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第四篇 向經驗學習

第十六章 奈何社會學

在本書最後一部分裡,我想回到在引言裡提出的問題。為什麼經過了千百個才華卓絕而訓練有素的科學家的那麼多的努力,基礎物理學在最近25年仍然沒有什麼確定的進步?面對那些前景在望的新方向,我們要做些什麼才能確保前進的步伐能趕上1980年以前的200年?

可以從一個側面來說明物理學的這種困惑,那就是在過去30年裡,沒有一個基本粒子物理學的工作能穩贏諾貝爾獎。原因在於,獲獎條件是研究進展已經得到了實驗的檢驗。當然,像超對稱或膜世界那樣的概念是可以通過實驗來證實的,如果那樣,它們的創立者應該得諾貝爾獎。但我們現在還不能說粒子物理學標準模型以外的哪個物理學假說的發現一定能獲獎。

這種狀況和我1976年剛讀研究生時大不一樣。那時人們很清楚,兩年前才完成最後形式的標準模型是確實的進步。它已經得到了足夠的實驗證實,而且將得到更多的證實。它的發現者遲早會得諾貝爾獎,幾乎是毫無疑問的。事實上,他們很快就得到了。

現在的情形完全不同了。過去25年有很多獎授予了理論粒子物理學的研究,但沒有諾貝爾。諾貝爾不獎勵聰明或成功,而是獎勵正確。

這不是要否認這些研究計劃取得了重大的技術進步。據說如今從事研究的科學家比整個科學史上的人都多。物理學當然也是如此;今天大規模大學裡的物理學教授比100年前整個歐洲(幾乎所有科學進步的源地)的人數還多,所有這些人都在工作著,多數工作從專業上講都是非常精深的。而且,今天年輕理論物理學家的專業水平都遠遠超過了他們的父輩和祖輩。年輕人有更多的東西需要把握,而他們竟然都做到了。

不過,假如我們以1980年前200年的標準來判斷,基本粒子物理學的前進步伐似乎真的慢下來了。

我們已經討論了最近25年失敗的一些容易想到的原因。不是因為缺少數據,有足夠的新結果能激發理論家的想像力;不是因為檢驗理論需要很長時間,從新理論預言新現象到實驗證實很少有超過10年的;不是因為努力不夠,今天做基礎物理學研究的人遠遠超過了整個物理學史的人數。當然也不能抱怨說那些人缺乏才能。

在前面幾章我曾假定,與其說失敗是某個特殊的理論,倒不如說是一種研究風格。如果誰在弦理論家的營地和做背景獨立的量子引力的人們中間遊走一段時間,他一定會為兩派人物研究風格和價值觀念的巨大差異感到震驚。這些差別反映了理論物理學從半個世紀以前開始的分裂。

量子引力世界的風格繼承了所謂相對論派的傳統。這是愛因斯坦的助理以及他們的學生們所引領的——如貝格曼、戈爾博格(John Goldberg)和惠勒。這個群體的核心價值是尊重個人思想和研究綱領,懷疑流行時尚,依賴數學的純淨論證,他們深信關鍵的問題密切聯繫著關乎空間、時間和量子本性的基本問題。

另一方面,弦理論家群體的風格是基本粒子物理學文化的延續。這種風格總是充滿著衝動、好鬥和競爭的意氣,理論家們喜歡爭先響應新的進展(1980年前,那通常是實驗的)而不相信哲學問題。當科學的中心從歐洲轉移到美國,當智力的焦點從基礎新理論的解釋轉向理論的應用時,這種風格也取代了愛因斯坦和最子理論創立者們的那種思辯和哲學式的風格,而且成功了。

為了解決不同類型的問題,科學需要不同的風格。我的假定是,弦理論的錯誤在於它用基本粒子物理學的研究風格來發展,而那不適於新理論框架的發現。如果脫離實驗,標準模型成功的風格也很難堅持下去。這種爭鬥的、趕潮流的風格只有在實驗發現的武裝下才能發揮作用,但在沒有潮流而只有幾個傑出人物的觀點和品味時,它就只能失敗。

我從20世紀70年代開始學物理時,兩種研究風格都很健全。基本粒子物理學家比相對論專家的數量多,但兩家都有活動的自由。對那些想解決空間、時間和量子理論的基本問題的人來說,雖然沒有多少發展自己思想的天地,但只要有好的想法,也能得到足夠的支持。從那時起,雖然相對論風格的需要增多了,它們在學術界的地盤卻縮小了,原因是弦理論和其他重大研究計劃成了主角。除了賓州大學的一個研究小組而外,做量子引力而不以弦理論或高維理論為基礎的助理教授們,沒有一個被美國研究大學錄用的。

為什麼最不適合眼前問題的風格卻在國內外成了物理學的主角呢?這是一個社會學問題,但只要我們想構建思想,讓我們的學科回到從前的成功,就必須回答這個問題。

為了說明問題的背景,我們看看科學景觀的一些流行變化——年輕人若想開拓自己的科學生涯,就必須直面這片景觀。

最顯著的變化是,年輕人為了贏得有影響的老科學家的青睞,必須承受更大的壓力。塑造美國科學輝煌的那一代人都接近退休了,他們也曾競爭過一流大學和研究機構的好職位,但是如果只想在某個地方做一個教授,有自己工作的自由,就不會有很多的壓力。從20世紀40~70年代,大學數量指數式地增長,年輕的科學家畢業時往往擁有幾個大學的職位。我曾見過幾個老同事,他們就從來沒為找工作發過愁。

現在情況不同了。大學數量在20世紀70年代末就沒再增加,而早先聘任的教授培養的研究生越來越多,這意味著物理學和其他科學的博士嚴重過量了。結果,研究型大學和學院的各個層次的學術職位的競爭都很激烈。學校更重視聘請那些可能得到研究機構的基金資助的人員。這就極大限制了年輕人發展自己的研究綱領的自由,他們只好跟著老科學家們的思路走。如果有創造力的人想找一個地方安靜地做研究,追求冒險的原創的思想,那種地方是越來越少了。

與此相關的是,現在的大學比一兩代人之前越來越專業化了。雖然大學教授的人數沒有增加,管理者的人數和權利卻增大了。因此,在招聘新人時,更少依賴個別教授的判斷,而更多根據成績的統計,如資助情況和論文水平。這也使年輕科學家更難逆著科學主流去開拓自己的新研究綱領。

為了公正地評價同行的工作,我們這些教授幾乎總是反射性地黨同伐異。即使我們上升到學術政治的高度,也常常免不了用單一的標準來評價一個科學傢伙伴。在教授委員會和非正規討論中,我們說某人“好”,某人“不好”,其實並不真的瞭解他們。個人一生的工作豈能簡化為一句“老甲不如老乙好”?通常情況下,人們似乎更看重只靠聰明和勤奮就能取得的成績,而不在乎探索性的思想或想像力。更重要的還是學界的風尚,誰要是忽略了它,就將斷送學術生涯。

我曾和一個退休將軍做項目,他曾領導過一個軍官學院,後來成為一名商務顧問。他說與大學合作很傷腦筋。我問他問題出在哪兒,他說:“我們要向海軍軍官講一個簡單但基本的事情,那就是我遇到的大學管理者似乎沒有一個知道,管理與領導是有重大區別的。後勤供給你只要管理就可以了,但在戰場上你必須領導士兵。”我同意他的話。我讀大學時,見過的管理比領導多得多。

問題當然不限於科學。課程計劃和教學方法的改革步伐確實還很落後。任何改革的建議都需要經過全體教授的批准,而多數教授一般都看不到他們幾十年的教學方法有什麼錯誤。我以前聽說過頑固的大學怎麼改革。我很幸運走進了一個第一年就學粒子物理學的學院。這是很難得的。儘管量子物理學在80年前就取代了牛頓力學,北美的多數院校卻仍然把量子力學推遲到第三學年,而且只給物理學專業的學生上課。因為我知道怎麼講一年級的量子力學,我在哈佛大學讀研究生時就建議那麼做。我得到了年輕教授格奧爾基(Howard Georgi)的支持,同意和我一起講課。但課本由人文與科學系的主任決定。他告訴我,這跟我們的設想無關,只是因為它沒有經過那些不能逾越的委員會。“假如我們讓每個教授都教他想教的,”他說,“我們的教育就會一片混沌。”我不知道教育混沌是不是那麼可怕;不管怎麼說,哈佛大學還是沒有為一年級學生開量子力學課。

不幸的是,在美國拿物理學位的畢業生人數幾十年來一直在減少。你大概認為這將緩解物理學職位的競爭。不是那樣的,雖然本科生減少了,從發展中國家來的雄心勃勃的聰明博士卻多了。同樣的狀況在其他發達國家也有。

我曾是耶魯大學負責調查這種現象的教授委員會的一員(後來也就不管了),有機會問一些離開物理學的同學,他們為什麼那麼做。他們提出的一個理由是,物理學課程令人生厭——第一年不過重複他們在高中學過的東西,沒有一點兒像量子理論、宇宙學、黑洞等令人興奮的題目。為了穩住物理學生的下滑,我曾向聘我的每所大學建議把量子力學作為一年級的課程。每次我都被拒絕了,不過有兩次允許我做小規模的量子理論課程試點。試點是成功的,聽過課的少數學生現在已經有了很好的事業。

我並不是在這兒討論課程改革,但這個例子說明大學並未很好地起著創新機器的作用,哪怕只是革新落後科學80年的課程,他們也不敢冒一絲風險。

所有的科學家都悲歎各自領域的前進步伐。我認識幾個生物學家和實驗物理學家,他們痛苦地抱怨好多機會被浪費了,因為他們系裡當權的老科學家們已經喪失了當年新做博士時的膽略和想像力。從學術界的底層提出的好思想得不到足夠的重視;相反,高層人物的思想卻被抬得太高了。

如果不考察助長這些風氣的社會學,我們是不可能解決它們的。如果說我們物理學家自以為能解釋基本的自然律,那麼當然也該能理性地思考學術研究的社會學和那些令學術機構苦惱的阻礙科學進步的決策。

值得注意的是,“社會學”一詞在弦理論家中間出現的頻率高於我熟悉的任何其他科學家群體。它似乎是“群體觀點”的簡寫。和年輕的弦理論家討論問題的現狀時,常聽他們說“我相信這個理論,但我討厭社會學。”如果你批評弦理論會議上報告的觀點太局限,或者抱怨研究課題像走馬燈一樣變換太快,弦理論家會同意你的意見,而且補充說,“我不喜歡它,但那不過是社會學。”不止一個朋友勸告我,“群體已經決定了弦理論是正確的,你已經無事可做了。你不可能鬥過社會學。”

真正的社會學家會告訴你,為了理解群體的作為,你必須考察權力。准對誰有權力?如何發揮那種權力?科學的社會學不是什麼神秘的力量,它指的是成名的老科學家對青年科學家事業的影響。我們科學家說起它就感到不舒服,因為它迫使我們面對這樣的事實:科學不全是客觀和理性的。

但經過長時間的思考,我相信我們還是不得不談理論物理學的社會學,因為我們籠統稱之為“社會學”的那些現象對它的進步起著很大的副作用。即使多數弦理論家都是真誠的人,懷著美好的科學願望,但仍然存在一些社會學因素偏離了建立更大的科學共同體的理想。這已經在理論物理學方法中滋生了阻礙進步的病態。這個問題不在於弦理論是否值得做,值得支持,而在於為什麼沒有實驗預言的弦理論能壟斷基礎物理學的資源,阻礙其他同樣有前途的方法。有很好的證據說明,弦理論本身的進步也減緩了腳步,因為社會學限制了它要探索的問題,將科學進步所需要的具有想像力和獨立思想的科學家擋在了門外。

應該指出,理論物理學中總是存在主導的領域。有段時間它是核物理,接著是基本粒子物理學。弦理論是最近的唯一的例子。任何時候都有一個主導的領域,也許物理學群體就是靠這種方式組織起來的。如果真是那樣,我們需要考察為什麼會這樣。

弦理論群體首先令外人關注的就是他們的自信。作為1984年第一次超弦革命的見證人,我還記得當年歡呼新理論勝利的感覺。“未來12個月或18個月,一切都會好的。”弦理論的新星弗裡丹勸我,“趁理論物理學還有事可做,你最好趕緊進來。”這只不過是一個例子,還有很多人都斷言事情很快就會了結。

事情當然沒有了結。但是,儘管後來經歷那麼多起伏,許多弦理論家仍然非常自信,既相信弦理論的真實,也相信自己比不能或不願做弦理論的人更高明。對許多弦理論家(尤其是對過去的物理學沒有記憶的年輕人)來說,簡直不能理解一個天才的物理學家在面對如此良機時會選擇做弦理論以外的事情。

這種態度當然傷害了其他領域的物理學家。斯坦福直線加速器中心的粒子物理學家赫維特(JoAnne Hewett)在她的博客裡表達了自己的思想:

我發現有些弦理論家好狂妄,即使物理學家也沒有那樣的。有人真的相信所有非弦理論家都低他們一等。他們相互的推薦信都那麼寫,我也聽人當面那麼說……弦理論[看起來]是那麼重要,似乎所有其他理論都該為它犧牲。這有兩種表現:弦理論家們佔據了太多的教授位置,有時根本和他們的能力不相稱,而年輕的弦理論家通常沒有受過良好的實驗物理學的訓練。有些人簡直連基本粒子的名字都叫不上來。這兩種表現都是我們領域的遠憂。115

赫維特博士描述的狂妄從一開始就是弦理論家群體的特徵。錢德拉賽卡(Subrahmanyan Chandrasekhar,也許是20世紀最偉大的天體物理學家)喜歡講一個故事。他80年代訪問普林斯頓,人們為他獲得諾貝爾獎舉行慶祝會。在宴會上,他發現自己身旁坐著一個熱心的年輕人。他以物理學家通常的方式開始了談話,問他的鄰座,“最近你做什麼?”年輕人回答,“我在做弦理論,20世紀最重要的物理學進展。”接著,年輕的弦理淪家建議老錢放棄正在做的事情,改做弦理淪,否則他會像20年代那些沒有緊緊抓住量子理淪的人一樣落伍。

“年輕人,”老錢回答說,“我認識海森伯。我向你保證,海森伯決不會這麼冒失地要人家停下正在做的事情而去做量子理淪。他當然也決不會無禮地向一個50年前就是博士的老人說他就要落伍了。”

任何與弦理論家打交道的人對這種超人的自信已經司空見慣了。不論討論什麼問題,從來沒人(除非是門外漢)提出理論可能根本就是錯的。如果提起弦理論實際上預言了一個景觀而沒有任何預言,有的弦理論家會大談如何改變科學的定義。

有些弦理論家寧願相信弦理論太深奧而不被大眾理解,也不願考慮它可能真的錯了。最近某個物理學博客上有個帖子,很好說明了這一點:“我們不能指望一隻狗理解量子力學,我們也許正在接近人類對弦理論認識的極限。也許天外還有先進的文明,在他們眼裡我們也不過像一群小狗,也許他們已經認清了弦理論,而且發展了更好的理論……”116

其實,弦理論家似乎毫不懷疑弦理論必然是正確的,雖然他們也承認不知道它究竟是什麼。換句話說,弦理論將包容後來的任何東西。第一次聽說這個觀點時,我以為是個笑話,但再三的重複令我相信說話者是認真的。賽伯格(Even Nathan Seiberg,普林斯頓高等研究院的著名理論家)在最近一次訪談中說(帶著微笑),“如果[除了弦理論]還能有什麼,我們會叫它弦理論。”117

他們還有一個相關的特徵,就是自我感覺良好,而對用其他方法研究弦理論聲明要解決的問題的人,他們卻沒有一點尊重。實際上,弦理論家對弦論之外的東西通常並不感興趣,也視而不見。和量子引力會議不同,弦理論會議從不邀請其他路線的科學家們提交論文。這當然只會強化弦理論家們的斷言:弦理論是唯一給出正確量子引力結果的方法。弦理論家不尊重其他方法,有時簡直到了蔑視的地步。在最近的一個弦理論會議上,劍橋大學出版社的一個編輯私下告訴我,有個弦理論家告訴他絕不考慮讓他們出版他的東西,因為劍橋出版了一本關於量子引力的書。這種事情並不罕見。

弦理論家知道他們在物理學世界的主導地位,多數都認為那是理所當然的——如果說理論本身還不能證明,有那麼多天才人物為它工作這個事實也足以證明了。如果你向專家針對弦理論的某個論斷提出具體的問題,那麼你大概自己都沒明白,就會被人家看作不可理喻,不是一路人。當然,更開明的弦理論家並不是這樣的——但是,當年輕的弦理淪家突然發覺自己正在和一個並不欣賞他的假定的人談話時,你常常會看到一張拉長的臉,我已經見得太多了,想不見都不行。118

弦理論的另一特徵是,弦理論家與非弦理論家之間存在著明確的界線,這是其他物理學領域所沒有的。也許你寫過幾篇弦理論的論文,但那並不意味著你一定會被弦理論家們認同為他們的一分子。起初我感到很疑惑。我曾走過一條老路,盡可能地向不同的方法學習。我最初也看到了自己做的事情,甚至包括量子引力,原來就是為了解決弦理淪的一個未解問題——使它成為背景獨立的形式。最後,有朋友告訴我,要想被弦理論群體認同——這樣才有望做出成績——你不但只能做弦理論,而且要做弦理論家們正在做的特殊問題。我想我的朋友大概沒意識到那麼做會傷害我的判斷力,侵犯我的學術自由。

我興趣很廣,常參加我的領域外的會議。但只有在弦理論會議上,才會有人過來問,“你現在做什麼?”如果我解釋說我在做弦理論,想來看看其他人在做什麼,他們常常會古怪地皺著眉頭說,“你不是那個做圈的傢伙嗎?”在天體物理學、宇宙學、生物物理學或後現代主義的會議上,都不曾有人問我去那兒做什麼。在一次弦理論會議上,一個著名弦理論家坐下來,伸出手說,“歡迎回家!”另一個人說,“很高興在這兒看到你!我們一直為你擔心呢。”

任何一年裡,弦理論深入探討的領域都不會超過兩個或三個。研究領域逐年改變,只要看看人們在重要年會上談論的題目,就能跟蹤這股潮流。經常是至少三分之二的話題集中在一兩個方向,它們兩年前還在幕後,而過兩年就將退出舞台。年輕人很清楚,成功的事業需要緊跟一兩股時尚的潮流,正好可以贏得一個好的博士後位置,然後做一個好的助理教授。如果和弦理論的領導者們談這個問題(我就談過很多次),你會發現他們真的相信集中眾多聰明人一起努力,會比讓個人獨立思考和探索不同的方向,能更快取得進步。

這種整體的和“有紀律的”(某個老資格弦理論家說的)方法產生了三個不幸的後果。首先,如果問題不能在兩三年內解決,就會被扔掉,而且再也不會被撿回來。原因簡單而殘酷:年輕的弦理論家如果不快點兒放棄他們辛苦得來的落伍專業而走進新的方向,就可能丟掉飯碗。第二,整個領域仍然處在幾個老人的思想和研究綱領的驅動下。在過去的10年裡,只有兩個年輕弦理論家,馬爾德希納和布索(Raphael Bousso),取得了改變領域方向的發現。這和更健全的物理學領域是截然不同的,那些領域的多數新思想和新方向都來自人們二三十年的研究。第三,弦理論沒有充分發揮群體內的人才的作用。有很多努力是重複的,而很多有潛力的重要思想卻沒人探索。任何身居大學委員會負責選拔博士後的人,都會看到路越走越窄了。在諸如宇宙學、量子信息論或量子引力等領域,有多少候選者就有多少個研究方案,而且很多思想是聞所未聞的。在弦理論的領域,你經常會一次又一次地遇到相同的兩三個研究計劃。

當然,年輕人知道自己在做什麼。我在那樣的委員會待過多年,發現弦理論家使用的能力評價標準幾乎都不同於其他領域,只有很少的例外。據我所知,對當前問題所需要的數學能力的要求比原創性思想更高。如果某人只和一流科學家一起發表文章,而其研究計劃表現不出獨立的判斷力和創造性,他是不會被一流的量子引力研究機構錄用的,但這似乎是進入一流弦理論研究中心做博士後的最保險的途徑。令我興奮的申請者——有獨立完成的論文,描述了令人驚奇的大膽的思想——卻令弦理論的朋友們感到寒心。

在我經歷過的其他群體,如量子引力和宇宙學,未解的問題都存在多種觀點。如果你和五個不同的專家交談,不論老的還是年輕的,你會得到五種不同的關於課題前景的認識。除了最近關於理論景觀和人存原理的討論而外,弦理論家有著驚人一致的觀點。你可以從不同的人那兒聽到同樣的事情,甚至同樣的言論。

我認識一些年輕的弦理論家,他們不承認有這些特徵。他們堅持說群體內有多樣的觀點——只是旁觀者不能走近罷了。這是好消息,但人們私下對朋友說的卻不是這樣的。實際上,如果在私下裡而不是公開傳播不同意見,就說明有種等級在決定著對話——以及研究過程。

弦理淪的領導者們對研究活動的打壓,不僅應在原則上遭到譴責,它幾乎已經肯定阻礙了進步。我們這麼說,是因為我們看到領域內的很多思想要在第一次提出多年以後才變得重要。例如,弦理論是由大量理論組成的一個集合,這個發現第一次是斯特羅明戈在1986年發表的,但到2003年,弦理論家才跟著卡洛什(Renata Kallosh)和她在斯坦福的同事們的工作,開始廣泛討論它。119下面是CERN著名弦理論家萊爾歇(Wolfgang Lerche)最近的一段話:

我感到惱火的是,這些思想在20世紀80年代中期就出現了,在一篇關於四維弦構造的論文裡,曾粗略地估計弦真空的數量,大約為101500。這項研究被忽略了(因為它不符合當時的哲學),而忽略它的人現在卻重新“發現”了那片景觀,並因此走進雜誌,甚至還想寫專著……整個討論本可以(其實也應該)發生在1986年或1987年。那時以來,真正發生變化的是某些人的頭腦,你現在看到的就是全力運轉的斯坦福的宣傳機器。120

我本人提出應將弦理論視為一個理論景觀,最早發表在1992年,也沒人理睬。121這並不是孤立的例子。其實,早在1984年第一次弦理論革命之前就出現過兩個十一維超對稱理論,但直到10多年後的第二次革命它們才被重新發現。它們分別是十一維超引力和十一維超膜。在1984年和1995年間,少數理論家構造了這些理論,但被推到了弦理淪群體的邊緣。我還記得幾個美國弦理論家可笑地談論過這些“歐洲超引力狂”。1995年後,人們猜想這些理論應該與弦理論統一於M理論,而且歡迎過去做那些理論的人回到弦理論陣營中來。顯然,如果這些思想沒有被長久地忽略,進步會快得多。

有幾個思想也許有助於弦理論解決它自身的問題,但它們還沒得到廣泛的研究。其中一個是老思想,即所謂的八元數系,是深入理解超對稱與高維之間的關係的關鍵。122另一個是我已經強調過的,即要求弦理論或尚未探索的M理論的基本形式必須是背景獨立的。在2005年弦理論年會關於“下一次超弦革命”的小組討論中,斯坦福理論物理研究所所長申克爾指出,它很可能會在弦論之外的某個課題發生。如果說這是弦論頭面人物的認識,那他們為什麼不鼓勵年輕人探索更廣泛的課題呢?

弦理論的研究活動那麼狹窄,也許是因為弦理論群體太尊重個別人的觀點。在我遇到的科學家中,只有弦理論家在表達自己的意見之前會關心領域裡的頭面人物(如威籐)是怎麼想的。當然,威籐思想清晰而深刻,但問題在於,如果過分把某個人的觀點當成權威,對任何領域都不是好事。沒有哪個科學家(包括牛頓和愛因斯坦)不曾在他們固執堅持的很多問題上犯錯誤。有很多次,在大會報告或談話後的討論中,如果出現了有爭議的問題,總有人問,“那麼,老威是怎麼想的呢?”這常令我感到困惑,有時我會站出來說,“好的,如果我想知道老威怎麼想,我會去問他;現在我問你怎麼想,因為我對你的意見感興趣。”

作對易幾何就是一個例子,在威籐接受它之前一直被弦理論家忽略了。它的創立者康尼斯講過下面的故事:

1996年我去芝加哥大學給物理系做報告。一個著名物理學家也在場,可講話沒完他就離開了。兩年後,我在牛津附近的盧瑟福實驗室的狄拉克論壇做相同的報告,又遇見他。他也來了,這次看起來很開明,好像是相信我講的了。後來他講話,很正面地提到了我的東西。這令我感到驚訝,因為那是同一個報告,而我沒忘記他上次的反應。在回牛津的車上,我坐他旁邊,問他,“你在芝加哥聽我講話時,怎麼沒聽完就離開了?現在你真的喜歡它了嗎?”那夥計不是初學者——已經40多歲了,可他的回答是,“我看見威籐在普林斯頓的圖書館讀你的書!”123

應該說,這種態度少見了,也許是因為當前圍繞那個景觀有著太多的喧囂。直到去年我才第一次聽到來自弦理論家的懷疑。現在我能時常聽年輕人說弦理論存在“危機”。“我們失去了領導者,”有人會說,“在這以前,熱門的研究方向是什麼,我們該做什麼事情,總是很清楚的。現在沒有真正的指南了。”或者,他們會神經質地問,“威籐真的不做弦理論了嗎?”

弦理論令很多人感到惱火的另一方面是,它的實踐者們,特別是年輕人,似乎都以救世主自居。對他們中的一些人來說,弦理論已經成了一個宗教。如果我們發表了質疑或批評弦理論家結果的文章,通常會收到的最友好的郵件大概是,“你在開玩笑吧?”或“這可笑嗎?”很多網站和留言板都有弦理論的“反對者”們的討論,即使在這樣自由的場合,也有人用不堪入耳的言語質問非弦理論家的智力和專業能力。我們難免得出這樣的結論:至少某些弦理論家已經開始將他們自己看作十字軍戰士而不是科學家了。

弦理論家們懷著那股傲慢,也用最樂觀的眼光解讀他們的證據。我的量子引力的同事對解決問題的前景一般都抱務實甚至悲觀的態度。在圈量子引力理論家中,我大概算最樂觀的,但和多數弦理論家比起來,也就暗淡無光了。面對重大的未解問題時,更是如此。前面說過,以“弦”的觀點來看萬物,是基於長期以來弦理論家們普遍相信卻從未證明過的一些猜想,但總還有弦理論家相信它們。一定的樂觀當然是好的,但當結果完全錯誤時,那就不好了。遺憾的是,圖書、文章和電視節目通常展示給公眾——也包括科學家——的圖像,完全不同於我們直接從發表的結果解讀出來的東西。例如,在一本物理學家的流行雜誌上,有篇蘇斯金2005年《宇宙景觀》一書的評論,評論者針對存在多個弦理論的事實說:

這個問題由M理論解決了,那是唯一的包羅萬象的理論,通過十一維時空和高維延展的膜包容了那五個弦理論。在M理論的諸多成就中,包括對霍金在20世紀70年代通過宏觀論證預言的黑洞熵的第一個微觀解釋……M理論的問題在於,儘管它的方程是唯一的,卻有著億萬個不同的解。124

這裡最驚人的誇張是說M理論彷彿不是一個建議,而是已經作為精確理論存在了,甚至還有了確定的方程,這沒有一句是對的。說什麼解釋了黑洞熵,也是誇張(第九章已經說過),因為弦理論的結果只適用於特殊的非典型的黑洞。

在專門向公眾介紹弦理論的網頁上也可以看到這樣的歪曲,例如下面的一段:

甚至還有描述引力子(攜帶引力的粒子)的模式,這也是弦理論受到眾多關注的重要原因之一。關鍵是,我們可以在弦理論中說明兩個引力子之間的相互作用,而那在量子場論中是做不到的。沒有無窮大!引力不是我們強加的東西,而是在弦理論中自然存在的。所以,弦理論的第一個偉大成就是給出了一個和諧的量子引力理論。125

負責這個特別網頁的劍橋弦理論家們知道,沒人證明過“沒有無窮大”。但他們對猜想很自信,所以把它作為事實呈現給大家。而且,他們也提出了五個不同超弦理論的問題。

這時人們才意識到那五個弦理論其實是同一顆行星上的幾個島嶼,而不是不同的東西!於是,存在一個基礎的理論,所有弦理論不過是它的不同方面。那就是所謂的M理論。M可以代表所有理論之母,也可以代表神秘,因為我們說的M理論的行星幾乎還無人開拓。

雖然最後一句承認M理論“還無人開拓”,但他們還是明確說了“存在一個基礎的理論”。普通讀者會根據這些話得出結論說,有一個M理論,它具備一般理論的屬性,是以精確原理和精確方程建立起來的。126

很多評論文章和談話對弦理論的結果也說著同樣似是而非的話。人們實在弄不清弦理論到底完成了什麼,只是一味地誇大結果,縮小困難。我問過一些專家關於那幾個重要猜想(如微擾的有限性、S對偶、馬爾德希納猜想、M理論)的現狀,驚訝地發現許多弦理論家都不能準確而詳細地回答我的問題。

我明白這些責難很重,還是拿一個例子來說明吧。弦理論的一個基本主張是它是有限理論。這意味著它對所有物理學問題的答案都只包含有限的數。顯然,任何可靠的理論必須對概率問題做出有限的回答,對某個粒子或力的強度做出有限的預言。然而,人們提出的關於基本力的量子理論經常不能做到這一點。實際上,在滿足相對論原理的眾多力的理論中,除了極少數的幾個以外,對這些問題都只能給出無限的答案。引力的量子理論尤其如此。許多前景看好的方法就因為不能給出有限的答案而被拋棄。少數的例外包括弦理論和圈量子引力。

正如我在第十二章討論的,只有在一定的近似方法(叫弦微擾理論)下,才能說弦理論給出有限答案。這項技術產生了無限多個給定環境下的弦運動和相互作用的近似。我們可以討論一階近似、二階近似、17階近似、1億階近似以至無窮階。為了在這樣的系統下證明一個理論是有限的,必須證明它的每一項都是有限的。這很難做,但也不是不可能。例如,電磁學的量子理論(即量子電動力學QED)在20世紀40年代末和50年代初就做好了。這是費曼、戴森和他們那一代人的勝利。粒子物理學的標準模型的有限性也由特胡夫特在1971年證明了。

人們在1984~1985年的巨大興奮,部分原因也是原來那五個超弦理論被證明在一階近似下是有限的。幾年後,著名理論家曼德爾斯塔姆發表了一篇文章,人們認為它證明了所有的項都是有限的。127

當時,對曼德爾斯塔姆的論文眾說紛紜。其實有一個直觀的論證——弦理論家大概相信——有力地說明,如果理論存在,它就會給出有限的答案。同時,我認識的幾個數學家精通這門技術所涉及的問題,否定了那個論證是完整的證明。

我多年沒聽說有限性問題了。隨著領域轉向其他問題,它幾乎完全消失了。網上時常出現討論這個問題的論文,但我沒留意。實際上,直到最近,我都不記得自己對理論的有限性有過什麼懷疑。我20年來緊跟的多數進展和我本人在這個領域的許多工作,都是基於假定弦理論是有限的。這些年,我聽過許多弦理論家的講話,一開始就聲稱弦理論給出了一個“有限的量子引力理淪”,然後才具體談時下感興趣的問題。許多為公眾寫的書和發表的談話都斷言弦理論是合理的量子引力理論,還或明或暗地表示理論是有限的。就我自己的研究來說,我曾相信弦理論已經被證明是有限的了(或幾乎被證明為有限了,只是還i需要補充一些只有數學家才關心的技術細節),這也是我繼續對它感興趣的一個主要原因。

2002年,我應邀為惠勒的紀念會寫一篇文章,評述整個量子引力領域,因為惠勒是它的創始者之一。我認為評述這個學科的最好辦法,就是把迄今為止各種方法所得到的所有重要結果羅列出來。我希望做一番客觀的比較,看看不同方法在同一個量子引力理論目標的驅動下有著怎樣的作為。我寫了一個草稿,當然,其中的一個結果就是超弦理論的有限性。

為了完成論文,我當然需要引用一些說明那些結果的論文。多數文章都沒問題,但在找泫理論有限性的證明時,我卻陷入了困境。找遍文章來源,我只找到了曼德爾斯塔姆的原始論文——就是數學家們告訴我論證不完整的那一篇。我也發現了其他幾篇討淪這個問題的論文,但沒有一篇有最後的結論。於是我向熟悉的弦理論家發私人郵件,問他們有限性的現狀如何、我從哪兒能找到證明的論文。我問過十幾個弦理論家,有老的也有年輕的。回答我的幾乎每個人都告訴我結論是正確的。多數都沒有證明的文獻,而引用的也都是曼德爾斯塔姆的那篇。我很洩氣,就去找評論文章——那些專門為考察主要結論而寫的文審。我查閱了15篇評論,多數都說(或暗示)理論是有限的,128看它們引用的文獻,只有以前的評論和曼德爾斯塔姆的論文。我真的找到了一篇評論,是俄羅斯物理學家寫的,它解釋了結果是未經證明的。129但我很難相信他是正確的而那些更有名的人(多數是我認識和欽佩的)寫的評論卻是錯誤的。

最後,我問了圓周的同事邁爾斯(Robert Myers)。他以一貫的坦誠告訴我,他不知道有限性是不是已經完全證明了,不過他說有個叫德霍克的人可能證明過它。我開始去找,終於發現德霍克和蓬(Phong)在2001年就已經成功證明了直到二階近似的有限性(見第十二章)。從1984年到那時,17年裡幾乎沒有什麼重大的進步。(我在第十二章講過,自德霍克和蓬的文章以來的4年裡有過一些進步,主要貢獻者是貝科維茨。但他的證明依賴於額外的未經證明的假定,所以,儘管它向前邁出了一步,但還不是有限性的完全證明。)因此,實際情況是,在近似的無窮多項中,只有前三項已知是有限的。除此而外,不論過去還是現在,我們都不知道理淪是否有限。

當我在評論中描述這種狀況時,別人都不相信。我收到幾封郵件,有的還不太禮貌,都宣稱我錯了,而理論真是有限的,曼德爾斯塔姆已經證明了。我與弦理論家們談話,也有相同的經歷;聽說有限性證明從來就沒完成,他們多數都很震驚。但他們的震驚還算不得什麼;我曾與弦論之外的物理學家和數學家們談過,他們更加震驚;他們原來也相信弦理論是有限的,因為他們聽說是那樣的。對我們所有的人來說,正因為以為弦理論是有限的,才把它看得那麼重要。我們從來沒聽哪個弦理論家指出過它的有限性還是一個尚未解決的問題。

要我寫一篇文章來詳細評述支持弦理論各種猜想的證據,我也覺得有點兒特別。當然了,我想這應該是學科的領導者們經常做的事情。這種批評,特別是針對未解的問題,在量子引力、宇宙學和其他很多科學領域(我想)都是很尋常的。現在,這件事情不是讓弦理論的任何領導者來做,而把責任推給了像我這樣的半個內行——雖然明白它的技術,卻沒有它的社會學義務。我也必須做,因為我對弦理論懷有興趣,而且那時一直在為它工作。不過,有些弦理論家認為我的評論是一種敵對行為。

馬賽理論物理中心的羅維裡是我在量子引力的好朋友。他曾把弦理論並未證明有限的結果寫進一篇對話,戲劇性地表現不同量子引力方法之間的區別,也遭遇過同樣的經歷。他收到很多郵件聲稱曼德爾斯塔姆已經證明了理論是有限的,於足他乾脆決定寫信問問曼德爾斯塔姆本人有什麼看法。老曼退休了,但很快回了信。他解釋說他證明的是某些類型的無窮大項永遠不會出現在理論的任何地方。但他告訴我們,他其實並沒有證明理論本身是有限的,因為可能出現其他類型的無窮大項。迄今還沒見過那樣的項,但也沒人證明它們不可能出現。

我和許多弦理論家討論過這些問題,他們在聽說理論沒有被證明為有限時,也沒有一個人決定停止弦理論的研究。我也遇到過一些著名弦理論家,他們堅持在幾十年前就已經證明了理論的有限性,只是因為存在某些未解的技術問題才沒有發表出來。

但是,如果有限性問題解決了,那我們就要問,一個研究項目有那麼多的人,怎麼會都不知道他們領域的那個關鍵問題的現狀呢?在1984年和2001年間,許多弦理論家在講話和文章裡都將弦理論是有限的作為一個事實,這難道不應該關注嗎?為什麼眾多弦理論家都心安理得地向圈內外的人宣揚,以模糊的語言暗示理論是完全有限而和諧的?

下面是曼德爾斯塔姆2006年6月8日的電子郵件:

關於我對n圈弦振幅的有限性的論文,我首先要說的是,發散只能出現在模空間退化的地方。我考察過伴隨“膨脹子”發散的退化點,那是與弦理論有關的。我證明了以前用於單圈振幅的論證也可以推廣到n圈振幅,而且偶超模上的積分圍道的定義問題也可以通過與正性相容的唯一法則來解決。我同意這並未嚴格地在數學上證明有限性,但我相信它處理了可能引起無窮大的物理學問題。我沒有考察從以前的對偶模型瞭解的其他無窮大的來源,即虛時間的運用。如果在虛時間積分,因子exp(iEt)(其中E是鄰近能量與初始能量之差)顯然是可能發散的。人們根據物理背景相信,這種無窮大可以通過向實時間的解析延拓而去除,這在無圈和單圈振幅情形已經有了具體證明,而且還證明,得到有限結果的解析延拓在兩圈振幅的情形也能定義。

(在本書的電子本中,作者引用的是曼德爾斯塔姆2003年11月5日的回答:你問我是否同意多圈振幅的有限性猜想仍然懸而未決。如果你說“未決”是指沒有相反情形的嚴格證明,那我沒意見。我在前一封信裡說過,我並不說整個處理都是嚴格的,對開弦理論而言,可以說有部分工作還沒做,連不嚴格都談不上然而,我想多數物理學家會認為“未決”並不僅僅指相反的證明不嚴格;否則物理學就該有太多的“未決”問題了!“猜想”一詞似乎意味著多圈振幅的問題沒有真正經過檢驗,只是基於單圈圖才相信它們是有限的。事情當然不是那樣的。我們知道發散可以出現在模空間退化的地方(這是嚴格的)。我們也知道模空間如何退化,而且考察過退化區域。當然也可以指出考察中有些地方不夠嚴格。我已就自己的理解談了這種狀況;大概不能將其簡單歸結為“有限性在所有階都證明了”或“只能猜想單圈以上的有限性”。——譯者)

除了有限性問題,弦理論還有一些普遍相信但迄今尚未證明的猜想。我們已經討論過,馬爾德希納猜想在文獻中有幾個不同的形式,它們的意義差別很大。我們確定的是,猜想的最強形式遠未證明,儘管有些弱形式得到了很好的支持。但弦理論家並不這麼看。在最近關於馬爾德希納猜想的一個評論中,霍洛維茨和波爾琴斯基將它比作數學中著名的猜想——黎曼猜想。

總之,我們有很好的理由將[馬爾德希納對偶猜想]列入正確但未證明的範疇。實際上,我們認為它與黎曼猜想那樣的數學猜想屬於同樣的東西。兩者都在看似不同的結構間建立了聯繫……而且,儘管每個都是注意的焦點,但仍然既沒證明也沒否定。130

我從沒聽數學家說一個結果是“正確但未證明”的,除此而外,這句話的驚奇在於兩個聰明的作者忽略了那兩個猜想的一點顯著區別。我們知道,黎曼猜想聯繫的兩個結構(素數和某些函數)都是在數學中存在的東西;問題只是它們之間的那個猜想關係。但我們不知道弦理論或超對稱規範理論是否真的以數學結構的形式存在;實際上,它們的存在也是問題的一部分。這段話清楚地說明,作者在推論時假定了弦理論是一個確立好了的數學結構——似他們忘了,即使它是真的,我們也一點兒不知道那結構是什麼。如果不做這樣的未經證明的假定,那麼你對最強形式的馬爾德希納猜想的證據的評價就不會和他們的一樣。

弦理論家為他們相信這些未經證明的猜想辯解時,常常會說那是弦理論群體“普遍相信的”,“沒有哪個理性的人會懷疑它是真的”。他們似乎覺得求助他們圈內的共識就等於合理的推論。下面是一個典型的例子,來自一個著名弦理論家的博客(引文中的黑體字是我強調的):

在過去六年裡沒有睡大覺的人都知道在漸近反德西特空間裡的量子引力具有正時間演化……面對那麼多AdS/CFT的證據,我想那些不相信上述論斷不僅在霍金考慮的半經典極限下成立而且在整個非微擾理論也成立的人,恐怕沒有幾個還會堅持己見了。131

被迫承認自己屬於頑固分子,感覺並不舒服,但經過對證據的詳細考察,我不得不承認這一點。

漫不經心地對待關鍵猜想的證據,在幾個方面起著阻礙作用。首先,連同前面說的那些傾向,它意味著幾乎沒人會研究這些重要的開放問題——這就可能使它一直懸而不決。它還會腐蝕科學的道德和方法,因為一大群聰明人寧願相信猜想也不想去尋找它們的證明。

而且,在發現重大結果時,他們常常誇大它的意義。幾個非弦理論家曾問我,既然弦理論已經徹底解釋了黑洞熵,為什麼不去做別的呢。雖然我非常佩服斯特羅明戈和瓦法等人關於極端黑洞的研究(見第九章),但我必須重申,似乎有很好的理由證明,精確結果不能推廣到一般的黑洞。

同樣,關於大量弦理論(即眾說紛紜的“理論景觀”)都有正宇宙學常數的論斷也遠未確定。不過,某些一流弦理論家還是憑著這些軟弱的結果大肆宣揚弦理論的成功和美好的前景。

一貫的誇張也許給弦理論帶來了比它的對手更多的好處。弦理論家總是聲稱他們的研究要解決領域的重大問題,而別的科學家卻只能說有證據證明存在某個理論——迄今尚未建立的理論——可能解決那些問題。如果你是大學的系領導或出資單位的官員,豈不也是更願意資助那些要解決大問題的項目、聘用為那些項目工作的人嗎?

讓我來總結一下,看看它將我們引向何處。以上的討論暴露了弦理論群體的7個異乎尋常的特徵。

1.極大的自信,從而自以為高人一等,是精英里的精英。

2.異常統一的群體,不論證據強弱,都有強烈的輿論意識,對開放問題有異乎尋常的一致的觀點。這些觀點似乎關聯著一種等級結構,幾個領導者的思想指引著領域的觀點、策略和方向。

3.群體意識,在某種意義上類似於宗教信仰或政黨綱領的認同。

4.強烈的界線意識,將群體與其他專家分隔。

5.漠視本群體外的專家的思想、意見和工作,只願在群體內部交流。

6.樂觀的傾向,過分解釋證據,相信誇大或錯誤的結果,拒不考慮理論可能是錯誤的。這應和著另一種傾向:相信某個結果是因為“大家都相信它”,即使沒人檢驗過(甚至見過)證明本身。

7.對研究計劃應該考慮的風險程度缺乏認識。

當然,並不是所有弦理論家都這樣,但在弦理論群體內外,幾乎沒有人會否認這些態度刻畫了多數弦理論家的特徵。

我要明白地說,我不是在批評個別人的行為。許多弦理論家個人都很謙虛,能自我批評。如果問起來,他們會說他們也為群體的這些特徵感到難過。

我還要說明,我也和弦理論的同事一樣老犯錯誤。多年來,我一直相信有限性那樣的基本猜想是證明了的。這是我用多年時間做弦理論的主要原因。除了我自己的工作受影響而外,在量子引力群體中,我也是最強力地為弦理論搖旗吶喊的人。我還沒時間檢閱文獻,所以,我也樂意請弦理論群體的領導者們來批判我的思想。在我做弦理論的那些年裡,我非常在乎群體的領導者們對我的工作的看法。我也和任何青年一樣,盼望我那小圈子裡的大人物能接受我。如果說我沒有真的聽取他們的忠告,全身心投入那個理論,那只是因為我個性太倔,在這種情況下老是轉不過彎來。對我來說,這不是“我們”與“他們”的問題,也不是兩個群體之間為了爭先的決鬥。這些都是我個人的問題,自從我做科學以來就一直在與它鬥爭。

所以我非常同情弦理論家的尷尬境遇,他們既想做好科學家,又想證明自己在本領域的影響力。我很理解,要群體接受你,你就必須相信一大堆自己都不知道如何證明的思想,那時要清楚而獨立地思考,當然是很困難的。這是我想了多年才跳出的陷阱,所有這些都令我相信我們物理學家走入困境了。如果你問弦理論家,為什麼從來不請研究其他可能方法的人參加弦理論會議,他們很多人會贊同你的意見,說應該請那些人。他們也為眼下的狀況感到難過,但會堅持說在這方面無能為力。如果你問他們為什麼弦理論群體從來不請研究其他方法的年輕人做博士後、教員或訪問學者,他們也會贊同你,說那是好事情,他們很遺憾現在還沒有那麼做。這種狀況存在著大問題,每個人都認錯,但沒有人來負責。

我很信任我的弦理論朋友們。我相信他們每個人都很謙虛,都有自我批評精神,都不像他們的群體那樣跋扈。

既然每個人都懷著良好的願望和正確的判斷力,群體行為怎麼會那樣荒唐呢?

原來,社會科學家早就認識了這種現象。它折磨著一些名人的群體,他們只是偶爾看條件才和圈內的人交流。情報和決策機構以及一些大公司研究過這種現象。因為後果有時可能是悲劇性的,有大量文獻描述這種現象,稱之為小團體思維。

耶魯心理學家詹尼斯(Irving Janis)在20世紀70年代提出了小團體思維的名詞,將它定義為一致思維模式,“當人們置身一個團結緊密的小團體,為了維護團體的一致而不能現實地評估不同的行為過程,就陷入那樣的思維模式。”132根據這個定義,小團體思維只出現在有著高凝聚力的群體。它需要群體成員有強烈的“團結如一人”的感覺,而且願意不顧一切代價維護這種群體關係。當同事們都以小團體思維模式行動時,他們會自然將“維護群體和諧”的標準用於所面對的每個決定。133

詹尼斯研究過專家群體決策失敗的案例,如豬灣事件。從此,“小團體思維”一詞就用於許多其他例子,包括NASA阻止“挑戰者”災難的失敗,西方預測蘇聯解體的失敗,美國汽車公司對小汽車需求預測的失敗,以及最近——也許最災難性——的失敗:布什政府基於伊拉克有大規模殺傷性武器的錯誤信息貿然發動戰爭。

下面是俄勒岡州立大學公共網站對“小團體思維”的描述:

小團體思維的成員將自身看作群體的一部分,抵抗反對他們目標的外來者。患有“小團體思維症”的人都有下面的特徵:

1.過高估計群體的抵抗力和道德水平。

2.集體合理化決策。

3.醜化和僵化外來群體及其領導者。

4.一致性的群體文化,個人之間相互監督,以維護群體的完全一致性。

5.某些成員想方設法向領導者隱瞞自己和其他群體的信息,以維護群體領導的權威。134

這和我刻畫的弦理論文化沒有一一對應,但二者的相似足以令人憂慮。

當然,弦理論家很容易回應這種批評。他們可以舉出很多歷史的事例,說明科學的進步依賴於專家群體形成團結一致的意見,而外來者缺乏足夠的評估證據和進行判斷的職業技能,所以他們的意見必須拋棄。由此,科學群體必須擁有樹立和加強共識的機制。在外行人看來那也許像小團體思維,實際上是理性的,是在嚴格的約束規則下運行的。

他們還可以反駁人們譴責他們以群體的意見取代了個人的重要思想。我和一個著名的科學社會學家討論過這個問題,他說未經證明就相信一些關鍵猜想並不稀奇。135沒有哪個科學家能直接證明構成其學科信仰基礎的所有實驗結果、計算和證明;幾乎沒人有那個能力,而在當代科學中,誰也沒有那麼多時間。於是,當你加入某個科學群體,就必須相信同事告訴你的他們專業領域的結果。這就可能導致將猜想作為事實來接受,但它既發生在最終成功的研究中,也同樣多地發生在失敗的項目裡。當今科學如果沒有一群可以相互信任的人,簡直就無法進行下去。因此,雖然這樣的插曲令人遺憾,而且在出現時就該修正,但它們本身並不意味著什麼注定失敗的研究或病態社會學。

最後,老牌的弦理論家可以說他們德高望重,有資格在他們覺得合適的地方指導研究。畢竟,科學實踐以直覺為基礎,而這就是他們的直覺。會有人浪費時問做他們不相信的事情嗎?他們當然只會請人來做那些他們認為最可能成功的理論。

那麼如何同答這種辯解呢?如果科學基於專家群體的共識,那麼你在弦理論中所擁有的就是一個群體,其中的專家對他們研究的理論的正確有著驚人一致的意見。有什麼合理的根據——不論以什麼方式——拿出理智而切實的反對意見嗎?我們需要做很多事情,而不僅僅是拋棄“小團體思維”這樣的字眼。我們必須有一個關於科學是什麼和如何運行的理論,它將清楚地說明,如果一個特殊的群體在理淪未經正常檢驗之前就在領域中佔據主導地位,那是科學的悲哀。這是我們現在面臨的使命。

第十七章 什麼是科學

為了扭轉物理學的這股惱人的潮流,我們必須首先明白什麼是科學——什麼推動它向前,什麼拉著它後退。為此,我們對科學的定義必須超越所謂科學家所做的事情的總和。本章的主要目的就是提出這樣一個定義。

我1976年走進哈佛大學研究生院時,還是來自小學校的天真學生。我敬畏愛因斯坦、玻爾、海森伯和薛定諤,驚訝他們神奇的思想力量給物理學帶來的變革。和許多年輕人一樣,我做夢都想成為他們那樣的人。這時我置身於粒子物理學的中心,周圍都是領域裡的頭面人物——如科爾曼、格拉肖和溫伯格。這些人聰明絕頂,但一點兒也不像我心目中的英雄。上課時,我從沒聽他們講過空間和時間的本質或量子力學的基本問題。我也沒見過有多少學生對這些問題感興趣。

這使我陷入了危機。我當然不如來自名校的同學那麼基礎紮實,但我在讀大學時就已經做過研究,而多數同學都沒做過;我也知道我學得很快,所以我自信能做物理學的工作。但我對如何才算一個偉大的理論物理學家也有特別的想法。我在哈佛遇到的那些大理論物理學家和我的想像相距甚遠。那裡的氛圍嚴酷而好鬥,沒有一點兒哲學味道,儘是些衝動、高傲、自負的人,還時常傷害與他們意見相左的人。

這期間我和年輕的科學哲學家雷切爾一科恩(Amelia Rechel-Cohn)成了朋友,通過她結識了和我一樣對哲學和物理學基本問題感興趣的人。但這使事情變得更糟。他們比理論物理學家好一點兒,但似乎只樂於分析狹義相對論或普通量子物理學基礎的邏輯問題。我對那樣的談話毫無耐性;我想創造理論,而不是批評理論。我確信——標準模型的創立者們似乎也曾那麼草率——他們知道我需要知道的事情。

正當我認真考慮放棄時,阿米麗亞(Amellia)給了我一本哲學家費耶阿本德(Paul Feyerabend)的書。書名叫《反對方法》,就像在對我說話——但它說的不是很令人鼓舞。它對我的天真和專注是一個打擊。136

費耶阿本德在書中對我講的是,看哪,孩子,別做夢了!科學不是坐在雲端裡的哲學家。它是人的活動,與任何別的東西一樣複雜,一樣成問題。科學沒有單一的方法,誰是好科學家也沒有單一的標準。好科學就是在歷史的特定時刻增進我們知識的東西。別來煩我如何定義進步——隨便你用什麼方式定義,都是對的。

從費耶阿本德那兒我認識了進步有時需要深刻的哲學思想,但多數時候都不是那樣的。進步的實現多數是靠投機者們抄捷徑、誇大他們的知識和成就。伽利略算其中的一個;他的許多論據都是錯誤的,而他的對頭——當時受過良好教育、善於哲學思維的耶穌會士天文學家們——很容易發現他的思想漏洞。不過,最終是他對了而他們錯了。

我從費耶阿本德認識了沒有什麼先驗的論證能告訴我們什麼東西能適應所有的環境。某個時刻推進科學的力量在其他時候可能就是錯的。從他講的伽利略的故事,我還明白了更多的東西:你必須為自己的信仰而鬥爭。

費耶阿本德的言論遠非及時的清醒劑。如果我想做好科學,我就必須認識到我有幸合作的人都是當代的大科學家。他們和所有大科學家一樣,是靠正確的思想和奮鬥取得的。如果你的思想正確並且為之奮,總會取得成績的。不要浪費時間替自己難過,也別為愛因斯坦和玻爾傷感。沒人能幫助你,只有自己能發展自己的思想,也只有自己能為它們奮鬥。

我走過很長的路才決定留下做科學。我很快發現,將粒子物理學用過的方法用於量子引力問題,是做不了真正研究的。如果這意味著暫時將基本問題放在一邊,那麼能建立新的基礎並在新基礎進行計算,也是了不起的事情。

為了感謝費耶阿本德挽救了我的事業,我給他寄了一本我的博上論文。他回信時給我寄了一本他的新書《自由社會的科學》(1979),還請我去伯克利時訪問他。幾個月後,我正好去加州參加粒子物理學會議,就設法去找他,可是去得太突然了。他不在學校辦公,連辦公室也沒有。當我打聽他時,哲學系秘書笑了,讓我去他家找。電話本上有他的地址,在伯克利山米勒大街。我鼓起勇氣撥通了他的電話,禮貌地說要找費耶阿本德教授。不知誰在電話那頭大聲說,“費耶阿本德教授!那是另一個人。你可以在學校找他。”然後就掛了。於是我到他的班上去找到他了,然後進行了友好的談話,可惜時間太短。可就在這幾分鐘裡,他給了我一個無價的忠告。“是的,學術界一團糟,你做不了什麼事情。可是別擔心。就做你想做的。如果你知道你想做什麼,並且大力倡導,沒人能阻止你做下去。”

半年後,他給我寫了第二封信,寄到聖塔巴巴拉,我剛去那兒的理論物理研究所做博士後。他說他和一個有才幹的物理學本科生談過話,那人和我一樣也對哲學感興趣。問我是否願意見他,給他提一些建議。我想的是能有第二次機會和費耶阿本德談話,就到了伯克利,在哲學樓的階梯上見到了他們兩位(顯然就像他和同事一樣親近)。費耶阿本德請我在“加州料理”(Chez Panisse)吃午飯,然後帶我們去他家(原來就是在伯克利山米勒大街),這樣他就能看他喜歡的肥皂劇,而那個同學和我也能談話。在路上,我和費耶阿本德坐在他的小跑車的後排。他的車裝了充氣筏,即使發生八級地震,他也能安全通過海灣大橋。