站在巨人的肩膀上,如果巨人錯了呢?答案是——
絲毫不怕。
我分三個層次舉三個例子以為佐證,最後會有一部分結語:
如果巨人已經進行了一定的研究,但卻得出了錯誤的研究成果,並不可怕;
如果巨人選定了值得探索的議題,卻採用了錯誤的方式,得出錯誤的結果,也不可怕;
即使巨人選定了糟糕的主題,採用了全然錯誤的研究方式,也不至於阻礙科學的進步。
正文開始
1. 如果巨人已經進行了一定的研究,但卻得出了錯誤的研究成果,並不可怕;
1601 年,天文學史上最後一位以肉眼觀星的大師,“星學之王”布拉赫·第谷病逝在布拉格的深秋。第谷生前在丹麥以及布拉格的天文台,進行了孜孜不倦將近四十年的觀測,數據精度超過哥白尼的二十倍,達到了肉眼的極限,是當時舉足輕重的天文學家。
臨行前,他的學生及助手約翰尼斯·開普勒就侍奉在他的牀前。他將四十年的觀測數據遺贈給了開普勒,也讓他繼承了自己神聖羅馬帝國皇家數學家的席位。隨後,這位終其一生都不相信哥白尼日心説的老人留下兩條遺言:
其一、將觀測數據編成當時最詳盡最準確的星表,並命名為《魯道夫星表》,來紀念他們慷慨的贊助人;其二、放棄哥白尼的日心説。
第一條遺言中的星表在 1628 年的崇禎元年編定完畢,然而第二條遺言沒有得到遵守,正是靠着他留下的星表,開普勒最終填補了日心説最大的軌道缺陷。
開普勒通過研究火星軌道,發現根據以傳統圓形軌道對火星運轉的方位預估,無論怎樣調整,都會與老師的觀測數據產生至少 8 個弧分的偏差。而第谷的觀測精度達到了誤差 1 弧分之內,他相信如果數據無誤,只可能是模型有了問題。在開普勒經過了幾年加幾千頁紙的精密計算後,他做出了當時最偉大的一步跨越——他揚棄了沿用兩千年的圓形軌道系統,發佈《新天文學》一書,提出了開普勒行星三大定律的前兩條,又在之後增補了第三條。徹底解決掉哥白尼日心説圓形軌道造成的方位偏差。
所以,即使巨人有着錯誤的方向,但靠着巨人留下的紮實數據和先行路徑,依然可以推動科學的進步。
2. 如果巨人選定了值得探索的議題,卻採用了錯誤的方式,得出錯誤的結果,也不可怕;
1774 年,世襲英國貴族、英國皇家天文學家、皇家學會院士內維爾·馬斯基林,率領數學家查爾斯·赫頓及一支測量隊伍前往蘇格蘭山地,決心測量地球的質量。
他們的方法原始而粗糙,是要靠着在一座大山旁邊垂下鉛垂,測量鉛垂線向大山偏移的角度,來測量萬有引力造成的偏差,進而測得地球質量。
想要得到最後的引力常數,需要得知山體質量,他們只能勉為其難地假設山的密度等於普通的岩石,然後乘以山的體積。可體積的測量又是一項繁重的工作,雖説他們精心選擇的山體外形相對規整,但為得到精確體積數字,他們還是精確地像是服裝師為顧客測量三圍一樣進行了大量的測算,赫頓還在這次測量中發明了等高線。最後,赫頓估算地球的質量大約為五千萬億噸。
由於測量中做了太多的假設和粗略的估算,山體體積不準確、密度全靠猜,山體質量當然也不準確。馬斯基林和赫頓的結果和今天的測量值相比,誤差極大。聊以慰藉的是等高線的發明,令他們成為了地圖測繪學的先驅。
馬斯基林當然不會料想,後來解決這一問題的學者當時已經身處自己的團隊之中。當時小組成員中,學界菜鳥,憑藉父親關係在沒有發佈任何論文就加入皇家學院的亨利·卡文迪許赫然在列。不過,那時他還沒有展現任何學術成就。
然而,二十年後,卡文迪許已經迅速成長為一流學者,有了足夠的實力來解決二十年前懸而未決的問題,他揚棄了馬斯基林的錯誤方法,製造出精密的扭秤。兩個巨大的金屬球懸掛在天平的兩端,以金屬絲懸掛。以小鉛球對大球進行吸引,令金屬絲微微旋轉,通過對金屬絲旋轉角度的精密測定,卡文迪許最終稱量出了地球的密度是水的 5.48 倍。實驗非常精密,連觀測者的走動都會影響實驗的經度,卡文迪許只能遠隔在另一間屋子裏,通過望遠鏡來觀察屋子裏的實驗圖景。現如今科學的發展已非卡文迪許的裝置所能比擬,而經過兩個多世紀的突飛猛進,現代學者也不過把他的數據輕微修正到 5.52。
可見,即使巨人從一開始就有了錯誤的思路,只要巨人可以以自身魅力,選定合理議題,吸引其他優秀科學家關注,同樣可以推動科學發展。
3. 即使巨人選定了糟糕的主題,採用了全然錯誤的研究方式,也不至於阻礙科學的進步。
1727 年,牛頓爵士逝世。
人們打開的牛頓的書房,他生前煞費苦心寫就的一部編年史共諸學界。這是一部基於聖經編寫的關於地球歷史的編年史,探討了地球的年齡。
當此之時,這似乎是一個板上釘釘無需進一步深入的話題,同一話題下面堆砌着大量的探討。由於地球創造與上帝創世的問題關聯頗深,是地位重要的神學問題,歷代學者先知們包括托馬斯·阿奎那、馬丁·路德根據《聖經》的記載不斷回溯,不約而同地將地球的年齡確定在六千年上下。牛頓在工作之餘將大量的天分浪費在神學研究上,他秉承着前輩大師開普勒的研究方式,用了幾十年光景斷斷續續地根據《啓示錄》和《但以理書》理順着聖經的編年曆史。這部歷史在牛頓去世後很快傳播開去,採信了神學家阿非利加努斯的大綱,同樣將地球的年齡定位六千年。
經牛頓蓋棺定論之後,該問題之下似乎不需要更多的討論。
也正是牛頓去世的前一年,在牛頓居所北方的愛丁堡,未來的地質學家詹姆斯·赫頓誕生在北海海岸。愛丁堡附近正有着遠古以來劇烈地質運動的典型地貌,據現代考證四億年來火山活動不斷,海灣之上巉巖盤桓。而赫頓站在愛丁堡的海岸東望北海,感受着自然的偉力作用之下的旖旎地貌,第一時間想到:區區六千年,要形成如此鬼斧神工的造化,實在太短。
通過大量的地質學考察,他在 1785 年正式向以牛頓為代表的神學地球編年史宣戰。在愛丁堡皇家學會的會場,他連續發佈演講,這是科學史上第一次以地質證據將星球歷史鋪展開來。赫頓指出,地球雖不是恆久存在,但它的年齡非常古老,已經遠遠超出人類所能衡量的認知。最終赫頓又以十年時間著成《地質論》,最終為有着 1500 年曆史的聖經編年史研究畫上終點。
可見,即使巨人從一開始就犯下大錯,待到與之相悖的實驗現象不斷湧現,後代的科學家也依然敢於推翻權威思想,不會造成科學停滯。
結語
能在科學史上稱作巨人,通常都具備相當的功力。能站在巨人肩膀上的學者,通常也有不凡的水準。即使巨人犯錯,通常也只是囿於當時的科技水平和觀測能力;而後起之秀,也通常敢於在事實與巨人預言相悖之時,大膽推翻前人學説。
科學唯事實、唯能力,只要有證據,人人皆可推翻成例。所以,只要是真心研究學術,通常怎樣的錯誤,都不擔心。科學不怕爭吵,反而怕吵不起來,沒人關注。
科學經歷過漫長的坎坷的旅途,教皇曾焚燒過伽利略的書稿,笛卡爾曾受制於教廷禁令將自己的作品封存二十年直至逝世,法國科學院曾在法國大革命中被激進革命派蓄意關閉、一批科學家死在斷頭台上。
然而科學依然生生不息地傳承到今天,且日益精進,這就是科學的堅韌以及魅力。