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[书] 不确定的科学与不确定的世界

书名:不确定的科学与不确定的世界
作者:
ISBN:7542837966
出版社:
出版时间:
7-5428-3796-6 CNY22.00 题名与责任者: 不确定的科学与不确定的世界 (美) 亨利·N·波拉克著 李萍萍译 出版发行项: 上海 上海世纪出版集团 上海科技教育出版社 2005 载体形态: 230页 23cm 丛编说明: 世纪人文系列丛书 提要或文摘附注: 本书作者以气象、地质、生物、金融、政治等多方面的案例,讲述了科学不确定性与世界不确定性,力图让读者对待日常生活中的不确定性的方式,来理解和适应科学中的不确定性。 并列正题名: Uncertain science ...uncertain World eng 学科名称主题: 不确定系统 研究 中图图书分类法类号: N94 个人名称—等同责任者: 波拉克, H. N. (Pollack, Henry N.) 著 个人名称—其它责任者: 李萍萍 译
有售书店:卓越网 当当网

体验不确定性,恐惧或享受

文:吴燕
出处:中华读书报 2006年4月

  一个刚刚出生就被遗弃的男孩儿,他的一生都在船上度过。那船和船行过的海就是他全部的世界。他的音乐灵感,他对生命对朋友对爱情的态度,也都和船和大海紧紧地连在一起。当他钟情的那个女孩渐渐消失在人群中,他只能远远地望着。他曾经想过走下船,去追逐他的爱情,但只走到一半就放弃了。他说琴键是有限的,他可以在那上面演奏无限的音乐,然而陆地对他来说却是一艘太大的船,是一架太大的钢琴,那是一个无限的世界,他望不到尽头。所以他选择留下,直到与那艘船一同消散。这是《海上钢琴师》(Legend of 1900),主人公1900对于未知的无限世界的缺少把握就这样击中了每一颗为他的传奇而感动的心。

  当影片在Lost Boys Calling低回的旋律中结束的时候,心似乎也留在了那个带给人无尽回味的年代。然而电影毕竟是电影,生活依然要继续。比如此刻我正坐在桌前,在Lost Boys Calling的旋律中,重温1900的传奇,开始思考这个让1900也让我困惑不已的关于不确定性的问题。

  生命充满未知,人生写满变数,同样不确定的还有我们生活的世界和这个不确定的世界里的日常生活,就像我正在读的这本书的名字:《不确定的科学与不确定的世界》。在这本书里,作者波拉克意在阐明他关于不确定性的主要观点有四:其一、不确定性总是伴随我们,它决不可能从我们的生活(无论是个人还是作为社会整体)中完全消除。由于不确定性的存在,我们对过去的理解和对未来的预测总是模模糊糊。其二、因为不确定性永远不会消失,对于未来的决定,无论其大小,总是在缺乏确定性的情况下做出的。在做决定之前一直等到不确定性完全消除是对现状的含蓄支持,常常是维持现状的一个借口。其三、预测长期的未来是一件危险的事情,很少能做出与现实非常接近的预言。其四、不确定性,远非前进的障碍,它实际上是创造性的强烈刺激因素和重要组成部分。

  也许我们可以套用小时候学习“矛盾”这个概念的心得对上述四点总结如下:不确定性无时不在、无处不在,所以不能逃避,只能面对。我们生活在一个充满了不确定性的世界,这个事实让人怎么听怎么都觉着有点惴惴地心里没底,但是假如有谁以为只要抱住了科学的粗腿就可以免却这般纷扰,那多少是对科学的误会。正像波拉克所说的,“人们热爱科学,他们只是不理解它”。事实上,科学中同样充满了不确定性,无论是试图理解一个细胞异常如何引起癌症,一个基因如何传递信息促进机体发育,还是探索整个地球如何应对大气中化学成分的长期改变,科学家们研究工作的每一个阶段都被包围在不确定性之中。“不确定性的产生有许多方式,它的本质也许会随时间而改变,但是搞科学的人决不可能游离于不确定性之外”。不过,科学并不会因为不确定性而衰弱,正好相反,许多科学的成功正是由于科学家在追求知识的过程中学会了利用不确定性。而恰恰是许多科学之外的人将科学与确定性划上了等号,从某种意义上来讲,这一部分缘自人对一个令人舒适的确定的世界的心理需求,但更多的则要归结于科学教育的欠缺。

  当科学教育仅仅将事实作为教育的主要内容,而忽视了对发现过程的理解之时,问题也就产生了。因为它可能在接受科学教育的受者头脑中形成这样一种印象,即科学就是一个个确定了的事实,而非对不确定的问题的探索与解答。而波拉克在此书中要实现的是:帮助人们穿越矛盾和不确定性组成的迷宫,并在充分理解科学不确定性的方方面面之后,对这个不确定的世界有所把握,能够“根据自己的经历,从自己的观点对不确定性做出非常自信的估计”。

  作为理解不确定的科学与不确定的世界的个案样本,全球气候变化所涉及的细节几乎贯穿于此书的各个章节:从地球温度的测量到全球的平均温度,从科学教育、工业宣传到媒体的混乱,从过去气候的重建到一周天气和百年气候的计算机模型、不确定未来的保险,由于上述种种因素的共同作用,几乎可以确定的一个事实是,全球气候变化的确发生了,而人为因素在其中扮演着重要的角色。当危机成为近在眼前的事实,如何应对?作为全书的结尾,波拉克以对这个问题的解答表明了他的态度。

  科学充满了不确定性,世界充满了不确定性,这是我们几乎可以确定的事。或许还能确定的是,我们的态度决定了我们的命运。就好像面对半杯水,我们同样无法确定那个玻璃杯究竟是半空还是半满。但是,能从一个玻璃杯看出那是将会被灌满的半杯水还是已然被倒空的半杯水,这很重要。对于前者来说,他总是“会看到填满杯子的机会。不确定性会激励他们而不会吓倒他们,他们是通过创造未来而预测未来的人”;而对于后者来讲,他们则会由于害怕玻璃杯变空而采取保守态度,对危机视而不见,便也因此错过了与风险并存的那一半机遇,最终成为气候变化的受害者。

  在我将要结束这个文章的时候,窗外正是一片阳光灿烂,而昨天的天气预报原本说今天是小雨天气。不确定性正是如此充盈于日常生活的每一个瞬间,让人无法闪躲。对着变幻莫测的天气时又想起了1900的传奇。对于这位天才的钢琴家来说,八十八个琴键和心底流出的音乐是他可以确定的现实,他在有限的键盘上演绎出无限的音乐,将一段悠长凄美的故事留给银幕前的观众久久回味。但是,电影毕竟是电影,是我们的情感实验室,而生活依然要继续。走在这个不确定的世界里,你或许会对生活中的种种不确定性更加留意,因为它们曾在波拉克的书里出现过,又或者你还会在日常生活的种种体验中对不确定性生出许多好感,心里念着,原来不确定性也可以是一种享受……那种感觉很像是面对一个你心仪的人,你无法知晓他/她是否也对你情有独钟,但思来想去的过程本身却带来了许多乐趣,相比之下,答案如何似乎已经不那么重要了。

当科学遇上王家卫


——读《不确定的科学和不确定的世界》
文:孔庆典
出处:科学·历史·文化 2005年12月 

  “当XX遇上XX”现在肯定是个时髦的句式,所以当我无意识地在键盘上敲出这个题目时自己都吓了一跳。换成更简洁的“XX·XX”?直觉告诉我这将无法传达出两者之间即将到来的某种关系——这让我觉得自己似乎隐约揣摩到了这个句式中暗含的那种暧昧的诱惑。
  当干柴遇上烈火。当哈利遇上莎利。当科学遇上王家卫。
  是的,当科学遇上王家卫。这是我在读了美国人亨利·波拉克的《不确定的科学和不确定的世界》之后脑子里起的一阵小风暴。现在关于科学的大众话语正流行着“祛魅”这个词,意思是要将科学请下神坛卸下粉妆,尽管这位处心积虑的老外很可能不知道王家卫为何方神圣,但他笔下素面朝天的科学透过王家卫那标志性的黑色墨镜,一定出人意料地充满了魅力。


  1

  你每天都会和很多人擦身而过,你对他们一无所知,可是有一天,他们会成为你的知己、或者朋友么?王家卫说会——即使最接近时候的距离只有0.01公分仍旧要相互错过,57个小时之后,他的男主人公依然爱上了一个陌生的女人。
  波拉克则将这种信念投向了科学。公众理解科学真的有必要吗?为什么不让科学家做自己的工作,而其他人干好自己的事情呢?他援引蕾切尔·卡逊的话回答道:“科学是日常生活之外的独立组成部分,我坚决向这种观念挑战。我们生活在一个科学的时代,然而我们却认为知识只是一小部分人的特权……这种观念是不正确的。科学的素材也是生活的素材。科学是活生生的现实,是我们经历的每一件事情是什么、怎么样和为什么的问题。” 他自己的台词是,在现代社会,不管我们是否认识到,科学已经成为我们生活的重要组成部分,我们不能将它当作好玩的附属品视而不见,每个人都需要了解科学,都会最终“爱”上科学。
  然而要了解一件事物何尝容易,科学也是如此。它也具有自身的优势和弱点、成功和失败、疑问和不确定。即便是科学家,当试图理解一个细胞异常是如何引起癌症,一个基因是如何传递信息促进机体发育,一个生态系统如何应对城市的拓展或者整个地球是如何应对大气中化学成分的长期改变时,他们研究的每一个阶段也都被包围在不确定性之中。
  波拉克试图识破这片不确定性的疑云,将科学家面对的这种不确定性归入日常生活中遇到的不确定性之中。他观察到,在生活中,人们陷入不确定性之中时,往往会“以合理的、非敌意的反应例行公事地适应这些不确定性”,然而不幸的是,自牛顿力学起,对事物变化的看法便总是被决定论控制,拉普拉斯的“没有什么事情是不确定的”的骄傲宣言始终缭绕不去。因而一旦科学失去了它的确定性时,人们就会普遍有一种不耐烦和不满的潜在倾向,他们会将科学家对这种不确定性的无力看作是一种无知,不信任也就随之而来。
  "不知何时开始,每个东西上面都有一个日子,秋刀鱼会过期,肉罐头会过期,连保鲜纸也会过期,我开始怀疑,在这个世界上,还有什么东西是不会过期的?"王家卫让他的主人公如此绝望地独白。在昔日女友的生日到来前,这个年轻人每天买一罐凤梨罐头,冀望新鲜的罐头能够挽救过期的感情。可是,他没有想到的是,这些罐头也会过期,并且始终在悄悄地过期着。


  2

  就像王家卫本人不知从何时起以墨镜掩面一样,配合净化了的环境,他的电影角色一般都很抽离。有人以为这是明显不过的自我防卫心理,但王家卫却说,这是内心要求的一种反映。他的电影的好看,多在于角色在自我保护下往往不经意流露出的匿藏在心底的感情。
  波拉克也试图先审视抽离出的科学。真科学是建立在假设基础之上的,然而这个假设中的概念却有可能错误。当一个概念被证明在逻辑上不一致或与直接的观察相反时,证伪就发生了。考德威尔在对齐默尔曼的《科学、非科学和谬论》一书的评论中,将科学描述为“从可能的正确中分离出可论证的错误”的过程。谬误能被证明,而真理是不能被证明的,这是科学的根本基础。真理仅仅是多次努力后未被切割的幸存者。
  然而波拉克很快意识到这样的切割和前面设定的抽离是一对矛盾。量子力学的测不准关系明明在说,对于微观粒子,无法同时精确地确定它的位置和速度,海森堡更将其引申为:"自然科学并非简单地描述和解释大自然;它是大自然和我们自身相互作用的一部分。""我们所观察到的并非大自然本身,而是我们的探究方法所揭示的大自然。"如此一来,科学的不确定性之所以令许多人困惑,并不仅仅是因为“科学家们不能回答所有紧迫的问题”,还在于他们给出不止一个答案而这些答案又彼此冲突。
  另一方面,洛伦兹在 1963年发现了混沌:一个确定的系统,如果都是按同一个确定算式一步步算下去,却往往会出现随机的不确定的结果;法国物理学家吕埃勒在《机遇与混沌》一书中揭示混沌产生的原因不是敏感初条件而是内在的随机性,而敏感初条件也能引起“长期天气预报是不可能的”这样的结论!
  内在的随机性+外在的测不准,波拉克就这样有了对不确定性的解读。他说,要帮助人们穿越矛盾和不确定性组成的迷宫,就要让人们了解不确定性在科学中发生的方式、科学家是如何适应并利用不确定性,以及他们是如何在不确定性面前得出结论。
  1997年王家卫筹拍一部叫《北京之夏》的影片,地点选在北京。据说政府坚持要求看完整部剧本后再决定是否批准,于是影片夭折了,只留下一张男主角站在中国革命历史博物馆前的海报供人回味。可惜,那时那些人们还不知道王导演拍片子是没有剧本的。


  3 

  如果《阿飞正传》的最后一幕梁朝伟不是在那个神秘又局促的阁楼出现,这段戏也一定不会那么传奇。他身处什么地方?他与前面的人物有什么关系?他要到哪里去?王家卫期望用下一部影片——也就是未来——来回答。
  这也是波拉克在分析了科学的不确定性后要回答的问题。在他看来,科学随时间如何进化的历史揭示了科学在过去的时间里有一个不成功的开始。“对于行人来说,是没有路的;当你行走时就创造出了路。”一个学科的历史,虽然通常没有在包含此领域的不确定性方面进行表达,但是它能够突出某一特定时期传统的知识,显示在冲突性的观察和竞争性的思想面前,传统知识如何被拆散并被较新的概念所替代。没有任何历史的背景,人们必定只是满足于快速得到今天的答案。
  然而,不确定性总是伴随着我们,对时间和历史的透视也因此被蒙上了一层毛玻璃。地质学家远不能确定冰河时代的原因,古生物学家仍在为鸟的进化争论不休。由于过去的记录是不完全的,某种程度上是不准确的,我们持有的证据经常是相互矛盾的,因此我们对过去的理解也是不确定的。考量多种可能性、“不把全部鸡蛋放在一个篮子里”也许是应该采取的态度。
  那么未来呢?邱吉尔说“能向后看得越远,就有可能向前看得越远。”过去总是融合着未来,今天是你昨天担忧的明天。对于继续越过当前边界的过程来说,对过去的理解是预测未来的钥匙。但是只有当过程和环境不随时间改变时,过去才是未来可靠的钥匙。不确定的过去有一个变化的未来,预测它的特征总是困难的,试图向前看得越远,未来就越幽暗难明。如何应对这种不确定性?波拉克的“处方”是发展长期的眼光,保持思想开放,制定评估选择和随时修正的推进计划。毕竟,科学只是一个探究的过程。
  《阿飞正传》的续集没有如期出现,那段阁楼表演也从此成谜。但这样的结局或许更让王家卫满意,透过《堕落天使》里一个杀手(黎明饰)和一个女孩(莫文蔚饰)的关系,他为这种安排做出了浅白的说明:
  女孩在离别时狠狠咬了杀手的手,要他记住她。他独白道:“我记不记得她,其实并不重要。对她来说,不过是一个过程。”


  4

  科学会因为不确定性而衰弱么?恰恰相反,许多科学的成功正是由于人们在追求知识的过程中学会了利用不确定性。不确定性非但不是阻碍科学前行的障碍,反而是推进科学进步的动力。它实际上是创造性的强烈刺激因素和重要组成部分,科学因此变得繁荣。
  不确定性导致变化。波拉克最后说道,人要么是变化的作用者,要么是变化的受害者,面对变化,我们不应使恐惧挡住投向机遇的视线。只有那些受到不确定性激励而不被吓倒的人,才能通过创造未来而预测未来。
  在王家卫创造的那列开向未来世界编号2046的列车中,木村拓哉狂热地爱上了机器人王菲。我将其视为一种人类追求科学的隐喻,并一厢情愿地希望能有那种被人类称之为爱情的美满结果。——这一切会发生么?可能会,可能不。将来的事情,谁又能说得清呢?

穿越不确定性的花园


——读《不确定的科学与不确定的世界》
文:刘华杰
出处:科学时报 2005年11月 

  如果不存在全知全能的上帝,在这纷繁复杂的世界中谁或者什么能够给我们以确定性?
  一个声音高叫着:“科学能够。”只要我们相信世上存在着规律,科学,永远止境的以发现规律为己任的科学,就会给我们展示确定性。难道不如此吗?除了科学,世上还有什么更值得我们依赖,更能够给我们带来确定性的感觉呢?依赖科学,我们可以提前数百万年精确预测行星的运动;在量子电动力学中我们可以做到理论值与实验值只在小数点后第9位或第10位才出现差别(如狄拉克数的理论值为1.00115965246,实验值为1.00115965221),用费曼的比喻,这种精度是相当惊人的,相当于当我们测量洛杉矶到纽约的距离时,精确到了一根头发丝那么细的距离。(见《QED:光和物质的奇异理论》)
  但是,科学并不总是给出确定性。准确说,科学中到处是不确定性,科学的结论通常也是不确定的。诚实的科学家自己本来最清楚这一点。但是,科学家多少由于职业的缘故,相当程度上隐瞒了到处可见的不确定性,有意或者无意向公众、向传媒、向政府片面地传达了科学完全确定性的虚假信息。传统科普工作者则几乎全篇一律地强调科学的确定性,甚至以此来区分科学与非科学。
  隐藏科学的不确定性,据说动机是捍卫科学的公众形象,不给反科学以任何机会可乘。
  其实这也许是最糟糕的策略,长远看这种有目的行动一定会导致“非预期的后果”(默顿的用语)。
  我一直等待着科学界的某个科学家在书中坦率地说出科学的不确定性,以及以科学为基础的当代诸多技术的风险性。
  波拉克(H.N.Pollack)的《不确定的科学与不确定的世界》(上海世纪出版集团,2005年9月)就是我想找的这种图书。作者是一位地质学家,而本文作者本科也是学地质的,我不夸张地说,作为读者的我与作者波拉克有颇多共鸣之处。外部世界到底是不是确定的,我们暂时不讨论(讨论这一点涉及复杂的哲学),但我们清楚,科学肯定是不确定的。
  波拉克说:“科学会因为不确定性而衰弱吗?恰恰相反,许多科学的成功正是由于科学家在追求知识的过程中学会了利用不确定性。不确定性非但不是阻碍科学前行的障碍,而且是推进科学进步的动力。科学是靠不确定性繁荣的。”(6页)
  同样,传播科学的不确定性、技术的风险性,会大范围导致人们怀疑科学技术,从而导致反科学、反文明吗?不会。科学总会是人们可以部分依赖的东西,只是不能全靠它。
  我个人认为,波拉克的观点并不离奇,他讲的不过是常识感觉:“不确定性总是伴随我们,它决不可能从我们的生活中完全消除”,“因为不确定性永远不会消失,对于未来的决定,无论其大小,总是在缺乏确定性的情况下做出的”,“预测长期的未来是一件危险的事情,很少能做出与现实非常接近的预言”。
  任凭科学如何发达,自然科学总体上并未否定上述常识感觉,如果不撒谎的话。
  当然,波拉克并不是泛泛地在宏观层面讲述科学的不确定性,而是带领读者穿越不确定的科学花园,让大家细致地领略科学的有趣性、丰富性、复杂性,当然还有不确定性,他让人们感受了不确定性的魅力、张力。
  “不确定性花园”真是个奇妙的比喻,有道金斯(R.Dawkins)的自私的基因、科林斯(H.Collins)的“勾勒姆”的功效。逛花园,我决不希望看到一切都是原来能够想象得到的,当然也决不会是完全预测不到的。科学研究无疑追求确定性,但科学的过程和科学的结果,一定是介于确定性与不确定性之间。
  这部书共12章,大部分内容是结合波拉克的本行地学、气象学进行论述的,讨论的问题极为广泛(比如用了相当篇幅谈科学教育问题、科学传播问题),但核心问题是科学研究的哪些环节、哪些过程会出现不确定性,科学家是如何应对不确定性的。我特别注意到,他并未使用数理科学界近几十年来讨论十分热烈的非线性科学、浑沌理论等成果。他不会不知道,或许他觉得用不着,不必舍近求远。非线性科学的教益(如世界是开放的,由确定性方程可以导致貌似随机的结果)对于数理学家犹如当头一捧,而对于博物学家那些教益是理所当然的。
  我在想,为什么是一个地质学家而不是什么粒子物理学家,会写出这样的一部好书?
  而这又令我想起19世纪末关于地球年龄的著名争论,一派是博物科学传统的地质学家、进化生物学家等,一派是数理科学传统的物理学家(以开尔文为代表)。起初开尔文振振有词,通过严格的数理推导和计算(他考虑了作为炽热球体的太阳的冷却速度),有力驳斥了博物学家直观的、常识性的、肤浅的信念:地球的历史一定相当相当长。当然,后来的结果大家都清楚了,出错的不是博物学家,而是开尔文本人,他的推理只是表现上严格,在他那个时代他与所有人一样都不知道核能,因而在计算中漏掉了最重要的方面。这是近现代科学史中,博物科学战胜数理科学少见的惊人实例(其实,细找的话会有不少,只是许多并不被普遍认可)。
  波拉克作为一名当代地质学家(仍然属于博物传统),是不是在某些方面比数理科学家更实际一些,感觉更好一些呢?毕竟,博物传统的科学家时常与复杂系统打交道,更体会世界的多样性、不确定性,更晓得人类构造的“模型”毕竟是模型,人算不如天算。理解这一点,得到这一结论,并不需要多么高深的学问,可是世上有太多的学问家,特别沉迷于理想化的模型的学者,确实忘记了这一常识性判断。这一忘却,一方面拔高了科学,一方面扭曲了科学的面目,最终也传达了虚假的关于科学的信息。
  书中多次提到烟草行业、化石燃料工业、杀早剂化学工业等有着特殊利益的群体,如何巧妙利用科学的确定性和不确定性,混淆是非,从而在公共决策中达到有利于自己发财的最终目标。我们国家的水电行业,也存在同样的问题,广大公众和政府决策者应当进一步认清他们的在诸多大型水电工程上的利益相关性。所谓怒江建大坝毫无问题,即使有问题也可以科学地全部加以解决等等论调,都是值得怀疑的。记住,对于如此复杂的问题,目前“半仙”预测不了,科学家也预测不了。当争论无法解决时,悬置一段时间不是很好吗,为什么非要上项目?2005年的圆明园事件也充分展示了科学的不确定性,可以有许多不同的也许相互冲突的同样科学的结论,特别是当讨论的事情涉及环境、政治、遗产这类远远超出传统科学研究对象的时候。
  决策要依据科学,但决策这类事情毕竟属于民主(或者独断、独裁)的范畴。

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