物理基礎理論的發展是否已經停滯。這是一個經常被人們提起但其實很復雜的問題。
基于科學哲學的基本理論,筆者認為:以物理學為代表的基礎理論仍然在發展與進步,只不過這些進步不是顛覆性的進步而已。
當下,物理學的整體發展階段仍處于常規科學時期。換言之,現有的物理學范式正處于生命的壯年期,并沒有遇到太多的反常與危機,這一階段它的使命就是利用現有的范式去解決更多的難題,而不是顛覆舊范式,那個時代還沒有到來。從科學史上我們知道從牛頓范式(1687年)到愛因斯坦范式(1905年)人類等了218年,牛頓范式只是到了19世紀末才真正遇到挑戰(兩朵烏云);現代的物理學范式還沒有遇到真正有分量的反常與危機。因此,現代物理理論仍有很大的發展空間,并沒有達到所謂的瓶頸階段。
筆者認為,物理理論發展之所以看起來放緩,是因為如下兩個原因造成的認知誤判的結果。
其一,根據美國科學計量學家普賴斯的觀點,文獻按指數規模增長(后期增長率會變小)。如果把文獻數量變化與學術空間的變化聯系起來,我們就可以得出一個假設:即每一次科學革命過后,其學術空間的增長也是按照指數增長的。如果這個假設成立的話,那么,20世紀初物理學革命之后所釋放的學術空間范圍,相比于牛頓革命時代的學術空間范圍存在指數級增長,也就是說,當代物理學范式下仍有很多領域需要深耕,物理學理論的發展遠沒有到無事可做的“馬放南山”階段,由于這些工作都是范式內的工作,所以不是顛覆性的。
其二,現代物理學家的數量比牛頓以來到20世紀中葉所有物理學家的數量總合還要多。為什么沒有取得顛覆性的物理學革命或者重大理論突破?不是現代物理學家不聰明,原因之一是現代物理學領域呈現出專業的高度細分,導致龐大數量的物理學家被眾多研究領域所分流,從而導致研究能力被稀釋。這些細分的領域仍然處于愛因斯坦范式之下,當代的研究還沒有觸及到愛因斯坦范式的邊界。因而,我們感覺當下物理學的進展放緩了,其實這是認知誤判造成的結果。反觀20世紀初,新范式剛剛確立,整個物理學空間在新范式視野中到處都是未開墾的荒地,機會多多。而歷史的吊詭之處在于,恰好那個時期,這些最聰明的大腦都把目光投向了這塊未開墾之地,而且領域高度趨同,沒有產生智力分流,結果形成了研究能力與智慧的高度聚焦,從而產生了眾多豐碩的成果。
作者:李俠(上海交通大學科學史與科學文化研究院院長、教授)