我有时，人们会担心，许多想要从事科学事业的人会被一个狭隘而过时的概念所阻碍。“科学家”这个词仍然让人联想到一个超凡脱俗的爱因斯坦形象（男性和老年人），或者一个年轻的极客。科学家之间的种族和性别差异仍然太少。但是，科学所涉及的知识和社会工作风格有着巨大的多样性。他们需要推测性的理论家、孤独的实验者、获取该领域数据的生态学家，以及从事巨型粒子加速器或大型太空项目的准工业团队。
人们普遍认为，科学家会以一种特殊的方式来思考所谓的“科学方法”。更确切的说法是，科学家在对现象进行分类、形成假设和检验证据时，会遵循与律师或侦探相同的理性推理风格。一种相关的、具有破坏性的误解是一种思维模式，认为科学家的思维品质中有某种精英，他们必须特别聪明。学术能力是最优秀的记者、律师、工程师和政治家在同等程度上拥有的更广泛的智力概念的一个方面。
伟大的生态学家E.O.威尔逊(E.O. Wilson)认为，要想在某些科学领域卓有成效，最好不要太聪明。他并不是在贬低那些不时打断科学家工作生活(尽管很少)的洞见和灵光乍现的时刻。但是，作为研究数万种蚂蚁的世界专家，威尔逊的研究历经了数十年的艰辛:纸上论是不够的。是的，有无聊的风险。他是对的，那些注意力短暂的人——有“蚱蜢思维”——可能会在华尔街找到更快乐(也不那么有价值)的工作，成为“毫秒交易员”。
对纯粹的过度应用的工作的势利是没有道理的。利用科学概念实现实际目标可能比最初的发现更具挑战性。我的工程师朋友最喜欢的一幅卡通画是两只海狸仰望着一座巨大的水电站大坝。一只海狸对另一只海狸说：“我并没有真正建造它，但它是基于我的想法。”我想提醒我的理论家同事们，发明拉链的瑞典工程师吉迪恩·桑德巴克（Gideon Sundback）在智力上取得了前所未有的飞跃。没有什么比帮助提供清洁能源、更好的健康和足够的食物给到本世纪中叶将居住在世界上的90亿人更鼓舞人心的目标了。
一个令人振奋的科学家在选择适合他们个性、技能和品味的领域和类型的研究（田野调查、计算机建模）时表现最好。进入一个发展迅速的领域尤其令人欣慰，在这个领域里，你可以使用新技术、更强大的计算机或更大的数据集。没有必要在整个职业生涯中都坚持同一个领域，也没有必要把整个职业生涯都花在科学家身上。典型的磁场通过浪涌推进，其间夹杂着相对停滞的时期。而那些在职业生涯中期转移注意力的人往往会带来新的视角。最具活力的领域往往跨越传统的学科界限。
e·o·威尔逊断言，要想在某些科学领域卓有成效，最好不要太聪明。
还有一件事:只有天才(或怪人)才会直面最宏大、最根本的问题。你应该将问题的重要性乘以你能解决它的概率，并使产品最大化。有抱负的科学家不应该全都投身于宇宙和量子的统一，尽管这显然是我们渴望达到的智力高峰之一。他们应该意识到，癌症研究和脑科学的巨大挑战需要以零碎的方式解决，而不是迎头痛击。
尽管这看起来很奇怪，但这是我们最熟悉的问题，有时也是我们最困惑的问题，而一些最容易理解的现象却在遥远的宇宙中。天文学家自信地解释了黑洞在10亿光年之外相撞的原因。相比之下，我们对日常生活中我们感兴趣的事情——比如饮食和儿童护理——仍然知之甚少，以至于“专家”的建议每年都在变化。但我们在理解一些神秘的宇宙现象的同时，对日常事物感到困惑，这并不是矛盾的。我们面临的挑战是复杂性，而不仅仅是规模。这种最小的昆虫的结构远比恒星或星系复杂，并提供了更深的奥秘。
我传统智慧认为，科学家，尤其是理论家，不会随着年龄的增长而进步，他们会精疲力竭。物理学家沃尔夫冈·保利（Wolfgang Pauli）曾为30岁以上的科学家们写过一句著名的名言：“仍然如此年轻，而且已经如此未知。”（我希望这不仅仅是一位年老的科学家一厢情愿地想少一些宿命论。）尽管有一些“开花较晚”的例外，但很少有人的最后作品是他们最伟大的。对于许多艺术家来说，情况并非如此。艺术家在年轻时（像科学家一样）就受到当时流行的文化和风格的影响，可以通过内部发展来提高和深化。相反，科学家如果想留在前沿，就需要不断吸收新概念和新技术。这并不意味着生产力不能持续到老年。锂离子电池的共同发明者约翰·古德足够（John Goodenough）在97岁时仍在工作。2019年，他成为有史以来最年长的诺贝尔奖获得者。
有一条道路吸引了我们一些最伟大的科学家，但我们应该避免这条道路:不明智的、过度自信的多元化进入其他领域。那些走这条路的人，在他们自己看来，仍然是“做科学”的人——他们想要了解世界和宇宙——但他们不再从传统的零零散碎的研究中获得满足:他们不自量，有时让他们的崇拜者感到尴尬。
阿瑟·埃丁顿也许是他那一代最杰出的天体物理学家。在他晚年（20世纪30年代），他发展了一种“基本理论”，在这一理论中，他声称通过精细的数学来预测宇宙中原子的确切数量。有一次，当埃丁顿在荷兰的一次演讲中提出他的想法时，听众中的一位年轻科学家问他的老同事，“所有的老物理学家都会在他们变老的时候变得疯狂吗？”不，老科学家回答说，“像埃丁顿这样的天才可能会发疯，但像你这样的人会越来越蠢。”这至少对非天才来说是一种安慰。
年代科学家往往对别人的工作提出严厉的批评。他们比任何人都更有动力去发现错误。这是因为在他们的职业中，最受尊敬的是那些做出意想不到的、原创的贡献并颠覆共识的人。但他们也应该同样批评自己的工作。他们不能太迷恋宠物理论，也不能受一厢情愿的影响。毫不奇怪，许多人发现这很难。一个在一个项目上投入了多年生命的人，一定会致力于它的重要性，如果整个努力都付诸东流，那将是一个痛苦的转折点。诱人的理论会被残酷的事实摧毁。只有那些足够强壮，能够经受住严格审查的人才能成为公众知识的一部分，例如，吸烟与肺癌、艾滋病毒与艾滋病之间的联系。伟大的历史学家罗伯特·默顿将科学描述为“有组织的怀疑论”
这种最小的昆虫的结构比恒星更复杂，提供了更深的奥秘。
达成共识的科学理解之路往往曲折曲折，沿途探索了许多死胡同。偶尔，一个特立独行的人被证明是正确的。我们都喜欢看到这种情况发生；但这样的例子比人们通常认为的要少，也许比阅读大众媒体推断的要少。有时先前的共识被推翻。大多数进步超越并概括了过去的概念，而不是与之相矛盾。例如，爱因斯坦并没有“推翻”牛顿。他超越了牛顿，提供了一个新的视角，对空间、时间和地心引力有着更广阔的视野和更深刻的见解。
当竞争对手的理论决一胜负时，只有一个胜利者。有时，一个关键的证据就足以证明这一点。1965年大爆炸宇宙学就发生了这种情况，当时发现了遍布整个空间的微弱微波，除了作为炽热、稠密的“开始”的余辉之外，没有任何合理的解释。而“海底扩张”的发现，又是在20世纪60年代，几乎所有地球物理学家都相信大陆漂移。
在其他情况下，一种观点只会逐渐获得优势:其他观点会被边缘化，直到它们的主要支持者消失。有时，主题会发生变化，一度被视为划时代的问题会被忽略或边缘化。
T科学的不断进步需要新技术和新仪器的共生，当然需要理论和洞察力。有些仪器仍然是桌面上的。在另一个极端，日内瓦CERN的泛欧大型强子对撞机是目前世界上最精密的科学仪器。类似地，天文仪器由跨国财团运营，有些是真正的全球项目，例如智利的阿尔玛射电望远镜（Atacama大型毫米/亚毫米阵列）有欧洲、美国和日本的参与。
但即使我们在一个小的本地化团队中工作，我们也受益于科学是一种真正的全球文化这一事实。我们的技能(不像律师的技能)可以在世界范围内转移。这就是为什么科学家比其他群体更容易跨越国籍和意识形态的界限，解决智力和实际问题。对我们很多人来说，这是职业生涯中的一个重要加分项。
最好的实验室，就像最好的初创企业一样，应该是原创思想和年轻人才的最佳孵化器。但是，强调一种不利于最佳创意氛围的阴险的人口趋势才是公平的。
只有天才（或怪人）才能直面最伟大、最根本的问题。
50年前，我们这一代人受益于这样一个事实，即科学职业仍在以指数形式增长，这有赖于高等教育的扩张。那时，年轻人比老年人多;此外，在60岁左右退休是正常的(通常是强制性的)。学术界，至少在西方，现在并没有扩大太多(而且在许多领域已经达到饱和水平)，并且没有强制退休年龄。在过去的几十年里，30岁出头领导一个团队是合理的，但在美国的生物医学界，40岁之前获得第一笔研究经费是不寻常的。这是一个不好的预兆。科学总是会吸引那些无法想象其他职业的书呆子。实验室可以配备那些满足于花时间写拨款申请的人，而这些申请通常得不到资金。
但该行业需要吸引一部分具有灵活才能的人才，以及在30多岁之前实现目标的雄心壮志。如果一个预期的前景消失了，一些人会避开学术界，也许会尝试创业。这条路线提供了巨大的满足感和公共利益，许多人应该走这条路线，但从长远来看，重要的是，一些这样的人应该致力于基本的前沿。IT和计算技术的进步可以追溯到近一个世纪前顶尖大学的基础研究。医学研究中遇到的绊脚石来自不确定的基础。令人沮丧的是，抗阿尔茨海默病药物未能通过临床试验，这表明对大脑功能的了解还不够，这项工作应该重新集中在基础科学上。
但我希望这种僵局将是暂时的，新的机会正在为有抱负的科学家们打开。财富和休闲的扩大，加上信息技术提供的连通性，将为世界各地数百万受过教育的业余爱好者和公民科学家提供比以往任何时候都更大的范围来追随他们的兴趣。这些趋势将使领先的研究人员能够在传统学术或政府实验室之外从事尖端工作。如果足够多的人做出这样的选择，它将削弱研究型大学的主导地位，并提高独立科学家的重要性，使其达到20世纪之前盛行的水平——也许还会促进世界可持续未来所需要的真正原创思想的开花结果。
马丁·里斯是一位天体物理学家和宇宙学家，也是英国皇家天文学家。他在剑桥大学工作，曾任天文研究所所长和三一学院硕士。他是英国上议院的成员，是2005至2010年间英国皇家学会会长。除了他的研究出版物外，他还为广大读者撰写了大量文章。他越来越关注长期的全球问题。他最近的一本书是关于未来：人类的前景。
引导图像:视觉生成/ Shutterstock
