫無疑慮，也不拖泥帶水。唯其理性，完璧無瑕。

然而，如果你更仔細地觀察科學家們在「做什麼」，你可能會驚訝地發現，研究其實既包括所謂的「日間科學（day science）」，也包括「夜間科學（night science）」。日間科學的論證像齒輪齧合般嚴絲合縫，結果一是一，二是二，毫不含糊。它的形製規範有如達芬奇的繪畫、巴赫的賦格曲那般令人讚歎。漫步其間，彷彿置身法國花園。我們洞悉科學進程，為既往成就自豪，對未來充滿信心，日間科學在光明與榮耀中前進。

與此相反，夜間科學卻在暗夜中盲目徘徊。它猶豫不決，跌跌撞撞，畏縮不前，大汗淋漓，然後突然驚醒。它懷疑一切，永遠試圖尋找自己，質疑自己，讓自己重新振作。夜間科學是一間工坊，在這裏，有望成為科學大廈磚石的各種可能性被細細打磨。當假說仍停留在毛糙的印象和模糊的預感；當各種現象仍彼此孤立，杳無聯繫；當實驗方案曖昧混沌，看不清輪廓；當思緒沿著蜿蜒曲折的暗巷前行，卻屢屢走上歧路——在偶然性擺佈下，想法在迷宮里四處遊蕩，從紛至遝來的表徵中追尋一絲跡象，一個致意，一種意想不到的聯繫。它像囚犯在牢房中盤桓，尋找出路和微光；它在希望與失望，振奮與憂鬱之間無休止地搖擺。科學能否走出暗夜，得見天日，囚犯能否重獲自由，我們無從知曉。如果這一切豁然開朗，那完全是一個偶然——一個奇蹟，毫無徵兆驟然而至，就像平地風起，雷霆滑落。指引前路的不是邏輯，而是本能、直覺、對理解的渴望和對生命的激情。在無止境的內心激辯中，無數假設、比較、組合與聯想在腦海中不停運轉。終於有一天，燃起了第一團火，火苗撕裂黑暗，轉瞬間照亮一切，光芒耀眼攝人心魄，有如燦爛千陽。震撼過後，是一場與舊有思維方式的纏鬥，從前賴以推理的概念體系此刻矛盾。我們還無權斷言，新假設能否從最初的粗糙雛形脫胎換骨，臻於完善、成熟，也不能篤定它是否經得住邏輯檢驗，被接受而成為日間科學。

譯者的話

耶高比在Of Flies，Mice，and Men中寫道：「人們普遍認為，科學研究只需觀察現象、積累實驗結果，就能提煉出理論。事實並非如此。幾十年如一日的格物，可能永遠也不會產生任何有科學價值的成果。」正如馬克思·普朗克所說，除了事實的堅硬性，科學也有「形而上學」的部分。這往往是夜間科學的領域。

圍繞夜間科學，幾位作者以詩意筆觸，描繪了一段相當浪漫的旅程。然而在更多時候，現代科學被視作一條競爭激烈、令人望而生畏的流水線。沉重的發表壓力下，那些冷漠、狹隘和務實的科學家們或許更受垂青。我只是希望，科學界未來仍能為像耶高比這樣的學者留一點空間。比起白日耕耘，他們更偏晌午夜飛行，這是一種直抵星辰的廣闊與豐沛。就像耶高比所說：「和文學、繪畫一樣，科學也有其風格。這不僅關乎如何看待世界，也關乎如何追問世界。」

本文來自微信公眾號：返樸 （ID：fanpu2019），作者：Itai Yanai，Martin Lercher，翻譯：周舒義