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我的科学观|梁贵柏:真实世界里没有“标准答案”
发表时间:2022-11-17     阅读次数:     字体:【

·以“标准答案”为中心的学习方法,不但有悖于“不要相信任何人的说辞”的现代科学观,而且还会很大程度地限制,甚至扼杀我们的想象力和创造力。

我是一个制药人,做了大半辈子新药研发。最近这十几年里,我一直利用业余时间努力在国内做科普,从高级科普专栏写作到大众科普讲座与书籍,我的读者和听众从中学生到博士生都有。在跟他们的接触和交流中我深深地体会到,树立正确的科学观在中国传统的文化氛围里决不是一件容易的事,这在现代科学突飞猛进的当下就有了新的紧迫感。

一、经验主义的胜利

现代科学的出现使得人类文明的进步曲线变得非常之陡峭,而且还在加速。举个例子:我本人是音乐爱好者,经历了从密纹唱片、卡式磁带、激光唱片、固态硬盘,再到高清云端递送的演变,前后不过五十多年,而且迭代速度越来越快。天晓得十年后听音乐将是怎样的模式,这一切都是基于科学的进步。

为啥现代科学会有如此大的威力呢?让我们从头说起。

生活在17世纪中叶的伽利略是公认的现代科学之父。在他那个时代,现代科学的思维方式才刚刚萌芽。随着新的观测手段,比如望远镜的发明带来的新发现,人们开始质疑前人的经验和理论,在多个领域里发生了激烈的争论,其中最出名也最有影响力的,当然就是“地心说”与“日心说”之争。这场争论直到三百多年后的1979年,教皇保罗二世代表罗马教廷公开为伽利略平反昭雪才告正式结束。

在那之前,问世于公元2世纪的“托勒密地心说”已经延续了1400多年,一直被奉为正统,无人质疑;而“哥白尼日心说”则是16世纪中叶才出现的新理论,更是被罗马教廷视为“异端邪说”。那么,这两种理论到底谁对谁错?应该由谁来评判?又应该如何评判呢?这就是催生现代科学的原动力:只有实践才是检验真理的唯一标准。

在这场辩论的早期,一个被称为“斗转星移(Stellar Parallax)”的天文观测结果,因为一个与实际距离相差太大的辅助假设,曾经使伽利略“完败”一轮,不得不怀疑和重新思考“日心说”。但是,作为实验科学先驱的伽利略并没有放弃,而是设计了新的实验继续观测,并得到了更有说服力的结果,最终让大多数人逐步接受了哥白尼的新学说。这个过程体现了现代科学的核心:具有纠错功能的经验主义方法论(Empirical Methodology)。

推翻一个被绝大多数人坚信不疑一千多年的正统理论绝不是一件容易的事,况且还要面对掌握着你生杀大权的罗马教廷。这不但需要深入的科学研究和严谨的逻辑推理,而且还要有“我不下地狱谁下地狱”的勇气。是无懈可击的科学方法论,给了伽利略不可动摇的信念:《圣经》只能告诉你如何上天堂,科学才能告诉你天堂是如何运作的。

二、科学是方法论

什么是经验主义(Empiricism)?什么又是经验主义方法论呢?

所有理论的产生,最初都来自于某个(些)人的“猜想”,因此,很多理论在获得足够的证据之前就直接被叫做“某某猜想”或者“假说”,比如曾经很出名的“哥德巴赫猜想”,以及近年来因为传奇的华裔数学家张益唐而为大家所知的“孪生素数猜想”。这些能自圆其说的“猜想”,只要没有明显的漏洞很容易就会被人当成“事实”而代代相传,比如太阳每天从东边升起西边落下,所以是绕着地球转动的。一直到17世纪,没人知道如何系统化地判定这些“猜想”和“假说”的真伪。

17世纪的英国出现了不是一个,而是一批杰出的科学家,包括发现血液循环的哈维(William Harvey)、发现弹簧定律的胡克(Robert Hooke)、发现气体定律的波义尔(Robert Boyle)等人,他们没有例外地都是实验科学家。通过频繁的学术交流他们达成共识,提出了一个划时代的科学座右铭:“不要相信任何人的说辞(Nullius in verba)”。他们一致认为,必须建立有效的研究方法,设计并进行新的科学实验,把所有“猜想”置于严谨的、可重复的实验中去验证。

经验主义就这样诞生了。

作为一种新的方法论,它有别于源自欧氏几何原理,从简单公理出发进行演绎推理的理性主义(Rationalism)思维。经验主义方法论是基于实验或观测结果的归纳推理。最初的“猜想”来自于对实验或观测结果的归纳和总结,必须能“自圆其说”,这跟之前一样。不一样的是,经验主义方法论要求把这个可以自圆其说的“猜想”用新的实验或观测来加以验证。这就对“科学猜想”提出了一个新的要求:可证伪。

理论上不可证伪的猜想不一定是错的,但它们都不属于科学的范畴,比如“上帝存在”这个猜想就是理论上不可证伪的,所以是不科学的。仅仅是由于实验和观测手段的限制目前还无法证伪的“猜想”仍旧属于科学的范畴。

三、真实世界里没有“标准答案”

中华民族是一个勤奋好学,同时也非常善于学习的民族,但这也使得中华传统文化中一直有着非常浓重的崇尚权威、喜欢引经据典的自然倾向。在这样的文化氛围里,树立以经验主义方法论为核心,以“不要相信任何人的说辞”为座右铭的现代科学观,不是一件容易的事,尽管我们每个人都尽情享受着现代科学带来的高铁、苹果手机和互联网。

尤其是我们的应试教育,为了在入学考试中取得哪怕是一分甚至半分的优势,我们必须滚瓜烂熟地牢记各种“标准答案”,不但要“正确”,而且最好还要“一字不差”。这种以“标准答案”为中心的学习方法,不但有悖于“不要相信任何人的说辞”的现代科学观,而且还会很大程度地限制,甚至扼杀我们的想象力和创造力。

真实世界里是没有“标准答案”的。这是因为作为现代科学的基础思维方式的归纳推理,是一种发散型的思维方式。面对同样一组实验数据,两位同样优秀的顶尖科学家完全有可能得出相当不同的结论,提出不同的猜想。这就是发散性思维过程所具有的特征。那么在现代科学的范畴里,我们应该如何判断到底谁对谁错呢?

你说对了:让我们一起来做新的实验和观测!

(作者梁贵柏,系新药研发一线科学家。梁博士在默沙东实验室工作多年,对西格列汀的研发做出过重要贡献,长期致力于中美医药界的交流与合作及药学科普写作,著有《新药的故事》系列。)

 
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