如何检验科学理论的正确性？

曾纪晴

我们都知道“实践是检验真理的唯一标准”，检验科学理论是否正确当然是要依靠“实践”。但是，具体如何检验，恐怕还需要讨论。比如，假设某人提出一个物理学方面的X理论，有人一看它违反了能量守恒定律和质量守恒定律，就断言该理论是错误的。某人很不服气，说“你没有做实验，凭什么否定我的理论？”坚持要用实验来检验他的理论。这里就引出一个问题，即是否检验一个科学理论的正确性一定必须要做实验？不做实验行吗？

实际上，提出X理论的人犯了一个错误，那就是机械地理解了“实践是检验真理的唯一标准”，错误地理解了“实践”的含义，认为实践检验就一定要做实验去检验他的理论。

实践是一个哲学概念，它实际上包含了人类自我自觉的一切活动。在这个活动的过程中，必然经历主体与客体之间的相互作用过程。在这个相互作用过程中，人类获得了经验与知识。通过长期的人类集体实践所汇聚起来的核心经验和知识，构成了人类的常识理性。显然，真理的“实践检验”，首先必须是常识理性的检验。

可见，科学理论的正确性首先必须得到常识理性的检验，这是最基本的要求。许多人往往非常轻视和忽视常识理性，觉得常识理性太普通、水平太低，殊不知他们因此犯了大错。人类的常识理性就是基本事实与基本逻辑，是不证自明的公理、显而易见的道理，是探索未知现象的基础。如果丧失了这个最基本、最根本的基础，显然就无法去理解新的现象，获取新的经验和知识。人类的知识结构是以常识理性为核心为基础的，如果连常识理性都不懂那当然是水平太低，甚至是不正常。所以首先用常识理性检验科学理论，就是为了保证科学理论不至于水平太低，要让它满足基本的、最低的要求。

由于常识理性是千百年来人类集体实践的结晶，因此接受常识理性的检验就是接受千百年来人类无数次实践的检验。在通过了常识理性所代表的的已经实践的检验之后，才有资格接受新的实践检验。显然，对于科学理论来说，做实验来验证科学理论的正确性是最后的手段。但有些人就偏偏对此故意曲解，认为既然实验验证是检验科学理论的终极手段，那么我就不管它是否符合常识理性了，只要它符合实验验证结果就行了。通过以上分析，很容易明白这种论调是完全错误的。

回到开篇的问题，如何检验科学理论的正确性，不做实验行吗？我们已经得到答案，那就是：用实践来检验科学的正确性，首先接受最基本、最低要求的常识理性的检验，通过之后再接受新的实验检验。

如果我们撇开相对论和量子力学，估计大家都会同意我的观点。但如果我们需要检验的对象是相对论或量子力学呢，估计许多人就不淡定了。比如相对论认为，物体会随着它的运动速度的变化而改变时间、改变大小、改变质量；有质量的物体没有引力，它只是把空间弯曲了。只要稍微有常识理性的人，都会觉得相对论的这些结论完全离经叛道，颠覆了人类的常识认知。但相对论却被“公认”为一百年来最伟大的科学理论。  

当爱因斯坦最早提出相对论的时候，物理学界就有大批的物理学家，包括物理学诺贝尔奖获得者极力反对和批评。当时全世界几乎没有人懂爱因斯坦的相对论，原因显然是相对论颠覆了人们的常识理性，人们无法理解。但由于得到大科学家普朗克等人大力支持，爱因斯坦的相对论反而因其难以理解而显得“高大上”。当时科学界流行这样的说法，全世界只有3个人懂爱因斯坦的相对论。英国的爱丁顿爵士以懂相对论自居，听人说只有3个人懂相对论，他说：“除了爱因斯坦本人和我之外，谁是第三个人呢？”他非常积极地支持爱因斯坦相对论，他后来组织了一个验证爱因斯坦相对论的“光线弯曲”的日全食观测，声称“验证了”爱因斯坦的相对论，轰动全球。从此爱因斯坦成为继牛顿之后最伟大的科学家，相对论成为了颠覆牛顿力学和牛顿时空观的最伟大的科学理论。一百年来，相对论早已走进教科书，成为了现代物理学两大支柱之一，得到了物理学界广泛的认同。然而，英国物理学家艾森说：“物理学家对相对论的态度普遍是：并不理解它，但它既然获得公认想必不会错。必须承认直至近年来我也一直这样。”也就是说，不能排除大部分物理学家是随大流，正如《皇帝的新衣》描述的那样，害怕如果自己说不懂或反对的话，将遭到学术界的鄙视和孤立，而假装自己懂相对论，则可以显得自己高水平，如同爱丁顿当时炫耀的那样。尽管相对论被认为已经“验证”过无数次，但它始终无法摆脱人们常识理性的质疑。然而，这些常识理性的质疑，在物理学专业人士看来却显得不值一提。

那么，是否真的不能用常识理性来质疑（检验）相对论呢？相对论具有何种“特殊性”让它具有了超越一般理论的“特权”呢？好像除了它违反常识理性之外，并没有什么别的“特殊性”，显然它不是神谕，不是圣经，它就是一个普通的科学假说。既然如何，为何偏偏是它要免于常识理性的检验呢？

实践是检验真理的唯一标准，而常识理性是科学理论通过实践检验的最低标准，是进行新的科学实验检验的前提条件。相对论跟其它一切科学理论一样，都必须接受实践的检验，没有例外。

当然，物理学家们比我们普通人更懂得这个道理。但为什么他们都愿意给相对论这样一个免于常识理性检验的“特权”呢？仅仅因为爱因斯坦是伟大的科学家吗？当然不是。因为物理学家们在面对相对论的直接实验结果时，其看起来高度的与理论吻合，让他们忘记了它还没有通过常识理性检验的事，或者觉得既然实验已经验证了，那就说明相对论是对的了，至于不符合常识理性，那可能就是相对论的特殊性使然。

前面已经说了，爱因斯坦刚刚提出相对论的时候，就已经因为该理论严重违反常识理性而遭受到大量的质疑、批评和反对，这就是在接受常识理性的检验呀。可见，实际上爱因斯坦相对论并没有躲过常识理性的检验。遗憾的是，它一百年来一直没有通过常识理性的检验，直到现在仍然不断遭受来自常识理性的质疑。但它却幸运地跳过了常识理性的检验，而直接采用实验验证的手段逃过了一劫。帮助爱因斯坦相对论逃过这一劫的正是爱丁顿，但他的日全食观测实验却遭受到了质疑，被人发现故意剔除了不利于相对论预言的观测数据，涉嫌学术造假。由于相对论的预言往往要求物体接近光速的高速运动条件，或者遥远宇宙深空的特殊宇宙现象，实验或观察条件通常都不具备，实验检验也就难以展开或重复。有人言之凿凿地说，卫星导航“GPS”应用了相对论原理、原子弹、核能源利用等有相对论的功劳等等，但也都被专业人士指出是纯属误解。相反，很多实验却证明，相对论的基本假设“光速不变原理”被证伪（林金, 李志刚, 费景高, et al. 爱因斯坦光速不变假设的判决性实验检验[J]. 宇航学报, 2009, 30(1):25-32），类星体被观察到超光速现象（黄志洵. 超光速研究的40年--回顾与展望[J]. 中国工程科学, 2004, 6(10):6-23.）。相对论预言的暗物质、暗能量至今没有被找到。前几年报道黑洞和引力波被发现，甚至获得了诺贝尔奖，但依然引来大量质疑。

尽管爱丁顿的日全食观测“验证”了爱因斯坦相对论的光线弯曲预言，让相对论逃脱了常识理性的检验，直接进入到实验观测终极检验程序，但之后所有的实验检验几乎都存在着争议和质疑。可见，即便暂时躲避了常识理性的检验，相对论也始终无法逃脱接受终极检验的宿命。

因此，任何科学理论（包括相对论和量子力学）都必须接受常识理性和实验验证的双重检验，检验的正确程序是首先接受常识理性的检验，然后再接受实验检验，常识理性的检验应贯穿检验过程的始终。如果不遵守这个检验程序，侥幸逃脱、甚至采用打压手段回避常识性检验而只进行实验检验，将不利于科学理论得到真正的检验，必将阻碍科学的健康发展。所谓常识理性的检验，就是通常说的批评和质疑，允许批评和质疑也是科学精神的要求。所以，倡导科学精神，允许批评和质疑，是检验科学理论的必然要求。