本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
自 1998 年以來,每年,“大問題”專家約翰·布羅克曼都會在 Edge.org 上提出一個大問題,並讓大約四五十位世界頂尖的思想家提出他們自己的答案。今年提出的問題是“哪些科學理念應該被淘汰?”。答案展示了各種各樣的思考和主題,並且清楚地表明,每一位思想家對“淘汰”一詞的解釋都不同。對一些人來說,淘汰意味著它本身的意思,即退出文明話語的陰影。對許多其他人來說,淘汰實際上意味著改進,不是要廢除一個想法本身,而是要廢除對其的解釋。然而,還有一些思想家對語義而不是想法的內容感到惱火。
以下是我最喜歡的一些觀點。
大衛·多伊奇認為,“量子躍遷”的整個概念已經過時了。多伊奇描述了電子等粒子的行為如何經常被解釋為突兀的、不連續的。但事實是,當你在原子中的能量躍遷或量子隧道效應等現象中觀察這些粒子時,你看到的是連續的、變化的機率分佈,而不是絕對的消失和出現。
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事實是,在這種情況下,電子不只有一個能量或位置,而是一系列能量和位置,並且允許的範圍本身可以隨著時間而改變。如果一個隧道粒子的整個能量範圍都低於克服障礙所需的能量,它確實會反彈。如果原子中的電子真的處於離散的能級,並且沒有任何因素介入改變這一點,那麼它將永遠不會躍遷到任何其他能量。
同樣,弗里曼·戴森希望消除對“波函式坍縮”的整體看法。他指出,機率不是真實的,實際上是對我們無知的衡量,因此不能將其視為在測量時消失的物理物體。問一個波函式在測量後會發生什麼是不相關的,因為那時波函式不存在。
不幸的是,撰寫有關量子力學的人經常使用短語“波函式坍縮”來描述觀察物體時發生的事情。這個短語給人一種誤導性的想法,即波函式本身是一個物理物件。物理物體在碰到障礙物時會坍縮。但是波函式不可能是物理物件。波函式是對機率的描述,而機率是對無知的陳述。無知不是物理物件,波函式也不是。當新的知識取代無知時,波函式不會坍縮;它只是變得不相關了。
其他思想家敦促我們打破黑白分明的界限。例如,史蒂文·平克在這裡反對經典的“行為=基因+環境”二分法;事實是,它們中的每一個都會影響另一個。
從技術意義上講,基因與環境的相互作用令人困惑地進入了“獨特的環境”組成部分,因為它們(平均而言)在同一家庭中長大的兄弟姐妹中並不相同。同樣令人困惑的是,常識意義上的“相互作用”,即具有給定基因型的人可以預測地受到環境的影響,進入了“遺傳性”組成部分,因為定量遺傳學僅測量相關性。這種混淆是智力遺傳性增加,而共享環境的影響在人的一生中減少的原因。一種解釋是基因在晚年產生影響,但另一種解釋是具有給定基因型的人會將自己置於能夠滿足他們天生的品味和才能的環境中。“環境”越來越依賴於基因,而不是作為行為的外生原因。
馬丁·里斯推翻了一種高漲的信念,即儘管我們目前對生命和宇宙的理解非常出色,“我們永遠不會遇到理解的障礙”。
人們普遍認為我們的洞察力將無限加深,所有科學問題最終都會被攻克。但我認為我們可能需要放棄這種樂觀態度。人類的智力可能會遇到障礙,儘管在大多數科學領域,在這種情況發生之前肯定還有很長的路要走......自從我們的遠古祖先在非洲稀樹草原漫遊以來,我們人類並沒有發生太大的變化。我們的大腦進化是為了應對人類規模的環境。因此,我們能夠理解那些與日常直覺相悖的現象是多麼了不起:特別是,構成我們的微小原子,以及包圍我們的浩瀚宇宙。
儘管如此,我在這裡要冒險說一句,也許現實的某些方面本質上是超出我們能力的,因為理解它們需要某種後人類的智力,就像歐幾里得幾何學對於非人類靈長類動物來說是無法理解的一樣。
費伊·庫什曼告訴我們放棄“大效應有大解釋”的信念。他指出,有時許多小解釋可以加起來成為一個大的解釋,有時一個由意外產生的小解釋會導致災難。這不僅適用於科學,也適用於人類事務;例如,關於肯尼迪遇刺的陰謀論將永遠存在的原因是,許多人將根本無法接受“大事件”(肯尼迪的死亡)有一個“小解釋”(奧斯瓦爾德)的事實。同樣,想想第一次世界大戰的原因。
阿德里安·克雷耶反對摩爾定律,他的解釋與馬丁·里斯的解釋相似(並且與雷·庫茲韋爾等“奇點主義者”的觀點相反):任何給定領域都取得了指數級的進步,這一事實本身並不意味著該領域將繼續取得指數級的進步。迪恩·奧尼什指出了大型、隨機、對照臨床試驗的缺點,認為許多有趣的個體效應在這些研究中被平均化了。最後,彼得·沃伊特和保羅·斯坦哈特主張真正廢除兩個沒有得到任何實驗支援的想法——弦理論對物理學的統一和多元宇宙。
這是我選擇的應該被淘汰的想法:科學是概念驅動的革命的想法。與該列表中的許多其他思想家一樣,我實際上並不認為這個想法是錯誤的或不重要的,只是它被高估了。新工具的價值遠低於新想法,尤其是在科學之外。我建議應該給科學是工具驅動的革命的想法同等的時間。對於化學和生物學來說尤其如此,與物理學相比,它們在實驗性方面做得更多。即使在心理學——如果有一個概念驅動的領域的話——功能性磁共振成像的出現也引發了一場革命,其影響仍在心理學研究領域蔓延。正如弗里曼·戴森在他的書《想象的世界》中所說:
“科學的新方向更多地是由新工具而不是新概念啟動的。概念驅動的革命的影響是以新的方式解釋舊事物。工具驅動的革命的影響是發現必須解釋的新事物。”
不幸的是,概念驅動的革命的想法來自托馬斯·庫恩著名的書。庫恩是一位物理學家,他的偏見決定了他的觀點。如果庫恩是一位化學家,他對科學史的調查可能會讓他得出非常不同的結論。幸運的是,彼得·加利森一直是工具驅動的革命正規化的先驅,他的書《影像與邏輯》仍然是這一思想路線的標準引領者。如果我們想看清科學的真實面目,我們需要認識到工具和思想的重要性。
讀者認為哪些科學理念應該被淘汰?