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科学正成为自身成功的牺牲品

已有 3662 次阅读 2017-12-1 16:00 |个人分类:开卷有益|系统分类:科研笔记

科学正成为自身成功的牺牲品

——《科学的终结》读书笔记之二

刘新宇

一、进步的终结

科学正以前所未有的速度发展,满面春风地迎向它的黄金时代,知识产生更多的知识,力量导致更大的力量。但是,科学领域内的很多分支学科,都不是永无止境的事业。

化学就是如此:“尽管化学反应总数十分庞大,反应所经历的过程更是种类繁多,但是化学的目的是理解决定这些分子行为方式的规律,这一目标显然不是无止境的,而且在20世纪30年代就已经由化学家波林(Linus Pauling)阐明:所有化学反应都可以用量子力学的术语加以解释。”这是分子生物学家岗瑟·斯滕特(Gunther Stent)的观点。

斯滕特是加利福尼亚大学伯克利分校的一位生物学家,于20世纪50年代在伯克利创建了第一个分子生物学系。1924年他生于德国柏林的一个犹太家庭,1938年逃离德国,移居美国芝加哥,并在伊利诺斯大学获得化学博士学位。同很多著名的分子生物学家一样,他也是在阅读了薛定谔《生命是什么?》这本著作之后,忽然对遗传的奥秘入了迷。

科学不是永无止境的事业,它越来越接近自身的极限。对于自己从事的生物学领域,斯滕特这样认为:“DNA双螺旋结构的发现以及遗传密码的破译,已经解决了遗传信息代际传递的基本问题,生物学领域只剩下三个重大问题:生命怎样产生,单细胞的受精卵如何发育成多细胞生物,中枢神经系统如何加工信息。这三个目标实现后,生物学的基本使命也就完成了。”至于进化生物学,“在达尔文发表《物种起源》时就已经基本完成了。”

斯滕特认为物理学与生物学不同,似乎可以是永无止境的,物理学能够日益深入地探索物质的内部结构,天文学家也总能努力地观测更加遥远的宇宙。但问题是收集这些数据的成本会越来越高,而相关理论越来越让人难以理解,应用的可能性也越发遥远。

当特定的科学领域产生的成就越来越少时,科学家探索世界的动力也就越来越弱,社会给予的支持也会越来越少。随着社会变得日益富裕和舒适,选择日益艰难的科学之路的年轻人会越来越少,多数人可能会更倾向于享乐主义,甚至会沉迷于毒品和电子产品所带来的虚幻世界。总有一天,社会将因此失去进步的动力。

二、常见的诘难

对科学即将终结的言论,最常见的诘难就是“一百年前就有人这样想过”。这种诘难的大意是:在19世纪末,就有物理学家认为已经了解了世界的一切,但进入20世纪,相对论和量子力学相继发现,使得牛顿物理学黯然失色。因此,有谁敢宣称科学即将终结,结果一定会证明他就像19世纪末的物理学家一样目光短浅。

实际上,历史记载表明,19世纪末的的物理学家并没有认为他们已经知道了一切,所谓物理学家终结论观点的证据,不过是1894年阿尔伯特·迈克尔逊(Albert Michelson)一次演讲:“大部分重大的基本规律已经牢固地建立起来,……未来的物理学真理必须到小数点后六位中去寻找。”

有趣的是,正是迈克尔逊的光学实验,启发了另一位阿尔伯特的狭义相对论。其实,当时大部分物理学家正在兴致勃勃地争论着基础理论问题,迈克尔逊之所以发表上述言论,只不过是因为他自己两耳不闻百家论,一心只做光实验。一百年前的绝大多数物理学家,并没有想过科学会终结这个问题。

一百年前,肯定没有人会想到未来会出现电视机、计算机和航天飞机。今天科学的无比辉煌,让很多人认为科学是无限的,不可能终结。然而有一种非常好的方式对此进行驳斥。早期探险家无法发现地球的边界,因而认为地球是无限的,但是事实并非如此。现在天文学家无法发现宇宙的边界,因此就推断宇宙是无限的,这很可能也是错的。

科学所取得的巨大成就,的确让人觉得它无所不能。但是因此推断出科学无极限,就存在很大的风险了。事实上,科学正在接近它所无法逾越的障碍,那里就是科学的边界。

三、成功的代价

本特利·格拉斯(Bentley Glass),美国科学进步促进会(《科学》杂志主办机构)主席,著名生物学家。1971年,他在《科学》上发表文章宣称:“我们就像某个巨大大陆的探险者,已经跋涉过其中的大部分土地,现已抵达其边缘,主要的山脉和河流都已绘入大陆的版图中。虽然仍有无数细节需要补充,但是无尽的地平线已经不复存在。”在这篇文章中,格拉斯清晰地表达了科学是一项有限的事业。

8年后,他又为科学终结论找到了支持证据,他对生物学相关发现的数据进行分析,表明生物科学中发现的速度逐渐减缓,而科研人员的基金则成指数型增长,两者极不对称!“我们被科学的辉煌成就深深打动,以至于看不到科学正进入收益递减的时代。为了维持科学的进步,我们必须投入越来越多的人力和物力。”

现在,对于物理学、化学和生物学等领域里的纯科学研究,已经进入了收益递减的时代。影响其未来发展的最大障碍,恰恰是它过去的辉煌成就。科学帝国的版图已经基本勾画完成,在未来的岁月里,想要发现新大陆,并足以与达尔文、爱因斯坦或沃森与克里克所发现的相媲美,难上加难。




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