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为什么被“推翻”的总是物理学?

 
前言:
 
5月6日傍晚,很多人忽然被今日头条上一篇讲述“中国科学家证明电荷不存在、将改写物理学教科书”的文章刷了屏。本着实事求是的态度,我阅读了文章中提到的论文,可以发现漏洞百出。网友们发现,这篇文章作者自称一位 “来自云南大学”的科学家,就是发布这篇文章的头条号“青年传媒”的运营者。这个头条号上还有他的其他一些“重大发现”。
 
而且,关于该“科学家”和云南大学的关系,和他论文已通过剑桥大学卡文迪许实验室诺奖得主评审的表述,网友们都找到了其撒谎的证据,云南大学物理与天文学院也于5月7日发表声明,指出文章作者非学院师生,与云大无任何关系。广大读者们又一次被“民间科学家”忽悠了。
 
这已经见怪不怪:相对论已经无数次被中国人推翻,哥德巴赫猜想也已经无数次被中国人证明。更有人戏称,哥德巴赫猜想、相对论、永动机、量子力学和统一场论是经常被“推翻”或“证明”的五大重灾区。这里面,除了哥德巴赫猜想,相对论、量子力学和统一场论都是物理学理论,而永动机涉及能量的转移和转化,也属于物理学的范畴。
 
为什么在被颠覆或者推翻的科学理论里,物理学理论最多,而尤以理论物理为甚?
 
撰文 | 鞠强(中国科学技术出版社编辑)
责编 | 徐可
 
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1 物理学理论需要很强的数理基础
 
首先,物理学理论一般需要很强的数理基础才能掌握,但这恰恰给一些别有用心的民科提供了机会。以这篇文章为例,文后附的文章里有很多公式,其实仅仅是电磁学中一些公式的简单变形。但是对于没有受过大学以上物理学教育的人来说,这些公式有如天书。因此,即使是靠写上几个拙劣的公式攒成一篇所谓的“论文”,很多时候也是可以瞒天过海的。
 
2 颠覆物理学的成本很低
 
其次,颠覆物理学的成本很低。理论上讲,在自然科学的各个领域,民间科学都有生存的土壤。但是,自达尔文提出进化论之后、特别是20世纪以来,生物学以物理学和化学的发展为基础,越来越成为一门实验科学,没有实验基础而提出一个破天荒的生物学理论几乎从一开始就不会有人关注。化学也是同样道理,大部分研究成果都是以实验为基础,而理论上的发展和创新则已经进入物理学的领域,尤其是在交叉学科物理化学方面。民间科学家先做实验再去推翻生物学或者化学理论,一是做不出来,二是成本也太高。物理则不同,理论物理中还是有大量的计算,无论是纸笔计算还是计算机计算,这些都不需要实验,因此多数人会选择在理论物理这个领域内做文章,而不会去触碰需要大量数据支撑的实验物理。
 
3 最大的关注度
 
最重要的一点,推翻或者颠覆物理学理论能够获得最大的关注度。在近代科学的历史中,每个学科和领域都出现了杰出的科学家,但是,如果谈论对科学的影响最大,大部分人会同意爱因斯坦、牛顿和伽利略可以排前三(具体座次这里我们不讨论),这应该没有什么争议的。恰好,这三位科学家都是物理学家①  。物理学是描述物质世界运行规律的基础科学,在这个领域内的重大进展会对人类的世界观产生重大影响,例如牛顿发现的万有引力定律将天上和地上的现象统一起来,使人类认识到客观世界的统一性;而爱因斯坦的广义相对论描述了时空弯曲,将时间与空间联系起来,重塑了我们的宇宙观。哥白尼提出的日心说是天文学理论,而天文学现象本质上也是由物理学规律支配的。所以想成为“当代哥白尼”,不推翻一个物理学的基础理论恐怕分量不够吧。
 
既然提到爱因斯坦,这里就多说几句。每次出现类似的新闻,都会有人将某某民科称作“新爱因斯坦”,不仅为了强调“新发现”的重要性比肩相对论,更多是因为爱因斯坦也曾被人不准确地称为“民科”或“草根科学家”,理由是1905年,爱因斯坦发表狭义相对论等五篇轰动世界的物理学论文时,他还只是专利局的一名小职员。
 
批驳这个说法本来是老生常谈,已经不值一谈,但是本着真理越辩越明的原则,这里还是再重复一下基本的事实:爱因斯坦在入职专利局前,在瑞士联邦理工学院苏黎世分校(ETH)获得了学位,那是非英语国家中最顶级的大学之一(长期以来在各类世界大学排行榜中,ETH经常是唯一能够进入TOP20的非英美大学,另一个可能是东京大学)。同时在他工作期间,他又获得苏黎世大学博士学位。因此,他受到过非常良好的学术训练。他提出相对论以及其他重要的物理学理论,与他的天赋、努力和教育有关,和他的职位无关(如果说有一点点关系的话,那就是在专利局相对来说比较轻松的工作给爱因斯坦提供了不少思考物理学理论的时间)。所以说,论收入地位名誉这些东西,当时的爱因斯坦也许可以被称作“草根”,但是在科学世界里,他绝对不是“草根”,也不应该成为今天“草根科学家”可以随意拿来自比的榜样。
 
最后再解释一下数学。数学满足上面提到的前两点,即有很高的门槛,又不需要实验,为什么相对来说较少呢?这里说较少,是因为除了哥德巴赫猜想,确实也有别的数学理论受到“冲击”,或者一个新的理论被“证明”,因此数学也是一个灾区。但是第三个原因可以解释数学的“灾情”为何没有物理学那么严重。很多物理学名词,比如相对论、量子力学和黑洞,以及这次的“电荷”,已为公众所熟知,至少高中以上文化程度的公众都是知道的;而绝大多数的数学理论没有这么高的知名度,并没有太多人知道拓扑学、复变函数和费尔马大定理。因此即使“推翻”或者“证明”某个数学理论,也没有多少人会关注,这显然无法实现民科们的初衷。
 
结语
 
卡尔·波普尔告诉我们,科学是可以被证伪的,不能被反驳的一定不是科学。科学中没有永恒的权威和真理,科学的历史也是新理论不断完善、更新、取代旧理论的历史。20世纪初期,相对论和量子力学的发展驱散了“两朵乌云”,也是对古典物理学理论的颠覆。因此,在物理学研究中,我们不仅不反对颠覆和创新,反而乐见其成,因为这是人类加深了对世界的认识,是理性的胜利。但是,这一切都有一个前提,那就是我们欢迎的是认真严谨的科学态度和脚踏实地的研究工作带来的突破,而不是沽名钓誉和博人眼球。类似“推翻”物理学的闹剧可以休矣。
 
注:
①“科学家”这个词出现在伽利略和牛顿的时代之后,在他们那个时代,他们的身份确切来说是“自然哲学家”。但是从工作性质和内容来说,他们就是我们现在称呼的科学家。所以这里我们忽略科学史研究中的精确表述,而把他们一概称作科学家。
 
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