心怀宇宙天地宽分享 http://blog.sciencenet.cn/u/陈学雷 国家天文台研究员,从事宇宙学研究

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相信科学 精选

已有 9880 次阅读 2008-3-22 10:17 |个人分类:科教评论|系统分类:科研笔记

有一位叫“鸿飞冥冥”的网友(我想与王鸿飞兄应该没有关系)给我留言,说
大爆炸”只是目前解释宇宙起源的一种理论,而且是不完善的、尚有许多漏洞的理论,未必真的符合事实。我们姑且把它看成是当今诸多理论中略占上风的一种罢了。如果真要制作成电视节目,把它当成唯一正确的或者唯一有价值的理论,灌输给电视观众,则是对其它理论的不公平!也是对观众的误导!
如果计划重播,我希望除了加入对其它理论的介绍外,也应该支出“大爆炸”理论存在的不足——比如:事实上观测结果不仅有红移,也有蓝移;多普勒效应是否真的适用于光?哈勃常数允许天体退行速度大于光速(只要尺度够大),这是怎么一回事?等等。

我的回复是这样的:
大爆炸理论在今天已经得到充分的证实。对于了解它的天文学家来说,它的地位,大概和粒子物理里的标准模型,化学里的分子学说,生物里的基因学说差不多。它不是什么“诸多理论里稍站上风的一种”,而是现在根本没有什么值得一提的竞争对手,它曾经的多个竞争对手早已被观测所否定。很多人之所以还误以为宇宙大爆炸还只是”一种稍站上风的理论”,正是由于我们过去的科普严重落后于科学研究的发展,现在有些在网上流传的关于宇宙学的“科普”文章采用的观点还是上世纪60年代的观点。

现在物理学家和天文学家所讨论的问题,都是基于大爆炸理论框架的更深入的问题,而不是再争论大爆炸理论本身,正如我们今天不会再去就燃素说和分子运动论进行争论,也不会在科普热力学的时候再把燃素作为一种可能的科学理论加以介绍。

至于你说的这些,根本不是什么大爆炸理论的问题,而是一些常见的对大爆炸理论的误解。当然,针对这些误解进行必要的科普也是应该的。电视不是我想拍就能拍的,不过我正在撰写一篇介绍宇宙学及一些常见的误解的文章。由于最近工作很繁忙,估计还得拖一段时间。

我的回复中“燃素”应为“热素”,这是笔误,顺便在这里改正一下。但是,我觉得对宇宙大爆炸理论之所以有这么多的怀疑,除了如上所说的宇宙学科普严重滞后这个原因以外,还有一个原因,就是很多人,包括从事科学研究工作的人,并不相信科学。

顺便说一下,当谈论科学与宗教的区别的时候,有一种常见的,非常有误导性的说法,就是“科学也是一种宗教”,或者“科学也是一种信仰”,甚至有人说“不要迷信科学”。我不想贬低或否定任何宗教信仰,但上述说法在很大程度上混淆了两种不同性质的“相信”。所谓相信宗教,都是相信具体的教义,比如“上帝存在”,“耶和华是唯一的神”,“因果报应”等等。但是相信科学,按我理解,有两个层次。当然,相信科学的一部分是接受现有的科学理论。但是,从根本上来说,相信科学不是仅仅相信某一种具体的科学理论,比如牛顿力学、相对论、量子力学、宇宙大爆炸等等,而是在方法论上相信科学方法。尽管科学方法的严格定义不是一件很容易的事,但基本的意思是,根据已知的事实,用逻辑推理和假设建立科学的理论并作出科学预言,然后用实验或观测的办法加以检验,如果理论预言正确就(暂时)接受,错误则加以摒弃。因此,这种信仰和普通所说的宗教信仰是两回事,"迷信科学"其实是一种自相矛盾的说法。

但是我在里所想要讨论的,并不是关于科学与宗教,假说与真理、主观经验与客观实在等经典的哲学问题。我想说的是一个实际的心理问题,就是一个科学家是不是能够认真地看待自己研究的科学。尽管听上去有点奇怪,但实际上我认识很多从事科学研究的人,包括其中很多在事业上的佼佼者,并不认真相信自己所研究、所依据、所提出的科学理论。对于他们来说,构建一个理论模型、进行计算或实验、写论文,就好像为某个软件公司写个游戏软件一样,无所谓真也无所谓假。正因为如此,有的物理博士可以相信xx功,有的生物博士可以相信所有的生物物种是被上帝在一天之内造出来的,尽管这些东西和他们在自己的研究中每天都要用到的科学理论有着严重的逻辑冲突。他们宁愿在心理上相信这些东西,而不愿相信自己所使用科学方法和所依据的科学理论。为什么会如此,这有人心理上的原因,有教育上的原因,有社会上的原因,等等,这里我先不深入讨论。

科学方法的奇妙之处在于,它并不是信则灵,不信则不灵。恰恰相反,它灵不灵与你信不信它根本没有任何关系。比如,有的研究人员并不相信自己的理论,以为它不过是种自欺欺人的游戏。然而,只要他的研究中没有弄虚作假,那么他的这样提出的理论,也许有一天却会被证实是真的。

从某种意义上说,宇宙大爆炸理论就是如此。早在1948年,伽莫夫等人就从理论上预言,如果宇宙起源于大爆炸,那么宇宙中应该充斥着微波背景辐射。从技术的角度看,其实当时就已经具备探测这种辐射的技术了,但直到1964年,Dicke 等人才想到去实际观测它,而Wilson 和 Penzias 则完全是意外的发现了微波背景辐射。
为什么在长达十几年的时间里,没有人去用已有的技术检验这个理论呢?这可以找到一些具体的历史原因。但是,正如诺贝尔奖获得者温伯格在他的《最初三分钟》里所分析的,最重要的原因是,人们,包括研究者自己,并不太认真对待这些理论。 This is often the way it is in physics--our mistake is not that we take our theories too seriously, but that we do not take them seriously enough. It is always hard to realize that these numbers and equations we play with at our desks have something to do with the real world.(物理学中常常如此,我们的错误往往并不是过分认真地对待自己的理论,而是对它们不够认真。很难意识到,我们在自己书桌上玩弄的数字和方程与现实的世界有任何关系)。

科学的进步并不依赖研究者相信它。但是,如果一个人以科学研究为职业而并不真正相信科学,这迟早是他自己心理上的一个隐患。如果某人不真心相信自己的研究的话,无论他在事业上一时有多么成功,我觉得为了他自己,最好还是改变职业。

谈谈科学
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1 郭晓波

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