知識vs.理解之三-科學人雜誌 Back to Top
形上集

知識vs.理解之三

2022-01-01 高涌泉
理解是從更高的層次看清知識之間的關聯。


因為發現J/ψ介子(由魅夸克與反魅夸克組成的介子)而獲得1976年諾貝爾物理獎的丁肇中,對於他怎麼會進入實驗粒子物理這一行,講過這樣的故事:他在學生時期,本來也和很多有志年輕物理學家一樣,想投入理論物理研究,在猶豫之時,跑去徵詢老師烏倫貝克(George Uhlenbeck,以提出電子自旋假設聞名)的意見;烏倫貝克對他說,能做出有用研究的理論物理學家不多,一位普通的實驗學家對於科學的貢獻比一位普通的理論學家要來得大,這番話丁肇中聽進去了,才決定走上實驗物理之路。


我在2016年10月號〈實驗學家vs.理論學家〉一文介紹過上述故事。在那裡,我還引用了數學大師龐卡赫的話:「科學是建立在事實之上,就好像房子是用石頭所建造,但是就如同房子不僅是一堆石頭而已,僅有一堆事實也不是科學」,並解釋以龐卡赫的石頭比喻來說,烏倫貝克的意思是,與其眼高手低蓋不出漂亮房子,不如踏實當個挖石工人。


最近幾個月,我在專欄「形上集」談論了一流數學家(阿提亞、陶哲軒)與生物學家(諾斯、布藍納)對於學問的層次的看法:首先,學問的基礎內容是知識(即事實),例如諾斯與布藍納說的實驗數據、阿提亞與陶哲軒所說的證明(定理、方程式之解);但是僅僅認知到事實不能令這些人滿意,他們更希望能夠「理解」這些知識,也就是能夠從更高的層次看清知識之間的關聯,亦即能夠尋得一套理論來恰當地安置種種知識,阿提亞的指標理論(Index theory)與達爾文的演化論就是例子。然而取得理解需要洞見,而阿提亞說這是「很困難的事」。


前面提到物理學家烏倫貝克對於「實驗vs.理論」的見解,其實與阿提亞、諾斯等人的想法類似,他們的差異是烏倫貝克要丁肇中務實一些,而諾斯要生物學家勇敢一些。阿提亞沒有明講他對於年輕數學家的建議,但是言下之意,也是期許他人不要只滿足於「知識」。


如果「知識」與「理解」涵蓋了科學的內容與活動,我們就有了一種了解科學到底怎麼運作的觀點。首先,絕大多數(實驗與理論)科學家所從事的工作就是找尋、累積新知識(無論這些新知識的價值高不高),所用的方法就是實驗、觀察與邏輯推理(含計算),這種工作基本上有跡可循。大體上就是模仿前輩的手法,改進他們的工具,更深入地探究先前尚未澈底了解的領域,當然也有人發明新的實驗儀器或新的計算辦法,但目標同樣是找出可重複驗證的新結果,亦即挖出龐卡赫所說的石頭。另有少數人(其實也只有少數人做到了),他們的野心是理解前一批人所發掘的規律,也就是蓋起龐卡赫所說的房子,而他們也可能因此發現新知識。有意思的是不同人可能依據不同的直覺(或洞見),用同樣的石頭蓋出外觀截然不同的建築(例如波動力學vs.矩陣力學)......


更多文章
活動推薦更多
追蹤科學人