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科技日报总编辑刘亚东:最大的灰犀牛是科学缺

发布人: 永乐国际官网平台 来源: 永乐国际官网平台登录 发布时间: 2021-01-16 12:44

  1997年我在美国工作时,纽约外国记者俱乐部安排我到佛罗里达州的肯尼迪太空中心,参观了奋进号航天飞机发射。航天飞机的外挂液体燃料箱的两侧分别有一个固体燃料火箭助推器。今天我们来讨论这两个火箭助推器的直径。你可能会说,这一定是NASA的科学家和工程师经过反复测算后确定的最科学最合理的尺寸。

  不是的!火箭推进器是在州的工厂生产的。之后要用火车从州工厂转运到佛罗里达州发射场,途中要通过一些隧道,而这些隧道的宽度只比火车轨道的轨距宽了一点点。所以,火车轨道的轨距基本上决定了火箭助推器直径的上限。

  美国铁的轨距是1435毫米,即4.85英尺(中国也是)。你可能会说,这一定是美国的铁工程师测算后确定的。

  也不是!原来,这是英国的铁标准,因为美国的铁最早是由英国人设计建造的。那么,是英国的铁工程师测算后确定的吗?

  还不是!原来,英国的铁最早是由造有轨电车的人设计的,而这个4.85英尺正是电车轨道所用的标准。电车轨道标准又是从哪里来的呢?

  原来,最先造电车的老哥以前是造马车的。他在造第一辆有轨电车时沿用了马车的轮距。那么马车为什么要采用这个轮距呢?因为古罗马人造的罗马战车就是这个轮距,其后一直延袭下来。

  你肯定要问:罗马战车的轮距为什么是4.85英尺?答案是个冷笑话:这是两匹拉战车的马的的宽度!

  现在我们清楚了:当今人类最现代化的航天运载工具的动力装置的直径,竟然是由两千年前古罗马时期两匹战马的宽度决定的。

  这是一种普遍存在的现象,有人管它叫径依赖(Path-Dependence)。径依赖是指人类社会中的技术演进或制度变迁均有类似于物理学中惯性的力量支配。人们一旦进入某一径(无论好坏),就会对这种径产生依赖。人们一旦做出某种选择,惯性的力量会使这种选择不断强化,好了一条不归,让你轻易走不出去。

  第一个使“径依赖”理论闻名遐迩的人是美国历史学家和经济学家道格拉斯·诺斯,由于用“径依赖”理论成功地阐释了经济制度的演进,道格拉斯·诺斯于1993年获得诺贝尔经济学。

  从这个桥段可以看出,人们摆脱径依赖、冲破由惯性形成的条条框框是多么的,又是多么的可贵。请记住:存在,不一定合理,很可能不合理!

  第二次世界大战期间的1941年,盟军总部秘密组织一些科学家,专门研究降低军机被击落概率的问题。他们发现,幸存的军机中,机翼中弹很多,而机身和机尾中弹很少,于是加强机翼部位的防护。

  但哥伦比亚大学的统计学教授亚拍拉罕·沃德(Abraham Wald)力排众议。他提出了完全相反的观点——应该加强弹痕较少的机身和机尾部位的防护,因为这些部位受到重创的军机,只有很少的机会返航,而这部分数据被忽略了。事明,沃德教授是对的。这就是统计分析学中的“幸存者偏差(Survivorship bias)”问题的来源。

  这是一个真实的故事,但只是一个简化的版本。事实上,关于降低军机被击落概率的问题,沃德教授先后提交了八篇论文,其中主论文长达80多页。显然,他是对相关问题做了严密、严谨的分析后才得出正确的结论!

  一般说来,研究这个问题的人们倾向于把注意力集中于那些能够飞回来的飞机,而忽略那些没能飞回来的飞机,所以无法做出最接近的判断。能够关注到“幸存者”之外的“遇难者”,需要一种性思维。性思维的逻辑起点是质疑,没有质疑就没有。但质疑不是怀疑一切,它是建立在对科学规律系统、完整把握的基础上,在正常中发现反常,在天经地义中发现大谬不然。

  性思维(Critical Thinking)的起源可以追溯到2500年前的古希腊思想家苏格拉底。他认为,一切知识均从疑难中产生。苏格拉底的性思维实践,被后来众多学者所传承,其中就包括记录其思想的柏拉图、亚里士多德等人。这些学者都强调,人们所看到的东西与事物的本质通常都有很大差别,只有受过专门思维训练的人才能透过虚假的表面看到事物的本质。

  上世纪40年代以来,美国等许多发达国家,甚至包括菲律宾、委内瑞拉这些一些发展中国家,都把性思维确立为教育特别是高等教育的目标之一。

  说起科学,人们容易把它理解成科学知识。事实上,它还包括科学态度、科学方法、科学思想和科学。其中,科学是统领,是体现在科学知识中的思想和。科学远比科学知识重要。你学到了科学知识,不一定拥有科学;而你拥有了科学,就一定能掌握越来越多的科学知识。

  科学的内涵是十分丰富的,其中包括质疑,求真务实,不懈探索,勇于创新,兼容并蓄,宽容失败……而其精髓是质疑。

  首先,科学不是万能的。有人说,科学是人类认识自然的一盏。这种说法挺好,但不确切。在我看来,科学是中的一只螢火虫。其亮光虽然可贵,但的范围极其有限。面对无穷的自然奥秘,科学的表现常常像个一脸茫然、不知所措的学童,因为总是有那么多未知事物超出了科学探索的力所能及。比如,现代学中最有影响的“大爆炸理论”认为:是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。那么,大爆炸之前的情形是什么?再比如,数学里无穷大和无穷小所对应的自然如何展现?对于许多这样的问题,目前的科学都回答不了。

  其次,科学不代表一贯正确。科学发展的一个最大特点,就是在不断的否定中前行。科学史上那些富丽堂皇的大厦无不在一座座废墟上拔地而起。从地心说到日心说,从牛顿经典力学到爱因斯坦,再到量子力学,每一种重大科学理论的诞生都不是水到渠成的自然演进,而是新理论对旧理论的和,常常伴随着激烈的对抗和冲突,一些科学家甚至为此付出了生命的代价。

  科学发现往往都是挑战已知概念,不可能符合传统逻辑,引起争议和非议是必然的。科学仅仅是人类文明发展中的行为过程,是人类对真理和永无止境的追求过程。因此,科学的发展一刻也离不开质疑。

  但普遍而言,中国科技界缺乏这样的学术文化,显性的和潜性的氛围不鼓励质疑。一方面,我们的科技工作者缺乏质疑国内外同行的能力和勇气;另一方面又缺乏接受他人质疑的气度和胸怀。中国人讲究中庸之道,和为贵。

  据说,在中国的很多鉴定会或评审会上,专家们所能表示的最强烈的反对态度就是沉默,因为得给人家留面子,不能撕破脸,不能得罪人,这是我们传统文化消极的一面。它是十分不利于科学发展的,或者说,它对科学发展会起到极大的阻碍作用。

  以质疑为精髓的科学是一个国家软实力的重要体现。我认为,中国的文化创造和文化进步应该包括大力科学。科学对于加强社会主义意识形态建设和思想文化建设是不可或缺的。我们应当充分认识科学在中国的必要性、复杂性、艰巨性和长期性。今年是五四运动暴发一百周年。在中国古老的大地上,对科学的已经回荡了整整一个世纪。我们必须高高地举起科学的大旗,科学。只有这样,中国和科学事业才能的未来。

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