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实事求是的好高骛远才是可靠的创新 精选

已有 5108 次阅读 2024-2-10 22:05 |个人分类:科学判断|系统分类:观点评述

实事求是的好高骛远才是可靠的创新

汤克云

中国科学院地质与地球物理研究所

 

摘 要

严济慈先生提倡“勇于好高骛远,善于实事求是”,抓住了科学创新的本质,获得了广泛的响应。本文理解:好高骛远反映了科学家探索未知的雄心大志,实事求是则是实现目标的根本保证,两者是统一的整体,实事求是的好高骛远才是可靠可信的创新。从古代的孔子到近代的牛顿、洛伦兹、爱因斯坦和严济慈先生,他们的哲学观和认识论是共通的,都主张“力戒臆测”,“避免绝对”。本文认为,只有通过严格证伪的假设才能成为公设;发现和修正主流教科书中的失误是中国科学家面临的艰巨挑战和重大机遇。

 

一、勇于好高骛远,善于实事求是

1977年,恢复高考;1978年,中国科学院在北京成立中国科学技术大学研究生院,招收文革后的第一届研究生,这就是后来的中国科学院研究生院,今日的中国科学院大学。 当时,中国科学院副院长、中国科学技术大学副校长严济慈先生兼任研究生院第一任院长。 在此期间,严院长有一个重要的题词:“勇于好高骛远,善于实事求是,劳筋骨、苦心志,多做创造发明。为祖国繁荣昌盛、世界和平安定而献身!”

严济慈先生的“勇于好高骛远,善于实事求是”,继承和发扬了人类古今文明的精华,论述了创新目标与严谨求证的关系,产生了广泛的影响。

 

二、牛顿、洛伦兹的科学观和爱因斯坦的科学规则

在《哲学中推理规则》中,近代物理学的创建人牛顿爵士指出:‘寻求自然事物的原因,不得超出真实和足以解释其现象者。’ 现近代物理学大师洛伦兹认为:‘把任何已有的认识途径作为唯一可靠的途径加以提倡是轻率的’,洛伦兹还鼓励‘各种基本的理论途径应该同时由不同的研究者加以探索’。在《狭义和广义相对论浅说》中,爱因斯坦清楚地指出:‘理论不应当同经验事实相矛盾。这个要求初看起来很明显,但应用起来却非常伤脑筋。人们常常,甚至总是可以用人为的补充假设来使理论同事实相适应。’在这里,爱因斯坦的思想十分清楚:在构造理论的过程中,绝不允许出现人为的补充假设。

 

特别需要强调的一点是:爱因斯坦在发表‘狭义相对论’和‘广义相对论’之后不久,提出了三条特别重要的科学判断规则。第一,理论必须自然地符合经验事实,第二,理论必须符合公认的逻辑法则;第三,绝不能出现反例。

这些认识和科学规则,比狭义相对论和广义相对论更深刻地反映了爱因斯坦的哲学思想。 经反复推敲,我们在牛顿、洛伦兹和爱因斯坦的科学规则中找不出任何不合理的悖论,这应当是指导科学思维和科学判断的正确方针。

 

三、孔子的认识论

早在二千五百年前,在《论语·子罕》篇中,就有这样的论述:“子绝四:毋意,毋必,毋固,毋我。”

人文专家们的解释是,孔子指出了在认识人和物的过程中,必须坚决杜绝的四种错误:第一是主观臆测,第二是非要达成某种期望,第三是固执己见,第四是自私自利。

孔子对弟子的教导,体现了他的道德观和价值观。从这个角度看,人文专家的诠释没有问题。将孔子的箴言应用于自然科学,就是科学的认识论。

二千五百年后的后辈,作为一名自然科学家,站在自然科学的角度,我们不再将孔子的四毋看成四项分立的个体,而是看作一个统一的认识论,也许有更切合科学研究实际的解析。

我们的解析是:

毋意者,应避免用证据不充分的主观臆测去解释复杂的问题;

毋必者,应避免认识的绝对化。如将‘毋必’与上面的‘毋意’联系到一起,就是:不能轻率地将自己的主观猜测当作绝对肯定的真理;

毋固者,就是:不要固执己见,不要用一成不变的眼光看待科学问题。

毋我者,就是:不要抱持个人的偏见。将这里的‘毋我’与以上三毋联系起来,便可理解为:在科学判断中,不能掺杂个人的主观情感,要完全客观地判断命题的正误曲折。

伟大的思想家孔子,在二千五百年前,已建立了正确的认识论。 对于当代的社会科学和自然科学,仍然具有清晰的指导意义。

 

四、假设、证伪与基础科学创新

寻求普遍性的统一理论,是所有自然科学大师的共同理想。一些最富有创新能力的科学大师,凭着敏锐的物理感觉,提出了种种假设,试图解释复杂的自然现象。

但是,我们注意到:直觉或假设,具有两面性。一方面,对于复杂的自然科学问题,它们可能是创新的源头,所以,应该支持和鼓励科学家大胆提出各种直觉或假设;另一方面,绝大多数的原始直觉或假设,并不能正确反映自然现象的本质,无法通过证伪检验,将被淘汰。

只有极少数的原始假设,经过适当修正,能够通过最严格的证伪检验,成为公设,这样的公设才是基本原理。在此等基本原理的基础上,构建公理化的理论体系。这是基础科学创新的正确道路。反之,如将未经彻底证伪检验的原始假设直接当作基本原理,将会引导基础研究进入歧途。

也许,洛伦兹和爱因斯坦从未读过孔子的论语,更不懂中国人对‘四毋’的诠释。 但是,排除个人的主观因素,对理论的评价要遵循客观标准;避免绝对化,从多角度,用发展的眼光看待科学进步,这些是古代孔子的认识论与近代牛顿、洛伦兹和爱因斯坦的认识论的共同点,是人类文明精华的体现。这些朴素、自然的思维方式是指导基础科学创新的正确思想科学思想。

 

五、中国科学家面临的挑战和机遇

开普勒行星轨道定律奠定了他作为天空立法者的地位;现代实验物理之父伽利略,提出了航船思想实验,被认为是相对论思想的始创者;牛顿的力学三定律和万有引力定律,奠定了现代物理学的基本框架;麦克斯韦提出了电动力学方程组,被费因曼誉为19世纪最重要的历史事件;洛伦兹力和洛伦兹变换在物理学史上获得了重要的影响;爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论更被奉为理论物理学的顶层天花板。

我们步入雄伟的物理学大厦,仰望先贤的丰碑,回顾各位先哲的伟大贡献,除了崇敬与赞叹,还应有我们自己的思考:

第一, 先哲们是如何达到如此高度的?

第二, 先哲们的思想中存在任何失误吗?

第三, 构建公理化的物理学普遍理论,是所有物理学大师的共同愿望。狭义相对论已经成为一种公理化的物理学普遍理论吗?我们可以在这方面有所作为吗?先哲们的成就还有发展的空间吗?

 

经过几十年的实验、物理推敲和哲学思考,我们不得不指出:现代物理学的教科书过度解读了伽利略航船实验,提出的伽利略相对性原理歪曲了伽利略航船实验的本来思想;牛顿力学中的惯性系不仅无法定义,而且多余,是可以避免的;牛顿的反平方定律和麦克斯韦方程都不是一种假设,而是一种公理系统; 洛伦兹本人拒绝接受洛伦兹变换是明智的、正确的:洛伦兹变换建立在三个存疑的概念之上,不满足公理系统的充分必要条件。这三个存疑的概念分别是两个假设和一对特别参考系,即光速不变假设,相对性原理假设和惯性系。

 

要解决这些基础性困难,是艰巨的挑战,也是伟大的机遇!我们相信:只要我们尊重事实,尊重逻辑,尊重前贤,也尊重自己, 不卑不亢地面对前贤的成就,实事求是地剖析每一个概念和假设,我们一定可以发现比流行假设更基本、更真实的基本原理,建立起‘自然、合理、真实’的公理系统。

 

关于基础科学创新审稿制的一点建议

众多科学期刊都实行同行审稿制,即邀请大同行或小同行专家对收到的论文提出评审意见。 对于跟踪性的创新研究,这当然是正确有效的,因为同行的专家对此类创新已有经验,具有可信的判别能力。对于挑战现有主流观点的创新,与大、小同行专家的认识直接冲突,难免出现因专家个人的偏见而被封杀的情况。

为了避免对于此类创新的误判,建议参考洛伦兹的意见:‘各种基本的理论途径应该同时由不同的研究者加以探索’,由审稿制改为评论制,即邀请不同的研究者充分发表评论意见。



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