定律、理论和信仰

(一) 定律和理论之别

前些时候，一些物理学家曾在"Physics Today"杂志上讨论“定律”(Law)和“理论”(Theory)这两个术语的区别。有人提到，牛顿曾经拒绝“万有引力理论”的提法，坚持“万有引力定律”的名称，理由是：“我没有能够发现产生万有引力现象的原因，也没有建立任何假设……万有引力确实存在，而且按照我们所描述的规则起作用，这就够了。”(Physics Today，July 2007, page 10)。

按照牛顿的观点，“定律”和“理论”的区别在于，“定律”是描述性的(descriptive)，描述客观世界在某种条件下的运动规则，回答“如何”的问题，而且通常是可用数学模型定量表达的；“理论”是解释性的(explanatory)，涉及运动机理和因果关系，回答“为何”的问题。“理论”可以包括尚待验证的假说。

(二) 小心假设，大胆证伪

“定律”和“理论”没有哪一个更真实，或更确定，或更可靠的问题。“定律”也好，“理论”也好，都必须是可以通过实验证伪或证实的，都可以在新的证据下被修正、被推翻、或者被取代。数学不属于自然科学，不在此例。

提到实验证伪或证实，让人想起胡适先生的名言：“大胆假设，小心求证。”然而在自然科学领域，更严格的科学方法应该是：“小心假设，大胆证伪。”(别误读成“大胆伪证”)。后者可以较有效地避免科学工作者的主观因素(例如对成功的渴望)对实验客观性的影响。如果“小心求证”，科学工作者有可能自觉或不自觉地设计对证实假设有利的实验条件，欺人欺己而不自知；而“大胆证伪”则要求科学工作者设计尽可能苛刻的实验条件。经得起“大胆证伪”的假设才更可靠。

实验，有时是对定律和理论的直接检验，但在很多情况下，直接检验受到条件限制而不能实现，所以往往是对定律和理论的预言或推论进行检验，从而间接地证伪或证实定律和理论。这里，从定律和理论到预言或推论，这个环节要靠严密的数学和逻辑来保证其正确性，否则间接的证伪或证实就无效。

(三) 何谓“相信”

科学提倡怀疑精神，不等于说科学不需要信，只是科学领域里的“相信”二字和日常生活中或者宗教领域里的“相信”有不同的含义。

在日常生活中，“相信”的涵义不十分确定，他说：“我相信她能考好。”他可能有证据，也可能没证据，更可能隐含着对她考不好的担心。

科学论文里的“It is believed that …”则是基于现有证据的相信。物理学家Helen Quinn认为，这种表达意味着“Scientific evidence supports the conclusion that …”，即“科学证据支持下述结论……”。换句话说，当一位自然科学家在学术论文里写上“相信”二字时，他(或她)”的意思是说，除非出现相反的证据，我认为这是对的。

宗教的信通常叫做信仰，宗教信仰不需要实验证实，也不要求逻辑自恰，信仰本身可以容纳悖论，正如神学家德尔图良所说：“惟其不可能，我才相信。”常有不信者问道：“我看不见上帝，凭什么信？”信者答曰：“如果非得看见了才承认，还叫信吗？”

不过，从事科学研究工作的，无论是有神论者，还是无神论者，他们都相信一件事：自然界的运动变化是有规律的。这不属于科学的结论，而更迹近于一种宗教情怀。如果没有这一信仰，科学家的工作就失去了驱动力和目标。

(四) 不同层次的需求

对一只烤鸭，厨师研究的是色香味，物理学家可以谈论烧烤过程中分子平均动能的变化，医生关心的是烤鸭和胆固醇以及人体心血管病的关系，但解答关于鸭子是否有生存权、众生是否平等的问题，则是人文领域和宗教的事了。

不同领域的共存，满足人们不同层次的物质和精神的需求，本来是相辅相成的，但有时乱了层次，也会引起争端，关键不在于究竟上帝存不存在，而在于人自己没搞清楚到什么山应该唱什么歌。

回到定律和理论上来，我的看法是，从事自然科学定律和理论研究的朋友，不应该把神放进你的定律和理论，当然你自己不妨相信，神正站在定律和理论所描述的自然规律背后微笑。


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