太陽和水星之間存在一顆“火神”？

托馬斯·萊文森

1915年11月11日至18日，愛因斯坦做了一個簡短的計算：他用了14步對水星軌道進行分析，解釋了50多年以來讓天文學家感到棘手的一個反?，F象。

發現天體運行機制的一個小細節不至于讓人們大驚小怪，但是愛因斯坦和朋友說，當他看到最后的計算結果，確認他的理論和實際觀察結果一致時，他的心臟“不由自主地顫抖”。原因是：對水星軌道的正確分析首次驗證了他的廣義相對論，即物質間引力的相互作用。正如理查德·費曼后來對科研方法的評價：“這是一種解釋事物本質的特殊方法?！蹦敲矗鞘裁词沟闷涮厥猓渴瞧浣Y果的不確定性。也許被肯定，也許被否定，最終的評判正如費曼所言，是“觀察才是對事物本質最好的判斷”。

剛接觸科研工作的科學家把科研方法稱為“科學”，其步驟不過就是老生常談的那一套：首先“建立假設”，然后“用實驗（或觀測）測試假設”，最終“分析結果”并“得出結論”。如果結論和預期不相符，就又回到了第一步。

依循這些步驟，科研方法就成了“知識制造機”：數據進去，知識出來。但是這里面有一個問題：即使科研人員是愛因斯坦，真正的科學并不遵循這些模式。

看起來“火神”的存在太有科學依據了，僅僅依靠觀察來推翻這樣完美的假設不能讓人接受。

為什么這樣說？看看在愛因斯坦發現答案之前那些研究水星的天文學家都做了什么。勒維耶是19世紀中期偉大的天文數學家。1846年，他用純運算的方式發現了海王星（借助牛頓的萬有引力定律預測了這顆肉眼看不到的行星的存在，它產生的引力使得天王星偏移其已知軌道）。9年之后，他分析了水星的運動軌跡，又發現了一處不合常規之處——水星在其運動軌道發生的偏移不可能是金星、木星或者太陽系其他行星引起的。根據發現海王星的邏輯，他推測離太陽不遠的地方有一顆肉眼看不見的行星。這顆假想的行星馬上被命名為“火神”。

對“火神”環環相扣的推理過程看似完美無瑕。僅僅幾個月后，隨著第一份觀測報告的出現，“火神”的存在基本被確認。勒維耶認可了第一份觀測報告，盡管在接下來的20多年中出現的十幾項對“火神”的新發現沒有任何重合之處，他仍然對“火神”的存在深信不疑，直至去世。

最后一位相信“火神”存在的天文學家是著名的流星觀測者詹姆斯·克雷格·沃森，他是密歇根天文觀測臺的主任。在觀測1878年發生的一次日全食中，沃森在太陽的邊緣上發現了“一顆紅色星球，星等約為4.5”——這正是“火神”應該出現的地方。

2年之后，沃森和勒維耶一樣，帶著對“火神”的堅定信念闔然長逝。兩人都是優秀的科學家，勒維耶更是公認的偉大人物：他把牛頓萬有引力定律用于分析現實世界中的精細結構，進行了無比復雜的計算，其對“火神”的預測無懈可擊。實際上，勒維耶發現的水星軌道的偏移自始至終都是正確的，因為水星運行軌道的確發生了偏移。

沃森做了費曼認為科學家應該做的事：通過對客觀事物的直接觀測來檢驗理論的正誤。但就在這件事上，程序化科研形成的“知識制造機”發生了故障：勒維耶和沃森都不接受來自自然的、客觀的結論?？雌饋怼盎鹕瘛钡拇嬖谔锌茖W依據了，僅僅依靠觀察來推翻這樣完美的假設不能讓人接受。他們相信自己的發現是正確的，自始至終都相信。

正是這種理論上的沖突， 而不是觀測帶來的質疑， 最終給他帶來成功。

為什么？顯而易見，科學家和普通人一樣，有思想有感受，他們也有欲望、野心，追求成功帶來的快樂。長期來看，科學是不斷自我修正的，正如愛因斯坦的廣義相對論取代了牛頓的萬有引力理論，提出了不需要“火神”的存在同樣可以解釋水星軌道偏移的觀點。但是就某一時期來說，人的期待總是把個人發現強行賦予人類——這絕對不是指責個人或者整個科學界，因為人們共同探索物質世界、不斷接近真相的過程總是不完美的。

即使偉大的科學家在真正做出突破的時候也是不完美的。在展示科研方法的動畫中，愛因斯坦本應該從水星的軌道偏移出發，對牛頓的萬有引力提出質疑，但事實不是這樣。相反，愛因斯坦注意到他的狹義相對論和牛頓的理論有矛盾的地方。正是這種理論上的沖突，而不是觀測帶來的質疑，最終給他帶來成功。

“火神”的存在貌似科學，實為謬誤——21世紀有無數這樣的理念。這顆不存在的星球已經逐漸被人淡忘，連同那些因為其獲得殊榮的人。在科學的歷史上，廣義相對論成為最偉大的個人成就。然而，勒維耶和沃森在計算和觀測過程中，都為“火神”的存在興奮不已;愛因斯坦“心臟的顫抖”是因為他意識到他驗證了前人從未發現的自然真相。在科學發現的重大時刻，沒有什么方法可言，科學家要面對的，是無處不在的科學真相。