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扫盲贴.关于科学的演讲[请根据此贴所述思考自己的方法论]

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关于科学的演讲  


•费曼•  

  我了解科学,我很清楚科学的概念、科学使用的方法、科学看待知识的态度、  
它进步的原动力,以及它在心智上的纪律。因此,我将要谈一谈我所了解的科学。  
  任何人想要谈某个领域中的观念如何冲击另一个领域中的观念时,结果都会  
自曝其蠢,自找麻烦。在这个讲究事业专门的年头,没几个人能同时深入了解两  
个不同领域的知识,因此总是会在其中一个领域里出尽洋相。  
  很多古老观念早已演变成普通常识,用不着再作讨论或说明了。但是,当我  
看看周围的人时,就会觉得,跟科学发展这个大题目相关的诸多观念,并不是人  
人都能领略或欣赏的。没错,有很多人懂科学,懂得欣赏科学,特别是在大学殿  
堂之内,大部分的人都了解科学是怎麽一回事。  
     
“观测”是终极大法官    

  我要谈的第三个科学层面,是追根究柢的方法。这个方法的基础,是认定观  
测(observation)是“检验某些事物是否为真”的大法官。当我们  
明白,观测才是“判断某个想法是否包含真理”的终极大法官时,科学的其他面  
相或特色就都变得明显易懂了。不过,科学上的所谓“证明”(prove)在  
这里的意思其实是检验(test),对大众而言,这整个想法应该翻译为“任  
何法则都必须接受异常情况的考验”;或者用另一种说法,“『例外』证明了某  
个法则的错误。”这就是科学的原理。任何法则如果出现例外情况,而如果这例  
外情况经过观测之後证实不虚,那麽原先设定的法则就错了。  
  这些例外本身都是十分有趣的,因为它们显示了旧法则的谬误。而因此,找  
出正确的法则(如果有的话),就是最教人兴奋的事。大家会深入研究这些例外  
个案以及其他出现差不多结果的情况。科学家总是在尝试找出更多的例外,判 
定这些例外情况的特性。这种过程愈发展下去愈教人兴奋。科学家不会企图掩饰 
法则出了错这件事;刚好相反,这是一种进展和刺激十分的事。事实上,他还想 
尽快地证明他原先的想法有错误不周之处。    
  “观测是最後的裁判”这个原理,严格限制了我们可以问的问题种类。我们  
能够问的问题只限於像“如果我这样这样做,会发生什麽事?”这些问题都是可  
以做做看,看看结果到底如何的。像“我应不应该这样做?”以及“这有什麽价  
值?”等类似的问题,完全是另一种形态的问题。  
  但是,假如有些不怎麽科学的东西,尽管我们无法透过观测来检验,却并不  
表示这个东西一定行不通、错误或者是笨得要命。我们并不是说,科学就一定是 
好的而其他东西就都不好。科学只考虑那些可以靠法则进行分析的东西,因此所 
有现称作科学的东西全都被发现了;但还有很多遗漏掉的东西,是科学方法无能 
为力的。这不等於说那些东西不重要,其实从很多角度看来它们才是最重要的。  
  但在决定任何行动之前,当你必须决定下一步该做什麽时,永远牵涉了“应  
不应该这样做?”这重考量,你不能单从“如果我做这些会发生什麽事?”  
的角度来找出解决方案。你说,“当然可以,你可以先看看会发生什麽事,然後  
再决定想不想这些事情发生。”但最後那一步决定你想不想这些事情发生,  
正好就是科学家帮不上忙的一步。你可以弄清楚将会发生什麽事,但你必须决定  
是否喜欢那样的发展方式。  

“彻底”不等於“科学化”  



1楼2007-06-07 16:38回复
    理论愈明确,愈有趣 

      另一个极端重要的技术重点,是提出来的理论愈明确,通常也愈有趣,换句 
    话说,如果这个法则愈是论述明确,测试它的真伪时就愈有趣。如果有人提出说, 
    行星之所以会绕着太阳运行,乃是因为行星的物质有一种喜欢动来动去的倾向, 
    让我们称之为“噢姆乎”,这个理论同时可以解释好几种其他现象呢。那麽,这 
    是个好理论罗,不是吗?不,它万万比不上“行星乃是在向心力的影响之下绕着 
    太阳运行,向心力的大小与行星中心点及太阳中心点之间距离的平方成反比”这 
    个理论。後面这个理论比较好,因为它说的是这麽的明确;一切都很明显地不可 
    能是运气造成的结果,行星的运行若有一点点差异,就足以证明理论不正确。另 
    一方面,根据第一个理论,就算观测结果发现行星四处乱动,你也可以说:“呃, 
    这都是『噢姆乎』的奇怪作用。” 
      因此,提出来的理论愈是明确,它的威力就愈强大,更容易受到例外的挑战, 
    也因此更有趣、更值得花工夫去检验。 
      许多时候,“字”是没有多大意义的。一堆字凑在一起,提出一个假说,然 
    而这些字的用法让你无法获得任何明确的结论。那麽这个理论就差不多毫无意义 
    了,因为凭著“所有东西都喜欢动来动去”这样的说法,你几乎可以解释世间一
    切事物了。哲学家在这方面谈了很多,他们说所有字都必须极端精确地定义。其 
    实我不太同意这种论调,我觉得“极端精确地定义”很多时候都不大需要、不大 
    值得花力气去做,有些时候也不大可能做得到事实上,大部分时间都是不可能做 
    到的,但今天我不要陷进这些辩论里。 
      哲学家谈到科学时,其实大部分谈的是如何确保科学方法行得通的各个技术 
    层面。这些技术重点在其他不以观测为最後裁判的领域中还有没有用,我就不知 
    道了。我不会说所有事情都要用这个“从观测找例外”的方法。在不同的领域, 
    也许我们不用太在意字的意思或者法则必须明确……等等。我不晓得。 

    新概念从哪里来? 

      谈了这麽多,有一些很重要的东西还没谈到。我说过,观测是检验一个想法 
    的大法官。但想法从哪里来呢?科学的快速发展,迫使我们拚命发明一些方法来 
    进行测试。但在中古时期,大家以为只要进行许多许多的观测,定律就自然而然 
    地从观测结果里冒出来。但实际上定律并不是就这样出现的,其中需要更多的想 
    像力。因此接下来我们要谈的是新概念从哪里来。 
      其实新概念从哪里来无关重要,只要有新概念就好了。我们知道如何检定某 
    个想法是对是错,而这些检定方法跟想法来自何方完全无关:我们只需把这个想 
    法跟观测结果互相对照便可,因此在科学世界里我们并不关心到底新想法从何而 
    来。 
      在科学世界中也没有权威这回事,一个想法是好是坏不是由权威人士来决定, 
    我们再不需要找权威人士来帮忙判断某个概念的真伪。当然,我们可以告诉权威 
    人士一些事情,让他提出建议;之後进行测试,看看这概念是否为真。假如它不 
    是,那麽也没什麽,只不过权威人士再没以前那麽权威而已。 
      科学家之间的关系起先是争闹不休,比一般人之间的关系要严重得多,例如 
    在物理学刚开始萌芽的时候。但在今天的物理学界,人际关系十分和谐,科学的 
    争论很可能渗杂了许多笑声,争论的双方同样不那麽确定己见,他们往往各自构 
    思实验,甚至下赌注赌结果。在物理学这一行,过去累积下来的观测数据是那麽 
    的多,你差不多不可能想得出跟以前想法完全不一样的新概念,但同时又与所有 
    已知的观测结果吻合无冲突。因此,如果你能从任何人或任何地方得到任何新东 
    西,欢迎都来不及了,根本不会争论为什麽谁谁谁会说“如此这般才对”。 
      然而,很多科学领域并没有发展到这样,而是还像早期物理学界的情形,由 
    於数据不多而出现许多争辩。我提起这件事,因为很有趣的是,如果出现一套独 
    立公正的检核谁是谁非的方法,连人际关系都能够减少龃龉。 
      大部分的人发现“科学界并不关心到底是谁首创某个概念,或者是不关心观 
    念创作者的原始动机”时,都会十分惊讶。科学家会做的是聆听,如果对方说的 
    听起来很值得尝试,他的想法很是与别不同,粗看之下没有和以前累积下来的观 
    测结果矛盾,那麽就很让人兴奋,值得一试。你不会担心他到底研究了多久或者 
    是为什麽他要你听他说。就这方面而言,新想法从何而来根本无关重要。新想法 
    的来源是“不知道”,我们称之为人脑的想像,深具创造力的想像。 
      教人惊讶的是,一般人不相信想像力是科学的一部分。当然,科学家的想像 
    力和艺术家的想像力是不一样的。最困难的,是要想像一些你从未看过的事物, 
    这些事物必须跟已经看到过的东西完全吻合不悖,同时又要和已被想出来的完全 
    不同;此外,它更必须是一些明确、不模糊的设想。那真是困难呀。


    3楼2007-06-07 16:59
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      2025-08-03 14:11:24
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      法则真是奇迹 

        顺带一提,单单是有法则可让我们验证,就已经是奇迹了。能够找到像重力 
      的平方反比律,还真的是个奇迹。我们并没有真的了解这个定律的种种,但它把 
      我们带到“预测”的可能性。换句话说,还没著手做实验,它就告诉你在这个实 
      验你可以预期会发生什麽。 
        很有趣而且绝对重要的是,科学的各个法则必须并行不悖,相互没有矛盾。 
      由於观测结果同样是那一些,因此不能说一个法则这样预测,另一个法则却有不 
      同预测。所以,科学并不是专家玩意,而完全是全宇宙通行的。我在生理学谈到 
      原子,在天文学、电学和化学也谈到原子,它们是共通的,必须相互不矛盾。你 
      不能随意从一些不以原子造成的东西开始。 
        更加有趣的是,经过推理之後,我们猜测出法则;而这些法则呢,会慢慢愈 
      来愈简化,至少在物理学界是如此。之前我提到过化学法则和电学法则的合而为 
      一,这是很漂亮的例子,事实上还有很多其他的例子。 
        似乎,描述大自然的各个法则都带有数学味道。但这并不是“以观测为裁判 
      ”的结果,数学也不是所有科学必须具备的特性,只不过,碰巧我们的法则可以 
      用数学的形式来写出,至少在物理学是如此,而且更据此可作出威力强大的预测。 
      至於为什麽大自然是数学的,则是一个谜。 

      不据理猜测,才是不科学 

        现在我要谈一件很重要的事情:旧有的定律可能是错误的。观测结果怎麽会 
      是错的呢?如果一切都经过仔细核证,怎麽还会错?为什麽物理学家永远都在修 
      改定律?答案是,首先,定律并不等於观测结果,以及第二,实验永远都不准确。 
      所有的定律都是猜想出来的定律,而不是观测结果告诉你一定会怎麽样怎麽样。 
      它们只不过是一些优秀的猜想、一些观察的外推,是到目前为止还能通过验测的 
      筛子而已。往後出现新的筛子时,上面的洞比以前更小,这回定律就被卡住再也 
      通不过去了。因此定律只不过是一些猜测,是从已知外推到未知。你根本不晓得 
      会发生什麽事,因此你放胆一猜。 
        例如,大家曾经相信、曾经发现一件物体在运动时,它的重量不会受到影响。 
      如果你转动一个陀螺,称它的重量,等它停下来再称一次,重量是一样的。这是 
      个观测结果。但是,事实上当你称它的重量时,你没办法量到无限个小数点,甚 
      至到几十亿分之一的单位的。但现在我们知道,旋转中的陀螺比静止中的陀螺要 
      重,大约增加几十亿分之一。如果陀螺转得够快,快到接近光速的每秒钟约十八 
      万六千英里,增加的重量就十分明显--但到这时候才明显。在早期的实验中, 
      陀螺的旋转速率远低於光速,看起来转动中陀螺的质量和没在转动的陀螺质量完 
      全相同,有人因此推测,质量是永远不会改变的。 
        笨!真是笨蛋!这只不过是个凭臆测而得到的定律,是一种外推。那个人为 
      什麽会做出这样不科学的事情?但事实上这件事没有什麽不科学;这只不过是不 
      确定。如果当时的人不作出猜测,那才真的不够科学。因为,这种向未知外推才 
      是唯一有点真正价值的事情。只有在面对仍未做过、验过的情况,你还在猜想 
      “应该会这样发生”,这才有一探究竟的价值。如果你只能告诉我昨天发生什麽 
      事,这样的知识是没有什麽真正价值可言的。知识必须能够告诉我,如果我这样 
      做,明天会发生什麽事才行。不一定需要真的做这些事,但那很好玩。不过你也 
      必须愿意承担错误的风险。


      4楼2007-06-07 17:04
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          任何一个科学定律、科学原理或实验观测报告,都只是某种形式的简本,细 
        节都不在其中,因为你永远无法绝对精确地描述任何事物。构思者就是会忘记! 
        写定律时他应该说“速率不太高时,质量没改变多少”。这个游戏就是要提出很 
        明确的法则,看看它能否通过筛子的考验。当时提出的明确臆测,是质量永远不 
        会改变。这是个教人兴奋的可能性呀!而假如往後发现事实并非如此,也不会构 
        成什麽大灾难。一切只不过是不确定,而不确定并不妨害到什麽。处於不确定状 
        态中但提出一些看法,总比什麽都不说好。 

        我们活著,而且无知 

          我们在进行科学研究时所说的一切、所有的结论式描述,全都带有许多的不 
        确定,这是必然会发生的,只因为它们全是结论。它们是对未来会发生什麽事作 
        出的猜测,而你无从知道将会发生什麽事,因为你没做过最完备、无所不包的实 
        验。 
          也许,陀螺由於转动而出现的质量改变效应是那麽的微细,你可能会说: 
        “噢,这没什麽差别嘛。”但为了要找到正确的定律,或至少找到能够通过一个 
        又一个的筛子,通过更多观测结果的考验,就需要极为不凡的智慧和想像力,以 
        及全盘颠覆原先的哲学,颠覆我们对空间和时间的认知。我指的是相对论。往往 
        发生的是,那些微细的效应现身之後,许多概念便需要进行最具革命性的修改。 
          因此,科学家早已习惯面对“疑惑”和“不确定性”。所有的科学知识都是 
        不确定的。这种与疑惑和不确定性打交道的经验十分重要,我相信其中潜藏著巨 
        大的价值,而且这种经验超越科学,往外延伸。我相信,要解开任何从未被解开 
        过的难题,你必须让通向未知的门半开半掩地,容许“你可能没全弄对”的可能 
        性。否则,假如你早已抱有定见,也许就找不到真正的答案。 
          当科学家告诉你,他不知道答案是什麽时,他是个无知的人。当他告诉你他 
        有一点点预感,觉得事情应该是如何如何,那他是对事情不确定。当他蛮确定答 
        案应该是什麽而告诉你:“事情将会这样这样发展,我敢打赌。”那他还是抱著 
        一点疑惑。而最最重要的是,要进步的话,我们必须认清楚这种无知以及这种疑 
        惑。因为我们还存著一点怀疑,才会建议往新的方向寻找新观念。科学的发展速 
        率,并不是看实验做得有多快而已,更重要的,是你创造出新东西的速率。 
          要是我们无法或不想往新方向看,如果我们没有一丝的困惑或体认到自己的 
        无知,我们就无法得到任何新观念。那样的话,也再没有什麽值得花工夫做查证 
        的了,因为我们应该知道什麽才是正确。所以,今天我们称之为科学知识的东西, 
        其实是一堆不确定的论述,只不过不确定的程度不一而已:有些是最不确定的, 
        有些差不多确定,但没一样是绝对确定的。科学家已经很习惯这种状况。我们都 
        知道,活著而同时无知,是可能的,两者并无矛盾。有些人说:“你怎麽能够活 
        著而无知?”我不知道他们是什麽意思。我从来都活著,也从来都很无知。那容 
        易得很。我想知道的是你如何能什麽都知道。 

        不要害怕疑惑 

          这一点点存疑的自由,是科学的重要部分。而我相信,在其他领域中也一样。 
        它是从一场挣扎、一场斗争中诞生。这是为了争取被准许存疑、被容许对事情不 
        确定而发生的斗争,我不想大家忘记这些挣扎的重要,不先尝试一下力挽狂澜, 
        而自动弃权。 
          作为一个知道“无知哲学”的伟大价值、更知道这套哲学可以带来巨大进步 
        的科学家,我觉得我肩负著一种责任。这些进步乃是思想自由的果实。我觉得我 
        有责任大声疾呼,宣扬这种自由,教导大家不要害怕疑惑,而是要欢迎它,因为 
        它是人类新潜能的可能来源。如果你知道你不很确定,你就有改进现状的机会。 
        我要替未来的世代争取这自由。 
          存疑很明显是科学的一项价值。在另一个领域中是否如此则是个可供辩论的 
        问题,是些不确定的事情。存疑是很重要的,而疑惑并不是什麽可怕的东西,而 
        是具有极大的价值的!


        5楼2007-06-07 17:05
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          腹中有书气自华看来是很有道理


          IP属地:北京6楼2007-07-06 23:53
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            • 58.246.225.*
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            7楼2007-12-04 17:07
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