关于科学理论建立过程理解的谬误

常常可以看到有人把物理学当作是逻辑严密的精妙理论，可以由少数的原理解释广泛的现象，例如牛顿力学体系。许多人以牛顿作为科学的典范，甚至有人把牛顿力学那样系统化的理论才当作是科学。这种对科学的理解实际上是把教科书上总结好的科学理论当作为科学，甚至当作是科学的全部，实质上是只把已经完成的理论当作科学。拥有这种思想方法的人常常不知道科学理论中的概念从何而来、有什么根据，常常以为科学所需的概念没有什么困难，甚至以为相关概念在科学理论发展出来之前就已经出现。还有人认为哲学可以为科学发展作概念准备，甚至有人认为科学需要哲学为其发展作概念准备，好像哲学家在书斋中的思辨和想象可以凭空建立起科学发展所需的概念，可以胜过科学家在实验室里艰苦的实验工作以及对实验的思考。如果是那样，我们将不得不承认哲学是比科学更加有效的思维方式，谈论伽利略以来的科学革命也将毫无意义。

以上这种对科学的理解，是一种对现实颠倒的思路。对现实的颠倒是对现实的抽象，是对现实的超越，是科学理论最终获得成功的一个极端重要的必要环节，但这同时也可能造成对现实的掩蔽。由这种思路的视角我们可以看到恢弘的景象，但是很难看到盛景所不得不依赖的地基或者根系。实际情况恰好相反，人们常常是在非常困难的情况下思考问题、发现原理，逐步建立起系统化的理论。这种困难不仅仅是缺乏系统化的理论的帮助，也可能是缺乏合适的概念思考问题，以前具有的概念甚至可能造成妨碍，还可能是没有合适的数学工具描述现象，更可能是没有足够的实验技术手段探测现象。对科学发展而言，更加重要的一点是如何在非常困难的情况下在未知领域思考问题、得到答案。在有这么多困难的情况下开展探索、找到合适的问题、获得问题的答案，这需要高超的思维艺术。

物理学正是在未知领域探索的科学，物理学丰富的历史为这种思维艺术提供了丰富的范例。物理学家常常需要在缺乏合适概念的情况下思考问题，在不知道逻辑和数学如何发挥作用的情况下找到答案，并且发明适合描述未知世界的新概念和新语言。物理学思维的艺术就在于，我们需要在面对这类困难的情况下找到合适的方法获得答案，甚至在不知道答案为什么是正确的情况下得到正确的答案，然后再考虑如何完善打造出逻辑严密的理论体系。这是辉煌的智力成就，是高超的思维艺术。此外，正是在这种首先获得的少量可靠线索的指引之下，辨析概念和打造理论体系的努力才不会陷于概念的丛林之中而找不到正确的前进方向。这样才可能在还有许多问题没有被透彻理解的情况下就建立起可靠的理论体系，这也正是在物理学历史上多次发生的情况。

本文摘录于廖伟～物理学思维的艺术