试谈科学“猜想、预言与原创”

最近，有人在科学网上探讨并感叹：搞科学原创难，特别是在中国学界更难。总体上，我表示同感和深为同情。进而思考，到底究竟什么是“原创”？试问：大家心里都很清楚吗？我觉得，这里，可能需要弄清“猜测、预言与原创”三者之间差异和关系？怎么判断一个科学新思想(new idea)是猜想或猜测(英文同一个guess)、预言(prediction)与原创( original innovation)”？

什么叫“预言”更确切说什么是科学“预言”？我现在认识到，它应该是，能够准确地预见到将来尚未发生的事儿、自然现象和规律、社会现象和行为特性，并且经过一段时间（短则几-几十年，长则百余年）后被实际事实或理论所检验而被证明是确实存在的、正确的，并且则可在相同条件下重复发生的事情、现象和规律，这才能被称之为科学“预言”，变成了真理，真正有所发现。反之，当然是不正确的。例如，去年疯狂操作的所谓玛雅人“预言”的“世界末日”（12月21日）已经在事实面前彻底失败了,很明显这样的“预言”不攻自破！！不管是谁，科学工作者还是“伟大预言家”， 只有“预言”被当时或后人实践所检验、承认和证明，才能称得上是正确的准确的预言。否则，是不可轻信！

无疑，关于科学“猜想”或“猜测”、理论预言，甚至科学“假设”，一直在科学研究中是非常需要的和重要的一个环节（阶段），那些权威的、著名的先人们（科学家、哲学家），特别是物理学家、数学家、生物学家等提出的科学猜测往往是非常宝贵的精神或科学财富，因为他们预言、指出了科学研究的重大方向，并且特别是那些正确的具有空前的挑战性的难题。

例如，请参看我的博文：<爱因斯坦与诺贝尔奖> http://blog.sciencenet.cn/blog-266190-644290.html

历史上，著名物理学家爱因斯坦曾经提出重大的理论预言，其中不少预言，使得后来人获得了诺贝尔物理学奖，并一直指引着物理学从20世纪到21世纪发展道路。最突出的是提出时空扭曲理论：由于重力的作用 ，地球这样大质量的物体在时空构成的框架结构中的存在本身，就会使时空框架发生扭曲。通俗地说，时空框架就像一个床垫，而地球就像放在床垫上的一个小钢球，钢球使床垫凹陷成一个“小酒窝”样子的坑。
    又如1918年，爱因斯坦再次提出，地球这样的大质量物体在时空结构中的转动，会使时空结构与它一起运动。就像一个落入篮筐的篮球，在筐中转动时也带动篮筐一起运动。这两个预言构成了广义相对论的基础，被实验所证明，成为了后来人获得诺贝尔物理学奖的标志性课题。

    又如：欧洲核子研究中心2012年7月4日宣布，该中心的两个强子对撞实验项目——ATLAS和CMS均发现一种新的粒子——希格斯玻色子是基本粒子“标准模型”预言的一种自旋为零的玻色子，也是最后一种未被证明存在的基本粒子，由于它难以寻觅又极为重要，也被称为“上帝粒子”。科学家认为，这是一项无与伦比的成就，将开拓实验和理论物理的新领域。它具有和科学家们多年以来一直寻找的希格斯玻色子相一致的特性。

   同样，在近代数学中，更是参天大树，枝繁叶茂，大树上悬挂着不胜其数的数学难题。其中最耀眼夺目的是世界近代三大数学猜想（难题）：四色地图问题、哥德巴赫猜想和费尔马大定理。它们被称为近代三大数学难题。数学上这些重大“猜想”已经被证明标志着数学上某些领域的发展高峰，产生了长远的巨大影响。

1.四色猜想: 提出者来自英国，1852年毕业于伦敦大学的弗南西斯.格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家着上不同的颜色。”这个结论能不能从数学上加以严格证明呢？

2哥德巴赫猜想：来自德国中学教师——著名的数学家哥德巴赫(Goldbach)， 1742年在教学中发现，每个不小于6的偶数都是两个素数（只能被和它本身整除的数）之和。如6＝3＋3，12＝5＋7等等。公元1742年6月7日哥德巴赫写信给当时的大数学家欧拉(Euler)，提出了以下的猜想:
(a) 任何一个>=6之偶数，都可以表示成两个奇质数之和。
(b) 任何一个>=9之奇数，都可以表示成三个奇质数之和。
这就是着名的哥德巴赫猜想。欧拉在6月30日给他的回信中说，他相信这个猜想是正确的，但他不能证明。叙述如此简单的问题，连欧拉这样首屈一指的数学家都不能证明，从此，这道著名的数学猜想（难题）引起了世界上成千上万数学家的注意。200年过去了，没有人证明它。哥德巴赫猜想由此成为数学皇冠上一颗可望不可及的“明珠”。到了20世纪20年代，才有人开始向它靠近。1920年、挪威数学家布爵用一种古老的筛选法证明，得出了一个结论：每一个比大的偶数都可以表示为（99）。这种缩小包围圈的办法很管用，科学家们于是从（9十9）开始，逐步减少每个数里所含质数因子的个数，直到最后使每个数里都是一个质数为止，这样就证明了“哥德巴赫猜想”。
   众所周知，目前最佳的结果是中国数学家陈景润於1966年证明的，称为陈氏定理(Chen‘s Theorem) ? “任何充分大的偶数都是一个质数与一个自然数之和，而后者仅仅是两个质数的乘积。” 通常都简称这个结果为大偶数可表示为 “1 + 2 ”的形式。那么，最终会由谁攻克 “1 + 1 ”这个难题呢？现在谁也没法预测。
3. 费尔马大定理及其证明:
    1637年，30来岁的费尔马在读丢番图的名著《算术》的法文译本时，他在书中关于不定方程 x²＋ y² ＝z² 的全部正整数解这页的空白处用拉丁文写道：“任何一个数的立方，不能分成两个数的立方之和；任何一个数的四次方，不能分成两个数的四次方之和，一般来说，不可能将一个高于二次的幂分成两个同次的幂之和。我已发现了这个断语的美妙证法，可惜这里的空白地方太小，写不下。”人们就把这一论断称为费尔马大定理。用数学语言来表达就是：形如xⁿ ＋yⁿ＝zⁿ的方程，当n大于2时没有正整数解。
    300多年以来，费尔马大定理使世界上许多著名数学家殚精竭虑，有的甚至耗尽了毕生精力。费尔马大定理神秘的面纱终于在1995年揭开，被43岁的英国数学家维尔斯一举证明。这被认为是“20世纪最重大的数学成就”。 
   

显然，上述的重大猜想和预言已经实现了，变成了原创性的科学发现、理论学说，这些在人类科学史上是不容置疑的，是永放光芒的。

那么，现实中也有大大小小的猜想和预言是不是原创性的东西呢？再举一个网络科学上的例子：所谓“六度分离猜测（假设）”，请注意，它同样也是经过了60年代的社会学调查——“六度分离”实验、90年代的互联网上的小世界实验和近年在线社会网络实验后，才基本上确认为“六度分离理论”的正确性，具有普遍性。类似这样的重要例子简直是不胜枚举。

因此，可以确信，不论大小的猜想和预言，判断其是否具备原创性，同样应该具备上述讨论的基本条件，基本点在于：只有经过相当时间的实践检验和证明的猜想和预言是成立的、正确的和准确的，才能称得上是原创性的科学发现和科学学说。

奉劝年轻人：如果提出了自己认为是什么“原创性的东西”，千万不要急于求成，也不要希望别人马上承认，更不要怨天尤人。首先，始终需要自己耐心，严格求证，不断完善，这需要时间、实践和智慧的考验。