教科書之外

必需的錯

錯誤是學習必需的歷程,也是發現和進步的墊腳石。

撰文/、插畫/陳文盛

教科書之外

必需的錯

錯誤是學習必需的歷程,也是發現和進步的墊腳石。

撰文/、插畫/陳文盛


這個世界充滿錯誤,我們要擁抱這些錯誤。沒有它們,就沒有我們。


沒有錯誤,生物就沒有演化。每一個物種世代相傳的時候都會產生變異,這些變異受到天擇,才有演化,才有新的物種。我們自己就是這樣「變異→天擇→變異」連綿循環的產物。


生物的變異來自基因的突變,亦即DNA上鹼基的改變。鹼基的改變常常來自DNA複製時發生的錯誤。不管什麼生物,DNA複製機制都不完美、都有可能出錯,置入錯誤的核苷酸。此外,物理(例如紫外線)或化學(例如亞硝酸)因子也會造成鹼基改變。針對這些錯誤,生物具有修錯機制,但修錯系統本身並不完美,也可能造成突變。一個物種發生突變的頻率若太高,會導致過度衰退和死亡;太低則會降低演化能力。歷經長久的天擇之後,大部份物種都根據自己的生命循環、生理和生活環境,發展出適當的突變率,每一次DNA複製的突變率大約在十億分之一到百萬分之一之間。


陽光中的紫外線會造成DNA突變,但是藍光卻會幫助某些生物(不包括人類)修復紫外線造成的鹼基傷害。這種奇特的修復現象是一項意外發現。1949年美國冷泉港實驗室的克爾納(Albert Kelner)發現,他不經意留在窗邊的鏈黴菌會自行修復較多的紫外線傷害。同時期在印第安納大學的杜貝可(Renato Dulbecco,1975年諾貝爾生醫獎得主)也發現日光燈照射會幫助噬菌體修復紫外線傷害。後來的研究發現,催化這修復工作的是一種很奇特的酶,需要藍光才能活化,這個修復系統稱為「光再活化」(photoreactivation)。


日後在一場光再活化研討會上,主持人戴爾布魯克(Max Delbruck)半玩笑地提出一個「有限度的草率原則」。他說克爾納和杜貝可做實驗都有一點點草率,樣本有時候放這裡、有時候擺那裡,實驗結果差異很大,進而導致新發現;這一點點草率,是他們幸運的契機。


有限度的草率導致意外的發現,在科學史上還有很多例子。弗萊明發現盤尼西林,也是因為不小心、沒把培養皿蓋好,讓產生盤尼西林的青黴菌飄進去。中央研究院院士王倬在1970年代發現DNA拓撲異構酶,是因為他不小心讓離心機多轉了一段時間,溫度也設定得太高,讓酶出現活性,解開DNA的超螺旋(superhelix)。這些草率如果沒有發生,就沒有意外的幸運發現。


戴爾布魯克倒也不是鼓勵科學家草率做研究。他說:「如果你太草率,就得不到可重複的結果,那你也就無法得到任何結論;但如果你正好只有一點點馬虎,看見奇怪的事情的時候你會說:『喔,老天,發生了什麼事?這次我有什麼地方做得不一樣?』如果你真的只是無意中改變了一項參數,就可以追究出緣故。」


我們治學要嚴謹,避免草率,因為不管我們多麼嚴謹,在科學研究、數學解題、語言溝通以及日常生活中,錯誤永遠會發生,無法避免。它是我們學習的基本元素。學識研究的錯誤教導我們、提升我們,人生歷練的錯誤考驗我們、塑造我們。如果我們能夠從錯誤中取得知識和教訓,錯誤就不是真正的失敗,而是發現與進步的墊腳石。


更多相關文章

2018年12月202期睡眠學習不是夢 雜誌訂閱

本期最新文章