Insight or evolution?

Sự thấu hiểu hay sự tiến hóa?

Two scientists consider the origins of discoveries and other innovative behavior

Hai nhà khoa học xem xét nguồn gốc của các khám phá và hành vi đổi mới khác.

Scientific discovery is popularly believed to result from the sheer genius of such intellectual stars as naturalist Charles Darwin and theoretical physicist Albert Einstein. Our view of such unique contributions to science often disregards the person’s prior experience and the efforts of their lesser-known predecessors. Conventional wisdom also places great weight on insight in promoting breakthrough scientific achievements, as if ideas spontaneously pop into someone’s head – fully formed and functional

Người ta thường cho rằng khám phá khoa học đến từ sự thiên tài tuyệt đối của những ngôi sao trí tuệ như nhà tự nhiên học Charles Darwin và nhà vật lý lý thuyết Albert Einstein. Quan điểm của chúng ta về những đóng góp độc đáo như vậy cho khoa học thường không xét đến kinh nghiệm trước đó của người đó và nỗ lực của những người tiền nhiệm ít được biết đến hơn của họ. Sự hiểu biết truyền thống thường coi trọng sự thấu hiểu trong việc phát triển những thành tựu khoa học mang tính đột phá, như thể các ý tưởng xuất hiện một cách tự nhiên trong đầu ai đó – được hình thành và hoạt động đầy đủ.

There may be some limited truth to this view. However, we believe that it largely misrepresents the real nature of scientific discovery, as well as that of creativity and innovation in many other realms of human endeavor.

Quan điểm này có phần đúng. Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng nó phần lớn thể hiện sai bản chất thực sự của khám phá khoa học, cũng như của tính sáng tạo và đổi mới trong nhiều lĩnh vực khác của nỗ lực con người.

Setting aside such greats as Darwin and Einstein whose monumental contributions are duly celebrated – we suggest that innovation is more a process of trial and error, where two steps forward may sometimes come with one step back, as well as one or more steps to the right or left. This evolutionary view of human innovation undermines the notion of creative genius and recognizes the cumulative nature of scientific progress.

Bỏ qua những người vĩ đại như Darwin và Einstein – những người có những đóng góp to lớn được tôn vinh xứng đáng – Chúng tôi đề xuất rằng đổi mới là một quá trình thử nghiệm và sửa lỗi, trong đó hai bước tiến đôi khi có thể đi kèm với một bước lùi, một hoặc nhiều bước sang phải hoặc trái. Quan điểm cấp tiến này về sự đổi mới của con người làm suy yếu quan niệm về thiên tài sáng tạo và công nhận bản chất tích lũy của tiến bộ khoa học.

Consider one unheralded scientist: John Nicholson, a mathematical physicist working in the 1910s who postulated the existence of proto-elements in outer space. By combining different numbers of weights of these proto-elements’ atoms, Nicholson could recover the weights of all the elements in the then-known periodic table. These successes are all the more noteworthy given the fact that Nicholson was wrong about the presence of proto-elements: they do not actually exist. Yet, amid his often fanciful theories and wild speculations, Nicholson also proposed a novel theory about the structure of atoms. Niels Bohr, the Nobel prize-winning father of modern atomic theory, jumped off from this interesting idea to conceive his now-famous model of the atom.

Xem xét một nhà khoa học đầy bất ngờ: John Nicholson, một nhà vật lý toán học làm việc vào những năm 1910, người đã đưa giả thuyết về sự tồn tại của các nguyên tố proto trong vũ trụ. Bằng cách kết hợp các trọng lượng khác nhau của các nguyên tử nguyên tố proto này, Nicholson đã có thể khôi phục trọng lượng của tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn được biết đến sau đó. Những thành công này càng đáng chú ý hơn vì thực tế là Nicholson đã sai về sự hiện diện của các nguyên tố proto: chúng không thực sự tồn tại. Tuy nhiên, giữa những lý thuyết huyền ảo và những suy đoán hoang đường của mình, Nicholson cũng đề xuất một lý thuyết mới lạ về cấu trúc của nguyên tử. Niels Bohr, cha đẻ của lý thuyết nguyên tử hiện đại, người từng đoạt giải Nobel, đã bắt đầu từ ý tưởng thú vị này để hình thành mô hình nguyên tử nổi tiếng hiện nay của ông.

What are we to make of this story? One might simply conclude that science is a collective and cumulative enterprise. That may be true, but there may be a deeper insight to be gleaned. We propose that science is constantly evolving, much as species of animals do. In biological systems, organisms may display new characteristics that result from random genetic mutations. In the same way, random, arbitrary or accidental mutations of ideas may help pave the way for advances in science. If mutations prove beneficial, then the animal or the scientific theory will continue to thrive and perhaps reproduce.

Chúng ta phải làm gì với câu chuyện này? Ai đó có thể kết luận một cách đơn giản rằng khoa học giống như một doanh nghiệp thu thập và tích lũy. Điều đó có thể đúng, nhưng có thể cần lượm lặt thêm một cái nhìn sâu sắc hơn. Chúng ta đề xuất rằng khoa học thì tiến hóa liên tục, giống như các loài động vật. Trong hệ thống sinh học, các sinh vật có thể thể hiện các đặc điểm mới do đột biến gen ngẫu nhiên. Theo cách tương tự, sự đột biến ngẫu nhiên, tùy ý hoặc tình cờ của các ý tưởng có thể giúp mở đường cho những tiến bộ trong khoa học. Nếu các đột biến có lợi, thì động vật hoặc lý thuyết khoa học sẽ tiếp tục phát triển mạnh và có lẽ sẽ sản sinh thêm.

Support for this evolutionary view of behavioral innovation comes from many domains. Consider one example of an influential innovation in US horseracing. The so-called ‘acey-deucy’ stirrup placement, in which the rider’s foot in his left stirrup is placed as much as 25 centimeters lower than the right, is believed to confer important speed advantages when turning on oval tracks. It was developed by a relatively unknown jockey named Jackie Westrope. Had Westrope conducted methodical investigations or examined extensive film records in a shrewd plan to outrun his rivals? Had he foreseen the speed advantage that would be conferred by riding acey-deucy? No. He suffered a leg injury, which left him unable to fully bend his left knee. His modification just happened to coincide with enhanced left-hand turning performance. This led to the rapid and widespread adoption of riding acey-deucy by many riders, a racing style which continues in today’s thoroughbred racing.

Sự ủng hộ cho quan điểm tiến hóa về đổi mới hành vi đến từ nhiều lĩnh vực. Hãy xem xét một ví dụ về một sự đổi mới có ảnh hưởng trong nghề cưỡi ngựa của Hoa Kỳ. Vị trí được gọi là ‘acey-deucy’, bàn chân của người cưỡi ngựa ở bên trái được đặt thấp hơn 25cm so với bên phải, được cho là mang lại lợi thế tốc độ quan trọng khi rẽ trên đường đua hình bầu dục. Vị trí này được phát triển bởi một người đua ngựa tương đối vô danh tên là Jackie Westrope. Có phải Westrope đã tiến hành các cuộc điều tra có phương pháp hoặc xem lại rất nhiều bộ phim để xây dựng một kế hoạch khôn ngoan để vượt qua các đối thủ của mình không? Anh ta có nhìn thấy trước lợi thế về tốc độ khi cưỡi ngựa theo cách acey-deucy không? Không. Anh ấy bị chấn thương ở chân, khiến anh ấy không thể uốn cong hoàn toàn đầu gối trái của mình. Điều này chỉ xảy ra trùng hợp với việc rẽ trái hiệu quả hơn. Điều này dẫn đến việc nhiều tay đua áp dụng phương pháp acey-deucy một cách nhanh chóng và rộng rãi, một phong cách đua mà tiếp tục được áp dụng trong các cuộc đua ngựa thuần chủng ngày nay.

Plenty of other stories show that fresh advances can arise from error, misadventure, and also pure serendipity – a happy accident. For example, in the early 1970s, two employees of the company 3M each had a problem: Spencer Silver had a product – a glue which was only slightly sticky- and no use for it, while his colleague Art Fry was trying to figure out how to affix temporary bookmarks in his hymn book without damaging its pages. The solution to both these problems was the invention of the brilliantly simple yet phenomenally successful Post-It note. Such examples give lie to the claim that ingenious, designing minds are responsible for human creativity and invention. Far more banal and mechanical forces may be at work; forces that are fundamentally connected to the laws of science.

Nhiều câu chuyện khác cho thấy rằng nhiều tiến bộ mới mẻ có thể phát sinh từ những lỗi sai, tai nạn bất ngờ và những sự cầu may thuần túy – một sự cố có lợi. Ví dụ, đầu những năm 1970, hai nhân viên của công ty 3M đều gặp phải vấn đề của riêng mình: Spencer Silver có một sản phẩm keo dán mà nó dán không dính chặt lắm và không hữu dụng gì cả; trong khi đồng nghiệp của anh ta Art Fry thì cố gắng để tìm ra cách cố định những đánh dấu trang tạm thời trong cuốn Thánh ca của mình mà không làm hư các trang sách. Giải pháp cho cả hai vấn đề này là giấy ghi chú Post-It  một phát minh vô cùng đơn giản mà lại mang đến thành công lạ thường. Những ví dụ như vậy đã bác bỏ luận điệu rằng những đầu óc khéo léo, tính toán thì tạo ra những sáng tạo và phát minh của con người.

The notions of insight, creativity and genius are often invoked, but they remain vague and of doubtful scientific utility, especially when one considers the diverse and enduring contributions of individuals such as Plato, Leonardo da Vinci, Shakespeare, Beethoven, Galileo, Newton, Kepler, Curie, Pasteur and Edison. These notions merely label rather than explain the evolution of human innovations. We need another approach, and there is a promising candidate.

Khái niệm về sự thấu hiểu, sáng tạo và thiên tài thường được viện dẫn nhưng chúng vẫn còn mơ hồ và tính thực tiễn về khoa học vẫn còn không chắc chắn, đặc biệt khi chúng ta xem xét những đóng góp đa dạng và lâu dài của những người như Plato, Leonardo da Vinci, Shakespeare, Beethoven, Galileo, Newton, Kepler, Curie, Pasteur và  Edison. Những khái niệm này chỉ đơn thuần mang tính dán nhãn hơn là giải thích sự tiến hóa của những đổi mới của con người. Chúng ta cần phương pháp tiếp cận khác, và có một ứng viên đầy hứa hẹn

The Law of Effect was advanced by psychologist Edward Thorndike in 1898, some 40 years after Charles Darwin published his groundbreaking work on biological evolution, On the Origin of Species. This simple law holds that organisms tend to repeat successful behaviors and to refrain from performing unsuccessful ones. Just like Darwin’s Law of Natural Selection, the Law of Effect involves an entirely mechanical process of variation and selection, without any end objective in sight.

Luật Hiệu Quả được đưa ra bởi nhà tâm lý học Edward Thorndike vào năm 1898, khoảng 40 năm sau khi Charles Darwin xuất bản tác phẩm đột phá của mình về sự tiến hóa sinh học mang tên “Nguồn gốc của muôn loài”. Định luật đơn giản này cho rằng các loài có khuynh hướng lặp lại hành vi thành công và kiềm chế thực hiện những hành vi không thành công. Cũng giống như Luật Tiến Hóa Tự Nhiên của Darwin, Luật Hiệu Quả liên quan đến quy trình hoàn toàn máy móc của biến đổi và chọn lọc,  mà nó không có bất kì mục tiêu cuối cùng nào trong tầm mắt.

Of course, the origin of human innovation demands much further study. In particular, the provenance of the raw material on which the Law of Effect operates is not as clearly known as that of the genetic mutations on which the Law of Natural Selection operates. The generation of novel ideas and behaviors may not be entirely random, but constrained by prior successes and failures of the current individual (such as Bohr) or of predecessors (such as Nicholson).

Dĩ nhiên, nguồn gốc sự cải tiến của con người cần nghiên cứu thêm. Đặc biệt, nguồn gốc của nguyên liệu thô cho Luật Hiệu Quả hoạt động thì không rõ ràng như là của đột biến gen mà Luật Chọn Lọc Tự Nhiên hoạt động. Những nhóm ý tưởng và hành vi mới lạ có thể không hoàn toàn ngẫu nhiên, nhưng bị hạn chế bởi những thành công hay thất bại trước đó của những cá nhân hiện tại (như là Bohr) hay của người tiền nhiệm (như là Nicholson).

The time seems right for abandoning the naive notions of intelligent design and genius, and for scientifically exploring the true origins of creative behavior.

Dường như đã đến lúc chúng ta từ bỏ những quan điểm ngây ngô về thiết kế thông minh và thiên tài, và dành nhiều hơn cho việc khám phá khoa học về những nguồn gốc thực sự của hành vi sáng tạo.