费曼谈科学的价值


    美国物理学家费曼是二十世纪最伟大的科学家之一。他生性好奇、兴趣广泛、多才多艺、特立独行,被誉为“科学的魔术师”。在“曼哈顿计划”期间,他以破解保险柜的密码自娱,来提醒管理人员注意安全。1965年他被授予诺贝尔奖,曾试图谢绝这项荣誉;他喜欢去酒吧享受生活的乐趣,却在那里得到启发找到了创立量子电动力学的方法;他以在桑巴鼓方面的造诣和绘画上的进步为荣,却为自己是名人而苦恼;他不愿意卷入政治,却在全国电视上现场做橡皮环试验揭露美国宇航局的管理混乱是“挑战者号”失事的主要原因;他不喜欢哲学和人文学科,却被称为“一个诚恳、深思、对科学的能力和局限性想得极深的人”。
科学的应用价值
    原子弹在日本的长崎和广岛爆炸后,作为亲自参加过“曼哈顿计划”的科学家,费曼经历了痛苦的思想斗争。一方面,他钟爱他所从事的科学事业,但是当他看到科学也可以带来灾难并且可以危及到人类的命运时,他无法回避科学事业的价值问题。
    科学是什么?费曼在一次演讲中说,人们谈起科学,有时指的是导致科学发现的具体方法;有时指的是源于科学发现的知识;有时是指有了某些科学发现后人们能做的一些新事情或实际上正在做的新事情,即技术。但是,只要浏览一下像《时代周刊》这样的大众刊物的科学栏目,人们将会发现一半内容是关于科学中的新发现,另一半内容是关于什么将会是近期的新发明以及它们对社会将会有什么用途。这样,在公众的心目中,科学在一定程度上是指它在技术上的应用,这也是科学最明显的价值。
    由于科学的进步,使人类在技术创新上的能力显著增强,科学对社会的影响也越来越大。没有科学的发展,整个工业革命几乎是不可能的;现在,全世界生产出的粮食能够养活地球上如此众多的人口,控制各种疾病的能力增强使人类的寿命延长,在很大程度上是由于科学的发展和生产手段的进步。但是,科学发现和技术发明也同样可以用来制造杀人武器,甚至威胁着全人类的生存。“没有一本指导性的书籍能够告诉人们应该如何使用科学的这种力量,才能给人类社会造福或导致有损人类利益的结果。科学力量的产物或者有益或者有害,主要依赖于人类如何使用它。” “科学知识使人们有能力去行善,也可以去作恶,它本身没有附带着使用说明书。”它既是“一把能够开启天堂之门的钥匙,也同样能够打开地狱之门。
    当人们运用科学对社会做了积极的贡献时,功劳不仅要归功于科学本身,而且还要归功于指导人们去这样做的道德原则。
    既然科学同时也具有给社会带来灾难的能力,它对我们还有价值吗?“难道我们应当扔掉这把钥匙,使我们不再有办法进入天堂吗?或者我们应当努力解决找到正确使用这把钥匙的最好方法这一难题?当然,这是一个十分严肃的问题,但是我认为,我们不应当否认这把能开启天堂之门钥匙的价值。”如果人类没有科学这把钥匙,即便是人们能够清楚地区分天堂和地狱,也还是束手无策。这样看来,尽管人类手中的科学这把钥匙是个危险的玩艺儿,但是,它具有开启天堂之门的能力本身就是一种价值。
    面对二战后在美国开始的反科学运动,费曼认为,将科学的应用带来的社会后果,归结为科学本身“未免夸大其词”。他认为,科学在技术上的应用及其社会后果,主要是由于社会政治、经济等方面的因素造成的。他强调说,科学家所做的只是使人类具有做某些事情的能力,而这种能力的具体运用既可以有益于社会也可以有害于社会。“这不是科学应当解决或能够解决的问题,科学家在这些方面懂的也并不多。”这个问题应当由人文社会科学的学者来研究。他举例说,将低处的水引到高山,无论是理论上还是技术上都是早已解决了问题,但是,巴西山区的居民仍要用人力把水从山下运到山上,这不是科学家所能解决的问题。
科学的文化价值
    科学的另一种价值是为人类提供智慧与思辨的享受。这种享受对公众来说是通过阅读、学习和思考获得的,对科学家则要从真正的研究工作中得到满足。科学上已经发现的理论和定律,是科学研究的收获,也是科学家得到的最高奖赏。科学家发现了这些定律与定理后激动不已;而公众也会从学习和理解的过程中得到满足,而这种喜悦的心情就是对他们所付出的辛勤劳动的最好报偿。从这个意义上来说,科学是一种伟大的冒险活动,是一种充满剌激和令人振奋的事业。它使人类的求知欲和好奇心得到满足,并且使人们进一步展开想像力的翅膀,去理解和欣赏大自然的美妙与神奇,改变着我们的世界图景。
    古代诗人把宇宙想像成一只巨大的海龟驮着大象在海里游荡,而人类则生活在大象背上,这是一个多么富有诗意、生动、优美的宇宙观!当然,什么支撑着大海是他们所不关心的问题。现代科学是这样看待宇宙的:地球是一个旋转的球体,人类居住在它的各个侧面,我们就像在火上转动着的肉串一样随地球的自转而旋转,同时还要围着太阳旋转。这看起来不是更浪漫、更令人激动吗?什么力量支撑着我们没有被甩到太空中去呢?万有引力。它不仅对地球上的物体起作用,而且也使地球在最初形成的时候保持圆球状,并且使我们的地球维持在她自己的轨道上围绕着太阳公转。这种引力不仅存在于地球上和太阳上,而且还存于恒星之间,存在于星系与星系之间,把整个宇宙联系在一起,这是一幅多么美妙的世界图景!现代科学揭示出了自然界中有许多像这样令人激动的画面,“这些人们从前根本不可想像的东西,如今的科学知识使得我们可以这样想像了。”科学知识能够丰富人们的想像力,使人们能够为欣赏到大自然的美和奇妙而惊叹、为进一步揭开自然的奥秘而执着地探索本身就是一种价值。
    但是,费曼指出,科学家在探索的道路上是孤独者。他们失败时的失望和成功后的喜悦很难得到人们的理解和分享。因为诗人、艺术家无法描述他们的那种“近似宗教的感受”;歌唱家唱不出科学发现带给科学家的神奇、美妙的感觉。我们的科学教育还远没有达到使人们能像感受诗歌那样,在科学知识中发现乐趣;我们的科学教育充满着功利的色彩,剥夺了人们从科学知识中获得乐趣的机会。他举例说,《蜡烛的化学史》一书收集了英国著名物理学家法拉第为儿童做的六篇圣诞演讲。他是在事物之间存在着普遍联系的信念指导下,通过观察蜡烛的每一方面的特征,来研究燃烧现象的物理性质和化学规律的。但是,却在序言解释说,法拉第发现了电解定律,它可以广泛用于在工业上的金属电镀和阳极染色工艺等等。而法拉第对自己的发现评论道,“物质的原子以某种方式具有带电的能力或具有与带电能力相关的有些性质,原子所具有的最显著的性质也在于这种带电能力,它们之间存在着相互的化学亲和力。”他发现,决定着氧化铁分子结合在一起的根本原因是铁原子的正电性与氧原子的负电性,它们相互吸引并以确定的比例结合在一起。它标志着物理学和化学两大领域的结合和统一,说明两个明显不同的领域所研究的是同一事物的不同方面。但是,这项如此重要的科学成就,如此令人激动的重大科学发现,仅仅向读者推荐说它可以被用于电镀,“这是不可原谅的错误”。在各种大众传播媒介有关科学方面的报道中,“科学家认为这项发现对治疗癌症是十分重要的”之类的话随处可见。许多报道只注重某项发现有什么实际的用途,完全抛开了它们本身的价值,而实际上它们本身可能是一些充满着想像力、带给人们无限遐想的发现。因此,费曼认为,这种对科学实用价值的过分强调,不但扼杀孩子的想像力和创造力,而且还剥夺了人们学习科学知识的乐趣以及对发现大自然真理的执著追求。
科学的精神价值
    科学第三个方面的价值来自它的研究方法,是一种永远保持开放的头脑和对任何事物采取一种批判的态度和怀疑的精神。探索大自然的规律是对人类理性能力的最严峻考验,在预言将会发生的事件方面为了避免犯错误,科学家必须排除种种假象,将自己的理论建立在严密逻辑的基础上。科学方法是建立在这样的原理的基础上的:观察实验是判断一项科学发现是否被证实的标准,这是科学方法中最根本的原则。当然,它的适用范围也是有严格限制的。比如,“如果我做这件事,将会发生什么?”这类问题是可以通过观察实验来检验的,而类似“我应该做这件事吗?”或“这件事有什么价值?”这样的问题,就不能采用这种原则。当然, 一个命题不属于科学命题,并不意味着它无意义、不重要或错误,只是说它无法通过科学手段来解决。事实上,在许多情况下这类问题往往是最重要的。因为在做出任何决定和采取行动之前,总是涉及到“是否应该”这类问题。也许有人会说,“的确,你认识到什么事情将会发生,然后你决定是否要它发生。”但是,这不是科学家解决问题所采取的步骤。“当你可以断定什么事情将会发生时,你还必须做出决定是否愿意它发生。”
    用实验作为评判标准的原则是以实验结果的可靠性和客观性为基础的。这就要求科学家在研究过程的各个环节上都必须保持严肃认真的态度,如实地记录实验结果,对它们进行严格的审查,并且确信没有对它们进行曲解。另一方面,科学家在构建理论或陈述时必须要具体。因为一个理论越具体越详细它就越有说服力,越容易直接面对出现的反常情况,也越能引起人们检验它的兴趣,并且检验它也越有价值。第三,在科学中不能求助于任何权威来确定哪一种理论观点比其他想法更优越。人们可以阅读权威人物的论著和听取他们的建议,但是必须分析他的观点是否具有合理性,检验他的想法是否正确。怀疑的权利和自由是历史上科学家与专制权威进行了长期斗争之后才逐渐赢得的,牢记和坚持这一点是“科学家对社会的责任”。
    科学家总是与疑难和不确定性打交道。当他不知道一个问题的答案时;他就是不知道;当他有了大概的猜测时,他的答案是具有不确定性的;即使他对自己的, 答案胸有成竹时,他也会给质疑留有余地。对科学家来说,承认自己的无知,使自己的结论留有被质疑的余地,是科学发展所必须的。在科学知识体系中,只有具有不同可信度的知识,但没有哪个理论具有绝对的确定性。这种不确定性对科学发展是非常重要的,因为有了不确定性才有疑问,才会从新的角度寻找新的解决办法。科学发展的速度不仅仅是指你进行多少次观察实验,获得了多少实验数据,更重要的是提出了多少供人们检验的新思想、新观念。
    费曼进一步说,“无论是在科学领域还是在其他领域,探索和怀疑的自由是非常重要的。它是人类与生俱来的一种追求,是人类为了获得怀疑和探索的权利、为了克服不确定性而进行的斗争。……作为一名科学家,我感到一种责任,我认识到承认我们无知的思想所具有的巨大价值,我认为正是由于这种观念使得科学和人类社会的进步成为可能,也认为我们今天的进步是思想自由所带来的成果。我有责任来呼吁自由探索的价值,教导人们不要惧怕疑难,而是作为人类社会发展的一种新的潜在的可能性来欢迎它。”
    总之,费曼认为,科学应用所带来的社会后果并不是科学本身造成的,科学的文化价值应当给予更多关注,科学家群体中的自由探索和怀疑精神是科学对社会的最大贡献,也是人类面对和解决各种社会问题的有利武器。