科学的证实与证伪

作者:傅金枝

我曾经写过文章,说明科学的简单与确切。下面我再就科学的“确切”作一点进一步的论述。

科学的“确切”即是科学的命题或概念一定是清楚的、明确的,不可含糊其辞、模棱两可、可作多种解释;并且科学的任何命题和概念,可以使用人类现在流行的任何一种成熟的语言精准地描述出来,让使用这种语言的人正确理解,而不觉得艰涩无比、深不可测、云山雾罩。

牛顿第二定律对于人类的进步可以说是无与伦比。而其描述 f=ma极其确切,而且m、f、a三者也都有确切的含义,可以量化,可以测量,可以通过实地的测量对牛顿定律本身给予证实或给予证伪。

可以证实或者可以证伪,是任何科学概念和命题的最基本的属性。即是说你所说的概念或者命题或者规律,必须让人可以通过实地的观察或者通过特别设计的实验,去证明它的确如此,它是正确的;或者否定它,说明它只不过是一种谬误。既可以被证实,或者被证伪。并且这种观察或者实验的结果,并不取决于观察者或进行实验的人,即不论何人,在何处,只要在相同的条件下进行观察或实验,都会获得相同的实验效果,得出相同的结论。所谓信者、诚者灵,不信不诚则不灵的荒唐事是决然不会发生的。

这里首要的是建立概念或命题的人,必须首先保证你阐明的概念和命题,应该能够让人观察和实验验证,让人能够证明它或者否定它。比如上面的牛顿定律,m、f、a几个物理量的概念都是确确实实的,普通智力的人可以理解,并且可以量化,可以作实验测量。因此牛顿定律公布后,任何人都可以通过实地的实验测量去证实它,或者去推翻它。再比如“地球是圆的”这一命题,你可以通过你的观察说明地球是平的,你也可以通过对天体运行及月食、日食的观察说明地球是圆的。最好的证明方式是你坐着船向东行驶,最后却从西方回到了原地。

一些情况下,证实或证伪的实验可间接地实行。如根据某“甲理论”可以推断出某“乙推论”,如能证实某“乙推论”,也就给了“甲理论”以强有力的支持。麦克斯韦建立了电磁理论,并由电磁理论的四个方程推断出有电磁波的存在。23年后,赫兹才发现了电磁波,这也证实了麦克斯韦电磁理论的正确。爱因斯坦建立了相对论,并由他的相对论理论推导出了质能守恒定律:E=MC2,即任何物质所凝聚的能量E,等于其质量M乘以光速C的平方。后来原子弹和氢弹的爆炸以及核能的开发,既证实了质能定律,也是对相对论的有力支持。

诚然,一些实验实施起来并非易事,尤其是科学发展到今天,常常需要十分庞大又十分精密的仪器设备。建造于上世纪80年代的北京正负电子对撞机,造价为2.4亿元,2004年——2009年又对其进行了升级改造,又花去6.4亿元。而建造于瑞士日内瓦附近的欧洲强子对撞机的造价,更是高达80亿美元!

判断一个命题是否科学,首要的判断是概念的明确性和对其实验验证的可操作性,因而可以对命题进行“证实”或者“证伪”的可能性。而一些“说法”或者“理论”并不具备这种品质。比如传统所说的“肝火旺盛”,这“肝火”是一种怎样的“火”,怎样去量度它以便判断它是“旺盛”还是“不旺盛”?比如“气血两亏”,这“气”是种什么东西?是物质的还是非物质的?它又是怎样地存在于人体中?是溶解于人的血液中,还是肌肉中,还是骨髓中,还是干脆就在腹腔内?怎样量化以判断其是“亏”还是”不亏”?  显然,这里的“火”和“气”是一种虚构的概念,既无法拿出一些让人看一看它是怎样的一种东西,也无法通过实验装置对其观察测量或作进一步的实验研究。

只有能够被证实也能够被证伪的科学,才是真正的科学。也只有经过无数的人,经过无数次的质疑之后才被确立的学问,才是值得信赖的学问。

科学的概念和命题,不管其是如何的高深,如何的玄妙,它都是由最初十分简单,十分基本的概念一步步、一点点发展而来的。今天达到如此辉煌境地的核科学和信息科学,都有一部曲折而长长的发展历史。在这一历史进程中,不是只由数十、数百的杰出人物,而是有成千、上万的杰出人物先后登场。正是这成千上万人先后不懈地努力,不断地思考又不断地质疑,不断地证伪又不断地证实,不断地推翻又不断地建立,才达致了核科学和信息科学不断发展不断前进,获得今日的辉煌。并且不用怀疑,今后,核科学和信息科学,还要沿着这条路走下去,创造出更大的辉煌!热核反应实现可控后,用一个很小的湖,比如太湖的水中的氢的同位素作为原料,所提供的能量足够全世界使用;而信息科学会发展到一个怎样的水平,会做些什么,谁都无法预料!

人们之所以对原子科学和信息科学有如此的信赖和期待,不为别的,就是因为原子科学和信息科学可以被质疑,可以被证实,也可以被证伪。其一步一步向前发展的历史,也就是其不断地被质疑,不断地去伪存真,不断被证实的历史。

2013年1月19日于奥克兰

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