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一場關於物理學本質的爭論:實驗是檢驗科學的唯一標準嗎?

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發表於 2016-10-4 20:00:50 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
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一場關於物理學本質的爭論:實驗是檢驗科學的唯一標準嗎?
[size=0.8125]Posted on [size=0.8125]2016-09-02 in [size=0.8125]科學

本文來自微信公眾號「環球科學ScientificAmerican」,轉載請聯繫授權。
為了統一廣義相對論和量子力學而建立的弦理論,與其說是能被證實或證偽的理論,不如說更接近「一個籠統的數學框架」。不管是振動著的超弦,摺疊的多維時空,還是理論的其他部分,所有的這些都不可能通過實驗的方法來證實或證偽。那麼問題來了,無法通過實驗驗證的理論,還能叫做科學嗎?
撰文 馬西莫·皮柳奇(Massimo Pigliucci)
翻譯 葉宣伽
審校 丁家琦
本文作者馬西莫·皮柳奇是紐約市立大學雷曼學院哲學院教授,撰有《亞里士多德的答案:科學和哲學何以讓我們的生活更有意義》一書。
數十年前,最具影響力的科學哲學家之一卡爾·波普爾(Karl Popper)陳述了這樣一個結論:廣義相對論是可靠的科學,而弗洛伊德的精神分析是偽科學。波普爾對於如何劃分科學與非科學(non-science),尤其科學和偽科學(pseudoscience)之間界限的問題懷有極大的興趣,他將這個問題稱為「分界問題」(demarcation problem)。經過長時間的痛苦思考,波普爾得出了一個簡單的區分「科學」與「非科學」的評判標準:可證偽性(falsifiability)。即如果某一觀念可以——至少從原則上可以——被證明是錯誤的,那麼我們就可以說這個觀念是科學的,即使這個觀念最後被發現真的是錯誤的
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1919年的日全食在全世界的見證下證明了愛因斯坦理論的正確性,也深深地影響了波普爾,他認為,愛因斯坦的理論就是「好的科學」(good science)的典範。下文是他在《猜想與反駁》 (Conjectures and Refutations, 1963)一書中的節選,他以愛因斯坦的廣義相對論和弗洛伊德、阿德勒(個體心理學派創始人)的理論為例,說明了科學與偽科學的區別:
我們可以清楚地看到,愛因斯坦的理論符合可證偽性的判斷標準。即使我們現有的測量手段無法讓我們確定它得出的結論是正確還是錯誤,但至少它的結論存在被否定的可能性。

而弗洛伊德和阿德勒的精神分析理論則不一樣:它們無法檢驗,也無法被證偽——沒有任何一種可設想的人類行為可以反駁它們,證明它們是錯誤的。就我個人而言,我不否認他們的部分理論可能很重要,也不否認這些理論有一天也許能夠在心理學這門實驗科學中起到一些作用。但也止步於此,我不認為這些分析學家們以「臨床觀察」為依據得出的理論,能比占星學家們每天占卜得到的結論有什麼更高明的地方。
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然而,後來人們發現,波普爾所高度讚揚的1919年驗證廣義相對論的日全食實驗,其過程很可能沒有他想像的那麼無懈可擊。有學者在回顧歷史長河,探究當時的細節時,發覺愛因斯坦理論的早期構想中其實存在一個計算錯誤——這個計算錯誤,使得該理論預言的光受大質量物體(比如太陽)作用而彎曲的角度比真實值多出了一倍,而科學家們在日全食中測量並引為理論證明依據的物理量,正是光的彎曲度。所以,如果日全食實驗在1914年進行(它原本計劃就是在這一年進行的,只是被一戰耽擱了),愛因斯坦當時的理論就會被證明是錯誤的。不僅如此,在愛因斯坦已經修正了計算錯誤,提出了最終版的廣義相對論之後,1919年的日全食實驗其實也包含著相當大的誤差。為了得到最理想的驗證實驗數據,當時主持實驗的首席天文學家之一——亞瑟·愛丁頓爵士(Arthur Eddington),很可能人為挑選了採集到的實驗結果。這個故事告訴我們,科學和生活一樣複雜,完美的「乾淨結果」是可遇不可求的。



 樓主| 發表於 2016-10-4 20:05:10 | 顯示全部樓層
關於波普爾的理論我們就講到這裡,但是讀者們不禁會問,無論波普爾多麼聲名卓著,他提出這一理論畢竟也是上個世紀初的事情了,那為什麼直到今天,他的理論還吸引了這麼多關注呢?這就不得不提到另一個概念:弦理論(string theory)了。這個名詞或許對你來說並不陌生,近幾十年來,基礎物理學家們一直圍繞著「弦理論」團團轉,將它視為解釋自然界所有物質及其相互作用的終極理論——也即諾獎獲得者史蒂文·溫伯格(Steven Weinberg)口中的「萬有理論」(a theory of everything)的候選。顯然,「萬有理論」這個名詞不能單純從字面上去理解,而且嚴格來說,「弦理論」甚至還不能算作是一門「理論」——如果我們將「理論」這個詞定義為一套成熟的概念體系(譯者註:此指經過驗證的、合乎邏輯的推論性總結),比如進化論和大陸漂移學說這類的話。事實上,目前而言,弦理論與其說是理論,不如說更接近「一個籠統的數學框架」,這是我們現有的、已知的、從數學的角度來說最複雜的一個框架,其目的是為了解決近代物理學的根本問題:如何統一廣義相對論和量子力學。廣義相對論和量子力學都是非常成功的科學理論,但是當它們解決一些特定條件下的物理問題——比如黑洞或奇點(宇宙大爆炸之前的宇宙起源點)——時,彼此間就會產生尖銳的衝突。
小詞典
奇點(singularity),也稱引力奇異點(Gravitational singularity)或時空奇異點(spacetime singularity),是一個體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大的點。
黑洞(black hole)是廣義相對論所預言的一種天體,其引力極大,以至於任何落入其附近的物質都無法逃脫,包括光也不例外。按照愛因斯坦的廣義相對論,落入黑洞的物質只會一直不停地下落,但根據量子力學,落入黑洞的物體會在黑洞視界處遇到一個由高能粒子構成的、致命的火牆。因此,黑洞就成為了廣義相對論與量子力學的衝突現場。
圖解弦理論與其他物理學理論的關係。圖片來源:譯者


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 樓主| 發表於 2016-10-4 20:06:36 | 顯示全部樓層
物理學家們已經達成了共識:既然廣義相對論和量子力學兩者之間存在不可調和的矛盾,那麼一定至少有一者是錯誤或不完善的。他們找到的解決問題的方法之一就是弦理論:它把兩者都劃歸到一個更大的理論框架之下(看上圖)。
這是個美好的構想,只有一個問題:一些基礎物理學家們信誓旦旦地聲稱弦理論不僅是項頗有前景的科學理論,甚至還可能是唯一的真理;另一些科學家們卻對此嗤之以鼻,他們認為「弦理論」根本不能算是科學。他們的論據也非常充分:弦理論和任何實驗性的證據都毫無交集——不管是振動著的超弦,摺疊的多維時空,還是理論的其他部分——所有的這些都不可能通過實驗的方法來驗證。弦理論就像是數學領域中的形上學,而科學家們從來不會給冠以「形上學」的東西好臉色看。只是出人意料地,越來越多的公眾言論和刻薄的誹謗都僅指向一位哲學家——卡爾·波普爾,這究竟是怎麼一回事呢?
去年,我恰好有幸現場目擊了一場這樣的討論會。當時我被邀請到慕尼黑去參加一次基礎物理的研討會,會議的具體討論內容就是「弦理論論戰」。會議的組織者,斯德哥爾摩大學的理察·戴維(Richard Dawid),是一名有著深厚理論物理背景的科學哲學家,也是理論派認識論的擁護者。他肯定了弦物理學家們的努力,也試圖為「弦理論」辯護:弦理論並不只是脫離真實科學的華麗數學模型。而我在這場會議中的任務,就是保證每一位與會者(一半是哲學家,另一半是科學家,其中還有一位諾貝爾獎獲得者)都能完全明白科學哲學入門課程的內容:波普爾到底說了些什麼,以及他為什麼這麼說——既然這群參會的物理學家里有不少人正是利用波普爾的證偽論否定弦理論的科學性,而另一部分物理學家對此不屑一顧,有必要讓他們知道波普爾的理論究竟是怎樣的。
其實,早在會議開始前的一個月,正反兩方的主力科學家們就都已使盡渾身解數,發動了鋪天蓋地的輿論攻勢,有人在嚴肅的《自然》(Nature)雜誌上發表文章宣言,也有人在接地氣的Twitter上抒發觀點,都想打贏這場近代物理核心的攻防保衛戰。為了讓大家感受一下當時的氛圍,我節選了其中的幾段交鋒。「最讓我恐慌的是,若不能通過實驗檢驗的理論可以成為科學,那麼科學和裝神弄鬼的廢話,或者科幻小說也就沒了區別。」這話來源於宇宙學家喬治·埃利斯(George Ellis),顯然他在批評弦理論派;緊隨其後的是瑞典物理學家霍森菲爾德 (Sabine Hossenfelder),他說:「『無需實驗證明的科學』,這個名詞本身就是自相矛盾的。」而哈佛大學教授皮特·蓋里森(Peter Galison)則一針見血地指出雙方爭論的核心:「這是一場有關物理學本質的爭論。」而在另一陣地,支持弦理論的一派也不甘示弱,宇宙學家肖恩·卡羅爾(Sean Carroll)就在他的推特上寫道:「我們不可能提前預知什麼樣的理論可以正確描述世界。」緊接著,他又寫道:「只有缺乏哲學素養的科學家才會把可證偽性奉若聖經。」由於篇幅限制,我只能再摘錄一位科學家的精彩回擊了——史丹福大學的理論物理學家倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)竟發明了一個新詞「Popperazzi」來諷刺扯著波普爾虎皮的科學家們(「Popperazzi」可譯為「波普爾的跟屁蟲」,「azzi」或「razzi」為表示「跟蹤者」的詞綴),依他來看,那些人都把科學想得太簡單了。
這場直率而又硝煙味十足的公開論戰並不奇怪,它完全反映了當今享譽學界的科學家對於哲學的態度:有的人試圖使用一些哲學概念,有的人則簡單地摒棄一切哲學思考,而不管是前者還是後者,其實都沒有真正地搞清楚這些哲學觀念。在弦理論戰爭中,他們對波普爾的科學哲學和它在「分界問題」上的應用只是一知半解罷了。現今相當一部分科學家(尤其是物理學家)不怎麼看得起哲學這門學科,對於我這個在中年危機後「半路出家」為哲學家的「前科學家」而言,這是件非常諷刺的事情。早在幾年前,史蒂芬·霍金就宣稱哲學已死,物理學家勞倫斯·克勞斯(Lawrence Krauss)則嘲諷哲學會讓他想起上世紀美國喜劇演員伍迪·艾倫(Woody Allen)的黑色幽默:「那些幹不了大事的人,就跑去教書;那些教不了書的人,就去教體育。」科普工作者尼爾·德葛拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson)和比爾·奈(Bill Nye)也雙雙對哲學提出質疑,他們認為年輕人大學選擇哲學這個專業是在浪費寶貴的青春。


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 樓主| 發表於 2016-10-4 20:10:17 | 顯示全部樓層
這場辯論,決定了大眾對於物理學的認識
幸運的是,這種看法直到新近才出現,而且抱有這種想法的物理學家只是少數。與上文中現代物理學家們對哲學的傲慢態度形成鮮明對比的,是1944年愛因斯坦在寫給他朋友羅伯特·索頓(Robert Thorton)的信中關於同一話題的態度:「我非常同意你的看法,科學的方法論、科學史和科學的哲學思維都是極具意義和教育價值的。如今太多人——甚至包括不少專業的科學家——都只見樹木,不見森林,只看得見局部,看不見整體。而哪怕只是一丁點兒的歷史或是哲學的背景知識都能給他們一個更廣闊的視角,讓他們超脫於同時代的局限性。在我看來,正是這種哲學視角帶來的時代超脫性,才把『真理追求者』同『掌握著某種特定技術的專業技術人員』區分了開來。」也就是說,如果用愛因斯坦的標準來衡量,現代物理學界或許大多都是「蹩腳的技術人員」,而真正的真理追尋者卻寥寥無幾。
不過客觀來說,愛因斯坦關於哲學的這些觀點,即使在當時也並不具有代表性,所以在今天也不見得會有什麼現實意義,更不用說弦物理學家們只占物理學界的一小部分,而會在推特上留言的就更少了——他們可能只是弦物理學家這一小類群體中比較健談的那一部分。由此可以看出,他們對哲學的抨擊其實並不能代表物理學界的整體態度,然而糟糕的是,由於參與這場討論的都是學術領域的頂尖人才,他們很容易讓大眾產生誤解——因為並不了解這個領域的普通圍觀群眾(甚至研究其他課題的物理學家)只有通過科學家們在公眾媒體、科普雜誌上轟轟烈烈的辯論來了解弦論這一宏大課題。
也就是說,公眾今天所接觸到的物理學界似乎只有兩種人:公然輕視哲學的,和自以為懂得了相關哲學真諦而自視甚高的。由此觀之,不僅該領域科研人員的小圈子已經發生了危機,整個社會都在漸漸丟失對人性與科學的讚美和尊重——更不用提每年撥給物理學家們的動輒百萬的研究經費了(研究經費當然只會發給物理學家,不會發給哲學家)。所以,在今天這種情況下,我們有必要再次重新翻開歷史的檔案,仔細推敲波普爾哲學的深層意義,並且回答一個問題:它和科學之間到底是什麼關係。
讓我們回到文章最初提到的波普爾的理論:判斷「科學」與「非科學」的評判標準是可證偽性。這個標準看上去似乎非常簡單,不過壞消息是,這只是假象。波普爾的這個理論被概括成隻言片語發到推特上後,已經成功騙過了不少聰明的評論者,使他們嚴重低估了潛藏在理論背後的哲學的複雜性。這就好像把波普爾的哲學做成了貼在電線桿上的小廣告:「不能被證偽的東西就不是科學,不要再浪費大眾的時間和金錢了!」
然而,優秀的哲學思想是不可能被小廣告一樣的簡單標語就總結出來的,所以打算真正理解這個思想的人也不可能滿足於這樣的簡單語句。哪怕是波普爾自己,也在同行批評和反例的洗禮下,對他關於證偽性和分界問題的理論做出了多次修改——這是每一個謹慎嚴密的思想家都會做的。例如,他一開始就排除了驗證在理論建立過程中的作用,因為如果人們在建立一個理論的過程中就積極尋找證實它的證據,那麼要它要通過檢驗實在是太簡單了。類似的傾向無論是在普通大眾的生活中,還是在科學家的研究過程里都十分常見,現代心理學家們給了這種現象一個專有名詞:證實性偏見(confirmation bias)。


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 樓主| 發表於 2016-10-4 20:11:54 | 顯示全部樓層
小詞典
證實性偏見(confirmation bias)是指個人選擇性地回憶、搜集有利細節,而忽略不利或矛盾的信息,來支持自己已有想法的現象。
但後來,波普爾又承認檢驗是健全的科學方法的一部分,尤其是對於能產生大膽而又新穎的預測的理論而言。畢竟,之所以1919年愛因斯坦得以在一夜間躋身於頂尖科學家之列,恰恰就是因為天文學家們在日全食中證實了他的預期數據。不過對波普爾而言,這並不意味著愛因斯坦的理論(廣義相對論)就是「真」的,這只能說明短期內人們不用再對該理論據理力爭了。確實,考慮到上文中提到的廣義相對論與量子力學在特定條件下的衝突,今天我們不再認為愛因斯坦的理論就是真理。但不可忽視的是,廣義相對論成功地經受住了一個世紀以來大大小小的風浪,而且就在幾個月之前,科學家們第一次探測到了引力波——相對論又再一次被證實。
科學假說在被某種程度上確證之前,需要不同條件下的反覆試驗
除此之外,波普爾對於其他一些的理論也發生了改變。他曾把馬克思唯物主義史觀看做是偽科學的代表,但後來至少承認了馬哲史觀存在可行性。另一個相似的例子是達爾文進化論,波普爾一開始錯誤地認為進化論只是基於無意義的同義反覆,所以原先一直對進化論持懷疑態度,但後來逐漸接受了進化論。同時,他也承認即使是最優秀的科學理論,在證偽性問題上也可能存在漏洞——考慮到一個完整的理論中總會包含一些輔助性的次級理論和作為背景的猜想。舉個例子,如果有人想通過「使用天文望遠鏡和照相機觀測太陽」來驗證愛因斯坦的理論,那麼事實上,在他進行實驗的同時,他還要保證相機的鏡頭焦距理論、設計天文望遠鏡的基礎光學原理、用來處理實驗數據的數學模型和假說都沒有問題,以及其他大量科學家們「想當然」的常識和背景——實際上相當於同時驗證了這麼一大堆理論,而同時,他還要努力把注意力集中在愛因斯坦的理論上。所以當真實觀測到的實驗結果不能符合理論相關預期的時候,我們並不能急於否定整個理論,因為很有可能出錯的只是其中某個次級理論。這就是為什麼當我們能在相當程度上確信某個理論之前,必須先經過不同條件下的反覆驗證。
波普爾的工作,與其說是回答了「分界問題」,不如說是以一己之力將「分界問題」放上科學哲學界的版圖,並號召哲學家們為了哲學領域的健全發展,努力界定什麼是科學,什麼不是。這種格局一直持續到了1983年,這一年著名科學哲學家拉里·勞登(Larry Laudan)發表了一篇名為《分界問題的終結》(The Demise of the Demarcation Problem)的論文,在這篇影響巨大的論文里,勞登聲稱,解決分界問題對哲學家們來說完全是浪費時間。他在文章中列舉了一系列理由以論證他的觀點,其中最重要的一條便是,對於任何人來說,找全所有界定「科學」、「偽科學」、或是其它類似事物的充要條件組成的集合都是絕對不可能的——而若是找不全這些充要條件,完全嚴格地區分科學與偽科學簡直就是天方夜譚。
「充分必要」(簡稱「充要」)其實並不是科學哲學術語,而是一個邏輯哲學術語,但它對我們理解勞登的理論至關重要。勞登認為,波普爾和其他人試圖精確界定「科學」與「非科學」的企圖,其實和初等幾何中的定義差不多。比如,人們定義內角和為180度的幾何圖形為三角形。這個定義是充分且必要的:只要一個幾何圖形的內角和是180度,我們就可以說這是一個三角形(充分性);而如果這個幾何圖形的內角和不是180度,它就不是三角形(必要性)。而在勞登看來,分界問題根本無法找到這樣的答案,因為 「科學」或是「偽科學」這樣的概念本來就是複雜的、多維的、模糊的,並不存在清晰的分界線。從某種意義上來說,控訴著「波普爾跟屁蟲」的物理學家們(也就是弦理論的支持派)其實和勞登的想法不謀而合:波普爾的證偽性標準,是一種與客觀情況相去甚遠的「一刀切」標準,它並不適用於區分「科學」與「偽科學」,而認為它能在理論物理這樣的前沿學科中區分健全與非健全的科學理論,就更是一個笑話了。
不過,請允許我再次反駁我上面提到的觀點——我知道在這篇文章中我已經反覆變卦許多次了(笑)。波普爾絕不像上文勞登、肖恩·卡羅爾、倫納德·薩斯坎德等人所說的那樣不堪,同樣,分界問題也絕不像他們所說的那樣一無是處。不少研究者(包括我和我的長期合作夥伴馬騰·布德里)近來都維持這樣的看法:勞登對於分界問題的否定下得有些過快了。而且我們都認為,推特不是一個討論科學哲學的好地方(此處當然指的是肖恩·卡羅爾等人在推特上指責波普爾理論),許多細緻精妙的討論內容都無法在那裡展開。
好消息是,分界問題的研究並不是無路可尋的——只要願意摒棄充要條件的限制,道路立馬就會出現在你的眼前,而事實上,就連波普爾自己也沒有要求一定要在充要條件下研究界定問題。那我們不禁要問了,如果摒棄充要條件,取而代之的又是什麼?這個問題的答案是維根斯坦的『家族相似性』理論。我們認為「科學」和「偽科學」各自都是一類具有「家族相似性」特徵的概念。路德維希·維根斯坦(Ludwig Wittgenstein)是20世紀另一位偉大的哲學家,在這個問題上,維根斯坦就像是另一個波普爾,儘管這兩位哲學家有著截然不同的脾氣秉性和社會經濟背景(譯者:我不會告訴你小維家裡超級有錢的),甚至連研究興趣也完全不一樣。[如果讀者想進一步了解這兩位哲學家的不同,可以參考一本挺有意思的讀物:《維根斯坦的撥火棍》(長春出版社,2003),該書的作者是新聞記者大衛·埃德蒙(David Edmonds)和約翰·艾丁諾(John Eidinow)]


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 樓主| 發表於 2016-10-4 20:13:14 | 顯示全部樓層
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家族相似性(Family Resemblance):指用同一個字(或詞)來代表不同事物或狀態,這些事物或狀態雖然不同,卻像家族的成員一樣,具有某些相似的特徵,且屬於同一家庭。維根斯坦以遊戲(game)這個詞為例,在日常語言中,遊戲這個詞可以用來指稱諸多不同的活動,如打棒球是一個game、下棋是一個game、人生是一個game等等,但這許多活動其實並沒有相同的特質,它們所具備的只是家族相似性,就好像家庭中的成員(如兄弟姊妹)一般,長得相似,有相似的神韻、體型、眼睛和眉毛,可是仔細分析起來,這些成員並不具備有相同的特質。(參考來源:http://terms.naer.edu.tw/detail/1308191/
維根斯坦。圖片來源:afflictor.com
有趣的是,關於科學哲學,維根斯坦沒有留下任何隻言片語,更遑論基礎物理學或是馬哲史觀了。維根斯坦真正感興趣的是「語言」,包括語言本身、語言的邏輯和語言的應用。維根斯坦指出,生活中許多頗為實用的概念其實並不服從勞登所提到的那種清晰的定義式界定。他最喜歡用的例子就是「遊戲」這個看上去很簡單的詞語,如果有人想用定義三角形的方式去定義「遊戲」這個詞語,那麼等著他的就只有無盡的挫敗——如果讀者不信的話可以自己試試看,你會發現定義「遊戲」本身就是一個怎麼都無法完成的「遊戲」。維根斯坦這麼寫道:「我們如何去和別人解釋『遊戲』是什麼呢?我們只能為對方形容幾個遊戲的例子,然後再加上一句『像這樣的,或是其他類似的,就是遊戲。』這並不是因為我們無知,只是從來沒有人刻意劃分過這樣的邊界。我們可以人為地劃分邊界,但這麼做能讓這個理論的實用性更強嗎?我覺得完全不會!」


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 樓主| 發表於 2016-10-4 20:14:49 | 顯示全部樓層
問題的關鍵在於,很多情況下邊界確實存在,但我們無法發現它們,這讓「定義遊戲」和「規範科學的界定方法」成為了柏拉圖式的理想,永恆地存在於形上學的維度。我們經常為了某些特定的目的創造邊界,然後根據創造它的目的來測試其是否有效——就像界定科學和偽科學時一樣,我們主觀認為這兩者間存在意義重大的差異,所以非要嘗試著給它們劃個界線,強調他們的不同。相信無論是對於科學家,還是對於哲學家來說,對「天文學和占星術這兩者之間存在本質的不同」這個說法應該都沒有什麼異議,只不過問題是,這個差異在什麼地方?或者至少,大約在什麼地方?
比起毫無水準的互相爭辯,科學家們更應精誠合作,追求更好的科學,反對真正的偽科學
和上面這個問題類似的,參加慕尼黑研討會(或更廣義的,弦理論論戰中)的許多科學家們確實感覺到,基礎物理的傳統構想和弦理論學家們聲稱的事物之間有著某種很重要的區別。研討會的組織者理察·戴維反對人們使用「後經驗科學」(post-empirical science)這種容易招致嘲笑的說法來形容弦理論,他提倡使用「非經驗理論」(non-empirical theory assessment)來替代。不過無論別人如何選擇這些稱呼,戴維和他的同行者們都發現,弦理論這樣的物理學理論已經偏離了伽利略時代所確立的傳統科學的航道。即使真實情況是伽利略本人更注重理論研究(他參與了大量的理論爭辯和思維實驗,而且很可能從未在比薩斜塔上完成自由落體實驗),但是他的想法絕對是可證偽的,而且科學家們也很喜歡設計實驗去驗證它(最出名的一次可能要屬大衛·斯科特在阿波羅15號登陸月球時完成的實驗:他讓羽毛和錘子在沒有空氣的月球表面同時下落,結果兩者在同一時間落地)。
所以緊接著,一個更大層面上的問題便是,這到底是標誌著一個全新科學領域的起始邊緣,抑或只是後人眼中漫長科學史的一次短暫停頓?有沒有這樣的可能:基礎物理的終結並不是由於我們已經知道了想要知道的一切,而是因為我們的智力和技術水平已經達到了極限?這些都是非常嚴肅的問題,不僅物理學家和哲學家們應該思考,普通大眾也該好好想想清楚,畢竟為基礎物理學以及其他研究提供資金的,歸根到底還是普通大眾。
在這場關於運用及誤用科學哲學原理的弦理論論戰中,讓我感到離奇的是,無論科學家還是哲學家,都在積極地從社會上吸引更多的支持者。我不禁遺憾,要是他們能停止無意義的互相爭論,而是合作起來發揮集體的智慧,那該有多好。比起用各種不專業的術語互相攻擊,他們本應精誠合作——當然,僅僅追求更好的科學是不夠的,他們還應驅逐真正的偽科學:比如順勢療法(Homeopaths,此理論指如某物質能在健康的人身上,引起病人患某病時的病症,將此物質稀釋震盪處理後就能治療該病症)或是靈媒等等,這類的顯而易見的偽科學仍然陰魂不散地從人們那裡騙取大量的錢財,在愚弄著人們的同時,更損害著他們的身心健康。這些才是真正值得學術界去仔細批評分析、並公之於眾的,何況這也是知識分子和科研人員(無論是物理還是哲學)的責任——盡他們最大的努力去改善社會,因為正是這樣一個社會支持著他們,讓他們得以專心研究認識論或是理論物理這樣艱澀的學科。
原文連結:
https://aeon.co/essays/the-strin ... ce-needs-philosophy


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發表於 2016-10-4 20:28:54 | 顯示全部樓層
小詞典
奇點(singularity),也稱引力奇異點(Gravitational singularity)或時空奇異點(spacetime singularity),是一個體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大的點。


請問:以上的解說,誰證明過確實如此?又有誰能夠證明「奇點」是『體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大』。

姑且別說「奇點」是否真實存在過?宇宙是否真的因為「奇點」莫名其妙突然「大霹靂」而產生了?先解釋一下什麼是「無限」?什麼是「無限大」?什麼又是「無限小」?

再解釋一下「無限大」比「無限小」大多少?

既然是「無限」;又何來大小,無限的本意就是「沒有大小」可言,可形容,可比較的;甚至根本沒有範疇的。

所謂「奇點」是『體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大』,根本是一個從來未被證實的假說;霍金之前就有人提到過,霍金只是依據這個論點加以發揚光大而已(而且是在實在找不到研究論文題材,他的教授建議他不妨從「奇點理論」著手的一時權宜之計,現在居然能成為宇宙起源論的主流,還言之鑿鑿,儼然一代宗師的模樣,他寫的「時間簡史」根本跟時間的歷史毫無關係,跟「時間的本質」更沾不上邊。)

試問「奇點」原本存在何處?既然宇宙還沒產生,「奇點」難道「無限小」到根本不存在嗎?即使是所謂的「無限小」,那也只是一個形容詞,不可能有不佔空間的「東西」存在!

我很誠實的說:我個人的看法:霍金的「奇點大霹靂」假說,根本是個屁;他和同樣一群跟屁蟲所謂的「已知宇宙」只是無限宇宙中一個小泡沫而已,豈是真正的「宇宙」?

我也很誠實的承認;我也不知道何謂「無限」?但是,中國古人所謂的「宇宙」確實是指「無限的時空」沒錯。因此,「無限」只是一個人類永遠不可知的「概念」。

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發表於 2016-10-6 21:24:39 | 顯示全部樓層
本帖最後由 謝衣 於 2016-10-6 21:34 編輯
張開基 發表於 2016-10-4 20:28
小詞典
奇點(singularity),也稱引力奇異點(Gravitational singularity)或時空奇異點(spacetime singu ...

理論物理學就是這樣, 幾乎都是用數學的方式導出其結論.

體積無限小, 密度無限大, 引力無限大, 時空曲率無限大,
都是從數學計算上導出的抽象結論.

"無限" 本來就是個無法掌握的概念, 但對西方的理論家來說,
它可以被用數學的方法來掌握.

我舉個例子, 正多邊形, 邊越多, 看起來就越趨近圓形.
那麼, 正"無限"多邊形, 是否等於圓形呢?
正無邊限多邊形, 原本是個無法掌握的概念,
但對物理學家來說, 從數學上來推論, 即可以證明他們是一樣的.

又例如, 0.9999999999999999999.........(後面9無限循環)是否等於1呢?
我們知道後面9越多, 就會越趨近1,
但是, 以本質來說, 這是一個無法掌握的數字, 然而, 數學上, 他們會這樣算

X=0.9(後面無限9)
10X=9.9(後面無限9)
10X-X = 9.9(後面無限9)-0.9(後面無限9) = 9X
後面無限個9剛好抵銷掉, 因此得出9X=9
便可證明X=1, 亦即0.99999999999......(後面無限個9)等於1

同樣, 物理學家要計算出一個行進中的東西的 "瞬間" 速度時,
也是要用數學將 "時間" 最小化, 才能得出 "瞬間" 的速度.

其實, "瞬間的速度" 是一個沒有意義的概念, 要測量一個東西的速度,
只能取一段時間內的平均速度. 可是, 很多時候,
基於理論上的需要, 他們必須要用數學的方法去算出 "瞬間" 的各項數據.



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