关于科学,你所不知道的3个真相

一百年前,陈独秀在《新青年》杂志上的一篇文章中,提到了赛因斯先生,简称为赛先生。实际上他指的就是科学(Science)。

在科学昌明的现在,科学不再是一个需要用拗口的名称来介绍的概念,而是我们日常生活中无处不在的高频词。科学健身、科学减肥、科学开会、科学防范疫情,甚至是科学地跳广场舞、练气功,只要是带上科学,大家就会认为是对的,是靠谱的。

科学俨然成为了一种信仰。我们常常是用科学来观察和研究这个世界,但当我们凑近观察和研究科学本身时,有些关于科学的真相,可能会颠覆你的日常认知。

01 科学不代表真理

现在人们崇尚科学,崇拜赛先生,我们往往不免给这位先生加上各种各样的光环。当然,我们现在的美好生活,很大程度上是拜这位先生所赐,因此受到大家的顶礼膜拜,也是理所当然。

但到底什么是科学呢?有了科学,我们真的就可以敢叫日月换新天,无所不能了吗?有些乐观的人可能在心底里是这么认为的。

科学,只是我们认识世界、解释世界,进而借此改造世界的一种方法。注意,只是一种方法。

科学的研究方法一般遵循这样的步骤:

- 提出质疑

- 小心求证

- 对于复杂的问题,尽量分解为多个简单的小问题来研究,一个一个地分开解决

- 当我们从问题出发,通过实验得到了结果之后,需要合理地解释结果,并从一般性的结果上升到结论,最后将结论推广并且普遍化

也就是说,科学就是胡适讲的:“大胆假设,小心求证”。这里有两个要点。

第一,提出的假设需要是可以被求证的,所以科学有它的范畴。“上帝是存在的”,这个假设没法求证,不属于科学问题。所以当我们说“要相信科学、破除迷信”的时候,我们具体要看这个迷信是不是可以被求证的。

所以,如果一个神棍从教堂端出一碗圣水,说可以治病,我们是可以用科学常识来反驳的。如果他进而说“上帝与你同在”,科学就没法派上用场了。另外对方也可以用科学的例子来证明上帝的伟大,因为整个精妙的宇宙都是祂老人家创造的,包括科学本身。而你只能说,您老人家这样的说法不属于科学问题。

第二,科学被求证的过程必须是严密的、符合逻辑的,而且是可观测的。

所以,有人说:“科学从来不自诩真理,科学是人类接近真理目前为止最可靠的一条羊肠小路。科学反复讲的是,我们要怀疑,我们要否定那些可证伪的东西。科学是一点一点的进步,但是它每一次进步都是扎实的、可信任的进步。”

所以胡适先生还说:“怕什么真理无穷,进一步有进一步的欢喜”。只是,科学不能给我们真理,只是一步一步让我们接近真理

02 科学并不是人类大脑能力超群的体现,事实正好相反

赛先生之所以叫科学,有分科治学的意思。所以科学分成了很多学科:基础学科如物理、化学、生物;社会学科如社会学、心理学、经济学。而现在的学科设置有越分越细的趋势。

在牛顿的时代,是没有这样的学科区分的,所以他写的书名是《自然哲学的数学原理》。因为在当时,很多我们现在划分出来的学科,都属于自然哲学的范畴。所以牛顿除了研究物理和数学,后来还沉迷炼金术,不能算是转行。

后来开始分科治学的主要原因,是因为知识总量的大爆发。2000多年前的亚里士多德,一个人可以掌握当时世上所有的物理学知识。而到如今,一个物理学教授,能把自己所在的物理学分支里的知识融会贯通,就已经是很了不起的事情了。

在《系统化思维导论》一书中,美国计算机名人堂代表人物杰拉尔德·温伯格提到:“我们无法扇动胳膊飞翔,我们的智力也是有上限的”,而“科学的存在正是人类大脑能力有限的最好证明”。所以,科学并不是人类大脑能力超群的体现,事实正好相反。

我们常说“上帝视角”,是指一种有无限观察能力的“超级观察者”的角度。而我们每个人的观察能力都是有限的,思维和脑力也是有限的。所以,科学的分科治学,就是一种群体合作,不同的人从不同的角度去观察和思考,来研究我们同一个世界。

这有点类似于盲人摸象的故事,我们的世界真相是一头大象,而我们都是盲人。摸到耳朵的人认为世界是一把扇子,摸到肚子的人认为世界是一堵墙,摸到腿的人认为世界是一根柱子,摸到尾巴的人认为世界是一根绳子。我们不能说这些答案都是错的。

不同的学科研究,就是去摸大象的不同位置。甚至有些情况下,摸同一位置,不同的人也会得出不同的答案。

物理学家对于光是一种波还是一种粒子,争论了很多年,最后提出了“光的波粒二象性”的说法,也就是说,承认光既是一种波,也是一种粒子。大概物理学家们都意识到了,他们也只是摸象的盲人,他们的答案都是对的,只是可能他们摸的方式不一样。

盲人摸象的隐喻,对于科学是如此,对于我们的日常生活,其实也是一样的道理。

03 科学受益于不精确的测量

因为我们的观察能力有限,才必须衍生出各种学科,那是不是意味着,我们的观察能力越强就越好呢?经验和直觉告诉我们,显然如此。

正是因为伽利略发明了人类历史上第一台天文望远镜,所以他观测到了月球的高地和环形山投下的阴影,接着又发现了太阳黑子,此外还发现了木星的4个最大的卫星。人类对于天文学的认识由此开始进入了新时代。

而在伽利略那个年代,因为缺少精确的时钟,早期物理学的发展受到了很大的阻碍。因此当伽利略在比萨斜塔上同时扔下两个铁球时,只能通过底下的观众来见证两个不同重量的铁球同时落地。

但在某些情况下,不精确的测量反而助推科学家发现简洁的规律。牛顿的万有引力定律基于开普勒的椭圆轨道理论,而开普勒是根据第谷·布拉赫的观测结果计算出椭圆轨道的。如果观测结果更精确一些(像我们现在能做到的一样),那么轨道就不能看成椭圆的,牛顿的工作会遇到很大的麻烦。

“过于”精确的测量也常常给生物学家带来困扰。对于物种的分类,过去一般是通过外观,还有雌雄交配后,能否产生可继续繁殖的后代来判断。而随着我们对地球上的生物越来越了解,随着基因检测技术的不断发展,我们发现原本划定的物种和物种之间的界限越来越模糊。

当然,目前看来,测量越精确,总体上对我们是越有好处的。就好像盲人们对于大象的认识,会更全面,也更深入一样。但是,什么程度的精确才是足够精确呢?精确度会不会有极限呢?我们什么时候才会有终极的“大象全息图”呢?

结语

宗教是一种信仰,科学是一种信念。宗教的信仰可以让我们对这个世界不迷惑,科学的信念可以让我么们把这个世界看得更明白。

宗教有三个主要特征:1. 盲从;2. 道德优越感;3. 喜欢相信书本上的教条和权威人士给出的结论。这样看起来,如今很多人对于科学的看法,却很符合宗教的特征。

所以,分清信仰和信念很重要。我们要相信科学,也要破除对科学的迷信。

参考资料

《文明之光》,吴军 著

《系统化思维导论》,杰拉尔德·温伯格 著

百度百科:伽利略望远镜

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