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 科学发展的现实途径 -
[楼主] 作者:youngler  发表时间:2009/06/30 20:24
点击:373次

 

  反相之路该怎么走?这其实是个老问题了。多年以前了,本论坛就有一个结论是这样,挑战相对论分为三个层次:第一个层次,只是指责相对论的问题;第二个层次,有新的理论,但不完备;第三个层次,有完备的新理论。

  指责过去的理论,比如指责相对论,不管是从逻辑分析角度,数学角度,实验角度,哲学角度,都是没有结果的。科学无奈的时候,有什么都比什么都没有要好,神话故事也罢,比如大爆炸,实验室算命术也罢,比如相对论、量子力学,总比守着古老那点机械论方法要好。所以,很多人后来领悟了,科学发展需要新的理论。但是,科学需要什么样的新的理论,这个问题很多人又是不清楚了。比如,什么叫完备,什么叫不完备?科学是否需要完备的理论?还是允许残缺的理论,只要能够预测实验的结果?其实,物理学从来就没有完备的理论,只要能够预测一些实验室结果的理论。退十步,理论能够预测一个实验结果,也非常不容易,所以科学界从不苛求理论能够预测很多实验。不过理论通常能够预测一系列实验结果,但总是不能包容自然界的所有现象。由于没有全能的理论,所以物理学有由一大堆理论组成的理论大军,允许一事一议。

  有人总觉得,如何我们知道反相之路该怎么走?这有利于超越相对论这个伟大事业。其实这不是这么一回事情,科学如何发展,这是一个科学哲学问题。谁能够幸运碰到创造新的理论的突破口,并负起责任,这是另一个完全不同的问题,是一个概率问题,和具体操作问题,这个人可以不懂一点科学哲学,只要他有幸恰巧走在正确的科学研究方法上。当然,科学如何发展这个问题在刚过去的时代里很多人做了研究,这个问题可以说早就研究透了,只是我们很多人没有专门花时间去寻找科学哲学方面的书或者文章。过去,人们兴趣于研究自然界本身的问题,即科学问题。上个世纪后半页起,物理学的发展遇到了很多障碍,取得研究成果变得越来越困难,很多人们转而专门研究别人如何研究科学,这就是科学哲学。研究科学哲学的人比较多,成果也比较多,其中以美国人 Kuhn 先生《科学革命的结构》一书认识问题最为全面和深刻。但是,这是科学哲学,不是以自然界为研究对象的科学。那帮人,知道如何研究科学,却总是不知道如何为自己选择一个具体的科学问题或者已经没有了时间精力研究具体的科学问题。

  Kuhn 的书我们可能没有兴趣去细读,不过没有关系,我可以简单介绍一下:Kuhn 认为,科学理论是一种操作规范,新的规范取代旧的规范叫做科学革命。科学革命分为 4 个阶段,思想革命,实验例外发现,新的规律发现和论著出版,获得承认。

  所有对于已有理论的批评,都只是未来科学革命的第 1 个阶段中的行为,即思想革命阶段,如果没有后面的工作,思想革命不会走到范式革命,所以论证相对论存在这样那样的错误,都不会有什么实际结果。

  Kuhn 认为,一个科学理论成为流行规范以后,随着时间的推移,会遇到越来越多的难题,随着很多难题的逐步解决,规范理论被尽力完善。将一个流行理论精湛化,职业科学社会非常善于做这样的工作,这个时期也被称为常态科学时期,有别于科学革命时期。尽管流行规范下能够解决几乎所有的时代实验问题,但是科学总会碰到一些实验例外发现,所有已有的理论都无法精确分析,这部分实验比其他能够纳入现有理论框架的实验更加珍贵。很遗憾,我们中几乎所有的人总是热衷于做类似于科学评论家的工作,犯这类错误的人中也包括很多职业物理学者。人们首先是对于别人的理论的理论问题感兴趣,而不是对于专业实验室中的实验问题感兴趣。即使有一部分人们兴趣于实验问题,也总是不区分哪些实验是现有理论可以精确描述的,哪些实验是所有现有的理论都无法描述的例外实验。或者说,重要的事情是,我们应该知道,哪些实验现有的所有理论都凑不好数学算式。为什么已有理论无法精确描述的这类实验非常重要?这是因为,我们相信例外实验中蕴藏着物象世界新的问题因素,新的规律及新的数学描述,这就是科学社会动员庞大人力和巨额资金进行各种实验探索的原因。但是看重实验例外,这个真正的科学工作总是被很多人忽视,或许是因为实验资料总是过于专业或者是这种工作过于困难,让我们很多人喜欢于做科学评论家的工作,这也包括很多职业物理学者。

  实验探索主要不是为了验证已有的理论,更主要的是为了寻找物象世界里是否存在我们尚未考虑到的事物因素。发现实验例外也不会使科学家们放弃现有的理论,而只是促使对于例外有兴趣的科学家探索新的规律及数学描述。诚然,不是我们有兴趣关注和思考例外实验,就会有所发现。所以很多时候,实验发现是这一部分科学家做出的,尔后的理论发现是另外一些科学家。那么,什么样的人有机会接触到例外实验并能够做出有价值的思考?这个问题很难回答。如果有一个人或者几个人思考了例外实验问题,有新的规律发现,也有数学算式结果,是否一定能够发表出来?历史的经验告诉我们,科学的现实操作不一定能够让这些另类论文发表出来。如果遇到这样的不利情况,这需要当事人做进一步完善理论的工作。所谓理论,包含多条定律,由数学描述,有思想。然后是论著出版,出版并且发行以后,不是当事者个人的事情了。科学哲学家们发现,科学理论的最初,是在朋友之间传播,不要抱怨科学社会的冷落,现实就是这样。面对一个时代的例外实验,可能会有多个竞争理论产生,并予已有的理论展开竞争。新的理论是因为例外实验而产生,它能够解决已有理论不能解决的问题,不过人们可能关于新的理论会有更高的要求,除了能够分析已知的事实,还能够预言新的实验事实,不过理论通常能够做出这一点,但是是否经得起实验的检验,这是另外一回事情。对于实验室里的科学家来说,新的理论能够引起实验室科学家们感兴趣的唯一一件事情是,一个新的理论应该能够导致一个或者数个新奇的实验发现,然后这个新的理论必定能够赢得大多数职业科学家的选票。
 



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