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跟着紫鳥侃科學:超炫論和科學實證主義
送交者: 嘎拉哈 2013年06月30日10:56:56 於 [教育學術] 發送悄悄話


最近紫荊棘鳥的幾篇侃物理系列,

閒侃 (1) (physics & related)

閒侃 (2) (physics & related)

閒侃 (3):為什麼空間是三維的



覺得挺有意思。俺的這一篇,算是對這個系列的一個綜合性瞎評之一吧。

認同紫鳥的這句:【超弦之所以用到 10 or 10+ dimensional 的時空,原因之一就是數學技巧上的簡便:增加維是將看上去不好扯上關係的兩個東西(例如引力和電磁力)最常用的方法之一。額外的空間維數必須坍縮到
min 的普朗克尺度是因為超弦理論必須描述咱們這個現實世界。】

很多單一的物理現象,都可以表達為一個或一組簡潔無比的微分方程。這自然會讓人們,包括恩格斯,產生“自然規律應當是及其美妙,簡潔的和對稱的“ 這樣哲學思想。統一場論的努力,正是基於這樣的想法。但是,在沒有理解物理本質之前,想要把幾個物理上毫無關聯的力捏在一起,除了在數學模型上增加維數,或者叫數學試湊,好像沒有別的辦法。以標準模型為例,雖然想法很不錯,但不幸的是,它的表達不僅不簡潔,而且已經繁雜到了醜陋的地步。

 

其實紫鳥的這個話題引出了一個更為關鍵的問題是,像這樣的”數學試湊法“ ,是否符合當代科學的原則? 更進一步,這樣的東西是不是偽科學

對這個問題討論的比較深刻的要算是波普爾了。波普爾注意到,科學中的“證實”和“證偽"原則,其實正在變得越來越模糊。如果嚴格地按照這樣原則來衡量,那麼很多“科學”都是不可接受的。以數學為例,不可否認數學是一門科學。但是它裡面的很多抽象分支,就不像能經典幾何公理那樣,是可以被證實或證偽的。因此,科學的四個步驟(觀測,提出假設,重複實驗,理論),嚴格地說,只能限於物理領域。如果進一步把“科學”的範圍擴大到社會科學,那麼實證證偽原則就更加不可能了。很多時候,證偽原則比證實原則實施起來更為困難。因為證實原則是基於假設推理(hypothetical reasoning),其實是一種接納性推理(inductive reasoning)。數學上的玄理論,標準模型等較容易通過這一檢驗,只要調整參數,使之符合觀測即可。只要某型足夠複雜,這一點幾乎總是可以做到的。問題是來自證偽,因為它是基於排除推理(deductive reasoning)。有些當代物理學的理論,尤其是那些從數學到數學的理論,只要找不到反例,你就永遠拿它沒辦法。基於數學的玄論和標準模型的詭異之處也正在這裡。雖然說科學上完全容許這樣做,但是給這些東西畫上一個大問號是也是絕對必須的。按照,波普爾的觀點,只要方法上通過了偽科學檢驗,您就可以排隊等待實證的檢驗了,即便這個排期可能是無限長的。

歷史上,試湊法的一個最好的例子要算托羅密的基於地心說“理論”了。地心說認為,宇宙中所有的天體都是在圍繞着地球某個圓周軌道做圓周運動。但是觀測表明,有幾顆怪星(其實是太陽系的幾個行星)的行為與其他所有的天體的運動行為有所不同。看上去好像比其他天體有時走的慢些,有時走的快些。為例解釋這一現象,托羅密認為這幾顆怪星除了繞地球旋轉之外,還繞在某個點做小範圍旋轉(相當於今天從太陽上看月亮)。別說,經過調整參數,托羅密竟然可以很準確地預測那幾顆怪星的未來出沒!

科學“理論”,從最理想境界到最不盡人意的境界之間,有一個很大的範圍。按照科學實證主義原則,絕對意義上的客觀的真理基本上是不存在的,或者即便存在,也必然是像三維世界以外的世界那樣,可能物理上是永不可及的。從這個意義上講,即便是某一門科學理論達到了“最理想境界”,也只不過是這門理論長在時間裡不斷被證實,而又從來沒有被證偽而已, 其‘正確性’也是相對的。因此,科學實證主義更傾向於實用主義,認為追求絕對意義上的客觀真理,在時間軸上是一個永無止境的過程。波普爾更乾脆,他提出了一個區別科學和偽科學的簡潔原則:死氣白咧地聲稱自己是絕對正確的,並且不容許犯錯的,就是偽科學。按照波普爾的原則,中醫就是偽科學的一個完美例子。


隨着量子力學的進展,基於歐洲大陸哲學思想的一個變種,哥本哈根學派變得日益強大起來。他們把理性主義推到了另一個極端。其中一個著名名言就是“閉嘴,算算看!”其實這種說法挺傲慢,挺屌性的。如果這句話換成“閉嘴,做實驗”,俺就會覺得舒服的多。這是因為在物理學領域,無論科學的定義和範圍如何被擴大,基於經典經驗主義的,以觀測和實證作為最終真理檢驗的這一目標也不能完全放棄。從計算到計算,或對從模型到模型的思考方法喜歡的死去活來,同這個目標不附。但是,現在科學的定義已經放寬了許多,只要納稅人肯出錢,您就儘管放心大膽地地臆測和胡思亂想。只要有專家的青睞,您就能發表,就有飯吃。
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