《中国公民科学素质基准》出现一系列失误的一个原因

  作者:施郁
  来源:科学网施郁博客

  最近,《中国公民科学素质基准》(以下简称《基准》)引起学术界人士纷纷表示不满,因为里面有很多内容恰恰与科学相悖。具体内容不再赘述【只顺便推荐个相关的科普文章(见下方《基本粒子与物质结构(大众简明读本)》)】。 一个个人的知识有限,如果某个知识点有问题并不奇怪。但是若干不当之处能够得到所有起草人员的共识,这就是一个系统性问题。起草小组的成员似乎都是或者多是“自然辩证法”(或者“科学哲学”、“科学学”等等)方面的专业人士,知识背景相近。

  本人推测,之所以发生一系列失误进入《基准》这样的系统性问题,可能是 因为有关部门有一个误会,以为“自然辩证法”等相关专业就是指导科学普及的对口专业。这个误会情有可原。在图书分类中,有一个“自然科学总论”。“自 然辩证法”(或者“科学哲学”、“科学学”等等)方面的著作也经常被归入其 中。特别严重的是,存在一个长期的误会,即“哲学指导科学”。

  1 自然辩证法

  恩格斯的《自然辩证法》[1]是他写于1873-1883年间的手稿[2,3]。1895年 恩格斯逝世后,由伯恩斯坦收藏,但未出版。原因是物理学家阿龙斯(M. L. Arons)认为内容太陈旧、不能发表。1924年,联共中央派梁赞诺夫追查,于是伯恩斯坦将手稿交给爱因斯坦,请他发表意见。爱因斯坦的意见如下:

  “伯恩斯坦先生把恩格斯的一部关于自然科学内容的手稿交给我,托付我发表意见,看这部手稿是否应该付印。我的意见如下:要是这部手稿出自一位并非作为一个历史人物而引人注意的作者,那么我就不会建议把它付印,因为不论从当代物理学的观点来看,还是从物理学史方面来说,这部手稿的内容都没有特殊的趣味。可是,我可以这样设想:如果考虑到这部著作对于阐明恩格斯的思想的意义是一个有趣的文献,那是可以出版的。”[2,3]

  梁赞诺夫在为1925年版的《自然辩证法》所写序言中引用了爱因斯坦的意见,但推测爱因斯坦只看到了关于《电》的那部分手稿。然而伯恩斯坦和爱因斯坦都曾经告诉美国哲学家胡克,爱因斯坦是看到全部手稿的。胡克还曾引用过爱因斯坦给他本人的信:

  “伯恩斯坦送来全部手稿要我出主意,我的评语是对全部手稿而说的。我坚信,要是恩格斯本人能够看到,在这样长久的时间之后,他的这个谨慎的尝试竟被认为具有如此巨大的重要性,他会觉得好笑。” [3]

  《电》那部分很长,开头评论道:“在电学中,是一堆陈旧的、不可靠的、既没有最后证实也没有最后推翻的实验所凑成的杂乱的东西”。这是明显的不当评论[3],因为事实恰恰相反。1873年,即恩格斯开始写《自然辩证法》手稿时,麦克斯韦出版了他的集经典电磁学大成的《论电和磁(A Treatise on electricity and magnetism)》。在这之前,麦克斯韦方程组1961年已经发表,麦克斯韦还在1862年预言电磁波,1864年提出光就是一种电磁波。在恩格斯完成这些手稿之后但是还健在的1887年,赫兹人工产生并测量了电磁波。恩格斯这部分手稿的参考资料注明是维德曼的《流变说和电磁说》两卷3册(1972-1874第2 版)。维德曼(Gustav Heinrich Wiedemann)是杰出的电磁学专家,在大英百科全书中,对这部书(Lehre von Galvanismus und Elektromagnetismus)的评价是有“无法超越的准确和全面”(unsurpassed for accuracy and comprehensiveness)[4]。

  在其它部分,包括对17世纪就创立的牛顿力学的评述,也有很多难以理解的地方。比如(P. 141):“在力学中,人们把运动的原因是假定为某种已知的东西,人们关心的不是运动的起源,而只是它的作用。因此,如果有人把一种运动的原因称之为力,这一点也不会损害力学之为力学。”[1]

  是不是这句话与《基准》中的“力是自然界万物运动的原因”有关? 不过, 恩格斯只是说“一种”运动。

  再比如(P. 127):“普通的天文学教科书跟着牛顿把行星的椭圆轨道解释为两种力――中心天体的吸引和一个沿着垂直于这种吸引的方向把行星向前推进的切线力――共同作用的结果。” [1] 牛顿早就告诉人们,中心天体对行星的吸引力就导致椭圆轨道。

  又比如(P. 261):“如果任何运动从一个物体转移到另一个物体,那么,只要这一运动是自己转移的,是主动的,人们就能够把它看作而它也显现为运动的原因,只要这个运动是被转移的,是被动的;于是,人们就能够把这个原因,这一主动的运动看作力,它也显现为力,而把这一被动的运动看作为而它也显现为力的表现。”[1]

  2 哲学能指导科学吗?

  下面谈谈有无“哲学指导科学”这回事。1952年在山东大学,物理学教授束星北就与哲学教授、校长华岗辩论过这个问题。

  下面我引用30年前杨振宁先生的论述[5],首先是:

  “哲学这个字有很多涵义。在西方物理学家的文章中,它有两种截然不同的涵义。一种是哲学家的哲学,还有一种是对物理问题长、中距离(甚至短距离)的看法。”

  笔者认为,第二种哲学的著作可以归到“自然科学总论”。做这种讨论的作者往往是科学家,特别是优秀的科学家。他们对于科普、科学传播及提高公民科学素质等等,是有指导资格的。

  杨振宁先生还说:

  “思想方法,例如坂田昌一所说的,是真正的哲学,即第一种哲学。”

  “至于第一种哲学,我认为它和物理学的关系是单向的。物理学影响哲学,但哲学从来没有影响过物理学。”

  “我完全不同意坂田的那种想法。我认为坂田对物理学有相当贡献,不过这 不起源于他的哲学,而起源与他对物理实际的认识。我不同意他自称起源于哲学。他从哲学出发的那些作法都是得不出结果的。我认为他越少用哲学,他的成就越大。”

  坂田昌一所说的哲学就是自然辩证法。

  杨先生没有贬低第一种哲学(哲学家的哲学)本身的价值,只是说它“从来没有影响过物理学”。也就是说,哲学不能指导科学。笔者对哲学作为一门有趣的学问本身感兴趣,也知道现代物理学的发展刺激产生了很多科学哲学学说,但并不认为哲学可以指导科学。科普、科学传播和提高公民科学素质不适合由以哲 学工作者为主的小组来指导。

  参考文献
  [1] 恩格斯(著),于光远等(译编),自然辩证法,人民出版社,1984年。

  [2] 许良英,恩格斯《自然辩证法》准备、写作和出版的过程,文献[1]的 附录。

  [3] 爱因斯坦(著),许良英、李宝恒、赵中立、范岱年(编译),爱因斯坦文集第一卷,商务出版社,2009.

  [4] “Wiedemann, Gustav Heinrich” , Encyclop?dia Britannica, Cambridge University Press.

  [5] 杨振宁(著),张奠宙(编),杨振宁文集,华东师范大学出版社,1998年。

  基本粒子与物质结构(大众简明读本)
  【本文包含对“中国公民科学素质基准”中某条目的更正】

  施郁
  (复旦大学物理学系)

  物理学家经过很多年的努力,建立了粒子物理标准模型,包含若干基本粒子。其中有6种夸克、6种轻子以及每种粒子的反粒子(正反粒子的质量一样,电荷和某种称作“味道”的性质相反),还包括传递电磁相互作用的光子(“相互作用”可俗称为“力”,是力的积分形式)、传递弱相互作用的正负W粒子和中性Z粒子、传播递强相互作用的胶子,以及使得其它基本粒子获得质量的希格斯粒子。

  6种夸克中有2种构成质子和中子。具体来说,2个上夸克(带2/3正电荷)和1个下夸克(带1/3负电荷)组成1个带正电的质子,1个上夸克和2个下夸克组成1个不带电的中子。

  质子和中子组成原子核,原子核与电子组成原子,原子组成分子以及凝聚物质,从而构成我们周围的宏观物体。这只是粗略的说法,比如在金属中,原子核和内层电子构成的正离子形成骨架,另有电子在这个骨架间运动,而不是专属某个正离子。

  另外,并不是所有的宏观物质都由原子组成。比如,带正负电荷的粒子还可以形成没有固定形态的等离子体,宇宙中还有由中子及其它粒子直接组成的中子星,等等。

  电子是6种轻子之一,与之类似的轻子还有缪子和陶子,它们仨分别有一个“味道”相同的中微子,被称作电子型中微子、缪子型中微子和陶子型中微子。

  除了上夸克、下夸克和电子,其他夸克和轻子并不自然地存在于原子中,因为它们(除了中微子)寿命很短,在弱相互作用支配下很快就衰变掉,但是它们可以由其他粒子碰撞产生。奇异夸克也可能以大量聚集的形态克服不稳定性、在宇宙中存在。各种中微子都是稳定的,但穿透性很强,它们不是原子核的组分。光子不是原子的组分,但是原子中的电子能级的变化往往伴随光子的产生或吸收。

  粒子物理标准模型将电磁相互作用与弱相互作用统一起来,也包括强相互作用。但是它不包括引力,因为少量基本粒子间的引力相对来说完全可以忽略。但是大量粒子的聚集就有很大的引力效应。暗物质就是通过引力效应推测的,但目前还没有直接探测到暗物质粒子。

  本文引用地址:http://blog.sciencenet.cn/blog-4395-972391.html

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