科学中的想象

科学中的想象

19世纪伟大的科学家赫胥黎(Thomas H. Huxley)曾将科学定义为“经过训练的和有组织的常识”,并认为,理论建构是你在“生活中每时每刻”都在做的事情。

相对论之父爱因斯坦说:“所有的科学不过是每天想法的改进而已。”

这并不是说一流的科学就不需要大量的想象——想象存在于对重要调查领域的发现能力,存在于对未知关系和原因的洞察能力,存在于将抽象的假说变为现实世界中可测变量(可操作的定义)的转化能力,存在于设计测量工具掌握难以理解的数据的操作能力,它还存在于科学的其他方面。哥白尼将太阳视为太阳系的中心就是出于想象。这种想象打破了托勒密的天文学, 15个世纪以来,该学说一直宣称地球是中心,是主体,宇宙中所有其他的物体都围绕着地球旋转。同理,对伽俐略而言,也正是出于想象,他认识到使用新的仪器——小望远镜——观测天空的可能性,从而证实了托勒密理论的错误。以此方式,伽俐略创造了现代的科学方法:他制造了仪器,进行了实验,并且公布了结果。

伽俐略的工作证实了哥白尼的行星围绕地球转的理论是唯一可信的理论。但是,罗马天主教会命令伽俐略“既不能保留也不能捍卫”(Kane, 1992)他的发现。正如新思想经常遇到的情况那样,很多人认为他们的权威性受到伽俐略发现的威胁,于是他们无所不用其极,压制他对宇宙的新观点。[布鲁诺斯基(Bronowski, 1973)的电视片对此做了极好的简介,新近更详尽的叙述见赖斯顿(James Reston)的《伽俐略的一生》(Galileo: A life)一书。]

教会宣判伽俐略有罪,在审讯中用酷刑威胁他,强迫他宣布放弃自己的“谬误”发现,并声明他“公开放弃、诅咒并深深憎恶”他的著作的荒谬和错误。69岁的伽俐略视力衰退,被迫在软禁中度过了人生的最后8年。359年后,教会才正式承认了它的错误(Cowell, 1992; Montalbano, 1992)。

在研究某个题目或问题时,每个科学家都会采取一种途径或倾向。这种方式决定了科学家应用的概念、问题、思路及程序,它也决定了检验的假说和最后产生的理论。由此来说,途径(approach)是验证某个理论的框架。

正如我们可以经常观察到的,科学所要完成的任务就是理论,换句话说,理论就是科学的全部,是科学研究的产品。理论可以解释、预测或帮助发现事实之间的系统关系。科学家利用理论概括(抽象表述)现实的本质。在我们的领域中,我们希望对人们进行交流的方式进行概括。理论经过证实,就可以帮助我们预测特定事件的结果。在这种情况下,理论的目标就是对传播的过程和效果做出预测。