在线客服系统

期刊库

教育   经济   科技   财会   管理   
医学   法学   文史   工业   建筑   
农学   水利   计算机   更多>>
 首 页    论文大全   论文精品    学术答疑    论文检测    出书咨询    服务流程    诚信通道    关于我们 

科学创造的表征(2)

人气指数: 发布时间:2014-02-28 15:50  来源:http://www.zgqkk.com  作者: 魏屹东
分享到:

 

  在科学中,创造性也仅有一个有效表征方式——真或假。无论一个命题或理论的描述多么漂亮,科学的观点没有美或丑之分,只有真或假之别。因为科学的目的就是求真。当然,这并不排除科学理论在表征形式上也讲究“漂亮”和“优雅”,比如数学方程的简单美。一个科学理论不仅要求在逻辑上无矛盾,而且在实验上也要求可重复。也即一个科学理论首先应该是逻辑结构上严格无矛盾的,而这一点不必然满足科学证明的要求。有许多逻辑理论结构在自然中并没有被发现,比如无限维的空间没有产生任何自相矛盾。从数学的观点看,无限维空间是存在的,但在我们生活的空间中,维度是有限的(三维空间)。对于科学而言,无限维的空间是不存在的。一个由实验证据支持的理论是伽利略式的科学的逻辑结构。没有实验证据支持的理论就会被放弃。这样,科学中的创造性就是要通过重复性的实验发现真理。或者说,科学的任务就是发现自然的逻辑。

  那么,创造性的语境又是什么呢?是什么前提条件促使了创造性的形成呢?兹奇奇认为是记忆与想象。为了避免重复犯错误,为了不再从零开始探讨,我们需要记忆;为了设想我们从来没有想过或见过的东西,我们需要想象。通过开发记忆和想象,创造性相应地就能够把想象的结果变成现实。如果没有创造性,很难设想有现在的人类的一切。换句话说,记忆是为了避免重复研究,想象是为了拓展研究范围,比如不可观察的微粒子或者广阔无垠的宇宙。

  这表明,记忆和想象在创造过程中起背景或语境的作用。在兹奇奇看来,记忆在语言、逻辑和科学中有相同的作用,也就是避免与先前的创造重复。语言中的想象相当于创造新诗、新音乐、新艺术等智力活动。逻辑中的想象意味着运用公理和规则创造新的数学结构。科学中的想象相当于思考一个新的原则、一个新现象和新规律,相当于设想一个新实验。

  对于一个科学家来说,记忆、想象和创造性是平衡的吗?我们通过兹奇奇亲历的一个真实故事来说明。

  物理学家范纽曼和魏格纳是好朋友与合作者,他们常常讨论物理和数学问题。有一次范纽曼告诉兹奇奇,说他能够记得1933年6月25日喝了多少咖啡,并相信他的想象力并非他所表现的那样强大,只是因为他记忆得很多。魏格纳是一个想象力极强的人,而魏格纳的记忆力不如他强。在一次讨论中,魏格纳突然说已经到中午了,他必须马上去参加一个午餐。当魏格纳要离开时,范纽曼说“你那么聪明,为什么不让时间停止呢?”紧接着又说:“对不起,太晚了,你应该让时间倒流。”就是这么一句不经意的话启发了魏格纳,于是他开始思考基本粒子和自然的基本规律。

  我们知道,一个基本粒子,无论是电子还是质子,既没有大脑也没有手表,它不能区别过去和将来。如果时间向一个方向或超相反方向飞逝,基本粒子间的所有基本相互作用必须是不变的。就在范纽曼邀请魏格纳合作研究的三个月后,魏格纳发现了著名的“时间不变性”原理,其中建立了“时间反转算子”(Time-reversaloperator)。这一原理说明,所有物理规律都应该是“时间不变性”的,比如,物理实在应该保持不变,假如我们能够让时间倒流。

  1964年,有人发现KL介子①在衰减过程中打破了“时间不变性”原理。兹奇奇做了一系列实验来证明,在电磁相互作用中“时间不变性”是否还有效。实验证明,电磁力遵循“时间不变性”原理。魏格纳作为20世纪最伟大的物理学家之一,他创造的“时间反转算子”的操作过程在自然逻辑中不产生任何矛盾,而且他的原理经受了重复性实验的验证。

  这是科学创造性的一个典型例子。它表明:创造性的观念往往源于日常生活,我们不经意间的谈话与交流都有可能导致新观点的涌现,当然,“机遇偏爱有准备的头脑”,如果没有对某个问题的长期思考,即使有再多的交流和对话,也不会有助于对那个问题的解决。

  二、创造性在科学与技术中的差异

  创造性在科学和技术中是否相同?表征方式是否有差别?接下来我们讨论这个问题。

  在普通人的观念里,科学和技术没有什么不同。其实,二者是两个完全不同但密切相关的领域,前者在于发现,后者在于发明。比如,与魏格纳同时代的著名物理学家费米发明的核消防照明就不是科学而是技术。兹奇奇认为,我们必须弄清科学与技术的区别。他把伽利略之前的技术称为“前科学技术”,伽利略之后的技术称为“后科学技术”〔1〕(P7)。

  前科学技术是基于试错法产生的,不是根据基本规律的理解产生的,也就是靠的是经验而不是理性原则。这就是为什么在前科学技术时期,没有人确切地知道轮子和火是谁在何时发明或者发现的。但是,我们确实知道的是对于轮子和火的理解则是发现科学以后的事情。

  后科学技术植根于人们对自然基本规律的深刻理解。比如,蒸汽机的发明先于热力学规律的发现,但是由于热力学的产生,人们才对这项技术有了深刻的理解,而且在此基础上产生了许多技术发明。也就是说,科学是技术的思想来源,技术是科学思想的运用。科学要求我们将智力工作投入到“发现”中,技术要求我们将智力工作投入到“发明”中。因此,科学只能发现而不能发明新的自然规律。技术进步是基于一种新观念,这种新观念以一种新方式将不同“结构”或“部件”结合在一起,并以一种以前从来无人尝试过的方法使用它们。这就是技术创新的含义。

  需要指出的是:虽然科学与技术的关系密切,但是二者还不是一回事,技术不仅仅是科学的应用,科学发展有自己的规律,技术进步也有自己的规则。比如科学与战争武器的关系,不仅仅是科学与技术的关系,其中还包括政治、道德、经济等因素。一旦我们的世界遭到核武器的毁灭,难道这仅仅是科学家或者技术专家的责任吗?我看主要是政治家的责任,因为从决定制造武器到决定使用武器都是政治家做出的。

  在兹奇奇看来,人们把后科学技术看作是科学的应用其实是一种误解。人类通过科学发现自然规律,通过技术运用自然规律,这与科学没有多少关系。比如,科学家发现核裂变规律,不等于制造了原子弹。人们误把后科学技术当做技术看待。技术是一种决裂的元素,它使得我们在使用它时面临有益于还是有害于人类和社会的选择。比如机器人技术,如果用于替代人做危险和繁重的工作,无疑是益于人类的,如果用于战争则是有害的。

  还有一个问题需要澄清,那就是“科学的使用”或者“应用科学”这个概念蕴涵了“科学先于技术”的意思。也就是,人类先发现自然的逻辑,然后运用这些逻辑于实践之中,形成各种技术。科学家对科学的应用要担负责任。这是又一种误解,担负责任的应该是政治团体,不是科学共同体。更糟糕的是,人们认为科学源于技术,这也是一种误解。甚至有人说社会不需要科学家,如果他们不是为了技术进步的话。技术先于科学的观点出于这样的事实,即近代科学或伽利略式科学产生之前,轮子和火已经被发明,也就是说,轮子与火的发明与科学无关。

  然而,对轮子与火的原理的理解则是伽利略式科学产生以后的事情。发明一种东西不必然意味着理解它为什么工作,知“其然“不一定知“其所以然”。一种科学发现相当于理解所有可能被发明的东西。比如,电磁力这一自然基本力的发现,使得我们能够理解我们的所有感觉——视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉,它们是同一且唯一基本力的表现方式。这种力源于一种唯一实体“电荷”。当我们关掉电荷,我们的感觉就消失了。这样,所有发明,无论是现在的还是未来的,都与感觉相联系,即使它们还没有真正被使用前,都能够基于电磁力得到理解。或者说,科学有助于我们认识世界的规律,从而使得我们知其“所以然”。

  反过来,一种新技术的发明,也有利于科学的发现。比如伽利略发明了望远镜,利用这项技术,伽利略发现月球表面不是完美的,太阳表面有黑子,这颠覆了一直认为月球和太阳是完美球体的传统观点。可以说,没有望远镜的发明,就不会有现代天文学。同样,没有显微镜的发明,也就不会有现代微生物学。这说明科学与技术是相辅相成的。如果技术中不渗透自然规律,则技术也是盲目的。技术发明为科学发现添加了“飞翼”。

  当然,不是所有的发现都会借助于技术。伽利略对惯性定律和相对性原理的发现就是如此。这些发现既不需要望远镜技术的发展,也不需要任何技术仪器,他用一块石头和一条栓石头的绳子研究了石头的摆动,借此他发现了摆定律。用一块圆石头和一块木板来研究圆石头在木板上的运动,然后变换木板角度,借此他发现了自由落体定律。根据此定律他推测,如果没有空气阻力,羽毛和铁块下落速度是相同的,由此他预见了“真空”的存在,月球表面的情形就是如此。这表明:伽利略的发现依赖的是对自然基本规律存在的信念,而不是望远镜技术的发明。因为石头、绳子、木板不能算作技术,关键是伽利略相信,某一物质一定携带着宇宙创造者的印迹,其规律在时空中处处起作用。伽利略既没有发现摆定律,也没有发现自由落体定律,他发现的是混沌〔1〕(P12)。毫无疑问,伽利略开启人类智力的新视界,他的工作表明科学的任务就是发现自然的逻辑。

  还有,爱因斯坦发现相对论也是如此。他曾经说,相对论的发现仅仅靠一片纸和一只铅笔。事实上,相对论的发现主要靠他的想象力,他之所以那样说,那是在工具使用的意义上而言的。没有纸和笔,爱因斯坦照样会发现相对论的。只不过他会使用别的什么东西,比如黑板和粉笔。这进一步说明:科学的发现,特别是抽象层次上的原理和理论的发现,不一定要借助于技术。

  三、创新思路与新观点的表征

  科学已经告诉我们关于世界的几乎所有方面。现在让我们超越现存世界,进入一个超世界视域。这是科学创新的一种新思路。比如,如果有光,一定有超光存在;如果有电子,一定有超电子;如果有物质,一定有超物质(反物质);如果有恒星,一定有超恒星。如果这些东西存在,我们为什么没有观察到它们呢?这就需要科学的创造性发挥作用。

  我们知道,原创工作是非常艰难和非常复杂的事情。兹奇奇认为,首先我们需要丰富的想象。想象丰富不意味着观点越多越好,观点多反而可能适得其反。你必须集中于一个新观点,此新观点你认为是最具原创性的。然后你必须考虑这个新观点的所有可能结果。在这些结果中,如果有实验证据或数学的严格证明与你的新观点相矛盾,你必须发现或理解其中的缘由。如果你不能消除这个矛盾,那么你以为是新观点可能被其他人想到但是已被放弃,因为其他人已经发现了其中的矛盾。此时,你必须格外小心,你能够克服这个矛盾的情形可能发生,如果你比其他人更能够理解其困难所在。你不要限制自己简单地读其他人的论著,你要做的是你必须理解所有细节。这是创造性的关键所在,其中,理解发挥着重要作用。


期刊库(http://www.zgqkk.com),是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
  本站提供如何投稿辅导,寻求投稿辅导合作,快速投稿辅导,投稿辅导格式指导等解决方案:省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。


  【免责声明】本文仅代表作者本人观点,与投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站无关。投稿辅导_期刊发表_中国期刊库专业期刊网站站对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。

 
QQ在线咨询
投稿辅导热线:
180-1501-6272
微信号咨询:
fabiaoba-com
咨询电话:18015016272 投稿邮箱:zgqkk365#126.com(#换成@)
本站郑重声明:文章只代表作者观点, 并不意味着本站认同。所载文章、数据仅供参考,使用前请核实,风险自负。
部分作品系转载,版权归原作者或相应的机构   若某篇作品侵犯您的权利,请来信告知.版权:周口博闻教育咨询有限公司 
Copyright © 2005-2023 . 期刊库 版权所有