1。两种科学：实验科学与起源科学 反对基督教的人相信达尔文的进化论，认为根据进化论，人是从低等生命经过数亿年的漫长演变而产生出来的。相反，许多有科学背景的牧师欢呼宇宙学中的大爆炸理论，因为宇宙有个起点，时间有一个开端，暗示了上帝的存在。 在我看来，这两种观点都不正确。今天，你可以用所谓的科学理论“证明”圣经，明天，别人就可以用另外的所谓科学理论否定圣经。科学和信仰到底是怎样的关系呢？这可是一个大问题。简单地讲，我的观点是科学和宗教要解决完全不同的人类需要，原本不冲突的。只有各自越出了边界，才会冲突。这里，我就局限于讨论科学的分类，看看大爆炸理论在整个科学体系中的位置。 我曾经认为不论达尔文进化论还是大爆炸理论都不是科学理论，理由如下： 1）科学只能研究可以重复的自然现象。任何一次性的事件，都无法建立可以检验的模型，也就无法达到预测未来的目的。对事件作符合因果律的预测是科学的主要目的。 2）进化论研究的是古生物演变的历史；大爆炸理论针对的是宇宙起源演变的历史。无论是古生物史还是宇宙起源演变的历史，都是一次性的历史事件。由于时间的久远，人类无法重复观测生物的演化，也不能亲自经历两遍的宇宙演化，因此达尔文进化论和大爆炸理论都不是科学的理论。 我至今不认为这样的论证有大的问题。大概最有争议的是第一条，科学只能研究可以重复的自然现象。很多人不同意这点，他们认为科学完全可以研究一次性的历史事件，即使人类永远无法验证或者证伪。这里，我将指出他们如此确信进化论或者大爆炸理论，那是因为他们误解了两种性质完全不同的科学。 如果把科学的研究范围扩大一点，就可以把科学分成两种：第一种称为“实验科学”，是一种描述可重复自然现象的模型；第二种可称为“起源科学”，是一种对于不可重复的一次性事件自然现象的模型。（今天我作个妥协，认为大爆炸理论可以被称为科学理论，就是一种起源科学。） 物理学在实验科学中是优等生。无论你在中国还是在美国，应该得到同样的牛顿三大定律；无论你处在夏天还是冬天，都测量到同样的引力常数。人们对于科学的信心很大程度上由于实验科学经受了大量的重复性检验。 地心说也是一种实验科学理论，也能解释很多行星运动现象。但是地心说借助很复杂的大圆套小圆，计算繁复，远较日心说复杂。因此根据奥卡姆剃刀原理，日心说就战胜了地心说。 奥卡姆剃刀原理是由中世纪圣方济哥各修士奥卡姆的威廉提出的，可以概括为“当你有两个处于竞争地位的理论能得出同样的结论，那么简单的那个更好”。这也许和人类喜好简洁的思维习惯有关。 1919年爱因斯坦的广义相对论得到了验证，人类从此不再能用绝对时空观来看待世界。这个事件震惊了一个19岁的学生，他就是后来著名的科学哲学家波普尔。他惊讶于经过数百年无数次检验的牛顿力学竟然被证明不是完全正确的，这让他终生致力于探讨科学理论和非科学理论的分界问题，即什么样的理论才是科学的理论，什么样的理论不是科学理论。波普尔哲学的基本结论就是：凡是可能被证伪的理论才是科学理论。依照他的标准，弗罗伊德的心理学和达尔文进化论都不是科学的理论，因为无法进行一个可观察的预测，然后检验这个预测是否符合实际。 广义相对论是一个实验科学理论，因为它可以重复验证，有网友指出每天用的GPS系统就应用了广义相对论原理。只采用牛顿力学，定位误差太大。物理发展史让我们相信，广义相对论也不是最终的终极理论，还需要进一步地包含更多的物理现象。这就是爱因斯坦的统一场论梦想。 这些例子表明，即使是研究可重复的自然现象的实验科学，其理论模型也是随着科学发展的历史而演进的，目前不存在绝对正确的实验科学理论。但人们对于实验科学的信心还是很大的，因为经受住了无数次的检验。 2。大爆炸理论是将实验科学扩大到起源科学 现代宇宙学采用的物理模型就是爱因斯坦的广义相对论，研究对象就是整个宇宙及其历史。我们对于广义相对论的信心可不可以自然地转移到现代宇宙学及其最新研究成果“大爆炸理论”？这里需要仔细思考。 广义相对论是一种实验科学，研究的是可重复试验的物理现象；而宇宙的演变史是一次性事件，怎么能用一种实验科学的理论去建立起源科学呢？这里面牵扯到科学家的信心，或者几个假定： 1）物理规律在整个宇宙都是不变的，也就是说我们在地球上得出的物理规律，包括各种物理常数，适用于宇宙任何角落； 2）物理规律不随时间而变化，从宇宙诞生起，物理常数都是不随时间变化的常数。 这就是起源科学的研究方法，即把实验科学的结论扩大到不能扩大的程度，无论在时间上还是空间上。这种无限扩大实验科学研究成果的做法可不可靠呢？我举两个例子说明一下。 第一个例子，我是从一个科学杂志上看到的，说一个初生婴儿的细胞分裂很规律，如果人的一生都遵照初生婴儿的细胞分裂方式，人的寿命会达到3000岁而不产生癌细胞。也就是说人体细胞分裂其实是随着人的生长时间而变化的。这个很容易理解，人体到了一定时间就开始青春期，其发展完全不同于婴儿和幼儿期。我们怎么知道宇宙的发展不是像一个婴儿一样随着时间的变化而变化？ 现代宇宙学发现，如果物理常数，比如万有引力常数、电子的质荷比等等有一点点变化，根据广义相对论的计算，这个宇宙就无法产生各种元素，也无法产生人类。这个让很多科学家很尴尬，觉得这为上帝设计宇宙打开了大门。为了排除创造论，他们提出了“人择原理”来说明。如果我的记忆不错的，人择原理说存在无数次大爆炸或者无穷个宇宙，只有物理常数恰好如此的宇宙可以产生我们人类，然后才有一个物种可以产生这样的疑问“为什么物理常数如此巧合让我们存在”，嘿嘿。这真的是科学吗？谁能检验无数个不同物理常数的宇宙？ 第二个例子就是天气预报。 1）如果我们只是预测几天的气候，我们只要考虑大气物理中的空气动力学方程； 2）如果我们研究春夏秋冬的变化，我们考虑的是地球在太阳系中的位置； 3）如果我们考虑几十年的全球变暖问题，我们的研究模型就必须考虑太阳的状态和各个行星的运动； 4）如果我们要研究冰川期的变化，我们需要考虑的是太阳系在银河系中的位置，因为太阳系绕银河系中心转一圈需要2.5亿年，和冰川期的周期有某种契合。（按照目前的研究，太阳系的寿命只能绕着银河系中心转40圈，也就是说一种关于冰川期的科学理论只有几个重复观测涌来检验。但宇宙演化之有一次，如何检验呢？） 看看，研究一个地球的气候变迁，在不同的时段就需要不同的模型，为什么我们对于整个宇宙却只采用一种模型就够了？何况，我们就处在宇宙之中，而不是在宇宙之外可以观察整个宇宙？ 大爆炸理论讨论的是宇宙的起源，这是对于人类来讲是一次性不可重复的事件。大爆炸理论是把基于实验科学的广义相对论“外延”到整个宇宙的空间和时间，这样把针对可重复现象的物理规律应用到一次性的自然历史中，是否妥当呢？人类用现代物理学观察测量宇宙不过数百年，本质上讲大爆炸理论就是把这些观察外推到我们没有观察的时间段。 我们都知道，如果你在一定区间有一些测量点，你可以采用无数种曲线拟合你的这个区间的测量点，每一条曲线都可以非常接近这些测量点，但在这个区间外，这些曲线之间的差别可以无限大。宇宙大爆炸理论就是这样的一种曲线拟合。 科学精神就是脚踏实地，是一就说一，我们只能观测目前宇宙的一个小小的角落，就不要妄称我们知道整个宇宙及其数百亿年的历史。 那些提出存在无数的宇宙、无数次大爆炸的科学家，我都不好意思称他们是科学家了。同样的，那些说大爆炸理论证明了上帝不存在的人，也不配科学家的头衔，因为科学推导不出“谁是世界的创造者”或者“世界没有创造者”这样的命题。让我们保持谦卑，承认在上帝创造的宇宙面前还有无数的奥秘，我们不知道。对于宇宙的起源，有限时空中的我们永远不知道，除非上帝启示我们。 最后强调一下：起源科学是把基于重复现象的实验科学规律应用于一次性的历史事件，其可靠性十分可疑。何况，实验科学规律本身还有演变的过程。 |
