自然

“自然”指什么,并不重要,重要的是,人类使用“自然”这个概念的经历。

几种自然观

黄老自然观
形而上学
自然哲学
博物学
还原主义(原子主义)
日常经验

人与自然的关系

未来的自然观

中国古典自然观

中国古典自然观(The ancient Chinese view of nature)
中国的古典时代,如何看待自然,在科学历史的对照之下,一直是一个饶有趣味的问题。

力学自然观

力学自然观(机械自然观)(The Mechanical View of Nature)
严格因果律
第一推动
宇宙自动机

古希腊自然观

古希腊自然观(The ancient Greek view of nature)
感觉的可靠性,世界到底是具体的还是抽象的?如果我们的抽象还可以出现多个层次,那么到底哪个层次更为本质?

古希腊人感兴趣的问题:

Parmenides(BC.515~450):
精神与物质世界的同一
思维与存在是同一的[巴门尼德残篇第5节]
语言和思维都是存在的东西[第6节]
思维与思想存在的目标是完全同一的[第8节]

Protagoras(BC.492~):
直接的感官信息就是唯一真正的存在事物

德谟克利特
原子论

Pythagoras(BC.580~500):
数是万物基础

亚里士多德对常识的大全整理
《物理学》

科学

科学是什么

科学是什么?
这个问题可以从多个角度来回答。
1,描述做科学的人的行为;
2,说明科学的生产历史过程;
3,判定科学非科学的方法;
4,描述科学之内容的形态;
...
每一个角度都是有意义的,所以我们不妨采取多元的态度:
科学,可以被认为是知识的一个子集。

不过,这样一来,知识的概念就需要进一步予以澄清了:知识,并非一系列明确断言的集合,而是对人类认知情态的描述。
所以,知识这个概念本身,不保证正确,因为,对于知识的评价,本身属于知识的范畴,人类认知情态中的一项内容。
然后,我们可以进一步说,所谓科学,是人类面对客观对象的认知情态的描述。

认知的指向,是认知情态的一个基本要素。

为了说明一个概念,我们总会需要引入至少一个新的概念。那么,何为客观对象?

科学的行为

先用归纳的风格,来看所谓科学都做了些什么,作为我们廓清该概念的入口。
科学首先是做描述,而描述是与注意相互作用的一对范畴之中的一个:注意到而描述,因描述延伸注意。
但,在这样一种描述当中,已经绝对不仅仅是命名了,给予我们感知的对象一个名称,注定了是非单纯的。

科学的必要条件是可证伪与可重复吗?

要判定一个东西,是否科学,这里面预设了一个假定,就是,对于什么是科学的,人类已经能够做出成熟的判定。在绝大多数情况下,这无疑是真实的。问题是,这种判定,是否已经达到如此成熟的地步,以至于只需要经由一个机器判别条件,就足以加以判定呢?
所谓机器判定条件,就是对于一个东西,你完全不需要了解它,哪怕是用一台机器,也能够进行充分的判定。这就是机器的工作原理:任何处理事务信息的机器,其实都不了解信息本身的涵义,而只需要根据规则加以运行即可。这就是所谓机器判别条件。
某些所谓的科学哲学家正是持有此一观点。他们给出的这种必要判别条件,就是可证伪性和可重复性。
这两条是非常好表示的,机器只要看到你这个东西,表达出了一个可证实自己为假的命题形式,然后看到你能够稳定地重复表现自己的结论,那么它根本不用理解你这个东西的涵义,就可以判定你这个东西,没有通过这个检验,就不是科学的。

然而,这是一个极其荒谬的场景,就是我们某种行为的合理性,可以籍由某种形式化判决机器予以判决。实际上,真正有效的判决,来自内证,来自基于理解的判决,这样一种判决,就不可能是表示为形式化的机器判决。

所以说,把可证伪与可重复当作科学的必要条件,是严重简化了、甚至是抹杀了科学的涵义,是运用形式手段根本扼杀了科学的开放性,也就是人类理性的开放性。

当然,形式化的判别,也不是全无用处,正好象形式化的数学,可以用来整理出一个井井有条的已知数学世界,而很难面向未知的数学世界一样,形式化的科学判别法则,只能面向已确知的科学知识领域,而很难面向未知的科学知识领域。

这就是我反对庸俗科学哲学的根本原因。

科学与宗教

提问题是大智慧,所以才有好问题和坏问题之分。宗教与科学的关系,不是坏问题,但肯定不是好问题。由此而衍生的,诸如,科学能否替代宗教。。。就更不是好问题了。
问宗教和科学的关系,还不如分别问:宗教是什么,科学是什么。
有人会笑话,你这两个问题,有区别吗?
当然有区别,一开始就问两者的关系,背后就会有诸种的关系模式,要引导你来做选择,宗教和科学之间的关系,符合哪种模式。不幸的是,很可能这两者不属于任何你可能想到了的某种模式。
那么,你分别问,就要从容多了。
宗教是什么。
科学是什么,先不学究似地叙述了,想到科学,就不妨想到告诉了我们诸如雷电是啥,鬼火是啥,诸如此类各种问题的学问吧。
然后,我们还可以说什么呢?
宗教和科学完全是可以不相干的。
怎么可以这么说?有人马上会反对。宗教告诉我们有天堂地狱,科学告诉我们没有。同一个问题,完全冲突的答案,怎么可能不相干?
请注意我强调的“是可以”。就是说,宗教之有效性,并非建立在诸如天堂地狱创世故事之类的东西上面,哪天宗教不得不完全删除此类被科学打击得无地容身的东西,宗教仍旧能够,以某种新形式,成其为人类心灵的归宿。
宗教的核心,是一些先驱者,为人类提供可体证的内在答案,于科学无能抵达之地域。
科学在进步,宗教也必然要进步,如果你嫌宗教提供的答案过于悖谬于科学事实,那只能怪科学在宗教立其言时,过于幼稚。一旦科学走进宗教之种种故事,宗教可以让出那些地域。
问题是,科学是否终将给出宗教核心问题的答案?
问题其实是,那样的境界里面,科学和宗教,有区别吗?
不过,我可以肯定,那样的时候,还是很遥远的未来。

科学与信仰

1,科学同样是以信仰为基础的。如果我们不信仰客观世界的稳定存在,如果我们不信仰实验结果的真实性,我们绝对没有从事任何科学活动的必要性;
2,所以信仰并不是如常人所习惯的那样,可以置于科学的对立面。信仰是一个更底层的概念,是我们认知的基础性概念。
3,单纯从现象来看,对精神具有安抚作用的,并不仅仅是宗教,科学同样具有这样的功能,对于合适心理态势的个体。
4,宗教和科学的矛盾,唯独在他们试图非常肯定地回答同一个问题的时候。在这种时候,宗教最好是缩手,因为宗教有这个缩手的自信,也应该有,因为宗教的核心是与科学无关的。

科学传播的关键环节-从伽利略的望远镜说起

伽利略记述了自己之所以制造望远镜的过程:他先是听到一个当时颇为轰动的传闻,说有一个荷兰人制造了一个望远镜,可以通过它看远方的东西,显得很近。有人信有人不信,不一而足。过了几天,伽利略接到一个巴黎朋友的信件,向他确认了荷兰人的那个发明是真的。
于是,伽利略“决心自己来探究望远镜的原理,然后思考用什么方法能够制造出类似的东西来。通过对折射理论的深入研究,不久以后我就如愿以偿”。(Shapley,a source book in astronomy)
我们后来都知道,望远镜到了伽利略手里,开启了整个科学革命的历史。
有意思的问题是,在荷兰人没有发明望远镜之时,伽利略是完全掌握了折射理论(也就是折射定律)的,鉴于折射理论在古希腊时期就已经相当成熟,那么我们可以问,为何伽利略在没有听到荷兰人的消息之前,没有首先发明望远镜呢?理论上,他是有这个能力,也应该有这个兴趣。实际上也是,因为他在自己制作望远镜时,唯一从那个荷兰人那里知道的,仅仅是,那样一种仪器是可以做出来的。
这是科学传播中的一个典型案例。

换到另一个场景:在伽利略制造望远镜的1609年后不到10年,有传教士携带一架伽利略式望远镜进入中国,徐光启曾向朝廷建议,建造天文望远镜,但不了了之。可以肯定,已经传入欧氏几何的康熙时代,知道望远镜的中国人肯定是有的,但是何以就没有谁能够自行制造望远镜呢?类似的例子,可以一直推到的维新运动中,中国人制造热机、枪炮之类的事例。
这是科学传播的又一个典型案例。

再引一个现代案例:中国在50年代制造核武器时,可以说,手头有的资料里面,最重要的只是一点:知道核武器这样一种装备是可以实现的。苏联一开始就极端防备,没有给中国留下任何具体的资料。在这种情况下,中国人可以做的,只能是反过来推导,依据当时他们已经完全掌握的核物理知识。最后,足够迅速地造出来。

在对这几个不同的案例的比较中,可以看出,科学的传播,有两条很关键:1是理论的掌握,2是存在性断言的重要性。
伽利略即使掌握了理论,也只是由于获得存在性断言,才做出决定性成就;而康熙时代的中国人,则即使知道了存在性断言,但缺乏理论的掌握,也无法成就科学的一个阶段。

科学传播的这两个关键,正是科学发展的两个关键环节:理论与该理论的实现。这两者链接在一起,构成科学发展的一个阶段性单位的完成,而整个科学的进步,就是无数这样的单位垒积起来的。
这个结论,可以用来解释科学史的很多事情。
例如,现在常见的所谓科普,如果只是传播见闻,就根本不构成实质的科学传播,因为既没有传播理论本身,也没有导致理论在学习者手头的实现,就好象清朝人看轮船,突突突,瞧了个热闹而已。

也谈科学中的政治正确

所谓政治正确,就是强规范。
规范性的研究,同样是科学的一部分。对这个问题,信息科学家、诺贝尔经济学奖获得者Herbert Simon有过很好的阐述。在科学尚无力进行好的实证分析,而又不得不面临行为选择的领域,人类最好的选择,是依据一些理性判断,竖立一些最高利益,在这 样种种前提之下,设立强规范。然后从此强规范出发,来考虑如何解决问题。
这就是科学所遵循的政治正确。

例如,经济学的目的是什 么?我们现在并没有足够自信成熟的经济科学,告诉我们自己的政治经济未来,也不是人人富有那么简单,但是,我们可以设定一个目的,就是人是理性的,社会是 要持续良性发展的。然后从这个权宜的目的出发,来解决我们面临的问题。这就是经济学的一个强规范。
例如,所谓智商是否与人种有关。我们同样对智 商,或者聪明,根本没有真正科学的定义和理解,又谈何来比较不同人种的智商呢?粗略地建立如此一个逻辑:黑人的体能在统计学意义上就是比其他人种强,但基 于进化论的理由,如果黑人除了体能之外,其他生理能力都和其他人种一样,那么黑人应该早就统治这个地球了。由于这个结果没有出现,就说明,黑人某些方面同 时也比其他人种弱,并不是不可能的。这个推理是典型的科普型伪科学推理,正是我一直反对的松鼠会式科普的恶果,表面上这个推理里面使用了很多科学概念,但 没有一个是使用正确的。其中最大的错误就是,智能,目前还不是科学研究的成熟对象,也就无法用俨然科学的态度,来做那样的推理。智商或做理论科学是否与性 别有关的问题,皆是此一错误。
再例如全球变暖问题,我们确实得老实承认,还缺乏确凿无疑的被普遍接受的决定性证据,表明目前的变暖趋势,到底是人 类所施加的决定性影响所致,还是地球本身的即使没有人类也会进行的系统变化。但是,正是因为还缺乏这个证据,人类的理性选择,必然是经济约束许可下的保守 选择,这就叫政治正确,也许没有反应确凿的科学证据,但反应了人类的理性。
所以,政治正确,在非常广泛的一类科学上尚无法做好实证研究的领域,是非常合理的制约,以免人们假冒科学之名,犯恶行。

这个论题还可以更深入地讨论,因为我们必须清楚人类科学能力的不足,人类有不足这不奇怪,这点看不清,就会显得非常可笑地自大。

科学传播与普及

为了方便起见,科学,可以被认为是知识的一个子集。
不过,这样一来,知识的概念就需要进一步予以澄清:知识,并非一系列明确断言的集合,而是对人类认知情态的描述。
所以,知识这个概念本身,不保证正确,因为,对于知识的评价,本身属于知识的范畴。

然后,我们可以进一步说,所谓科学,是人类面对客观对象的认知情态的描述。
所以,科学这个概念本身,也同样不保证正确,对于科学内容的评价,同样属于科学的范畴。1

严谨使用汉语的话,科学传播与科学普及还是有差别的。
科学传播,并没有特指传播对象的含义,因此其关注的重点在于,科学作为一种知识,在人群中传播的属性;而科学普及,有一定程度的传播对象的含义,即仅仅把科学作为普通知识来接受,而并不一定需要获得知识生产能力的人群。
因此,科学传播是一个外延更大的概念,涵盖了科学普及。

人类的认知情态,是落实在一系列个人的认知情态之上的。正是因为这个事实,导致传播或普及,成为一个问题。

  1. 1. 参见:科学

简评《数学大辞典》、《物理学大辞典》、《化学大辞典》、《地学大辞典》、《生物学大辞典》

科学出版社最近几年新出的这套自然科学大辞典系列书,包括数学、物理、化学、地学、生物学共五个分卷。我最先读到的是数学卷,因为手头苏联人写的《数学百科全书》,是个大宝库,有千般好万般好,唯一不好,是按词条字母顺序,不适合通览。而《中国大百科全书.数学》尽管有词条的分类目录,但正文还是按照字母排序的,还有内容偏旧的问题。看到这本《数学大辞典》,词条完全按照知识树分类编排,词条深度虽然不如《数学百科全书》,但基本的内容都有了,一卷在手,覆盖到了现代数学的不少领域,非常适合通览。王元在序言中提到了《普林斯顿数学指南》,本书作为大辞典,显然内涵丰富性与组织性上比不上它,希望未来能有作品不满足于干巴巴的辞典,能更好地展现数学的内在发展逻辑性。

因为对数学卷的好感,随后找来《物理学大辞典》,同样是按照分类目录编排,但是由于物理内容相比数学,文字叙述比重要大,这时就对著者有了更高的要求,诸如把概念的要点讲清楚,知识的要点不能缺,至于逻辑性的要求就更高了。遗憾的是物理学卷要我给它打六十分,有点勉强。比方说词条“哈勃天文望远镜”,这么重要的一台设备,几乎全是废话,设备的主要参数、主要工作全无。唯一可用之处,就是相比《中国大百科全书.物理卷》有很多新知,词条按照知识树分类编排,适合通览。

后来又陆续入手《地学大辞典》、《化学大辞典》、《生物学大辞典》。地学因为知识本身的叙述性强,该卷基本做到了有详有略,一卷在手,与我们生活的这个行星有关的已知知识纷至沓来,实在是好看。化学则更加具有集邮的属性,人类所创造的新物质,大体搜罗殆尽,尤其是能以一知识树,予人以统观,也是赏心悦目。

最令人失望的是生物学卷,本系列其他四卷都是词条分类编排,唯独此卷纯以字母顺序编排,尽管其编委会是按照领域分组的,令人好奇为何词条不顺势也按领域分组。读其序言,感觉编著者一开始就是把这本辞典当作常见的英汉术语词典来做的。体例未能与其他四卷保持一致,大败笔其一;几乎所有词条都非常干瘪简单,缺乏血肉,败笔其二,也印证了编著者做术语词典的主旨。

最后,这个系列我翻阅还不是太多,就发现多处错别字与写作不严谨之处,例如生物学卷一开头,词条“吖啶黄”,把“黄色染料”写成“黄色资料”;物理学卷的词条“相”,把“热力学参量”写成“热为学参量”;词条“组元”,“不同相之间所包含的组元数不一定相同”里面的“之间”应删除;等等。诸如此类,反映了相关工作不够严谨,作者写作也不够严谨,这些都是有待改进的地方。

当然,中国科学界能够做出这一系列大辞典,仍然是值得赞许的,其对中国学术的进步是有功的,至少对普通读者如我等,非常有用!

何以科学不能进入日常?

表面看来,科学怎么会没有进入日常呢?我们每个人每天几乎24小时都没有离开科学:手机,电脑,...
那不是科学,那叫技术。除了技术,科学本身远离大众,或者说,从来就没有接近过大众。
我们来看十八世纪,那个时候科学刚诞生不久,当时伟大的人文学者伏尔泰写过一句话,大意是,他永远也不能理解为什么一个角的正弦不该与该角度成正比。把这个问题拿给21世纪的人文学者们,肯定还是同样地成问题,更遑论大众了。
所以,即使从十八世纪到21世纪,人类的科学理性能力已经翻了几重天,但大众,哪怕是所谓的人文学者,还是停留在十八世纪的原位。
请问,你能够直接了当地告诉我为什么一个角的正弦不与角度成正比吗?

伏尔泰的这个提问,其实反映了日常思维和数学思维之间的深刻鸿沟,不能正确理解这个问题也可以用来说明数学思维没有经由数学知识而恰当地予以传播,更遑论给人带来思维能力方面的益处。

伏尔泰之所以有那一问,是一个很质朴的角度,但由于缺乏正确的思维方式,而只有陷入误区。
什么角度呢?

首先,直观上伏尔泰知道了,一个角的正弦,是用来刻画一个角的几何量,但这个几何量实在有些超越日常,伏尔泰不知道该怎么来理解。在他看来,刻画一个角,似乎就是指它的大小,是否还有其他的几何刻画方式呢,伏尔泰不能感受到,既感受不到其必要性,也感受不到其特质性,是啊,大众都会问,一个角,除了大小,还有什么值得我们关注呢?因此,他自然地把正弦比附为要刻画一个角的大小。而要刻画一个角度的大小,自然的要求就是这个量和角的直观上的大小成“正比”,最自然的满足这个要求的几何量,是一个角所对应的单位圆弧长,我们知道,这个弧长是和它对应之角度,大小成正比。
显然,正弦做不到这点,伏尔泰就犯狐疑,既然是要刻画一个角,都不是直接反映角的大小,那又是何意思?
换成数学的思维方式,很直接就可以看到,一个角的正弦,是单位圆上一个点在一个直径方向上的投影,稍微抽象地来看,就是,一个角,是一个二维的几何对象,它在一个维度上的投影称为正(余)弦。

回到原题,一根曲线的长度,怎么可能跟它在直线上的投影成正比呢?这样理解就不会有任何困难了。

在另一个论坛的讨论:

Quote:
云中君
这有什么好奇怪的呢,亚里士多德两千多年前就明白的政治哲学道理很多科学家到现在还一窍不通。我觉得更严重的问题恐怕还不是人文研究者没有科学理性,而是很多科学家根本没有人文的思考能力。

我感兴趣的问题是:
在一个大的景观上,人类的理性财富,几乎是被两类人分割,而这两类人连相互观望的兴趣都不大。
这会导致什么后果,还没有人说过。

当然,这只是大致的景观,细节远为复杂。
实际上是,要举例说明一位自然科学职业者对人文传统有相当恰当的了解,并不困难;反过来,要举例说明一位人文学者具备足够的科学理性的素养,难度就大多了。

不知道这个观感是不是足够称得上不对称,我个人认为是足够的。
那么问题还是旧的,这会导致什么后果,也还没有人说过。

Quote:
将无同
我出个主意吧,让男的都去搞科学,让女的都去搞人文,他们肯定就有互相观望的兴趣了。

我想到这个话题,是源于伏尔泰的那句话,他不懂正弦,本身一点都不令人奇怪,稍微复杂一点的案例是马克思,他学数学更加别扭难受,他的痛苦都写在他的《数学手稿》里头。
激发我有此一问的要点在于,伏尔泰的困惑是一个典型的数学认知障碍,这个程度的认知障碍普遍存在于人群,迄今一直保持原样。

这让我想起一个从西藏驴友回来的人喜欢讲的八卦,在西藏如果要从藏民手里买水果,最好是整斤的买,而不要来个2斤3两之类的,那样他会算不清你该付他几元几角云云。
大体上,初等数学知识在现代化人群中应该是已经普及了的,那些知识背后相关的理性能力也基本相应扎下了根,这点上我们人人堪比亚里士多德,但,更多一点科学理性能力呢?我的观察是,没太多可以自负于亚里士多德的。

到这里,话题有可能被转移,所以我得有个预防,就是得提出一个真正有意思的问题:科学理性能力对于普遍的人群的精神状态,有什么意义呢?
与此对称的问题是,人文理性的能力对于普遍的人群的精神状态,又有什么意义呢?

回避一下正面的问题,我想说的是,都具有重大的意义,但都没有引起足够的重视,以至于当代社会和人群的很多大问题,都其实起源于这个人群的分割与相互陌生。

将老的主意就是好。

Quote:
宰予
人文學者多一點科學知識,當然沒有壞處。不過,具體知識、技術的掌握和有沒有『科學理性』,到底還不是一回事。例如,學科學的人,微積分是基本的基本。我一個學人文的,雖然學過微積分,但確實已經不會做了。但是我們倒過來問,以研究中國傳統文化來說,文言文也是很基本的東西。高的要求不敢提,我們從影印本四庫全書裏拿一篇語文課上没講過的、沒有標點的宋人或者明人寫的文言文來,請學自然科學的同學來標點,有多少位能點得通?或者有人說自己還很懂希臘哲學,那麼好,你能讀古希臘文嗎?這可是西方古典研究的專業基本功啊。但是,我們好像不必這樣要求非專業人士。一般不搞科學的人,應該大概了解什麼是科學研究,科學研究有哪些局限性,能分辨某些明顯的偽科學,而且願意經常讀些寫給非專業人士的科學文字,就好了。學自然科學的朋友,大概能分辨人文學科書籍的好壞深淺,而且也有興趣讀一些人文方面的書,也就不錯了。人文內部,我們研究中國的人,雖然最好也能讀些西方經典,但古希臘文這類西方古典研究的專業知識,也是不必苛求的。不然我這樣不善于學語言的人就没活路了。

要不還是舉個打通科學和人文界限的正面例子吧。我認得的一位年輕夫婦,丈夫是天文物理學家,妻子是思想史家。他們一起給本科生開了一門課,專門比較自然科學和人文學在提出和解決問題的方法上的異同。據說這門課特別受學生歡迎。當然他們俩在這上面是有特殊的本錢的。就天文物理學家的人文知識來說,我知道他在念研究生的時候參加過一個學生劇團,專門用古希臘語演出希臘經典戲劇。

宰予给出了一个要点,就是所谓科学知识和科学理性能力的区分。

我相信,虽然不是绝对精准,所谓理性的能力,约略等于抽象的能力。这么一转换,我们大体从自己的经验,都会同意,抽象的能力是需要、并且是可以培养和锻炼的。
显然,正是前面提到的人群的分割,显示我们一般是经过两个不同的训练途径来获得抽象能力的:人文的训练,和科学的训练。
人文的训练和科学的训练,从现象上看,是一致的,都是从具体的素材(知识)里面获得认知,但实际的状况是,分别经过这两种训练的人,很难迁移其抽象的经验到对方的素材(知识)上。这至少说明一点,同样是抽象,人文事件中的抽象,和科学事件中的抽象,还是有实质的差异的。

(例如,不会有人认为伏尔泰不是一个合格的人文学者,他肯定具有相关的人文理性能力,但,他理解一个初等的数学问题居然如此困难,这并非一个平凡现象。)

那么我们前面的问题就可以换一个说法,就是,如果人群分为两团,分别拥有相互有差异的理性能力,后果会是什么?

我个人的体会是,后果就是一些现实中发生的大问题,而关于那些问题,一般给出的答案并没有抓住要点。

其实我在这里是试图讨论一个科幻题材:未来,人类的精神状况是否经由更多科学理性的普及,而得到什么?

伏尔泰的问题其实提得很好,一般同样不懂的人根本不够敏锐到这个问题,或者觉得提出这个问题有些丢面子...照现在来说,能够恰当地理解这个问题,也就是能够抓住正弦概念的实质是用直线来测量曲线的一个方式这个要点的人文学者或其他人几乎为零。

我想得到的几个结论是:
1,人文学者是本质不可信赖的,因为他们的抽象思维能力局限性很大;
2,科学工作者逾越自己的专长领域而发言,一般也是不可信赖的;
3,一般的人,缺乏基本的科学素养的话,就不要自信奢谈太深刻的问题,因为能力有限;

几个猜想:
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