唯有真相

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四十年前,传奇物理学家理查德·费曼在我加州理工学院毕业典礼上发表了毕业演讲。那是六月的一个炎热的日子,我们这些毕业生——都是崭露头角的生物学家、化学家和物理学家——躺在草坪上的折叠椅上,穿着黑色长袍,汗流浃背。费曼告诉我们,在公布新的科学成果之前,我们应该考虑所有可能出错的地方。这是一个艰巨的任务。

最近的一个例子是 2014 年 3 月发现的证据,据称证实了膨胀理论。根据物理学家艾伦·古斯、安德烈·林德等人在 20 世纪 80 年代初提出的理论,宇宙在大约一万亿分之一秒的年龄时曾短暂地以指数速度膨胀。然后它放慢速度,采用标准大爆炸模型预测的更缓慢的膨胀。膨胀理论自然地解释了大爆炸模型难以解释的许多观测结果,从那时起,它几乎被所有从事宇宙学研究的人所接受。

但科学更看重预测新现象,而非解释已知结果。多年前,宇宙膨胀理论预测了宇宙中弥漫的无线电波(即所谓的宇宙背景辐射)振动中存在一种特殊的扭曲模式。去年春天,科学家们研究了南极 BICEP2 天文台三年的数据,发现了这种明显的模式。该团队由 50 多名科学家组成,由哈佛史密森天体物理中心的约翰·科瓦克领导。这个故事立即在网上疯传。在题为“宇宙膨胀的第一个直接证据”的新闻稿中,科瓦克说:“探测到这个信号是当今宇宙学最重要的目标之一。”斯坦福大学发布的 YouTube 视频显示,一名团队成员兴奋地告诉林德,他们找到了“宇宙膨胀的确凿证据”,之后他们用一瓶香槟庆祝成功,毫无疑问,他们期待着获得诺贝尔奖。

随后在 1 月,另一组天文学家利用欧盟普朗克卫星的数据宣布,这种扭曲模式实际上并非由宇宙诞生时的奇异过程所致。相反,它是由星系尘埃产生的。这并不是说科瓦克小组的工作马虎了。相反,科学家们没有遵循费曼的建议。他们热衷于证实本世纪最伟大的科学发现之一,却没有充分考虑星系尘埃可能产生的竞争效应——当时其他科学家担心的就是这种效应。

激情是一把双刃剑,既可以给使用它的人带来好运,也可以给使用它的人带来不幸。

科学史上充斥着类似的案例,热切的科学家们过早地开始行动。只需记住 20 世纪 70 年代的抗癌药物苦杏仁苷,据说它可以摧毁肿瘤;1975 年报道发现“磁单极子”(磁体只有南极或北极,但不能同时有南极和北极);以及 1989 年报道实现冷聚变。后来其他科学家推翻了所有这些说法。

事实上,专业的科学史学家和科学哲学家都知道一个肮脏的秘密。备受吹捧的“科学方法”及其对真理的客观追求往往无法在个别科学家的工作习惯中找到。它只体现在科学界的共同努力中,研究人员不断地测试和批评彼此的工作。个别科学家和非科学家一样,受到同样的激情、偏见和情感依恋的驱使。大多数人都尽力做到客观,但正如科学方法之父之一弗朗西斯·培根在四个世纪前所说的那样,“人类的理解不是枯燥的光线,而是从意志和情感中汲取的。”

备受推崇的“科学方法”及其对真理的客观追求,在个别科学家的工作习惯中往往找不到。

今年尤其要牢记培根的警告。今年 3 月,全球最强大的粒子加速器大型强子对撞机 (LHC) 在停运两年后重新投入使用,并进行了升级,使其能量增加了一倍。2012 年,LHC 帮助科学家找到了长期寻找的希格斯玻色子。今年,它可能会为暗物质做同样的事情,暗物质是一种神秘且尚未观测到的亚原子粒子,据信约占宇宙的 27%。在其他地方,物理学家正在开展至少四项大型实验,以证实暗能量的存在,暗能量是一种同样未被观测到的物质,理论上会产生一种负引力,导致空间以加速的速度膨胀。天文学家首次仔细观察了 67P/Churyumov-Gerasimenko 彗星以及矮行星冥王星和谷神星,所有这些都可能为我们太阳系的形成提供线索。参与欧盟人类大脑计划和美国大脑计划的数百名生物学家和神经科学家将比以往更加深入地探究大脑功能的谜题。显然,我们可能又将迎来非理性繁荣的一年。

但这可能并不是那么糟糕。当然,热情也伴随着风险,但我认为,热情对科学事业来说也是必不可少的。如果没有个人的投入和热情,大多数科学家就不会像他们这样为研究项目奋斗数月甚至数年。他们也不会像他们这样在实验室里熬夜。他们不会忍受单调乏味和紧张,也不会忍受不断失败或毫无结果的可能性。我清楚地记得自己在天体物理学领域工作的日日夜夜,几乎每分钟都在思考我当前的研究问题,有时我会在办公桌上吃花生酱,以免打断我狂热的计算。我所有的精力、我的思想,甚至我的个人身份和自我价值都依赖于这些计算。

如果没有这样的奉献精神,科学就无法进步。讽刺的是,激情是一把双刃剑,既能给那些挥舞它的人带来好运,也能给他们带来厄运。激情是推动我们前进的动力,但也可能蒙蔽我们的视野。已故物理学家约瑟夫·韦伯几十年来一直声称他用自己制作的声学圆柱体观测到了引力波,尽管有大量证据证明事实相反,他还是坚决捍卫这些说法。最终,这项工作被推翻,但他开发的概念和设备成为当今所有引力波探测器的基础。

我们经常在科学和艺术人文之间做出鲜明的区分。科学针对的是原子和分子的外部世界,而艺术人文则关注的是情感和感觉的内部世界。当然,这些区别作为指导原则很有价值,但在个人身上,无论是否是科学家,都不会出现如此鲜明的区分。在我看来,这种区分也不可取。

从本质上讲,科学是人类的事业。科学的优点和缺点反映出我们自身的优缺点。当然,我们应该遵循费曼的建议,只接受真理。但我们也需要接受人类的整体,无论是科学家还是人文主义者,无论是客观的还是主观的,无论是冷静的还是热情的,无论是在这个陌生的宇宙中试图理解我们的世界和我们自己的旅行者。

艾伦·莱特曼是麻省理工学院的物理学家、小说家、散文家和教育家,也是美国国家图书奖决赛入围者。

本文最初发表于《大众科学》杂志2015年5月号

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