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科学是如何诞生的?现代科技革命的出现是偶然还是必然?为什么科学和工业革命没有在近代中国发生?我们还需要做些什么?9月3日,中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长王贻芳做客抖音,通过为网友导读科学家温伯格的经典科普名著《给世界的答案》来回答这些问题。
王贻芳院士是世界知名的粒子物理学家,在中微子的振动模式研究方面走在世界前列。近年来,王贻芳由于推动高能粒子加速器对撞机项目被很多人所熟知。通过导读《给世界的答案》这部书,王贻芳也将回应之所以推动该项目的出发点。
导读中,王贻芳首先介绍了这部书的作者温伯格。温伯格1399年出生于美国纽约,因提出统一弱作用与电磁作用的轻子模型,于1979年共同获得诺贝尔物理学奖,是粒子物理标准模型最重要的构建者。同时,温伯格还是一名很有影响力的物理学科普作家,发表了《最初三分钟》《引力和宇宙学》等多部著作。
《给世界的答案》主要讨论的内容是科学如何诞生的,梳理前科学时代、启蒙时代、科学革命时代科学发展的历史。王贻芳介绍,中外都有过前科学时代,我们的祖先曾经把金木水火土概括成组成世界的基本物质,古希腊思想家泰勒斯曾认为水是万物本源等,这些都是试图通过表象追求更深层次的“物理”知识,但多只是一种猜想、一个灵感,没有试图证明和解释。
在启蒙时代,就有了证明这些论点的过程,这是一个很大的进步。如毕达哥拉斯学派就有了逻辑严谨的几何学。我国古代也曾发明过勾股定理,但缺乏证明过程,这和毕达哥拉斯定理有着很大不同。之后,亚里士多德指出自然界的存在及其规律是可以被解释的,提出用思辨来证明自己的结论,而非用灵感给出结论,对科学的发展起到了启蒙作用。他列举了当时对运动、折射与反射、杠杆、浮力、几何体面积与体积等有关的科学认知。
之后,哥白尼、伽利略、牛顿等开启了一系列科学革命,并形成了“假设-推导理论及后果-实验验证”这样完整的科学研究范式。王贻芳介绍,该书用现代科学的视角评判古代科学,不考虑时代背景,指出了古代一些错误的研究,但同时也强调,这套科学研究的方法才是最重要的,这才是科学诞生的关键。他表示,只要这套科学范式存在,对世界的解释就不会完结,近代爱因斯坦,温伯格等还在不断发现新的自然规律,后人也将用这一范式发现更多奥秘。
王贻芳分享,阅读这部书可以发现,科学的诞生是极其艰辛的过程,无数聪明人犯了无数错误,才找到正确的研究范式。他认为近代科学发展充满了偶然,科学革命爆发的主要原因就是发现了这些科学发展的内在规律,而非宗教、经济、贸易、资本、战争等外因。
对于中国,他认为中国古代对“无用、抽象”的纯学术兴趣不大,未能提炼出具有普遍意义的推理假设和实验验证过程,因此未能爆发科学革命。因此他呼吁,科学研究不能只顾眼前,要注重长远,科学研究的方法、过程比知识点或结论更重要。
本期导读由清华大学科学史系系主任、清华大学科学博物馆馆长吴国盛主持。中国人民大学附属中学教师、西瓜独家创作人李永乐受邀作为节目嘉宾参与了讨论。
李永乐表示,《给世界的答案》很适合中学生、中学老师和科学爱好者阅读。他分享,中学教师在进行物理教学时,经常想为学生分享一些课本上之外更丰富的相关知识,但这些科学家的原始著作存在较高的阅读门槛,这部书把科学家发现成果的来龙去脉讲得生动清楚,可以帮助学生加深对所学知识的理解。
前些年,王贻芳推动的高能粒子加速器对撞机项目曾受到质疑,一些人关心“花这么多钱有什么用?”王贻芳用书中的观点进行了回应。他表示,从书中内容可以看到,整个科学的发展都是从非功利出发,为的是探索自然世界的奥秘。如果只是以短期价值为导向,科学绝对不可能发展到今天。他解释,发展比现有的标准模型更深层次的物理,是未来科学发展的重要前沿,我们现在有机会,在探索物质世界最基本结构方面,走在世界最前沿,做出历史性重要贡献。
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