[提要]科学必然通过理论的变革而进步。理论是普遍的，但不是完美无缺的。而且，理论只有不完善，有一定的外部输入，才能具有普遍性。如关于天体、生命和宇宙的起源的理论，不管其发展是唯一的，还是有一定频率，都不可能有完善的描述。对于完整系统如热力学系统的描述，更必需一定的不完善性。正因为无需乎了解“一切”，科学才可能说出“一些”。可惜一些科学大师如爱因斯坦、海森堡都未能抵住这种完美性的诱惑，以全副精力投入“宇宙方程”等虚妄的追求之中。例如对于四种力统一的研究就是这样。因此，作者认为，最成功的科学理论就是对未知留有充分余地的理论，而不是出于完美性的考虑而完全排斥无知。

Sir H. Bondi是英国著名天体物理学家、宇宙学家，任国防部科学总顾问、伦敦大学数学教授。他同Thomas Gold—起最早提出宇宙起源的稳恒态理论。本文原载英国《无知百科全书》，伦敦，1978年。

理论是科学所不可缺少的组成部分。根据卡尔· 波普尔的观点，显然，理论是科学进步所必需的；同样，理论在将来也必然可以从经验上加以证伪。但不能由此得出，一种理论必须全面得不给未知或不确定性留下任何余地才好，更不是必然如此。很多实例表明，理论的任务正是描述大量现象的普遍特性，其变化范围必然超出于原有理论。例如，伽利略理论说，在引力场中任何物体都具有同样的加速度，而在一定限制的空间（如高尔夫球场）中，这个加速度处处相等。但是高尔夫球还是按照被球棒击中的方式、时间和地点，以各种各样的运动状态（即使忽略空气阻力）飞行。

提出这一理论，对物体如何进入运动状态未作任何说明，但理论的重要意义恰恰就在这里，否则就失去了具有关键意义的普遍性。拿加速度这个概念来说，动力学理论考虑到引入位置和速度的任意初始条件。如果不是这样，动力学理论将被指责为只适用于有限的范围。力学家并不一定认为这种初始条件完全不可理解，他只是认为解释这些问题不是他的事情。

这就是许多科学理论所具有的广泛性。因此，在麦克斯韦电动力学中，产生电荷（或使导线带电）的力显然超出了理论范围（假定力是电中性的）；在流体动力学中，边界的位置与运动是从理论以外所引进的；在原子激发态理论中，激发作用是外部给定的；广义相对论的物态方程也是一种超出其自身边界的理论，如此等等。

所有这些理论，如果没有某种必要的外部输入，也就狭隘无用了。这就是科学理论的普遍性吗？

有必要把各种例外情况加以分类。一种是关于历史的理论。有关太阳系、地球生命和宇宙的起源的任何理论，都是上述意义上的特例，因为都试图描述一定意义上的独一无二事件。

首先是关于太阳系起源的问题。到目前为止，我们还不知道有别的行星系同太阳系一样，尽管有些天文学家曾经这样猜想过。因此，当前的问题是要提出一种太阳系起源可能这样发生的事件序列。这已成为一种非常严格的检验，很可能因证明行星系不可能这样形成而否证各种理论。我们已经有可能提出行星系怎样形成的理论，但没有一种说明我们这个行星系的实际特点。我们也未能提出这样一些理论来，每一种都可以比较使人满意地说明我们这个行星系的特征，因而有可能作出充分描述。我们实际上仍然陷在无知之中。我们有理由期望，不要花很久的时间就可以获得行星系发生的频率以及其共同特征的重要经验证明。这发现将补充一些必须考虑的统计证据，并使人们更加确信他所研究的并不是一个真正单一的事件。就生命起源问题来说，可能还要经过很长时间才能证明也有一定的发生频率。我们有必要回顾一下莫诺所告诫的生命起源是唯一性的、至少也是极为罕见的迹象。最后，宇宙的起源和演化问题根据定义就是无双的，因而本来就是独一无二的。

科学论证是否适用于一些独一无二的历史事件，是可以争论的。要描述所发生的事件，确实是所能提出的最大野心了。一种更为广泛的理论（例如一种考虑到哈勃常数随时间变化的整个领域的理论）就根本不能达到说明这一宇宙性质的目的。许多未实现的宇宙又有什么意义呢？是哪一个宇宙选中了这个哈勃常数随时间实际变化的模型呢？

但即使在宇宙学中，对于明显如哈勃常数那样的总体特征的完美性要求，从较小范围的特性看也会变成胡说八道。我们这个宇宙的迷人的多样性，的确是它最惊人的特点之一。即使非常大的子系，如星系，也可以分为复杂得惊人的类别，它们之间的形状、大小，成分以及聚集态都不同。难道真会有人要求一种关于我们这个宇宙起源和演化的理论吗？也即它是怎样从星团丛立的星系总目中由于各自的个性而产生出来的，这必然把完美性要求推上了荒唐的道路。人们所能合理追求的最好目标，也只能提供一种我们已知的那种星系得以形成的背景。我们不能指望，也不能设想一种宇宙理论会告诉我们，室女座星团为什么在那一区域形成，而我们的本星团却在靠近它的另一区域形成。为此我们需要另有输入，又因为宇宙之外的一切都没有意义，我们仅有的证据可能也是随机的，也许碰巧正是物质的固有属性。

由此我们可以看到，宇宙必然是独一无二的系统，即使是关于这种系统的理论，也不仅不可能、并且根本不必要完美无缺。同样，我们也应该以最大可能的怀疑态度来看待必然导致发现一系列的行星轨道、行星质量和卫星的太阳系起源理论。

另一种情况不同于上述历史理论，其描述初看上去似乎是完美得很有吸引力，它研究是整个系统的情况，像热力学。从一定意义上说，一个系统的热平衡可以通过一小组参数（体积、温度、熵等等）充分描述一个热平衡系统，我们总是喜欢把这一组参数看成是完善的。然而评价热力学的力量和优美性，恰恰在于它的必要的不完善性。无论是对构造分子之间的相互作用还是它们的特性，系统的参数都对其状态给以有效的、并且最有用的描述。这的确是对整体状态的描述，不是一般勿需描述的微观领域所发生的细节。我们可以说出关于这样一个系统的大量知识而不知其细节，这正是我们值得骄傲的，而不必遗憾我们的知识不够完善。

同样，现有的系统参数如线动量和角动量，也不必导出精确值，因为并不需要完善的系统内部知识。无需了解解剖学、生理学以及皮肤特性，就可以证明人不可能自己举起自己来。其实可以论证，正因为人们无需了解一切，而能说出一些，科学才是可能的。想追求知识的完美性，根本上就是靠不住的。只有充分利用人们之所知，并随手段的改进而不断加以补充，才更有成效得多。

但是，从某种意义上说，完美性在物理学中似乎也诱惑了一些物理学大师们：爱因斯坦、艾丁顿、薛定谔以及最晚近的海森堡，他们都追求过某种“宇宙方程”，以便对所有的力以“统一场论”的形式给以完善的描述。这些绝顶的智力穷年累月地投入这一事业之中，但最后的结果（就像通过对别人的持久影响来衡量科学一样地加以衡量）却正好是零。

在我看来，所有的这些徒劳无益的努力绝非偶然，追求这种描述的完美性，我认为是根本错误的。

科学的本性就是不可穷尽的。只要新技术有利于实验和观察，就有可能性、或者说有一定或然性发现某种先前从未想到过的事物。只要看看最近四分之一世纪中的球外研究：Van Allan辐射带、太阳风、火星喷火口、射电源、类星体、脉冲星、X射线星都属于这一类，这些发现都来自空间探索以及各种卫星、来自射电望远镜以及光学望远镜的新装备。绝大部分发现是以往图景中根本看不到的，虽然有些方面后来也与之相一致。有人提出，在实验和观察技术的某一发展阶段上我们可以达到如此完善的程度，值得我们付出巨大努力把这种设想的（更不要说想象的）完美性封闭于一种假想的和谐数学公式之中。这种想法是毫无意义的。如果由于经验上的原因，把以前分离的学科组合起来，则是很有价值的工作，很可能会导致重大的突破。但是，如果并没有出现这样的迹象，人们可能只会沉溺于数学游戏而不是科学之中，因为人们对这种没有意义的统一性大概很难找到可以检验的观察结果。当然，这种时髦是从统一惯性和引力的广义相对论的巨大成功开端的。但这也是建立在伽利略关于一切物体下落速度相等的观测基础上的。这一理论采用了三百年前证明惯性和被动，的引力质量等价的实验。但我们有什么根据去试图统一万有引力和电磁以至于核的弱相互作用和强相互作用呢？在广义相对论之外还没有把这些领域结合在一起的实验。只有当新技术能够帮助我们完成这样的实验时，统一才会真的实现。

反对我这种怀疑态度的论据一般是这样：人们总要信赖“数学美”这一假想概念的引导。经验表明，个别理论家或许可以发现某一概念富有启发性，但不是各种人都能同意这一概念，并接受否定实验的标准而形成鲜明的对照。这才有了爱因斯坦等人统一场论的连续失败，终于耗尽了他们的全部的心血。在我看来，这种“数学美”的意义并不怎么值得欣赏，这整个概念都是没有什么意义，都是人为地依存于是否有人发明一种简明符号，或者是否类似于过去数学领域中已证实的概念。

我们在物理学中最成功的理论，是对未知留有充分余地的理论，并充分限制这种余地使理论可以从经验上加以否证。留有这种余地，无关乎是否像牛顿力学那样考虑到任意的力，像广义相对论那样考虑到任意的物态方程，或者赛麦克斯韦电动力学那样考虑到电荷和偶极小的任意运动。像“统一场论”或“宇宙方程”，那样完全排除未知，是没有意义的，也是没有科学价值的。这一些便是本文所要说明的问题。