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장5 제2장 노벨상 거장의 과학혁명

복잡한 沃德羅普 37837단어 2023-02-05
산타페 연구소의 설립이 재계에서 일어났다면 IBM 연구소의 이사가 자신의 차고에서 조그마한 새 시대의 회사를 차리고 제록스와 제너럴 모터스의 회장을 설득했다고 상상해야 한다. 가입하다. 버클리로의 불운한 여행 후 한 달의 어느 화창한 날, 아서가 스탠퍼드 캠퍼스를 가로지르고 있을 때 그의 앞에 오토바이가 멈췄다.낡은 흰색 헬멧을 쓴 그는 보통 사람이 아닌 것 같다. 에어럴입니다!Arthur는 Arrow가 무서워서가 아니라 마치 교황과 대화하는 것처럼 Arrow에게 이야기하면서 즉시 놀랐습니다.사실, 그는 Arrow가 창시한 과도한 수학적 경제학에 가장 반대했지만 Arrow가 좋은 토론을 좋아하는 상냥하고 열린 마음을 가진 사람이며 그가 당신을 공격할 수 있다는 것을 알고 있었습니다. 당신의 좋은 친구.Arrow가 현재 세계 최고의 경제학자이며 10년 전에 노벨상을 수상했다는 데는 의심의 여지가 없습니다.지금은 예순다섯 살이지만 여전히 마음이 민첩하고 남의 성급한 추리를 참지 못한다고 한다.그가 회의실에 들어서자마자 그는 전체 세미나의 분위기를 바꿨을 것입니다. 연사는 달걀 껍질 위를 걷기 시작했고, 청중은 똑바로 앉았고, 농담을 그쳤고, 모두가 당면한 주제에 집중했습니다.아무도 에어럴 앞에서 바보처럼 보이고 싶어하지 않았기 때문에 그들은 질문을 하거나 논평하기 전에 모두 신중하게 생각했습니다.

애로우가 말했다: 아서, 당신에게 전화하려고 했어요. 오 안녕!아서는 대답했다.분명히 서둘러서 Airl은 작은 New Mexico 연구소가 경제학자와 물리학자의 회의를 조직하는 것을 돕고 있다고 재빨리 설명했습니다.세미나는 여름방학 끝자락에 열릴 예정인데 그는 경제학자 10명을, 응축물 물리학자인 앤더슨은 물리학자 10명을 초청할 예정이다.그는 물었다: 와서 형태학적 잠금에 관한 논문을 출판할 수 있습니까? 확신하는!Arthur는 자신이 대답하는 것을 들었습니다.형태 잠금?모프 잠금이란 무엇입니까?Arrow가 락인과 수익 증가에 대한 그의 연구에 대해 이야기하고 있었습니까?Arrow는 수확량 증가에 대한 그의 작업에 대해 알고 있었습니까?음, 이 연구소는 어디에 있습니까?

로키 산맥 바로 아래 산타페에서.화살표가 말했다.그는 자전거에 올라타 빨리 작별인사를 하고 앞으로 더 많은 자료를 보내주겠다고 약속하고 자전거를 타고 떠났다.Arrow의 흰색 헬멧은 여전히 ​​Stanford의 Palm Avenue를 따라 계속 볼 수 있습니다. 아서는 에어럴의 등을 바라보며 방금 약속한 것이 무엇인지 알아내려 애썼다.그는 어느 것이 그를 더 놀라게 하는지 몰랐습니다. 물리학자들이 경제학자들과 그것에 대해 토론하고 싶어합니까?아니면 Arrow가 실제로 그와 이야기하고 싶었습니까? 원자폭탄에서 복잡한 과학으로 몇 주 후인 1987년 5월, Arthur는 자신을 Santa Fe Institute의 Ke Wen이라고 소개하는 부드러운 목소리로부터 전화를 받았습니다.Ke Wen은 먼저 가을 경제 회의에 참석하기로 동의해 준 것에 대해 그에게 감사를 표했습니다.그는 그와 다른 동료들이 회의를 소중히 여겼다고 설명했습니다.산타페 연구소는 물리학자 Gehrman과 다른 학자들이 설립한 작은 사설 기관으로 응축물 물리학에서 사회 전체에 이르기까지 모든 수준의 복잡한 시스템 연구에 전념하고 있습니다. 지식은 그들의 연구입니다. 범위.연구소에는 교수진과 학생이 없지만 경제학이 중요한 부분을 차지하는 광범위한 연구원 네트워크를 구축하는 데 관심이 있습니다.

그러나 Cowan은 그가 부름을 받은 진짜 이유를 다음과 같이 덧붙였습니다. Arrow는 산타페 연구소가 Arthur를 방문 학자로 초대할 것을 제안했습니다.즉, 그해 가을, Arthur는 회의 몇 주 전에 산타페에 도착하고 회의 후 몇 주 동안 머무를 수 있으므로 산타페에서 다른 연구원들과 만날 시간이 충분할 것입니다.그는 관심이 있습니까? 물론 관심이 있다고 Arthur가 대답했습니다.왜 안 돼?가을에 산타페에서 6주 동안 모든 비용을 자비로 부담했습니다.또한 그는 산타페의 강력한 학문적 화력에 깊은 인상을 받았다는 것을 인정해야 합니다.Arrow와 Anderson에 이어 Gorman은 Santa Fe와 관련이 있다고 들었던 세 번째 노벨상 수상자였습니다.겔먼은 물질에서 가장 작은 기본 입자인 쿼크 이론의 창시자 중 한 사람이었습니다.Arthur는 여전히 Cowen이 복잡한 시스템을 의미하는 것을 알지 못했지만 모든 것이 이상하고 흥미롭게 보이기 시작했습니다.오!그나저나 유감스럽게도 아무도 제게 당신의 이름을 언급한 적이 없습니다 산타페에서 당신의 역할은 무엇입니까?아서가 물었다.

전화선의 다른 쪽 끝이 잠시 멈추고 기침을 하며 말했다: 내가 학장입니다. 운동복을 입은 테레사 수녀 사실 산타페 연구소에서 혼란스러워하는 사람은 아더뿐만이 아니라, 산타페를 처음 접하는 거의 모든 사람들이 충격을 받을 것이다.이곳은 평범한 사람들의 기존 인상을 크게 위반합니다.이 기관의 설립자는 머리에 노벨상 후광, 높은 지위 및 잘 알려진 명성을 가진 노인 학계 거인 그룹입니다.그러나 그들은 자신들의 인기를 자칭 과학 혁명을 위한 디딤돌로 삼고 있다. 핵무기의 숨겨진 발상지인 로스앨러모스 출신의 핵심 물리학자와 컴퓨터 천재들로 가득 찬 회랑은 새로운 복잡성 과학에 대한 활발한 토론으로 가득 차 있습니다.복잡계 과학은 진화생물학에서 경제학, 정치학, 역사학에 이르기까지 다양한 분야를 다루며, 세계가 보다 지속 가능하고 평화로운 조화의 세계를 구축하도록 돕는 큰 이상을 가지고 있습니다.

간단히 말해서 이것은 완전한 역설입니다.비즈니스 세계에서 산타페 연구소가 일어났다면 IBM 연구소장이 떠나 자신의 차고에서 작은 뉴에이지 운명 컨설팅 서비스를 시작하고 Quanlog(XEROX), General Motors( GM)와 체이스 맨하탄(Chase Manhattan)이 회장으로 합류했다. 더 특이한 점은 이 사진의 기업가인 Ke Wen이 한때 Los Alamos Research Center의 호스트였으며 그는 또한 뉴에이지 신자일 가능성이 가장 낮다는 점입니다.67세의 코웬은 말투가 부드럽고 은퇴한 남자로 골프 상의와 스웨터를 입은 테레사 수녀와 같다.그는 그다지 카리스마가 없었고 어떤 그룹에서든 항상 옆에서 귀를 기울였습니다.그는 확실히 그의 웅변으로 알려져 있지 않으며, 그에게 왜 이 기관을 설립했는지 묻는 사람은 아마도 21세기 과학의 얼굴과 과학적 기회를 포착할 필요성에 대한 진지한 토론으로 끝날 것입니다. 과학에 적합해야 합니다(과학 저널에 게재된 전문가 리뷰.

청취자는 Ke Wen이 사려 깊은 생각 뒤에 실제로 열정적이고 단호한 사람이라는 것을 천천히 알게 될 것입니다.그는 산타페 연구소가 역설이라고 생각하지 않았고, 자신과 로스 알라모스, 심지어 연구소 자체보다 더 중요한 목표를 연구소가 달성할 수 있다고 믿었다.그는 이번에 작동하지 않으면 누군가가 다시 시도하는 데 20년을 소비해야 할 것이라고 말하곤 했습니다.산타페 연구소는 Ke Wen의 사명이며, 그에게 이것은 전체 과학이 재창조되고 다시 태어날 수 있는 기회입니다. 페르미의 연구실에서 잡다한 일을 하다 옛날 옛적, 야심찬 젊은 과학자들이 더 나은 세상을 위해 핵무기 개발에 몰두했습니다.Ke Wen은 당시 투자를 후회하지 않았습니다.평생 동안 저는 다른 가능성에 대해 생각했습니다.그러나 도덕적 참회?한 번도 없었습니다.핵무기가 없었다면 생화학무기로 인해 파멸에 가까웠을지도 모릅니다.1940년대의 많은 일들이 일어나지 않았다면 지난 50년의 역사가 인류에게 더 좋았을지 의심스럽습니다.그 당시에는 핵무기를 연구하는 것이 거의 도덕적 의무라고 그는 말했습니다.물론 전쟁 중에 Cowan과 그의 동료 과학자들은 여전히 ​​세계 최고의 물리학자들을 보유하고 있고 폭탄 설계에서 미국을 훨씬 앞선 나치와 필사적으로 경쟁하고 있었습니다. 잘못된).우리는 그것이 실패했다면 히틀러가 먼저 원자폭탄을 만들었을 것이고 그것이 세상의 종말이 되었을 것이라는 것을 알고 있었습니다.케웬이 말했다.

사실 Cowan은 맨해튼 원자폭탄 프로젝트 훨씬 이전부터 폭탄 연구에 참여했습니다.1941년 가을, 그가 고향인 매사추세츠 주 우스터에 있는 기술 연구소에서 화학을 전공하는 21세의 신입생이었을 때 그는 이미 프린스턴 대학의 사이클로트론 연구 프로젝트에 참여하고 있었습니다.Princeton의 물리학자들은 새로 발견된 핵분열 과정과 우라늄 235의 동위원소에 미치는 영향을 연구하고 있었습니다.Ke Wen은 원래 일부 대학원 과정을 수강할 계획이었지만 1941년 12월 7일에 실험실이 갑자기 주 7일 근무로 변경되었고 그의 희망사항은 무기한 연기되었습니다.

당시 미국은 독일이 원자폭탄을 개발하고 있다는 사실에 대해 정말 걱정했고, 물리학자들은 원자폭탄을 만들 수 있는지에 대해 열광했습니다.우리의 연구 데이터는 우라늄이 연쇄 반응을 할 수 있는지 여부를 결정하는 열쇠입니다.케웬이 말했다.결과적으로 대답은 '예'입니다.연방 정부는 갑자기 Cowan 씨의 기여가 절실히 필요하다는 것을 알게 되었습니다.화학과 핵물리학에 걸친 특별한 학문적 배경은 나를 원자폭탄 연구 프로그램에서 없어서는 안 될 전문가로 만들었습니다. 1942년부터 제2차 세계대전이 끝날 때까지 그는 시카고 대학교 금속공학 연구실에서 근무했습니다.당시 이탈리아의 물리학자 엔리코 페르미(1901~1954, 1938년 노벨 물리학상 수상자)가 이끄는 연구팀이 최초의 원자로 건설에 매진하고 있었다.Ke Wen은 연구팀의 후배이므로 약간의 손재주가되었습니다.우라늄 금속 주조, 원자로의 반응 속도를 제어하는 ​​흑연 블록 절단, 기타 수행해야 할 모든 작업에 떨어질 수 있습니다. 그를.그러나 1942년 12월 Fermi가 원자로를 개발하기 전에 Cowen은 시카고에서의 경험이 그를 맨해튼 프로젝트에서 방사성 원소의 화학적 특성에 대한 전문가로 만들었다는 것을 발견했습니다.그래서 연구 그룹의 책임자는 엔지니어들이 급하게 건설한 원자력 공장에서 정확히 얼마나 많은 철을 생산하고 있는지 계산할 수 있도록 그를 Oak Ridge와 같은 곳으로 보내기 시작했습니다.그 당시 나는 독신이었기 때문에 그들은 나를 전국으로 보냈습니다.어딘가에 병목 현상이 있을 때마다 내가 도움을 주도록 보내질 수 있습니다.케웬이 말했다.

핵무기 경쟁이 시작되다 실제로 Cowen은 연구 프로젝트의 다른 부분 사이를 이동할 수 있는 몇 안 되는 사람 중 한 명이었습니다.비밀을 유지하기 위해 당시 당국은 연구 프로그램을 서로 다른 부분으로 엄격하게 분리했습니다.그들이 나를 믿는 이유를 모르겠습니다. Ke Wen은 미소를 지으며 말했습니다. 나는 남들보다 덜 마시지 않습니다.그는 여전히 그 당시의 유품을 가지고 있습니다: 시카고 대학교 직원이 Worcester에 있는 모집 사무소에 Cowan 씨가 전쟁에서 승리하는 독특한 기술을 가지고 있다는 내용의 편지를 대통령 자신이 연기했습니다. 다시 징집되지 않습니다.

전쟁 후 나치에 대한 과학자들의 경쟁은 러시아에 대한 경쟁으로 바뀌었습니다.지금은 의심할 여지 없이 위험한 시기입니다.스탈린이 동유럽을 점령하고, 베를린 장벽이 세워지고, 한국전쟁과 냉전이 이어지면서 냉전과 열전 사이에는 얇은 선밖에 없는 것처럼 보였다.그리고 소련도 핵무력을 개발하고 있습니다!힘의 균형을 유지하고 민주주의와 자유를 수호하기 위해 미국은 핵무기를 계속 개량할 수밖에 없어 보인다.피츠버그의 카네기 공대에서 3년 동안 박사 학위를 취득한 후 1949년 7월 코웬을 로스 알라모스로 다시 데려온 것은 바로 이러한 긴박감이었습니다. Ke Wen은 그가 로스 알라모스에 도착한 지 1~2주 후에 방사화학 연구 프로젝트의 책임자가 그에게 온 것을 아직도 기억합니다.그의 새 실험실이 방사능에 전혀 오염되지 않았는지 그에게 회피적으로 물어보십시오.Ke Wen은 그에게 긍정적인 대답을 했고 Ke Wen과 그의 장비는 긴급한 일급 비밀 분석을 위해 즉시 호출되었습니다.원자 먼지의 양을 측정하기 위한 공기 샘플은 그날 밤 배달되었고, 그들이 어디에서 수집되었는지는 알려주지 않았지만 그는 그들이 소련 국경 근처 어딘가로 가져간 것으로 추측할 수 있었습니다.Cowan과 그의 동료들은 낙진을 감지했을 때 소련이 분명히 원자 폭탄을 실험했다고 직설적으로 말했습니다. 그래서 그들은 나를 워싱턴의 비밀 그룹 명단에 올렸다고 Cowan은 말했습니다.이 그룹의 코드명은 Bethe Panel이었고 첫 번째 소집자는 Cornell University의 물리학자 Bethe(Hans Bethe, 1906︱, 1967년 노벨 물리학상 수상자)였습니다.Bate의 팀은 소련 핵무기 개발을 추적하는 것이 목적인 원자 과학자 그룹으로 구성되었습니다.Ke Wen은 당시 겨우 서른 살이었습니다.처음에 최고 정부 간부들은 화학자들이 검출한 낙진이 실제로 원자 폭탄 실험을 나타낼 수 없다고 생각했습니다.그들은 스탈린이 원자 폭탄을 개발하는 데 수년이 걸릴 것이며 원자로가 소련.. 하지만 방사화학의 좋은 점은 무슨 일이 일어나고 있는지 정확히 측정할 수 있다는 것입니다.케웬이 말했다.원자로 폭발에 의해 생성된 방사성 동위원소의 분포는 원자폭탄 폭발의 방사성 먼지 분포와 매우 다릅니다.우리는 그들을 설득하기 위해 최선을 다했습니다.그러나 결국 나이가 많고 현명한 정부 관료들은 소련의 원자폭탄이 스탈린의 이름을 따서 Joe︱1(Joe︱)이라고 불렸다는 부인할 수 없는 증거를 받아들여야 했습니다.그리하여 핵무기 경쟁이 시작되었습니다. 정치는 정치인에게 맡겨라 그래서 Ke Wen은 말했습니다. 아니요!그는 핵무기 연구에 대해 사과할 필요는 없다고 생각하지만, 그 해에 일어난 일에 대해 또 다른 깊은 유감이 있습니다. 물론 그들이 즉시 책임을 포기한 것도 아니고 완전히 포기한 것도 아니다.1945년 맨해튼 프로젝트에 참여한 과학자 집단은 미국 정부가 일본에 직접 원자폭탄을 투하하지 말고 무인도에 투하할 것을 촉구하는 탄원서를 곳곳에 배포했다.그러나 나중에 일본의 히로시마와 나가사키에 두 개의 원자 폭탄이 여전히 투하되었고 전쟁은 끝났습니다.맨해튼 프로젝트에 참여했던 많은 과학자들은 정부가 핵무기와 민간 통제에 대해 가능한 가장 엄격한 통제를 채택하도록 열심히 로비하는 다양한 정치 캠페인을 조직했습니다.핵 에너지의 정치적, 사회적 영향을 탐구하는 저널인 Bulletin of Atomic Scientists와 Cowan이 회원이었던 Atomic Scientists Federation(현재의 Federation of American Scientists)이 이 시기에 설립되었습니다.Cowan은 다음과 같이 말했습니다: 맨해튼 프로젝트에 참여한 과학자들이 워싱턴에서 말한 내용은 진지하게 받아들여졌습니다.1940년대에 원자폭탄이 터진 후 물리학자들은 기적을 행하는 사람들로 여겨졌습니다.그들은 McMahon 법안의 초안을 작성하고 원자력 위원회를 만들고 원자력을 민간 통제하에 두는 것과 많은 관련이 있었습니다. 그러나 이러한 모든 노력은 과학계에서 완전히 지원되지 않았다고 Cowan은 말했습니다.1946년 7월 McMurhan Act가 통과된 후 과학자의 실용성은 사라졌습니다.코웬은 아마도 과학과 정치 문화가 본질적으로 상충된다는 것은 불가피하다고 말했습니다.일반적으로 과학자로 워싱턴에 온 사람들은 참을 수 없다고 소리를 지르며 떠납니다.그들은 정치에 대해 완전히 생소하며 정부 정책이 논리와 과학적 진실에 기반할 것이라는 그들의 희망은 일시적인 환상일 수 있습니다. 그러나 어쨌든 과학자들은 전쟁은 장군들에게, 정치는 정치인들에게 걱정거리로 남겨두고 행복하게 실험실로 돌아갔다.그들이 그렇게 했을 때 그들은 또한 그들의 영향력을 활용할 수 있는 전례 없는 기회를 놓쳤다고 코웬은 말했습니다. Ke Wen은 다른 과학자들보다 더 많이 관여했지만 자신을 면책하지는 않았습니다.예를 들어, 그는 1954년에 Los Alamos Society of Scientists의 회장으로 선출되었고 그들은 McCarthy의 소동이 절정에 달했을 때 원자력 에너지 위원회 회장인 Lewis Strauss를 정기적으로 만났습니다.당시 위스콘신에서 선출된 매카시 상원의원은 거의 모든 사람들에게 미국이 공산주의자들에 의해 잠입되어 있다고 확신시켰습니다.Ke Wen과 그의 동료들은 당시 반공주의로 인한 정치적 박해에 항의했습니다. 그들은 실험실에서 더 많은 정보의 자유와 더 적은 정보 통제를 요구했습니다. 헛되이, 그들은 또한 이전 맨해튼 프로젝트를 이끌려고 노력했습니다. Oppenheimer (Robert Oppenheimer) )를 변호한 것은 당시 오펜하이머가 1930년대 공산당 집회에 참석한 친구들이 있을 수 있기 때문에 그의 충성심 조사 기록에 심각한 오점을 남겼다. 더 작고 가벼운 수소폭탄 연구 동시에 Ke Wen은 Bate 팀에서 계속 봉사했으며 (Bate 팀의 작업은 30 년 동안 계속됨) 워싱턴이 고통스럽고 단순한 곳이라는 것을 이해하기 시작했습니다.제2차 세계대전 이후 미국은 전전의 고립주의에서 깨어나 군사력의 중요성을 절실히 깨달았다.이 교훈을 얻은 많은 정부 관리들은 다른 모든 것을 뒤로 미루고 있는 것 같습니다.그들의 인식은 머리에 못을 박아야 한다는 것입니다.Thrones는 심포니 오케스트라인 줄 알았는데 너무 많은 사람들이 더블베이스만 연주할 수 있습니다. 사실, Kirwan은 러시아인들이 워싱턴보다 권력의 복잡한 코드를 더 잘 이해하고 있다는 사실에 실망했습니다.그들은 권력의 지적, 정서적, 이념적 측면에 주목하는 것 같다.그 당시 그들은 권력의 과학적 측면도 매우 의식하고 있었다고 생각합니다.그들은 Game of Thrones를 많은 액션이 있는 큰 체스 게임으로 보고 우리는 그것을 단일 차원의 단순한 게임으로 봅니다.그럼에도 불구하고 Cowen은 이것이 과학자들이 책임을 다하지 못하는 또 다른 영역인지 궁금했습니다.나는 과학자들이 전후 세계의 본질에 대해 더 넓은 시각을 가져야 한다고 생각합니다. 비록 그때는 지금만큼 명확하게 생각하지 않았지만 말입니다.그러나 그 당시에는 시간이 없었습니다! 소련이 1949년 8월에 Joe︱1을 시험한 후, Los Alamos는 더 강력한 열핵 수소 폭탄을 개발하기 위해 전력을 다했습니다.1952년 가을에 최초의 수소 폭탄이 테스트된 후, 연구소는 더 작고 가벼우며 다루기 쉬운 폭탄을 개발하기 위한 노력을 계속했습니다.한국전쟁을 배경으로 유럽 양대 진영의 대치가 계속되고 있는 상황에서 핵무기가 힘의 줄다리기에 중추적인 역할을 할 것이라는 느낌이 강하다.핵무기 개발은 매우 중요한 임무입니다. 더 중요한 것은 Los Alamos에서 Ke Wen의 관리 책임이 점점 더 무거워지고 있다는 것입니다.그는 과학을 공부할 시간이 거의 없고 주말에만 자신의 실험을 할 수 있습니다.그래서 저는 과학을 잘하지 못했습니다.그는 약간 슬프게 말했다.그러나 그의 마음에는 권력과 책임에 대한 의문이 남아 있었다.1982년 코웬이 로스앨러모스 연구센터의 지휘를 그만두고 백악관 과학위원회(백악관 과학위원회)의 직책을 수락했을 때, 그 생각이 그의 마음을 완전히 사로잡았고, 그는 과학자들에게 두 번째 기회가 온다. 충격을 주다. 전문가의 딜레마 백악관 과학자문회의는 1946년 사회개혁을 꿈꾸던 과학자들이 연구실로 피난을 간절히 바랐던 이유를 충분히 설명했다.일반적으로 Ke Wen과 위엄있는 과학자 그룹이 워싱턴의 새 행정부 건물 회의장에 모인 다음 대통령의 과학 고문 인 George Keyworth II가 모든 사람에게 일련의 주제를 보내 모든 사람에게 의견을 표명하도록 요청합니다.Ke Wen은 자신이 무슨 말을 해야 할지 모른다는 것을 인정해야 했습니다. 에이즈 문제는 그 당시에는 심각하지 않았지만 갑자기 악화될 수 있다고 느꼈기 때문에 모든 회의에서 이 주제를 논의했습니다.솔직히 말해서 나는 혼란스러웠고 어떻게 반응해야 할지 몰랐다.케웬이 말했다.이것이 공중 보건 문제입니까?도덕적인 문제인가?또는 다른 것?그 당시에는 답이 명확하지 않았습니다. 또 다른 문제는 우주비행사를 태우고 우주에 갈 것인지, 아니면 무인으로 갈 것인지입니다. 과학적인 문제.. 그런 다음 레이건 대통령의 Star Wars Strategic Defense Initiative (Star Wars Strategic Defense Initiative)가 있었고 레이건은 우주 방어 장벽으로 많은 수의 핵 미사일로부터 미국을 보호하기를 희망했습니다.이것이 기술적으로 가능합니까?미국을 파산시키는 과정이 되지 않을까요?계획이 효과가 있더라도 그렇게 하는 것이 현명합니까?대신 원래 힘의 균형을 뒤엎고 세계를 또 다른 파괴적인 군비 경쟁에 빠뜨리지 않을까요? 원전 문제도 있다.핵융합 위험, 핵 폐기물 처리의 어려움, 화석 연료 연소로 인한 온실 효과를 어떻게 평가하십니까? 따라서 Cowen은 경험이 실망 스러웠습니다.이러한 문제는 과학, 공공 정책, 경제, 환경, 심지어 도덕 및 종교와 관련하여 많은 교훈을 제공합니다.그러나 그는 관련 정보를 제공할 능력이 없다고 느꼈고 과학 자문 위원회의 다른 분야 전문가도 나을 것이 없었습니다.그들은 그걸 어떻게 햇어?이러한 주제에는 광범위한 전문 지식이 필요합니다.하지만 이 그룹의 사람들은 과학자든 관리자든 좁은 분야의 전문가가 되기 위해 평생을 바쳤습니다. 왜냐하면 과학계의 기업 문화는 전문성을 요구하기 때문입니다! 노벨상을 향한 왕도는 일반적으로 세상을 가능한 가장 작고 단순한 조각으로 쪼개는 환원주의적 관점을 선호한다고 그는 말합니다.작업 중인 문제는 이상화되고 현실 세계에서 어느 정도 제거되며 명제는 솔루션을 찾을 수 있도록 충분히 제한됩니다.그는 말했다: 따라서 과학은 점점 더 파편화되는 반면 실제 세계는 보다 전체론적인 관점을 요구합니다(비록 나는 그 단어를 싫어하지만).모든 것이 다른 모든 것에 영향을 미치므로 전체적인 맥락을 이해해야 합니다. 좁은 시야로 고통받는 더욱 실망스러운 것은 젊은 세대의 과학자들에게 상황이 더 나쁘다고 느끼는 것입니다.로스앨러모스를 오가는 젊은이들의 입장에서 보면 그들은 모두 매우 밝고 에너지 넘치지만 분화와 파편화를 조장하는 과학적 문화에 의해 조건지어져 있다.대학은 엄청나게 보수적입니다.젊은 박사들은 감히 그 전통을 깨뜨리지 못하고 종신교수직을 위해 필사적으로 한 학과에서 몇 년을 보내야 한다. 부서, 그렇지 않으면 조, 당신은 생물학자들과 함께 열심히 일했지만 여기에서 당신이 물리학 분야를 선도하고 있다는 것을 우리가 보지 않습니까?나이 많은 학자들은 수면 시간을 제외한 모든 에너지를 사용하여 연구 보조금을 위해 싸우는 데 전념하고 있습니다.. 즉, 그들은 자금 지원 기관에 맞게 연구 제안을 더 잘 조정합니다. 그렇지 않으면 그들은 다음과 같은 말을 듣게 될 것입니다. , 그러나 불행히도 그것은 우리 부서의 보조금 범위에 속하지 않습니다.등등.더욱이 권위 있는 학술지에 논문을 게재할 수 있는 방법을 모두가 찾아야 하며, 권위 있는 학술지에 게재되는 논문은 거의 공인된 전문 분야에 한정되어 있습니다. Ke Wen은 이와 같이 몇 년 후 후천적인 좁은 시야가 본능적이 되었고 모두가 더 이상 이 상황에 대해 신경 쓰지 않는다고 말했습니다.Los Alamos에서의 그의 경험에 따르면 연구원이 학계에 가까울수록 팀 작업에 참여하기가 더 어렵습니다.그는 한숨을 쉬었다. 나는 30년 동안 이 상황과 싸워왔다. 그러나 생각하면 할수록 이러한 구획화 과정이 과학 전체에 해를 끼친다는 사실이 더욱 심각해졌다.전통적인 학업 훈련은 다양한 학문을 서로 분리하여 학자의 삶을 거의 죽입니다.주위를 둘러보면 어디에서나 과학 연구를 위한 훌륭한 기회가 있지만 많은 과학자들은 이러한 기회에 완전히 무관심한 것 같습니다. 그가 Los Alamos에서 본 것이 어떤 징조라면 큰 일이 벌어지고 있는 것입니다.지난 10년 동안 그는 점점 더 전통적인 환원 이론이 끝났다고 느꼈습니다.물리학 커뮤니티의 일부 핵심 구성원은 실제 세계의 복잡성을 무시하는 추상 방정식에 조급함을 느끼기 시작했습니다.그들은 시작된 것 같습니다. 새로운 길을 모색하고 그 과정에서 수세기에 걸친 전통적인 학문적 경계를 넘어왔습니다. 삶이 란 무엇인가 아이러니하게도 그들의 영감의 원천 중 하나는 분자 생물학이었습니다.대부분의 사람들의 상상 속에서 분자생물학은 Los Alamos와 같은 무기 연구실에서 관심을 가질 만한 것이 아닐 것입니다.그러나 사실 분자생물학의 초기부터 많은 물리학자들이 연구에 참여해 왔으며, 분자생물학의 많은 선구자들은 물리학자였다.이 사람들이 경력을 바꾸도록 영감을 준 것은 얇고 작은 책이었습니다. 인생이란 무엇입니까? (생명이란 무엇인가?) 이 책은 양자역학의 발명가 중 한 사람인 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrodinger, 1887~1961, 1933년 노벨 물리학상 수상자)가 1944년에 쓴 것이다. 생명의 물리적, 화학적 기반에 대해 생각하는 기사 모음.크릭은 이 책에 깊은 영향을 받았는데, 1953년 그와 왓슨은 X선 회절 기술로 얻은 데이터를 이용해 DNA의 분자 구조를 추론했다. 사실 Crick은 원래 실험 물리학자였습니다.그리고 우주가 빅뱅에서 비롯되었다고 최초로 주장한 이론물리학자 가모프(George Gamow, 1904︱1968) 역시 1950년대 유전암호에 강한 관심을 가지기 시작했고, 그는 더 많은 물리학자들이 이 분야에 뛰어들도록 영감을 주었다.Ke Wen은 다음과 같이 말했습니다: 이 주제에 대해 내가 들은 첫 번째 심층 연설은 Gamow에서 했습니다.그 이후로 그는 분자 생물학에 매료되었습니다.특히 1970년대 초반, 재조합 DNA 기술이 발명된 후 생물학자들은 개별 분자의 생명체를 분석하고 조작할 수 있는 능력을 갖게 되었습니다.따라서 Ke Wen이 1978년 연구 센터의 책임자가 되었을 때 세포에 대한 방사선의 손상을 연구하는 프로젝트를 신속하게 지원했습니다.사실, 그의 진정한 목적은 Los Alamos 연구 센터가 보다 광범위한 분자 생물학 연구에 참여하도록 하는 것입니다. Los Alamos는 1970년대 전 연구 센터장인 Harold Agnew에 의해 규모가 거의 3배로 확장되었고 더 많은 분류되지 않은 재단과 응용 연구의 문을 열었습니다.분자 생물학에 대한 Cowen의 강조는 적시에 이루어졌으며 이 연구 프로젝트는 학자, 특히 Cowen 자신이 실험실에 대해 생각하는 방식을 크게 변화시켰습니다. 본질적으로 물리학의 특징은 아이디어의 우아함과 분석의 단순성에 있기 때문에 이것을 이용하고 다른 것을 무시하기 쉽습니다.사실, 물리학자들은 사회학이나 심리학과 같은 연성 과학을 무시하는 것으로 악명이 높지만, 이러한 연성 과학은 또한 높은 목표를 가지고 있으며 모두 현실 세계의 복잡한 측면을 파악하려고 합니다.그런 다음 분자 생물학이 등장했습니다.분자 생물학이 분석하는 것은 심오한 법칙이 지배하는 극도로 복잡한 생명 체계입니다.생물학과 친구가 되면 우아함을 잃고 단순함을 잃고 지저분해집니다. 하지만 거기에서 경제학과 사회학으로 건너가는 것이 훨씬 쉽습니다.물에 반쯤 들어가면 수영을 시작할 가능성이 높습니다. Youyou 컴퓨터 세계 그러나 동시에 과학자들은 단순히 그렇게 할 수 있는 능력이 있기 때문에 복잡한 시스템에 대해 점점 더 많이 생각하고 있다고 Cowan은 말했습니다.펜과 종이로만 방정식을 풀 수 있다면 최대 몇 개의 변수를 처리할 수 있습니까?삼?네?그러나 컴퓨터의 힘이 점점 강해지면 원하는 만큼 많은 변수를 처리할 수 있습니다. 1980년대 초반에는 컴퓨터가 어디에나 있었습니다.개인용 컴퓨터가 대세이고, 과학자들은 책상 위에 고성능 그래픽 워크스테이션을 설치하느라 바쁘고, 대기업과 국립연구소에는 슈퍼컴퓨터가 우후죽순처럼 돋아나고 있다.갑자기 수많은 변수가 포함된 방정식이 그렇게 복잡해 보이지 않고 데이터 홍수가 그렇게 압도적으로 보이지 않습니다 데이터 스트립의 숫자 및 마일 열을 색상으로 변환할 수 있습니다 작물 수확량을 보여주는 지도 또는 석유가 포함된 층서학적 구역.Ke Wen은 가볍게 말했습니다. 컴퓨터는 좋은 부기 기계입니다. 그러나 컴퓨터는 그보다 훨씬 더 많은 일을 할 수 있습니다.적절하게 프로그래밍된 컴퓨터는 과학자들이 돌아다니며 다양한 방법으로 과학을 탐구하고 실제 세계에 대한 더 풍부한 이해를 얻을 수 있는 완전히 분리된 세계가 될 수 있습니다. 사실 1980년대 과학 연구에서 컴퓨터 시뮬레이션 기술의 힘은 많은 사람들이 그것을 제3의 과학 형태라고 부르도록 했습니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 실험과 이론 사이에 있기 때문입니다.예를 들어, 컴퓨터 시뮬레이션 폭풍은 한편으로는 컴퓨터가 햇빛, 바람, 수증기를 설명하는 방정식의 긴 목록만을 포함하고 있기 때문에 이론적인 것처럼 보이지만 다른 한편으로 컴퓨터 시뮬레이션은 실험과도 같습니다. 이러한 복잡한 방정식은 인간의 계산이 불가능하기 때문에 과학자들이 컴퓨터 화면에서 모의 ​​폭풍을 볼 때 예상하지 못한 방식으로 방정식이 전개되는 것을 보고 간단한 방정식도 충격적인 결과를 초래할 수 있습니다 .폭풍의 수학적 방정식은 실제로 어떻게 공기의 파도가 서로 짜내는 방식, 수증기 방울이 어떻게 응결 및 증발하는지, 그리고 기타 작은 트릭을 설명합니다.상승기류와 비가 함께 얼어 우박이 되거나 차갑고 습한 하강기류가 갑자기 구름 밑바닥에서 땅으로 흩어지는 것과 같은 명확한 설명은 없습니다.그러나 컴퓨터가 시간이 지나도 모든 방정식을 종합하면 그것이 정확히 드러납니다. 또한 과학자들이 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 실제 세계에서는 할 수 없는 실험을 수행할 수 있습니다. 상승 기류와 하강 기류의 실제 원인은 무엇입니까?기온과 습도가 변하면 기류는 어떻게 될까요?어떤 요인이 폭풍의 변동에 실제로 기여했으며 어떤 요인이 그렇지 않았습니까?모든 폭풍에 영향을 미치는 요소는 동일합니까? 1980년대 이전에는 이러한 데이터 기반 실험이 매우 보편화되었습니다.새로운 항공기의 비행 테스트에서 블랙홀로의 난류 성간 가스 흐름, 빅뱅 후 은하수 형성에 이르기까지 물리학계는 컴퓨터 시뮬레이션 아이디어를 널리 수용했습니다.所以可以開始思考如何研究複雜系統了。柯文說。 整體會大於部分的總合 但是,複雜科學還有更深一層的魔力,一部分因為電腦模擬技術,一部分則因為新的數學領悟物理學家在八○年代初期開始了解到,許多混亂而複雜的系統都可以用有力的非線性動力學(nonlinear dynamics)來解析。在這個過程中,他們被迫面對一個令人驚惶失措的事實:整體真的會大於部分的總合。 對大多數人而言,這個道理顯而易見。物理學家之所以驚惶失措,只不過因為他們已經和線性系統談了三百年的戀愛,而在線性系統中,整體完全等於部分的總合。(線性的意思是,如果你把方程式在方格紙上畫出來,所展現的將會是一條直線。)平心而論,他們很有理由這麼想。如果一個系統等於其各部分的總合,那麼每個組成分子就能無視於周遭發生的事情而自由發展,因此相對而言,也比較容易以數學來分析。 除此之外,大自然確實泰半是如此運作著。聲音就是線性系統!這是為什麼雙簧管和弦樂器合奏時,你可以同時辨認出兩種樂器的聲音。它們的聲波交互混合,但是仍然維持了個別的音色。光也是線性系統!這是為什麼在豔陽高照的日子裏,你仍然可以看到人行道上的通行/禁止通行指示燈:從指示燈投射到你眼中的光線並不會被高空直射下來的太陽光擊潰到地面上。不同種類的光線各自運動,與彼此擦身而過,恍若無物。有時候,甚至經濟也是線性系統!因為小的經濟體也是獨立運作,例如,有個人在街角的雜貨店買了份報紙,這對你去超級市場買牙膏的決定沒有絲毫影響。 然而,大自然中也有極大部分是非線性的系統包括大部分最有趣的事物。我們的腦子就不是線性系統,儘管雙簧管的樂音和弦樂的聲音進入你耳中時各自分開,但是兩種樂音合奏所引起的情感波動,可能遠甚於其中任何一種樂器單獨的樂音,這是為什麼我們需要交響樂團。經濟事實上也不是線性系統,數百萬個人買進或賣出的決定可能彼此影響,加強了效果,而導致經濟繁榮或蕭條。而經濟榮枯又會回過頭來影響最初的購買決定。 確實,除了最簡單的物理系統外,幾乎世上每件事及每個人都捲入一張由誘因、限制及關係交織而成的非線性的大網中。一個地方產生微乎其微的變化,就會引起所有地方的震盪。正如艾略特(TS Eliot, 1888︱1965,一九四八年諾貝爾文學獎得主)所說,我們不得不掀起宇宙波瀾。整體幾乎總是比部分的總合要多很多。而如果要以數學來表達這個特性,正是一個非線性方程式,畫出來的圖形則是曲線。 非線性科學的汪洋大海 眾所週知,要以人工演算來解非線性方程式非常困難,這是科學家長久以來一直規避它的原因;但是,這也正是電腦能派上用場的地方。從五○及六○年代科學家開始玩電腦開始,他們就明白,電腦根本不在乎線性、非線性的問題,它只管努力解出答案。當科學家開始運用電腦的力量來解析愈來愈多的非線性方程式時,他們開始發現一些過去在線性系統中從未看到的神奇狀況。 例如,通過狹窄溝渠的波浪和量子場論中某種微妙的動力有極深的關聯性,它們都是一種叫孤立子(soliton)的能量脈衝的例證。木星的大紅斑(Great Red Spot)可能是另外一種孤立子,它是個比地球還要大的旋轉颶風,已經獨立存在了至少四百年。 物理學家普里歌金所大力倡導的自我組織體系,也是由非線性動力所主宰。舉個例子:慢火燉湯時,支配著湯分子自我組織滾動的動力,和其他的非線性形態(例如斑馬的條紋和蝴蝶翅膀的斑點)非常類似。 但是,最令人震驚的是叫作混沌的非線性現象。在人類的日常活動中,甲地發生的小事件會對乙地產生巨大影響,並不足為奇。但是當物理學家開始重視非線性系統時,他們才明白非線性的原理是多麼奧妙。例如,乍看之下,風和溼氣流動的方程式非常簡單,但是當科學家發現德州一隻蝴蝶擺動翅膀,可能會改變一個星期後海地的暴風雨路線;或是蝴蝶的翅膀只要向左擺動一毫米,可能就會使颶風轉向完全不同的方向問題就非常複雜了。 一個接著一個的例子都在傳遞相同的訊息:世上萬物都息息相關。小騷動不會一直只是小騷動,在適當的條件下,小小的不確定會膨脹擴大,直到整個系統的未來都完全不可預測、或混沌一片。 科學家開始了解,只要有一點點的非線性因素,即使是最簡單的系統都可能產生令人震驚的複雜行為模式。例如水龍頭滴滴答答漏水,只要滴水的速度夠慢,滴答聲可能就會像節拍器打的拍子一樣,規律得令人發狂。但是如果你置之不理,讓水滴漏的頻率增加,那麼很快就會變成大滴與小滴交錯滴落:滴︱答滴︱答。如果你繼續置之不理,讓水漏得更厲害,水滴就會從四滴一個序列,變成八、十六、以此類推下去。最後,水滴落的次序變得極其複雜,似乎是隨機的滴落。這會兒,混沌又出現了。這種逐漸遞增複雜度的相同形態,也會出現在果蠅繁殖數目的變化及水流的澎湃,或其他任何領域中。 難怪物理學家驚惶失措。他們當然知道在量子力學、黑洞等領域有些古怪的發現,但是自從牛頓以降,物理學家已經習於把周遭世界看成一個有條不紊、可以預測的世界,並遵循著已知的法則運作。如今卻彷彿他們在過去三個世紀都生活在一個小小的孤島上,對周遭發生的一切一無所知。一旦你脫離了線性近似法,你就航行在汪洋大海中。柯文說。 尋尋覓覓 結果,羅沙拉摩斯幾乎正是非線性研究的理想環境。柯文說,不只因為當地的實驗室從一九五○年代就長於高深的計算,而且研究人員從實驗室創立之初就在探索非線性問題,如高能粒子物理、流體動力學、核聚變能研究、到熱核衝擊波等。在一九七○年代初期,科學家已發現,很多非線性問題骨子裏並無二致,都有著相同的數學結構。所以,如果一起研究這些問題,將會省下很多工夫。結果,在羅沙拉摩斯理論小組的熱心支持下,理論部門成立了一項非線性科學研究計畫,後來還成為獨立的非線性系統中心(Center for Nonlinear System)。 然而,儘管分子生物學、電腦模擬及非線性科學都如此引人入勝,柯文懷疑這只是個開始而已。他感覺到有一種潛在的統合性可貫穿其間,而以闡釋這種統合性為旨的科學,終將涵蓋物理、化學、生物學,以及資訊處理、經濟學、政治學和其他人類事務的所有相關層面。在他腦中盤旋的概念近乎中古的學術思想,他認為如果真有這種統合性,我們將會對這個無論在生物、物理之間,或跨入歷史、哲學的領域,其道均一以貫之的世界,多一層了解。曾經有一度,知識的織錦天衣無縫。柯文說,也許美景將會重現。 對柯文而言,這是難以置信的大好機會,為什麼大學裏的科學家看不見呢?就某種程度而言,那些人的研究散見各處,幾無漏網之魚,偏偏獨缺他一直尋尋覓覓的宏觀思維。因為,這種整合性的宏觀思維超越了任何單一的學術領域。沒錯,大學裏充斥著跨學門研究中心,但是就柯文所知,這些機構只不過是一群人偶爾共用一間辦公室而已。教授和研究生仍然必須對自己的系所忠貞不貳,因為這些系所掌握了頒發學位、核定終身職及決定陞遷的大權。柯文認為,如果沒有人督促,這些大學至少三十年內都不會展開複雜科學的研究。 不幸的是,羅沙拉摩斯似乎也無意於此,這真是太糟了。一般說來,武器實驗室要比大學更適合作這類跨學門的廣泛研究,而這也是許多來訪的學者大表讚嘆的地方。這要回溯到實驗室創辦的歷史,柯文說。曼哈坦計畫因為一個特別的挑戰製造原子彈而誕生,因此他們從各個不同的相關領域網羅人才,以科學家團隊的力量來因應挑戰。舉世公認,這是支出色的隊伍,包括了歐本海默、費米、波耳(Niels Bohr, 1885︱1962)、馮諾曼(John von Neumann, 1903︱1957)、貝特、費曼(Richard Feynman, 1918︱1988)、維格納(Eugene Wigner, 1902︱)等當代大師與才俊,當時有位觀察家稱之為自古雅典以來最偉大的知識分子團隊。但是,從此這就成為羅沙拉摩斯實驗室對研究的看法,管理階層最重要的工作就是要讓適合的專家彼此討論。我有時候覺得自己像個媒人。柯文說。 唯一的問題是,柯文偉大的科學綜合體並不符合實驗室的基本使命。的確,這和原子彈的發展風馬牛不相及,而不合乎實驗室基本使命的研究將得不到任何補助。因此,儘管實驗室仍然可以像過去一樣,東做一點混沌、西做一點複雜,但是絕不可能有太大的突破。 培育文藝復興人 不,只有一個辦法。柯文開始想像一個新的、獨立的研究機構。理想上,這個機構應該兼取兩者之長:一方面有大學的廣博,另一方面有羅沙拉摩斯融合不同學術領域的能力。他知道這個機構應該和羅沙拉摩斯實驗室分開,但是如果可能的話,最好就在附近,以便運用羅沙拉摩斯的人力資源和電腦設備。離羅沙拉摩斯只有三十五英里的聖塔菲是個蠻理想的地點。而最重要的是,無論研究院設在何處,都應該網羅到傑出的科學家(真正了解自己研究領域的人),而且提供他們比一般更寬廣的空間。在這裏,資深研究人員可以花時間探究一些還不十分成熟的想法,而不會為同僚所譏笑;在這裏,年輕的科學家可以和世界級的大師攜手合作。 簡言之,這個地方應該培育戰後罕見的科學人才類型,也就是二十一世紀的文藝復興人。柯文說:他們儘管是科學出身,但是卻有能力應付混亂、不優雅、科學通常不打理的現實世界。 他太天真了嗎?當然!但是,柯文覺得如果他能誘導其他人看到這個科學挑戰的遠景,說不定行得通。他問自己:一九八○年代和九○年代才華洋溢的科學家,應該學哪一種科學?所以首先,誰可能有興趣聽他說明?還有,很重要的是,誰有辦法促成這個想法實現? 有一天到華盛頓的時候,柯文先試著向白宮科學顧問基渥斯及科學顧問委員會委員、惠普公司創辦人派格(David Packard)解釋他的想法。令他詫異的是,他們竟然沒有笑他,事實上,他們還鼓勵他。於是,在一九八三年春天,柯文決定向每週午餐聚會的同伴羅沙拉摩斯的資深研究員,公開他的想法。 他們很喜歡這個主意! 羅沙拉摩斯的元老們 在局外人的眼中,很容易認為這些資深研究員不過是一群古怪老頭兒,領著令人咋舌的高薪,過著半退休的安逸日子。這個集團包括數名羅沙拉摩斯的元老,他們就像柯文一樣,對實驗室勞苦功高,因此當局酬庸他們資深研究之職,從此不必再管一堆繁瑣的行政事務或官僚作業。唯一的職責就是每週有一次午餐聚會,並且偶爾在一些政策性議題上,提供實驗室主持人一些意見。 但是,事實上這群人還生龍活虎,他們是那種聽到自己的新職位時,會說:謝謝老天爺,現在我終於可以完成一些真正的工作了的人。而且,因為許多人過去或多或少都曾經當過重要主管,因此不管現任的實驗室主持人愛不愛聽,他們可絕不吝於說出自己的看法。所以,當柯文說明他設立研究院的想法,希望得到一些建議或支持時,他收穫豐碩。 教育改革家 例如,卡魯塞斯(Pete Carruthers)立刻呼應柯文的說法:新科學正呼之欲出,但是大家視若無睹。在不修邊幅、戲謔成性的外表下,其實卡魯塞斯對複雜系統十分狂熱,他稱之為下一波科學的主要推動力。他不是無的放矢。一九七三年,在柯文所主持的獵才委員會推薦下,卡魯塞斯從康乃爾大學被延攬到羅沙拉摩斯來主持理論研究部門。他甚至在理論研究的預算不斷被削減的時候,仍然設法聘請了一百名新的研究人員,成立了六個研究小組。一九七四年,他堅持聘請幾個狂放不羈的年輕人,研究當時還無人知曉的非線性動力學中的一個子題。他的副手西蒙斯(Mike Simmons)當時問道:我拿什麼來付他們的薪水?卡魯塞斯回答:想辦法找到錢!也就在他這樣膽大妄為的領導下,這個新領域蓬勃發展,羅沙拉摩斯也成為所謂混沌理論的研究重鎮。所以,如果柯文倡導的新思維是奠基於此,他樂於助他一臂之力。 另一位資深研究員,天文物理學家柯傑特(Stirling Colgate),為了不同的理由支持柯文:我們需要盡一切努力,來組織及加強本州的智識能力。他說。儘管羅沙拉摩斯已盡量對外界開放,這個地方仍然是個高高在上、與世隔絕的科學夢土。在柯傑特擔任新墨西哥採礦及技術研究院(New Mexico Institute of Mining and Technology)院長的十年間,他深深了解新墨西哥州的其他部分雖然景色宜人,卻十分落後。從一九四○年代以來花在這個地方的數十億聯邦補助,對提升當地教育及工業水準不見成效。這裏最好的大學也只不過水準平平,因此,當高科技創業家想脫離擁塞的加州,轉移陣地的時候,他們通常直接越過新墨西哥州的里奧葛蘭德河谷(Rio Grande Valley),往奧斯汀或東部去。 柯傑特最近和卡魯塞斯一起致力於提升新墨西哥州的大學水準,結果他們很快就放棄,因為這個州實在太窮了。所以,柯文的研究院似乎是他們最後的一線希望。任何能夠提升這裏知識水準的事情,不但對我們個人有益、對實驗室有利,同時也符合國家的整體利益。柯傑特說。 電腦先生 資深研究員梅卓波利斯(Nick Metropolis)則是因為柯文對電腦運算的強調,而喜歡這個主意。這也是其來有自。梅卓波利斯是羅沙拉摩斯的電腦先生,早在一九四○年,羅沙拉摩斯就在他的督導下,建造了實驗室的第一座電腦。這座電腦是根據普林斯頓高等研究院的匈牙利裔傳奇數學家馮諾曼(參見天下文化公司出版的柏拉圖的天空一書)的設計改良而成的,馮諾曼當時是羅沙拉摩斯的顧問,經常來訪。羅沙拉摩斯的人稱這個電腦為瘋子(MANIAC)由數學分析器、計算機、積分儀和電腦(Mathematical Analyzer, Numerator, Integrator, And Computor)的第一個英文字母拼成。電腦模擬的藝術也是由梅卓波利斯和波蘭數學家烏蘭(Stanislas Ulam)首先開創。也要歸功於梅卓波利斯,今天羅沙拉摩斯才有全世界最大、最快的超級電腦。 但是,梅卓波利斯仍然覺得實驗室在電腦領域不夠先進,他和訪問學者麻省理工學院數學家羅他(Gian︱Carlo Rota)一起指出,電腦科學正經歷和生物學及非線性科學同樣的震盪,硬體設計起了革命性的轉變,目前一次作一個動作的電腦已經到達速度的極限了,科學家開始研究新型電腦,能夠同時作上百、上千,甚至百萬計的計算步驟。這是件好事,因為任何人如果想認真研究柯文所談到的複雜系統問題,可能都會需要像這樣的超強機器。 當然,電腦科學可以做的事還不止於此。羅他特別認為電腦可以延伸至對心智的研究,他的理念是思考和資訊處理基本上是同樣的事情。他所說的這門科學稱為認知科學(cognitive science),現在愈來愈熱門。這門科學能結合不同領域的才華,例如研究腦部細密神經網路的神經科學家、研究高層次思維及推理過程的認知心理學家、試圖把思考過程以電腦模擬的人工智慧學者,甚至還有研究人類語言結構的語言學家和研究人類文化的人類學家。 羅他及梅卓波利斯告訴柯文,這是很適合作為研究院主題的跨學門研究。 另外一位訪問學者是潘恩斯(David Pines),一九八三年仲夏,在梅卓波利斯的邀請下,他開始參與他們的討論。潘恩斯是伊利諾大學的理論物理學家、現代物理評論(Reviews of Modem Physics)的編輯及羅沙拉摩斯理論物理部門的諮詢委員會主席。他也強烈呼應柯文的科際大整合想法。從一九五○年發表博士論文開始,潘恩斯就一直專注於研究:如何以創新方式了解包含許多粒子的系統的集合行為,例如大量原子核的振動模式,或液態氦的量子流動等。而且潘恩斯也公開推測,類似的分析可能會幫助我們更進一步了解社會及組織中的人類群體行為。所以,我對這個想法有智識上的偏好。潘恩斯說。潘恩斯也同樣熱心支持柯文成立新研究院的想法,他自己在這方面經驗豐富,他曾經創辦伊利諾的高等研究中心及科羅拉多的亞斯本(Aspen)物理中心。他告訴柯文,儘管去做,他已經迫不及待想開始籌備這個研究院。我總覺得把一群非常傑出的科學家集合在一起討論新發現,是非常有趣的事情,創辦一個機構幾乎和寫一篇科學論文同樣有趣。潘恩斯說。 兩派意見僵持不下 於是,他們興致勃勃的討論創辦研究院的各種想法,偶爾還會樂昏了頭。例如,有一天,想到自己可能是在創辦新雅典一個探尋知識的重鎮,足可和過去孕育出蘇格拉底、柏拉圖、亞里斯多德的城邦並駕齊驅大家都十分興高彩烈。當然,他們也辯論許多更實際的問題:這個地方該有多大?應該招收多少學生,還是根本不收學生?和羅沙拉摩斯的關係應該有多密切?應該有固定的教職員嗎?還是科學家輪流來訪,然後就各自回他們的研究機構?逐漸的,在不知不覺間,這個假想的研究院在他們腦中變得愈來愈真實。 唯一的問題是,每個人腦中所刻劃的圖像都不一樣。我們每個禮拜都回到原點,反覆又反覆的討論。柯文說。 最嚴重的爭論點也是最根本的問題:這個研究院應該研究什麼? 一派是梅卓波利斯和羅他,他們覺得研究院應該完全專注在電腦科學上。他們辯稱,科際大整合是很好,但是如果這群人中沒有人能下清楚的定義,又怎麼能寄望會找到人來,投下四億美金呢?像紐約的洛克斐勒研究院的規模,你差不多就需要募到這麼多錢。要籌這麼多錢並不容易,但是,如果把重心放在研究資訊處理和認知科學上,至少已經涵蓋了許多柯文所談的新科學,而且還說不定能從最近崛起、靠電腦發跡的年輕富翁手中,募到一大筆捐款。 另一派則是卡魯塞斯、潘恩斯和其他大多數人,他們覺得電腦是不錯,梅卓波利斯和羅他的經濟考慮也不無道理;但是,難道只是再辦一個電腦研究中心嗎?那能激發每個人的熱情嗎?研究院的使命應該遠勝於此,儘管他們也還不確切的知道究竟該是什麼。而這正是問題所在,正如資深研究員那戈爾(Darragh Nagle)指出的:我們並沒有把替代方案說得很清楚。每個人都同意柯文的話,新科學正在醞釀中,但是他們也僅止於模模糊糊的談論著新的思維方式,無法再向前跨出去。 柯文則一直保持低姿態。他很清楚自己的初衷是什麼,他暗地希望這會是一個生存藝術的研究院,也就意味著研究的領域將海闊天空,無所限制。但是,他同時也相信,在研究院的方向上取得共識遠比金錢或其他細節來得重要。如果這個研究院只是一個人在唱獨腳戲,那麼絕不會有什麼發展。當了三十年行政主管後,他深信要實現像這樣的夢想,唯一的辦法就是先讓參與者為之振奮。他說:你必須讓那些非常傑出的人相信這件事很重要。我不是在談民主,我指的是最頂尖的○.五%的那些人才、菁英分子。但是,一旦你說服了他們,錢儘管還是不容易籌,問題卻小多了。 因為每個人同時都還全心投入各式各樣的研究計畫,因此這就像一場慢動作的辯論。(柯文正參與一個探測太陽微中子的實驗,太陽微中子是從太陽核心放射出的、幾乎看不見的粒子。)但是,這樣的狀況維持不了太久。一九八三年八月十七日,柯文把所有的元老集合在行政大樓四樓的會議室中,告訴大家該認真一點了。他有些朋友正考慮捐一塊五十英畝或一百英畝的地作為研究院的所在地,但是他們希望至少能曉得研究院的主旨是什麼。 還是原地踏步。元老們依然和氣但堅定的分裂成兩大派系。那次會議沒有任何進展,也恰好原本答應捐地的那對夫婦幾個月後離婚了,因此撤銷了捐地的計畫。但是柯文不得不開始懷疑,這件事是不是真的會有結果。 你又說對了,葛爾曼先生 打破僵局的人是葛爾曼。加州理工學院的葛爾曼教授當時五十五歲,是粒子物理學界的老頑童。 葛爾曼在八月十七日的會議之前一個星期打電話給柯文,他說潘恩斯向他提起籌備研究院的主意,他覺得真是太棒了,他一輩子都想做一件像這樣的事情。他想要研究像古文明的興衰及現代西方文明的持續性之類跨越學門疆界的問題。曾經,他想在加州理工學院推動類似的研究,但都徒勞無功,因此,下次他到羅沙拉摩斯的時候,能不能參加討論?(葛爾曼從一九五○年代起,就是實驗室的顧問,經常來訪。) 柯文簡直不相信自己的運氣。他說:請務必來參加!葛爾曼絕對是那千分之五的頂尖人才。葛爾曼生長於紐約市,黑邊眼鏡和斑白的平頭,使他看起來好像個無邪的季辛吉(Henry Kissenger)。葛爾曼是個性急、傑出、迷人、能言善辯的人,更不要提他那近乎傲慢的自信了。事實上,不少人覺得他令人難以忍受。他從小到大都是班上最聰明的學生。已過世的狂放不羈的物理學家費曼,生前把自己暢銷的回憶錄取名為別鬧了,費曼先生(Surely You're Joking, Mr Feynman!中文版已由天下文化公司出版);加州理工學院的人說,葛爾曼得把他的回憶錄取名為你又說對了,葛爾曼先生(Well, You're Right Again, Mr. Gell︱Mann)。當偶爾事情不順他意時,他的反應極端孩子氣,同事們會看到他的下唇突出往上翹,簡直就是在撅嘴。 儘管如此,葛爾曼顯然是二十世紀科學發展史的重要角色。當他在一九五○年代初期,以一個年輕物理博士的身分現身於科學舞台時,次原子的世界是由一個接一個隨機以希臘字母命名的粒子(π粒子、Σ粒子等)組成的大雜燴,還是一片混亂。但在二十年後,主要歸功於葛爾曼開創的新觀念,物理學家已逐漸架構出粒子間各種作用力的大一統理論(Grand Unified Theories),而且滿懷信心的把那一大堆粒子分門別類為夸克的各種組合。所謂夸克,是一種簡單的次原子基本粒子,由葛爾曼根據喬哀思(James Joyce)的小說芬尼根的覺醒(Finnegans Wake)中一個杜撰的字而命名。葛爾曼決定了近三十年來粒子物理的研究重心,他的思考方向就是其他人應該思考的方向,他知道真理何在,而且他領導大家追求他所見到的真理。一位與葛爾曼相交二十年的物理學家說。 奇怪的角色? 表面看來,三十年來都浸淫於中子和質子內部研究的葛爾曼,在柯文科際大整合的遠景中,是個奇怪的角色;因為葛爾曼的理論正是不折不扣的化約論。但是事實上,葛爾曼興趣廣泛,對任何事物都有強烈的好奇心。他曾經在飛機上,苦苦追問鄰座陌生人的生平事跡,長達數小時。在他五歲時,他的哥哥帶他去曼哈坦公園散步,引燃他對大自然的熱愛,從而學習科學。我們把紐約市看成是個被過度砍伐的鐵杉叢林,他說。從此,他一直是個熱心的鳥類觀察家和生態保育者。他是麥克阿瑟基金會屬下的世界環境及資源委員會的主席,他也參與創辦了華盛頓的環境保護智庫世界資源研究院(World Resource Institute),同時,他還致力於挽救熱帶雨林。 除此之外,葛爾曼一生都沉迷於心理學、人類學及語言學的世界。(當初他在耶魯大學主修物理只是為了安撫父親,他的父親深怕他如果主修人類學,以後會挨餓。)每當他提到外國科學家的名字時,無論用的是哪一國語言,他都能字正腔圓的念出來。他的同事還記得有一次提到可能會去拜訪遠在愛爾蘭的姐姐。 她叫什麼名字?葛爾曼問。 吉爾思比(Gillespie)。 那是什麼意思?葛爾曼問。 哦,在蓋爾文(Gaelic)中大概是主教的僕人的意思。 葛爾曼沉吟片刻。不對,在中古的蘇格蘭蓋爾文中,意思應該更接近主教的宗教追隨者。 葛爾曼辯才無礙,有驚人的說服力。他可以當場發表鼓舞人心的即席演講,雖然可能還不及邱吉爾,但是他思路的清晰與內容的精采,已經是勢不可當。卡魯塞斯說。他一加入籌備研究院的討論,就力主建立一個廣博的研究院,使大多數原本贊成這個想法的人有了凝聚點,而梅卓波利斯與羅他的電腦中心構想,也就立刻黯然失色。 大顯身手的機會來臨 一九八三年聖誕節過後不久,葛爾曼真正有了大顥身手的機會。由於葛爾曼、羅他和潘恩斯都喜歡在新墨西哥州過聖誕,(事實上,葛爾曼在聖塔菲的房子剛蓋好,)柯文又召集了一次討論會,希望能讓研究院的籌備動起來。 葛爾曼去除了所有的阻礙。他告訴這群元老科學家,這些狹隘的觀念不夠偉大,我們必須為自己開創一個真正偉大的任務,也就是研究即將出現的科際大整合!他說,達爾文的生物演化論在十九世紀正是這樣一個偉大的科際大整合。演化論結合了生物學的證據(顯示動物及植物的不同物種其實互有關聯)、新興的地質學的證據(顯示地球非常古老,有悠久的歷史可追溯),還有古生物學的證據(證明遠古時代的動植物和今天的物種有很大的差異)。近代的科際大整合則是大霹靂理論,詳細描述一百五十億年前,在一次難以想像的宇宙大爆炸中,所有的星球和銀河系上的一切物質因此而開始存在。 我覺得我們應該探尋的是今天正在出現,跨越許多不同領域的科際大整合。葛爾曼說。有些已經發展成熟,例如分子生
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