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第2章 发现的步伐(1 / 6)

1947年,当德里克·普赖斯(Derek J. de Solla Price)1来到莱佛士学院(现在的新加坡国立大学)讲授应用数学课的时候,他并没有打算倡导一种审视科学的新方式。他计划继续研究物理和数学,但是他的这个计划因学院图书馆的建设而改变了。莱佛士学院是一个规模甚小的大学,所以图书馆在建期间,藏书被交由学生和教师保管,暂存在他们的宿舍和公寓里。

普赖斯最后拿到了一整套的《哲学学报》(Philosophical Transactions),这是一份伦敦的英国皇家学会主办的科学性杂志,它的历史可以追溯到1665年。一回到家,他就把期刊按时间顺序分作几堆,靠墙码了起来:每一堆的出版时间都晚于前一堆。有一天,他无所事事地看着图书馆强加给他的这一大堆杂志,却猛然发现,这一堆堆装订成册的杂志高度既不完全相同,也不是乱七八糟的。相反,他发觉它们的高度符合一个特定的数学模型:指数曲线。普赖斯简单的观察,正是科学知识如何增长这一复杂定量理论的起源。

我们的日常生活总体上呈线性增长,或者说,它的改变可以画成一条直线。当某个东西每年以相同的数量增加,且速率恒定,这便是线性增长。如果我们开车去某地,一路上时速不变,我们把每一小时所行进的路程做个图,就是一条直线。再者,如果我们有一台速率恒定的机器,它每小时生产3个部件,那么数个小时后,部件的数目会与小时数呈线性对应关系。

由于线性增长易于推测(我们的大脑似乎特别习惯于这样的思考方式),我们通常会采用这种思考方式。如果前天60华氏度,昨天65华氏度,那我们八成会觉得今天70华氏度。

但是有的改变并不遵循线性关系,这样的例子也有很多。如果你连续看了好几天夏日的日落,那么你在心里预期日落的时间会符合一条线性曲线,这也不无道理:每一天,太阳落山都正好比前一天晚那么几分钟。其实你却会发现,一个地点的日落遵循的是一条正弦曲线——波浪形,看起来像一根绳子上下摇晃后的轨迹,而不是我们想当然的那样。冬至和夏至时分——一年中最短和最长的两天——我们处在波浪的顶端或底端,每天的日落时间只是微微变化;春分和秋分的时候,日落时间处在波浪最陡峭的地方,每天的日出和日落时间相差甚远。我们很难直观地在脑海里想象出这样的曲线。

对我们来说,许多呈指数增长的变化不大容易察觉。当我们遇到就在我们身边的指数曲线时,我们往往不会这么思考,因为很难构思出图形。指数增长就是以相同的比例或者相同的百分比增加,而不是每一秒、每一分钟或每一小时以同等数量增长。如果细菌每隔一小时的数量翻番,那就是指数增长,因为它们以每小时200%的恒定速率增长。复利也类似:如果我们的钱每年以一定的比例增长,我们就可以用指数曲线来描述这种增长。

你可能已经发现,指数增长是非常迅速的。即使最初我们只是每过一个小时或每过一天往底数上增加一点儿,过不了多久,这一数量就很可能会变得非常大。试想一下,假如我们有一美分,每天钱会翻一倍。一个星期后,我们每天将得到将近1.50美元。但是再过一个星期,我们每天的所得将超过80美元。不出一个月,我们每天的所得将超过1亿美元!

指数增长得名于指数的使用:指数就是一个底数与自身相乘的次数,很多时候,底数是一个特殊的常量;而对指数增长来说,底数通常是e,也称为纳皮尔常量,约等于2.72。又比如π,这些数字总是出现在最奇怪的情况下,不管是细菌翻倍还是无限的多数求和。等式的指数部分包括指数增长率。该值越大,数值的增长越快,翻倍的速度也就越快。

普赖斯很熟悉这种指数增长曲线,因此,他量一量那一堆堆杂志的高度,就立刻明白了。不过,也许只有他分到的那些杂志才遵循这种奇怪的模式。于是,他开始大量收集数据,这种习惯也成为他日后乃至一生的研究风格。

他统计了刊登在文献上的文章的数量,文章不仅有普通物理学方面的,还有更为专业的领域的,如涉及线性代数的分支领域。它们似乎都具备指数曲线所需的要素。普赖斯恍然大悟,他可能找到了一种认识科学发展的新方法。1950年,普赖斯在阿姆斯特丹的一次会议上介绍了他的研究工作。1951年,他把这一发现结果发表2在法国的一本小型期刊上,标题为《科学发展的定量量度》(Quantitative Measures of the Development of Science)。

但是没有一个人对此感兴趣。

普赖斯并没有止步不前。他回到剑桥,继续在新的领域进行针对科学定量研究的探索,即科学计量学,不久之后,人们就熟知了这门研究科学的科学。当时这门科学还很新,但是普赖斯下定决心,要收集大量的数据,借以认识科学如何变化。

到了20世纪60年代,他成为这个领域的权威先驱。他

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