有關自然科學研究措施

的一點思索科學使命與人文精神作業(yè)序言現(xiàn)代社會，自然科學的地位越來越重要，我們也愈發(fā)地重視自然科學。不過，人們在學習、發(fā)展自然科學的過程中，往往會產生一種盲目的樂觀，認為自然科學總是可以認識世界和改造世界，最終抵達真理。以至于抵達了“人們拋棄了對神的膜拜，但卻自覺不自覺陷入了對科技理性的崇拜。（1）“的地步。此外，正如費恩曼所說，通過物理學，“這條定律為我們所知，...為何存在一條萬有引力定律，我們則不清晰。（2)”，由于研究對象的局限性，自然科學只能處理部分問題。因此，我們對自然科學自身進行研究，以確定它的能力和邊界也是有必要的了。限于篇幅和能力，在這里我們先來對自然科學的某些研究措施進行考察，并且重要考察它們的邊界。（1）(轉自【中國社會科學文庫】：科技理性與倫理價值的界說,科技理性的價值審閱,,（2）《費恩曼物理學講義，第一卷》/（美）費恩曼，（美）萊頓，（美）桑茲著；鄭永令等譯，上海：上?？茖W技術出版社，.6目錄數(shù)學不是自然科學的科學工具邏輯推導每一步都也許墜落的梯子怎樣看待自然科學？數(shù)學數(shù)學可謂是現(xiàn)代自然科學最重要的工具，提供精密的計算，嚴密的邏輯和精確的數(shù)學語言，其研究思緒和措施甚至為諸多社會科學借鑒。同步數(shù)學也是人類最早發(fā)明的學科之一，某些動物即可具有的數(shù)數(shù)能力就可以視為數(shù)學的萌芽，而當某個原始人初次算數(shù)時，數(shù)學就誕生了。不過，我們有無想過，自己手中用來研究自然科學的最為重要的工具，居然不是自然科學！顯然，像物理那樣的自然科學，研究對象是自然界中存在的某類事物，或是哲學中所說的“物質的詳細形式”；不過數(shù)學研究的是數(shù)與式，我們在自然中似乎不能直接發(fā)現(xiàn)這種事物，但任何事物似乎都能抽象出數(shù)來。此外，數(shù)學成果也不能通過試驗來驗證。于是，費恩曼說：“按照我們的觀點，數(shù)學不是一門自然科學（1）”那么，數(shù)學是什么呢？（1）《費恩曼物理學講義，第一卷》/（美）費恩曼，（美）萊頓，（美）桑茲著；鄭永令等譯，上海：上?？茖W技術出版社，.6當然也有人認為物理研究的只是模型，也不是真正的物體，這也是一種值得研究的問題在我個人看來，數(shù)學是一種人為定義的邏輯體系。它的基本定律是由人們根據(jù)生活經驗總結的，實際上也就是根據(jù)某些事實人為定義出來的。一是1+1=2我們都懂得1+1=2，不過，生活中也并不總是1+1=2，例如說一種水滴加上一種水滴還是一種水滴，此外二進制中1+1=10這時候你也許會說，雖然還是一種水滴，不過體積變成兩倍了；而二進制中規(guī)定10就表達2很好，這樣我們就可以認識到，1+1=2實際上是也由人們規(guī)定的，用來表達這樣的一種現(xiàn)象，而它在數(shù)學中就“被規(guī)定”是成立的。正如我們已經見到過的，這個式子并不能表達所有兩個東西加起來的現(xiàn)象，不過這不要緊，它只是用來表達與之相符的那種現(xiàn)象。而這里的1，2，+，都只是一種記號，一種抽象的符號，并自帶意義，是人定義它表達一種運算的。二是非歐幾何我們應當都懂得有關歐式幾何第五公設的問題就是歐幾里得提出了五條公理，五條公設，作為數(shù)學的基本定律不過有人認為第五條公設不“完美”，就重新定義了它，成果兩種改法產生了兩種幾何，分別對應著球面和雙曲面我們來設想一下，物理學家們會怎么研究這個問題。物理學家會先找到這種曲面，再根據(jù)試驗事實給出公設。數(shù)學上的實際狀況恰好相反，數(shù)學家在未知其指向的狀況下，先修改了理論，再找到與之對應的曲面。于是，我們可以見到，這是先人為給出理論，再在自然界中找到與之對應的現(xiàn)象。由這兩個反例，我們可以安然得出”數(shù)學不是自然科學”的結論了，數(shù)學主線就是人為制造的?？档聦Υ艘渤钟蓄愃埔娊猓簲?shù)學的對象與概念不過是我們對時空的一種“構造”(Konstruktion)。他說:“哲學的知識是出自概念的理性知識，數(shù)學知識則是出自概念的構造的理性知識。但構造一種概念就意味著:與它對應的直觀先驗地展現(xiàn)出來。因此一種概念的構造規(guī)定一種非經驗性的直觀，因而后者作為直觀是一種個別客體，但作為一種概念(即一種普遍的表象)的構造而仍然必須在表象中體現(xiàn)出對一切從屬于該概念之下的也許直觀的普遍有效性。”［1］(A713/B741)（1）（1）《數(shù)學史和數(shù)學措施論》/孫智宏，蘇州：蘇州大學出版社，原注[1]康德.純粹理性批判［M］.北京:人民出版社邏輯推導邏輯推導是自然科學中常用的的一種手段，可以從理論推導到詳細的某一事件，在各個學科中均有重要作用?？梢哉f，自然科學結論的對的性很大程度上是建立在邏輯推導的對的性上的，沒有嚴密的邏輯推導，物理定律就不能產生有效的預言，由此也就不能進行檢查其與否與事實相符合了。此外，經檢查對的的定律，也得通過邏輯推導才能產生有實用價值的結論。那么，邏輯推導自身是嚴密的嗎？邏輯推導邏輯推導是自然科學中常用的的一種手段，可以從理論推導到詳細的某一事件，在各個學科中均有重要作用。可以說，自然科學結論的對的性很大程度上是建立在邏輯推導的對的性上的，沒有嚴密的邏輯推導，物理定律就不能產生有效的預言，由此也就不能進行檢查其與否與事實相符合了。此外，經檢查對的的定律，也得通過邏輯推導才能產生有實用價值的結論。那么，邏輯推導自身是嚴密的嗎？一，因果律我們在進行推導的時候，基本的格式是“由于···因此···”，這即是一種因果。這種推理得以經行，很重要的一點是原因必然能導出成果，這種見解可以說是因果律的一種簡樸形式。于是，在推導過程中，原因和因果律的正保證證了推導的嚴密，就像我們的小球從上一級臺階跳到下一級臺階，因果律使得它總是能精確地落到下一級臺階上于是思維就這樣一級級地前進推導到我們需要的結論上不過，我們有誰直接見過因果律呢？答案是，沒有。因果律作為一種聯(lián)絡，我們沒法直接觀測到它。而我們時常觀測到的現(xiàn)象，如只有發(fā)生甲事件才能發(fā)生乙事件，只是因果律存在的一種必要條件，不能確鑿地證明其存在。于是，和數(shù)學運算法則同樣，就像“康德把因果律視為人類知性的先天形式，尼采把因果律看作人類生命活動中后天形成的習慣（1）”，因果律也是人為定義的。那么，它就具有不總能符合現(xiàn)實的漏洞了。（1）劉慈欣．三體Ⅱ·黑暗森林[M]．重慶出版社，.5我們還可以舉兩個在《三體2》（1）中舉過的例子來直觀地展示這個問題、一種是射手的故事，一種射手閑來無聊在靶子上每隔十厘米就打出一種洞，靶子上有種二維生命，其中的物理學家就總結說“地上美十厘米就會有一種洞”。另一種是火雞的故事，農夫每天中午喂火雞，火雞們就說:”每到中午食物就會從天而降”，然而感恩節(jié)時火雞們沒有得到食物，反而被宰殺。顯然這幾種故事中的因果都是錯誤的。我們可以看到，由于認識能力的局限性和認識對象的無限性之間的矛盾，人們往往不能厘清事物背后錯綜復雜的關系而簡樸地進行總結。這樣，我們的思維在半路上就已經脫離了預設的軌跡，難以真正嚴密地抵達我們想要推導的結論了。二，三段論就像數(shù)學推導過程所展示的那樣，數(shù)理邏輯推導的基本形式是三段論，如左圖為三段論的基本形式。當然我們也可以用文氏圖來描繪它。從這里我們可以看到，三段論在論證過程中會使得命題不?！笆照保谝环N定律被提出之時，實際上就已經蘊含了其可以推導的定理了。那么。假如我們碰到了界線之外的問題該怎么辦？我們只能重新提出定律。而提出定律這部分主線不是建立在嚴密的邏輯上的，作為對經驗的歸納總結，直覺等非科學原因也起到了很重要的原因。于是，我們科學體系的根基本來也就不夠牢固，更具有挖苦意味的是，我們要想拓展科學的范圍，還要修建跟多這樣的根基。由以上各個方面我們可以看到，自然科學賴以發(fā)展了兩大工具實際上自身都不夠“科學”。那么，科學的說服力似乎也沒有那么大，這不免在某些人心中產生了恐慌：我們怎么辦？????????正如費恩曼所說的：“我們必須從一開始就說清晰：假如一件事不是科學，這并不一定不好，例如愛好就不是科學，因此，假如說某件