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我的科學(xué)觀|梁貴柏:真實(shí)世界里沒有“標(biāo)準(zhǔn)答案”
·以“標(biāo)準(zhǔn)答案”為中心的學(xué)習(xí)方法,不但有悖于“不要相信任何人的說辭”的現(xiàn)代科學(xué)觀,而且還會(huì)很大程度地限制,甚至扼殺我們的想象力和創(chuàng)造力。
我是一個(gè)制藥人,做了大半輩子新藥研發(fā)。最近這十幾年里,我一直利用業(yè)余時(shí)間努力在國(guó)內(nèi)做科普,從高級(jí)科普專欄寫作到大眾科普講座與書籍,我的讀者和聽眾從中學(xué)生到博士生都有。在跟他們的接觸和交流中我深深地體會(huì)到,樹立正確的科學(xué)觀在中國(guó)傳統(tǒng)的文化氛圍里決不是一件容易的事,這在現(xiàn)代科學(xué)突飛猛進(jìn)的當(dāng)下就有了新的緊迫感。
一、經(jīng)驗(yàn)主義的勝利
現(xiàn)代科學(xué)的出現(xiàn)使得人類文明的進(jìn)步曲線變得非常之陡峭,而且還在加速。舉個(gè)例子:我本人是音樂愛好者,經(jīng)歷了從密紋唱片、卡式磁帶、激光唱片、固態(tài)硬盤,再到高清云端遞送的演變,前后不過五十多年,而且迭代速度越來越快。天曉得十年后聽音樂將是怎樣的模式,這一切都是基于科學(xué)的進(jìn)步。
為啥現(xiàn)代科學(xué)會(huì)有如此大的威力呢?讓我們從頭說起。
生活在17世紀(jì)中葉的伽利略是公認(rèn)的現(xiàn)代科學(xué)之父。在他那個(gè)時(shí)代,現(xiàn)代科學(xué)的思維方式才剛剛萌芽。隨著新的觀測(cè)手段,比如望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明帶來的新發(fā)現(xiàn),人們開始質(zhì)疑前人的經(jīng)驗(yàn)和理論,在多個(gè)領(lǐng)域里發(fā)生了激烈的爭(zhēng)論,其中最出名也最有影響力的,當(dāng)然就是“地心說”與“日心說”之爭(zhēng)。這場(chǎng)爭(zhēng)論直到三百多年后的1979年,教皇保羅二世代表羅馬教廷公開為伽利略平反昭雪才告正式結(jié)束。
在那之前,問世于公元2世紀(jì)的“托勒密地心說”已經(jīng)延續(xù)了1400多年,一直被奉為正統(tǒng),無(wú)人質(zhì)疑;而“哥白尼日心說”則是16世紀(jì)中葉才出現(xiàn)的新理論,更是被羅馬教廷視為“異端邪說”。那么,這兩種理論到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)?應(yīng)該由誰(shuí)來評(píng)判?又應(yīng)該如何評(píng)判呢?這就是催生現(xiàn)代科學(xué)的原動(dòng)力:只有實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
在這場(chǎng)辯論的早期,一個(gè)被稱為“斗轉(zhuǎn)星移(Stellar Parallax)”的天文觀測(cè)結(jié)果,因?yàn)橐粋€(gè)與實(shí)際距離相差太大的輔助假設(shè),曾經(jīng)使伽利略“完敗”一輪,不得不懷疑和重新思考“日心說”。但是,作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)先驅(qū)的伽利略并沒有放棄,而是設(shè)計(jì)了新的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)觀測(cè),并得到了更有說服力的結(jié)果,最終讓大多數(shù)人逐步接受了哥白尼的新學(xué)說。這個(gè)過程體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)的核心:具有糾錯(cuò)功能的經(jīng)驗(yàn)主義方法論(Empirical Methodology)。
推翻一個(gè)被絕大多數(shù)人堅(jiān)信不疑一千多年的正統(tǒng)理論絕不是一件容易的事,況且還要面對(duì)掌握著你生殺大權(quán)的羅馬教廷。這不但需要深入的科學(xué)研究和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评恚疫€要有“我不下地獄誰(shuí)下地獄”的勇氣。是無(wú)懈可擊的科學(xué)方法論,給了伽利略不可動(dòng)搖的信念:《圣經(jīng)》只能告訴你如何上天堂,科學(xué)才能告訴你天堂是如何運(yùn)作的。
二、科學(xué)是方法論
什么是經(jīng)驗(yàn)主義(Empiricism)?什么又是經(jīng)驗(yàn)主義方法論呢?
所有理論的產(chǎn)生,最初都來自于某個(gè)(些)人的“猜想”,因此,很多理論在獲得足夠的證據(jù)之前就直接被叫做“某某猜想”或者“假說”,比如曾經(jīng)很出名的“哥德巴赫猜想”,以及近年來因?yàn)閭髌娴娜A裔數(shù)學(xué)家張益唐而為大家所知的“孿生素?cái)?shù)猜想”。這些能自圓其說的“猜想”,只要沒有明顯的漏洞很容易就會(huì)被人當(dāng)成“事實(shí)”而代代相傳,比如太陽(yáng)每天從東邊升起西邊落下,所以是繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)的。一直到17世紀(jì),沒人知道如何系統(tǒng)化地判定這些“猜想”和“假說”的真?zhèn)巍?/p>
17世紀(jì)的英國(guó)出現(xiàn)了不是一個(gè),而是一批杰出的科學(xué)家,包括發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的哈維(William Harvey)、發(fā)現(xiàn)彈簧定律的胡克(Robert Hooke)、發(fā)現(xiàn)氣體定律的波義爾(Robert Boyle)等人,他們沒有例外地都是實(shí)驗(yàn)科學(xué)家。通過頻繁的學(xué)術(shù)交流他們達(dá)成共識(shí),提出了一個(gè)劃時(shí)代的科學(xué)座右銘:“不要相信任何人的說辭(Nullius in verba)”。他們一致認(rèn)為,必須建立有效的研究方法,設(shè)計(jì)并進(jìn)行新的科學(xué)實(shí)驗(yàn),把所有“猜想”置于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒖芍貜?fù)的實(shí)驗(yàn)中去驗(yàn)證。
經(jīng)驗(yàn)主義就這樣誕生了。
作為一種新的方法論,它有別于源自歐氏幾何原理,從簡(jiǎn)單公理出發(fā)進(jìn)行演繹推理的理性主義(Rationalism)思維。經(jīng)驗(yàn)主義方法論是基于實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)結(jié)果的歸納推理。最初的“猜想”來自于對(duì)實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)結(jié)果的歸納和總結(jié),必須能“自圓其說”,這跟之前一樣。不一樣的是,經(jīng)驗(yàn)主義方法論要求把這個(gè)可以自圓其說的“猜想”用新的實(shí)驗(yàn)或觀測(cè)來加以驗(yàn)證。這就對(duì)“科學(xué)猜想”提出了一個(gè)新的要求:可證偽。
理論上不可證偽的猜想不一定是錯(cuò)的,但它們都不屬于科學(xué)的范疇,比如“上帝存在”這個(gè)猜想就是理論上不可證偽的,所以是不科學(xué)的。僅僅是由于實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)手段的限制目前還無(wú)法證偽的“猜想”仍舊屬于科學(xué)的范疇。
三、真實(shí)世界里沒有“標(biāo)準(zhǔn)答案”
中華民族是一個(gè)勤奮好學(xué),同時(shí)也非常善于學(xué)習(xí)的民族,但這也使得中華傳統(tǒng)文化中一直有著非常濃重的崇尚權(quán)威、喜歡引經(jīng)據(jù)典的自然傾向。在這樣的文化氛圍里,樹立以經(jīng)驗(yàn)主義方法論為核心,以“不要相信任何人的說辭”為座右銘的現(xiàn)代科學(xué)觀,不是一件容易的事,盡管我們每個(gè)人都盡情享受著現(xiàn)代科學(xué)帶來的高鐵、蘋果手機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)。
尤其是我們的應(yīng)試教育,為了在入學(xué)考試中取得哪怕是一分甚至半分的優(yōu)勢(shì),我們必須滾瓜爛熟地牢記各種“標(biāo)準(zhǔn)答案”,不但要“正確”,而且最好還要“一字不差”。這種以“標(biāo)準(zhǔn)答案”為中心的學(xué)習(xí)方法,不但有悖于“不要相信任何人的說辭”的現(xiàn)代科學(xué)觀,而且還會(huì)很大程度地限制,甚至扼殺我們的想象力和創(chuàng)造力。
真實(shí)世界里是沒有“標(biāo)準(zhǔn)答案”的。這是因?yàn)樽鳛楝F(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)思維方式的歸納推理,是一種發(fā)散型的思維方式。面對(duì)同樣一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),兩位同樣優(yōu)秀的頂尖科學(xué)家完全有可能得出相當(dāng)不同的結(jié)論,提出不同的猜想。這就是發(fā)散性思維過程所具有的特征。那么在現(xiàn)代科學(xué)的范疇里,我們應(yīng)該如何判斷到底誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢?
你說對(duì)了:讓我們一起來做新的實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)!
(作者梁貴柏,系新藥研發(fā)一線科學(xué)家。梁博士在默沙東實(shí)驗(yàn)室工作多年,對(duì)西格列汀的研發(fā)做出過重要貢獻(xiàn),長(zhǎng)期致力于中美醫(yī)藥界的交流與合作及藥學(xué)科普寫作,著有《新藥的故事》系列。)





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