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张捷:科学到底是什么再思考——科学不是原创是发现,发现重于逻辑!

2019-12-19 10:02:02  来源: 拼娃   作者:张捷
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张捷:科学到底是什么再思考——科学不是原创是发现,发现重于逻辑!

  【原编者按:我写了一个大课题,对于科学是什么应当重新认识,我们只讲原创,但科学真理不是你创造的,连西方的唯心主义都不敢说是自己创造了啥而是上帝创造他发现的,就如我们只能说牛顿创造了微积分发现了三大定律和万有引力,不能说万有引力和三大定律是牛顿的原创。

  对于科学的认识,培养下一代发现问题的精神,其实是特别重要的事情,而西方给我们的科学定义只讲逻辑不讲发现,也就是逻辑的前提和公理,背后抹杀了古代中国对人类文明诸多的重大发现。我们前面讨论了实践检验真理,而真理怎么来的?不是原创的,是发现的,发现客观规律。】

  对科学到底应当怎么定义,其实在中国是统一思想认识的大问题,但这样重大的问题,却被有意的忽视了。现在各种炸群的争论,比如中医啥的,最后都要回到科学的定义上来。而且如果把一些问题细想,发现这个基础概念在各个辩论人群当中根本没有统一,概念不一致,是无法建立起有效的思考和逻辑体系的,所谓的辩论、争论,实质上也就是变成了抬杠,杠精的特点就是概念不清的胡搅蛮缠。所以科学的概念到底怎么样,中国都要统一认识,需要正本清源。

  中国各种权威著作上,科学就有不同的定义版本:《辞海》1979年版:

  【“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系,它是适应人们生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展的,它是人们实践经验的结晶。”】

  《辞海》1999年版:

  【“科学:运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质的规律的知识体系。”】

  法国《百科全书》:

  【“科学首先不同于常识,科学通过分类,以寻求事物之中的条理。此外,科学通过揭示支配事物的规律,以求说明事物。”】

  前苏联《大百科全书》:

  【“科学是人类活动的一个范畴,它的职能是总结关于客观世界的知识,并使之系统化。‘科学’这个概念本身不仅包括获得新知识的活动,而且还包括这个活动的结果。”】

  《现代科学技术概论》:

  【“可以简单地说,科学是如实反映客观事物固有规律的系统知识。”】

  科学一词,英文为science,源于拉丁文的scio,后来又演变为scientin,最后成了今天的写法,其本意是“知识”、“学问”。中国的科学定义据说最早来自于康有为,而康有为的定义,则是非常表面化的,可以望文生义的定义,而且是引用了日本人的翻译。日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译为“科学”。到了1893年,康有为引进并使用“科学”二字。他对此的解读为——科学:就是分科之学。严复在翻译《天演论》等科学著作时,也用“科学”二字。此后,“科学”二字便在中国广泛运用。在西方科学进入中国之前,我们中国的学问是不分科的,讲的是融会贯通和大而化之的,是博学鸿儒。与科学对应的,就是博学。而且我们当初看的科学,更多的是自然科学。这里中国的文理分科,其实与科学进入中国的定位也是有关的。

  中国的文科与理科的分类与西方是错位的,中国算作理科的,主要的近代外来西方的自然科学部分,中国以前有的都算作文科,所以伽利略那样的观察星星等在中国肯定是文科,天文地理都是文科的,哲学也是文科的。而西方的数学物理等都在哲学里面。其实西方的文理分科,就是哲学和神学的区别,也就是归上帝的都是理科的,阐释上帝的规律;归凯撒的都是文科的,有助于统治者的。因此西方文科治国是当然的,但搞中国定义的文科治国,排除掌握近代科学的人在治国的范畴,问题就非常巨大。

  现在社会上对科学的定义,一些人采取的,是比上述更为狭义的定义。这个定义大致与爱因斯坦定义的科学相当:严密的逻辑体系和验证体系!在现代科学的很多领域,确实是达到了这个标准,但这个就是科学的全部么?爱因斯坦的立场在里面充满了对中国人的歧视,他的科学定义是有意的狭义化量体裁衣,把中国古代给矮化。就如他说中国人不可能数学如何如何,激励了两代人奋起直追。现在有些人就又想要搞复辟,矮化和简化中国的数学教育了。

张捷:科学到底是什么再思考——科学不是原创是发现,发现重于逻辑!

  (引自《走近爱因斯坦》,187页,A·爱因斯坦著,辽宁教育出版社,2005年6月)

  对古代中国,中国的历史上没有严密的逻辑下的数学,当年圆周率就到不了3.1415926这个精度;而且古代中国天文历法领先世界,古代中国有改变人类的重大发明,都需要有理论支撑才可能的。这里有不同的科学家群体的利益问题,西方的另外的大师可能就是不同的看法,比如很多人推崇的哈耶克等人。物理学家都是要科学的一切学科走向逻辑化的,同时物理学家们还不承认数学是科学,但在逻辑化这一点上,数学家和物理学家是一致的,但西方科学还有另外的领域,这些领域在中国甚至是如前面所说,是被归入文科的。

张捷:科学到底是什么再思考——科学不是原创是发现,发现重于逻辑!

  科学里面是有物理哲学和生物哲学之争的!林奈的生物学科,动植物分类学,这些在西方也是公认的科学范畴。对生物等学者,西方科学上也给予了崇高的地位。生物讲的主要不是逻辑,而是演化论!达尔文的进化论就是演化论的一种。如果带上生物,带上演化论,那么中国古代的科学成分就多了很多,甚至包括了中医。就如你在西方法布尔观察昆虫,林奈植物分类都是科学,为何中医发现某种植物可以对人产生特定的效用,就不是科学了?这里为何是演化论,原因就是很多事物的联系不是强因果关系,不是因果的决定论,是一个概率的决定,而且物理学到量子力学以后也是概率,变成了爱因斯坦终身反对的“上帝掷色子”了。而我们还可以举一个例子,就是近年大热的阿法狗下围棋的人工智能,不是严格算了每一步的逻辑推演,而是不断的机器博弈学习,利用以往的经验进行演化,通过多少万盘棋的博弈积累,让棋艺不断提高上来的。这与当初下国际象棋的深蓝是完全不同的思路!

  对演化论而言,中国的学界就要熟悉的多了,我们的政治经济学和哲学课,就是要学的。我们矛盾论这样的理论就是演化论,而辩证法也是演化论的,在生物的生态上,千头万绪,你的逻辑从哪里着手,在哪里建立逻辑的前提,也是要讲主要矛盾,讲矛盾的主要方面的,是不可能全部面面俱到,而且是与各种初始状态有关的演化的。而各种初始经常不可知,就如讲气象的段子说南美的蝴蝶翅膀的故事。

  科学一词在中国被过度的神化,在中国当前社会语境里产生了西方没有的一个引申意,就是“好的和对的”的意思。好像不是科学的都是伪科学,都是不好的和骗人的。其实这里的逻辑关系是有问题的,正命题与否命题的逻辑关系被扭曲了。伪科学一个词汇是指假借科学之名骗人的东西,而不是科学的,未必是骗人的和不好的,就如诗歌不是科学,但不能说它是伪科学。

  如果科学仅仅是逻辑体系和这个逻辑体系的验证,则逻辑体系的问题就是自己自洽了以后,你是跳不出这个体系的!就如你在经典物理欧几里得几何体系之下,你是跳不到非欧几何的现代物理的相对论下的,这个跳跃不是一般人可以做到的。爱因斯坦数学其实很优秀,但当时搞物理的是不会去学习了解非欧几何的,而且在数学界,非欧几何在找到现代物理应用之前也差不多是异端。而逻辑的前提,其实更重要!相对论发现的前提是在因果关系不能倒置上,而电磁学的前提则是电磁感应的发现。且不说生物的发现是西方经典科学的一部分,物理学的发现也是一样的,只不过当今物理学在发现的基础上,逻辑体系已经盖成摩天大楼,在楼里面谁也不看深埋地下的地基——逻辑的前提了。

  对科学而言,西方还有一个特别重要的词汇,不是逻辑,而是discovery发现,discovery这个词在科学当中具有极为重要的意义,我们在定义科学的时候,只有logic,没有discovery!这才是问题的关键。在科学上,是发现Discovery重于逻辑Logic的!

  而科学要discovery去发现的对象是什么呢?其实说到这里,就要往更本源的地方去看。中国的科学定义,居然没有科学哲学当中另外最重要的一个概念,就是自然Nature!自然Nature这个词是科学哲学的基石,来自于Nature自然这个概念!我们最著名和重要的科学杂志期刊,名字就叫做《自然》!

  自然(NATURE),广义而言是指自然界,规模大至宇宙,小至基本粒子,包括物理学宇宙、物质世界及物质宇宙。“自然”指的是自然界的现象,以及普遍意义上的生命。而自然这个概念的根本,是在于它的力量是不能被人类意志所决定的,是有人类意志之外的规律!自然的概念,来自于古希腊的著名哲学家泰勒斯。

  泰勒斯,是古希腊时期的思想家、科学家、哲学家,出生于爱奥尼亚的米利都城,创建了古希腊最早的哲学学派,是希腊最早的哲学学派——米利都学派(也称爱奥尼亚学派)的创始人。古希腊七贤之一,西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家,被称为“科学和哲学之祖”。泰勒斯是古希腊及西方第一个自然科学家和哲学家。且不说大家对古希腊历史的质疑,就算是文艺复兴时期的夸大,西方科学哲学的基石,也离不开自然的概念。

张捷:科学到底是什么再思考——科学不是原创是发现,发现重于逻辑!

  其实西方科学哲学的精髓,在于发现自然规律,提出发现自然规律的方法。逻辑体系和实验验证,都是发现自然规律的方法,是方法论。科学哲学的本身,在于发现和自然,在于自然规律!其实自然在中国古代思想也都是有的,自然的翻译,就是来自古代的道家。

  所以我们要定义科学science,就离不开自然nature,也离不开发现discovery,当然还有一直突出的逻辑logic和实验experiment。现在只片面强调逻辑是不对的,各个层面都非常重要,但更重要的,应当是发现discovery!在生物分类、演化论等层面,更多的是发现和自然;而在物理逻辑体系里面,一样以发现为所有逻辑构建的前提。在各种依靠逻辑计算无法算清楚的客观自然面前,我们解决问题的方式就是试验和发现。其实在社会科学领域,此方法是更普遍的,这也是你依靠逻辑理论体系计算的计划经济,为何不如实践演化论来检验的市场经济的原因。这也是前面提到的人工智能下围棋,不是逻辑的运算,而是多少次博弈以后的经验积累和演化。自然和发现,比你的逻辑推理更重要,是唯物主义的体现,也是信仰客观唯心主义的西方人能够成为唯物科学家的原因。我还与一个搞适航规则的专家探讨过类似的问题,大飞机的适航,是难以一个简单的逻辑体系来建立的,是多少次人类飞行经验演化来的,这些适航规则,当然属于保障全人类生命安全最严谨的科学之一!

  我们可以发现的是,在介绍西方科学概念,学习西方科学哲学的时候,灌输给中国学术界的,就是被刻意阉割的。我们再回到本文的开始,法国给科学的定义是分类找到条理,这里甚至没有用逻辑这个词汇,因为对生物的分类,不是数理逻辑来解决的。如果以这样的定义,李时珍的《本草纲目》肯定就算是科学了!而中国《辞海》和《百科全书》的定义,客观世界系统化的知识体系,这个知识是怎么来的,也是发现最重要,是逻辑体系的公理,是演化论的本源。

  西方给中国传输科学概念的时候,没有了对发现discovery的认可,为何西方要这样对中国?背后就是没有了发现,他们就可以矮化古代中国对人类科学所做的贡献了!西方承认中国的几大发明,但对这些发明的发现就是不提了。而发现是更根本的内容!

  没有了发现,我们很多的话语就有问题了。我们总说中国没有原创,我们要原创,但科学首先的是发现!技术才可以提出原创这样的说法。原创是最初的创造,创造是制造或者设计以前没有的东西;而发现是找到客观早已经存在但人类未知的东西,二者是有巨大的区别的。科学是发现客观规律,你不创造或者发明规律,它也存在在哪里,不是以人的意识为转移的。即使是在西方的唯心主义的社会,也不敢说自己的原创,只敢说是发现了上帝的规律,这里有人实际上是在搞主观唯心主义。也就是我们只能说牛顿发现了三大定律,不能说牛顿创造了三大定律。爱因斯坦的相对论,一样只不过是他的发现,不能说是他的“原创”!

  西方对研究人员的发现,在科学上的地位就是无比的崇高的!比如:法拉第发现了电磁感应,这个是没有复杂的各种计算和各种逻辑的!同样的给诺贝尔奖,我们看到的是给德布罗意、田中耕一等诺贝尔奖,被中国的一些人叫做了学渣的逆袭,如果他们知道法拉第只读过两年的小学,然后就是当学徒给一个化学家当助手,按照中国的科学要繁复之逻辑,那该如何评价?中国评价科学奖,重视的是复杂的逻辑运算,最好难度是一般人都看不懂,而不是一个在很多人认为很巧合的发现。类似的就是我们评价袁隆平,就是总评不上科学院院士,主要是他发现了没有雄蕊的野生水稻,不会自花授粉,才可以杂交,这样的发现就是一个野外田间的巧合。而诺贝尔奖我们可以看到的是得奖的都是最初的发现者,而不是给后来推演和复杂逻辑运算者!中国对科学研究的评价,对研究发现者的价值,估算得是远远不足的!

  我们物理层面的理论体系和计算,早已经超越了我们实验的能力!是在原有理论体系下进行逻辑上的不断推演,其实已经走到了非常困难的地步!只靠纯逻辑你怎么能够证明你的推演?!要知道历史上的经典物理,就是推到极限的时候,出现了紫外发散的“乌云”,然后才有后来现代物理的大发现!所以科学的逻辑体系,是离开了发现的。经典物理推导到当时的极限,与客观世界对比被发现是不对的,才发现了量子力学和相对论;那么为何是同样的一群人,把他们的现代物理推到极限以后,就一定是正确的呢?!科学是离不开发现的!

  再看前面说的欧氏几何和非欧几何,到底哪个正确?历史上争论几何的第五公理两千年,最后是哥德尔定理终结了争论,但他告诉你的结论是数学的逻辑体系解决不了这个问题,任何一个逻辑体系都有一个你无法证明也无法证伪的命题。解决这个问题是来自于物理学,现代物理是建立在非欧几何的体系之下的!经典物理是现代物理的近似。这个是用discover发现来解决的!不是原创解决,也不是逻辑来解决!黎曼原创了非欧几何,牛顿原创了微积分,但在科学上,价值比他们这些原创更大的,是发现了三大定律和相对论。在对科学价值的认知排名里面,发现排在更前面。所以科学的发现规律,比科学的逻辑体系,比科学技术的原创发明,是更有意义的事情,是一切开始的本源。西方工业革命发明了蒸汽机、纺织机,这些可以称为原创,但更本源的是西方以牛顿发现三大定律为代表的,发现了力学运动的规律。科学上物理规律的发现,才是这些技术发明的基础。

  中国的学术界,其实已经发现了我们学术研究落后的问题:就是我们的科研人员做研究时,善于解决问题却不会提出问题。啥叫提出问题?就是发现!发现要去研究什么才是关键。解决问题是依靠技术的发明和数理逻辑,但提出问题主要是在发现层面。西方非常重视问题的提出,比如哥德巴赫猜想、黎曼猜想,这些重要的问题猜想,都可以变成有巨大科学价值被认可,但中国的评价体系是不会的。而最近,也是物理学家的发现,反而引发了数学界的大地震:《三个搞物理的颠覆了数学常识,数学天才陶哲轩:我开始压根不相信》,三位物理学家在计算中微子振荡概率的时候发现:特征向量和特征值的几何本质,其实就是空间矢量的旋转和缩放。中微子的三个味(电子,μ子,τ子),相当于空间中的三个向量之间的变换。这个是一个改写数学教科书的公式,没有他们在物理上发现的时候,人类天才的数学家们走了多少年的弯路了。而有了物理学家发现的结论,著名数学天才陶哲轩一个月内就给出了三种证明方法。这个例子恰恰可以说明发现的重要。很多数学上无法解决的问题,到了物理学家那里,就是实验和发现!等以后数学发展到能够解决了,再理论解释。弱电统一就是走的这个过程,科学上先发现了电磁力和弱相互作用,然后再构建统一理论的数学模型。

  人类的发展进入到了人工智能时代,越来越多的计算,包括逻辑的推演,可以通过机器来完成,而人工智能不是万能的,当年著名的计算机学科的大师图灵就给出了这样的边界,叫做:图灵停机问题,经过证明:不存在这样一个程序或算法,它能够计算任何程序或算法在给定的输入上是否会结束(停机)。也就是说连是否会死机这样的简单问题,人工智能也是不能进行算法判断的!所以在人工智能时代,发现在科学上的意义,变得越来越重要了,人工智能的能力边界,在发现与原创之间的鸿沟。这里人工智能是可以原创出很多人类没有的东西的,就如阿法狗下围棋,新一代的阿法狗已经原创出来了很多人类从没有的下法和对围棋的认识,超过了人类输入给它的定式和思维。在这样的比较之下,我们可以看到在技术上的原创与在科学上的发现,哪一个是更有意义的,西方在评价发现时给的标准,他们这一点上的哲学价值观是有道理的。

  发现带有偶然性和发现人的个人性,中国讲人民大众创造历史,对个人英雄主义是排斥的,但对科学发现,确实不应该搞极左的东西。中国道路讲实践是检验真理的唯一标准,这个是对真理的检验,但你拿去检验的真理是怎么来的?真理需要科学发现!真的是需要摸着石头去发现过河的道路的。因此道理都是辩证的,太极端是不好的,要在必然性下承认英雄的科学发现,承认偶然性也有一定的历史作用。

  认识到了发现的重要,其实在科学之外的艺术领域,一样是有借鉴意义的,发现依然重要。在美的层面,有你设计的创造,但也有对大自然之美的发现!而一个艺术家离不开写生,其实就是要从对美的发现开始的。所以即使是在人类审美这样的完全唯心的领域,也是离不开对客观事物的发现的。

  把这些问题想清楚,就可以理解我们的教育,理解什么是真正的素质教育!我们过于强调数学和奥数是不对的,虽然逻辑是绝对重要的,但逻辑不是万能的!中国是搞素质教育的反对奥数不要逻辑,只看到西方的皮毛,变成了声色犬马教育,则更是错上加错。西方的教育在逻辑分析之外,其实重视的是对孩子洞察力的培养,是对发现能力的培养,而不是外在的形式。让孩子充分玩耍和学艺术熏陶,是培养对美和对自然的观察和发现能力,这不是简单的外在表现。中国的教育长项在逻辑,数理优势我们不能丢掉,带来了我们的工程能力;同时我们不会提出问题的短板,正是发现能力不足,这个是素质教育需要培养的。素质教育到底是什么,其实把科学到底是什么认识清楚了,对啥是素质教育,也就彻底认清楚了。

  如果我们再回顾一下,最初现代汉语中的“科学”怎么样从西文science的翻译过来的。这个词汇最初译为“格致”,取自儒家的格物致知。Science的“科学”这个翻译是维新派的支持和日本外来语。中国的格物致知确实是非常符合西方的科学精神的,而且我们的格物致知是需要静心意诚的。中国古代的格物致知其实也是科学研究,格的是物不是心!在《大学》里面,格物致知是能够修齐治平的本元,所以中国古代也是有科学精神的。古人对自然也有非常多的观察,科学上有错误,不能简单的说是伪科学。这里大家都知道地心说不对,但日心说就真的绝对正确了么?其实太阳也不是中心,或者无限下任意一点都可以是中心,关键是怎么定义惯性系!而地心说当初是很先进的,有非常多的正确观测结果。中国古代的历法,对太阳与月亮的关系也是计算得很准确的,在月亮历法下的24节气是与太阳位置相关的。因此中国古人的科学贡献,在近代西方崛起下,被西方话语权是贬低的。

  中国崛起,都要道路自信,就要重新认知中国的历史以及西方灌输给中国的概念,这样的概念搞清楚,对我们的后续发展至关重要!中华文明延续数千年的历史经验,在认知世界的领域,必然不是蒙昧社会,我们要重新认识这个世界的逻辑,这才是中国道路自信的开始。而认识科学的本元,就是我们重新认识世界,重新解释中华文明和中国道路先进性的理论基础,中国道路是原创。

  2019年12月于中关村

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