为了谈论宇宙的本性,并且讨论诸如它是否有
起始或终结的问题,你必须弄清楚什么是科学理论。
我们将要采用素朴的观点,即理论只不过是宇宙或
者它受限制的一部分的一个模型,以及一组规则,
这组规则把这个模型中的量和我们进行的观测相联
系。它只存在于我们的头脑中,而不具有任何其他
真实性(不管其含义如何)。如果一个理论满足如下
两个要求,即是一个好理论。在一个只包含一些任
意要素的模型基础上,该理论应能精确地描述大量
的观测,而且它还应能明确预言未来的观测结果。
例如,亚里士多德相信恩贝多克的理论,万物都是
由4 种元素:土、空气、火和水组成。这是足够简
单了,但是它不能够做出任何明确的预言。另一方
面,牛顿引力论基于更简单的模型,在该模型中物
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体相互吸引,其吸引力和称做它们质量的量成正比,
和它们之问的距离的平方成反比。然而牛顿引力论
以很高的精确度预言了太阳、月亮和行星的运动。
任何物理理论都只不过是一个假设,在这个意
义上,它只能是暂时的:你永远不能证明它。不管
实验的结果多少次和某种理论相一致,你永远不能
断定下一次的结果不和该理论相冲突。另一方面,
一旦找到哪怕一个单独的和理论预言不一致的观测,
就足以将该理论证伪。正如科学哲学家卡尔•波普强
调过的,一个好的理论应以下面的事实为特征:它
做出一些在原则上可被观测证伪的预言。每一回观
察到和预言相一致的新实验,则该理论存活,而我
们就增大对它的信赖;但是一旦发现和预言不一致
的新观测,我们就必须抛弃或者修正该理论。
人们认为这迟早总会发生,但是你总可以质疑
进行该观测人员的能力。
在现实中经常发生的是,设计出的新理论实际
上是原先理论的一个扩展。例如,非常精确地观测
水星,发现它的运动和牛顿引力论的预言之间有一
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个微小的差异。爱因斯坦的广义相对论预言了和牛
顿理论预言稍微不同的运动。爱因斯坦的预言和观
测到的相符合,而牛顿理论做不到,这一事实是对
新理论的一个关键性的证实。然而,因为在我们正
常处理的情形下,牛顿理论和广义相对论的预言之
间差异非常微小,所以在所有实用的场合,我们仍
然使用牛顿理论。(牛顿理论还有一个巨大的优势,
用它计算比用爱因斯坦理论简单多了!)


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