本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
现实生活中的大多数事件都源于多种原因的汇合。正如我们难以仅凭一碗浓汤的外观来推断其配方一样,这些复杂的事件也难以用简单的解释来说明。因此,在整个人类历史上,人们一直在试图对生活中那些原因无法轻易理解的元素进行神秘或宗教的解读。
科学试图通过隔离更简单的子系统来清除日常生活中的迷雾。一旦这些子系统被理解并用自然界的普遍规律来解释,这些规律就可以结合起来解释现实生活中复杂汤汁的相关部分。
尽管科学取得了令人瞩目的成就,但在许多主导我们日常生活的生物、心理和社会现象方面,科学仍然是粗略的。科学的解释显然还在进行中,代表着无知海洋中的知识岛屿。我们生活中仍然存在许多无法解释的主要方面,让专业科学家可以选择是否接受以下普遍观念:即它们也将有一天被科学方法解决。科学家们也可以在面对这些无法解释的现实部分时,求助于神秘主义或宗教。这种模棱两可的状态解释了为什么一些最优秀的科学家是虔诚的宗教信徒。
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数千年来,天气就是这样一种现象。在人类历史的早期,没有办法可靠地预测天气,因此我们的祖先将天气的变化归咎于神的意志。今天,我们了解了天气的原因和变化的原因,并且,由于有了气象卫星和强大的计算机,我们可以越来越准确地预测天气情况,不仅是明天,还有下周。 我们甚至知道地球上的大气条件会受到我们自身作为文明的行动的影响。
但是,对于我们的无知,除了宗教和精神上的回应之外,还有另一种选择——即在不寻求解释的情况下,对现实进行世俗的适应。这被社会普遍接受为“表现得像一个成熟的成年人”,从经验中了解到事情就是这样,试图弄清楚它们毫无意义。这种感觉弥漫在弗兰茨·卡夫卡的书《审判》中,被指控的约瑟夫·K 弄不清楚自己犯了什么罪。事情发生在我们身上,没有解释,我们最好习惯它们。
有了这种新的视角, “我们对X无能为力”的常见论点应该被颠倒过来,并被这样一种认识所取代:我们可以像影响地球上的大气条件一样,敢于塑造现实的各个方面。这种更新的思维模式使我们能够足够大胆地在实验室中创造合成生命,并且在这样做时不将我们的想象力局限于早期地球特定地质条件选择的生物配方,这些条件构成了我们所熟知的生命汤。
作为一名物理学家,我反对对生活持宿命论的态度。科学实践鼓励我为我看到的一切创建模型。成为一名物理学家不仅仅是我的日常工作,更是我的生活方式。我不能在不为其添加可能的解释的情况下感知赤裸裸的现实。我的家人有时会取笑我徒劳地试图解释那些笼罩在不确定性迷雾中的复杂情况。
但正如物理学一样,为我们日常生活的任何方面建立模型的优势在于,它们可以与新的证据进行比较,并随着时间的推移而改进。如果没有模型进行比较,新的证据可能毫无意义,并且会像最初的现象一样随意。构建模型并根据新证据稳步完善模型可以让我们了解世界。它还迫使我们保持谦虚,并在我们改进有限的理解时容忍错误。
正如天气例子一样,拥有关于生活任何方面的模型的一个巨大好处是允许我们预测未来。将这种预测与实际发生的情况进行比较可能意味着我们的模型是错误的,但这对于我们的智力成长与模型成功时同样重要。
成年期的正确定义是积累足够的经验,从而使我们得出的模型在预测现实方面具有很高的成功率。但是要达到这一点,我们必须允许自己跌跌撞撞,并放下我们的偏见。我们不应缓和我们对模型与新证据之间冲突的解释,而应始终寻求最简单的解释,并愿意放弃失败的模型。
这说起来容易,做起来难,即使对于那些寻求对他们来说显得“自然”的最简单模型的物理学家来说也是如此。当我们没有检测到弱相互作用的大质量粒子(即使其参数的自然范围远低于暗物质范围时);当我们在大型强子对撞机中没有发现超对称的证据时;当第一颗被报告的星际彗星看起来不像我们认为的那样时;或者当最简单的宇宙膨胀模型被来自普朗克卫星的数据排除时,物理学家应该继续考虑替代方案,并承认我们最初的“自然性”概念可能是错误的。
在决定主流科学议程时,公正地关注证据应优先于惯性或社会压力。科学家对失败模型做出诚实的回应,将为知识领导树立榜样,说明如何在证据要求我们必须这样做时,践行并不仅仅是谈论修订我们对现实的看法。这对生活的各个方面——包括公共政策——都有影响。
随着时间的推移更新我们对现实的模型的能力是智慧的标志。承诺使用我们对现实的最佳模型来前进是杰出领导力的标志。