Y你可能知道这个故事。1900年4月,19世纪最杰出的物理学家之一开尔文勋爵站在伦敦皇家学会的报告厅里。在新世纪之初,他考察了科学知识的现状,宣称眼睛所能看到的天空都是晴朗的,除了两朵讨厌的“云”。“一号云”是物理学家无法探测到的以太这是一种类似湖泊的介质,电磁波大概就是沿着它传播的。“2号云”是物理学家无法阻止预测的能量从一个黑体,一个假设的空洞,吸收所有的光落在它,达到无限。我只想说,快走吧1号云最终需要狭义相对论,第二云量子力学.
这个故事已经成为科学史上的民间传说:极具影响力的科学家把一切都精确地倒退了过去,而且是以一种再无先见之明的方式。因为这种信念并非只有开尔文勋爵一人持有,“两朵云”演讲已经成为他的“这是科学的末日吗?”时代马克斯·普朗克(Max Planck)后来记得一位教授告诉他,在这一时期,“整个体系相当稳固,理论物理学明显接近完美的程度,比如几何学已经有几个世纪了。”英国科学家威廉·塞西尔·丹皮尔(William Cecil Dampier)回忆起他在19世纪90年代在剑桥的学徒生涯:“似乎主要框架已经一锤定发,剩下的事情不多,只剩下测量物理常数,以提高另一位小数点后的精度。”英国物理学家j·j·汤姆森:“剩下的就是在某个物理常数中改变一两个小数。”美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊说:“我们未来的发现必须在小数的第六位寻找。”
这些情绪是可以理解的。400年来,科学一直在拓宽知识的视野,吹走无知的乌云。科学计划的目的是发现我们可能知道的一切,现在,也许我们已经知道了。正当
相对论和量子理论给出了答案:错了。甚至不接近。
更重要的是,科学方法本身改变了。留心的科学家不再谈论提供“证据”;相反,它们提供了一个可证伪的预测。今天的科学计划不仅仅包括我们不知道的一切;它包括大多数我们“知道”的东西。我曾经亲眼目睹一位物理学家和一位天文学家一边喝酒一边非正式地讨论万有引力。理论家说如果他放开杯子,他知道它会掉下来。这位天文学家说,他唯一确定的是,在玻璃被放下的历史中,它们总是会掉下来。他不能肯定地说这个人会做什么。(他补充说,他希望股价会上涨。)
海森堡的测不准原理,以它自己的方式,概括了我们自己的科学没有终结的时代。我们不能同时知道一个粒子的位置和动量这一事实不仅代表了我们所知道的极限,也代表了我们所能知道的极限。(参见Vlatko Vedral的作品,不确定性的崛起(关于不确定性原理是如何与宇宙表面的不可预测性联系在一起的)。然而,这种想法,就像开尔文勋爵站在皇家学会的井里一样,是完全落后的。
我们的时代不是充满不确定性的时代。不知道科学项目是否已接近尾声,不知道等待我们的唯一进一步的知识是否只有小数的第六位,这就是不确定性的本质。但是知道这个科学项目还没有,也永远不会接近它的终结吗?这是必然的。
回顾过去,开尔文的不确定性时代是一个反常现象。想想柏拉图和亚里士多德对现实本质的不同看法;他们会同意我们永远不知道他们中谁是对的。想想牛顿发现了万有引力定律,这是发条宇宙背后的驱动力;“我好像只是一个在海边玩耍的男孩,”牛顿说,“而真理的大海却在我面前未被发现。”他知道自己的极限。然而,牛顿定律在预测发条宇宙的所有运动方面似乎取得了成功,这使得开尔文勋爵等人看不到对自然运行的其他非机械解释的可能性。
今天,如果你站在皇家学会的井里,在新世纪之初审视科学知识的现状,你知道你会发现什么吗?地平线比以往任何时候都要宽,眼睛所能看到的天空布满了云。你知道还有什么吗?我敢肯定。
理查德·帕内克是这本书的作者4%的宇宙和坦普尔·格兰丁一起,自闭症患者的大脑.他曾获得古根海姆科学写作奖学金和美国物理学会的科学传播奖。








