1、关于科学的演讲 费曼 我了解科学，我很清楚科学的概念、科学使用的方法、科学看待知识的态度、它进步的原动力，以及它在心智上的纪律。因此，我将要谈一谈我所了解的科学。 任何人想要谈某个领域中的观念如何冲击另一个领域中的观念时，结果都会自曝其蠢，自找麻烦。在这个讲究事业专门的年头，没几个人能同时深入了解两个不同领域的知识，因此总是会在其中一个领域里出尽洋相。 很多古老观念早已演变成普通常识，用不着再作讨论或说明了。但是，当我看看周围的人时，就会觉得，跟科学开展这个大题目相关的诸多观念，并不是人人都能领略或欣赏的。没错，有很多人懂科学，懂得欣赏科学，特别是在大学殿堂之内，大局部的人都了解科学是怎麽一回
2、事。 “观测是终极大法官 我要谈的第三个科学层面，是追根究柢的方法。这个方法的根底，是认定观测是“检验某些事物是否为真的大法官。当我们明白，观测才是“判断某个想法是否包含真理的终极大法官时，科学的其他面相或特色就都变得明显易懂了。不过，科学上的所谓“证明在这里的意思其实是检验，对群众而言，这整个想法应该翻译为“任何法那么都必须接受异常情况的考验；或者用另一种说法，“例外证明了某个法那么的错误。这就是科学的原理。任何法那么如果出现例外情况，而如果这例外情况经过观测之後证实不虚，那麽原先设定的法那么就错了。 这些例外本身都是十分有趣的，因为它们显示了旧法那么的谬误。而因此，找出正确的法那么如果有的
3、话，就是最教人兴奋的事。大家会深入研究这些例外个案以及其他出现差不多结果的情况。科学家总是在尝试找出更多的例外，判定这些例外情况的特性。这种过程愈开展下去愈教人兴奋。科学家不会企图掩饰法那么出了错这件事；刚好相反，这是一种进展和刺激十分的事。事实上，他还想尽快地证明他原先的想法有错误不周之处。 “观测是最後的裁判这个原理，严格限制了我们可以问的问题种类。我们能够问的问题只限於像“如果我这样这样做，会发生什麽事。这些问题都是可以做做看，看看结果到底如何的。像“我应不应该这样做。以及“这有什麽价值。等类似的问题，完全是另一种形态的问题。 但是，假设有些不怎麽科学的东西，尽管我们无法透过观测来检验，
4、却并不表示这个东西一定行不通、错误或者是笨得要命。我们并不是说，科学就一定是好的而其他东西就都不好。科学只考虑那些可以靠法那么进行分析的东西，因此所有现称作科学的东西全都被发现了；但还有很多遗漏掉的东西，是科学方法无能为力的。这不等於说那些东西不重要，其实从很多角度看来它们才是最重要的。 但在决定任何行动之前，当你必须决定下一步该做什麽时，永远牵涉了“应不应该这样做。这重考量，你不能单从“如果我做这些会发生什麽事。的角度来找出解决方案。你说，“当然可以，你可以先看看会发生什麽事，然後再决定想不想这些事情发生。但最後那一步决定你想不想这些事情发生，正好就是科学家帮不上忙的一步。你可以弄清楚将会发
5、生什麽事，但你必须决定是否喜欢那样的开展方式。 “彻底不等於“科学化 从“以观测为裁判这个科学原理，还衍生出好几个技术性的後续结论。例如，观测不能做得太粗糙。你必须极为小心，也许仪器里头有一块脏东西，使得被观测的东西颜色变了，而跟你原先设想的不一样。你必须仔细检查观测结果，检查再检查，确定你很清楚所有的实验条件，确定你没有错误地诠释你所做的一切。 有趣的是，很多时候这种“彻底的做法、这种好习惯，会被误解或歪曲掉。当有人说某件事的做法很科学化时，许多时候他的意思只不过是这件事做得很彻底。我听过有人说德国很“科学化地屠杀犹太人，但其实这件事一点都不科学，而只不过是够彻底。在整个屠杀事件中，完全没有
6、任何为了判定什麽而进行观测、检查所用的观测方法等类似问题。如果依照这种定义，早在古罗马时期或其他时期，当科学还没有像今天的进展，大家还不怎麽注重观测的时期，早就出现过“科学化的屠杀事件了。但在这些情况中，大家应该称之为“彻底或“彻底进行，而不是“科学化。 玩这种观测游戏时，有几个特别的技巧，所谓“科学的哲学谈论的其实大局部都是这些技巧。如何诠释观测结果就是其中之一。有个很有名的笑话说，一名农夫跟他的朋友抱怨他农场上发生了神秘事件：他养的一群白马吃的食粮分量比另一群黑马多。他为此担忧得要命，不明白为什麽会这样，直到他朋友提出也许他养了比拟多的白马。 这听起来很荒唐，但想一想有多少次当你在做各种判
7、断时，也犯了差不多的错误。你说：“我妹妹着了凉，两星期之後如果你仔细想想，这也是那种白马数量比拟多的情况。科学思考要求的，是某个程度的训练，而我们应该教导和传播的，正是这种训练，因为就算在最等而下之的层次，类似的错误都是不必要的。 科学的另一个重要特色，是它的客观性。分析观测结果时必须客观，因为作为实验观测者的你，有可能比拟喜欢某个特别的结果。於是你重复这个实验好几次，但由於各种状况，例如有脏东西掉进仪器里之类的，使得数据变来变去，一切都不全在你掌握之中。但你希望会出现某种结果，因此每当出现你喜欢的数据时，你就说：“看，结果就是这样。再重复做一次实验，结果完全不一样，而其实也许在前一次实验中有
8、脏东西在仪器里，但你视而不见。 这些说来好似很显而易见，但群众在衡量科学问题、甚至只是跟科学沾上边的问题时，往往没好好注意这些事情。例如，当你分析“股票涨跌跟“总统说过什麽或没说什麽有没有关系时，可能心中早有某些定见。 理论愈明确，愈有趣 另一个极端重要的技术重点，是提出来的理论愈明确，通常也愈有趣，换句话说，如果这个法那么愈是论述明确，测试它的真伪时就愈有趣。如果有人提出说，行星之所以会绕着太阳运行，乃是因为行星的物质有一种喜欢动来动去的倾向，让我们称之为“噢姆乎，这个理论同时可以解释好几种其他现象呢。那麽，这是个好理论罗，不是吗。不，它万万比不上“行星乃是在向心力的影响之下绕着太阳运行，向
9、心力的大小与行星中心点及太阳中心点之间距离的平方成反比这个理论。後面这个理论比拟好，因为它说的是这麽的明确；一切都很明显地不可能是运气造成的结果，行星的运行假设有一点点差异，就足以证明理论不正确。另一方面，根据第一个理论，就算观测结果发现行星四处乱动，你也可以说：“呃，这都是噢姆乎的奇怪作用。 因此，提出来的理论愈是明确，它的威力就愈强大，更容易受到例外的挑战，也因此更有趣、更值得花工夫去检验。 许多时候，“字是没有多大意义的。一堆字凑在一起，提出一个假说，然而这些字的用法让你无法获得任何明确的结论。那麽这个理论就差不多毫无意义了，因为凭著“所有东西都喜欢动来动去这样的说法，你几乎可以解释世间
10、一切事物了。哲学家在这方面谈了很多，他们说所有字都必须极端精确地定义。其实我不太同意这种论调，我觉得“极端精确地定义很多时候都不大需要、不大值得花力气去做，有些时候也不大可能做得到事实上，大局部时间都是不可能做到的，但今天我不要陷进这些辩论里。 哲学家谈到科学时，其实大局部谈的是如何确保科学方法行得通的各个技术层面。这些技术重点在其他不以观测为最後裁判的领域中还有没有用，我就不知道了。我不会说所有事情都要用这个“从观测找例外的方法。在不同的领域，也许我们不用太在意字的意思或者法那么必须明确等等。我不晓得。 新概念从哪里来。 谈了这麽多，有一些很重要的东西还没谈到。我说过，观测是检验一个想法的大
11、法官。但想法从哪里来呢。科学的快速开展，迫使我们拚命创造一些方法来进行测试。但在中古时期，大家以为只要进行许多许多的观测，定律就自然而然地从观测结果里冒出来。但实际上定律并不是就这样出现的，其中需要更多的想像力。因此接下来我们要谈的是新概念从哪里来。 其实新概念从哪里来无关重要，只要有新概念就好了。我们知道如何检定某个想法是对是错，而这些检定方法跟想法来自何方完全无关：我们只需把这个想法跟观测结果互相对照便可，因此在科学世界里我们并不关心到底新想法从何而来。 在科学世界中也没有权威这回事，一个想法是好是坏不是由权威人士来决定，我们再不需要找权威人士来帮助判断某个概念的真伪。当然，我们可以告诉权
12、威人士一些事情，让他提出建议；之後进行测试，看看这概念是否为真。假设它不是，那麽也没什麽，只不过权威人士再没以前那麽权威而已。 科学家之间的关系起先是争闹不休，比一般人之间的关系要严重得多，例如在物理学刚开始萌芽的时候。但在今天的物理学界，人际关系十分和谐，科学的争论很可能渗杂了许多笑声，争论的双方同样不那麽确定己见，他们往往各自构思实验，甚至下赌注赌结果。在物理学这一行，过去累积下来的观测数据是那麽的多，你差不多不可能想得出跟以前想法完全不一样的新概念，但同时又与所有的观测结果吻合无冲突。因此，如果你能从任何人或任何地方得到任何新东西，欢送都来不及了，根本不会争论为什麽谁谁谁会说“如此这般才
13、对。 然而，很多科学领域并没有开展到这样，而是还像早期物理学界的情形，由於数据不多而出现许多争辩。我提起这件事，因为很有趣的是，如果出现一套独立公正的检核谁是谁非的方法，连人际关系都能够减少龃龉。 大局部的人发现“科学界并不关心到底是谁首创某个概念，或者是不关心观念创作者的原始动机时，都会十分惊讶。科学家会做的是聆听，如果对方说的听起来很值得尝试，他的想法很是与别不同，粗看之下没有和以前累积下来的观测结果矛盾，那麽就很让人兴奋，值得一试。你不会担忧他到底研究了多久或者是为什麽他要你听他说。就这方面而言，新想法从何而来根本无关重要。新想法的来源是“不知道，我们称之为人脑的想像，深具创造力的想像。
14、 教人惊讶的是，一般人不相信想像力是科学的一局部。当然，科学家的想像力和艺术家的想像力是不一样的。最困难的，是要想像一些你从未看过的事物，这些事物必须跟已经看到过的东西完全吻合不悖，同时又要和已被想出来的完全不同；此外，它更必须是一些明确、不模糊的设想。那真是困难呀。 法那么真是奇迹 顺带一提，单单是有法那么可让我们验证，就已经是奇迹了。能够找到像重力的平方反比律，还真的是个奇迹。我们并没有真的了解这个定律的种种，但它把我们带到“预测的可能性。换句话说，还没著手做实验，它就告诉你在这个实验你可以预期会发生什麽。 很有趣而且绝对重要的是，科学的各个法那么必须并行不悖，相互没有矛盾。由於观测结果同
15、样是那一些，因此不能说一个法那么这样预测，另一个法那么却有不同预测。所以，科学并不是专家玩意，而完全是全宇宙通行的。我在生理学谈到原子，在天文学、电学和化学也谈到原子，它们是共通的，必须相互不矛盾。你不能随意从一些不以原子造成的东西开始。 更加有趣的是，经过推理之後，我们猜测出法那么；而这些法那么呢，会慢慢愈来愈简化，至少在物理学界是如此。之前我提到过化学法那么和电学法那么的合而为一，这是很漂亮的例子，事实上还有很多其他的例子。 似乎，描述大自然的各个法那么都带有数学味道。但这并不是“以观测为裁判的结果，数学也不是所有科学必须具备的特性，只不过，碰巧我们的法那么可以用数学的形式来写出，至少在物理学是如此，而且更据此可作出威力强大的预测。至於为什麽大自然是数学的，那么是一个谜。 不据理猜测，才是不科学 现在我要谈一件很重要的事情。旧有的定律可能是错误的。观测结果怎麽会是错的呢。如果一切都经过仔细核证，怎麽还会错。为什麽物理学家永远都在修改定律。答案是，首先，定律并不等於观测结果，以及第二，实验永远都不准确。所有的定律都是猜测出来的定律，而不是观测结果告诉你一定会怎麽样怎麽样。它们只不过是一些
