如果说下面的篇幅是打算描述科学的现况,那末它们也可能表明我们目前未知的领域,这就像铸造厂中的模子会限定被铸造在其中的物件的形状一样——即被排除在外的就是未知的。
有两种特别的解释是适当的。第一,这种评价仅仅限于与知识的而不是实践的问题有关,而且主要是与物理科学有关。没有人会声称,在今后数年中科学的有益应用所取得的成果比起它们在上一个世纪来重要性反而会更小,更不令人惊异。它们同样也将改变我们的生活。但是,它们将是已有的知识的产物,在目前的情况下有这样一种危险存在,即对那些更直接地与我们在自然界中的地位的评价有关的问题注意不够。
对物理科学的注意似乎太过分了,但那也是有理由的。有这样一种观念,认为生命科学在它们发展的这一阶段上无需承认。因为分子生物学正忙于改变着它们的一切。其发展的步伐是无与伦比的。而且还有一点小小的疑问:它们是否能在即将到来的下几十年中赢得科学界和更宽的范围的热情支持?
于是引出了以下这些问题,而且其中的许多问题今后还会出现。
宇宙是如何(真实地)开始的?这个问题的重要性并不仅在于对知道这种答案发生兴趣,而且这一问题还是对我们目前关于物理世界的了解的一个严格的检验。以创世大爆炸为代表的现代宇宙论,在很大的程度上有赖于对它是由什么物质组成的了解,还得靠来自天文物理学的观测结果的支持。
在今后出现的事件中,还没有什么东西应被看成是与大爆炸理论相悖的。如同对宇宙学的评价被证明是恰当的一样,这种评价倒会形成这样一种看法 :当这种理论连同初始事件的时间-过程的不确定性和关于紧接着开始有一个迅速膨胀的时期发生的假说一起,在某种意义上推进了新的时代,从此可以收集到大约直到初始事件之后的100,000年的数据。按照波普尔(K. Popper)理论,如果能使大爆炸理论精确到足以证伪就好极了。
“在标准模型之后是否还会有新的物理学出现?”这一问题并不像它看起来那么特殊。标准模型是一种关于基本粒子之间相互作用的理论;它是在过去的1/4世纪中发展起来的。它可以用来解释迄今为止在粒子加速器中以及在高能的银河系和天体中观测到的现象,也可以解释迄今为止已认识到的基本粒子。然而遇到的一个严重困难是,不得不“亲手”将真实世界的许多特性纳入标准模型之中,以作为世界像什么样子的特别的假定。将标准模型——它是过去的1/4世纪的伟大成就之一——描绘成“不完全的”似乎是无理的,但是粒子物理学家本身就已经建立了严格的标准。
不完全性并不在于这样一个事实,即至少还有两种物质粒子尚未被发现,而在于标准模型的预测并不是根据对空间和时间像什么样子的一种更广义的论点而自然得出的。如果每件事情都应该弄得清清楚楚,而且当做到了这点时,我们就可以相信已经知道了物质是由什么构成的。
自第二次世界大战以来,随着对太阳系的探索出乎意料地扩展(通过利用空间飞行器等),天文学兴盛起来了。但是,关于银河系中的天体还有几个问题未得到解答,其中最主要的一个问题是超银河系类星体的意义何在。它们是否代表在大多数星系的演变过程中的普遍阶段,或者它们只不过是一种例外的事件?不论是赚一种情况,正在发生些什么事情?
至于说其他方面,自第二次世界大战以来这段时期中的一个成就,是对星球如象太阳的热核能源的认识已如此之快和如此精确地被用来赢得对它们的演变的了解,包括元素的合成。然而,一定程度上的小心是适当的,随着天文学技术的每一重大进步,就会有新的认识。是否有理由相信,现在演变过程已经停止了呢?
我们趋向于忘掉过去几十年也曾目睹了关于地球表面在过去大约30亿年中如何被重新塑造的认识的发展。事实上,造山过程和地震与火山的产生首次被当作是部分合理的论述。这并不意味着地球表面上的所有细节现在都已被认识了,或者甚至认为将不会再有什么令人吃惊的事情出现,而是说所有可能指望发生的令人吃惊的事情都是些小事而已。
遗憾的是,对地球内部深处的情况却不是这样。然而地球是所有行星中最容易接近的,并且它里面的熔融地核和固体地核的状态应有助于限定太阳星云的演变,而所有的行星最初都是由这些太阳星云形成的。
也许,地球表面上的生命是如何起源的这一点更远远不清楚。最简单的解释是,在有仍然年轻的太阳的大量辐射通量存在的情况下分子进化的结果。迄今为止,还没有什么东西使得有必要作更特别的说明,如象由银河系其他地方的有机体移民到地球表面(泛生源说)。但事实却是,对重构生命进化的最初阶段的试图来说,离它们的目标显然还有一段很长的距离。
幸好,目前对地球表面上人类的进化来说,事情还不完全像这样。现代人的南方古猿祖先的分布已在地图上被合理地表示出来了。但是,分子遗传学技术可能还会使关于人类和类人猿之间的平行进化,甚至关于人类显著的特征产生的遗传基础作出推断已成为可能,而这些显著的人类特征具有很大的文化重要性。一个同样重大的发现,是人类学的和文化的进化之间的联系,尤其是语言的运用。
生物学——当代科学蓬勃发展的分支,有不同类型的问题需要回答。其中最突出的问题是大脑如何工作。有各种理由可以认为,突出的困难在很大的程度上是概念上的。这并非单单指还没有人能回答出“什么是意识?”这样一个重大的老问题,而是指即便是像“什么是记忆?”这样简单的问题得到的回答也是不够严格的。还有一些难于对付的技术问题,而所有这些问题都与大脑的极大复杂性有关,是它所含有的神经元的数目以及这些神经元彼此间相互连接的数目的函数。像在其他领域中一样,在生物学这一领域中,在今后的若干年内还会面临巨大的数据检索问题。
这丝毫也不意味着,已经同生物学密切牵连在一起的伦理学问题不重要,或者说它们会自然而然地消失掉。遗传诊断的采用已经引起了争议。幸好专业的生物学家像其他任何人那样对这些困难似乎都已有充分的了解。