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看起来,在她研究的领域里,物理学的半衰期最长,至少物理学书籍的半衰期是这么回事。这与针对文章半衰期的研究发现恰恰相反,自然科学领域文章的寿命比社会科学领域文章的寿命短得多。这很可能是由于在自然科学领域,只有那些经过审查的研究才能出版成书。
不过,总的来说有一点是明确的,那就是有一些领域好比注入人体内的正电子放射性同位素,其衰变非常迅速,通过正电子发射型计算机断层扫描技术(PET)可以看出。其他领域则慢得多,它们好比碳的放射性同位素,如用于科学测定古文物年代的碳–14。但是总体而言,这些测算为我们认识科学事实的改变奠定了基础。
事实为什么被推翻的故事——是科学家太草率还是别的原因呢?——请见第8章,它与我们从事科学研究以及衡量事物的方式有关。但是面对大部分科学知识都在衰变这个事实,我们不该痛心吗?
有言道,今日如蜜糖,明日如砒霜。但是我们并不能完全认定我们的科学框架——重力、遗传学、电磁学——的基本原理很可能是错的,也可能是知识半衰期的一部分。
但这不是科学的运作方式。虽然有一部分当前被接受的科学理论会被推翻,但是推翻重建总归是利大于弊:它让我们更接近科学真相。
在1974 年,三位在普渡大学(Purdue University)热物理研究性能中心工作的科学家12发布了《物理与化学参考数据》(Journal of Physical and Chemical Reference Data)杂志的补编。这可不是个小工程——它是一本多达800页的著作,就围绕一个主题:周期表中元素的热导率。
热导率是指每种元素传导热能的难易程度。例如,与气体(或塑料)相比,金属是更好的热导体;这就是为什么煎锅的手把儿往往是塑料的而不是金属的。材料具有不同的固有热导率,但是有一些因素会影响热导率。其中最重要的因素是温度。一般来说,一个东西本身越热,导热性就越好。
这一补编详尽无遗地对每一种化学元素进行了研究,并检验了热导率的概念。但是测算这些曲线——试图确定温度与每种元素热导率之间的关系——绝非易事。因此,他们结合了很多前人的测算研究成果,希望基于这些研究成果来确定这些曲线究竟是什么样子。
进行了大量的测算之后,再加上观察研究成果落在曲线上的具体位置,我们开始明白对各种元素来说热导率曲线的真实特点。从图中可见:噪点和不确定性很多。但是当测算次数足够多时,相关特性就在图中非常清晰地呈现出来(此例中即热导率和温度)。如果移除了某部分结果,或者是只看补编中针对数以百计的论文之一的研究成果,我们得到的将是不同的、不完整的、不准确的关于热导率和温度之间的关系图。
科学就是这样前进的。
这并不是说,当新理论产生或旧事实被反驳时,以前的知识就作废了,我们就得从零开始。相反,知识的积累可以让我们对周围的世界有一个更全面、更准确的认识。
艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在一篇很棒的论文13中用地球的曲率阐述了这一点:
人们以为地球是平的,他们想错了。人们以为地球是球体,他们也想错了。但是如果你认为这两个观点一样错,那么你就是错上加错。
显然,人们认为地球的形状不再是平面,而是球体时,他们的看法发生了巨大的改变。毫不隐晦地说,是人们思想的形状发生改变了。但是正如阿西莫夫解释的那样,在实际运用中,地球是平面的这种说法错得没有那么离谱。认为地球是平的这个观点包含一层意思:地球没有一点儿弧度,或者说每英里的曲率为零英寸。海上的船总是出现于平坦的地平线,所以不难看出,实际上每英里的曲率是不为零的。但是阿西莫夫计算得出,地球的曲率接近于零。地球这么大体积的一个球体,却只有8英寸的曲率。它确实增大了地球的体积,但是如果你把英寸换算成英里,想象一下,你会发现8英寸真是太微乎其微了。
认为地球是圆的球体也是不正确的。其实,我们生活在一个庞然大物上,它是一个扁球体,曲率在每英里7.973~8.027英寸波动。每一个连续的世界观、事实和理论都加深了我们对世界本真和环境状态的认识。就地球的曲率而言,每一个新的理论都让我们更接近关于脚下地球曲率的真相。与此类似,再举一个更复杂的例子,爱因斯坦的相对论是如何纳入牛顿的研究成果,并使得它们更普遍的。牛顿力学仍然可以为我们的日常生活所用(其实我们也乐此不疲),但是爱因斯坦重塑了我们对边缘世界的理解,例如当我们以接近光速的速度移动时会发生什么。
有时候我们的认识大错特错,或者其准确性并不如人所愿。但是大致而言,集