Physics 版 (精华区)

发信人: linhtje (禅之精义), 信区: Physics
标  题: 第二章 科学与希望（下）
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed May 21 22:02:47 2003)

发信人: response (堂.吉坷德), 信区: physics
标  题: 第二章 科学与希望（下）
发信站: 饮水思源 (2003年01月03日00:32:19 星期五), 站内信件

 我们为什么要忍受这种现象？我们喜欢被批评吗？不，没有一个科学家喜欢被批评，每

一个科学家都觉得他或她对自己的思想和发现拥有所有权。然而，你却对批评不作任何

回应。还是再等一等。这是一个好主意，我非常喜欢这个主意。批评对你毫无害处。把

它搁在那儿，不去理睬它。应该用一种惯常做法替代上述做法，虽然这种做法施行时困

难，但是却是公正的，即，如果一个思想在实行中是行不通的，就应该将其放弃。别在

无效的东西上花费太多的脑筋。英国物理学家迈克尔·法拉第对那些具有强大吸引力的

诱惑提出了警告：
     以我们的需要为目的去寻找证据与发现，对与这些证据相反的观点和证据置之不理

……。我们和颜悦色地接受与（我们）的观点相一致的看法，厌恶地拒绝那些反对我们

的观点；而这种反常的做法正是所有常识的判断所需。
    有效的批评只会对你有利。
    有些人认为科学傲慢自大——尤其是当它据称与长期存在的信念相互矛盾，或当它

提出一种似乎与常识完全不同的稀奇古怪的概念时。就像在我们所站立的地面上发生地

震，科学震撼着我们的信念，向我们所熟悉的信仰发起挑战，使我们长期以来所信仰的

说教产生了根本的动摇。然而，我依旧认为科学的主要部分是谦逊的。科学家们没有将

他们的需要和索求强加给大自然，相反，他们谦卑地询问着自然，并且用非常认真的态

度看待他们的发现。我们意识到那些深受尊敬的科学家们错了，我们认识到了人类的不

完美。我们坚持研究的独立性，尽最大可能地对所提出的观点进行定量核实。我们不停

地前进，发出挑战，寻找自相矛盾的观点，寻找出那些微小的、但不断出现的其他错误

、作出其他解释、鼓励各种言论的自由发表。我们高度赞赏那些用雄辩的观点反驳已有

的学说的行为。
    在此，我们可以举出许多这类例子其中的一个：与牛顿的名字联系在一起的运动定

律及引力与平方成反比的定律被认为是人类的最杰出的成就之一。300年后，我们用牛顿

力学来预测日食。宇宙飞船从发射开始的数年后，能在距离地球数十亿公里开外，准确

地进入宇宙选定的区域中轨道上的预先确定的点，好像世界在向我们款款漫步而来，其

精确性令人瞠目结舌，牛顿显然知道他当时所做的事情所具有的意义。
    但是，科学家们并不满足于自我探索，并对自己的成绩孤芳自赏，他们坚持不懈地

寻找牛顿观点中的缺陷。在高速及强引力方面，牛顿的物理学体系崩溃了。这就是阿尔

伯特·爱因斯坦的伟大发现之一：狭义和广义相对论，这也是他的理论长期受到尊敬的

原因之一。牛顿力学适用于许多领域，包括日常生活，但在某些对人类来说极不寻常的

条件下——毕竟我们没有以近光速旅行的习惯——难以作出正确的回答。牛顿力学与人

们对自然的观察不相一致。广义和狭义相对论在其有效性领域与牛顿力学没什么区别，

但却在其他方面（高速、强引力）作出了不同的预测，这些预测与观察完全相吻合。牛

顿力学被证明接近真理，适用于我们日常所熟悉的情形，但不适合其他情形。这是一个

人类智力所取得的辉煌的。值得庆贺的成就，但却有其局限性。
    但是，与我们对人类易犯错误的本性的了解相一致，我们已经注意到这样的看法，

即，我们可以无限接近真理，却永远不能完全获得真理。科学家们如今正在研究广义相

对论中站不住脚的地方。比如，广义相对论预言存在着一种被称为引力波的令人感到惊

异的现象。人们从来也没有直接检测出这些引力波。但是，如果它们不存在，那么广义

相对论从根本上就是错误的。脉冲星是迅速旋转的中子星，现在人们测量到它们的闪烁

速度达到小数点后15位。人们预测在轨道上相互环绕的两颗密度很大的脉冲星会放射大

量的引力波，这种引力波迟早会轻微地改变这两颗星的运行轨道和旋转周期。普林斯顿

大学的约瑟夫·泰勒和拉瑟尔·赫尔斯使用了这种检验方法，从另一个全新的角度检验

广义相对论所作的预测。就目前所知，他们得出的结果与广义相对论不一致，其结果可

能会推翻现代物理学中的一个主要支柱。这件事情说明不仅他们自己愿意对广义相对论

发起挑战，而且他们也受到多方鼓励。正如这样做的结果所显示的，通过对两个脉冲星

的观察，对广义相对论的预测作出了精确的证实。为此，泰勒和赫尔斯共同获得1993年

诺贝尔物理奖。其他许多物理学家通过各种不同的方法也在检验着广义相对论，比如试

图通过直接探测的方法捕捉难以捉摸的引力波。他们希望不停留在理论阶段，而是找到

突破口，发现在爱因斯坦所理解的自然王国中所取得的伟大成就是否到了该开始经受论

证的时候。
    只要有科学家在，这种努力就不会停止。广义相对论在量子水平上当然不可能对自

然作出充分的描述，但是，即使能够作出充分的描述，即使广义相对论放之四海而背准

，永远有效，那么，除了共同努力去发现其错误和局限性以外，还有什么更好的办法使

我们更相信其有效性呢？
    这就是为什么有组织的宗教不能使我对其信任的原因之一。哪些主要信仰的领袖们

承认他们的观点可能是不完全的、有错误的，并建立研究机构来寻找其可能存在的说教

中的缺陷呢？除了日常生活中的检验，谁在系统地检验传统的宗教学说可能不再适用的

那些情形呢？（我们当然可以得出这样的结论：在父权制社会、早期或中世纪时期非常

有效的教义和伦理观念在我们今天所居住的各种完全不同的世界中也许完全无效。）什

么教义能公正地检验上帝的假设？已建立的宗教体系给与宗教的怀疑者们什么奖励吗？

同样，社会学界和经济学界的怀疑者们在他们巡视的社会中又得到了什么回报呢？
    安·德鲁彦关于科学的论述总是在我们耳边低声回荡：“记住，你对此完全不懂，

你可能会犯错误，你以前犯过错误。”我不管那些谦逊的谈话，请告诉我可与宗教学说

相提并论的东西。据说，《圣经》是上帝对人的启示一语具有多种涵义。但是如果它仅

是由本质上就必定会犯错误的人写成的，其结果如何？令人无法置信的奇怪事情被说成

确有其事，但如果它们是由骗术、我们尚不了解的意识状态、对自然现象及精神疾病缺

乏了解而形成的综合产物呢？我认为，当代的任何宗教和新时期的信仰都不能像科学那

样引起我足够的重视，因为它们不能像科学那样揭示出自然本身所具有的伟大壮观、雄

伟壮丽、精美绝妙和错综复杂。《圣经》中所预示的东西在现代科学发现中如此之少这

一事实使我对它神圣的启示的怀疑又加深了一层。
    当然，我也有可能是错的。
    请阅读下面两段文字，请你读这两段文字不是让你理解它们是如何描述科学的，而

是体味作者的思维方式。他研究的是物理学上的异常现象，物理学上明显的目相矛盾现

象，他将其称作“非对称性”。我们从中能够学到些什么呢？
    现在人们一般认为，麦克斯韦的电动理论会导致一些不对称，而这看起来并不是现

象本身所固有的。例如一块磁铁与一根导线之间相互的电动作用，我们所观察到的现象

只依赖导线和磁铁之间的相对运动，但是从习惯的角度看‘磁铁运动’与‘导线运动’

是截然不同的。因为，如果磁铁运动而导线静止，则在磁铁的附近形成一个具有有限能

量的电场，从而在通过电场的导线里产生电流。如果磁铁静止，导线运动，磁铁周围不

产生电场，然而在导线中，我们却发现有一个电动势，没有相应的能量产生它，但是它

却在导线中产生了一个电流，假设这两个例子中的相对运动完全相同，则后者导线中电

流的方向和大小都与前者相同。这一类例子，以及无法找到与‘以太’有关的地球运动

，使人感到电动力学现象，以及各种力学现象，不具备与绝对静止观念相对应的性质。

这些事例还使人感到，正如对于一阶小量已经证明的，电动力学和光学的相同的规律，

在力学方程成立的任何参照系中都是有效的。
    作者想告诉我们什么呢？在本书的后面我将解释一下有关背景。现在，也许我们可

以意识到语言是简练的、技术性的、用词谨慎而清楚明了，比它所需要使用的语言简单

得多。你不可能仅根据文章使用术语（或根据其并不矫揉造作的题目《论动体的电动力

学》）不假思索地猜到这篇短文所说明的狭义相对论诞生到这个世界的关键步骤，成功

地宣布物质和能量方程式所做的第一步工作。使我们的傲气有某些收敛的是，我们这个

小小的世界所拥有的只是这个宇宙中“特别享有的观点”，在其他方面是人类历史上一

个跨时代的事件。爱因斯坦1905年所写论文的开场白具有与其他科学报告完全不同的特

点。它令人感到与众不同的是，无私的剖析，谦虚谨慎，对自己的重大成果没有进行张

扬地表述。表述的语调与当今产品广告、政治演讲和权威的神学公告（甚至包括书皮上

的内容简介）形成鲜明对照。
    请注意爱因斯坦的论文是如何在开始时就尽可能交代清楚实验结果。只要可能，科

学家们就做实验。这种实验通常根据当前占主导地位的理论来进行实验并拿出实验结果

。科学家们总是要检测这些理论直至找到突破点。他们并不相信凭直觉感到很明显的东

西。地球是平面的曾是明显的事实；重物比轻物坠落快曾是明显的事实；吸血的水蛭会

治好许多病曾是明显的事实；某些人是奴隶，这是因为它们生下来就是奴隶，也是上帝

的旨意，这也曾经是很明显的事实；宇宙有个中心，而地球则正在那个被称颂的中心点

上，这也曾是明显的事实；静止有绝对的标准，这也曾是明显的事实；真理可能会使人

感到惊讶无比，也可能与人们的直觉恰恰相反；真理可能与人们深信不移的看法完全不

同；实验的作用就是使我们能够获得真理。
    在几十年前的一次午餐中，有人向物理学家罗伯特·W·伍德祝酒时说：“为物理学

和玄学干杯！”人们要求他对这句祝酒辞作出解释。那时，人们认为“玄学”是类似哲

学似的东西，或者是通过思考就能认识到事情的真相的学问。这种玄学也可能包括伪科

学在内。伍德作了如下回答：
    如果一个物理学家有了一种思想，那么，他想得越深刻，就越想更深入地了解这种

思想。他查阅科学文献，他读得越多，这个思想就变得越清晰。理论准备好后，他就到

实验室，并设计一个实验来验证这个思想。实验是非常辛苦的工作，多种可能性都要验

证。实验的精确度要求很高，错误尽可能减少。他严格按照实验过程进行实验，他仅为

获得实验结果而废寝忘食。在经过严格实验后工作结束时，却发现这个思想毫无价值。

这时，物理学家就将其抛弃一旁，让自己的头脑从杂乱的错误中解脱出来，转而去做其

他事情。
    伍德将酒杯高举过头，下结论说，物理学和玄学间的区别并不在于一类实践者比另

一类实践者更聪明，而在于玄学家没有实验室。
    我认为，电台、电视台、电影、报纸、书籍、电脑程序、主题公园和教室共同努力

向所有公众传播科学有四个主要原因。在科学的所有用处中，培养出少量的、专业知识

水平很高、高酬金的牧师似的专家是不够的，事实上也是危险的。相反，某些最重要的

科学发现和科学方法必须在最大的范围内使公众得到了解。
    *对新兴的民族来说，尽管有许多失误，但是，科学仍然是摆脱贫穷和落后的金光大

道。科学能够使国家经济发展，全球文明程度不断提高。许多国家都明白了这一点。这

也是为什么有这么多来自其它国家的研究生在美国的大学（目前仍是世界上最好的大学

）里学习科学和工程学。美国有时没能有效地掌握科学，即放弃了科学，这样做的必然

的结果，就是退回到贫穷和落后之中。
      * 科学提醒我们要重视由于我们改变世界的技术而带来的严重后果，特别要关注

我们赖以生存的全球环境。科学给我们设置了一个重要的早期警戒系统。
      * 科学告诉了我们关于人类、生命、我们的星球和宇宙的起源、本质和命运等最

深刻的问题。在人类历史上第一次我们能够确实真正了解了其中一些问题。地球上的每

一种文明都提出了这样的问题并高度重视其所具有的重要意义。当我们领悟到这些重大

问题时，我们所有的人都会惊出一身冷汗。从长期的发展过程来看，科学送给我们的最

贵重的礼物可能就是，它告诉了我们人类能够了解我们的宇宙的产生和发展、我们来自

何处、何时来到这个世界上以及产生我们自身的方式。
    * 科学的价值观和民主的价值观是一致的，在许多情况下是无法区分的。科学与民

主起源于——从它们文明的典型特征上说——同时间地，即公元前7世纪至6世纪的希腊

。科学赋予任何一个刻苦学习（尽管非常多的人由于学习有方而避免受苦）它的人以权

力。科学发达，确实需要思想的自由交流，其价值观与事事秘而不宣的价值观水火不相

容。科学绝不改变自己的原则，即，科学本身没有特别的有利之处或特权地位。科学和

民主鼓励非正规思想的自由发表和激烈的争论。科学和民主都需要具有足够的理性、有

条理的论据、证据的严格标准和诚实。科学是防范假装有知识的人的有效方法。科学是

反神秘主义、反迷信以及反对在不属于自己范围内的地方滥用教义的宗教的一座堡垒。

如果我们忠实于科学的价值观，那么，科学就可以告诉我们，我们什么时候被欺骗了。

科学在我们犯错误的过程中就能将其改正。科学的语言、规则和方法应用得越广泛，我

们就越会有更好的机会来保留托马斯·杰斐逊和他的同行们思想中的东西。但是，科学

的成果是比前工业时期那些鼓蛊人心的政客所梦想的东西更能彻底地破坏民主。
    在困惑和迷惑的浩瀚大洋中发现偶尔浮现的真理的迹象，需要警觉清醒的头脑、忘

我的工作热情和旺盛的斗志。但是如果我们不锻炼这种严谨的思考问题的习惯，我们就

不要想解决我们所面对的确实非常严重的问题，那就是，我们面对这样一个危险：我们

的民族将变成一个很容易受骗的民族，我们的世界是一个充斥着傻瓜的世界，如此世代

相传，被今后四处招摇的骗子牢牢掌握在手中。
    如果有一个刚刚降临到地球上的外星生物仔细地看看我们通过电视、广播、电影、

报纸、漫画以及书籍所展示给我们的子女的东西后，可能很容易地得出这样的结论，我

们在有意地教他们谋杀、强奸、残忍、迷信、轻信以及功利主义。我们一直在这样做，

通过不断的重复，许多东西最终起到了作用。但是，如果我们向他们灌输科学和希望，

我们又将创造一个什么样的社会呢？



　　
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    当观色无常，则生厌离，喜贪尽，则心解脱。色无常，无常即苦，苦即非我。
    厌于色，厌故不乐，不乐故得解脱。

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