物理理论正确吗？——证实推理和不证实推理 05

本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第四季第05篇

本节主要讨论下科学中常见的推理模式和命题。

科学中，证据和推论通常都是相当复杂的，我们先谈谈“证实推理”和“不证实推理”.

广义相对论要求时空可以是弯曲的，一切物体都要沿着时空中的测地线走，其中就包括了光。如果这个地方的测地线是弯曲的，那么光线就也会是弯曲的。

比如说，如果这里有一个大质量的星球，那么远方的星光经过这个星球附近的时候，就可能发生偏折。

这件事牛顿力学里可是绝对没有，人们一直都认为光在真空中永远走直线。

爱因斯坦1916年计算出光线弯曲的正确结果，然后1919年5月29号，就有一次日全食。

那时候第一次世界大战刚刚结束，英国天文学家爱丁顿，专门说服英国政府给了一笔经费，组织了两个观测团队，一个去巴西一个去非洲，专门为了验证广义相对论观测这次日食。

结果爱丁顿的团队就真的看到了原本不该出现在太阳周围的几颗星。

起初关于爱因斯坦广义相对论颇有争议，因为这只是预言，而人们偏偏都在意眼见为实。而1919年5月发生的这次日食恰恰被人们看到，才得以证实。

所以说，结果证明，这个预言是正确的，同时这个预言也被当作证据，来支撑爱因斯坦的相对论。

《世界观》中提到了这样一个推理过程，我们用字母T代表某个理论，而O代表以理论T为基础的一个或者几个预言。

如果T，那么得出O

O（O是正确的）

所以 T（非常有可能是正确的）

20世纪80年代未，有位科学家声称可以通过低温实现核聚变（冷聚变），而我们的普遍认知是核聚变通常都是要求超高温。

所以，如果以冷聚变理论为基础可以得出某些预言，按照物理理论，如果冷聚变是正确的，那么冷聚变的过程中会有数量巨大的中子被释放。但是，实际在测试中并没有检测到有中子的释放，这也被当作证据，证明冷聚变理论不成立。

用《世界观》的公式这个推理过程就是，字母T代表某个理论，而O代表以理论T为基础的一个或者几个预言。

如果T，那么得出O

O是不正确的

所以 T是 不正确的

而以上公式只是一个简化版，而对于以上两者推理有很多复杂的因素，比如 归纳推理和演绎推理

首先，证实推理是一种归纳推理，而不证实推理是一种演绎推理。

归纳推理的特点是：即使所有前提条件都是真的，得出的结论也有可能是错的。

举例：

比如一个人一直不好好学习，从来没有考过全班前10名，事实上，在仅有的几次考试中，也是没有达到前十名，那么即将到来的这次考试，对于一个没有什么变化的他来说不大可能能考上前十名。这就是典型的归纳推理。

但是不管可能性有多低，这个人依然有这次考进全班前十名，而这我们无法判断。

而演绎推理的特点是，真的条件，一般就能保证真的结论。

比如，有人在你宿舍偷走了你的橡皮擦，不管是谁偷的，这个人被称为A，但是A那天就在你的宿舍，所以偷走橡皮擦的就是A。

事实上，严格来说，有些科学理论将永远都不能被证实，其中部分原因就是用了证实推理模式的归纳推理性质。

因为我们身边大多数科学理论都是通过归纳证据所支撑的。所以不管有多少可以证实的结论，都不能完全说明理论是对的。而这完全有证实推理模式的归纳推理性质决定的。

好，既然不可能证明某个理论是正确的，那么是不是至少有可能证明某些理论不正确呢？貌似答案是肯定的，毕竟，不证实推理模式是一种演绎推理，也就是条件保证结论。但，事实是不一定。

比如，你在参加一个化学实验，老师给你烧一杯乙醇，让你找出乙醇的沸点，而你早已知道它的沸点是78.5℃。但，不幸的是这个样本并没有在78.5℃开始沸腾，那你该怎么办？

你会进行以下推理：

如果烧杯里的样本是乙醇，那我应该观察到它在78.5℃的时候沸腾。

但是，我没有观察到

所以，烧杯里的样本不是乙醇。

或者会有这样的推论：

如果烧杯中的样本是乙醇，同时温度计正常、玻璃器皿干净、样品没有被污染、实验室气压正常、温度室温、以及任意一个其他因素都是正常的，那么我应该观察到的样本在78.5℃时沸腾。

我没有观察到沸腾。

所以，样本不是乙醇，或者我的温度计不正常、或者我的玻璃器皿不干净、或者气压不正常，又或者其他任意一个影响因素不正常。

用《世界观》所提供的公式就是：

如果T，且A1,A2,A3....,An，那么O

O是不正确的

所以 T是不正确的，或者A1不正确、或者A2...不正确的 。

A1、A2代表的是辅助假设，通常是不证实推理模式中你的隐含部分，辅助假设很关键，只是因为没有它们的话，我们就不能期望得到想要的研究结果。

所以，在任何情况下，如果用来做某个预言的理论被证明是不正确的，那么总有一种可能性，那就是这个理论本身正确，只是一个或多个辅助假设是错误的。

而上文所提到的冷聚变的例子，中子的释放就是一个辅助假设。

所以，关于不证实推理模式及其不证实推理证据最重要的是：

第一，在面对能证明一个理论不正确的证据时，可以坚持这一理论，同时摒弃一个或者几个辅助假设。

第二，对于“在什么情况下放弃整个理论更合理，在什么情况下摒弃一个或多个辅助假设更合理”的问题，没有标准答案。

总结，

今天主要讲解了证实推理和不证实推理的定义以及案例方法，我们只需了解即可，这只是一种对世界认知的工具，类似程序算法一样。而真正在科学中人们使用这两种推理实际是极其复杂的，后续章节还会阐述。

我的启发：

证实推理和不证实推理给我们带来了2个好处，

第一：归纳总结得出来的理论不一定是对的，而人们往往擅长观察总结，所以要学会怀疑，但要注意分寸；

第二：思考问题要全面，我们平时在工作中对条件特别重视，科学尤为如此；

好，今天就这样！

祝，愉快

Masir 2022/01/06

于 东莞

祝，一切顺利！

参考文献 

理查德.德威特 《世界观》