Vài năm trước, tôi tình cờ hỏi một nhà thiên văn học: "Tại sao quỹ đạo của các hành tinh lại có hình elip?" Nhà thiên văn học trả lời không chút do dự: "Nếu giải bằng phương trình hấp dẫn của Newton, bạn sẽ thu được một hình elip." Lúc đó tôi đã bị sốc. Không có gì ngạc nhiên khi Asimov đã viết: "Tôi nghĩ hầu hết các nhà sử học khoa học sẽ ngay lập tức đồng thanh nói rằng Newton là nhà khoa học vĩ đại nhất mà thế giới từng chứng kiến." Chính Newton là người thực sự giải quyết được bí ẩn về chuyển động của các thiên thể. Từ khi có thuyết hấp dẫn, chuyển động của các hành tinh có thể được tính toán chính xác, và chúng ta có thể dự đoán nhật thực và nguyệt thực chính xác đến từng giây, do đó đặt nền tảng cho thiên văn học hiện đại.
Vài năm sau, tôi đột nhiên bị sốc. Câu trả lời này có vẻ không phải là câu trả lời - Newton có nói rằng hình elip là hình elip không? ——Ông ấy có phải là Chúa không? Có lẽ vì quỹ đạo là hình elip nên Newton mới đi đến kết luận rằng nó là hình elip... Vậy tại sao quỹ đạo lại là hình elip? …
Lý thuyết sớm nhất về chuyển động của các hành tinh, hệ thống Ptolemaic, ra đời ở Hy Lạp cổ đại. "Vào thời điểm đó" mặt trời quay quanh trái đất và quỹ đạo của nó là một vòng tròn hoàn hảo. Trong hơn một nghìn năm, con người duy trì hệ thống lý thuyết này cho đến khi Copernicus đề xuất thuyết nhật tâm, nhưng quỹ đạo vẫn là hình tròn. Khi nghiên cứu sâu hơn, Kepler đã đề xuất quỹ đạo hình elip của các hành tinh, đây chính là định luật đầu tiên của Kepler. So sánh Kepler và Newton, Newton đã đưa ra thêm một lý do cho quỹ đạo hình elip - lực hấp dẫn của vũ trụ (thực ra còn có một lý do đáng xấu hổ khác - cú đẩy đầu tiên của Chúa theo hướng tiếp tuyến), do đó đưa thiên văn học vào kỷ nguyên vật lý.
Hawking đã viết cuốn sách khoa học phổ thông "Lược sử thời gian" bằng ngôn ngữ cực kỳ súc tích. Điều bất thường duy nhất là ông lặp lại cùng một chủ đề ở đầu và cuối cuốn sách: các lý thuyết khoa học chỉ là các mô hình toán học trong tâm trí các nhà khoa học. Tại sao ông lại nhấn mạnh đặc biệt vào điểm này?
Vào những năm đầu đời, khi nhà thiên văn học người Pháp Laplace được Napoleon hỏi tại sao ông không nhắc đến Chúa trong tác phẩm vĩ đại "Cơ học thiên thể", ông đã trả lời một cách kiên quyết: "Tôi không cần sự thừa nhận về Chúa!" Nếu không cần đến sự giả định của Chúa thì cần đến sự giả định nào?
Trong thói quen suy nghĩ thông thường của con người, mọi kết quả đều có nguyên nhân, và nguyên nhân đó phải cụ thể và có thực. Nhưng trong khoa học, điều này không hoàn toàn đúng. Đó là gì thế?
Cho phép tôi tạm rời khỏi thiên văn học và nhắc lại về hóa học. Người sáng lập ra thiên văn học và vật lý hiện đại là Newton, trong khi người sáng lập ra hóa học hiện đại là Lavoisier, người đã đưa ra lý thuyết cơ bản cho hóa học hiện đại - thuyết oxy hóa. Trước ông, có một học thuyết thịnh hành gọi là "học thuyết phlogiston", theo đó sự cháy là quá trình tiêu thụ phlogiston trong các chất dễ cháy. Nhưng khi ngày càng có nhiều thí nghiệm được tiến hành, người ta phát hiện ra rằng nhiều vật thể trở nên nặng hơn thay vì nhẹ hơn sau khi đốt cháy. Từ đó trở đi, thuyết phlogiston rõ ràng là không thể duy trì được. Từ đó thuyết oxy hóa ra đời và hóa học hiện đại cũng ra đời. Điều khiến mọi người thắc mắc là con người không thể xác định được sự xuất hiện của các hiện tượng tự nhiên. Nếu chưa bao giờ có vật nào trở nên nặng hơn sau khi đốt cháy thì khi nào con người mới hình thành được khái niệm về quá trình oxy hóa? Thực vậy, nhận thức của con người luôn bị hạn chế bởi thiên nhiên. Nhưng sự thật là lịch sử không thể và không cần phải dựa trên những giả định, và dựa trên sự tin tưởng của tôi vào trí tuệ của con người, tôi cũng tin rằng thuyết oxy hóa nhất định sẽ xuất hiện. (Ngoài chủ đề chính, lý do khiến "thuyết phlogiston" ra đời có vẻ là vì mọi người vào thời điểm đó không coi không khí là một chất.)
Theo cách này, có thể nói khoa học là sợi dây liên kết giữa con người và thiên nhiên. Nói một cách ẩn dụ, chú rể, cô dâu và bà mối là những con người có thật, và lý thuyết khoa học chính là sợi chỉ đỏ huyền thoại gắn kết họ lại với nhau.
Mục tiêu cơ bản nhất của khoa học là giải thích mối quan hệ giữa các hiện tượng khác nhau trong tự nhiên; các lý thuyết khoa học, định nghĩa khoa học và khái niệm khoa học được tạo ra một cách nhân tạo không nhất thiết là có thật mà chỉ là một hình thức biểu đạt. Giống như các đường sức từ là khái niệm mô tả về từ trường, sự tồn tại cụ thể của chúng hay không không phải là vấn đề. Người ta cũng có thể nói rằng tin vào tính đúng đắn của thuyết hấp dẫn và tin chắc rằng có thứ gọi là hấp dẫn là hai việc hoàn toàn khác nhau. (Đây có thể không phải là vấn đề thực sự cần phải giải quyết, nhưng ít nhất nó cũng có nghĩa là một tầm nhìn và một tư duy rộng mở.) Điểm mấu chốt là các lý thuyết khoa học tốt hơn và tiên tiến hơn sẽ cải thiện mức độ nhận thức của con người, chẳng hạn như độ chính xác. Vì vậy, câu trả lời ở phần đầu văn bản thực sự có thể chấp nhận được, miễn là bạn sẵn sàng từ bỏ việc theo đuổi một câu trả lời có nội dung. Suy cho cùng, ngay cả bản thân Newton cũng phải đề cập đến Chúa. (Chúng ta phải thừa nhận rằng tính đúng đắn của lý thuyết là hướng đến kết quả. Miễn là dữ liệu đúng thì đó là dữ liệu tốt, và miễn là lý thuyết đúng thì đó là lý thuyết tốt.)
Vì vậy, khoa học là giải pháp cho những bí ẩn của tự nhiên. Bất kỳ kết quả lý thuyết nào cũng không thể được xác nhận một cách chặt chẽ trong thực tế. Cho dù đó là 1, 2, 3 hay π, cho dù đó là một điểm, một đường thẳng, một bề mặt hay một góc vuông. Mọi kết luận chỉ là sự phù hợp của suy nghĩ con người với các hiện tượng tự nhiên.
Bất kỳ lý thuyết nào cũng dựa trên các giả định (bất kể các giả định có hợp lý và rõ ràng đến đâu, về bản chất chúng vẫn chỉ là giả định) và yêu cầu hiện đại đối với tính hợp lý của một lý thuyết chỉ là tính nhất quán nội tại của nó. Phương pháp nhận thức này bắt đầu bằng toán học, hình học và Gauss. Ông là người đầu tiên đặt câu hỏi về tính không thể chứng minh của tiên đề song song trong hình học Euclid. Vì các tiên đề không thể và không cần phải được chứng minh, nên có vẻ như được phép tạo ra và lựa chọn các tiên đề một cách tùy ý, miễn là một hệ thống logic khép kín và không tự mâu thuẫn có thể được hình thành trong quá trình lập luận tiếp theo. Mặc dù Gauss không đủ can đảm để công khai, nhưng các thế hệ nhà toán học sau này như Lobachevsky và Riemann đã dần dần thiết lập nhiều hệ thống hình học phi Euclid khác nhau, và mãi đến khi thuyết tương đối rộng xuất hiện thì bông hoa của thực tế mới nở rộ lần đầu tiên.
Các lý thuyết đang thịnh hành hiện nay là những lý thuyết đã được kiểm chứng đầy đủ bằng thực nghiệm trong điều kiện hiện tại. Nhà vật lý Feynman đã nói: "Thí nghiệm là tiêu chuẩn duy nhất để xác định tính đúng đắn của bất kỳ ý tưởng nào". Thuyết phản bác của triết gia Popper cung cấp cho chúng ta một ý tưởng bổ sung để tham khảo, cụ thể là, tất cả các thuyết hiện đã được chứng minh là đúng thực chất là những thuyết chưa có cơ hội bị chứng minh là sai, giống như "thuyết phlogiston" khi người ta chưa phát hiện ra rằng các vật thể trở nên nặng hơn khi chúng cháy.
Khoa học có đặc điểm là có khả năng đào sâu và phát triển. Có lẽ một ngày nào đó một lý thuyết mới sẽ được phát triển để thay thế hoàn toàn định luật hấp dẫn, nhưng Newton vẫn có thể là nhà khoa học vĩ đại nhất, không còn nghi ngờ gì nữa. Bởi vì sự vĩ đại của ông nằm ở việc mở rộng nhận thức của con người, chứ không chỉ giới hạn ở tính đúng đắn của lý thuyết của ông.
Theo quan điểm của nhóm, có sự khác biệt về năng lực và chiều sâu lĩnh vực nghiên cứu giữa các nhà khoa học, nên việc trích dẫn trực tiếp các kết luận đã được kiểm chứng của người khác, đặc biệt là các chuyên gia, là không sai. Khi đầu Lavoisier bị chặt đứt một cách tàn nhẫn trong cơn thịnh nộ của Cách mạng Pháp, Lagrange, người gần gũi hơn với ngành thiên văn học của chúng ta, đã than thở: Sẽ không có một bộ não nào thông minh như bộ não này trong một trăm năm nữa! Nhưng bản thân khoa học không bao gồm chủ nghĩa anh hùng. Mọi nhà khoa học vĩ đại đều có khả năng mắc lỗi và thậm chí còn có kinh nghiệm thực tế về việc mắc lỗi. Cách tốt nhất để đánh giá xem điều đó có đúng hay không là kiểm chứng nó mọi lúc, mọi nơi, gần như vô số lần, thay vì "giáo sư thì miệng rộng, giảng viên thì miệng hẹp". Điều này tạo nên một mâu thuẫn.
Theo quan điểm khoa học, bất kỳ lý thuyết nào cũng có thể sai lầm và chỉ là một bước trên nấc thang nhận thức đang ngày càng hoàn thiện. Ví dụ, DDT, loại thuốc hiện đã bị cấm hoàn toàn, từng là loại thuốc được yêu thích nhất khi đoạt giải Nobel. Theo nghĩa này, các lý thuyết cụ thể mang tính lịch sử (giống như chế độ nô lệ là một thực tế lịch sử theo chủ nghĩa duy vật lịch sử), và nếu tất cả các lý thuyết đã được chứng minh là sai đều bị loại khỏi khoa học, thì nói theo cách hàn lâm hơn: điều này sẽ khiến khoa học mất đi tính lịch sử của nó. Lý thuyết được chấp nhận rộng rãi tại một thời điểm cụ thể là giải pháp nhận thức tối ưu mà trí thông minh của con người có thể đạt được dựa trên tất cả các bằng chứng tại thời điểm đó, dù là trong quá khứ, hiện tại hay tương lai. Không có cái gọi là chân lý tuyệt đối; sẽ luôn có những lĩnh vực cần được cải thiện. Nếu không, khoa học sẽ không mất đi lịch sử, mà sẽ mất đi hiện thực và chỉ còn là lịch sử. (Khi Planck tốt nghiệp, ông đã hào hứng bày tỏ quyết tâm cống hiến toàn bộ cuộc đời mình cho vật lý. Người thầy của ông đã tiếc nuối nói rằng: Thật không may, không còn bài toán khó nào hơn trong vật lý. Vài năm sau, "hai đám mây đen" duy nhất còn lại trên bầu trời vật lý đã sinh ra cơ học lượng tử và thuyết tương đối.) Nhưng trên thực tế, bên ngoài khoa học, ngôn ngữ hàng ngày luôn đầy rẫy những từ ngữ như "Điều này là phi khoa học!" (bất kể vấn đề đó có liên quan đến khoa học đến mức nào). Trong bối cảnh này, "khoa học" đã trở thành từ đồng nghĩa với "đúng". Khoa học cần có tinh thần hoài nghi chung, nhưng bên ngoài khoa học, tính đúng đắn của khoa học được chấp nhận vô điều kiện; Khoa học hiện đại ban đầu là phản tôn giáo, nhưng đã trở thành mê tín hiện đại. Điều này lại dẫn tới một mâu thuẫn khác.
Khoa học hiện đại đã đạt được những thành tựu đáng kể khi nghiên cứu thiên nhiên. Nhưng "khoa học" dần dần rơi vào tình thế khó khăn khi phải khái quát hóa và ngày càng khó định nghĩa. Do đó, một số người ủng hộ việc đổi thuật ngữ thường dùng "khoa học nhân văn" thành "khoa học nhân văn". (Một số người thậm chí còn cho rằng “nghệ thuật” là một khoa học.) Khoa học là một cách để hiểu thế giới, chứ không phải là cách duy nhất. Nó có các đối tượng, mục tiêu và phương pháp nghiên cứu riêng, chẳng hạn như thiên nhiên, tìm kiếm sự thật và độ chính xác. Ví dụ, sinh học có thể tiết lộ luật rừng nơi kẻ mạnh bắt nạt kẻ yếu, nhưng khi nói đến lòng trắc ẩn, lòng thương xót và lòng tốt trong bản chất con người, khoa học có thể không đóng vai trò lớn hơn tôn giáo. Khoa học chỉ là một phần trong nhận thức của con người chứ không phải là tất cả. Nếu khoa học là một con người, anh ta sẽ cảm thấy cô đơn khi ở trên đỉnh cao và không thể tự mình giải quyết mọi vấn đề. :) Điều này lại tạo ra một mâu thuẫn khác.
Mọi loại mâu thuẫn đều thúc đẩy sự xem xét sâu hơn về khoa học. Ví dụ, lý do cơ bản nhất khiến khoa học ngày nay được tôn sùng chính là sự tiến bộ công nghệ mà khoa học mang lại. Điều đáng suy nghĩ là liệu khoa học và công nghệ có thể được coi là ngang bằng hoặc phân biệt được hay không. Ví dụ, ở Trung Quốc, nơi Joseph Needham cho rằng khoa học hiện đại chưa xuất hiện, tại sao khoa học, ít nhất là trên danh nghĩa, lại đạt được vị thế cao như vậy cũng là một câu hỏi thú vị để suy nghĩ.
Có câu nói: "Khi con người suy nghĩ, Chúa cười". Không đời nào! Nếu không có trí tưởng tượng của con người, sẽ không có khái niệm về Chúa, vậy tại sao Chúa lại cười? Tôi cũng muốn nói thêm rằng Chúa thực sự có thể được coi là từ đồng nghĩa với khoa học thời tiền hiện đại.
