重大科學發現＝理性＋「意外運氣」？
1895年末，物理學的上空悄無聲息地醞釀著一場重大革命的到來。當大多數物理學家都認為物理學的基本原理都已經被發現時，倫琴卻意外地發現了一種從沒有報道過的輻射——X射線！
1896年初，數學全才龐加萊將倫琴的最新發現帶到了法國科學院的一次會議上，並向與會者展示了X射線的照片。當時，在場的一位叫亨利·貝克勒爾的物理學家問到：「這些射線是如何產生的？」 龐加萊說：「X射線是由一束陰極射線打在放電管玻璃壁上，那裡顯示出熒光亮斑，X射線是由打在上面的陰極射線引起的。」 聽到龐加萊的解釋，貝克勒爾誤以為熒光是X射線的起因，由此推測發出熒光的物質可能是X射線的天然來源。
會議後，貝克勒爾立即著手展開一系列不成功的實驗。最後，在命運的巧妙安排下，他在自己的實驗室的架子上選擇了他最喜愛的磷光材料，這是一種包含了鈾的化合物。他即刻進行了如下實驗：
「把一片磷光材料放在包著底板的黑色紙包上，在陽光下曝光幾個小時；顯影后可以觀察到底板上出現了磷光物質黑暗的輪廓......如果在磷光物質和紙包之間放一枚硬幣，可在負片上看到硬幣的影像。磷光物質發射了穿過黑色紙包的輻射。」
貝克勒爾發現釋放的輻射不僅能穿透黑紙，還能夠穿透一些金屬，因此他誤以為自己的推測被證明了：太陽光照射磷光物質時也會產生X射線。不久後，正當他打算重複實驗的時候，卻遇到了巴黎陰晴不定的天氣，使實驗無法順利進行。因此，他決定將底板暗盒和他的材料放進黑暗的抽屜里。經歷幾天陰暗的時日後，他決定將裝在暗盒裡的底板顯影，卻驚訝地發現顯影的底板很黑，與鈾的化合物在陽光下曝過光的一樣！
後來的故事我們都知道了，貝克勒爾發現了自然放射性現象，為核物理奠定了基礎。1903年，貝克勒爾因此獲得了諾貝爾獎。當我們回顧這些情節時不得不好奇：
如果貝克勒爾選擇的磷光材料並不包含鈾？
如果貝克勒爾沒有把放進黑暗抽屜里的底板顯影？
如果當時的巴黎沐浴在陽光之下，使貝克勒爾能夠順利重複實驗？
如果不是這一系列看似偶然性的隨機事件，那麼貝克勒爾還會發現放射性現象嗎？放射性的發現是科學「意外發現（serendipity）」中最經典的例子之一，但絕不是唯一一個。
「Serendipity」這個詞是由 Horace Walpole 在1754年首先提出的。當時他被一個叫《三個錫蘭王子》（The Three Princes of Serendip）的故事所吸引。這個故事描述了三位王子在旅途中，總是會遇到超出他們預期的意外發現。因此Walpole創造了「serendipity」表示意外發現，也可理解為意外運氣或幸福的意外。
另一個最具代表性的例子是亞歷山大·弗萊明發現青黴素的過程。這是醫學發現中最有名的故事之一，不僅因為它被發現的過程充滿戲劇性，也因至今它仍是最重要的藥物之一。它的出現引發後來一系列抗生素藥物方面的研究，對全人類都具有重大意義。
青黴菌。|圖片來源： Corbis
1928年，弗萊明在研究流感時注意到有一些黴菌落在了他的細菌培養皿上，當他發現這一問題時並沒有把這個被毀壞的培養皿扔掉，而是決定更仔細的研究這些黴菌。弗萊明會這樣做或許跟過往的一個類似的先例有關：1922年，他不小心將自己的眼淚流到一個細菌樣品中，結果發現沒有細菌生長在眼淚掉落的那個區域。這一意外的發現使他的好奇心達到頂峰，進行了一系列測試之後，他得出結論，眼淚中含有一種能抑制細菌生長的類抗生素酶。
有了上一次的意外驚喜，當弗萊明再次發現被黴菌污染了的用於研究流感的細菌培養皿時，他很自然的就想要多研究看看。這一次他看到的是在黴菌附近區域的細菌均被殺死，因此猜想這種黴菌對培養皿中的葡萄球菌是致命的。弗萊明將這種黴菌分離開來，最後將其歸類為青黴菌屬。又再經過許許多多的測試之後，弗萊明意識到他找到了一種無毒的能有效殺死許多會引發感染的細菌的抗生素。而這一發現從開始到現在已經挽救了無數條生命，他也因此在1945年獲得諾貝爾獎。
表格中獲得諾貝爾獎的科學發現都帶有意外運氣的成分，這裡只列出了一部分。其它因運氣帶來的科學發現和發明包括三氯蔗糖、微波爐、便利貼、溶菌酶、RNA干擾、合成有機染料、順鉑、DNA等等。
這些例子告訴我們在科學的發展過程中，運氣所扮演的角色有時比想像的更重要。當我們在談論科學發現時，提及運氣會顯得很奇怪，大多數人都不願意承認運氣的重要性，而更傾向於把科學成果歸功於努力和天賦。舉兩個比較極端的例子，大發明家愛迪生在找到電燈泡所需要的正確燈絲前，曾嘗試上百種可能的材料；現在的製藥公司也會系統地從成百上千的不同物質中篩選出新的藥物。當科學突破產自於這種「愛迪生式地毯式排查」時，運氣成分確實比不過孜孜不怠的堅持。
在康德生活的年代，他還沒來得及體驗即將爆發的如雨後春筍般的科學發現（其中許多發現都因為偶然事件）。在他看來，科學是一個完全理性和講究方法論的學科，科學涉及到的是制定確切的假設，並通過實驗來驗證。科學家一定不能受經驗主義統治，不能接受意外的觀察結果，不能像天真的小學生任大自然聽之任之。但康德的這種看法對科學來說是一種合理的的描述嗎，有沒有可能是要像錫蘭三王子故事裡描述的那樣：應做好準備接受意料之外的各種奇蹟的發生呢？
運氣和機遇在科學發現中的貢獻究竟有多大？如果我們能夠確定它是如何出現的，那麼它的影響就更容易能夠被衡量。它是像買彩票那樣每個人身上都有中獎概率，還是像著名微生物學家巴斯德說的「機遇只偏愛那些有準備的頭腦」呢？
有些科學家認為，「意外發現」這類故事雖然引人入勝也鼓舞人心，但如果我們粗略統計一下過去的科學文獻，會發現由隨機事件引起的意外發現所佔的比例可能不到1%（當然，這樣的調查幾乎不可能適當地做到）。但也有一部分科學家則認為意外運氣的重要性比我們想像的要顯著得多，只是一直被低估。諾貝爾生物醫學獎得主 Richard J. Roberts 在《贏得諾貝爾獎的十條定律》的第一條中寫到：「如果你的研究生涯是成功的，那麼你幸福的一生中將會創造出許多的科學發現。如果你幸運的話，你會收穫一個很大的發現，這個發現甚至可以給你帶來一兩個獎項。但只有當你超級幸運的時候，你才能有機會獲得諾貝爾獎。它們是很難捉摸的。」
對任何人而言，無論是學生、教授還是政治家，都需要明白，你可能想做一些事來贏得諾貝爾獎或別的榮譽，但實際上所有的這一切都取決於意外運氣。
——Richard J. Roberts
的確，科學中的許多發現是既有趣、又有意義的，而一個因機緣巧合產生的意外發現卻可以遠不止於此。它為我們帶來的可能是具有革命性、且有著極大價值的重大發現，是被大自然深深隱藏，直到科學家用最恰好的方式揭露出的那部分現實。
出現這種大相徑庭的意見分歧的原因之一就是機遇這一概念實在難以定義。畢竟，人的一生歸根結底就是不斷走進分叉路口，而每一次的選擇往往都可能因一些偶然事件改變，從而改變整個走向：它可以是在學校里遇見的一位對你很有啟發的科學老師，可以是你的一個同事無意向你提供某個對你恰好有用的信息，一個不大可能有好結果的實驗等等，所有的這一切都與機遇有關。當然，如果你過分的看待機遇或運氣，總是寄希望於命運之神的垂青，把自己在科研上的碌碌無為歸咎於運氣差，那麼否認運氣的重要性就是明智的選擇。
大多數科學家都認為我們必須具備康德的理性思維，但同時也應該更看重意外運氣的重要性。（一個著名的例子是，居里夫人的女兒和女婿由於對實驗結果的錯誤解讀，使他們與發現原子核中的中子失之交臂。）不僅如此，有些科學家甚至鼓勵我們應當期待意外運氣的發生。
MIT的神經科學家 Ed Boyden 就特別鼓勵學生培養意外發現，他要不同組的學生系統的思考如何開創性的突破科學中的某個領域。Boyden 認為創造自己的科研運氣的第一條建議是：先列出所有可行的想法，在對所有可行的想法再細分出更多的選項，將這個過程不斷的重複。就像描繪一幅完整的思想樹圖，每一個分支都代表著一個可能的路徑。每一條路徑都可分化出跟細小的分支，每個分支的終結處，就是「意外運氣」可能出現的地方。
Boyden 的第二條建議是擴大涉獵範圍。他自己的研究小組就有工程師、物理學家、神經科學家、化學家、數學家等等，這種多樣性增加了發現概念間意想不到的聯繫的可能性。
還有一個更有爭議的鼓勵意外發現的方式，就是集結一些到最聰明、最富有創造力的人，給予他們不設上限的資金支持，以尋求開創全新的科學領域。貝爾實驗室就曾經是這樣傳奇的研究中心，這種情況現在也仍以某種程度發生在 Google 這樣的公司。早在上個世紀八十年代，石油巨頭 BP 也資助了一個藍天研究計劃，目的就是為了尋找最好的科學家，然後向他們提供大量的科研經費。倫敦大學學院地質學家 Don Braben 曾經是這一計劃的運營者，他說：「我曾在BP享有過13年的自由，那時我們有一萬名候選人，最後我留下了37位，其中14位已為他們自己的領域做出重大突破。」
羅伯特·弗蘭克在他的新作《成功與運氣》中就詳細的討論了那些看似微小的隨機事件是如何對我們產生影響的，並且遠遠超出了大多數人的想像。在科學發現中也是如此，如果我們能夠正確地看待運氣，了解到運氣是如何累加、放大，以及在激烈競爭中的重要性，那麼當機遇來臨時，通過理性分析或許就能產生重大科學發現。|圖片來源： 湛廬文化
理性和意外運氣就如同粒子和波一樣，是相互交織在一起的，就像有的人打算環遊地球一圈並成功了，而也有些人想要動身去中國，卻意外登陸了美洲大陸。實質上，是否會發生意外的運氣在現如今更像是一個自我應驗式的預言：如果你不相信運氣，那你幾乎也不可能遇到；但你若是已經有才華有想法，或許只要再多一點點的運氣成分，就能扭轉乾坤。
※想想都怕：比人類先進10億年的外星文明將是什麼樣？
※「我看到了我死後的樣子」——第一個諾貝爾物理學獎
※大地上奇怪的平行線原來不是外星人的信號，而是一種秘密武器啊
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