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“后论推翻前论”是科学发展的常规模式吗｜唐韧

瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2020年诺贝尔物理学奖一半授予罗杰·彭罗斯（Roger Penrose），另一半共同授予雷因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和安德里亚·盖兹（Andrea Ghez）。

7月里，一位署名“怀疑探索者”的先生在网上发出一篇羞辱面很宽的文章，引用据称来自北师大哲学教授田松的一段话说明“为什么哲学家都很愚蠢”：

“科学就是迷信。因为今天的科学总是推翻过去的科学，明天的科学总是推翻今天的科学，所以科学就是错误。既然科学等于错误，所以科学是迷信。”

此推论粗疏简单得让人难以相信出自大学教授之手，即如“科学”这概念，先指某时段的科学，后指科学整体，前后滑动，不作一点儿辨析，儿戏一般就把全部科学给“既然……所以”成了迷信。如果哲学家真都这么说话，自然就都愚蠢，但网上搜田松著作，未找到这番话，不可借“转引”冤枉人。

倒是查到大国学家南怀瑾的类似说法：

“凡是科学，都没有绝对定论的。很多科学的研究，今天认为是真理，明天又把它推翻了，所以不要盲目地迷信科学。”（《如何修证佛法》）

“现代人最讨厌的是太迷信科学，比迷信宗教还可怕。因为科学本身没有定论，新的发明会推翻了前面，永远没有止境，这也是科学的精神。”（《小言黄帝内经与生命科学》）

南先生作论显然严谨得多。虽然也说现代人迷信科学比迷信宗教可怕，但限定为“盲目”的迷信，并把今天的科学推翻过去的科学这个永无止境的特征称为“科学的精神”。

“盲目”迷信科学，就是把某一个科学论断当教条，不加辨析，不理解科学要与时俱进，因此，错不在科学；承认科学无定论，新的发明推翻旧的是“科学的精神”，就是把科学当作永无止境地发展着的事物，就不会笼统地将科学一股脑儿等同于错误，等同于迷信。区分了局部的、阶段的科学和全部的、整体的科学，便界定了“此科学非彼科学”。主张不固守某个具体结论，却尊重这个能在不断推翻中建设完善自己的科学的全体。就像我们很熟悉的那句话：绝对真理存在于相对真理的长河中。

但认同科学前进模式是“今天立论，明天推翻”（简作“后论推翻前论”），还是窃以为不妥。因为这种单一的线性描述，并不符合史实。

先说概念问题。

科学发展史中诚然有很多错误，科学也诚然在这些错误被推翻的过程中进步，但科学的所有结论又从来就不是都要被后论推翻的。

错误这个概念，放进科学大范畴中，内涵是复杂多变的。不妨借助一本畅销科普书《极简科学史》（【美】苏珊·怀斯·鲍尔著，徐彬、王小琛译，中信出版社，2017年）的范例来辨析。

《极简科学史》（下作《极简》），副标题“人类探索世界和自我的2500年”，以回溯迷信时篇（科学本就落草于人类迷信的时代）。爱因斯坦和物理学家奥波德·因菲尔德将最早的古希腊自然界探索者比拟为不会打开表盖，只能茫然地盯着表盘和转动的指针，听着手表声响的人，即使他们能想象表里的机芯，画出图来，也无法把图与真正的机芯对照研究。于是觉得这对照既不可能也无意义，于是“不再寻求什么机制，他们要的是神灵”。（P4）

求助神灵就不必研究事物本身，只要幻想和编造一套神灵旨意，就算是看懂了“手表”的运行机制——迷信当然省事多了。

然后《极简》介绍了已知史上第一个科学理论破茧而出的样子。这个理论连文献也无处可寻，只在亚里士多德的书中记了一笔。它由一位信仰神灵的数学家泰勒斯给出：尽管整个宇宙以固体形式存在，但实际上它是由水构成的。

这肯定是一个错误论断，但在科学史上，它被称为“泰勒斯的飞跃”。据亚里士多德记载说，提出这个论断，“是因为他注意到，滋养万物的东西都是多水的……种子本身也有许多水分；此外，水是大多数物质性质的主要构成”。

一个错误论断怎配称为科学性理论？仅因他是“试着观察宇宙的表壳内部”，并“关注那些独立于神灵力量之外的也许会引起手表转动的东西”的第一人！结论必须推翻，但是他所尝试的“跳出神灵的角度”却是科学迈出的、推翻不了的第一步。（P5）

它恰恰蕴含着人类跟迷信分道扬镳的那一点初心。

因而，简单断言被后论所推翻的前论就是错误，就不能不说失之偏颇。此错误非彼错误：洗澡盆里有个宝贵的孩儿。

在人类科学发展历程中，特别是早期，有大量这种“宝贵的错误”。《极简》中举出的都很有名：

希波克拉底把所有疾病归咎于人的四种体液（胆汁、黑胆汁、黏液、血液）分泌过多或过少，这观点是错的，不过他采用通便、放血、移地疗养的办法治疗各种疾病，也往往奏效。（P7）他还发起了验血查病的方法，至今还在使用，尽管所验指标已经大变。

亚里士多德不因生长和改变是自然进程就简单接受，而醉心于追问新芽如何长成大树、幼崽如何长成雄狮、婴儿如何长大成人。结论“经常是错得离谱”，但他摸索到了实证研究——对物质世界的观察和理解——这一“通往真正的、有价值的知识的正确途径”。（P10-11）

阿基米德用数学方法计算宇宙尺寸，得到的结果小得滑稽，但他对一个重大问题——用数学的语言来描述一个比我们曾测量过的任何物体都大的实体是否可能？——给出了响亮答复：“可以。”（P35-36）

这些被推翻的前论有个共同特征：结论错了，但方法可取：此“推翻”亦非彼“推翻”！

再说对科学发展模式的认识偏差。

纵观《极简》，能观察到前论被后论彻底否定的事件，愈接近现代就愈少见。这可能是因为科研的观念和工具越来越完善，参与同一研究的人也越来越多，前论虽然错了，但其中又会含有一些对后论有启示价值的东西。

仅以《极简·阅读地球》一章中人类对地球年龄的研究为例——

17世纪，自然哲学家们根据《旧约》的族谱计算地球的年龄从公元前3928年算起。三年后，爱尔兰主教、天文学家乌舍尔又将创造天地的时间确定为公元前4004年10月23日午夜。“这根本就不是科学。”（P126）。

后来，丹麦牧师斯丹诺以岩石中的海洋生物化石为研究材料开始了探索地球科学的首次真正尝试，认为地层是岩石不断沉积、层层叠覆而成，同时又认为贝壳和水生动物这样脆弱，存活数千年很难想象，地球产生的时间设定在公元前4004年“有点儿太早了”（P128）。

同时牛顿由地核热度推测地球最初可能是一个熔化了的球体，以地球4000万英尺直径，通过铁冷却的时间计算“大概需要5万多年”。（P129）

18世纪法国自然哲学家马雷依据几个世纪以来测量到的地中海海平面一直在下降，从水体下沉速度看，认为地球至少有20亿岁了。（P130）

18世纪中叶，法国博物学家布封认定“（研究）地球科学必须仅采用客观存在的、可观察的过程”，他同意牛顿的猜想，并以加热球体直至其发出白光所测量到的冷却时间推测地球尺寸的球体冷却时间，断定地球的冷却应开始于74832年前，可能会更长，“也许有30亿年”。（P132-133）

20世纪初解锁地球年龄的利器——放射性理论被发现。英国地质学家霍姆兹断定，放射性矿物是“从起源时就上了发条的时钟”。1930年英国物理学家卢瑟福继续霍姆兹的研究，根据放射性衰变数据计算出地球形成于约40亿年前，据现代所估计的45.7亿年已经很近。（P163）

漫漫四个世纪，人们用观察到的不同结果来推测和测量地球的年龄，随着眼界扩大、新工具开发，不断逼近真相。前论衰败了，但在整个探索史的交响乐中，依然有它的旋律奏响。人对地球年龄的认知，不可能从《旧约》家谱一步跨到放射性衰变，我们现在耳熟能详的“后论”正是在不断怀疑前论、不断抛出新猜想和新证据的过程中逐步建立的。

在更多案例中，往往是后论创见得到肯定后，前论仍然屹立不倒。比如相对论的提出并未让牛顿经典力学退出历史舞台，只是限制了它应用的尺度范围，在解释地球上肉眼可见的一切力学问题时，牛顿力学仍是利器。再比如遗传学理论虽逐渐变得纷繁复杂，但经典的孟德尔遗传率也仍有一席之地。

更有趣的是，有时在激辩中失败的前论，还会荣耀回归。

比如研究古生物化石的法国博物学家居维叶主张，地球变迁充斥着大量惊人的灾难（灾变论），而英国矿物学家赫顿认为地球历史是一个缓慢、长久、稳定、毫无波澜的单向进程（均变论）。因英国地质学家赖尔对灾变论的激烈反对，均变论一度大胜，但当地质考察对大洪水和陨石撞击地球等事件给出无可辩驳的证据时，灾变论又名正言顺地回归。（P141-189）

再比如，拉马克的“用进废退”论认为后天获得的性状是可以传给后代的。在达尔文的“自然选择”成为主流观点、得到遗传学研究与博物学新发现的广泛支持后，“用进废退”就被设定成教科书中的“旧论”典型，似乎不可能再“咸鱼翻身”了。然而近二十年发展起来的表观遗传学发现，遗传性状并不是只取决于生物有什么基因，还取决于基因的表达程度，而调控基因表达的部分机制（比如甲基化和乙酰化），的确与生物在后天环境中的“获得”息息相关。通过这种方式，饥饿喂养的线虫后代会继承长寿的表型，小鼠能遗传父代对特殊气味的恐惧记忆，各种新发现正争先恐后地向拉马克致敬。

可见，“后论推翻前论”根本就不能看作科学发展的常规模式，绝不该再谬种流传了！

比拟科学发展的模式，古代“瞎子摸象”的寓言故事倒似乎能派上用场。研究者根据不同的观察分别把研究对象（大象）描述为萝卜（牙）、蒲扇（耳朵）、柱子（腿）、草绳（尾），从观察部位、角度说，都对；从大象整体说，又都不对；谁也推翻不了谁，最后终会有人把研究成果综合起来，让“瞎子”们睁眼，使象的完整真容大白于天下。

地球年龄46亿岁，这是怎样得来的？

时间，一个让人期待却又恐惧的东西，期待的是未来，恐惧的也是未来，因为时间从不会停下脚步，更不会倒流。对于历史学家而言，能够研究的人类历史顶多数千年而已，但对于地质学家来说，地球的历史可就漫长的多了。

我们现在知道地球的年龄大约在46亿岁左右，但这个数据的由来并非一帆风顺，至少没有像估算地球周长那般“容易”。

在我国三国时期出了一本名为《三五历纪》的书，书中记载了盘古开天地的神话传说，写道：“天地浑沌如鸡子，盘古生在其中，万八千岁，天地开辟。。。。。。如此万八千岁。。。。。。后乃有三皇。。。。。。。”

如此一来，地球形成至今大约过了四万多年，但神话传说毕竟是后人杜撰，不具备真实性。那么历史上还有哪些人曾经研究过地球的年龄吗？

确实有，但最先开始研究的并非科学家，而是一位教的大主教——爱尔兰主教詹姆斯.乌舍尔，于17世纪中叶，他通过对《圣经》的仔细研究，得到了一个无比精确的结果，地球的诞生时刻为公元前4004年10月22号（儒略历710年），甚至他的这一结果后来还被印到了钦定版圣经当中。

这样来说，那么地球形成至今的时间不过才六千多年，这个数值对于当时信奉宗教的普通民众来说，其实并没有什么感觉，你要说是六万年，也不会有人质疑你。但好在当时已经不再是中世纪的欧洲，毕竟牛顿爵士的《自然哲学的数学原理》就在17世纪后半叶出版了，后来欧洲的一批有识之士认识到，只用短短的五千多年，地球是无法形成如此庞大且复杂的系统的。

18世纪初，著名天文学家埃德蒙·哈雷提出：我们可以通过测量海水中的盐分来得到地球年龄。道理很简单，因为海里的盐都是来自岩石，如果知道了每年海洋里增加的盐分（也就是每年盐分增加的速率），那么同现有的盐分含量作比较，不就能知道最初地球的诞生年龄了吗？

埃德蒙·哈雷

当然了，哈雷提出了这个想法，但他并没有得出具体结果，直到一个多世纪后的物理学家约翰.乔利在这个思路上得到了结果：9000万年。当然了，这个结果在今天看来是相当不靠谱的，除去地质运动因素不谈，它这个结果也只能说明海洋的年龄（虽然也是错的），因为海洋的出现要晚于地球诞生很久。

说来说去，怎么就没有一个略微靠谱的分析出现呢？于是时间来到了19世纪中叶，由于当时第一次工业革命已经开展了近一个世纪，人们在开采煤矿的同时发现了这样一个规律，似乎随着地下深度的不断增加，温度也会逐渐升高。

而热力学之父威廉·汤姆森（又称开尔文男爵）意识到，如果地球在形成之初是一颗炽热的火球，在随后的岁月里，它一步步的降温，直到现在这个状态，如果我知道了它最初的温度，以及岩石的导热效率，那不就能通过公式将地球年龄计算出了吗？

威廉·汤姆森

威廉·汤姆森这个思路说明白点，就比如一颗在炉子里考好的红薯，当你把它拿出来，它的温度会逐步下降，但显然是表面温度下降的最快，这不就印证了当时人们发现地底温度随深度一同上升的现象了吗？

但遗憾的是，由于当时科学水平的限制，威廉·汤姆森只能对一些初始数据进行猜测，最后得到的结论是：地球的年龄在两千万年到4亿年不等。

这个结果在当时遭到了不少地质学家的反对，因为他们不相信短短数千万年乃至几亿年，就能造就出如此复杂的地貌。而且当时达尔文的《物种起源》也已经出版，从物种进化的角度来看，这点时间也显得过于短暂。

不过到了19世纪末，物理学家发现了放射性现象，也就意味着当初威廉·汤姆森假定地球像一块高温红薯冷却的过程是有缺陷的，因为地球这块红薯，其内部并不是完全没有热源的，放射性元素在其内部释放的能量不可忽视，实际上这个过程在整个地球生命周期内都有存在，即便到了今天也仍在继续，这也是地核为何一直能保持高温的一个因素。

如果考虑这些是不是就能大致算出地球年龄了呢？理论上是可以的，但相关数据的测量却是非常困难的，因此科学家们想到了一个很巧妙的办法，既然存在放射性元素，那我们为何不从半衰期入手呢？比如说某个元素在地球形成时就存在，然后经过了许多年至今，有一部分已经衰变成了其它元素，如此一来我们不就能通过测量元素含量来得到地球年龄了吗？

这个方法就被称为铀铅测年法，一般来讲，它是依靠铀的两个同位素铀238和235，它们的最后衰变为铅206和207，半衰期分别为45亿年和7亿年左右。不过想要真正得出结果，还需要地球初始时期铅元素含量数据。

为此科学家们将目光放到了原先在太阳系内部飘荡的陨石，根据太阳系形成理论，现在太阳系内部的物质原先都存在于一块被称为太阳星云的组织当中，并且太阳系内部各种天体的形成时间也几乎是一致的，因此如果能找到一块铁陨石（这种陨石的铀元素含量很少），测出它的铅元素含量，那就代表着得到了地球初始时期的铅元素含量。

克莱尔·卡梅伦·帕特森

而最先测出地球年龄的美国科学家就是克莱尔·卡梅伦·帕特森，他在这个项目上耗费了将近10年时光，最后在1956年宣布得到了地球年龄，结果为：45.5±0.7亿年！

并且值得可敬的是，这位科学家在研究地球年龄的同时，也发现了铅污染问题，为此他同相关利益集团斗争了数十年，最终在20世纪末，致使美国终于宣布禁止销售含铅汽油。

本篇文章的内容到此结束。

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