版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們

一些年前，隨口問一位天文學(xué)家：“為什么行星的軌道是橢圓形？”天文學(xué)家不假思索的答道：“你用牛頓的引力方程解一下，就會得到橢圓?！碑?dāng)時不禁震撼，怪不得阿西莫夫如此寫道：“我認(rèn)為大多數(shù)科學(xué)史家都會立刻異口同聲地說，牛頓是世界上從未有過的最偉大的科學(xué)家?！笔桥ｎD真正解開天體運行之謎，自從有了他的引力理論，行星的運行能夠被精確計算，我們可以將日月食的預(yù)測推算準(zhǔn)確到秒，也就此奠定了現(xiàn)代天文學(xué)的基礎(chǔ)。

一些年后，突然震驚。這答案似乎并不是答案——難道牛頓說是橢圓就是橢圓？——他是上帝嗎？應(yīng)該是軌道為橢圓，所以牛頓才得出橢圓的結(jié)論吧……那到底為啥軌道是橢圓？……

古希臘誕生了最早的行星運動理論，即托勒密體系，“那時”太陽是繞地球轉(zhuǎn)，而軌道是完美的圓形。此后一千多年，人們維系著這個理論體系，直到哥白尼提出日心說，不過運行軌道依然是圓形。隨著研究的深入，開普勒提出了行星的橢圓軌道，即開普勒第一定律。比較開普勒與牛頓，牛頓進(jìn)一步為橢圓軌道賦予了原因——萬有引力（其實還有另一個尷尬的原因——上帝在切線方向上的第一推動），也就此將天文學(xué)帶入了物理學(xué)時代。

霍金以極其精煉的語言創(chuàng)作了科普讀本《時間簡史》，唯一反常的是，他在書的開頭和結(jié)尾，重復(fù)同一話題：科學(xué)理論只是科學(xué)家頭腦中的數(shù)學(xué)模型。為什么他要特別強(qiáng)調(diào)這一點？

早年法國天文學(xué)家拉普拉斯當(dāng)被拿破侖問到他的巨著《天體力學(xué)》里為啥沒有提到上帝時，堅定地回答：“我不需要上帝這個假設(shè)！”不要上帝這個假設(shè)，那么需要什么假設(shè)呢？

在人類尋常的思維習(xí)慣中，總是有果必有因，并且這原因還應(yīng)該是具體而實在的。但在科學(xué)中，情況并非完全如此。那是怎樣呢？

請允許我離開天文學(xué)一小會兒，回憶一下化學(xué)?，F(xiàn)代天文學(xué)和物理學(xué)的奠基人是牛頓，而現(xiàn)代化學(xué)的奠基人則是拉瓦錫，他為現(xiàn)代化學(xué)創(chuàng)造了基礎(chǔ)理論——氧化學(xué)說。在他之前，曾有一個通行的理論叫“燃素說”，即所謂燃燒就是可燃燒物質(zhì)中燃素的消耗過程。但隨著越來越多實驗的進(jìn)行，人們發(fā)現(xiàn)很多物體燃燒后不是變輕而是變重了，自此燃素說顯然站不住腳了。于是氧化理論誕生了，現(xiàn)代化學(xué)誕生了。而讓人不由聯(lián)想的是，人并不能決定自然現(xiàn)象的發(fā)生，如果從來沒有一種物體燃燒后會變重，那么何年人類才會建立氧化的概念？確實，人的認(rèn)識永遠(yuǎn)受自然的制約。但又確實，歷史不能也無需假設(shè)，而且從對人類智慧的自信我也認(rèn)為氧化學(xué)說必然產(chǎn)生。（“離題”更遠(yuǎn)點，之所以有“燃素說”似乎只是由于人們當(dāng)時并沒有把空氣當(dāng)做物質(zhì)來看。）

如此看來，科學(xué)可以說是人類與自然之間的紐帶。用比喻的說法，新郎、新娘、月老都確有其人，科學(xué)理論就是那根傳說中一線牽的紅繩。

科學(xué)最根本的目標(biāo)是說明自然界各種現(xiàn)象之間的關(guān)系；人為創(chuàng)造的科學(xué)理論、科學(xué)定義、科學(xué)概念并不一定具有實在性，更多只是一種表述。就像磁力線是對磁場的描述性概念，其具體存在與否并非要點。也可說，相信引力理論的正確性與堅信有一個叫做引力的東西存在是可以分開的兩件事。（這也許不是必須解決的現(xiàn)實問題，但至少意味著一種眼界和胸懷。）關(guān)鍵是，更好的更先進(jìn)的科學(xué)理論提升了人類的認(rèn)知水平，例如精確度。所以文字開頭的那個答案其實合格，只要愿意放棄對實體性答案的追求，畢竟連牛頓本人也只好抬出上帝。（不得不承認(rèn)理論的正確性是結(jié)果導(dǎo)向性的，只要是對的上的數(shù)據(jù)就是好數(shù)據(jù)，只要是對的上的理論就是好理論。）

所以，科學(xué)是揭開自然之謎的解題思路。任何理論上的結(jié)果,在現(xiàn)實中，嚴(yán)格意義上都無法確定其存在。無論1、2、3亦或是π，無論點、線、面亦或是直角。所有結(jié)論都只是人類思維對自然現(xiàn)象的擬合。

任何理論都建立在假設(shè)之上（不管多么合理且顯而易見的假設(shè)本質(zhì)上都還是假設(shè)），現(xiàn)代對理論合理性的要求只是其內(nèi)部的自洽。這種認(rèn)知方法，開始于數(shù)學(xué)，開始于幾何，開始于高斯，是他第一個開始質(zhì)疑歐幾里得幾何中平行公設(shè)的不可證明性。既然公設(shè)無法又無需證明，那似乎可以允許任意創(chuàng)造和選取公設(shè)，只要在其后的推理中能夠形成封閉的、不自相矛盾的邏輯體系。雖然高斯沒有勇氣公開，但隨后羅巴切夫斯基、黎曼等一代代數(shù)學(xué)家逐步建立起各種非歐幾何體系，直到廣義相對論的產(chǎn)生才第一次開出現(xiàn)實之花。

現(xiàn)今通行的理論是在現(xiàn)今條件下經(jīng)過充分實驗證明的理論，物理學(xué)家費曼說：“實驗是任何觀念的正確性的唯一試金石?！倍軐W(xué)家波普爾的證偽理論為我們提供了可供參考的補充思路，即所有現(xiàn)在被證明正確的理論其實都是尚無機(jī)會證明其錯誤的理論，就像沒有發(fā)現(xiàn)物體越燒越重時的“燃素說”。

科學(xué)有著可深入和發(fā)展的特性，也許有一天發(fā)展出了新的理論全面替代萬有引力，不過牛頓依然可能是最偉大的科學(xué)家，沒有之一。因為他的偉大在于對人類認(rèn)知的拓展，而不局限于其理論的正確與否。

從群體內(nèi)部看，科學(xué)家之間有著能力高低、研究領(lǐng)域?qū)哟紊顪\的差異，所以直接引用他人尤其是高人的已經(jīng)過檢驗的結(jié)論并不為錯。當(dāng)拉瓦錫的頭顱在法國大革命的怒潮中被無情砍下時，距離我們天文學(xué)更近的拉格朗日惋惜道：這樣聰明的腦袋再過一百年也長不出第二個！但科學(xué)本身是排斥英雄主義的，每個偉大科學(xué)家都有犯錯的可能甚至有確實的經(jīng)歷。衡量正確與否的最好方法是隨時隨地、近乎無數(shù)次的驗證，而不是“教授嘴大，講師嘴小”。這構(gòu)成了一重矛盾。

而從科學(xué)內(nèi)部講，任何一個理論都是可錯的，都是不斷完善的認(rèn)知階梯中的一級。比如現(xiàn)在全面禁用的DDT也曾是諾貝爾獎的寵兒。如此說來，具體的理論都是歷史性的（就像按歷史唯物主義，奴隸制度是一種歷史現(xiàn)實），如果把所有證明錯誤的理論都排除于科學(xué)之外，用一句比較學(xué)究氣息的話說:這會使科學(xué)失去自己的歷史。特定時期被普遍接受的理論是在當(dāng)時所有證據(jù)下通過人類智力可能得到的最優(yōu)化認(rèn)知方案，過去、當(dāng)前、未來皆如此。沒有所謂絕對化的真理，永遠(yuǎn)可能有需要和可以改進(jìn)的方面。否則科學(xué)不是失去歷史，卻是失去了現(xiàn)實而只成為歷史。（當(dāng)年普朗克畢業(yè)時激動地表示要為物理學(xué)努力終生，老師遺憾的表示：可惜，物理學(xué)已經(jīng)沒有難題。沒些年，當(dāng)時物理學(xué)天空中僅剩的“兩片烏云”就催生了量子力學(xué)和相對論。）但實際上在科學(xué)之外，日常語言里總是充滿著：“這樣是不科學(xué)的！”之類的話語（也不管事情到底與科學(xué)有多大關(guān)系），這種語境中“科學(xué)”儼然成了“正確”的同義詞。在科學(xué)的內(nèi)部需要普遍的懷疑精神，而在外部，科學(xué)的正確性被無條件接受；現(xiàn)代科學(xué)是以反宗教啟程，卻變成現(xiàn)代的迷信。這構(gòu)成了又一重矛盾。

現(xiàn)代科學(xué)通過研究自然，取得卓越的成就。但“科學(xué)”漸漸也陷入了被泛化的窘境，變得越來越難定義。因此有人提倡的將已經(jīng)被用慣的名詞“人文科學(xué)”改為“人文學(xué)科”，有一定道理。（甚至有人會以為“藝術(shù)”也是一門科學(xué)。）科學(xué)是理解世界的方式之一，而非唯一。它有其特有的研究對象、目標(biāo)和方法，比如自然、求真和精細(xì)性。例如生物學(xué)可以揭示出弱肉強(qiáng)食的叢林法則，但對于人性中的同情、憐憫與善良，科學(xué)的作用也許并不比宗教更大。科學(xué)只是整個人類認(rèn)知的一部分而絕非全部，如果科學(xué)是一個人，他應(yīng)該感到高處不勝寒了吧，“把所有問題都自己扛”，哪吃得消啊:)這構(gòu)成了再一重矛盾。

各種矛盾都催促對科學(xué)的更進(jìn)一步考量。比如，現(xiàn)代對科學(xué)的崇拜最根本的原因是科學(xué)所帶來的技術(shù)進(jìn)步，科學(xué)與技術(shù)到底是能劃等號還是可以區(qū)分的兩件事物，這值得思考。又如，在李約瑟所說沒有產(chǎn)生現(xiàn)代科學(xué)的中國，科學(xué)，至少在名分上，為何獲得如此之高的地位，也同樣是有意思的思考題。

有句話說：“人類一思考，上帝就發(fā)笑。”不會的！如果沒有人類的想象，都不會產(chǎn)生上帝這個概念，它憑什么笑？另外補充一句，上帝其實也可被視為科學(xué)的在前現(xiàn)代的代名詞。

歡迎掃碼聯(lián)系科普老師！

我們將定期推出

公益、免費、優(yōu)惠的科普活動和科普好物！