[原创]科学是梦想的历史！

youngler · 发表于 2005-1-5 19:30:00

　　科学是梦想的历史！Youngler 2004.12.29

　　真没有想到我们有幸生活在一个科技飞速进步的时代，人类的很多梦想已经成为生活中的现实。人类借助飞机实现了鸟一样飞翔的梦想，周游世界完全可以变得象闲庭散步，嫦娥奔月般的神话故事，也已经成为人类伟大的航天事业。富裕生活的梦想对于很多人来说也已经部分实现，住在高楼大厦里，和世界各地的网友们谈论着自己感兴趣的话题……但是，科技的进步在实现人类很多梦想的同时，人类也有很多美好的梦想遭到了破灭—— 　　我们曾经认为世界万物来自于上帝的创造，同时也拥有这样一个美好的梦想，万物中的特殊灵物-人类自己是上帝的后代，我们拥有一个‘上帝后代的贵族血统’……然而随着 Darwin 的工作发现，人类被告知，认为人类拥有‘上帝后代的贵族血统’只是人类自身的一个美好梦想，因为现在我们知道这个想象并不真实。人类实际上不是上帝的后代，而是猴子的后代，甚至是细菌病毒的后代，最初的来源只是泥土…… 　　人类破灭的梦想中，不仅有生活情感方面的梦想，还有许多科学的梦想。也许，只有诗人能够看到人类最为本质的东西，诗人说，梦想是人类最美好的东西，地球上的人们拥有很多美好的梦想。这些美好的梦想中，有关于人类生活方面的梦想，也有关于自然万物之事理的各种梦想性猜测，也就是地球人类在科学探索过程中产生的各种理念。在这里，梦想不是一个贬义的词汇，它是人类一种美好的思维灵感火花。在本文，作者喜欢使用‘梦想’这一词语。作者觉得，当理念和想象被确认为或被预见为有失真实的时候，我们在这里就把这些理念或者想象称为‘梦想’。我们曾经梦想人类是上帝的后代，我们也曾经梦想人类居住的地球是宇宙的中心。在这里，梦想是一种想象，想象也可以是一种观点、思想甚至是系统的理论，也可以是迄今为止地球人类的整个科学体系。也许有人疑问，你是想说我们地球人类整个科学体系是一个大梦想？是的，地球人类整个科学体系是不是一个大梦想，这正是作者本文作为全书序言立论的主题。1992 年本书作者在‘自然哲学的形象理论’序言里就已经指出：……地球人类的科学没有基于系统的观点和普遍联系的观点，而企图从孤立事件的规律来合成物理的世界，科学终归于是一场科学的梦想。…… 　　科学的梦想也许开始于2300年前，伟大的古希腊哲学家 Aristotle 先生把那些关于自然万物的事理知识称为物理学，开始了伟大的物理学之梦。我们知道，物理学是科学的核心知识，所以我们也把物理学的梦想称为科学的梦想。自从 Newton 的思想被现代的主流科学告知也可以是错的，那么作者想，今后大概没有什么物理思想不是没有可能是错的。是啊，Newton 那些质朴的物性思想都可以认为是错的，这个科学世界中还有什么可以让我们绝对相信的东西啊。所以我们把科学的理论称为科学的梦想。有可能是梦想，就有可能破灭。作为第一个破灭的科学伟大梦想，我想是‘地球是宇宙的中心’这一理论。按照江晓原教授的说法，这是一个科学系统方法构筑下的梦想，但是随着 Copernicus 《天球运行论》一书的问世和 Kepler 行星椭圆轨道的发现，地球中心的梦想和行星偏心圆轨道的梦想开始走向破灭。Copernicus 太阳是宇宙的中心也是一个科学梦想，而且太阳中心的梦想更是一个短暂的瞬息之梦。在 Copernicus 《天球运行论》一书的问世之后不久，Bruno 指出地球不是宇宙的中心，太阳同样不是宇宙的中心，太阳只是无数普通恒星中的一颗。…… 　　从小学到中学，从中学到大学，我们总是为身处拥有一个美好的科学知识体系的时代感到自豪。Newton 的每一个定律让我们感觉到事物质朴的自然本性，我们感到人类科学知识体系的伟大，感到无数前人科学家的聪明才智。但是自从认识了伟大的现代科学家 Einstein 以后，一切似乎变得更加明朗，一切又似乎变得更加模糊。但是无论如何，长期的思考至少已经让我们明白一点，科学又一个梦想在走向破灭，另一个更伟大的梦想在现代学者的头脑中孕育成长。也就是说，Newton 的科学依然有几分是一个简单方法基础上构筑的科学梦想，远不是自然哲学的数学原理。随着对于二十世纪科学成就的逐步了解，我们知道我们整整一个学生时代关于 Newton 的科学情感，以及作为很多工程科学的基础理论的朴素力学，在主流理论构筑的科学社会里，朴素力学已经作为大众的梦想和前人的梦想而破灭。是啊，很多新的科学问题无法在朴素力学的思想方法体系上求得解决，核能的来源，这是朴素力学一直来试图解决而又无法解决的难题，天文学发现行星轨道也并不是准确的椭圆，普遍引力规律用以计算实际行星的轨道出现细微的偏差……在很多现代科学学者的眼里，Newton 认为他的力学方法创造和物体普遍吸引现象的发现，能够构筑了一个完整的造物原理，现在看来这也许是科学的一个初级梦想。Newton 科学方法的发现也许只是地球人类探索科学之梦漫漫历程的一个开始。　　地球是宇宙的中心的梦想早已破灭，以此构筑的万星绕地运行的几何图像体系这一数学模型作为一种梦想也随之破灭。但是我们觉得地球人类企图从数学构筑通向实验室的各种直通车的梦想依然流行，二十世纪‘数学直通车’的辉煌科学业绩是不是正在驱使着科学家们做着创造各种新的‘数学直通车’的梦想？Ptolemy 老先生的旧梦似乎依然依稀依旧。现在的人们，如果不去专门研究一下科学史，很难在其它地方了解到 400 年前有着一个流行了一千多年的 Ptolemy 数学之梦。关于数学自身以外科学中的数学之梦，记得在中国有位叫雷元星的老先生说过这样一句话：“我就是不相信科学家的脑壳能够计算出宇宙的寿命”。看来地球上的学者之多，不是没有学者知道数学自身以外科学中的数学之梦，也不是没有学者知道宇宙学只是一种科学神话，一个掺进数学算式的神话故事。也许人们根本没有必要对于宇宙的神话故事太过认真，因为科学本来就需要梦想。　　数学是永恒的因果链条，物理科学却似乎总是没有永恒持续的个体梦想，会不会有那么一天，大家相信地球人类最重要的理论科学，他的整个科学原来只是一个巨大的科学美梦？人类事实上是不是永远不可能知道真正的物理以及人类研究的只能物象科学？也有这种可能，我们人类生命能够发现的也许都只是某种层次的物象规律，而根本没有发现一个真正普适的物理原理，所以试图追求普适的规律也许是几千年来科学的一个最大错误。有可能，我们迄今为止发现的所有的被认为是普遍规律的理论实际上都是物象理论，而不是物理理论。人类研究的不是上帝研究的物理学，而是一些物象学知识。也许我们不应该问这样的问题，也不应该试图打破埋头工作的科学家们心中的美好梦想。其实，不是哪一个人想打破大家的迷梦，其实很多科学家早已经认识到，我们尽管拥有一个非常辉煌的科学大厦，但是现有的科学各个格局理论依然远远不是宇宙的终极理论。只是打破一个伟大的梦想需要有一个更加伟大的梦想来推动。　　也许有人怀疑我们的观点，科学中总有很多定律不是梦想，而是普遍成立的物理定律，比如惯性定律，动量守恒定律和能量守恒定律，热量从温度高的地方流向温度低的地方，等等。本书作者也希望科学能够拥有一些永恒的标准和原则，但是二十世纪地球人类的科学意识形态已经走远了那些科学标准和原则。先说惯性定律吧，哦，还记得吧，惯性定了说的是什么事情，好像是一个在不受力作用的情况下，物体能够保持匀速直线运动的状态。二十世纪的主流科学文献中，本书作者确实没有找到直接批评惯性定律的陈述，但是如果惯性定律被认为普遍有效，孤立运动电子的波动又是怎样一种波动啊？！如果说孤立运动电子的质心轨迹并不是一条直线，那么惯性定律已经与梦想打上了招呼（ Hello），也就是说量子学家已经在惯性思想旁边构筑起了新的梦想。没有惯性的守恒，那么动量、动能的守恒也就无从谈起，事物质朴的自然本性在二十世纪很多时候被说成是‘早已过去的梦想’。让朴素力学梦想走向破灭的原因中有 Einstein 和他所创立的相对论，但是让人意想不到的事情是，又不想让朴素力学这一梦想彻底破灭的人们中有一个人又恰恰是这位 Einstein 先生。是他强烈的捍卫确定性的梦想旁边不允许量子力学家们构筑不确定性的梦想，粒子的位置不是不准，只是测不准而已。如果量子学家们的说法是正确的，宇宙世界本来就没有确定的物质运动图像，还会有世界本质上是朴素力学的世界这样的梦想吗？朴素力学毕竟是确定论的东西，它是我们过去思考科学问题的一个思想基础。但是一个思想混乱的科学年代里，这样的坚实基础现在也已经被部分动摇，Copenhagen 学派给粒子世界一个不确定的图像，但是意外的事情是，量子学家们却还是把那些量子知识叫做什么力学，实在让人觉得有点不可思议。不扯远话题了，回到力学的问题吧。总而言之，这个时代朴素力学那种世界观信念很大程度上已经暗淡。当然因为曾经是坚定的信仰，即使遭到沉重的打击，今天这样的思想也会作为主流之外而存在，或者说这种信仰作为外围偏流学者的一种梦想而依然存在。　　我的印象中，很多学者提供的行星运动理论中，都认为水星轨道不是严格的椭圆只能意味着水星运动过程并不严格遵守角动量守恒原理。我不想在此评论人们无奈之中好不容易才想到的各种离奇方法的正确或错误，也许因为这种观点是否最后正确对于本文的问题已经不再重要，我们关注的是现代很多物理学者试图走出动量角动量守恒原理解决一些令人长期困惑的问题。当然我们不是说朴素的力学思想方法没有问题，我们也认为朴素力学中也有梦的成份。对于 Newton 力学方法的理论问题比较了解的学者知道，Newton 定律成立的前提是惯性系，另外‘力’作为物体之间唯一的抽象联系而存在。可是实际上理想的惯性系并不存在，另外物体之间的关系也不会只是只有‘力’这种抽象的联系。可是幸运的是，Newton 定律实际上却也成立于做椭圆轨道运动的地球系统。后来的能量转化和守恒规律向我们表明，物质运动世界各种层次的物质运动之间可以相互影响和转化，为什么我们解决地球系统的问题可以不考虑地球系统在更大的空间范围里作椭圆轨道运动的影响？还有一个简单的问题同时又是困难的问题，为什么不同的惯性物质会有相同的重力加速度效果以及普遍引力现象的原因是什么？这些问题依然是力学理论上的一个个未解之谜。也许，朴素力学方法也只是能够解决诸如火箭卫星的问题是一套行之有效方法而已，试图作为复杂系统问题普遍有效的方法，确实是一个有点简单方法基础之上构筑的科学之梦。　　朴素的力学方法发明于 300 多年前，有可能是一个非常初级的力学方法，作为方法原理的梦想破灭，我们可以理解，因为试图从‘力’的角度理解世界可能就是一个错误的起点选择。但是科学破除了一些人们认为是永恒的东西，总应该建立人们相信它们是永恒的一些新的东西。是的，二十世纪的科学家们试图建立相对性的永恒和不确定性的永恒，问题是相对性的永恒和不确定性的永恒也许依然有可能只是两个伟大的梦想。虽然二十世纪的科学思想宏大，业绩辉煌，但是科学从来没有像过去的那个世纪那样，科学的主流思想却总是与地球人类广泛的大众学者的心灵似乎总是有着阴阳两个世界之间的距离。　　也许有人想到，科学思想和科学方法本来就是一种人为的约定，无谓永恒，而是梦生梦灭，但是人们总结物象得到的知识总不会有错吧，比如热量应该从温度高的地方流向温度低的地方。但是，君不见如果这样的物象规律成立，宇宙无数的时间以来，宇宙早该是一个温度处处相等的系统！其实，热力学第二定律创立的时候，两个创立者 Kelvin 和 Clausius ，他们均怀疑这一定律的普适性，只是提不出令人信服的为什么不普适的条件和理由。如果说热量总是从温度高的地方流向温度低的地方，你是否担心地球内部的火热世界会不会有消逝的那一天？也许你觉得地球内部火热的世界消失了也好，免得火山和地震夺走很多人们宝贵的生命，但是事情如果真的是这样，地壳的造山运动也就从此结束了，高山也有一天风化为大海，我们将来的人类住在什么地方啊？…… 　　科学虽然已经是一个丰富的思想方法体系，但科学是不能解释的事情依然很多很多。所以，科学总是有着许许多多的梦想，尽管过去有很多科学初级的梦想遭到了破灭，但这无碍于科学世界拥有越来越多的梦想。但是，这个时代也有喜欢杞人忧天的学者，为今天的科学社会越来越多的梦想而担心。在世纪交替之际，上世纪九十年代，即刚过去的十几年里，美国的一位科普作家 Horgan 先生再一次发出‘科学的终结’的哀叹。他说，科学不再会有什么惊人的发现。Horgan 先生也许出于对于科学家们的关怀，希望通过他的呼吁让一些埋头在企图发现惊人的物象或定律的美梦中的科学家有一丝惊醒。但是正是他的大声呼吁部分地破灭科学家们美好的科学梦想，强烈地打击了科学家们研究科学的信心，Horgan 先生遭到了科学社会的普遍反对。我们知道，科学家们从来都是充满着科学的希望从事着他们喜爱的科学工作，科学怎么会有一种‘科学的终结’的哀叹？大概是科学外围的敏感学者发现，科学家对于科学的种种美好梦想，今天遇到了研究进展过程的很多困难，很多美好的科学梦想或许可能从此成为一种永远的谜梦……也有人感到科学已经拥有伟大的发现成就，意味着充满发现机会的科学童年时代的结束，这会使我们很多人希望成为伟大科学家的美好梦想变得非常渺茫和黯淡。也许，Horgan 先生的忠告是完全正确的，我们有幸生活在一个能够充分享受科技成果的时代，同时也不幸地走进了一个‘个人科学梦想大破灭’的时代！是啊，科学的困难是由于科学过去的成功，科学解决了容易解决的问题，剩下的则是不容易解决的问题。但是科学的艰难阻挡不了科学家们编织科学新的梦想，今天浩如烟海的科学理论创造，大爆炸的神话，几十根坐标轴数学世界的超弦理论，用于处理原子核内部物象问题的种种数学方法，能说不是一个个更加宏伟绚丽的科学梦想？！　　在人类思想的历史长河中，几千年也许只是短暂的瞬间，然而在短短的两千多年中，地球人类已经有过数不清的科学梦想和数不清的科学梦想的破灭。也许，只有旧的梦想的一个个破灭，才有新的梦想的不断产生，虽然梦生梦灭的同时我们认识了更多的关于现实的知识，但是现实的知识从来不是梦想的杀手，因为喜欢梦想是人类的天性，另外即使是将来我们也不可能穷竭世界的一切事理，科学未知领域的永远存在，决定我们永远会有科学的梦想。如果梦生梦灭是一种认识的进步和时代的进步，或者说科学的梦想是科学发展的动力源头，那么我们希望地球人类拥有更多的科学梦想和科学更多的梦生梦灭，尽管这同样是一种不切实际的梦想。如果说科学是永恒的梦想接力过程，二十世纪的科学又如何会缺少梦想这种美好的情感？如果说无限宇宙存在中心点是一个梦想，那么我们也不难理解，为万千物象追求一个普适的运动参照系，不免是另一个类似的梦想。Newton 的绝对的绝对是一种梦想，Einstein 绝对的相对会不会同样是一种更为伟大的梦想？也许我们可以欣赏科学过去梦生梦灭的辉煌历史，却可能今生无缘亲历伟大的科学梦想梦生梦灭在我们的时代发生。但是，如果说二十世纪也是一个充满科学梦想的世纪，我们可以说二十世纪的科学梦想决不是地球人类最后的科学梦想。在需要新的梦想的将来某个时代，科学旧的梦想终会被新的梦想所破灭的那一天，只是我们对于梦生梦灭的时间和地点很难做出准确的预测。　　科学的梦想有些来自于一些积极的原因，比如追求普遍的事物道理，虽然这可能是一种错误。也有一些可能来自于消极的原因，比如太多的人们追求数学世界与观察世界的各种直接联系。有些梦想可能纯粹地来自于人们对于事物的美好设想，比如人们设想人类是上帝的后代。由于很多复杂的心态原因，科学也会做着远离实际的梦想，很多伟大的科学理论可能就是这样一种梦想。比如，尽管人们清楚人是上帝创造的，存在无中生有的因果问题，存在上帝在什么时候什么地点创造人类的问题，虽然可以编写美妙的神话故事解决人们此类心头的困惑，但是作为科学，这方面的说法总是缺乏实物的证据，但是人们喜欢认为自己是上帝的后代这一虚荣。科学的情况也许也与此类似。原则上说，科学家的出发点没有什么过错，物理学家的最高使命是得到那些普遍的基本定律，由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来- Einstein 语。科学家们是否有着人类的虚荣和功利的原因，却把那些不是普遍的物象规律人为地修正为具有普遍意义的所谓物理规律，比如 Maxwell 方程。从此也为人类科学编织着一个最为壮观的科学梦想，相对性梦想：把可能是物象规律的 Maxwell 方程推上物理原理的位置，然后企图从孤立事件的规律来合成物理的世界。人，有着人性的弱点，这也导致很多科学家总是喜欢认为自己从事着的是半个上帝做的事业。每当发现一个物象规律的时候，为了增添一份荣耀和业绩，总是认为自己发现了一个新的物理规律。二十世纪的一些物理学家们，为了电磁学知识的科学地位，为了电磁学避免经验知识体系的嫌疑，宁愿修改速度合成的数学规则，来论证电磁方程的普适性。在这里，我们想说的事情是，是不是人类对于科学的虚荣心态造就了二十世纪相对性的理论，也造就了量子力学的不确定性解释，也制造了 Einstein 和 Copenhagen 学派之间即不同梦想之间此起彼伏的长久论战？　　但是不管怎么说，科学在进步。数学的进步是算式的积累，物象学的进步是实验的积累，然而数学以外的理论科学的进步却是一种新的梦想无情地代替旧的梦想的过程。一代代科学家梦想的破灭，和一代代科学家构筑新的科学梦想，铸写了地球人类理论科学发展的历程以及理论科学是一串串科学梦想梦生梦灭的历史。只记得听人说，有人认为如果现有的各个格局物理理论中最后能够留下一个没有错误的理论，应该是 Maxwell 电磁场理论。说者的意思是说，Maxwell 电磁场理论是最为完美的理论。也许能够留住一个美好的梦想是上帝赐予我们最大的福份，不过，现在我们知道，现在反思这个最为完美的 Maxwell 电磁场理论的学者也已经被发现有很多很多。也许，各类学者有其自己心目中的偶像理论，对他来说，他的偶像理论是完美的，其它理论可能是破缺的。也许我们不会相信我们的科学梦想会真的完全破灭，我们努力寻找理论科学中一个普遍有效的知识，但是本书作者已经不想再思考这种已经思考累了的问题。总之，作者过去曾有过的科学美好梦想被打碎了，破灭了，只不过是作者心目中的物理学的梦想破灭了，作者心目中的物象学的梦想依旧存在。也许就因为梦的破灭，多少年来，本书作者努力着为自己也为同样失去科学梦想的人们寻找科学新的梦想，因为我们的生活不能没有科学的梦想。或许这也是只是一个美好的梦想，也许科学本来就是种种的梦想，无论如何，我们需要梦想。我们不在乎梦想能够给我们带来什么，我们只是为自己说明一个普通的学者也可以构造完全属于自己的新的科学梦想。　　追根溯源科学的梦想，我们想起伟大的 Aristotle 先生，也感谢他几千年前给我们首先点燃起的科学梦想的火种。Aristotle 先生有过很多科学的梦想，众所周知的一个著名梦想是‘重的物体下落得快’，当然也有追求万物普遍原理意义的整个物理科学的梦想。也许追求万物普遍原理意义的整个物理科学的梦想是地球人类永远无法实现的梦。也许，我们本来就只是在乎梦的过程，而从来没有在乎梦的结果。所以要说 Aristotle 先生曾经犯下最大的错误，这个错误也许不是‘重的物体下落得快’，而是‘物理学’这个名词取得不当！如果先生当时关于那些自然万物之事理的知识叫做 PHENICS，而不是 PHYSICS ，也许地球人类的科学历史可以免去科学虚荣梦想带来的种种劫难。不要误会，我们并不是在责备和埋怨两千年前的你的缺乏先知，科学的曲折也许并不是坏事。伟大的梦不是开始于几千年前的 Aristotle 先生，也会开始于 300 年前的 Newton 先生，也会开始于 100 年前的 Einstein 先生。有梦生就会有梦灭，人类最终会认清自己，认清自己既不是上帝的后代，也认清科学不可能是在研究只有上帝一个人知道的造物原理。　　上帝的贵族血统梦想破灭，作为猴家的血统，人类不必为此感到自卑，无论姓天，姓侯，姓菌，姓土，人还是这样一个站着的人。在本书作者的心目中，物理学的梦想破灭了，但是物象学依旧存在！也许我们会为地球人类的一个科学大梦想终将破灭感到惋惜，有梦灭就会有新的梦生，也许觉得追求物象学的梦想也会让我们感到同样的欣慰……

　　注：本文系作者所写的一本科普书的序言。　　作者的论坛，http://thales.bbs.xilu.com/

hx0999 · 发表于 2005-1-5 19:55:00

原创，支持！

[原创]科学是梦想的历史！

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