科学的形势与展望 < 草 稿 >

〈科学的时机与情绪的骚动〉
2002 年底，一个与科学不搭界的汽修教师与我谈起了学术界研究相对性理论的骚动，这事让我感到吃惊。他怎么也会对这个问题感兴趣呢？噢，想起来啦，十几年前，我与他过去那个学校的一位物理教师讨论过相对论问题。
中国本是一个与近代科学无缘的东方世界，从地球这个世界而言，应该承认，暂时，这是一个科学的角落国度。现在令人意想不到的事情是，科学角落国度里偏僻地域的普通人中有人也感觉到了地球上有一股科学思想的骚动。由此可以想见这一科学思潮的涌动势力和涌动范围。在中国以西安‘相对论和物理学创新学会’和‘北京相对论研究联宜会’的成立并开展运作作为标志，揭开了中国科学又一个新时代的序幕，我认为其意义将是伟大的和深远的。
从相对性理论创立以来，在相对性理论走上主流理论之前还是走上主流理论之后，人们超越相对性理论的努力一刻也没有停止过，但是超越相对性理论的思潮却从来没有象最近几年这样表现为情绪的骚动。那么这一激情的思潮为什么会在最近几年出现呢？是实验方面发展进步了，还是人们发现了更为优秀的理论？如果我的理解是对的，我想科学的激动不是因为实验室里出现了明显意外的结果，也不是人们发现有学者创造了‘大统一理论’的完美思路。如果以上世纪末美国超级对撞机的下马停建作为实验物理学的衰退标志的话，实验物理学已经寂静十个年头了。在这个实验仪器都锈迹斑斑的年代里，还奢谈什么实验的惊喜发现呢。那么再说大统一理论，一个学生能够在相对性理论和量子理论中精通一个就很不错了，精通两个的全才哪里找啊。这个世界能出几个霍金啊。因此我认为，这个世纪交替年代，也是难以产生优美理论的年代。科学的思潮涌动既不是来自于实验室的原因，也不是来自于新的理论发现的原因。

〈科学的动力原因分析〉
那么是什么原因导致人们对于相对性理论的特殊热情呢？是不是哲学方面的原因呢？我的观点认为这也不是主要来自于哲学方面的原因。按照物理学家自己的话说，物理学的发展从来没有听从哲学家的劝告。这是因为哲学的理想不能当做物理的科学。哲学的解释是粗糙的，这些解释没有定量的细化工作对于实验室的操作没有多大意义。物理学的哲学思想必须是数学化的。从表面上看，人们研究相对性理论好大一部分文章是从哲学角度进行研究的，但是明白人明白，这对于物理学起不了决定的作用，除非有坚信这方面哲学的物理学家依据这方面的哲学构造出相应的物理学数学原理。
那么导致人们对于相对性理论的特殊热情到底是什么原因呢？我想这方面的原因主要有两点：
1、相对性理论作为一个曾经辉煌的理论其自身的创造力已经发挥竭尽。这是科学发展的内因问题。二十世纪的后半世纪，与应用物理和技术的发展相比，理论物理的存在是寂静和安详的。不过，人们总算发现遥远的和模糊的图象上容易找到做不完的文章课题，总算没有让理论物理这一领域完全安静。科学安静的原因来自于科学本身。那么职业物理学家们能否安静于这一比较安静的物理科学情形呢？我想，一个人活着也不只是为了生存，何况职业物理学家们呢！肯定有一些职业物理学家不满足于安静的日子，这是对于现有主流理论的最大威胁。
2、网络的发展为偏流学者研究物理理论提供了一个信息交流的平台。这是科学队伍规模扩大的外部条件因素。
我们说信息能够致富，同样在科学领域，信息也是科学的外部生产条件。没有平等的信息平台也许也就没有科学平等竞争的许多机会。当然绝对平等的信息平台是不可能的，有一句话是近水楼台先得月，实验物理学家拥有创造理论所需要的实验数据方面的优势。而这一优势在网络时代也许并不显得有多少优势。职业物理学家综合知识面的欠缺可能是他们面临的首要问题，他们总是钻在抽象的数学算式里，使一些业余物理学者看到一种潜在科学机会的来临。
在没有网络的年代，一个人只有将他的不成理论的思想印成报纸周游学院才能被世人知晓。信息的封闭，闭门造车，难免存在不足之处，在业余的条件之下，猜测天涯另一角国家实验室里的实验图象，是何等艰难。因此可以想见，业余理论虽边地青草，却很难从小苗长成大树。网络的发展导致业余的研究人群不再是一个人在一个地域自生自灭的研究。分散的声音不容易被人们听到，集中了的声音会聚成了骚动的呼喊。信息的交流也促进部分学者的研究工作有一个良性循环，提高了研究水平。
我早就说过，一个理论是不是反映了客观的物象世界，这一点在现代物理科学并不显得重要，重要的是一个理论的不断创造潜力。相对性理论是否会再给我们带来许多的惊喜发现呢。对于这一点，从事相对性理论研究的那些相对性理论专家门最有深刻的体会。他们知道他们工作在相对性理论上能够获得怎样的理论建树。放弃从事了一生的理论是痛苦的，同样漂浮的学说也是痛苦的。在两难的选择中，一部分意志坚定的学者继续从事于原有的工作风格，也难免有一部分学者觉察到改变课题的研究方向可能会改变研究工作难有成就的命运。从这一意义上说，一个理论总不是被其它理论打倒的，而都是被理论自身的功能局限和发展潜力的局限所打倒的。过去的牛顿理论是这样，将来的相对性理论也可能是同样的原因成为落后时代的理论。

〈相对论的科学性质与重塑科学的艰难〉
相对论是从电磁场理论出发以电磁场理论为基点统一物理学的理论，它的着陆点揭示了磁场的电场本质。这一的出发点和着陆点都是值得称赞的。一个理论有坚实的起点和终点，所以一个世纪以来能够经受住实验的检验，且由于理论的超越力量这一理论的夸大成分也经受住了哲学、逻辑、社会学等等方面的碰撞。不得不承认，这一理论是以电磁学为着力点站立起来的科学巨人。如果这一理论受到威胁，那么受到威胁的绝对不仅是物理学中的一个相对论格局。而可能是整个物理学本身，当然与相对论关系最密切的是相对论的着力点电磁学理论，当然光学、量子力学也应该搭界其中，力学中的简单化方法可能也受到改革。那么谁能够有能力掀掉相对论的着力点--电磁学理论？谁能够改造这么多的物理学格局理论？这些问题，在反对相对论的学者中认识到这一个问题的学者恐怕很少。相对论看似与物理学的其它格局理论矛盾，其实它与其它格局理论有着千丝万缕的联系。这一理论只不过是将物理学中原来被隐藏的相对思想袒露在人们的面前。反对相对论可能就是重建地球人的整个物理学大厦。虽然时代已经显示出人们欲图重建物理学大厦的意图。但是这一工程远比我们想象的复杂得多。我们很难预测科学还有多少艰难的里程。……

〈物理统一理论无法回避的问题〉〈 作者不详 〉
科学是人们经验共享部分的知识。尽管我们都知道对事物的观测结果并不等于客观存在，但很少有人质疑依赖经验的物理理论所反映的就一定是客观存在。例如，几乎所有的主流物理学家都说根据相对性理论物质运动和信息传递的速度极限是光速，因为我们从未观测到比光速更快的东西。物理学的统一理论必然面临观测结果与客观存在之间是否存在差距及这种差距的大小和本质的问题 ( 测不准原理并不能满意地解释这个问题 )，因为除了在基本原理上进行猜想外，我们都是用现象解释现象。这种用现象解释现象的范式是把某种观测的结果用来当作本质来解释和预测其他现象。存在是个舞台，科学实验和观测都是在"电视转播屏幕"前得到的。我们只能解释和预测"电视屏幕"上的表演，这就是科学的局限性。在绝大多数情况下，这种局限性是不明显的。
但是当科学研究到达一定层次时采用这种解释方式就会发生极大的困难，在这个层次上用现象解释现象就如同行为学理论通过观测和研究人的行为来描述人的思想 ( 行为 )。现代物理学在高速或微观领域中观测的结果是相对的 ( 时空偏转效应 )，而观察者使用的测量单位是绝对的 ( 地球坐标系 )。在经典物理学中没有这个差别，因为经典物理可以被看作是纯粹维象的。但是我们会发现现代物理学原理的基本数学表达式中并没有区分两者，物理学的维象主义导致了我们对物理原理产生了错误的信仰，即把观测结果当成了被观测对象的实际状态。这种错误主要反映在我们对相对性理论的理解和宇宙学等方面。我们干嘛不把量子状态的不确定性等效于我们的测量单位不确定呢 ( 时空偏转效应 )? 上帝怎么做并非是由我们眼光所限定的。
如果我们有勇气承认科学观测事实与客观存在有差别，特别是在科学研究的某个层次上这种差别 ( 包括测量作用 ) 已经影响到了我们的描述和预测能力以及我们通常把握客观的思维逻辑，那么我们可以认为物理学的进一步发展是无法回避这一重大问题的。回避这个问题会让我们永远也解释不清物理学的基本问题，这就是为什么对量子力学和相对性理论佯谬的几十年讨论始终没有令人满意的结果。未来的物理学或许会含有更多的哲学味道和艺术品位，尽管科学不需要假设上帝的存在。

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〈科学的探索------统一理论的范式〉〈 作者不详 〉
国内外许多所谓的"物理统一理论"都是是哲学方面的，而在哲学上发展或统一物理理论要么是发现科学所不能解答的问题，要么就是用形而上学 ( metaphysics ) 的方式重新解释已知的现象和结论。后者与宗教说教似乎没有什么区别。任何科学理论的发展或物理学的统一都是基本原理的突破，它可以是某种猜想，但其直接推论要依赖实验结果使我们能够共享。原有的科学基本原理只能被涵盖，成为新理论结论的一部分或特例，而不是被推翻。这个过程要靠物理学而不是哲学。不少人一再论证相对性理论和量子力学的"错误"，可相对性理论和量子理论总是不倒。科学上总是接受最好的解释，如果自己没有更好的理论而去批判别人，别人是不会倒的。在哲学上谈论大统一远比在物理上搞大统一容易得多。这种观点有很多，物理学的发展从来就没有听过哲学家的告诫。物理上的大统一也许是个渐进过程，很可能是一种非常简单而又奇妙的方法，但肯定不是大家都认为或遵守的某种范式。科学上的重大理论和发现从来没有蜂拥而至产生的，大家都认为可行的路通常是走不通的。我们对世界或宇宙的认识、理解和描述都来自我们已有的经验，纯科学表现在对我们经验共享部分的语言、文字和公式描述，这种描述必须符合我们的认识逻辑。我们的认识逻辑总能让我们提出需要解答的问题，谁也无法阻止我们对任何解释再问一个问题。科学不能给出我们认识的终极答案或者说仅靠我们有限经验的共享部分不能够解答一切。如果存在非形而上学的大统一理论的话，很明显我们会陷入认识逻辑上的自我循环。