【科技专论】科学总是指向可能的世界
2015年9月14日北京时间17时50分45秒，位于路易斯安那州和华盛顿州的两个激光干涉引力波观测平台(简称LIGO)同时观测到一个引力波瞬时事件，该引力波来自两个质量不同的黑洞合并成一个黑洞时产生的时空震荡，距离我们约为13亿光年。2016年2月11日，LIGO实验室发布了去年这一观测结果，实验室执行主任大卫·瑞兹在发言时第一句话就是：“我们探测到了引力波。”这等于是说：宇宙又为我们开了一扇窗。
为什么去年探测到的事件，时隔半年才公布呢?因为这中间要反复核实探测结果的真实性。引力波的探测过程已经经过了将近一百年，从构想到实验室建设到几十年如一日的监测、论证、检验，中间经历了几次重大进展，但都是中子星系一类的碰撞产生的引力波。只有这一次，监测到了两个黑洞碰撞发出的引力波，这与之前的波源有本质区别，所以首先需要排除这一信号是否为其他种类的波，这就需要一定时间;之后需要对引力波释放出的信息做出解释，包括对此透露出的宇宙信息和对一些假说的回应，并对理论物理取得的进展做出评价。
麻省理工学院院长在消息发布当天，发表了一封写给学院学生的信。他深具情怀地讲到，这次重大发现告诉了我们两个故事：“首先是科学告诉我们：凭借广义相对论，爱因斯坦准确地预测了引力波的存在……LIGO成功检测到了这些微弱的信号，我们有了确凿证据，这个系统的活动正如爱因斯坦所预言。第二个故事是关于人类的成就。它始于爱因斯坦：一种广阔的人类意识，可以形成一个超越当时实验能力的概念，而他的后人用了一百年，发明工具，证明了其有效性。这个故事可以推广到Rai Weiss和其合作者的科学创造力和无比的毅力……最终将一个光辉的思想实验转变成一个科学发现的胜利。”
第一个故事宣告了我们得到了什么，这是振奋人心的结果。第二个故事则更具意义，它宣告了人类有一种能力，可以通过理念的提出和勤奋的探索，把可能的预言变成真的知识。不断去探索可能性比被告知某种结果更让人着迷。尽管探索过程充满了不确定，会经历无数次失败，但是很多人都在这条路上奋斗着。就像科学史上呈现的那样，很多籍籍无名的科学家终其一生也没有取得成果，有时仅仅因为其科研方向是错的，但这不应该被嘲笑，因为这样的工作，起码向后人指出：这是一条死路，继续去探索其他可能的路径吧。在不断地总结失败中，人类才发现了“真相”，然后在已知基础上，继续奔向下一个可能性。就像麻省理工学院院长在这封信中说的，基础科学是美丽的，也是有力量的。
今天的探索手段飞速发展，我们才在今天证实了一百年前爱因斯坦的推想，与技术的进步相比，理论物理的突破太缓慢了，这也是人们更愿意去技术研究领域而不去选择基础科学的原因。像LIGO这样的项目，由美国国家科学基金会赞助，如果一直没有重大发现，那就意味着一直是在白花钱。但是，对严谨的科学推想的信念，对力与美的理论世界的向往，以及对可能性的追求，让几代科学家和投资人坚持下来了。在这方面，真的值得我们中国学习。如果说李约瑟难题让我们看到了中国古代只有技术而缺乏科学，从而让我们陷入尴尬和反思的话，那么当今中国仍然缺乏科学精神，则是我们必须面对从而改变的问题。
技术可以被直接利用达到某种目的，正因为技术的这一特性，使人们容易在应用技术后，忘记总结其后面的原理，如果不用一套方法及时有效地记录下来，技术就有可能丧失，这是中国古代很多技术失传的原因之一。西方之所以产生了科学，是因为科学与哲学尚未分开的时候，就是在其源头时代，毕达哥拉斯就把宇宙的起因归结为数字，并且发明了演绎法。从那时起，知识就有了体系化的倾向，逐渐成为一个独立王国，对宇宙可能性的探索，就成了进入这个王国简单而唯一的钥匙。进入这个王国，想获得功利的想法越少，获得的科学成就越多，获得的求知欲的满足快乐也越多。
爱因斯坦曾在普朗克生日会上的讲话中说：“唯一决定理论体系的实际上是现象世界，尽管在现象和他们的理论原理之间并没有逻辑的桥梁;这就是莱布尼茨非常中肯地表述过的‘先天的和谐’……渴望看到这种先天的和谐，是无穷的毅力和耐心的源泉。”在没有被数据测量到也没有被演算描述出来时，“先天的和谐”只是一种信念，想去证明这种和谐的动机，与想知道上帝创造的世界到底有多美妙的动机是类似的，也就是一种宗教情怀。只有带着这种超越功利的冲动，才能摆脱现实的左右，去大胆地假设，小心地求证。
伽利略把望远镜对准夜空这个时刻的价值，就不再止于这个观测手段的进步了，而是人类对宇宙开始了无限可能的想象，也开始了对各种可能的探索。当牛顿用一个基本原理对众多领域进行定量与合乎逻辑的解释时，人类又开启了基于明确的理论体系去证实各种可能性的方法，而这个基本原理，是把质量与速度这两个看似不相关的量联系在一起。当法拉第发现铁屑按着规则图像排列时，他没有用眼见为实的思维，而是想出了“场”的概念。爱因斯坦更是空前地异想天开，当多数人还在经典物理学中打转时，他已经用时空弯曲解释天体间的运动了。多数开创性的科学成就都不是在常理中推演出来的，而是基于一种匪夷所思的构想，有的是另辟蹊径，有的是推倒重来。用合理的思路去突破旧规则，从而创造新规则，这样的创新工作最初的动机就是对可能性的想象。
（来源：学习时报， 作者：曹颖新）
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