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物理学的困惑 第十八章 预言家和工艺师
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我们走的物理学革命路线也许有点儿问题。我在第十七章讲过，科学是人的行为，难免有人的弱点——也很脆弱，因为它需要个人的规范，也同样依赖于群体的规范。它也可能崩溃，我相信它现在就要崩溃了。
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一个团体常常因为组织的原因而被迫以某种特殊的方式思考问题。一个重要的组织问题是：为了解决眼下的问题，我们是否组织并奖励了正确的问题和正确的物理学家？它对应的问题是：我们是否提出了恰当的问题？
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任何关心基础物理学的人都会看到，新思想是必须的。从弦论的最大怀疑批评者到最热烈鼓吹者，你都能听到同一个声音：我们丢失了重要的东西。他们隐约感到需要某种新的东西，就是这种感觉促使2005年弦论年会的组织者们设立了一个“下一次超弦革命”的分会。尽管其他领域的实践者如今更有信心了，但我认识的每个物理学家都会赞同我们也许至少还缺少一个重要思想。
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我们该如何寻找那个丢失的思想呢？显然，一定需要某个人站出来，要么找出我们大家现在都认可的某个错误假定，要么提出一个新问题。为了确保基础物理学的未来，我们正需要那样的人。这样，组织问题也就清楚了：我们是否有良好的体制以确保有人能在我们支持和服从（这同样重要）的群体中间找出错误的假定或提出正确的问题？对这样有着罕见天才的创造性叛逆，我们是欢迎他还是驱逐他？
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当然，善于提出真正新的然而又相关的问题的人是很难得的，而认清一个专业领域的现状，发现隐藏的假定或新的研究路线，更是一种特殊的才能，而且大不同于加入物理学群体所要求的那些基本技能。做一个技巧娴熟的手艺人是一回事，做一个有思想的预言家却是另一回事。
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这种区别并不意味着预言家不是训练有素的科学家。预言家必须对学科有完全的了解，能用流行的工具进行工作，能用它的语言去说服别人。不过预言家不必是技术纯熟的物理学家。历史表明，与精通数学、善于解题的科学家比起来，成为预言家的那些人有时显得很平庸。爱因斯坦就是一个好例子，他年轻时连一个像样的科学工作也找不到。他与人辩论时有些迟钝，容易糊涂，而别人的数学都比他好。相传，爱因斯坦本人曾说过，“不是因为我太聪明，而是因为我能持久地考虑问题。”145玻尔是一个更极端的例子。历史学家贝勒（Mara Beller）曾详细研读过他的著作，指出在他的研究笔记里没有一个计算，尽是语言的论证和图画。146德布罗意（Louis de Broglie）曾提出一个惊人的建议，说假如光既是波也是粒子，那么电子和其他粒子也同样可以像波。这是他1924年在博士论文里提出的，当时并未引起考官们的注意，如果没有爱因斯坦的认可，他还差点儿不及格。据我所知，他再也没做过有同样影响的物理学工作。在我的想象中，只有一个人既有想象力也是他那时代最好的数学家：牛顿。其实，牛顿的每件事情几乎都是不可思议的。
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第十七章说过，库恩区分了“常规科学”与科学革命。常规科学基于一定的范式，那是业已确立的关于固定理论、固定问题、固定实验方法和计算技术的实践。当范式被打破时，即当它所基于的理论不再能预言或解释实验结果时，科学革命就发生了。147我并不认为科学总是这样进行的，但一定有常规和革命的时期，科学在不同时期有不同的做法。问题是，常规和革命时期需要不同类型的人。在常规时期，只需要能用专业技术好好工作的人，而不考虑他有多少想象力（当然也可能很高）——我们不妨称他们为工艺师。在革命时期，我们需要预言家，即那些能透过黑暗看清方向的人。
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工艺师与预言家为着不同的理由来做科学。工艺师做科学，主要是因为他们在上学的时候发现他们很会做。他们从小学到中学一直到研究生院，通常都是数学和物理成绩最好的学生，然后走进同行的队伍。他们总能比其他同学更快更准确地解决数学难题，所以他们判断其他科学家就看是否会解题。
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预言家就不同了。他们是梦想家。他们走进科学是因为想知道存在的本质是什么，那是课本没有回答的问题。如果他们不做科学家，就可能是艺术家或作家，或者一辈子待在神学院里。这样的两群人相互误会和不信任，当然是预料中的事情。
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预言家通常抱怨物理学的标准教育忽略了科学发展的历史和哲学背景。有个年轻的物理学家想在他的物理学课中加入哲学，遭遇了很大阻力。爱因斯坦写信给他说：
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我完全赞同你的意见，方法论与科学的历史和哲学有着同等的意义和教育价值。今天有很多人——还包括专业科学家——在我看来都只看见了千万棵大树，却从未看见整片森林。历史和哲学背景的知识能帮助人们摆脱多数科学家所沉迷的时代偏见。在我看来，哲学观带来的这种独立意识标志着普通工匠或技师与真理探索者之间的区别。148
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当然，有的人是两者的混合体。没有高度专业技能的人是不可能将其坚持到研究生院的。但我认识的多数理论物理学家都属于两者之一。那么我自己呢？我想我是一个预言家，有幸也有一手好技能，还偶尔解决过某些问题。
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我第一次看到库恩关于革命与常规科学的划分还在读大学，当时很糊涂，因为我说不清自己处在什么时期。如果考虑那些尚未解决的问题，我们显然正在经历着一场革命。但如果看看周围人们的工作，我们显然在做常规的事情。那时有一个范式，就是粒子物理学的标准模型和证明模型的一些实验，都是常规进行的。
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现在我明白了，我的迷糊正预示着我在本书探讨的危机。其实我们就在革命时期，但我们想用过时的工具和常规科学的组织来摆脱它。
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这也就是我对最近25年物理学的基本假定。我们正在革命时期，这大概是毫无疑问的。我们陷入了困惑，我们迫切需要真正的预言家。但预言家已经离我们很久远了。20世纪初我们有儿个里程碑式的大思想家，首先是爱因斯坦，其次还有玻尔、薛定谔、海森伯等。他们未能完成他们开创的革命，但他们创立了部分成功的理论——广义相对论与量子力学，是我们继续革命的基础。这些理论的发展需要大量艰巨的技术工作，所以几代人的物理学都是“常规科学”，是工艺师们的天下。其实，20世纪40年代物理学的天下从欧洲向美国的转移，就是工艺师战胜预言家的结果。我前面讲过，它转变了理论物理学的风格，从爱因斯坦和他的伙伴们对基础的沉思，演变成为产生标准模型的激进的实用主义的态度。
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当我在70年代学物理时，老师似乎都在教导我们俯视那些思考基础问题的人。当我们提出量子理论的基础问题时，我们听到的回答是，没人完全理解它们，它们关心的已经不再属于科学了。人们需要做的事情就是把量子力学当作确定的工具，将它用于新的问题。这是地道的实用主义态度；其格言是“少说话，多计算”。那些不甘心放弃对量子理论的意义的疑虑的人，被认为是不能做研究的失败者。
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像我这样从读爱因斯坦的哲学沉思走进物理学的人，是不能接受那个理由的，但意思很清楚，我要尽最大的努力追随它。你可以在确定的量子理论里经营自己的事业。普林斯顿高等研究院的幸福环境曾令我留恋，但那儿已经没有了爱因斯坦的科学作风的印迹——只有一尊空空的铜像在图书馆默默注视着外面。
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但革命没有完成。粒子物理学的标准模型当然是实用主义物理学风格的胜利，但它的胜利如今似乎也标志着它的局限。标准模型（也许还有暴胀）大约是常规科学所能达到的极限了。从那以后，我们陷入了泥潭，因为我们需要的是回归革命的科学。我们再一次需要预言家。问题是我们周围几乎没有预言家，因为科学经过那么长久的常规研究，已经难得认识他们，更难容忍他们。
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从20世纪初到70年代，科学（通常也包括科学院）越来越组织化和专业化。这意味着常规科学的实践被奉为好科学的唯一模式。即使人人都明白革命是必须的，我们群体中最强力的部分却忘了如何革命。我们一直在尝试着用最适合常规科学的研究风格和结构来发动革命。弦论的尴尬——承诺多而兑现少——恰好就是大量工艺师做预言家的工作所带来的结果。
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我敢肯定有的弦理论家会反对这种说法。当然，他们在做物理学的基础问题，所有的工作都旨在发现新的法则。为什么弦理论家不是预言家呢？难道虫洞、高维空间和多重宇宙不是想象丰富的思想吗？是的，当然是，但问题不在这儿。问题在于：背景是什么？这些思想说的是什么？在卡鲁扎和克莱因思想经过3/4世纪之后，隐藏的维和虫洞一点儿也不新鲜了。在数以百计的人思考过同样的思想之后，考虑这些事情也用不着什么胆略或先见之明。
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审视我们现状的另一种方式是，预言家为了满足他们清晰的渴望，被迫应对最深层的物理学的基础问题，包括量子力学的基础和与时空本性有关的问题。关于量子力学的基础，最近几十年里发表了很多论文和图书，但据我所知，没有一个作品是一流的弦理论家做的。我也不知道有哪个弦理论家写过什么论文，将弦理论面临的问题与物理学家和哲学家关于空间、时间或量子理论基础问题的旧著作联系起来。
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相反，量子引力的背景独立方法的倡导者们的科学观则是通过对基础问题的长期沉思而形成的。他们的思想产生了很多有关基础问题的论文甚至专著；也很容易罗列那群人物的名单：彭罗斯也许是公众最熟悉的一个。但我们还能列举别的人，如贝兹（John Baez）、克兰（Louis Crane）、德维特、多克（Fay Dowk-er）、伊沙姆（Christopher Isham）、马科普洛、罗维里、索金和特胡夫特。
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