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和张双南讨论什么是科学

已有 5112 次阅读 2020-10-19 18:33 |系统分类:观点评述| 科学哲学, 张双南, 刨根问底, 黑洞, 粒子宇宙学

什么是科学？这是一个很大的问题，也是一个与科学研究密切相关的问题。对这个问题的理解的深入程度，对一个应用和实验科学家的影响可能不明显；但对一个基础研究者的而言，一定会反映到其研究成果的深度和广度上来。关于这个问题的系统的哲学讨论，已有很多专著，例如张天蓉的《科学是什么》[1]，吴国盛的《什么是科学》[2]等。这些专著详述了科学的源流、传统、方法以及哲学上的正、反观点。What is science? 这种关于科学的广义定义和属性的讨论太复杂，例如波普尔的白天鹅黑天鹅之论、库恩的科学范式革命等。这个只能等以后有时间了再用专著来阐述我的观点。今天这篇短文仅讨论狭义的科学概念，也就是张双南研究员的“What's the science of it？”这种具体观念。

张双南老师在CCTV开讲中说[3]：“我读了这么多年的书，小学、初中、高中、大学、研究生，然后一直到英国留学，竟然从来没有人，从来没有老师，教过我什么是科学，我学的都是科学知识，我学了很多，从来没有人告诉过我，科学精神是什么，科学方法是什么，一直都不知道。” 但我记得我攻读研究生时，科学哲学是必修课，系统地讲述科学的传统、方法和目的。波普尔和库恩的观点就是那时学的，自己偶尔还翻翻庞加莱、康德等人的哲学著作。这些ABC的内容都没学过，看来国外和中科院的文凭比复旦的好混些。

如果有人请教你“What is science?”，那他可能是把你当作大师了。但如果有人经常就具体课题问你“What's the science of it？”则应该不是一句好话，因为这是怀疑的口吻，意思是你在胡思乱想、异想天开吧？莫名其妙。

张老师的演讲，从一本书开始，这是他在大学期间读的一本对他影响巨大的书——诺贝尔奖获得者史蒂文·温伯格写的《最初三分钟》。书中介绍了宇宙大爆炸后三分钟的时间里发生的奇妙景象，让他第一次感受到科学的巨大威力。我的一本物理启蒙书也是温伯格的著作，在[4]的后记中我是这样写的：“我的物理学的主要启蒙书籍是两本物理专著的中文译本，其中一本是由温伯格所著《引力论和宇宙论》，另一本是亚. 索. 康帕涅兹所著的《理论物理学》。这两本书对物理现象的统一和概括的描述以及推理的逻辑性给我留下了深刻的印象。翻开这两本书就像打开物理乐园的大门，给我带来无尽的好奇心和快乐，我毫不犹豫地开始了漫长的征途。”后来我用半个月的伙食费把这两本书从图书馆买了出来。像《最初三分钟》、《时间简史》等只是一些茶余饭后吹吹牛的科普著作，夹带着很多作者的主观臆想。看看也就算了，怎么能和四大发明扯在一起的。

那么，科学是什么？张老师认为简单地来讲，科学就是刨根问底。这个观点就让人莫名其妙。当时北大的龚同学敏锐地指出，我们的古人研究经典都是精益求精，打破砂锅问到底的，怎么会缺少刨根问底的精神？倒是古希腊的哲学经典还没有被一代又一代这么认真地研究过。现在社会上的一些民科，研究起来且只是刨根问底，而是死钻牛角尖。张老师登场就宣称“高能所的女老师都是小撒的粉丝”，如果刨根问底的话，就会得出高能所风气不好这种很不科学的结论。再怎么刨根问底，大家也得不出小撒像牛顿的结论。如果一个人对自己的专业和宗师都没有一点敬畏之心，那他应该没有领悟这个行业的真谛，像个看热闹的。所以这个观点是在挑战现代大学生的智商和品味。

如果一定要用一句话来勉强概括“科学”的特点，我想应该是“成体系的知识”。用这种观点来看，除了数学物理这些典型的科学之外，像博物学、中医、易经等都是有科学成分的，因为它们或多或少都揭示了相关对象之间的一些内在关联性，也就是规律性，有些只是不够完善。我们现在都承认古希腊是科学的发源地，但古希腊哲学家关于世界的本原学说，如泰勒斯的水，赫拉克利特的火，四元素说等，和我们祖先的元气说，阴阳五行说，天人合一说等，并没有什么高低之分。在当时条件之下，这已是人类的最高智慧成果了。在[4]中，我就基础物理概括了4个特征：“这也是科学理论的基本要求：逻辑相容性、原理简单性、客观真理性和科学美感”。而我们通常的科研活动，也就是做个实验或写篇论文，还远达不到这个思维高度的。现在的物理学界实际上还有一些并不“科学”的观点。

为了不至于让这篇短文拉的太长，还是讨论一点张老师熟悉的具体课题。张老师是研究黑洞的，我想请教张老师，黑洞到底是不是大质量星体的必然归属？霍金和Penrose证明在正能量条件下奇点一定存在，但我计算的理想气体组成的星球的爱因斯坦方程一定存在平衡解，质量正比于一个可以任意选择的常数[5]。我的计算都是具体的解，很简单的，而且完全符合奇点定理的条件。因此，这里的矛盾不解决，那么研究黑洞的赌就打得太大了。如果张老师有什么得意的代表作，也不妨介绍几篇，大家一起鉴赏鉴赏。

张老师还是研究宇宙学的，恰好我也做过一点研究[6]。我的论文的结论应该是很刚性的。这篇论文曾经投稿到CPB，以下是审稿意见和回复，除了讨论论文本身的科学性，还想顺带请教大家，现在物理界的观点到底是不是还“科学”。在后来的中文稿中，我把我的观点是明确了：“本文的显著特点是展示了逻辑和抽象的力量。逻辑关系是现实中因果关系的反映和拓展，是科学大厦的基石，是科学研究不可抗拒的原则。只要前提正确有效，逻辑结论就必定是对的；如果结论相互矛盾，理论就必定存在问题。由于过度的实用主义开发，物理学界在很大程度上被量子论的繁荣景象和奇怪观点所迷惑，以致认为科学可以异想天开、不必受逻辑规则约束，因此做了大量的无用功。宇宙学发展至今，具体物质模型指数增长，形式上越来越复杂，让人莫衷一是。本文摆脱具体物质模型的局限性，利用质量和压力的一般性质来抽象地分析动力学方程，从而得到了关于宇宙结构参数的具体数值和演化趋势。如果按传统的研究具体物质模型的方式，将会走很长的弯路，并且很难得到上述结论。”