物理理论发展放缓?这是一种认知误判

来源:光明日报

作者:李侠,系上海交通大学科学史与科学文化研究院院长、教授

物理基础理论的发展是否已经停滞。这是一个经常被人们提起但其实很复杂的问题。

基于科学哲学的基本理论,笔者认为:以物理学为代表的基础理论仍然在发展与进步,只不过这些进步不是颠覆性的进步而已

当下,物理学的整体发展阶段仍处于常规科学时期。换言之,现有的物理学范式正处于生命的壮年期,并没有遇到太多的反常与危机,这一阶段它的使命就是利用现有的范式去解决更多的难题,而不是颠覆旧范式,那个时代还没有到来。

从科学史上我们知道从牛顿范式(1687年)到爱因斯坦范式(1905年)人类等了218年,牛顿范式只是到了19世纪末才真正遇到挑战(两朵乌云);现代的物理学范式还没有遇到真正有分量的反常与危机。

因此,现代物理理论仍有很大的发展空间,并没有达到所谓的瓶颈阶段。

笔者认为,物理理论发展之所以看起来放缓,是因为如下两个原因造成的认知误判的结果。

其一,根据美国科学计量学家普赖斯的观点,文献按指数规模增长(后期增长率会变小)。

如果把文献数量变化与学术空间的变化联系起来,我们就可以得出一个假设:即每一次科学革命过后,其学术空间的增长也是按照指数增长的。

如果这个假设成立的话,那么,20世纪初物理学革命之后所释放的学术空间范围,相比于牛顿革命时代的学术空间范围存在指数级增长,也就是说,当代物理学范式下仍有很多领域需要深耕,物理学理论的发展远没有到无事可做的“马放南山”阶段,由于这些工作都是范式内的工作,所以不是颠覆性的。

其二,现代物理学家的数量比牛顿以来到20世纪中叶所有物理学家的数量总合还要多。

为什么没有取得颠覆性的物理学革命或者重大理论突破?不是现代物理学家不聪明,原因之一是现代物理学领域呈现出专业的高度细分,导致庞大数量的物理学家被众多研究领域所分流,从而导致研究能力被稀释

这些细分的领域仍然处于爱因斯坦范式之下,当代的研究还没有触及到爱因斯坦范式的边界。因而,我们感觉当下物理学的进展放缓了,其实这是认知误判造成的结果。

反观20世纪初,新范式刚刚确立,整个物理学空间在新范式视野中到处都是未开垦的荒地,机会多多。

而历史的吊诡之处在于,恰好那个时期,这些最聪明的大脑都把目光投向了这块未开垦之地,而且领域高度趋同,没有产生智力分流,结果形成了研究能力与智慧的高度聚焦,从而产生了众多丰硕的成果。

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