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[原创]爱因斯坦的“最大错误”与可证伪原则
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minhuaxi 于 2018/3/20 9:02:21 发布在 凯迪社区 > 猫眼看人
    
    英国天文学家、著名的科学读物专业作家约翰•格里宾在他的理论汤汁很浓的科普名作《大爆炸探秘》中,饶有兴味地讲了一个爱因斯坦大脑的“物质运动”由狭义相对论经引力之“桥”,进入广义相对论的故事。我在细细体味那物质均匀分布、像一个圆球表面一样弯曲封闭,却又没有边界的四维时空之时,也为科学巨擘与一个本应由他作出的惊世预言擦肩而过而深感惋惜。

    当年,爱因斯坦将他的广义相对论方程运用到自己所描绘的“最简单而又与真实宇宙有关的可能宇宙模型”上去的时候,发现这样的宇宙“必定要么膨胀,要么收缩,不可能保持静止。”而视觉中的宇宙(即银河系,当时被人类认作整个宇宙)空间的恒星(系)之间却几乎不存在视运动,这表明宇宙“实际”上并不存在膨胀或收缩的现象——理论与“现实”明显不符。为了使理论“符合”实际,让宇宙“物质的准静态分布成为可能”,大师便为他的广义相对论方程添加了一个宇宙常数“λ”。

    一“失足”成千古“恨”。

    后来,在哈勃的指导下,威尔逊山天文台年轻的看门人赫马森以他高超的光学望远镜观测技术,为最先观测到星云光谱蓝移与红移的天文学家斯里弗把红移星云的数量增加到150个,大大超过了蓝移星云。哈勃敏锐地意识到,银河系外可能有着更为广阔的宇宙空间。这些极富科学好奇心的美国天文学家最终不仅揭示了银河系只是茫茫宇宙中一个普通成员这一事实,连宇宙那眼见为实的“准静态”红尘也被彻底看破:辽远的无数星系正以近似疯狂的速度相互分离,整个宇宙呈现出来的是一个持续加速膨胀的蓬蓬勃勃的大局面!

    至此,当时的天体物理学家们都已心知肚明:宇宙的这种惊世骇俗的“生态”,原本是应当由爱因斯坦的广义相对论方程在十几年前就预言的啊。“坦率、善意、良知、智慧和近乎童心般纯洁”的爱因斯坦则坦言:那个宇宙常数“是我一生最大的错误。”

    事实上,大师的科学态度是严谨而又真诚的。广义相对论1916年在柏林科学院发表以后,爱因斯坦就认为自己的新理论应当接受检验,否则我的理论就是“站不住脚的”。 他还具体提出了检验光线弯曲的方法:在日食时观察太阳附近的恒星的视位置,并且将此照片与太阳在地球另一侧时的恒星照片比对。结果,记录了光线被引力弯曲证据的照片轰动了世界,舆论中的爱因斯坦立刻成为超过牛顿的最伟大的物理学家。然而,对看来是“正确”的科学理论的检验并没有停止,它后来果然被宇宙膨胀的事实挑出了“瑕疵”。

    故事到此并没有结束。和爱因斯坦一起被誉为现代宇宙学之父的比利时科学家勒梅特却对大师自己放弃了的宇宙常数情有独钟。他将星系光谱红移现象与广义相对论贯通,并进行反向思考,探寻到了宇宙初始的“原初原子”状态,最先触摸到了宇宙“大爆炸”的核心,然后用宇宙常数描述着宇宙漫长进程的多姿态:“快速膨胀→减速膨胀→准静态→重新膨胀……

    宇宙还在演化,检验仍在继续。广义相对论经历不断的试错、检验、修改、充实,理论更具活力,方程更加深入整体宇宙。约翰•格里宾认为:“严格说来,科学理论是不可能被证明为正确的。任何理论家的最好希望莫过于他或她的理论所作的预言可以付诸检验,并且在观测和实验的误差范围内是精确的。”

    这时,我想起了科学哲学的批判理性主义的代表卡尔•波普尔提出的关于科学理论必须具有“可证伪性”的观点。波普尔强烈反对通过归纳事实来证实科学理论的正确,他说:“我们决不能根据事实论证理论,除非通过反驳或‘证伪’”。证伪是指可证伪性,即可检验性。科学理论只有在最严格的质疑、批判、反驳中接受检验,才可以“证明其有生气”,“适合于生存”。波普尔认为,即使这样的科学理论享有的理论确认度,也只是“一种对真理的逼近”,“恰如有机体的情形那样,‘适合’只是指现实的生存,而过去的成绩根本不保证未来的成功。”

    波普尔的证伪原则一经提出,也理所当然地经历了质疑、批判、反驳。在争论中,爱因斯坦支持了证伪原则,他在1935年6月15日致波普尔的信中同意对方“把可证伪性作为任何关于实在的理论的决定性特征”的看法。证伪,现在在很大程度上已成为科学与伪科学的标准以及检验它是否能“站住脚”的原则。

    对于科学理论之所以不能通过归纳事实而被证实的原因,如果概括波普尔在3部不同著作中的观点,我觉得主要有两点:第一,“因为构成我们世界的事实表象具有无限的丰富性和多样的可能性”,而我们面对“事实”,由于知识、水平、认识能力、道德差异等原因制约,客观上会有选择性,对事实的描述更具选择性;第二,观测、观察本身也可能存在偏见,“观察都是有目的的活动”,“这种活动受问题和期望背景的指导。”因此,我认同波普尔斩钉截铁的结论:“每个人都不该成为自己(提出的科学理论)的裁判。”

    波普尔对“真理”、“正确”等概念的运用极为小心谨慎,我想,这并非是他在科学哲学上倾心于“不可知论”,而是在力图表明“可知”的无比艰难,这是因为,人在认识世界的过程中出现错误实在是太容易了,如果我们一不小心,就会落入黑格尔的尴尬:

    “上帝是如何狂笑啊!一个如此可恶的小教授,他竟然看透了一切事物和一切事物的必然性。”

                                  
                               2009年10月18日

                               哈尔滨衡山路家中
  原载中国科学院2009年11月19日《科学时报》(现恢复原报名《中国科学报》)
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    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 9:11:51    跟帖回复:
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    爱因斯坦的“最大错误”与可证伪原则
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 9:33:11    跟帖回复:
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    英国天文学家、
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    著名的科学读物专业作家约翰•格里宾
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    在他的理论汤汁很浓的科普名作
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 15:39:48    跟帖回复:
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    计划赶不上变化
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 15:46:23    引用回复:
    7
    转至第6楼第 6 楼 场生命 2018/3/20 15:39:48  的原帖:计划赶不上变化约翰•格里宾认为:“严格说来,科学理论是不可能被证明为正确的。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 15:51:18    引用回复:
    8
    转至第6楼第 6 楼 场生命 2018/3/20 15:39:48  的原帖:计划赶不上变化转至第7楼第 7 楼 minhuaxi 2018/3/20 15:46:23  的原帖:约翰•格里宾认为:“严格说来,科学理论是不可能被证明为正确的。但是可以這么說:

    能夠解釋同樣問題的數個科學理論,最簡潔的那個就是正確的!嘿!
    回帖人:
    760  
    | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 15:53:04    android
    9
    留爪
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:03:11    引用回复:
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    转至第6楼第 6 楼 场生命 2018/3/20 15:39:48  的原帖:计划赶不上变化转至第7楼第 7 楼 minhuaxi 2018/3/20 15:46:23  的原帖:约翰•格里宾认为:“严格说来,科学理论是不可能被证明为正确的。转至第8楼第 8 楼 5418辛亥百年 2018/3/20 15:51:18  的原帖:但是可以這么說:

    能夠解釋同樣問題的數個科學理論,最簡潔的那個就是正確的!嘿!
    按照英国剑桥大学天文物理学博士约翰·葛瑞本关于“深奥的简洁”问题的概括:复杂是由深奥的简洁支撑的。
    回帖人: | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:04:45    跟帖回复:
    11
    太专业,不明白为什么发这里。
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:07:19    引用回复:
    12
    转至第11楼第 11 楼 江南王老虎 2018/3/20 16:04:45  的原帖:太专业,不明白为什么发这里。这是科普文章,不涉及专业深度。本人亦无专业深度。
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:09:51    引用回复:
    13
    转至第11楼第 11 楼 江南王老虎 2018/3/20 16:04:45  的原帖:太专业,不明白为什么发这里。可证伪原则,是检验所有“理论”是否属于科学理论的基本原则。
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:21:08    跟帖回复:
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    《大爆炸探秘》中,
    回帖人:  | 只看此人 | 不看此人 | 2018/3/20 16:28:08    跟帖回复:
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    饶有兴味地讲了一个爱因斯坦大脑的“物质运动”
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