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科学哲学和技术哲学(上:科学哲学)

[更新时间]2009-02-26 15:54:45 [字数]13514

科学(技术)究竟是什么?
围绕这个问题,就有了科学哲学和技术哲学。


这个问题是不难回答的,因为我们就处在科学技术时代。这个问题是很难回答的,因为科技时代存在许多科技问题,比如科技的本质、方法、规律、作用、利弊,真理和知识,客观和主观,理论和实验,等等,这些问题归结到一点,就是"科学(技术)究竟是什么?"
有人为这个问题专门写了一本书,这本书就取名《科学究竟是什么?》[1]。作者因此而成了著名的科学哲学家。这个人就是查尔默斯(Alan.F. Chalmers, 19  -)。
初看起来,这个问题没什么大不了的,谁都可以说出个一二三来。但是往深处思考,就连大科学家、技术人、哲学家也未必能让大家听从他的说法。这就是哲学思考的一个特点。
平常处不平常,简单处不简单。科学少不了好奇,但是好奇不是单纯的猎奇。对于简单和平常问题的好奇,才是大科学家、技术人的特点,是他们的基本功。这就是为什么科学家比如牛顿、爱因斯坦等人,总是强调理论、原理的简单性,或者说简洁性。技术也是如此,十进制够简单了,发明家还嫌复杂,非要用几乎简单到头了的二进制,来设计电脑的基本功能,从而建立了惊人复杂的电子数码空间。又譬如平常的物理空间,正因为其简单、"空洞无物",才能容纳如此纷繁复杂、色彩缤纷、变化无端的大千世界。


就心理素质说,"简单"就是少一些成见,多一些包容和灵敏。这不是一般所谓的头脑简单,而是科学思维的一个起码要求,也是发明创造的一个基本素质。对于这种心理素质或精神状态,中国人有个简单而回味无穷的称谓:空灵。


好了,让我们尝试用一种空灵的心境,踏入气象万千、美不胜收的科学(技术)哲学之旅吧。


 

第一节 科学哲学
按照比较通行的做法,这里对科学(技术)哲学主要做狭义的理解,把它大体限定为近现代学者对于自然科学(和技术,还包括数学)的哲学问题所做的研究,其中有些学者本人就是顶级自然科学家,比如牛顿、爱因斯坦、海森堡、杨振宁、吴健雄、居里夫人等;另一些则是对自然科学(技术)有良好的素养但是没有做出一流成就,而是在科学哲学领域属于一流学者,如波普尔、拉卡托斯、库恩、费耶阿本德等。通常所说的科学(技术)哲学,主要是指后者的研究,但是前一类学者——即一流自然科学家(技术人)的科学(技术)哲学,其实是极为重要的,它提示人们:一个人要想在自然科学技术领域做出伟大成就,应该具备怎样的哲学素养和人文社会科学素养,乃至艺术知识。


 

一.            查尔默斯:科学究竟是什么?
查尔默斯(Chalmers, A.F.)
艾伦·查尔默斯1976年出版《科学究竟是什么?》这本书第一版的时候,大行其道的科学技术颇有泛滥之势。书中描写道:芝加哥大学社会科学研究馆的正面刻着这样的字句:"如果你不能测量,你的知识就是贫乏和不能令人满意的。"大量广告也打出了科学的招牌,说这个那个产品如何科学,甚至早先迫害过科学家的基督教,也大肆颂扬科学了。当时有一家报纸刊登了一幅提倡基督教科学的广告,标题是:"科学认为圣经可证明是真实的",接着告诉我们:"甚至科学家自己现在也相信这本书"。查尔默斯说,这里是直接诉诸于科学和科学家的权威,来证明自己的观点有根据,甚至不可反驳。但是——查尔默斯接着问道——"这种权威的基础是什么呢?"


这就是科学哲学的根本问题。虽然它可以蕴涵或者延伸出"科学怎么样"、"科学为什么"等重大问题,但是一般而言,首先必须搞清楚的是:"科学是什么?"


为了回答这个问题,产生了许多科学哲学家,其中最著名的有弗兰西斯·培根,卡尔·波普尔,托马斯·库恩,保罗·费耶阿本德等人。查尔默斯感到,令人困惑的是,科学哲学的现代发展,突出和强调了一些根深蒂固的困难,这些困难是和下述观点联系在一起的,即:(1)认为科学乃是基于通过观察和实验而获得可靠的基础,以及(2)认为有某种推理程序使得我们能从这种基础中可靠地推导出科学理论。但是,从相信归纳和实验的培根到主张"怎么都行"的费耶阿本德这段历史表明,恰恰没有任何方法——不管是归纳还是演绎,不管是逻辑思维还是观察实验——可以证明科学理论是真实的或者即使是可能真实的。查尔默斯写完这本书大概7年,也就是1983 年,罗马教廷正式承认 350 年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。但是有趣的是,科学哲学却早在"审判"科学自身了。不过,这些审判有时候似乎过了头,比如主张科学"怎么都行",就几乎取消了科学,查尔默斯认为这种"非理性主义"不能令人满意。最后查尔默斯也提出了自己的观点,但是声明说:本书是按照下列古老的谚语行事的:"我们始于迷惘,终于更高水平的迷惘。"


中外许多人(譬如爱因斯坦等)认为:中国没有产生西方式的现代科学,就科学技术本身而言,重要原因在于(1)中国没有发展出西方文艺复兴以来产生的近现代实验科学技术,以及(2)没有产生出古希腊创造的、近现代发展的形式逻辑和公理化数学。这是很有见地的。这方面,中国人还需要怀着最高的虔诚和感恩心情,学习学习再学习。不过,若是读过西方科学哲学对于西方现代科技的这两大法门进行的深刻反省和无情批判——其方式之凶猛、结论之独特、态度之严肃往往令人瞠目结舌——我们更应该对于人类理性的崇高情怀和永不满足的探索精神肃然起敬,这大概就是西方科技的精髓所在了。有了这种精神,才不至于在全球科技东西汇流、日益整体化的今天,还去漠视科技的不断发展和千姿百态的无限可能性,不至于看不到东方科技传统的独特魅力(譬如整体化思维、天人合一态度),看不到这种传统神髓有可能通过吸收西方精华、融入世界科技大潮而实现在当代和未来的重新勃兴,看不到东西科技精神的友好联盟所孕育的人类新科技文明的健壮胎儿正在新人类母腹中腾挪其充满活力的舞步,听不到其不同凡响、史无前例的世纪音符和千年绝唱。

二.            归纳法发展与批判

 

(Francis Bacon,1561-1626)
西方思想从中世纪到现代的转换得益于科学的成长。文艺复兴充满了教会理论和经验主义之间的强烈对抗,大约200后,出现了启蒙运动,给教会以更加沉重的打击。波兰的哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473-1543)以太阳中心说反对中世纪教会主张的地球中心说,他的武器就是借助观察证据。英国的培根(Francis Bacon,1561-1626)极力论证和抬高观察、实验和归纳法这些"新工具"来发现新科学,以对抗或弱化古希腊和中世纪盛行的亚理士多德演绎法这种据说不产生新知的"老工具",德国的开普勒(Johannes Kepler's ,1571-1630)则用观察和数学工具得到的行星轨道椭圆论取代古希腊学者毕达哥拉斯(Pythagoras,约580-530 BC)的轨道正圆论。意大利数学家、物理学和天文学家伽利略(Galileo,1564-1642)更是使用天文望远镜来推进天文学。最后,牛顿力学的极大成功进一步促进了归纳法的流行,因为牛顿自称他的力学体系并不依赖任何假设,而只是依靠观察和归纳。


但是,历来就有人指出,牛顿并没有按照自称的方法行事,他假定了无所不在的上帝,以便确定绝对时间、绝对空间和绝对速度;他假定了弥漫一切空间的以太,以解决引力问题,等等。因此,许多人把牛顿等人的方法称为"假说-演绎法",并且对归纳法进行了所谓"决定性的批判",其中最著名的有英国的休谟、罗素,德国的莱欣巴哈(Hans Reichenbach,  1891-1953)和奥地利的波普尔等。

 


(David Hume ,1711-1776)
作为英国经验主义三巨头最后一位大人物,休谟(David Hume ,1711-1776)的多才多艺使他在经济学、历史学、哲学和文学等众多领域做出了重要贡献。他对哲学和科学问题的思考主要写在《人性论》(A Treatise of Human Nature ,1739-1740)和《人类理解研究》(Enquiries concerning Human Understanding ,1748)中。在这些思考中,他对归纳法的质疑是如此深刻,以致后人将这个"归纳问题"以他的名字命名,这就是著名的"休谟问题"。
"休谟问题"可以这样表述——关于事实的一切推理都以因果律为基础,都遵循"因为甲,结果乙"的推理模式。但是这个模式并没有逻辑必然性,在经验中,乙只是经常跟随着甲出现罢了,我们永远无法看见甲确实产生了乙。因此,因果律以及根据因果律做出的归纳,只是心灵的习惯,是靠不住的。用大量成功进行的归纳推导的经验所形成的习惯来证明归纳法可靠,就是用过去经验证明一切可能的经验包括未来的经验,没有必然性;也是用归纳证明归纳,乃是循环论证,会产生无穷倒退——总之,它们既没有逻辑的必然和理论的根据,也经不起反例的驳斥。例如,尽管经验和习惯使我每次吃苹果都有苹果味道,但是下一次也许我就吃出烤牛肉味了,从过去吃苹果的经历归纳不出"因为吃苹果,结果必定尝到苹果味"这一具有因果关系的普遍规律。同样,我们看到太阳每天从东方升起,却无法保证今后也一定如此,因为也许终会有太阳不再升起的一天(比如在南极北极,等等)。
就是说,假定我们把吃苹果的经验设为X1, 把看太阳升起的经验设为X2, 又假定过去这两种场合中我们总是成功地做出了归纳,我们是这样根据经验来证明归纳法的合理性的——
 归纳原理在X1场合成功地起作用。
        归纳原理在X2场合成功地起作用,等等。
      归纳原理总是起作用。
这显然是用归纳法证明归纳法,属于循环论证。
可见,把科学建立在归纳之上,是多么不可靠。
Bertrand Russell (1872-1970)
英国哲学家、数理逻辑学家罗素很欣赏休谟对归纳法的批判,他认为休谟之后没有一位学者对"休谟问题"做出了像样的回答。罗素认为在现代科学中,科学家已经知道因果关系没有必然性,而只是一个概率大小的统计问题[2]。他讲了个有趣的故事,使休谟问题传扬天下。这个故事名叫"归纳法的火鸡"(The inductivist turkey)。
故事说的是有一只归纳法火鸡,每天早晨10点主人都给它喂食。无论雨天、雪天还是晴天,延续了多年,从来没有例外。作为一位优秀的归纳主义者,它从中归纳出一条定则:每天早晨10点是它用早餐的时间。它根据这个定则所做的预言从来没有落空过。但是,有一年圣诞节前夕,这只可怜的归纳法火鸡一如既往地等着主人喂食,却未能如愿,而是被提去厨房,宰掉下了油锅,成了节日的一顿美餐。
Karl Popper (1902- 1994)
奥地利科学哲学家波普尔对归纳法的批判也非常犀利。波普尔指出:一切归纳的证据都是有限的,我们不可能观察到无限时间地点中宇宙的一切。因此,我们不能从这些特殊的观察中归纳出普遍的法则。更严重的是,有限的观察证据不论其数目何等庞大,相对于无限的宇宙来说,都等于零。而只要找到一个反例,就可以颠覆任何一条由归纳所得的结论。因此,像罗素等人那样用概率来证明归纳的合理性,也做不到。
他举例说,欧洲数千年来观察到的白天鹅数以百万计。根据归纳法,可以得出结论说:所有的天鹅都是白的。然而,在澳大利亚所做的探险却告诉欧洲人:那里有黑天鹅。因此,用来证明一个理论所用的观察证据不管如何众多,都有可能遇到未来观察证据的驳斥。归纳并不导致确定性。
更有甚者,我们的观察并不像经验主义者想象的那样是"客观的"。正如爱因斯坦等人所说,任何观察都渗透着理论,或者说,我们的观察都不可避免地戴上了理论的有色眼镜,我们总是有意无意地通过某种理论框架去观察世界。
由于任何一条归纳所得的法则都无法被最后证实,却可以由一个反例而遭到决定性的证伪,科学因此便得以发展,推出新的理论——波普尔据此建议将科学方法建立在证伪的基础之上。只需要一只黑天鹅就足以推翻"凡天鹅都是白的"这一结论。新的科学结论取代了旧结论之后,能够解释更多的现象。这样,有点出人意外的是,波普尔从归纳法的不可靠性,得出了科学的可贵性:科学知识并等于真理,科学知识只是猜想;科学的特点就是它可以被证伪,科学正是因为能够被不断证伪而不断发展。反之,那些不着边际的形而上学空话和伪科学,尽管可能永远也无法驳倒,却也永远没有任何用处。唯有科学能够通过不断证伪而步步逼近真理,而科学家真正的使命也就在于努力去证伪自己的理论,而不是设法最终证实它,因为真理只能不断逼近,而不能最终达到。
波普尔的批判引起了巨大的反响,拉卡托斯等人就觉得波普尔观点太零碎了,把科学看得太脆弱了。譬如有人就说"天下有白乌鸦",你怎么证伪它呢?即使你每天抓到的乌鸦都是黑的,也不行,也不能说"天下有白乌鸦"这话是错的、不科学的。再如"判决性实验",也没那么容易做出。要真的用实验判决一个理论的对错,很不简单,因为理论是一个体系,各部分可以联合起来抗拒证伪,不是极易遭到打击的"一堆孤立命题的凑合"。
 Imre Lakatos(1922.11.9-1974.2.2)
拉卡托斯把自己这种见解叫做"科学研究纲领方法论",认为科学理论是一个具有理论结构的研究纲领,由内部的硬核和外部的保护带组成。硬核是理论的主要观点或假定,比如哥白尼天文学的硬核假定:地球和其他行星沿着轨道环绕静止的太阳运行,而地球则每天自转一周。牛顿物理学的硬核,则由牛顿的运动定律加上他的万有引力定律组成。它们不容易受到冲击,因为外部有保护带。所谓保护带,是一个理论的初始条件和辅助假说。假如理论硬核有受冲击的危险,保护带就会做出调整和修改,比如哥白尼天文学要给最初的圆形行星轨道增添许多本轮、还必须改变以在公认的对地球与恒星间距离的估计,等等,作为保护带。这个保护带是可以根据具体情况加以修改的。但是如果改动太多,无法预言新的事实,旧的研究纲领就退化了。但是,因为无法肯定未来发展如何,无法用所谓"判决性实验"检验一个研究纲领的努力可能产生何种结果,人们永远也不能断言任何纲领已经退化得不可救药。总是有这种可能:一个研究纲领保护带所做的修改会导致某种引人注目的发现,从而使整个纲领重新复活并继续进步。比如超距作用理论,至今也不能断言它已经完全死亡。究竟哪一个纲领好,哪一个不好,这是没有明确标准去衡量的,也绝对没有所谓判决性实验来裁决这件事情。因此,拉卡托斯对于归纳法并没有什么根本的挽救良方。
我们不能一一详细介绍这些极为有趣的理论了,因此这一节并没有写完。现在让我们思考下述问题——
 归纳原理在X1场合不起作用。
        归纳原理在X2场合不起作用,等等。
      归纳原理总是不起作用。
这看起来很像是反归纳主义者对归纳法的批判模式。假如真是这样,这一模式具有什么特点?您有何高见?请思考,请参考有关资料,请与人讨论,并根据自己的思考和讨论撰写这一节的未完成部分。


三.            库恩的"科学革命"
Thomas Kuhn(1922-      )
库恩的科学哲学更为激进,他的主要著作《科学革命的结构》描述了这样的科学发展图式:前科学——常规科学——危机——革命——新的常规科学——新的危机。
这个过程体现为科学范式的形成和转换。范式是什么?这是一个问题,库恩自己也缺乏明确的规定。许多人认为,库恩所说的科学范式,有些方面类似于拉卡托斯的研究纲领,比如理论的定律和假设;还包括运用这些定律假设于具体情况中去的那些方法,等等。常规科学时期,常规科学家对于范式是不批判的,他们的任务就是发展理论,解释一些反常现象。当反常现象越来越多,越来越难以解释时,常规科学就遇到了危机,革命就爆发了。新的范式和旧的范式没有可比性,科学革命和政治革命一样,是一种"暴民行为",各派力量各有各的标准;也没有什么非如此不可的合理性、逻辑性可言,因为让一个人接受一个理论,其因素是太多太多,远远超出了逻辑和理性的狭窄范围。新范式的代表是年轻科学家,他们无所畏惧,没有多少名誉可以失去,而通过革命获得的东西却多得多。结果,究竟那一种理论更好,是没有客观标准的。
许多人认为,库恩搞的是相对主义,但是库恩自己却不这样看,他自认为相信科学进步,相信后起的科学会比过去的科学更有力量解释更多的现象。虽然如此,库恩还是认为,科学并不是朝着某个目标前进,尤其不是朝着真理前进,这和波普尔的"逼真论"是非常不同的。他的理论引起了不少争论。例如"不可比性"。有人觉得科学理论可以相互比较,比如牛顿力学和相对论力学,是可以比较的,牛顿力学常常被看作相对论力学的特殊情形,或者反之亦然。但是,库恩却认为,它们根本不可比,虽然它们可能使用一些相同的词汇,比如"质量"等等。库恩认为,在牛顿范式中,"质量"一词和相对论范式中的"质量"根本不同,完全不可比,因为相对论中,"质量"会随着速度而变化,并且会转化为"能量",在牛顿力学中却完全不是这样。

四.            "反对方法"的费耶阿本德和他的"无政府主义"

Paul Karl Feyerabend(1924-1938)

这个领域最激进的是出身于维也纳中产阶级家庭的费耶阿本德,他把科学哲学发展到某个顶点,可以称之为科学哲学的后现代主义。从他那里直接往前走简直不可能,除非倒退回去,寻求力量,然后才能憋足劲头,往前行进。
他的科学哲学主要写在《反对方法》(1975)这本书里,其观点正如这个书名,是认为并没有任何特别的方法使得科学跟别的东西不同。科学方法和宗教方法、神学方法、巫术方法、艺术方法、政治方法、战争方法没有什么不同,任何方法都不是放之四海而皆准,也不会毫无用处。科学的历史是如此纷繁复杂,要想找一种普遍适用而又不限制科学发展的好方法,是不可能的,除非这种方法叫做"怎么都行"(anything goes)。"怎么都行"乃是唯一能够推进科学进步的规则,其他的都不行——比如,逻辑经验主义和波普尔的批判理性主义都对新的科学理论强加了种种严格的条件,拉卡托斯的科学研究纲领虽然更为精致,却对科学体系附加了很多没有根据的条条框框,假如它有什么合理性,那只是因为它把自己装扮成"认识论的无政府主义",也就是"怎么都行"。费耶阿本德说,他写《反对方法》的目的,就是要使人们从所谓"真理"、"实在"、"客观现实"之类令人糊涂的哲学抽象的暴政下解放出来,这些东西缩小了人们的眼界和生活方式,使科学就像神话一样。他的著作掀起了狂潮,许多人怒不可遏,强烈指责费耶阿本德简直就是凶神恶煞、面目狰狞、毫无理性;也有许多人冷静观察到这其中富有良好的治疗作用。

五.            演绎法批判
在科学哲学界,归纳法似乎被认为遭到了毁灭性批判,而演绎法则不然,虽然它遇到过种种批判,但是演绎法的真实性、逻辑必然性并没有动摇。科学可以没有归纳法,但是科学决不能没有演绎法,虽然演绎法并不导致新的科学知识,它却可以保证从正确前提演绎出正确结论,人们普遍认为,这是归纳法做不到的。
在归纳法的黄金时代,有人相信从归纳可以得出正确结论,这些正确结论可以作为演绎法的可靠前提,以保证演绎结论的可靠性。经过科学哲学家的接连攻击后,对归纳法的这种期望是失去了。不过幸好从古以来还有一种方法可以得到演绎的前提,那就是科学假定或假设。只不过,假定总是让人觉得不过瘾,不那么理直气壮。特别是,当科学演绎过程中爆发强烈逻辑地震的时候,就更是如此了。这场地震就是罗素悖论。
罗素悖论也叫集合论悖论,采用纯逻辑表达时最简洁,因而也是数学基础和逻辑基础的悖论,其严重性可想而知,因为数学是科学之王,逻辑更是一切知识之王,而这场危机正好发生在王宫最深的内殿或最深的地基中。这是每一个科学人不能不了解的。
罗素悖论由罗素发现,他在《逻辑与知识》(商务,1996)一书中给出了一个简单的表述:
令w作为所有不是自身元素的类的类,那么,无论类x可能是什么,"x是w"和"x不是x"是等值的(即两个命题同真或者同假)。因此,给出x的值w,则"w是w"和"w不是w"等值。
这就是一个悖论。
在《数理哲学导论》(商务,1982)一书中,罗素详细叙述了这个悖论:
包含一切的最大类必定也包含它自己作为一分子。换句话说,如果有一个"包含万有"的类,因为"包含万有"的类也是一个东西,也是万有之一,所以也是"包含万有"的类的一分子。但是正常情况下,一个类不是它自己的一分子。例如人类不是一个人。现在将所有不是自己一分子的类合并在一起,组成一个类,并且问:这个类是它自己的一分子吗?假如它是自己的一分子,由于定义可知,它就不是那些"不是自己的一分子的类"中的一个,就是说,它不是自己的一分子。反之,假如它不是自己的一分子,那么它不是那些"不是自己一分子的类"中的一个,就是说,它是自己的一分子。这样,两个假设——假设它是自己的一分子和假设它不是自己的一分子——每一个都蕴涵一个与它自己矛盾的命题。因此这是一个矛盾,一个悖论。
演绎法似乎陷入了灭顶之灾。因为演绎法要从全称命题出发,而罗素发现罗素悖论的起因在于"不合法的全称"和反身自指的"层次混淆",于是他发明了类型论,专门禁止包含"所有"、"一切"之类概括语词的全称命题来排除逻辑悖论。没有了全称,你如何搞演绎呢?根本搞不了,连假设的演绎(假设-演绎法)也搞不了。罗素还通过层次论来避免悖论,规定任何一个层次都不能反身自指。这样的话,有人就说——连罗素本人也不能说"我罗素如何如何"了,只能由别人来说"你罗素如何如何",才行。这种层次结构的科学著作是找不到的,科学著作总是包含大量"反身自指"命题的,否则任何科学思想都不可能抱有"自知之明"的打算了——特别是,罗素本人也不能合法地认为类型论是合理的了,因为这意味着类型论的自我证明和反身自指。罗素本来是想挽救演绎法,结果反而杀害了演绎法,这也是一个悖论。罗素说:自从发现了这个悖论,他的精力就再也没有恢复过来。他想用类型论来区分集合的层次,避免语义层次混淆以躲开悖论,但是彭加勒的批评却很富有代表性:"尽管他谨慎地关上了他的羊圈,我不敢担保,他没有放进想要吃羊的狼[3]。"
许多人认为,这个悖论至今仍未解决,尽管如此,它却极大地促进了演绎逻辑和数学基础的研究,导致了非常丰硕的科学成果,也激起了学界对于东方精神和辨证思维的向往和重新探索,希望从中找到解决这个当代最大难题的灵感。由此可见,提出有价值的科学问题,即使没有解决它,也会具有很大的科学价值。

六.            海森堡的物理哲学
一流科学家的科学哲学也可以堪称一流,这方面我们可以举出爱因斯坦、彭加勒、陈省身、吴文俊、玻尔、玻姆、薛定谔、海森堡等科学大师。
海森堡(Heisenberg, Werner ,1901 - 1976)曾经这样评价玻尔:"玻尔首先是一位哲学家,而不是一位物理学家",因为玻尔成功地用他的哲学指导自己的物理研究,也启发了海森堡本人的学术生涯,使他成为继玻尔之后哥本哈根学派最重要的代表人物。实际上,海森堡首先也是哲学家,然后才是物理学家。1932年他因为创建矩阵力学和提出测不准原理【Heisenberg Uncertainty (or Indeterminacy) Principle】而获得诺贝尔物理学奖,他杰出的物理创见中充满着哲学的睿智。除了科学著作外,他还出版了大量科学哲学著作,比如《物理学和哲学》、《部分与整体》等。
由于测不准原理表明,我们不能同时准确测量粒子的位置和动量,海森堡认为,量子力学中,过去的因果关系概念已经不起作用,科学观察的客观性已经不能与观测者相分离了,关于世界"非此即彼"的两种可能性的二值逻辑,也必须加以修正,以便适应量子力学中的第三种状况。科学免不了矛盾,即使最严格的数学,也要使用矛盾的概念,否则就无法进行无限的分析,无法对付物理学中的无限计算。此外,由于粒子碰撞能够产生任何数量的新粒子,而不是使旧粒子分裂为更小的碎片——为了解释这种高能物理实验,海森堡假定:任何粒子实际上都是一个复合系统,任何粒子实际上是由任何数目的其他粒子所构成的,或者说,每个粒子都是由其他一切粒子构成的。这样,基本粒子的旧概念崩溃了,基本粒子不再基本了[4]
对于日常思维和经典力学来说,这些思想的确是离经叛道,振聋发聩。但是现在,它们许多已经成为科学常识并且利用到生活中了。比如量子通讯技术,就是利用量子信息的不确定性、不可克隆性、非定域性、整体性、叠加性、相干性、纠缠态等等奇妙特点,来实现神奇的通讯传递的。业已证实:量子计算机的计算能力要比传统计算机高出成指数幂的倍数。经典计算机只能分别表达"0"或者"1",而我们可以利用量子信息在同一时刻处于两个不同状态的特殊"才能"——非此即彼之外的第三种可能性——使量子计算机同时表达"0"和"1",这就大大扩充了存储和计算能力。一只平常的老鼠要躲过一只睡猫,只能要么从猫的左边,要么从右边绕过去。但是一只"量子老鼠"却可以同时从左边和右边两条路绕过去。这就是量子计算机能够进行大量"并行运算"的秘诀,而经典计算机只能搞线性运算。海森堡的不确定性原则的哲理和科学,已经大量变成了技术,并且进入了实际生活,其中也透露出与东方传统精神隐秘的亲缘关系。

七.            玻姆的整体观和深度汇谈
 David Bohm(1917-1992)
著名物理学家大卫·玻姆,在物理学中以主张整体观而闻名。从量子力学发展出的这种整体观,跟东方传统的整体观非常相似,这一点早已引起众多一流物理学家比如海森堡、薛定谔、玻姆等人的重视。海森堡关于"每个粒子都由一切其他粒子所构成"的物理哲学,实际上为许多物理学家所持有,从中产生出玻姆特有的整体观,是很自然的。玻姆的物理整体观,严格说来已经不限于物理学,而是囊括整个世界的一种学说。既然是整个世界,当然就包括生物界、人类和精神世界在内,这是量子力学发展的逻辑结果。玻姆整体观的特点是什么呢?简单说,就是全息观。他用全息照相做比喻,认为整个世界就像一张全息照片一样,每个部分中都包含了整体的信息,因此你从照片的任一碎片中都可以看到整个照片的完整图象。这种学说充满智慧。
杰出物理学家为何如此聪明,工作如此卓有成效?这个问题属于科学哲学的诱人部分:科学发明创造的秘密何在?如何成为一个优秀的科学家?作为物理学家的玻姆,投入了心理学的尖端研究,做出了引人注目的成就,其中一个成就便是著名的"深度汇谈(Dialogue)"的理论和技巧。这个学说引起了巨大的反响,现代知识管理的畅销书、Peter M.Senge所写的《第五项修炼》[5],其中关于"团体学习"的第四项修炼,就是从"深度汇谈"开始的。
那么,什么是深度汇谈?
海森堡等科学家深深体会到,科学的根基在于交谈。不同的人彼此信任,相互合作,深入交谈,蕴育了惊人的科学成果。玻姆正是从这里切入科学创造心理学的主题,提出深度汇谈理论的。他指出: 语言和思维本质上是集体现象,正如超导体中的电子海一样,电阻为零,每个电子都与其他所有电子充分交流信息,并且作为一个整体来运动,耗能极小,效率极高;而经过深度汇谈,同样可以使人际关系达到这种理想协调状态,极大地激发创新思维,解放人的无限创造潜能。这要求:参与深度汇谈的所有人,(1)必须把他们平时的想法(各种假设)"悬挂"在面前,充分展示而不固守;(2)必须彼此看作合作伙伴,不以赢得交谈为目的,而是以观点共享为目的,使每个人都成为深度汇谈的赢家;(3)必须有一位辅导员来掌控整个深度汇谈的精神和架构,避免精力分散,保证汇谈沿着正确的轨道进行。简单说,就是彼此信任,不固执一见,充分交流,畅所欲言,共享知识和信息,达到团队整体最优。

八·杨振宁:近代科学的精神
杨振宁博士(1922-  )因为推翻宇称守恒定律、发现宇称不守恒定律而与李政道博士在1957年双双获得诺贝尔物理学奖。
杨振宁自认为是中国传统和西方精神——东西合璧的产儿。还在初中时代,他就将《孟子》数万字背得烂熟,同时对于西方数学和物理产生了深深的爱好,这是他的成才背景。在颁发诺贝尔奖的宴会上,他这样总结道:"今天,我站在这儿向你们叙述这一切时,我以沉重的心情体会到这一事实:从不只一层意义上说,我是中国和西方两种文化共同的产物,二者既有冲突,也有协调。我想说,我既为我的中国根源和背景感到骄傲,也为我献身于现代科学而感到满意,现代科学是人类文明起源于西方的一部分――对于它,我将继续奉献我的努力[6]。"
科学精神是科学发展的内在动力,也是科学哲学的精髓,对此杨振宁有自己的看法:
"近代科学的精神,是要把归纳法跟推演法结合起来,那么我现在就举一个特别简单的例子,就是今天物理学的结构。今天物理学的结构,可以说是分成四层,从一到二到三到四。首先是最基本的现象,为研究这些基本的现象,从这些实验,一个很广但不一定很深的领域提炼出一些东西来,这就叫做‘唯象理论'。‘唯象'的意思,就是你只是从这些现象来着眼,把这些现象归纳出一些规律,那么‘唯象'理论跟这些现象之间的关系,又是归纳的,又是推演的。我可以画两种箭头,向上的一个是‘推演';‘归纳'的箭头呢,我是把它变成虚线的。这个‘唯象理论',到这个现象、这个推演过程呢,我用实线。我一个用虚线,一个用实线,也有它的象征性道理。因为实线所做的事情,是比较不容置疑、不易引起争辩的,而这个虚线的‘归纳'呢,是容易引起争辩的,因为每一个人的着重点不一样,看法不一样,所以思维的方式不一样。那么,近代科学重要的一点是把这两者结合起来,所以可以从一变成二。那么二跟三的关系呢,是要变成一个更深的理论结构。最后从三到四,则是把这些理论结构变成一个数学的语言。可以说,以上所表示的,正是近代物理学的精神[7]。"
对于理论和实验的关系,杨振宁写道:"为了寻求物理学中新概念发展的线索,有两个重要的指导原则。一方面,我们必须永远扎根于新的实验探索。离开这个根基,物理学将有陷于纯数学演算的危险。另一方面,我们决不能总是被符合当时接受为实验事实的要求所束缚。依赖于纯逻辑和形式的推理,是在这个领域许多重大概念发展的基本要素。也许没有哪一位物理学家的著作在这一点上比狄拉克的著作展示得更清楚的了。在他的所有著作中,无论重要的或不太重要的部分,总是坚持形式上的完美和逻辑上的无缺,使他的论文具有独特的创造性的色彩。狄拉克本人曾说完美是唯一的要求。如果某些实验否定了一个完美的想法,就让我们忘掉那些实验吧[8]。"
"显然这是爱因斯坦在创立广义相对论后说理论无须实验证实时的感受,也一定是狄拉克面临解释负能态的必要性而幻想出具有空穴的无限深海洋的离奇想法时的感受[9]。"


[1] Chalmers, A.F. What is this thing called Science? (2nd ed.), 1982, University of Queensland Press, Queensland 【1999年该书又出了第三版,修订很多】

 

[2] 罗素《我的哲学的发展》,商务印书馆1985, p180.

[3] 彭加勒:《最后的沉思》,商务印书馆,1995, P69。

[4] 海森堡:《物理学和哲学》,商务印书馆,1984, P182-186。

[5] 彼得·圣吉著,郭进隆译:《第五项修炼:学习型组织的艺术与实务》,上海三联书店,1994。

[6] 《杨振宁文集》上,华东师范大学出版社,1998年,p77。

[7] 杨振宁:《中国文化与科学》,www. sinru.com

[8] 《杨振宁文集》上,华东师范大学出版社,1998年,p200。

[9] 《杨振宁文集》上,华东师范大学出版社,1998年,p200。

《海边捧起一把沙》

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