让科学的回归科学——从冥王星不再属于九大行星谈起

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让科学的回归科学——从冥王星不再属于九大行星谈起


作者：肖显静
2006年8月14日，第26届国际天文学联合会大会(IAU)在布拉格开幕。8月24日，大会通过表决，首次对行星定义作出明确规定，冥王星因不符合规定而自动“降级”。这一消息令人震惊，可比这更震惊的是它对人们科学观的影响。思考之余，人们不仅发出疑问：长期以来在科学上被认为正确的、确定的、完备的东西为什么突然之间不正确、不确定、不完备了？过去被认为是崇高伟大严肃的科学认识为什么突然之间成了科学家的概念游戏以及相互妥协、协商约定的结果？所有这一切是如何发生的？

其实这一切的发生并不难理解，关键在于我们对科学要有一个正确的认识。

考察科学的发展历史不难发现：科学是科学家运用一定的仪器、方法和已有的理论对自然的探索。科学家是人，人是有局限的；科学家所运用的仪器、方法及其理论是人建立的，因而是有限的、规定性的；自然本身或者是巨大的、或者是复杂的、或者是微小的，这增加了人类对此认识的不确定性、相对性、阶段性、有限性。以冥王星为例，它是1930年由美国青年学者汤博基于错误的计算发现的。它围绕太阳运动并且质量很大，因此被长期看做太阳系的第九大行星。但是，后来对它以及太阳系的进一步研究发现，原先对它的认识有些是错误的、有些是不完善的，冥王星作为第九大行星是存在疑问的。主要表现在四个方面：第一，冥王星的质量并不如原先认识的那样巨大，不足以导致海王星运行轨道的偏差；第二，所有的行星都在同一平面上绕太阳运行——除了冥王星，它的轨道相对于其他行星的轨道倾斜得最厉害(约17度，而其他行星只有1至7度)；第三，所有行星的轨道都大致为圆形——除了冥王星，它的轨道偏离圆形最大(其椭圆偏心率达0.248)。事实上，它在1979至1999年间的轨道是个很扁的椭圆，以致落入海王星轨道圈内，一度使后者变成了最外面的行星；第四，冥王星所处的轨道在海王星之外，“原则上”更应该属于柯伊伯环带天体。自上世纪90年代以来，天文学家们在此区域中发现了许多新的天体，其中较大的一些天体直逼冥王星的大小。去年，几位美国天文学家在两年前的观测资料中发现了这类天体中迄今所知最大的一个，该天体编号为2003 UB313，许多人暂时把它叫做齐娜。它的发现立即引发了新一轮的行星定义之争。它既然比冥王星还大，就没有理由不把它看做太阳系第十大行星；而如果我们不把它称为行星，那么冥王星的行星资格也应该被剥夺。无论哪一种观点，都对有着76年历史的太阳系九大行星格局构成了严重挑战。

在这种情况下，为了更好地认识太阳系的行星和展开天文学研究，有必要给行星下一个比较确切的定义，来对围绕太阳运动的行星加以分类。鉴此，本届大会提出了行星定义及冥王星归属方案，让天文学家表决决定。结果冥王星不再属于行星行列，而被归于矮行星。

由上述科学认识过程可以看出：对冥王星以及太阳系的认识过程是一个探索的过程，是在把握局部、发现错误、克服有限、走向全面的过程中向前迈进的。这就告诉我们，尽管过去人们对冥王星的认识存在各种欠缺，但那是相对于当下而言的，在当时仍然是科学认识活动的展开及其结果，仍然属于科学认识。尽管它可能不正确、不完备、不确定，但就真实的科学发展历史而言，不正确、不确定、不完备的科学认识仍然属于科学。现在冥王星虽然已经不属于太阳系大行星了，但这并不表明过去把冥王星作为太阳系的行星就是错误的，而只是表明，过去我们不加区别地将冥王星与其他八大行星归于太阳系九大行星，没有体现它与其他八大行星之间的不同之处，是值得商榷的。可以说，冥王星作为围绕太阳运行的行星的地位是不可动摇的。

有人认为，表决决定行星定义及冥王星的归属方案很不严肃，因为这使科学成了一个游戏，成了一个概念的人为规定，成了一个协商的结果。笔者以为还真不能完全这么说。实际上，随着人们对太阳系的观测事实及理论认识的扩展和深入，对行星等概念的修正、完善，对冥王星归属的重新认定是非常自然的。可以试想，行星的定义是否一定要改变？冥王星是否一定非降级不可？答案是否定的。其实，天文学家完全可以维持原先行星的定义而将冥王星归于第九大行星，只不过这样做会带来太阳系行星认识上的混乱。虽然冥王星被排除出行星队列可能会引起一定程度的混乱，但行星数量增加带来的混乱或许更大。如此看来，上述新规定是妥当的，意在弥合传统的行星概念与新发现的差距，使我们能够规范在太阳系内可能发现更多的比冥王星还大的天体。至于由表决来通过这样的定义及冥王星的归属认定，从形式上看好像是一个游戏，是天文学家协商妥协的结果，与社会文化因素有关，但这样的游戏并不是一个毫无规则的游戏，而是基于一定的科学认识基础上的科学家之间的交流协商认同，具有一定的合理性，体现了科学概念的人为规定性，科学认识的复杂性、民主性。不过，不可否认，科学认识不仅与自然有关，而且与人们对自然的认识有关，而人类对自然的认识是与概念框架有关。概念框架不单纯与自然或对自然的发现或认识有关，还与人类认识的理论成果有关，也就是说与人类及其社会有关。它是人们用来定义科学事实、建构科学理论、形成有序的现象世界的认识工具。有些时候，科学概念的定义确实是为了认识上的方便，是人们协商妥协、约定俗成的结果。

总之，这一次的天文学事件不单纯具有重要的科学意义，更重要的是具有社会意义。它使人们意识到：科学认识是一种历史的活动物，具有历史的阶段性、局限性；科学认识是由人做出的，科学是人的科学，与人有关，与社会历史文化等有关；科学认识并不单纯由自然决定，一定程度上还由社会决定，包含社会历史文化因素的作用。一句话，科学认识随着科学认识历史的演化而演化，那种将科学认识静止化、标准化、理想化、绝对化的行为和观念，都是错误的。

说到这里就可清楚，这次科学事件是科学认识的一个自然而又必然的结果。本文开头某些人的疑问是没有道理的，是在没有真实理解冥王星认识过程的基础上，用理想化的科学观看待的结果。事实上，科学家并非总是客观的、理性的、没有任何想象力的；科学认识并非总是没有信念基础的；科学概念并非总是明确的、正确的、不容置疑的；科学事实并非总是准确的、确定的；科学方法并非总是固定的和程式化的，对于获取确实的知识是有效的。这也启发我们，今后在进行与冥王星有关的普及和教育的过程中，就不能单纯让他们知道冥王星不再作为太阳系第九大行星的结论，更重要的是向学生展现人类认识冥王星的具体历史过程，让学生充分了解和理解该段历史上的科学研究者在从事科学研究的过程中运用了什么样的科学研究方法、产生了什么样的科学思想、作出了什么样的科学发现、创立了什么样的科学理论，还要让他们了解这些科学理论又是怎样发展和应用的、应用的后果怎样。经过这样的科学教育之后，学生就可在追踪前辈科学家科学研究活动的过程中，了解并理解真实的科学探索的历史，树立正确的科学观念。以此反观长期以来我国的科学教育，其中存在的将科学理想化、标准化、成熟化、绝对化、模式化的倾向需要下大力气加以纠正，把本该属于科学的还给科学。

wangyangkee

俞根强，闹蠢货，挫折面前瘪气了----------唉，网络数学家，过于脆弱了--------俞氏门庭的荣耀，，，还要不要？