做科学的思想方法

                            晏成和

上篇文章，追根寻源、从科学探索的源头纵论科学理论来自于猜想和假说，假说不可能一言中的，因此怀疑精神、批判、提出新假说是科学进步的主旋律，也是做科研的基本科学素养。

总是质疑、批判，用什么来确定正确和真实？接下来，则要从横的方面讨论科学探新索源的依据，面对流行的科学理论，提出怀疑、批评的底气来自哪里？

在探索过程中，大胆猜，但也不能瞎猜。猜想的依据是自然万物的客观存在、从宏观到微观的运动及其规律，想象的制约是逻辑的严谨。所以，实事求是、理性严谨是我们思维的基础；遵循和研究事物的规律性、契合大自然相似性；明确事物的普遍联系、坚持逻辑的一致性，是我们做科学的思想依据，也是做研究的科学素养。

【实事求是】

从古至今，人们对自然的猜想是漫无边际的，各种流派各种假说多如繁星。能够经受考验、树立丰碑的恐怕只是九牛一毛，这个考验就是实践。

实践是理论的本源，是科学探索的依据，是检验理论的标准。科学探索的天问3W来源于事实，理论必须接受实践的检验。尊重事实、自始至终仰赖事实。科研是探求表象下面的真相，实事求是是科研的核心、命门，不可以须臾放松、懈怠。尊重事实、立足实在是最基本的科学素养。

可是今天有不少的科学人不知道科学的本源在哪里，科学探索无从下手，只有查文献、盲目跟风，发表一点狗尾续貂的文章。

有一些物理探索者，对自然信息熟视无睹，不知道这是大自然给出的提示，如：现在人人都有手机、关注wi-fi、关心手机信号。做物理的人就应该想想：这信号（电磁波）是怎样进入手机的金属天线、并且在其间运行，金属内导通电磁波的是“自由电子”、还是另有通路？这应该是物理学现成的研究课题。

再看看火光，光色、频率与温度密切地正相关，这正相关的内含是什么？红色的火光、司空见惯，现代科学人不知道这是究真探源的科研线索、是破译大自然密码的蛛丝马迹。注重实践、关注细节是做科学应有的素养。

正确的理论来源于实践，并能接受实验的验证。综合提高后还能作出一些预测，指导实践活动。如，元素周期理论，它在综合排列已有的元素性能之后，并能预测尚未发现的元素，能较准确地预言其原子量和某些主要的理化性质，在几年、十几年之后就得到有力的验证。

又如，光谱实验的谱线数量和颜色分析笃定地揭示了电子在核外的能级、个数及规律排布，由此才有元素周期表元素右边2/8/18……等等数字。

在科技高度发展的今天，那种长期（几十年）得不到实践验证的理论，其正确性往往是值得怀疑的。

只有被实践证明，并能指导实践的理论才是正确的理论。那种虽然复杂却又不能指导实践的理论，往往就是早年错误的假说。

【特性是运动的结果】

对某学科全局了然于胸，站在科学的高峰纵观科学真实的历程；眼界开阔、触类旁通，思维世事广泛的相似性规律和关联。洞察事物的宏观与微观之间、结果与原因之间客观地存在着丝丝缕缕的联系。是一种高瞻远瞩的科学素养。

宇宙万物乃至自然与社会都具有不同层次的联系乃至相似。太阳系星球的环绕运动与原子的构成相似；人类与动物的DNA绝大部分相似；竹子的竹株、竹枝、竹叶、叶脉都是相似的。相似性在自然事物之中微妙存在，是我们科学探索中的一个隐含的提示。

太阳系天体的规律运动，导致地球的一年四季、白天黑夜；动植物生命的运动使得我们这个星球上生生不息、鸟语花香。事物的运动导致了事物的特性，大自然的运动告诉我们：事物的各种特性都是与其运动的规律性息息相关的。这一原理在宏观、常观、微观都应该是普适的，是准确的。物质的常观特性是规律的（晶体结构是规律精准的、相变温度是确定的）、这些规律的特性应该是来自其微观的构成和运动机理。

在原子核外、在原子之间，最活跃、最明显的就是核外电子运转。这核外电子规律运转的结果，必然关联、乃至支配着物质所显示的各种常观特性。那么，核外电子的运动应该是规律的、应该是物质特性存在的根源。

囿于“电子云、测不准”理论和“波粒二象性”的禁锢，现代物理学对核外电子的运动及性能知之甚少。然而淳朴的自然总是在不经意间揭开神秘的面纱，细节、提示着科学探究的有心人。

刚才提到的光谱实验，学者依据谱线分析得到核外电子的能级、排布规律。逆向思维：光谱线是由核外电子在高温下所辐射发生，说明原子外的电子排布规则、运转规律，显然不是漫无规律的“电子云”；同一元素谱线光色（频率）一致、稳定，已经显现，不需要测量介入，也不存在“测不准”的问题。

奥斯特实验：直流电，电子在导线内运动，导线外发生磁场。

静电实验：导入电荷，发生静电电压、静电感应。产生电场。

大自然在这些实验事实中告诉我们，电子，绝不是一个简单、单纯的粒子，电子是有内含外延、有故事的，电子周围伴生着电磁场；在原子核外环绕着的电子绝不是碌碌无为、毫无规律地转转而已。电子运转占据核外99.9％的空间、均布而且有规律，这运转与天体运动、生命运动一样，肯定会导致一定的结果、肯定会有故事，肯定是蕴含着物质各种特性的内在机理和秘密。不久的将来，科学家将从电子的运动开始给孩子们讲述物质３W的故事。

事物运动会导致事物特性、电子运转会导致物质特性，这是一种举一反三的、联想的科学素养。

【逻辑严谨】

物理事实告诉我们：物质的各种特性与其电子的规律运动息息相关。因此，物质的所有常观性能，如：液态、固态，脆性、塑性、延展性，传热、导电等，都应与其微观的构成（原子核与核外电子）及其运动存在着缜密的逻辑联系、存在着全面的因果关系。

可是，人类发现核外电子后一百多年，电子运动竟然是科学探索的禁区！量子物理的缔造者缺乏老子“此两者，同出而异名”的智慧，未能认识电子的运动伴生电磁波。而是告诫：微观物质具有波粒二象性，电子是什么都不清楚，研究核外电子的精确运动没有意义，要以状态函数来描述量子的运动，实际上是禁锢、打压研讨电子的运动。

波粒二象理论中，波可以是粒子、粒子可以是波；波与粒子互为叠加态、都叫做量子。如此这般的量子定义：模棱两可、偷换概念、自相矛盾，庄严的逻辑在此受到奚落。

有人提出：逻辑是科学理论的试金石，逻辑不严谨肯定有问题。于是量子学者解释：到了微观境界要搁置理性、淡化逻辑，在微观领域要换一种思维。这实际上是一种强迫洗脑、是黔驴技穷之后的不讲理。

量子物理禁闭了有故事的核外电子，再也写不出物质物理的故事。

量子论强势提出：电子是粒子还是波都不确定，探讨电子运动线路、速率是中世纪落后的经典思维。大量的物理学者被量子论洗脑，有年轻学者对经典思维揶揄讽刺，有老年学者告诫“很危险”，由此掐断了电子运动与物质探索之间存在着的逻辑联系，导致科学探讨的迷茫、沉寂。

科学道理首先要符合逻辑，而且必须符合逻辑。

逻辑是思维表达所必须遵守的规则[1]，逻辑错了满盘皆输。有逻辑错误的文章，肯定不是好文章；淡化逻辑的科研，肯定隐含重大问题。所以我们应该理直气壮地质疑、批判有逻辑隐患的“科学理论”。思维缜密、逻辑严谨是所有科学研究者必备的科学素养。

【坚持科学底线】

年青年学者正常的逻辑思维在学习量子力学时倍感压抑、举步维艰，大呼“量子物理不讲理，量子物理是天上掉下来的”。

量子物理不是天上掉下来的，是来源于几个正规的物理实验。

一百年前，科学界相继作出：光电效应、汤姆孙实验、双缝实验等几个波、粒同时呈现的实验。波的照射发生了电流、使粒子发生了移动；运动的粒子发生了干涉、衍射，明显具有波的特征。于是有泰斗提出“既是粒子又是波”，把波粒诡异地混为一体，使量子物理陷入波、粒悖论的泥沼。

有识之士仍然用毕生精力追寻量子物理的逻辑，努力在实验中寻找大自然的行为方式，在双缝实验中发现：电子尽管是粒子，但是其运动像个波，而且每个电子必须同时出现在两个小孔。因为只有同时出现在两个小孔，它才能干涉。它一定是所有状态都要同时存在，这样它才能干涉起来。 这就是量子力学诡异的地方。

这段（宋体）文字摘自 朱清时先生《量子意识》，其实朱先生已经找到了大自然的真谛“它一定是所有状态都要同时存在”，事实正也是这样：电子的粒子状态和波的状态是同时存在，电子不是一个简单、单一的粒子，电子周围伴生着波，电子和伴生波同时存在，所以电子在双缝实验中呈现出粒子和波的双重特性。

有趣的是朱先生已经找到了自然真实，却说这是诡异，得到的结论竟然是：量子力学离不开意识，意识是量子力学的基础。这结论一步就跨进了唯心论、走到了科学的反面。所以我们做科研对事实要绝对的忠诚、对大自然要有信心，自然有其自然的机制，不会诡异，不会跟意识、跟宗教发生交集。

当我们对自然事实不能做出合理的解读，我们要相信大自然的客观、真实，反思现有的科学理论曾经的牵强、反思科学人认识的局限。相信科学会进步、相信历史会作出正确的结论。不能够急躁，要坚守科学的底线。

现在，一些科学问题被避讳着，如：电压是如何形成的，相变是怎样发生？还有对一些问题的解释是强词夺理。如：静电平衡理论。于是这些司空见贯的自然现象就成了自然之谜。究竟是坦诚的自然在捉弄人们，还是现有理论背离了客观实在，我想结论是后者。相信自然的客观、真实也是基本的科学素养。

有素养的人脚踏实地、求真务实不打诳语。现在的《量子力学》前言总是有作者大言不惭说现代科技的集成电路、激光技术、超导技术都是量子物理的贡献，没有量子力学就没有现代科学技术。其实这些现代技术都是经典物理的运用和开发，与量子物理没有半毛钱关系，量子物理连物理模型都不能够建立，如何能够在技术运用上有所作为？这是吹牛、是欺骗学子、欺骗社会。做科学不是靠吹牛，打诳语就失去了起码的科学素养。

                                 2016-11-1

参考文献：

[1]晏成和，逻辑是什么？，科学网