理查德·費曼：科學的不確定性

HYPERLINK"/"/理查德?費曼：科學的不確定性我想直截了當地就科學對其他領域各種思想的沖擊這一主題談談我自己的看法，這也是約翰?丹茨先生特別希望探討的議題。在這個系列講座的第一講里，我將討論科學的本質，特別是要強調其中存在的可疑性和不確定性。在第二講里，我將討論科學觀點對政治問題特別是對國家的敵人的影響，以及對宗教問題的影響。而在第三講中，我將描述我是如何看待這個社會的一一我想說的是，一個從事科學的人是如何看待這個社會的，但這只是我個人的實際感受一一此外我還將談到未來的科學發(fā)現(xiàn)有可能產生什么樣的社會問題。對于宗教和政治我知道些什么呢？你們學校物理系的和其他地方的一些朋友取笑我說：“我們也想來聽聽你講的啥。我們還從來不知道你對這些問題這么有興趣?！碑斎?，他們的意思是指我對這些問題感興趣，但我未必敢說出來。人們在談論某一領域中的思想觀念對其他領域思想觀念的影響時，搞不好就會丟人現(xiàn)眼。在當今這個強調專業(yè)化的時代，很少有人能夠深入掌握兩個不同領域的知識，從而使自己立于不敗之地。今晚我在這里要描述的都是些古老的觀念。這些觀念差不多早在17世紀就被哲學家們談論過。那么為什么還要重復討論這些觀念呢？這是因為每天都會有新一代的人出生。因為人類歷史上形成的這些偉大觀念需要我們特意地、明確地、一代一代地傳承下去，否則就會失傳。許多古老的觀念已成為常識，沒必要再予討論或解釋。但我們環(huán)視周圍就會發(fā)現(xiàn)，那些與科學發(fā)展問題相聯(lián)系的觀念則并不是每個人都能正確理解。誠然，很多人都懂科學。特別是在大學里，大部分人都明白科學意味著什么，也許你就是其中之一，本不該來聽我絮叨。要講清一個領域的觀念對另一領域的影響很不容易，我將從我了解的科學現(xiàn)狀開始講起。我確實了解科學，知道它的思想和方法，它對待知識的態(tài)度、它進步的動力以及它對心智的訓練。因此在這第一講里，我想談一談我所理解的科學。我會把那些較為出格的議論放到下兩講里去，我猜想，屆時聽眾會較少?？茖W是指什么呢？這個詞通常用來指下述三種情形之一，或是這三種情形的綜合。我不認為我們需要說得十分精確一一過于精確并不總是一個好主意。有時候，科學是指發(fā)現(xiàn)事物的具體方法，有時則是指從所發(fā)現(xiàn)的事物中產生出來的知識，最后它還可能是指你發(fā)現(xiàn)一事物之后可以做的新東西，或是你創(chuàng)制新事物這一過程本身。這最后一個方面通常稱為技術——但如果你讀一讀《時代》（Time）雜志的科學欄目，你會發(fā)現(xiàn)，約有50%的內容是談發(fā)現(xiàn)了什么新東西，還有50%是談有什么新東西可以做或正在做。因此科學的通俗定義也包含部分技術內容。我想按相反的順序來討論科學的這三個方面。我將從你可以做的新事物一一也就是說，從技術一一開始談起?？茖W最明顯的特征是它的應用特性?？茖W帶來的結果是使我們有能力做許多事情。這種能力的效果幾乎用不著多做解釋。離開了科學發(fā)展，整個工業(yè)革命幾乎就不可能發(fā)生。今天，我們能夠生產出供應如此眾多人口所需的充足的糧食，能夠控制疾病一一而所有這些事實都是在不必限制人身自由、不必像奴隸般全力生產的條件下取得的一一這些事實之所以成為可能，可以說都是生產手段的科學發(fā)展的結果。但是，這種做事的能力卻并不附帶如何運用它，是用它來為善還是為惡的說明，因此結果是好是壞全在于如何運用它。我們都樂見改進生產工藝，但由此卻帶來了自動化的問題；我們都對醫(yī)學的發(fā)展感到滿意，但轉眼就為新生兒的數量之多感到擔憂，擔心疾病的滅絕會因此沒有人死亡。還有，同樣是掌握了細菌知識，有些人則躲在秘密實驗室中拼命工作，以期培養(yǎng)出沒人能對付的病菌。我們?yōu)楹娇者\輸業(yè)的發(fā)展感到高興，那些大飛機真是令人印象深刻，但我們也意識到空戰(zhàn)的恐怖。我們對國家間的通信能力感到歡欣鼓舞，接著卻擔心容易被監(jiān)聽。我們對人類進入太空感到興奮不已，但這一領域無疑也將遇到麻煩。所有這些不平衡中，最有名的當屬核能的發(fā)展以及由此帶來的明顯問題了?？茖W到底有什么價值？我認為，做事能力總是有價值的，至于結果是好是壞則取決于它如何被運用。但能力本身是有價值的。我曾在夏威夷被帶去參觀一座佛教寺廟。在廟里有人對我說，“我要告訴你一個你永遠不會忘記的事實?！比缓笏f，“上帝給了每一個人開啟天堂之門的鑰匙。這把鑰匙也同樣能打開地獄之門。”這句話同樣適用于科學。在某種程度上，科學是開啟天堂之門的鑰匙，但它同樣可以打開地獄之門。我們沒有得到任何指點來知曉哪個門是通往天堂之門。但為此我們就該把鑰匙扔掉，從此放棄進入天堂之門的求索？抑或我們該就什么是運用這把鑰匙的最佳方式繼續(xù)爭論？這當然是個非常嚴肅的問題，但我認為，我們不能就此否認這把天堂之門的鑰匙本身的價值。所有關于社會與科學之間關系的重大問題都在上述討論的范圍之內。當科學家被告知，他必須更多地負起社會責任時，指的往往就是科學的應用方面。如果你從事的是開發(fā)核能的工作，你就必須認識到它也可以為害。因此在由科學家進行的這類討論中，您會預料到這可能是最重要的議題。不過，我不想在此進一步談論這一點了。我認為將這些問題看做是科學問題顯然夸張了。它們更應當看成是人道主義問題。事實上，如何運用這種能力是明確的，但如何控制它則不那么顯然，后者已不屬于科學范疇，不是科學家很懂的事情。讓我用一個例子來說明為何我不想談論這些。前些年，大約在1949年或1950年前后，我在巴西教授物理學。當時有一個所謂“點四”項目，非常令人振奮一一每個人都打算去援助欠發(fā)達國家。當然這些國家需要的是技術訣竅。在巴西，我住在里約市。里約的山上有不少由舊招牌拆卸下來的碎木塊等搭建的居所，住在這里的人極為貧困。他們沒有下水道，也沒有水。為了用水，他們得頭頂著舊汽油箱下山，到正在蓋新樓的建筑工地去取水，因為攪拌水泥要用水。人們將油箱注滿水然后再把它們提上山。過后不久，你會看到有水從山上骯臟的污水管流下山來。/整個情形非?？蓱z。緊挨著這些小山就是科帕卡巴納海灘上令人心動的建筑群，漂亮的公寓……我對“點四”項目的朋友說：“這該是個技術方面的問題吧？難道他們就不知道如何修一條水管把水引上山？難道他們就不知道鋪設水管到山頂后，至少可以拎著空箱子上山然后把裝滿臟水的水箱帶到山下？”因此，這不是個技術問題。我們之所以可以肯定，是因為在緊鄰的公寓樓里就有管道，有泵?，F(xiàn)在我們認識到，這是一個經濟援助的問題，但我們不知道這種經濟援助是否真的有效。在每座山頂建一條管道和水泵成本是多少？這種問題在我看來似乎不值得在這里討論。雖然我們不知道如何解決這個問題，但我要指出，我們已試著做了兩件事：技術支持和經濟援助。盡管這兩方面結果都不是很理想，但我們還會嘗試別的東西。正如隨后你將看到的，我覺得這一點令人鼓舞。我認為，不斷嘗試新的解決方案就是解決一切問題的途徑。這些是科學的實際應用方面，也就是你可以做的新的事情。其道理是如此明白，我們沒必要繼續(xù)討論下去了?？茖W的另一個方面是它的內涵，即迄今人類已取得的發(fā)現(xiàn)。這是成果，是黃金，是令人振奮的寶藏，是你訓練有素的思考和辛勤工作所獲得的回報。這種科學工作不以致用為目的，而是為了獲得新發(fā)現(xiàn)帶來的那股興奮勁兒。也許你們大多數人都了解這一點。但是對那些還不了解這一點的人來說，要讓我在一次演講中就讓他領悟到科學的/這一重要方面，這種令人興奮的體驗，科學發(fā)展的真正動因，幾乎是不可能的。不明白這一點的人是沒法把握科學實質的。你只有了解并能夠鑒賞我們這個時代的這一偉大的激動人心的非凡經歷，你才會懂得科學的精髓，才能理解科學與其他事物的關系。你應當明白，科學活動就是一次巨大的探險，一種沖破約束、令人激動的探索，否則你就談不上生活在這個時代。你是不是認為這很乏味？其實不是這樣。要將科學表達清楚是最困難的，但我也許可以給出一些有關的概念。我們隨便找個概念從哪說起都行。例如，古人認為大地是大象的背，這頭大象則站在一頭在深不可測的海面上四處游弋的海龜的背上。當然，大海又是靠什么支撐的則是另一個問題。這個問題古人答不上來。古人的這一信念是想象力的結果。這是一種充滿詩意的美好想法。再看看我們今天是怎樣看待這一問題的，你會覺得乏味嗎？世界是一個轉動著的球，整個球面上站滿了人，有些人倒立著。我們就像是爐火前的烤肉叉在不停地轉動。我們圍繞太陽在旋轉。這是不是更浪漫，更令人興奮？那么是什么支撐著我們不掉下去呢？是引力。引力不只是地球上才有的東西，而且是使地球從一開始就成為球狀，使太陽不至于分崩離析，使地球圍著太陽運行永遠不會脫離軌道的東西。引力不僅支配著恒星，而且支配著恒星之間的關系，無論多遠，無論在什么方向上，它都能讓它們在巨大的星系里各就其位。已經有很多人描述過我們這個宇宙，而且還將繼續(xù)描述下去。宇/宙未知的邊緣就像前面詩情畫意般描述的深不可測的大海的海底一一一樣的神秘，一樣的給人以啟迪，也一樣的不完整。但是，大自然的想象力之雄闊遠非人類可比。沒有人能夠想象出大自然會是如此壯美，如果他沒有通過觀測對此有所了解的話。再譬如地球和時間。想必你已經通過詩人的描寫了解了什么是時間，但那種時間概念怎可與真實時間一一那種漫長的演化過程一一的內容之豐富相比？哦，也許我說得太快了點。這么說吧，起先，地球上沒有任何生命活動。幾十億年間，這顆星球就這么旋轉著，日升日落，波濤翻滾，大海的喧囂沒有任何活物來欣賞。你能想象出，或是能品味或設想一個沒有生命的世界會有什么意義嗎？我們都習慣于從生命角度來看世界，這使我們無法理解沒有生命將意味著什么，可是在相當長的時間里，這個世界就是在沒有生命的情形下度過的。而且在宇宙中的大部分地方，今天仍是什么生命都沒有。就拿生命本身來說，生命的內部機制和各部分的化學組成是十分完美的。業(yè)已證明，所有生命都是與其他生命相互關聯(lián)著的。葉綠素是植物進行氧處理過程的重要的化學物質。它具有正方形結構，這種漂亮的環(huán)結構稱為苯環(huán)。與植物相去甚遠是像我們人這樣的動物，而在我們人體的含氧系統(tǒng)即血液中，血紅蛋白也具有同樣有趣而奇異的正方形環(huán)結構。只不過環(huán)的中心是鐵原子而不是鎂原子，因此它們不是綠色而是紅色的，但它們的環(huán)結構完全相同。細菌的蛋白質和人體的蛋白質是相同的。事實上，最近發(fā)現(xiàn)，細菌制造蛋白質的機制可以接受來自紅細胞物質發(fā)出的指令來產生血紅蛋白。各種生命形式之間就是這樣接近！生物在深層次化學結構上的這種共性確實非常神奇而完美。但長期以來我們人類卻一直驕傲得甚至看不到我們與其他動物之間的這種親緣關系。再說說原子。那叫一個漂亮一一晶體里以某種模式重復排列的小球可以延綿數英里長。看上去寧靜不動的東西，比如蓋著蓋子的玻璃杯里的水，可以放在那里好幾天，但其實是無時無刻不在運動。原子脫離液面，又反彈回水里。在我們肉眼看起來平靜的現(xiàn)象實則充滿了混亂和劇烈的運動。還有，也已發(fā)現(xiàn)，整個世界都是由相同的原子組成的，恒星的組成也和我們一樣。這就帶來了一個問題：這些物質來自何處？這里不是說生命來自何處，也不是說地球來自何處，而是要追問形成生命和地球的物質來自何處?？雌饋砗孟窨梢哉J為，它們來自某些恒星爆炸噴射出的碎片，就像我們今天看到的恒星爆炸時的情形一樣。這些碎片在4.5億年的時間長河里不斷演化著，最后變成現(xiàn)在這樣：一奇異的生物拿著器具站在這里對著號稱聽眾的奇異的生物進行宣講。世界夠奇妙吧！我們再以人類生理學為例。其實我說什么區(qū)別都不大。如果您看事情足夠仔細，你會看到，沒有任何東西能比科學家經過艱苦努力發(fā)現(xiàn)的真理更令人振奮的了。在生理學里，你可以設想一下泵血過程。女孩子在做劇烈的跳繩運動時，體內會發(fā)生什么變化呢？血被泵出，交錯連接的神經系統(tǒng)會很快將肌肉神經的反應回饋至大腦，說，“現(xiàn)在我們已經觸及地面，/趕緊提高血壓，否則就要傷到腳后跟了。”當女孩上下跳躍時，還有另一組肌肉系統(tǒng)在工作，與之相連的另一組神經在數數：“一，二，三，奧利里，一，二，……”她在做這些的同時，也許還在對看著她的生理學教授微笑。這也是泵血和肌肉神經反應的過程！然后再說說電。正電與負電之間的吸引力是如此強大，以至于在所有正常物質中，全部正電與全部負電達到精確的平衡，每種電荷都緊拉著另一種電荷。在很長一段時間里，甚至沒有人注意到電現(xiàn)象，只是在摩擦琥珀后發(fā)現(xiàn)它能吸起紙片。然而今天，我們在擺弄這些東西時發(fā)現(xiàn)，這里頭還真有大量機理存在著?？上н@些科學機理還不能徹底被欣賞。舉個例子，我讀過法拉第的《蠟燭的化學史》，一本根據他前后6次為青少年做的圣誕節(jié)講座編成的書。法拉第演講的要點是，不管你觀察什么，只要你觀察得足夠仔細，你就會涉及整個宇宙。由此，他通過觀察蠟燭的每一個特點，搞懂了燃燒、化學等。但這本書的序言在描述法拉第的一生和他的一些發(fā)現(xiàn)時卻解釋說，法拉第發(fā)現(xiàn)，化學物質電解時所必需的電量與被電解的原子數和電離價之積成正比。這篇序言還進一步解釋說，他所發(fā)現(xiàn)的原理今天已應用于鍍銘和鋁陽極氧化著色，以及其他數十項工業(yè)應用中。我不喜歡這種陳述。我們還是來聽聽法拉第自己是怎么論述他的發(fā)現(xiàn)的：“物質的原子以某種方式被賦予電性或與電能相關聯(lián)，并因此顯露出它們最顯著的特性，其中就包括它們相互間的化學親和力?！狈ɡ诎l(fā)現(xiàn)了使原子如何結合在一起的東西，這個東西也決定著鐵和氧的結合并由此形成氧化鐵，其中一些帶正電，另一些帶負電，它們按一定的比例彼此吸引。他還發(fā)現(xiàn)，原子中的電荷是按單位出現(xiàn)的。這兩者都是重要的發(fā)現(xiàn)，但最令人興奮的是，這兩個發(fā)現(xiàn)成了科學史上最富戲劇性的罕見時刻之一：兩大領域走到一起，得到統(tǒng)一。法拉第突然發(fā)現(xiàn)，表面上兩個明顯不同的兩件事情實則為同一件事情的不同方面。有人研究電學，有人研究化學。突然人們發(fā)現(xiàn)它們是同一件事情一一電性力導致化學變化一一的兩個方面。今天人們仍然是這么理解的。因此，單說這些原理僅被用在鍍銘上是不可原諒的。正如你們知道的那樣，生理學上一有新發(fā)現(xiàn)，報紙就會以標準的字句刊出：“發(fā)現(xiàn)者說，這項發(fā)現(xiàn)有可能用于治療癌癥。”但報紙卻不能說明這項發(fā)現(xiàn)本身的價值。試圖理解大自然的運作方式是對人類的推理能力的最大考驗。它涉及許多奇技妙想。你必須走過邏輯的美麗索道來避免在對將要發(fā)生的事情進行預測時出錯。量子力學和相對論的一些概念就是這方面的例子。這一講的第三個方面是談科學作為發(fā)現(xiàn)的方法。這個方法是基于這樣一條原則：觀察是判斷某種東西是否存在的判官。如果我們認識到觀察是一個概念的真理性的最終判據，那么科學上的所有其他方面和特征就都可以直接得到理解。但是，這里所用的“證明”其真正含義是“檢驗”，就如同100度的酒，這里100度是對標準酒精含量的一種檢驗。對當今的人來說，這個概念應該被解釋為“通過例外情形來檢驗法則?！被蛘邠Q一種說法，叫“用例外情形來證明該法則是錯/的?！边@是一條科學原理。就是說，如果某項法則出現(xiàn)了一個例外，而這個例外又能夠通過觀察得到證實，那么該法則就是錯的。任何法則的例外情形本身是最有趣的，因為它向我們表明舊的法則是錯的。于是最令人興奮的事情就是去尋找什么是正確的法則，如果這種正確法則存在的話。人們通常在能夠產生類似結果的其他條件下來研究例外情形。科學家總是試圖找出更多的例外情形，并確定這些例外的特性，這是一個隨著研究進展能給人帶來持續(xù)不斷的興奮的過程?？茖W家不會設法掩飾既定法則的錯誤，實際情形正好相反，找出例外才會帶來進展和興奮?？茖W家總是試圖盡快證明自己錯了。以觀察為判決者這一原則為哪些是能夠回答的問題施加了一道嚴格的限定。這些問題只限于如下情形，你可以這樣問：“如果我這樣做，會有什么結果？”可以有好些方法用來嘗試。而像“我該這么做嗎？”或者“這么做值嗎？”這樣的問題就都不屬于這種情形。但如果一件事情不是科學性質的，如果它不能通過觀察得到檢驗，這并不意味著它是死路一條，是錯的，或是愚蠢的。我們不是要證明科學的就是好的，其他的都不好?？茖W家研究所有通過觀察可以分析的事情，因此能稱為科學的事情都能夠被發(fā)現(xiàn)。但是那些無法通過觀察來分析的事情則排除在外。這并不是說這樣的事情不重要。事實上，它們在許多方面非常重要。例如在決定采取行動前，你必須下定決心，因此總會涉及“應當”的問題，這個問題就不能單獨用“如果我這樣做，會有什么結果？”的方式得到答案。你會說，“當然可以，你看到會發(fā)生什么，然后決定是否讓它發(fā)生?！钡沁@一步正是/科學家無能為力的。您可以搞定會發(fā)生什么，但你必須決定你是否希望這樣的結果。遵循以觀察作為判定依據這一原則進行的科學研究會帶來一系列技術上的結果。例如，觀察不能太粗糙。你必須非常小心。儀器里可能有一些沾上灰塵的地方，從而使觀察對象的顏色發(fā)生變化；而這是你不曾預想到的。你必須非常仔細地檢查觀察條件，完了之后還須復查，以確保你掌握所有條件，并且不會發(fā)生誤解。有意思的是，這種徹底性，盡管是一種美德，往往還是會被誤解。當有人說某件事已經得到了科學處理時，他的意思往往是這件事得到了徹底處理。我聽到有人說德國對猶太人的滅絕進行得很“科學”，其實這與科學一點都不沾邊，只不過是強調進行得很徹底。因為這其中不涉及先進行觀察然后檢查結果從而確定事情的問題。如果按照這種理解，那么早在科學遠不像今天這么發(fā)達，觀察也不像今天這么受重視的古羅馬時代和其他時期，就已經有這種“科學”的大屠殺存在了。因此在這種情況下，人們應該用“徹底”或“徹徹底底”而不是用“科學”來修飾。如何進行觀察有許多專門技術，常說的所謂科學哲學就是討論這些技術問題的。對觀察結果進行解釋就是其中的一個例子。例如有個很著名的笑話是說一個男人向他的朋友抱怨說，他發(fā)現(xiàn)了一個神秘的現(xiàn)象：他農場里的白馬要比黑馬吃得多。為此他很擔心，而且對此感到不解。后來他的朋友提醒他，可能他養(yǎng)的白馬要比黑馬多。這聽上去有些可笑，但想想我們在進行各種判斷時有多少次犯下了類似的錯誤。你說“我姐姐得了感冒，并在兩周內……”，其實你想一想，這是不是也是這樣一種情形。科學推理需要一定的訓練，我們應該開設這種訓練，因為在今天即使是最低級的這類錯誤也是不必要的。科學的另一個重要特點是它的客觀性?？陀^地審視觀察結果是非常必要的，因為作為實驗者你可能會偏愛某些結果。您做了幾輪實驗，但由于存在各種不確定性，譬如落有灰塵，因此每次結果都會不一樣。你不可能控制一切條件。但你希望出現(xiàn)某種特定的結果，因此當這種結果出現(xiàn)時，你就會說，“看見吧，就是這結果?！蹦阍僮鲆槐閷嶒?，結果不同。那是因為你前面的實驗也許受到污染，但你忽略了它。這些事情似乎顯而易見，但人們在確定科學問題或跟科學沾點邊的問題時卻對此沒有給予足夠的重視。例如，在你分析股票漲跌是不是因為總統(tǒng)說過或沒說什么的問題時，就可能是這種情形。另一個非常重要的技術性要點是，法則越具體就越有趣。理論陳述得越明確，就越有興趣得到檢驗。如果有人提出說，行星之所以圍繞太陽轉，是因為所有的行星物質都有一種運動傾向，一種變動不居的特性，我們把它叫做“活力勁兒（oomph）”。這個理論也可以解釋其他一些現(xiàn)象，因此是一個好的理論，是不是？不，與行星繞日運行是因為受到向心力的作用，這種向心力的大小反比于到中心距離的平方這樣的命題相比，前者可以說是一無是處。第二個理論之所以較好，是因為它很具體，很明顯這絕非偶然。它說的如此明確，以至于只要運動出現(xiàn)一丁點誤差就可以判明其對錯，除此之外這些行星可以隨意擺動。但根據第一種理論，對這種擺動則解釋成，“嗯，‘活力勁兒’的行為是有點古怪?！币虼耍▌t越具體，其威力就越強大，同時也就越容易出現(xiàn)例外情形，因而也就越有趣，越值得檢驗。語詞可以變得毫無內容。如果一堆語詞像“活力勁兒”例子那樣堆砌起來，我們從中得不到任何明確的結論，那么，這些語詞構成的命題就幾乎毫無意義可言，因為你根據該事物具有好動的秉性這一斷言就可以解釋幾乎任何事情。哲學家對此有過很多論述，他們說每個詞必須有非常準確的定義。其實我不太同意這個觀點。我認為極端精確的定義通常是不值得的，有時是不可能的一一實際上大多數情況下都是不可能的，但在這里我不想就這個問題繼續(xù)討論下去。許多哲學家在談到有關科學的問題時，大多數內容其實是關于如何確保某種科學方法行之有效這樣的技術層面的問題。至于這些技術要點是不是適用于不以觀察作為判據的領域就不得而知了。我不會說任何事情都要用觀察檢驗的方法來判定。在不同的領域，斟詞酌句或法則的具體性等也許并不是這么重要。我說不好。在上面所談的內容里，有很重要的一點我沒談到。我說觀察是一個概念是否含有真理的判決者，但這個概念從何而來的呢？科學的快速進步和發(fā)展要求人類發(fā)明出一些東西用以檢驗。在中世紀，人們認為只要多做觀察，觀察結果本身就會產生出法則。但這種做法并不有效。在這里想象力更為重要。因此接下來，我們要談的是新概念從何而來。實際上，重要的是要有新概念，至于它/們從何而來并不重要。我們有辦法檢驗一個概念是否正確，這與它來自何方不相干。我們只管檢查它是否與觀察結果相抵觸。因此在科學上，我們對一個概念是怎么產生的并不感興趣。不存在決定什么是好概念的權威。我們早已不需要通過權威來確定一個概念的正確與否。我們可以參考權威的意見，請他提出某些建議。然后我們可以嘗試這些建議，看看它們是不是正確。如果不正確，甚至更糟糕一一那么，“權威”也就失去了其“權威”。起初科學家之間的關系充滿爭執(zhí)，因為他們屬于一群最能辯的人。例如，早期物理學就是這種情形。但今天物理學界里的關系則非常好?？茖W論戰(zhàn)可能會充滿著笑聲，爭論雙方都有不確定性，雙方都在構思實驗并打賭說會出現(xiàn)什么結果。在物理學里，積累的觀測數據是如此豐富，你幾乎不可能想出什么新概念，它既不同于此前已有的概念，又能夠與現(xiàn)有的所有觀察結果相一致。因此，如果你從什么地方的什么人那里得到了新東西，你只會高興，不會爭論說為什么其他人說什么什么的。許多學科還沒有發(fā)展到這一步，而是有點類似于物理學初期的情形，當時有很多爭論，因為沒有那么多觀察結果可憑據。我提出這一點是因為這是一個有趣的現(xiàn)象：人與人之間的關系，如果有一套獨立的檢驗真理的方式，就會變得不那么爭論不休。大多數人都覺得奇怪，在科學上，人們并不關心某個概念提出者的背景，或他提出這一概念的動機。你只需要聽，如果這個點子聽起來值得一試，而且可以一試，它與眾不同，卻并不明顯與以前的觀察結果相抵觸，那么它就會令人興奮并值得去試。你不必在意他研究了多久，為什么他會找到你來討論。從這個意義上說，這個想法出自何處無關緊要。它們的真正源頭是未知數，我們稱之為人類大腦的想象力，一種創(chuàng)造性的想象力一一要說它是已知的，那它就是一種“活力”。令人驚訝的是人們不相信科學研究中存在想象力。這是一種非常有趣的想象力，它不同于藝術家的想象力。發(fā)揮這種想象力最難的是你要構想出一種你從來沒有見過的東西，它的每一個細節(jié)都與已有的東西相一致，但它本身則與所有已能想到的不同。此外，它必須非常明確，而不是一個模糊的命題。這確實困難。順便說一句，我們有各種可進行檢驗的法則這本身就是個奇跡。有可能找到一條法則，如萬有引力的平方反比律，就是某種奇跡。我們對這條法則可能并不完全知其所以然，但它能提供預測的可能性一—這意味著它能告訴你在你還沒進行的實驗中你能預期會發(fā)現(xiàn)什么。有趣的是，同時也是絕對不可或缺的是，各種科學法則之間是相互一致的。由于觀測結果具有同一性，因此對同一個現(xiàn)象不可能出現(xiàn)一條法則預言的是這種結果，而另一條法則預言的則是另一種結果。因此，科學不是某個專家的專利，它完全是普適的。我在生理學中討論原子，在天文學、電學和化學里也討論原子。它們都具有普適性，都必須相互一致。你不能用不能由原子構成的新事物來作為開端。有趣的還有，推理在猜測法則的過程中很有用，各種法則，至少在物理學里是這樣，會因此變得減少。我在前面給了將化學里的一條法則和電學里的一條法則合而為一的例子，這是減少法則的一個很好/的例證。但還有更多的例子。描述自然的法則似乎都具有數學形式。這不是以觀察結果作為判據的結果，也不是科學所必需的一種特性。而只是表明，至少在物理學領域是這樣，你可以將定律寫成數學形式，這樣會具有強大的預測能力。至于大自然為什么是數學的，同樣也是一個未解之謎?，F(xiàn)在我要談一個重要問題，那就是舊有的定律可能是錯的。觀察怎么會不正確呢？如果它已得到仔細檢查，結論又怎么會不對呢？為什么物理學家總在變更定律呢？答案是，第一，定律不是觀察結果；第二，實驗總是不精確的。定律都是猜中的規(guī)律和推斷，而不是觀察所堅持的東西。它們只是好的猜想，到目前為止一直都能通過觀察檢驗這副篩子。但后來知道，眼下的這副篩子的網眼要比以前使用的更小，于是這條定律就過不去了。因此說，定律都是猜測出來的，是對未知事物的一種推斷。你不知道會發(fā)生什么事情，所以你需要猜測。例如，我們一度曾認為一一人們發(fā)現(xiàn)一一運動不會影響到物體的重量，就是說，如果你旋轉一個陀螺并稱量它，然后在它停止后再稱量它，結果稱出來的重量相同。這是一個觀察的結果。但是你不可能將物體重量精確到小數點后無限多位，譬如十億分之一。但現(xiàn)在我們知道，旋轉的陀螺要比靜止的陀螺重不到十億分之一。如果陀螺旋轉得足夠快，使得邊緣速度接近每秒186000英里（即光速——譯注），那么重量增加的就很可觀了一一但現(xiàn)在我們還做不到這一點。第一次對比實驗是陀螺的速度遠低于每秒186000英里的條件下進行的。轉動的和靜止的陀螺質量讀出來都一樣，于是人們猜想，質量不隨運動/狀態(tài)而變化。多么愚蠢！真是一個傻瓜！這只是一種猜測，一種外推。他怎么會做出如此不科學的事情來？其實這里無所謂不科學，只是不確定。不做猜測那才真叫不科學呢。人們一定會這么做，因為在這里推斷是唯一真正有價值的事情。只有面對尚未有人嘗試過的局面來預言將會發(fā)生什么事情，才值得去做。如果你能告訴我的只是昨天發(fā)生的事情，這種知識沒有什么真正的價值。有用的知識必須是，如果你做了一些事情，就能告訴我明天會發(fā)生什么一一這不僅必要，而且也很好玩。只是你必須愿意承擔出錯的風險。每一條科學定律，每一條科學原理，每一項觀察結果的陳述都是某種形式的刪繁就簡的概述，因為任何事情都不可能得到準確的描述。上述那位猜測者只是忘了他本該這樣來陳述定律："只要物體的速度不是太大，物體的質量就不會有明顯變化?！边@種游戲就是先制定明確的法則，然后再看它是否能通過觀察之篩。因此，這里具體的猜測是，質量從不改變。多么令人興奮的可能性！不管實際情形是不是如此，它都沒有害處，只是不確定。而不確定性并不造成損害。提出一種猜測盡管不確定但總比什么都不說要好。有必要指出，實際情形也確實是這樣，我們在科學研究中所說的