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深刻的错误量子闲话 [复制链接]

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作者:周劼(资深媒体人,业余从事文史、艺术研究。)

金庸武功中有一种百花错拳,据说是人生失意、性情激变,发誓做前人未做之事、打前人未打之拳,融通百家、别辟蹊径而创出来的。

古人一般都说“应悔向来错”,在错误面前“错错错,莫莫莫”赋得永久的悔,是常态。只有性情偏激的人,才能在错误面前无悔无惧,且激发出极大创造力,将错就错,错出“百花错拳”般另辟蹊径的境界。理论物理学家维尔泽克就说,错误其实分两种:普通的错误,只是把人引入死胡同;而深刻的错误,会导致知识的进一步发展。任何人都会犯普通错误,只有天才才会犯深刻的错误。

说个“不知名”的印度理论物理学家玻色的错吧。玻色在当时还属于印度的孟加拉达卡大学当物理老师,有一次跟学生讲光电效应及紫外灾难,他本来打算向学生展示关于这些现象的理论预测如何与实验数据难以契合,不料在推导中犯了个错,居然得出一个跟实验一致的预测。

玻色没有讪笑自己的笔误,而突然意识到这个错误可能不是错误,而是新思想的火花。他后来将这堂课的内容改写成一篇短文,叫《普朗克定律与光量子假说》,首次提出麦克斯韦-玻尔兹曼分布对微观粒子不成立。

现在我们知道,这个世界上的粒子分为两种:费米子和玻色子。简单说,费米子求异,玻色子求同。世界上没有两个一模一样量子态的电子(遵从泡利不相容原理),所以电子是费米子,而且电子也是人类认知最早的粒子,它按照麦克斯韦方程运动,按照玻尔兹曼方程分布,理论和实验契合金兰。大家基于对电子一类费米子的认知,推而广之,一切粒子当如电子般“雄兔脚扑朔,雌兔眼迷离”,是当时科学家的共识。

突然有个远离科学核心圈的声音传来,错了,错了,我用错误证明了你们的错误,这世上还有“双兔傍地走,安能辨我是雄雌”的粒子。粒子军营里混入了花木兰?确让人匪夷所思到忽略不计,玻色的论文因思想太激进,好几份物理学刊都不予发表,退稿。玻色“三年过了又三年,阅遍华岩满五千”,尝尽科学圈炎凉世态,灰心之余,不望众誉,只求知音,他写了封信连同论文一并寄给爱因斯坦,爱因斯坦马上就同意了他的观点,将玻色的论文亲自译成德文,另写了一篇支持玻色理论的论文,一并交给《德国物理学刊》同时发表。有爱因斯坦光环加持,玻色的理论终于受到推崇。玻色的“错误”现在被称为玻色-爱因斯坦统计,有人形容说,天使不敢涉足之地,玻色全都踏遍。

说句题外话,现代理论物理学史上,因思想太激进、奇幻,乃至疯狂,推导过于颠覆性,论文被杂志拒刊现象屡见不鲜。比如,著名的《自然》杂志拒绝过费米关于β衰变的经典论文,也拒绝了汤川秀树有关介子理论的文章。

笔误、口误,误出伟大而深刻的错误,让我们明白了科学史从来不像教科书中所描述的那样,以简单、线性和合乎逻辑的方式发展。以不正确或者不全正确的前提加上不正确的推导居然得出正确的结论。真正的科学研究,充满了胡乱的猜测、不随大流的预感和顾头不顾腚的颟顸。特别对于所谓“前沿学科”来说,掌握的信息有限,没有经验可以依凭,前进就主要靠“大胆假设小心求证”,或者萨根的同义语“机敏地仰头想象,大胆地低头耕耘”。

杨振宁读海森伯的划时代论文,感叹说,他的文章有时甚至前后矛盾。不过,矛盾中蕴含着一针见血、切中要害的东西。这话和维格纳评价海森伯异曲同工,维格纳说:“大胆,不总是对的,但有睥睨一切的鸟瞰式思考,并以他的热情席卷我们。”

海森伯的思维也许更能说明前沿科学思考问题的常态,人和上帝在玩儿信息不对称的游戏,不确定的内容、错误的假设、笨拙的表述等等,无不是“错”,关键是错中是否包含着目光如炬、胆大如斗、聪颖如破竹、雄心如山岳。海森伯的箴言是:“成功不择手段。”若为成功故,定律皆可抛,若为成功故,错误亦可容,为了得到一个大胆的解,可以容忍和原理定律相矛盾,甚至可以容忍最后结果自相矛盾。这样的错误,不同于多数同道的规行矩步地求证、亦步亦趋地恪守和步步为营地推进之正确,却是伟大思想的基础。

难怪科学史家说,科学中错误是常态,正确反而难得一见,因为它要在深刻的错误中孕育许久。

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