新闻源 财富源

2020年02月25日 星期二

财经 > 滚动新闻 > 正文

字号:  

一个物理学家的还原论

  • 发布时间:2014-12-20 01:30:50  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  ■乐享悦读

  文·李 泳

  温伯格即将出版一本新书《解读世界》,是一本物理学家的科学史,关心的是我们的科学方法是怎么来的。在书的尾声,温老讨论了“宏大的还原”,大概将科学演化的路线归结为一条还原的路线。

  “还原论”(reductionism)的名声不太好,通常认为它将复杂问题简单化,将整体归结为部分之和,将生物学归结为化学而将化学归结为物理学最后还将物理学回归到基本粒子……有个笑话:老师带学生进实验室,指着一排玻璃瓶说,人就是那些东西组成的:10加仑水,7条肥皂的脂肪,9000支铅笔的碳,2200根火柴的磷,还有够粉刷两个鸡棚的石灰……学生问:“人呢?”老师答:“那是哲学家的问题。”

  可是,正如非线性科学先驱霍兰德说的,过去400年的科学都是靠还原进步的。赫姆霍兹甚至认为,“一旦把一切自然现象都化成简单的力,而且证明自然现象只能这样来简化,那么科学的任务就算完成了。”他们认为还原能逐层级回答问题,还能追溯到一个“终极问题”。所以,追求终极理论的人对还原总是怀有几分感激。温老好像很喜欢还原论,自称还原论者。40年前,他为《科学美国人》写《基本粒子相互作用的统一理论》,说基本粒子物理学最接近统一的定律。非物理学家批判那是“可怕的物理学家思维方式”,而物理学家“嫉妒”它代表的粒子物理学的高傲。凝聚态物理学家安德森给《纽约时报》写信,抱怨粒子物理学迷惑了很多学生,还说粒子物理学的发现不如图灵的计算机,也不如克里克和沃森的DNA。而温老以为,DNA恰好代表了某些生物学家的“顽固的”还原论,因为他们相信生命的全部奥秘都藏在DNA的结构和功能里。

  实际上,温老不是人们想象的那种“极端的还原论者”;他只承认自己是“妥协的还原论者”。他在《终极理论之梦》里“不太热烈地欢呼”还原论的时候,也不赞同将生物学还原到化学,将化学还原到基本粒子物理学。在温老看来,还原论并不是科学进步的万能处方,而只是自然秩序的一种陈述。他的还原,是说我们的科学解释将走向一个共同点。换句话说,还原是对自然的一种态度,一种感觉:感觉所有科学原理都能追溯到一组简单连贯的定律。这种感觉与爱因斯坦对自然律所怀有的“宗教感情”是一样的。

  那么,还原态度如何看待不能还原的问题呢?生物多样性和蝴蝶飞飞,是用不着DNA的,但DNA仍然是一切生命的基础;复杂系统的有序和无序、衰亡和创生、模式和生命的“突现”(emergence)等等问题,都不能“还原”到简单和部分,但我们仍然寻求一种原理的解释——这才是温老所说的还原的核心,即还原不教我们如何做科学和做什么样的科学,它只陈述一种“自然秩序”。

  还原的路线,也不是像工具书的“定义”说的那样,一味地简化和分解。它显然已经走出了一条(或多条)新的路线:从某一点出发,却开出一个宏大的视界,远远超出了原先的问题,还自然引出新的东西,同时解决一系列问题。例如相对论,本不是为某个具体的物理问题(它假定一个简单的物理事实,外加一个美学的选择),却“在无意间”将引力问题甚至宇宙学问题转化为时空几何的问题。这当然不是用部分来解释整体,用简单来解释复杂。真正简单的是逻辑和数学结构。沿着这条路线走下去,黑洞和引力的研究或许比基本粒子物理学更加“基本”,因而也就不会有可笑的从人到石灰的还原了。

  在温老看来,所有科学家都或多或少是还原论者(尽管有的不愿承认)。他举例说,假如某个医学杂志同时发表两篇报告淋巴结核新疗法的文章,一个用营养汤,另一个是让人抚摩——据说理查二世抚摸过十万人,为他们治疗淋巴结核(所以淋巴结核也叫“King's evil”)。即使两个疗法的统计结果相同,我们多半会怀疑抚摸的疗效,而营养汤多少还有可能发现生化机制的线索。我们不会相信不能用个体行为来解释的经济学定律,也不会关心某个不能用量子性质来解释的超导电性的假说。这是当今普遍的科学态度,而这样的态度,正有着还原的精神。

  于是,还原精神犹如一个过滤器,能帮助我们滤掉那些我们认为无聊的“科学”。怎么无聊呢?温老有个本家前辈阿尔文(Alvin Weinberg),曾任橡树岭国家实验室主任,立过一个科学选题标准:“在其他条件相同的情况下,具有最大价值的科学领域是那些为邻近学科带来最多贡献和最大光明的领域。”标准看似非常公道,却遭到温老的嘲笑:照这个标准,就该把几十亿美元的钱用来做德州的蝴蝶分类,因为它有助于俄州的蝴蝶、甚至天下所有蝴蝶的分类——不论一个无聊的科学计划对其他无聊的科学计划有多重要,都不能为它自己增加一丁点儿分量(温老看不起蝴蝶分类,与卢瑟福看不起“集邮科学”大概是同一个传统)。还原精神为我们树立的选择标准是:应该选择那些能朝着某个方向汇聚的研究,那就是还原。

热图一览

高清图集赏析

  • 股票名称 最新价 涨跌幅