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  科学为什么要证伪

  扬州科学学院 贾湛 2006.12.15

  我开博就是想宣传新思想的,但我的文章不喜欢大量用哲学词汇,虽然许多
地方不得不用,但一个意思如果能理解,则是完全可以用许多不同的语言表述的。
太多的哲学术语一方面不容易让一般人看懂,起不到向大众宣传先进思想的作用,
这是中国大部分人不喜欢哲学的主要原因之一。另一方面,哲学术语常常来自国
外,我们知道,外语词汇常常不能与中文一一对应的,所以不象科学词汇那样有
严格定义的哲学词汇容易翻译过来理解错误或表达不准确。比如"存在即合理",
其中的合理是原句是合乎逻辑的意思,但中国人甚至搞哲学的人自己都认为是"
好的"或"对的"意思,这样的错误理解正好与中国的天人合一思想结合起来,让
中国那么多人不知道去反抗不好的存在。再如,"存在即合理"中的"存在"这一词
汇哲学上用了最多,不同的哲学家表述的意思是不同的,唯物论者认为是客观事
物,唯心论者认为是感觉现象,而存在主义者则主要指人的生存状态。一般来说
我国老百姓不可能去细致的区别不同的哲学家指的含义,所以我觉得要向大众宣
传先进思想,应该尽可能所用的词汇用大家默认的含义,并在自己的文章中创造
前后一致的语境,让读者不至于误解。

  当然,谈思想,一些非常关键的哲学词汇是不能不用的,比如:本质、本体、
证伪、伪科学等等,一些非常重要的哲学词汇应该耐心的介绍给大家,让人民意
识水平实实在在的上一个台阶。本文就是想让大众真正懂得哲学上证伪这个词的
含义。因为懂得这个词,就懂得什么是伪科学了。也许本文所举的例子不通俗,
希望有人举通俗点的例子向大众进一步介绍,没有这样一个过程,则我们的社会
懂得科学的人永远很少很少。

  学过理科的人应该都知道量子力学是化学的基础,是现代科学的基石。好的
高中物理老师都会介绍它的大致产生过程。所以这里以量子论的诞生为例,说明
证伪的重要性。下面的故事文科人士耐心看,也完全看了懂,看懂它,体会什么
是科学。

  19世纪末,灯泡的发明导致了热辐射现象的研究。因为这不仅是科学问题,
而且是巨大的经济问题,如果谁了解了辐射的机制,则谁就能产生出成本低,发
光效率高的灯泡。走在时代前面的人当然关心它。任何物体在任何温度下都要发
射各种波长的电磁波,1859年基尔霍夫定律发现后,人们明白只要选中绝对黑体
和研究辐射的理想模型就能弄清所有物体的辐射规律,于是许多科学家聚焦于绝
对黑体研究。

  首先,通过大量实验,得到了"黑体"辐射的光谱分布(见下图中红实线)。
以后理论物理学家则给它一个正确的解释。1896年,德国的维恩通过热力学研究
"平衡辐射的绝热膨胀"而得到维恩公式(见下图中蓝色虚线)。维恩公式只在短
波长一端与观察到的光谱相符。(1900,1905年)英国人瑞利和金斯假定空腔
(理想的绝对黑体)内的电磁辐射形成一切可能的驻波,根据能量均分原理获得
瑞利-金斯定律(见下图中暗红色虚线)。瑞利-金斯公式只在长波长一端与观
察到的光谱相符,因而称它为"紫外灾难"。科学素养很高的科学家们预感到经典
理论出现了空前的危机。本来以为经典科学已经完结,所有的现象都可以科学的
解释了。但就这朵小小的乌云让科学家感到极其不安。走在时代最前沿的人们敏
锐的觉察出科学到了一个非常时期。时势造英雄,这个危机被德国老科学家马克
斯·普朗克突破。1900年10月,普朗克通过比较上面的两个公式,数学处理,"
猜出"了一个公式。这一公式与经验光谱相比,完全吻合。为了解释这"猜得的"
公式他普朗克提出连他自己都不敢相信的能量子假说。在圣诞前夜,他宣读了那
篇划时代的论文,崭新的意义深远的一门科学从此诞生。

  上面的故事,是否可以让我们感觉什么是科学精神,什么是严格的科学态度。
视漏洞不顾,视理论与实验数据不吻合于不顾,这种粗糙的思维作风怎能让我们
脱离原始,进入高级的文明。当我们赞叹我们今天有过去皇帝都只能在神话中想
象,而享受不到的千里眼(电视),顺风耳(手机)时,我们是否想到这不是原
始的粗糙的辩证思维就可以得到的东西。生活中,我们会遇到无数的失败,人类
是在与失败斗争中进步的。进步的快慢决定于我们是否能在错误中吸取教训。那
种习惯于视错误不顾的人们将永远停留在古代。科学就是让人们尽量少犯错误,
少走弯路。理解下面这张图,就能知道,科学为什么需要证伪了。

  这里我们假设红线是真实情况,许多理论是人为臆想的,所以很难恰巧和实
际吻合。实际事物越复杂,则随机吻合的可能性就越小。但不吻合的理论,并不
是说完全不吻合,常常有少部分吻合,如理论1(绿线)有A点、C点、D点、E点
等是吻合的;理论2(蓝线)有B点、整个DE段是吻合的。显然因为理论1和理论2
都不能反映真实情况,都有大量不吻合的情况,因此不能用它们来预测事物的属
性及其变化,我们是不能称类似这两种理论是科学的。但伪科学的创造者,常常
用几个吻合的实例来欺骗对缺少科学教育的大众,从而骗取各种利益。当然不是
错误的理论都是别有用心的人造出来的伪科学,在人们认识水平不够时,当人们
对真理的追求还不太执着时,常常满足于一些吻合的实例,不去做细致的工作造
成的。所以非科学中只有少部分是骗子创造的伪科学,但有些人为了自身的利益,
把一些古代人认识水平不足造成的传统的错误理论硬说是科学,则原来无意产生
的错误理论就被他们推到了伪科学上去了。为什么在我国骗子那么多,到处是虚
假的东西,虚假的理论,虚假的广告,虚假的报告和报道,虚假的成绩,虚假的
文凭,从上到下的欺骗,甚至极少有人敢站出来揭露欺骗?因为少数骗子总想不
费力就可以获得巨大的利益,他们的智力和道德水平让他们意识到从别人口袋里
掏钱比创造财富赚钱容易得多。一些上层的骗子会极力维护他们的既得利益,不
惜一切的利用人们的认识能力的不足,让人们去维护传统,维护长期不合理的存
在,不停地宣传顺从,禁止新思想的传入,打压一切不同意见,这样可以让大众
永远成为他们的牛马,就可以永远在杯酒中逍遥自在。

  从量子力学的诞生,我们可以看到,西方科学家早在波普尔的科学哲学没有
诞生前就从感觉上懂得了不是被证实的理论就是科学,只要部分不吻合,就意味
着理论和实际不是一回事。这种严密思维的习惯让科学家不断发现问题。后来科
学哲学对这些科学发现的总结,让一般人懂得了不是能证实的理论是科学,而是
不被证伪的理论是科学。从上图中,理论1和理论2可见,只要多取一些点,就可
以发现,它们不与真实情况吻合。显然科学一定要去证伪才能辨别真假对错。许
多人信念中有,简单的就是对的意识,但真理不是以此为标准。如:在上面的问
题中,理论2虽然简单得是一条直线,但不能描述实际情况,所以不是科学理论。
科学的确追求简单性,也相信最基本的规律有简单性,但这只是信念,不是衡量
对错的标准。理论对错的唯一衡量标准就是是否被证伪。况且具体事物常常不是
简单的,往往有多种因素决定的它,搞科学的人就会体会到越具体常常越综合,
具体问题常常要考虑它满足多少定理定律和关系。

  严格的说能被证伪的错误理论(如上面的理论和1理论2一看就知道是错误的)
还不是伪科学,伪科学是人为造出来的不能被证伪的理论,波普尔的著作十分强
调这一点。伪科学的制造者,总是用事是而非的理论研捉弄人。因为它没有告诉
我们有关行动的任何确定性的东西,它总是对的,是一些非命题构成的没有用处
的理论。构造这样的理论的用意只能是骗钱骗名誉骗地位。举一个真实的例子:
一个网友曾告诉我:"算命先生给他一个亲戚算命,神了,算命前她没有告诉他
任何信息,可他算出她今年有三难。她对照了下,真的有三难,一是钱包丢了,
二是腿摔断了,三是下岗了。"我告诉他,那算命的其实什么都没有说,因为这
一年里,即使她没有这三难,也会再找出其它三件不愉快事的。

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