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科学的进步不是因为科学家特别聪明——专访美国加州圣何塞州立大学林磊教授

已有 4053 次阅读 2019-11-27 16:30 |系统分类:人文社科| 科学哲学

作者:朱美林 (中国科学院大学人文学院)


 林磊教授(杨天鹏 摄) 

 

“很多人认为中国以前是没有科学的,我认为中国有,那就是中医。”林磊教授话音刚落,赢得了台下一阵热烈的掌声。演讲结束后,许多观众立马将林老师团团围住,继续和他探讨。

 

这个场景发生在中国科学院大学雁栖湖校区的中丹国际科教中心。97日,国科大首届“艺术与科学之问”学术论坛在这里举行。林老师开始他的演讲前,国科大记者朱美林对其进行了专访。

科学的进步是因为它研究简单的事物

 

记者:老师您好,请问您从事哪方面的研究?

林老师:我是大陆出生,香港长大。香港大学毕业,英属哥伦比亚大学读的硕士,哥伦比亚大学物理学博士。在比利时工作一年,在西德工作一年,78年到83年在中科院物理所工作。当时是从事液晶方面的研究。现在研究领域不限于物理,也涉及很多人文学科。

记者:这个论坛的主题是“艺术与科学之问”,我想就这个主题和您聊一下,听听您的看法。我觉得科学和艺术很有意思的不同处就是:艺术家,比如说中国的书法家,每一代人都要临名家的贴。唐朝需要临王羲之,宋朝也临王羲之,现在还得临王羲之。现在的科学家应该没人去读哥白尼、开普勒、伽利略,甚至是牛顿的《自然哲学的数学原理》。

林老师:所有的学科里面,包括人文学、社会科学、自然科学,物理是进步最多的。 说物理进步是最多的,并不是因为物理学家有多聪明。首先,因为研究物理的人是挑了最简单的东西去研究。伽利略是弄一块斜板,拿一块东西从上面滑下来。其次是做简化,比如一个石头,问从这里掉在地上需要多少时间。物理学家不把它看作一个石头,而把它看作一个质点,这个质点是不存在的东西,没有大小只有重量。 第三点,他们用了身体以外的设施、感应器,后来也用计算机。这三条,这些都写在我的文章里(见《人科》首章,人大出版社,2013年)。 所以他们就能够进步多一点。  

       其他学科,比如文学或者哲学,研究的是人。人不能简化成像质点这样的东西。 所以科学进步,不是因为学物理的人特别聪明,其他人也聪明,而是因为文学家哲学家这些人挑了最复杂的东西来研究,就是人。 社会学为什么比人文学进步多一点,因为它也做近似(approximation。比如这个房间里有一群人,突然有个人喊,着火啦!假定房间内只有一个门,那么,大家都往这个门冲去。这些人,就可以做一个简化,每一个人可以看作一个质点。你不用考虑这个人的思想,这是着火的情况。但是如果是在泰坦尼克(Titanic)这种情况下,这个船在慢慢下沉,它有好几个小时才沉下去,那个时候你就要考虑下他的思想。比如:考虑应让女士先走嘛,这才能解释为什么最后救上来的大部分是女士。所以,靠的是近似。换言之,不是因为学物理的人特别聪明,其他人也聪明。 

记者:那,物理学进步是因为他们用的方法? 

林老师:重要的是他们挑了简单的东西去做,我挑这个简单的东西来研究,你去挑人来研究,过了两千年都没什么进步,从柏拉图就开始研究这些东东,到现在也没多少进步,特别是哲学。现在的哲学跟柏拉图的比没有进步多少,因为没有一个新的理论。 

记者:我们还是在研究它。 

林老师:不是,因为你没有新的理论,没有新的资料看。你看现在大学里的哲学课已经不是在讲哲学了,它从柏拉图讲到后现代主义,讲的不是哲学,是哲学的历史。罗素(Bertrand  Russell,这个人你知道吧?他的那本书History of Western Philosophy,他没说这本书是西方哲学,而是西方哲学史。他是学数学出身的,比较老实,他知道他写的是历史。 物理不一样,它的这些定律啊什么的,管用,能留下来。就不用去研究科学史,学了也没什么用。现在做研究是要解决当下的问题,科学史对你没用。你刚才那个问题问得好,我的答案就是:人文学科的进展很少,艺术研究也是,因为艺术没有管用的理论。等下我这个关于艺术的演讲是唯一正确的理论,等下听了就知道。

 

   

林磊教授与记者朱美林


科学的进步就是不好的理论不断消逝的过程

记者:几千年来,人们都在记录火星的位置。托勒密的体系是用很多大圆圈去套小圆圈来拟合出它的轨迹。

林老师:这个没有错。

记者:是没有错,而开普勒做的是:如果把太阳放在中间,根据观测数据,可以把火星的轨道拟合成一个椭圆形。从观测上来说他们都对,只是开普勒的这个路径比较简单。这个就是您刚才说的那个简化么,可不可以这么理解。

林老师:这个不是我们说的简化。简化通常牵扯到近似,你刚才说的那个不是。是这样,有两个理论:一个是大圆圈套小圆圈,一个是开普勒的椭圆轨道,两个都能解释同一件事情。但是开普勒的这个比较简单,他不但简单,还能够预言。这个(托勒密系统)可以解释已知的,不一定能够预言,或者没这么好用。所以后来这个被放弃了,放弃不是强迫的。在这个行业里慢慢没有人用它了,它就消逝了(fade away。科学的东西是 fade away,而不是死亡。

艺术和科学都需要灵感

记者:后来的科学家就不去读哥白尼、开普勒的著作了。

林老师:当然啦,哪里还有时间去读哥白尼,读了对我现在的工作没有帮助。比如说我现在做黑洞研究,哥白尼的著作对我有什么用?

记者: 但是艺术家会去不断临摹前人的作品。

林老师:我说过了,艺术没有(好的)理论,他没东西读。

记者:只能实践 

林老师:对,他读这些,是希望从哪里得到些灵感,艺术家需要众多的灵感。这个灵感不知道从哪里来,美女也行,日落也行,看别人的画也行。 

记者:那您觉得科学家也需要灵感么

林老师:当然,也需要灵感。人们以为答案是(依逻辑)推出来的?不是,是猜的,猜了之后,求实证。之前先要有个对象,比如,天为什么是蓝的。对象是天,颜色。我问,它为什么是蓝色的。一般人是不问这个的。他看天是蓝色的,啊,好漂亮!画家能把它画下,摄影师能把它拍下来,但这个不是科学。科学第一步是要问为什么。这个问题可能一百万年前可能就有人问了,但最后的答案是最近不到一百年才找到,很复杂,要用到量子力学。问的人不少,但是猜不到。猜答案也不乱猜,受过训练和没受过训练不一样。古希腊人怎么猜,他是用神话。古希腊很厉害,什么都能解释。你问今天为什么吹东风,他说,东风有一个神管,西风有一个神管,南风北风等等。每个都有一个神管,都有名字的,我不记得,你可以去维基百科上查。今天吹东风是因为那个管东风的傢伙今天开工了,这不就解释了么?你不能说他是错的,实际上我们今天没有推翻任何神话。 

记者:是因为不可推翻,还是因为没有必要?

林老师:比如说,太阳为什么从东方升起从西边下去,希腊人说是阿波罗干的。后来我们有其他解释,地球的转动啊。没问题,非要用阿波罗去解释也行,不是不可以,但是你申请不来经费啊,是吧?

记者:哈哈哈

林老师:但是有很多民科(民间科学家),可能还会用这种东西。物理不排除任何事情。 

记者:那他做的是一种什么工作?

林老师:那我们就要谈谈我对科学的定义:科学就是人类试图了解大自然而不引进上帝和超自然力量的那种努力。 民科的工作只要符合这定义,老老实实地做,那他做的就是科学,但不一定是好科学。科学有好坏之分,对错之别,别人不用管,只有管经费的需要考虑是否给予资助

记者:我想知道你们科学家自己是怎么看待实在论和反实在论的。 

林老师:这个不重要,争论这个没有意义,你愿意谈这个是你的自由。客观的实在,一般人以为很重要,其实不重要。譬如粒子物理里的标准模型,有一百多种粒子。你问这些粒子是真的么,还是数学上的东西?相信这些粒子是真的,和认为这些只是数学模型里的东西,做出来的物理结果都是一样的。  

记者:也就是说,这些对科学家来说并不重要。 

林老师:不重要。他们只想进一步简化这个理论。

无用之大用

记者:那数学? 

林老师:数学不属于科学的一部分。 

记者:那您觉得可以算是艺术么? 

林老师:它不是艺术,它是独立的东西。它为什么不是科学,因为科学是研究大自然的。数学研究的不是大自然的一部分。但它有些时候可以用来帮助物理学来建立一个模型,它是一种工具。 

记者:那数学家们坐在屋子里创造出来这些不知道有什么用的体系。他虽然不研究自然,但后来竟然可以用来描述自然,可以反映出自然规律的深层结构,这也太神奇了!

林老师:不神奇,数学家从几条基本的原理出发,看能推出一个什么系统。后来有千千万万个各种不同的系统,其中有那么一两个用得上並不奇怪。要補充的是:早期的数学的确是与实事有连系的;比如,因为要数苹果而发明了数字等等。

记者:也就是说,数学家从事的其实是一种创造性的工作,我也不知道这些东西将来能有什么用处。数学的创造性这一点是不是和艺术有点像,艺术也是一种创造性的活动。 

林老师:和艺术不一样,虽然两者都需要创造性。一会的演讲我会具体讲,什么是艺术。 (见《Arts》首章,World Scientific2011年,www.sjsu.edu/people/lui.lam/arts


演讲中的林磊教授(杨天鹏  摄)


错误的问题可能会产生正确的结果

记者:有些人认为中国以前没有科学,所谓李约瑟问题是个伪问题。因为这个问题预设了中国之前的科学曾经很发达,只是后来落后了。古代中国根本就没有科学,所以就不存在后面落后的事情。 

林老师:我不这样认为,中国古代有科学,就是中医。很多人认为中医不是科学这是不对的。它有理论,也有实证。其实,科学不一定是对的。比如,我们现在承认科学之父是泰勒斯(Thales),他说“万物都是水做的”。这是最早的科学理论。虽然现在看来是错误的,但是它是一种解释自然界的企图,关键是没有借助于上帝和其他超自然的力量。

       有很多人对李约瑟的评价不够公正。有时侯是这样,你问了一个错误的问题;当然,是事后看,当时知道是错误的话就不会提了。比如,亚里士多德的物理学,现在看全错,但当时是对的,当时的数据就只有那些,但是他引起了好多代人的争论。问一个错误的问题可能最后引起一个革命。譬如心理学开山佛洛依德,他大部分的理论都是错的,而且他不老实,篡改数据,但他提出潜意识的存在卻是对的。   

记者:就是说,后来人们都来批判他,在这个(批判的)过程中取得了新的进展。 

林老师:就进步了,找到了更好的理论,关键是后来得有人跟进。开始可以全错,没关系。 

记者:只要能引发后人的关注和讨论,赞成和反对都没关系。 

林老师:

创新的秘密

记者:如何创新?

林老师:创新的东西不是推出来的。不是已经有一个方程,我就按照这个把结果推出来。

记者:如果是一个机械的推导过程的话,那很多人都能推出来了。 

林老师:譬如跳高,原本你是跳不过去的,这就像你做这个研究,思考这个问题已经两个月或两年或20年了,问题卻一直没有解决。醒来后问题就解决了,因为你睡觉的时候你的潜意识也在工作,是潜意识幫你跳过那根高杆的,前提是你得给大灌输资料,潜意识才能工作。你不思考这个东西,大就没有材料,潜意识就帮不到你。梦境也好,或者其他什么也好,都有可能幫到你,但重要的是,你之前要读有关的资料和做大量的思考。 

记者:有一个流传很广的传说,说牛顿的脑袋被苹果砸到。

林老师:那个故事是假的,苹果是真的掉下来,但是没有撞到他的头。这里有两本有用的书,可以看下,一本是《Newton’s Apple and Other Myths about Science另一本是《Galileo Goes to Jail and Other Myths about Science and Religion》。

 

 分享完这两本书之后,到了林老师演讲的时间,访问就到此结束。

 

  

林磊Lui LAM,人文学者与物理学家,美国加州圣何塞州立大学教授,中国科学院物理所与中国科学技术协会科普所客座教授。香港大学(一级榮譽)学士、哥伦比亚大学博士。在贝尔实验室做的博士论文。在物理所工作期间 (1978-1983),林磊发明了世界上三种液晶之一的 碗形液晶,并在PRL首次发表由大陆学者独立完成的论文。已出版16本書和180多篇论文 。林磊是国际液晶学会创立者 人科” (World Scientific)  偏序系统” (Springer) 两英文丛书的创立者与主编。目前研究哲学、复杂系统、人科。电邮:lui2002lam@yahoo.com  

 

相关网站:

http://www.sjsu.edu/people/lui.lam/scimat/

http://www.sjsu.edu/people/lui.lam/cv/


PS.作者系国科大记者团成员,本文曾发表于中国科学院大学新闻网,链接在下。虽然距访谈时间已逾数月,作者觉得这篇访谈还可以让更多的人看到,经林磊先生同意,贴于此处。(大小标题略有改动)

http://news.ucas.ac.cn/index.php/xywh/494533-圣何塞州立大学林磊教授专访:艺术与科学对生活的影响



https://blog.sciencenet.cn/blog-3424281-1207811.html


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