各学科的致命缺陷

2026/3/8 📖 7 分钟阅读 · 约 2339 字 道可道Science-深度科普
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数学、物理学、进化论、心理学、天文学、经济学——各自都有哪些致命的缺陷?

物理学的三大缺陷

缺陷一:所有理论都有适用范围

所有的物理理论都有一定的适用范围。例如:

  • 量子力学的标准模型只是能量低的情况下的近似有效理论
  • 广义相对论会在黑洞里面失效
  • 宇宙膨胀破坏了时间的平移对称性,所以在宇宙膨胀的过程中,能量不在守恒

所有的物理理论都是近似有效理论,都有一定的适用范围。

缺陷二:数学上不严谨

一些物理理论在数学上不严谨,例如量子场论的路径积分在数学上是不严谨的

数学和物理学的核心区别是:

  • 数学更在乎理论是否逻辑自洽
  • 物理学更关心理论是否与实验相符

因此,物理学家的普遍心态是:只要我算出来的结果跟实验在一定精度内符合就行,管他数学上严不严谨。

理论的严谨性证明,那是数学家的事儿跟”我”无关,“我”只管拿来计算。

但是,数学严谨性的缺失,一定会让物理理论存在很大的隐患。

缺陷三:一些分支误差较大

广义相对论和标准模型的精度可以达到99.9999%以上。但是热力学和凝聚态物理就不一样了

热力学和凝聚态物理缺乏第一性原理支撑,只是对现象做出了总结,所以误差通常比较大。

举例: 热力学里面有个”能量均分定理”,用它来计算双原子分子的比热容,误差竟然超过10%。


心理学与医学:可重复性危机

心理学和医学最大的问题是可重复性不高

什么是可重复性?比如一篇学术论文说某某药物能治疗心脏病,但是我这边重复做了几遍实验,发现它不能治——这就是可重复性问题。

数据令人震惊:

  • 2015年,科学家选了100篇心理学顶级学术期刊的论文,全部重新做了一遍实验,发现只有36%的论文结论可以重复
  • 2018年,对28个经典的心理学实验又重新做了一遍,发现只有50%可以重复
  • 对45篇顶级医学论文重新做了一遍实验,发现只有44%可以重复
  • 对53项癌症研究重新做了一遍实验,发现只有11%可以重复

心理学和医学论文的可重复性,实在是太低了。

为什么会这样?

主要的原因是:心理学和医学一直使用统计显著性P值小于0.05这个标准。

很多人以为P值0.05相当于5%的出错率,实际上不是的,因为P值没有包含假阳性的情况。

现在不断有学者呼吁,在心理学和医学领域把P值从原来的0.05提高到0.005。如果P值真的提高到0.005,至少一半的心理学和医学论文就废了

论文造假严重

现在各个学科普遍存在大量的论文造假现象。你让论文的作者自己重复自己的论文,很多都重复不出来。

论文造假最严重的领域是医学领域。在被撤稿的学术论文里面,医学论文的数量遥遥领先。


天文学:近似与误差

天文学最大的缺点就两个字——近似

相对论计算起来太复杂了,大多数天文学模型直接用牛顿引力近似计算。磁场计算起来太复杂了,99%的天文学模型都会忽略磁场。

如果去看天文学的教科书,就会发现大量的”约等于”符号,还有一堆近似公式。

凤姐近似一下都能变成范冰冰。

这些离散的点,天文学家会把他们近似成一条直线。这些图片都是从顶级的天文学论文里面扒下来的,各种近似。

所以,天文学是一门不是很严格的学科,整体上误差还是挺大的

天体的距离、质量、寿命误差普遍在10%到30%之间,甚至50%的误差,在天文学里面都很常见。

在天体物理学或者宇宙学,你建个模型,只要数量级猜对了就很牛逼,就能发一篇不错的论文。

当然,天文学里面也有少量的精确模型,比如微波背景辐射、造父变星、哈勃红移等等。但是这种精确模型实在是太少了,大多数天文学模型都很粗糙。


经济学:解释强,预测弱

经济学被誉为”社会科学之王”,正在大举入侵法学、心理学、历史学等其他学科。

经济学最大的优点是解释能力很强,最大的缺点是预测能力很弱。

凯恩斯说过一句话:“在过去的5次经济危机中,经济学家成功预测出了15次。”

这种预测比瞎猜要好一点,但又好不了太多。

缺陷一:以解释为主

经济学的核心是假设。只要选取不同的假设,经济学模型能得出任何结论,能解释任何经济现象。

这就是为什么经济学家都是事后诸葛亮的原因:事前几乎不能做出预判,事后又说符合哪个经济学模型。

缺陷二:过度数学化

一帮数学家进入到了经济学领域,降维打击了经济学,弄出来了很多无比复杂的数学模型,满屏幕的数学公式看着挺吓唬人的,实际上效果不怎么样。

不论是解释还是预测,误差都很大。

科学的核心是实证,不是数学模型。数学只是科学的工具,不是科学的目标。经济学有点舍本取末了。

派系林立

经济学至少有20多个门派:新古典自由主义、凯恩斯主义、奥地利学派等等。每个门派都有自己的假设和数学模型,各大门派之间还互相打架。


数学:公理不一定正确

数学由三部分组成:公理、符号定义和逻辑推理。符号定义和逻辑推理这俩没什么问题。

数学最大的问题是它的公理

数学总共有几十条常见的公理:

  • 集合论有10条或9条公理
  • 算术有5条公理
  • 逻辑学有3条公理
  • 现代集合论有20条公理

整个数学体系就是建立在这几十条公理之上,所有的数学公式、所有的数学理论都可以还原成这几十条公理。

陶哲轩说过:现代数学分析有一个非凡的成就,仅仅从5条算术公理和9条集合论公理出发,就能构造数系,创造函数,并且推导出全部的代数和微积分

所以公理是一切数学的基础,是一切数学理论的起点。

那数学公理百分之百正确吗?

不是的。例如:

  • 广义相对论就推翻了几何学里面的平行线公理,真实的宇宙不存在平行线
  • 很多数学家怀疑集合论里面的选择公理是不是正确的
  • 还有物理学家怀疑逻辑学里面的排中律公理是不是正确的

公理不一定正确,最终导致数学理论不是百分之百正确。

这就是为什么说数学只有99%以上置信度,而不是100%置信度。


进化论:细节不完善

达尔文的进化论有很多错误,但是现代进化论已经把达尔文的那些错误都修正了。

各个物种之间DNA序列的相似性已经证明了生物演化的存在。

那现代进化论有什么缺点呢?

最大的缺点是进化的细节不完善。例如:

  • 生命的祖先LUCA是怎么来的?
  • 进化到底是以间断平衡为主,还是以连续变化为主?
  • 中性进化对物种的性状到底有没有影响?
  • 大脑是如何一步步演化的?

这些进化的细节都不清楚。

进化论大的框架是没啥问题的,但是进化的细节证据没有那么充分。


科学的认知边界

每一门学科都有固有的局限性:

  • 数学未来几百年可能解决黎曼猜想,可能解决哥德巴赫猜想,但是数学永远不可能保证公理百分之百可靠
  • 天文学再怎么发展,也无法避免比较大的误差
  • 经济学再怎么发展,也很难给出预测

这些学科的缺陷,都是这些学科最底层的方法论缺陷,是从娘胎里生出来就带的缺陷,是永远不可能解决的缺陷。

这些学科的固有缺陷,代表了人类认知的边界

也就是说——

科学绝不能全知全能,科学有认知边界。