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载《社会观察》杂志2005年第10期
听雨丛谈(2)


科学一定等于正确吗?

江晓原

 

  “试论托勒密的天文学说是不是科学?”这样的考题在上海交通大学科学史系的研究生入学考试中,不止一次出现过。面对这道考题,大部分考生都答错了。这些考生中,学理科、工科、文科出身的都有,但是答案的正误看起来与学什么出身没有关系。这就表明,他们中间的大部分人,都未能正确认识:怎样的学说能够具有被当作科学的资格?
在今天中国的十几亿人口中,能够报考研究生的,应该也算是受过良好教育的少数佼佼者了。既然他们中间也有不少人对此问题不甚了了,似乎值得专门来谈一谈。
    为什么托勒密的《至大论》、《地理学》这样的伟大著作,会被认为不是科学?许多考生陈述的重要理由,是因为托勒密天文学说中的内容是“不正确的”--我们知道地球不是宇宙的中心。
    然而,如果我们同意这个理由,将托勒密天文学说逐出科学的殿堂,那么这个理由同样会使哥白尼、开普勒甚至牛顿都被逐出科学的殿堂!因为我们今天还知道,太阳同样不是宇宙的中心;行星的轨道也不是精确的椭圆;牛顿力学中的“绝对时空”也是不存在的,……难道你敢认为哥白尼日心说和牛顿力学也不是科学吗?

    在考生们从小受的教育中,哥白尼和牛顿是“科学伟人”,而托勒密似乎是一个微不足道的人,一个近似于“坏人”的人。但是,即使科学史的研究早已经洗刷了托勒密的恶名,考生们的问题仍未解决--难道“不正确的”结论也可以是科学?
    是的,真的是这样!因为科学是一个不断进步的阶梯,今天“正确的”结论,随时都可能成为“不正确的”。我们判断一种学说是不是科学,不是依据它的结论在今天正确与否,而是依据它所用的方法、它所遵循的程序。
    西方天文学发展的根本思路是:在已有的实测资料基础上,以数学方法构造模型,再用演绎方法从模型中预言新的天象;如预言的天象被新的观测证实,就表明模型成功,否则就修改模型。在现代天体力学、天体物理学兴起之前,模型都是几何模型--从这个意义上说,托勒密、哥白尼、第谷(Tycho Brahe)乃至创立行星运动三定律的开普勒,都无不同。后来则主要是物理模型,但总的思路仍无不同,直至今日还是如此。这个思路,就是最基本的科学方法。当代著名天文学家当容(A. Danjon)对此说得非常透彻:“自古希腊的希巴恰斯(Hipparchus)以来两千多年,天文学的方法并没有什么改变。”
    如果考虑到上述思路正是确立于古希腊,并且正是托勒密的《至大论》第一次完整、全面、成功地展示了这种思路的结构和应用,那么,托勒密天文学说的“科学资格”不仅是毫无疑问的,而且它在科学史上的地位绝对应该在哥白尼之上--因为事实上哥白尼和历史上许许多多天文学家一样,都是吮吸着托勒密《至大论》的乳汁长大的。
    托勒密的天文学体系可以提供任意时刻的日、月和五大行星的位置数据,其数值能够符合当时的天文仪器所能达到的观测精度,它在当时就被认为是“正确”的。后来观测精度提高了,托勒密的值就不那么“正确”了,取而代之的是第谷提供的计算值,再往后是牛顿的计算值、拉普拉斯的计算值……如此等等,这个过程直到今天仍在继续之中,这就是天文学。在其他许多科学门类中(比如物理学),同样的过程也一直在继续之中,这就是科学。

  有人认为,所有今天已经知道是不正确的东西,都应该被排除在“科学”之外。这种说法在逻辑上是荒谬的--因为这将导致科学完全失去自身的历史。
    在科学发展的过程中,没有哪一种模型(以及方案、数据、结论等等)是永恒的,今天被认为“正确”的模型,随时都可能被新的、更“正确”的模型所取代,就如托勒密模型被哥白尼模型所取代,哥白尼模型被开普勒模型所取代一样。如果一种模型一旦被取代,就要从科学殿堂中被踢出去,那科学就将永远只能存在于此时一瞬,它就将完全失去自身的历史。而我们都知道,科学有着两千多年的历史(从古希腊算起),它有着成长、发展的过程,它取得了巨大的成就,但它是在不断纠正错误的过程中发展起来的。
    所以我们可以明确地说:科学中必然包括许多在今天看来已经不正确的内容。这些后来被证明不正确的内容,好比学生作业中做错的习题,习题虽做错了,你却不能说那不是作业的一部分;模型(以及方案、数据、结论等等)虽被放弃了,你同样不能说那不是科学的一部分。