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一
科学发展过程中，由于科学内部的原因，科学家经常会犯错误、会遇到失败，这种失误会导致科学发现、科学承认和对科学发现应用价值认识的延误，造成科学遗憾。在各门自然科学的发展历史上，科学遗憾的事例是很多的。
任何一个科学家在他们一生的科学研究中都经常会遇到挫折，他们出现的错误和遇到的失败会远远超过正确与成功。即使是那些成功科学家也有过很多失败和错误的经历，在取得成功之前，他们往往有过千百次失败的尝试；虽然他们在某个科学领域的研究中取得了杰出的成就，但是同时他们可能在另外领域的研究工作中一无所获，以失败告终。许多科学家在回顾他们的科学生涯时，往往会谈到一些遗憾的经历，表达一种惋惜之情。
然而，在一般的科学史著作中，往往主要告诉人们，科学大师们的研究工作是怎样从胜利走向胜利，他们使用的方法是如何有效，他们的思想是如何深刻，而对他们的失误或失败却三缄其口，讳莫如深。于是就出现了这样的情形：在我们对科学大师们的创造工作表示钦佩的同时，我们也会对他们的科学创造过程感到神秘不解。
科学发展的每一个历史时期，科学前沿问题总是同时吸引着众多杰出科学家。今天我们了解较多的是在科学攻关的竞赛中，最先达到顶点的成功者，以及他们所选择的独特道路、成功经验和有效方法。而在向科学顶峰攀登的道路上，必定会有更多的失败者，他们也在曲折的道路上摸索寻觅，付出了巨大的心血。只是没有找到正确的研究方法去克服所遇到的困难，不得不半途而废。
在科学创造和发现过程中，科学家针对所探讨的科学问题，往往会提出很多大胆的猜测性假说，这些假说有的导致了重大科学发现；也有一些假说被进一步的研究工作证明是不正确的，但是证明过程却耗费了许多人甚至是几代人的努力，这是研究方向上的误导。
事实上，科学大师们也会犯错误，走弯路，出现失败，有时还会有这样的可能；他们从错误的出发点，经过错误的推理，却获得了正确的结论。他们的研究方法并不总是十分有效，往往需要从多次失败中吸取教训，最终才走向成功；他们可能曾经作出过大胆的创新，开辟了全新的科学研究领域，但是，在遇到新的问题时，又会被传统思想所束缚，表现出保守、犹豫，迷失科学方向，导致探索工作的失败。
有的科学家面对新的实验发现，却依据旧理论进行解释，失去新发现的机会；更多的情形是不少已有成就的科学权威，面对可贵的新思想，不能及时作出反应，甚至站到新思想的对立面上，错误地评价科学新思想，成为科学发展的拦路石，而一些年轻的科学创新者却又往往因其新发现没有得到及时的承认，未能获得科学界的鼓励，而影响了进一步的探索和更大成果的取得，造成了科学竞赛上的落后，由新领域的开创者变为落伍者；有的因为迷失科学方向，走了不该走的弯路，导致探索工作的失败；有的因为方法不精确，思考不严密而放过了不该放过的线索，错过了发现的机遇。有的科学发现者和创造者本人因没有意识到自己工作的重要意义，而没有及时发表。
有这样的情况，在科学家沿着预期的目标进行探索时，却观察到了意料之外的现象。强烈的思维收敛遮挡了他们探究的视线，轻易放弃了这天赐的良机，而后人正是抓住这样的现象，作出了重大发现。
应该说，科学遗憾是科学发展中经常出现的现象。当代著名生物学家、DNA双螺旋结构的发现者之一、 诺贝尔生理学和医学奖获得者弗朗西斯·克里克在回忆他们的发现时，曾经说过：“对于双螺旋的发现我想强调一点，科学地讲，发现双螺旋的过程是相当普通的，重要的不是发现的途径而是发现的对象——DNA的结构本身。 将其与任何其他科学发现比较就可以看出这一点。令人迷惑的数据、错误的概念、人际关系等问题，如果不是在全部至少也是在大部分科研工作中都会遇到。”
科学遗憾虽然有多种不同的具体表现，但从它们发展的结果来看，可以分为两大类：第一类是研究工作所追求的目标最终被否定，如各种永动机的设计制造，炼金术等；第二类是延误或丧失科学发现的良机，影响科学成果的取得。
二
科学发展的探索性、曲折性和科学认识的复杂性，是造成科学遗憾的最主要原因。
科学是不断发展着的，科学发展的过程是人类向未知领域不断探索的过程，这种指向未知领域的特点，决定了这个过程的艰难曲折。从这一点看，在科学探索的过程中出现失败就是不可避免的。知识的取得是知识的探险、知识的奇遇，科学家不可能事先计划好一条走向成功的最佳路线，选择一条捷径。他们可能在多次失败的尝试后，才找到问题的答案，而在取得成功后，才发现走过的弯路有些是可以避免的。弗朗西斯·克里克说过：“当然现在我们知道了答案，所有这些都再明显不过了，没人记得这个问题怎样令人困惑。……正如研究前沿的大多数问题一样，总是有些令人头痛的疑点，这些假设中的一个或几个也许会使人误入歧途。前沿的研究总是象在雾中摸索。”也许正是这种探索性吸引着人类，展开了世代不息的科学研究活动。科学发展的历史长河中充满着科学家的艰辛与困惑，痛苦与欢乐。
科学发展的主要表现之一是科学基本观念的变化，传统思想观念的束缚阻碍科学家突破原有观念，是造成科学遗憾的又一个主要原因。
科学发展不是一蹴而就的，真理是包含在人类认识发展的过程中的，人类认识发展要继承、要深化、要创新，要突破前人认识的局限。在科学发展的过程中会发现前人的认识中包含有不正确的内容，也就是说，人类的认识是在相对错误的系列中实现的。科学认为具体的真理都是相对的，都有适用的条件和范围，因而是可以突破的。随着人类实践的发展，人类的认识不断深入，昨天被奉为信条的东西，今天可能露出破绽。恩格斯说：“科学史就是把这种谬误逐渐消除或是更换为新的但终归是比较不荒诞的谬论的历史。”
英国著名科学家法拉第曾经说过：“自世界开始以来，观念就在随着事物的发展而不断地改变，所谓理论也只不过是我们认为的一个认识过程的完成，或者只是我们拥有了从人类思想中得出的最高程度的智力框架，但仍然还是一种谬误……。我要强调指出的是……不要匆忙或过早下结论……时刻要注意先入为主的偏见产生的影响……。”“科学所取得进步……实际上就是一个不断纠正无知的过程。无知状态只和未来相关，尽管聪明和知识是和过去有关的。”
科学的发展性，就决定了科学创造的反传统性。科学要追求真理，不盲从潮流，不迷信权威，偏离传统的思维定式，这是科学创造的最基本特征。冲破前人的局限，提出新问题，进入新的研究领域，才能获得新认识，使科学获得进步。在这个科学发展过程中，旧思想、旧理论会对新认识、新思想的产生和发展造成束缚作用。因循守旧，墨守陈规就不可能作出科学发现。然而，科学史上的许多科学发现的案例都会告诉我们，突破传统思想的束缚，突破传统观念是非常不容易的。贝弗里奇在《科学研究的艺术》一书中说：“对于确实开辟了新天地的发现，人们很难作出预见，因为这种发现常常不符合当时流行的看法。”
旧有的理论和观念之所以被人们所墨守，并不是因为科学界的顽固或懒惰，而是因为在以往的很长时间里，表明这些理论和观念是有效的，接受旧观点是有多种理由的，所以当遇到新的实验现象时，科学家自然地会用己有理论去解释；只有当旧理论和新的实验事实产生矛盾，经过一场新旧观念之间的斗争，才有可能提出新观点、新理论，解决新问题。
科学团体、科学学派以及科学家本人的一些具体情况也会导致科学失败，造成科学遗憾，科学已经成为一种有组织的社会活动，科学研究机构体系内部如果缺少鼓励科学新秀的机制，科学新秀不能及时得到选拔，就不利于科学人才的成长；如果缺少科学民主作风，则不利于科学新思想的产生和发展，影响科学成果的取得。科学家的科学观、价值观、思想方法、道德品质、科学知识结构、科学创造精神、科学敏感性等，都会影响他的科学道路和科学活动成果。
科学家本身的知识结构会造成他们对重大科学问题的不同态度、观点，采取不同的研究方法。这种状况可能会使他的探索活动受到一些局限，从而造成失误，使之与重大发现失之交臂。
科学家本人知识结构的缺陷，反映出其成长过程中所受教育的缺陷，也折射出其所处时代国家教育的特点。在开创和进入科学新领域时，可能会对科学家的知识结构提出新的要求，而且往往是跨学科的知识要求，不具备这种知识结构，就会延误发现。
三
我们探讨科学的遗憾，并不是猎奇，也不是有意要寻找科学大师的错误，损害他们的伟大形象，我们的目的是希望从各种失误的分析中得到启发，获得对科学发展过程的曲折性、复杂性的更全面和更深刻的认识，倡导科学精神，促进科学事业的发展。
科学遗憾带来的影响，可能是研究工作的中途而废或进入歧途，致使科学家脱离科学前沿和科学发展主流；也可能是延缓科学发现和对正确发现的承认，甚至导致一个国家丧失科学领先地位。但无论是哪一种情况，科学家本人的研究和探索本身都是有积极意义的。不能因为出现失误造成遗憾，而否定了这种探索工作，科学研究过程中的失误也具有科学价值。
失败可以给人以新的启示，在失败的迷雾中往往闪烁着新的科学思想的“火花”，善于捕捉这种火花，有可能变失败为成功。英国著名化学家戴维在总结自己的科学成就时说：“我的那些最重要的发现是受到失败的启示而作出的”。失败还会从反面给人以启发，例如，在人类追寻、设计、制造永动机的漫长道路上，无数学者和工匠付出了他们的聪明才智，但是他们的努力都以失败告终。1775年，法国科学院不得不公开宣告：本科学院自即日起不再受理任何关于永动机的设计方案。针对这一无情的判决，德国科学家亥姆霍兹进行了认真地反思，从这里入手发现了能量转化和守恒原理。他在论文中写道：“鉴于前人试验的失败，人们……不再询问‘我如何能利用各种自然力之间已知和未知的关系来创造一种永恒的运动’，而是问道：‘如果永恒的运动是不可能的，在各种自然力之间应该存在着什么样的关系？’”
失败还可以为新的研究创造有利条件。在科学发展史上，常常发生这样一种现象：一种探索失败了，但在其探索的过程中却改进了实验技术，积累了资料，提高了认识，产生了新的科学思想方法，为创造新理论准备了条件。点石成金是炼金术士的梦想，到了文艺复兴以后，还有许多科学家在追求将铅、锡等金属炼成银、金等贵重金属，他们没有达到追求的目标。但是，在他们的研究过程中却积累了许多观察资料，为后来冶金化学的产生提供了基础。
科学探索中的失败还可以锤炼科学人才的顽强意志，提高科学方法论的素养。
带有局限性的、甚至是错误的猜测和假说，有时也会对科学研究产生积极的推动意义。费密中子轰击铀原子，初步的实验分析猜测可能是发现了“超铀元素”，这个想法虽然是不正确的，但是，却把核物理学家的注意力引向了重元素，尤其是铀的核反应的研究。此后，在对中子轰击铀的碎片的进一步化学分析鉴定中，物理学家和化学家们虽然没有找到“超铀元素”，但是他们却找到了多种中等质量的原子，这样很快就导致了原子核裂变的发现，开创了人类能源利用的新纪元。
但是，无论如何，科学遗憾主要带给科学家的还是悔恨和痛苦，是对科研工作的消极影响。对历史上种种科学憾事的回顾，可以增加我们对科学发展的探索性、曲折性的了解，消除对科学发现的神秘感和对科学家的偶像崇拜，也会更好地了解科学家的创造足迹和道路。由于科学发展的曲折性，任何一个准备献身科学事业的人都要有充分的思想准备，不能幻想轻而易举地作出重大科学发现。在科学的道路上会有各种各样的困难，只有不畏艰难，敢于大胆探索，经受住失败的磨练，通过百折不挠地总结失败的教训和修正自己的探索方向和方法，才有可能从失败走向成功。科学史上任何重大的突破无不首先来自思想的突破，所以在科学探索中要勇于创新，不怕犯错误，那种因循守旧，固步自封，瞻前顾后，畏首畏尾的做法，固然不会犯常识性的错误，但却决不会获得创新性的成功。错误不可避免，也不可怕，重要的是对错误的分析和认识。
前人失败的教训应成为后辈探索者的借鉴。当我们了解了科学家的失误产生的原因，了解了他们是怎样从失误中获得了可贵的教益，我们就可以从他们的失误中获得有益的启示，少走弯路，少犯错误。
在科学高度发展的今天，我们回顾历史上科学先辈的探索工作，自然不难发现他们的种种失误，很有点“事后诸葛亮”的意味，这并不表明我们比前人如何高明。事实正如电子自旋的发现者之一古兹米特所说：“有时，我们正处在历史的转折点上，但是，在我们没有远远地超过这个转折点以前，我们之中的许多人意识不到这一点。因此，当回首往事时，我们常为此感到懊丧和痛心。有许多时候令我们追悔莫及。这种后悔的心情常常不是因为我们做了什么，而是我们错过了做什么的机会。”这大概就是我们常说的“当事者迷”。既然在科学发展历史中，充斥着这种科学遗憾，那么就必然有其深层的认识根源，有其一般的表现形态，有其易现的途径和机缘。因此，应该把“科学遗憾”或者“科学失误”作为一种科学认识形态加以研究，挖掘出其中带规律性的东西，以史为鉴，启迪后人，从中悟出一点科学创造的“天机”，增添一些科学创造的机敏和聪慧。
（收稿日期2000—06—27）