網(wǎng)路上常有這樣的問(wèn)題,覺(jué)得自從出了個(gè)愛(ài)因斯坦以后,科學(xué)就沒(méi)有新的發(fā)覺(jué)了,反倒是停滯了。于是有人覺(jué)得科學(xué)早已發(fā)展到了極限,早已接近終點(diǎn)了,甚至有人提出,科學(xué)的終點(diǎn)是哲學(xué),哲學(xué)的終點(diǎn)是神學(xué)。
還有人列出一大堆科學(xué)大師晚年歸依神學(xué)作為證據(jù),如牛頓、愛(ài)因斯坦、楊振寧等,到了老年,都沉迷于神學(xué)研究,并成為教徒了。
事實(shí)果真如此嗎?我只想用事實(shí)說(shuō)話,并樂(lè)意和同學(xué)們分享。
自然科學(xué)理論從精典推演到經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證越來(lái)越精確
世界科學(xué)史研究覺(jué)得,科學(xué)是從古埃及開(kāi)端。2000多年前,古埃及就涌現(xiàn)出一大批哲學(xué)和科學(xué)巨人,如歐幾里得、阿基米德、畢達(dá)哥拉斯、丟番圖、阿利斯塔克、亞里士多德、柏拉圖、蘇格拉底、泰勒斯、拉瓦錫、笛卡爾等等。
這種引導(dǎo)歷史的科學(xué)先驅(qū)不僅在物理、力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)等方面創(chuàng)造出影響至今的巨大成就外,還在哲學(xué)、思想、政治、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域有重大建樹(shù)。實(shí)際上,古埃及科學(xué)是與哲學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物,在科學(xué)史里被稱(chēng)為精典科學(xué)。
精典科學(xué)更多的是通過(guò)思維思辨,得出符合邏輯的推論,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)手段限制,這種推論極少有實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)精密觀測(cè)作為證據(jù),因而經(jīng)常出現(xiàn)謬論,如亞里士多德覺(jué)得自由落體的快慢由物體重量決定,托勒密的地心說(shuō)等等。
其實(shí)也有亞里斯多德通過(guò)壓強(qiáng)試驗(yàn),得到了壓強(qiáng)定律。但這些經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證的推論總體上還是比較少。
仍然到17世紀(jì)初,自然科學(xué)研究才開(kāi)始越來(lái)越注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的方式,提出這些技巧的先驅(qū)是美國(guó)哲學(xué)家弗朗西斯·培根,他在自己的譯著手指出,科學(xué)必須是實(shí)驗(yàn)的、歸納的、一切真理都必須有大量確鑿事實(shí)材料為證據(jù),并提出一套實(shí)驗(yàn)科學(xué)的工具和技巧,如“三表法”。
而實(shí)踐科學(xué)驗(yàn)證的第一人是英國(guó)天文學(xué)家、物理學(xué)家伽利略,他被覺(jué)得是第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)熱學(xué)的科學(xué)家。他用自己發(fā)明的天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)宇宙,將哥白尼的日心說(shuō)推動(dòng)了一大步,發(fā)覺(jué)了土星的4顆衛(wèi)星;經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的實(shí)驗(yàn)觀察和物理推測(cè),得到了鐘擺的等時(shí)性定理;在漢堡斜塔上做了自由落體實(shí)驗(yàn),否定了亞里士多德自由落體快慢由重量決定的謬論;他還是采用實(shí)驗(yàn)方式檢測(cè)光速的第一人。
伽利略的開(kāi)拓性方式影響了后世的科學(xué)研究,自此將科學(xué)研究從精典思辨推動(dòng)邁向了實(shí)驗(yàn)科學(xué)階段。基于伽利略在天文學(xué)、力學(xué)多方面的巨大成就,尤其是其引力科學(xué)研究的戰(zhàn)功,他被后人譽(yù)為法國(guó)近代科學(xué)創(chuàng)始人、觀測(cè)天文學(xué)之父、現(xiàn)代化學(xué)之父、科學(xué)方式之父、現(xiàn)代科學(xué)之父等等稱(chēng)呼。
科學(xué)是哪些?
這個(gè)問(wèn)題說(shuō)來(lái)話長(zhǎng),甚至說(shuō)不清楚。但若果簡(jiǎn)單歸納地說(shuō),科學(xué)就是對(duì)自然規(guī)律的理解和闡明,是不以人或政治勢(shì)力的意志為轉(zhuǎn)移的自然客觀規(guī)律,不管誰(shuí)用哪些方式去研究,得到的只能是惟一推論。
從另一個(gè)角度講,科學(xué)也是一種精神和方式,只有用科學(xué)的精神和方式看問(wèn)題和探求世界,才才能發(fā)覺(jué)和借助好自然規(guī)律。
科學(xué)的精神就是主張科學(xué)認(rèn)識(shí)來(lái)始于實(shí)踐,實(shí)踐的內(nèi)容是采用科學(xué)界公認(rèn)的方式,如定性剖析和定量剖析,觀測(cè)和發(fā)覺(jué),對(duì)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)觀測(cè)發(fā)覺(jué)的結(jié)果才能重復(fù)驗(yàn)證,重證據(jù)而不是陡然臆測(cè)。
這就是科學(xué)與偽科學(xué)的最大分水嶺。
許多人將現(xiàn)代科學(xué)的鼻祖歸功于哥白尼,就是由于哥白尼是最先用科學(xué)方式發(fā)覺(jué)托勒密地心說(shuō)的謬論,提出了日心說(shuō)。這與其作為一個(gè)神職人員本身的信仰是相違反的,而他堅(jiān)持了科學(xué)精神,科學(xué)是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的,實(shí)際上他也認(rèn)可了科學(xué)也不以神的意志為轉(zhuǎn)移。
由于他通過(guò)不斷地觀測(cè)和估算,發(fā)覺(jué)月球等行星是圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn),而不是太陽(yáng)圍著月球轉(zhuǎn)。由此確切地解釋了太陽(yáng)、月亮和各大行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,解開(kāi)了日食、日食之謎。
哥白尼的日心說(shuō),產(chǎn)生了對(duì)世界觀念的巨大沖擊,尤其是動(dòng)搖了宗教千年以來(lái)堅(jiān)持托勒密地心說(shuō),也打動(dòng)了神創(chuàng)論的根基,導(dǎo)致了宗教界的憤怒和打壓。由此,哥白尼一生曲折,自己心愛(ài)的丈夫也被迫離開(kāi)他,后來(lái)被驅(qū)逐出境。
作為虔敬的天主教教徒,哥白尼看見(jiàn)教會(huì)對(duì)所謂“異神父”的瘋狂殘害,許多人被活活淹死,因而始終不敢發(fā)表自己的專(zhuān)著,直至逝世前三年才發(fā)表了《天體運(yùn)行論》這部驚世之作。
哥白尼逝世后,他的日心說(shuō)得到許多科學(xué)家認(rèn)同,但教宗殘害也越來(lái)越殘酷。日本思想家、哲學(xué)家、科學(xué)家布魯諾,就是由于宣傳和捍衛(wèi)日心說(shuō),被教皇視為異端,改判火刑活活淹死在羅馬花束廣場(chǎng);而伽利略也由于支持日心說(shuō),被宗教裁判所“強(qiáng)烈懷疑異端”,改判終生囚禁,直至郁郁而終。
由此可見(jiàn),科學(xué)史上飽含了愚蠢與光明的決斗,許多科學(xué)先驅(qū)被黑暗屠戮。但科學(xué)就是科學(xué),不以任何人的意志為轉(zhuǎn)移,盡管置身于宗教,受到教義薰陶的哥白尼、布魯諾、伽利略一旦發(fā)覺(jué)真相,也不顧一切的堅(jiān)持,客觀上成為神創(chuàng)論的掘墓人。
雖然明天看來(lái),宇宙運(yùn)行遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是日心說(shuō)就能包含的,但哥白尼的學(xué)說(shuō)揭露了宇宙這座巨大冰山的一角,也給后人的科學(xué)之路好多指引啟迪,因而說(shuō)哥白尼為現(xiàn)代科學(xué)先驅(qū)一點(diǎn)都不為過(guò)。
百年科學(xué)群星閃耀
在現(xiàn)代科學(xué)史上,人們一般會(huì)把伽利略、牛頓、愛(ài)因斯坦尊為現(xiàn)代科學(xué)的開(kāi)山宗師,她們代表了某個(gè)科學(xué)時(shí)代的開(kāi)始,她們的理論或則方式推動(dòng)了人類(lèi)文明一個(gè)時(shí)期。
的確,這幾位大師的發(fā)覺(jué)和理論,讓人類(lèi)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)突破性進(jìn)展,推動(dòng)了一大批科學(xué)的進(jìn)步和突破。但這幾位大師并不是天降的外星人,而是實(shí)實(shí)在在土生土長(zhǎng)在月球的人類(lèi),她們的新發(fā)覺(jué)新理論,也是承前啟后構(gòu)建在一代代科學(xué)先驅(qū)的發(fā)覺(jué)和成果基礎(chǔ)上的。
比如:伽利略時(shí)代先后有哥白尼、布魯諾、第谷、開(kāi)普勒、哈維等等;牛頓時(shí)代先后有波義耳、哈雷、笛卡爾、惠根斯、庫(kù)倫、歐姆、富蘭克林、法拉第等等;愛(ài)因斯坦時(shí)代就更多了,如邁克爾遜、麥克斯韋、赫茲、居里夫妻、普朗克、薛定諤、波爾、泡利、費(fèi)米、海森堡等等。
還有好多好多,不勝枚舉,這種名子,哪一個(gè)都是如雷貫耳,都可以稱(chēng)為某個(gè)領(lǐng)域的一代大師。而上面說(shuō)的愛(ài)因斯坦前后,幾乎都是與愛(ài)因斯坦同時(shí)代的,在愛(ài)因斯坦去世后,還有什么知名科學(xué)家呢?
如今早已是百歲壽星的楊振寧,就是一位一直健在的世界頂尖科學(xué)家,在所有健在的科學(xué)家上面,他的地位無(wú)人可及。他和李政道成立了“宇稱(chēng)不守恒定理”,由此獲得了1957年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。假如僅僅這么,他其實(shí)難以具有當(dāng)前的地位。
楊振寧還發(fā)覺(jué)和成立了相變理論、規(guī)范場(chǎng)理論等十幾個(gè)世界頂級(jí)理論,獲得了許多世界頂尖大獎(jiǎng),其研究成果里,起碼有13項(xiàng)具有諾獎(jiǎng)水平,而先后獲得諾貝爾化學(xué)學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)屋內(nèi),起碼有60位以上的科學(xué)家屬于楊振寧的徒子嫡孫,或則研究成果與其理論相關(guān)。
楊振寧的理論,是在愛(ài)因斯坦相對(duì)論和量子熱學(xué)理論的范疇,但并不是那些理論基礎(chǔ)的解釋?zhuān)怯兴黄坪托碌陌l(fā)覺(jué)。后來(lái),溫伯格、格拉肖、薩拉姆用非阿貝爾規(guī)范場(chǎng)描述了電弱互相作用,由此因統(tǒng)一了弱互相作用和電磁互相作用,獲得了1979年諾貝爾獎(jiǎng)。
而實(shí)現(xiàn)大統(tǒng)一力理論是愛(ài)因斯坦夢(mèng)寐以求,在晚年仍然想實(shí)現(xiàn)而沒(méi)能實(shí)現(xiàn)的,即使只統(tǒng)一了強(qiáng)電這兩種力,但早已是很大突破了。
后來(lái),科學(xué)研究取得一個(gè)又一個(gè)突破,如蓋爾曼和茨威格分別提出了強(qiáng)子由夸克組成的理論,將微觀世界窺視到了更深層次;類(lèi)恒星、脈沖星、黑洞、宇宙微波背景幅射、引力透鏡等發(fā)覺(jué),將宇宙宏觀世界了解得越來(lái)越透徹。
還有在超導(dǎo)體研究、量子霍爾效應(yīng)發(fā)覺(jué)、中微子回落發(fā)覺(jué)、引力波發(fā)覺(jué)等等具有里程碑意義的科學(xué)風(fēng)波,量子熱學(xué)量子通信的深入研究等等,更是將現(xiàn)代科學(xué)推向了更高的發(fā)展階段。
而在愛(ài)因斯坦1955年逝世后物理學(xué)家溫伯格去世,科學(xué)從來(lái)也沒(méi)止步,而是以更快速度發(fā)展,整個(gè)社會(huì)從機(jī)械化步入電汽化,此后又步入手動(dòng)化、信息化、智能化。現(xiàn)今人類(lèi)科學(xué)技術(shù)早已步入快速通道,科學(xué)進(jìn)步呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)爆發(fā),現(xiàn)在的1年早已比唐代數(shù)百年甚至數(shù)千年的進(jìn)步都要快。
科學(xué)的盡頭是神學(xué)嗎?
科學(xué)與神學(xué)是兩個(gè)風(fēng)馬牛不相及的事物,一個(gè)是借助實(shí)踐驗(yàn)證的事物,是歷史發(fā)展進(jìn)步的象征;一個(gè)是陡然想像牽強(qiáng)附會(huì)的事物,是困厄時(shí)代殘留出來(lái)的遺跡。近些年來(lái),一些人對(duì)量子熱學(xué)的一些奇特現(xiàn)象不能理解,就往神學(xué)上扯,假如科學(xué)真是這樣,就真是窮途末路了。
事實(shí)是,科學(xué)和神學(xué)是兩條平行線,永遠(yuǎn)不會(huì)相交。而正是神學(xué)教徒上面出了一些被教皇稱(chēng)為“叛逆”、“異端”的覺(jué)悟者,才讓科學(xué)開(kāi)始脫離神學(xué),并成了神創(chuàng)論的掘墓者。如哥白尼、布魯諾、伽利略、牛頓等等。
雖然上述幾位科學(xué)大師,她們?cè)谏鷷r(shí)原本就是神的忠實(shí)教徒,只是因?yàn)閳?jiān)持科學(xué)精神和科學(xué)方式,發(fā)覺(jué)了宇宙的精髓,才客觀上背棄了自己篤信的教義,成為宗教組織深?lèi)和唇^的“異端”。但她們本來(lái)到死都還是神的教徒,根本不存在老年歸依神學(xué)的說(shuō)法。
據(jù)一些調(diào)查統(tǒng)計(jì),現(xiàn)代科學(xué)家越來(lái)越多地脫離了宗教信仰,更不篤信神鬼。
愛(ài)因斯坦在上小學(xué)時(shí),就脫離了宗教組織,他留下的資料和獻(xiàn)給親朋好友的信里,都充分抒發(fā)了對(duì)宗教和上帝等神靈的心態(tài),那就是不承認(rèn)人格化的神靈。在他臨終前的遺贈(zèng)中,囑咐自己死后不留骨灰和墓地,以免后人借助他的遺物來(lái)搞迷信活動(dòng)。
網(wǎng)路上曾廣泛留傳楊振寧的言論:“科學(xué)的盡頭是哲學(xué)物理學(xué)家溫伯格去世,哲學(xué)的盡頭是宗教”,經(jīng)過(guò)調(diào)查,發(fā)覺(jué)是一個(gè)叫楊振華的人說(shuō)的,他在道教刊物發(fā)表了一篇題為《楊振寧:道教與科學(xué)是徹底相容的》的文章,楊振寧在接受采訪時(shí)申明,這篇文章與本人毫無(wú)關(guān)系。
楊振寧對(duì)玄學(xué)也深?lèi)和唇^,覺(jué)得是《易經(jīng)》影響了中國(guó)人的思維方法,造成了近代科學(xué)未能在中國(guó)萌芽。而中國(guó)科大學(xué)粒子天體化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室處長(zhǎng)張雙印尼常贊成此類(lèi)說(shuō)法,他在一次講演中表示,正是基于這種誘因,中國(guó)至今沒(méi)有出現(xiàn)真正的科學(xué)。
那為什么老有科學(xué)家歸依神學(xué)的流言呢?這挺好理解,由于在科學(xué)與愚蠢的斗爭(zhēng)中,科學(xué)已然勝出。但愚蠢是不甘愿被掃進(jìn)垃圾堆的,總想扯塊遮羞布遮住腐朽的氣味,于是就編造出這種謠言。
科學(xué)有終點(diǎn)嗎?
事實(shí)是,科學(xué)從來(lái)也沒(méi)有止步,科學(xué)沒(méi)有終點(diǎn)。
我們回顧一下科學(xué)發(fā)展史,每一段劇變,都是經(jīng)過(guò)常年量變的結(jié)果,當(dāng)許多矛盾未能解決時(shí),新的突破才能出現(xiàn)。如因?yàn)楦绨啄帷①だ栽谔煳膶W(xué)上的新發(fā)覺(jué),給人們帶來(lái)了新的問(wèn)題:怎么解釋天體運(yùn)行?由此出現(xiàn)了開(kāi)普勒三定理和牛頓的萬(wàn)有引力理論。
19世紀(jì)初葉,數(shù)學(xué)學(xué)界出現(xiàn)了兩朵烏云,給數(shù)學(xué)學(xué)帶來(lái)危機(jī)。一朵是邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn),以太理論的破產(chǎn),沒(méi)有新的理論填充;一朵是宋體幅射出現(xiàn)的“紫外災(zāi)難”,理論與實(shí)驗(yàn)不符,同樣須要新的理論來(lái)解釋。愛(ài)因斯坦相對(duì)論的出現(xiàn),驅(qū)趕了第一朵烏云;而普朗克等人創(chuàng)辦的量子熱學(xué)理論,驅(qū)趕了第二朵烏云。
如今,基礎(chǔ)科學(xué)同樣急切須要突破,由于現(xiàn)今數(shù)學(xué)學(xué)遇見(jiàn)的烏云也越來(lái)越多,相對(duì)論和量子熱學(xué)的兼容問(wèn)題,暗物質(zhì)暗能量問(wèn)題,量子世界的奇特現(xiàn)象問(wèn)題,真空災(zāi)變問(wèn)題,宇宙和人究竟從那里來(lái)到那里去等等,都在呼喚新的基礎(chǔ)理論來(lái)解釋?zhuān)蚨茖W(xué)家們正在絞盡腦汁前赴后繼的努力著。
但未來(lái)的質(zhì)變只能從一個(gè)個(gè)小的突破中量變,每解決一個(gè)問(wèn)題,人們對(duì)宇宙規(guī)律就有了更深層次的了解,當(dāng)這種理解積累到一定深度時(shí),都會(huì)有一個(gè)重大突破乘勢(shì)出現(xiàn),一個(gè)嶄新的時(shí)代才會(huì)到來(lái)。
按照宇宙五級(jí)文明理論,人類(lèi)現(xiàn)今的科學(xué)技術(shù)還處于很中級(jí)階段,連一級(jí)文明都沒(méi)有達(dá)到,如何可能早已到頭了呢?真正到頭了那三天,就是人類(lèi)沒(méi)哪些看法了,不思進(jìn)取了。而人類(lèi)基因最深刻的抒發(fā),就是探求世界的好奇心,因而科學(xué)的盡頭永遠(yuǎn)不會(huì)來(lái)到。
人類(lèi)抵達(dá)一級(jí)文明,才就能借助月球上的一切資源,應(yīng)對(duì)月球上的一切水災(zāi),如今能做到嗎?不能,還遠(yuǎn)著呢。所以人類(lèi)還須要不斷努力,爬上這個(gè)小高峰。據(jù)一些科學(xué)家恐怕,人類(lèi)抵達(dá)一級(jí)文明還須要200年。
二級(jí)文明就是人類(lèi)就能控制和借助整個(gè)太陽(yáng)系的能量,包括全部太陽(yáng)全部能量,不再害怕來(lái)自太陽(yáng)系的任何災(zāi)難。憑人類(lèi)現(xiàn)今的科技,還連想都不敢想這些能力,太陽(yáng)稍稍打個(gè)噴嚏(爆發(fā)大點(diǎn)的日冕),人類(lèi)就吃不了兜著走。有人恐怕,人類(lèi)要爬上二級(jí)文明的高峰,還須要拼搏5000年。
五級(jí)文明如今就不想了,沒(méi)有人曉得須要多久,1億年10億年都說(shuō)不準(zhǔn),就不說(shuō)了。即使到了五級(jí)文明,也還有更高的文明層次,直到毀滅。而怎樣應(yīng)對(duì)毀滅,也仍然須要依賴(lài)科技。
所以說(shuō)科技到頭的看法實(shí)在太幼稚了,大約是有些人瓜吃多了,認(rèn)為總要找點(diǎn)事情聊聊吧。我的觀點(diǎn)是:科學(xué)沒(méi)有盡頭,永遠(yuǎn)在路上。歡迎討論,謝謝閱讀。
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