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与师生谈科学之弊11:强拆硬分 精选

已有 8571 次阅读 2013-8-15 14:55 |系统分类:教学心得

学:学生,教:教师,李:李晓榕。

李:为什么数学在物理学中应用如此成功?为什么自然界要满足“人造”的数学?诺贝尔奖得主、著名物理学家维格纳(Eugene Wigner)对此大惑不解,写过一篇著名的文章“数学在自然科学中不可思议的有效性”(The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences)。对此解答各异,众说纷纭。著名物理学家朗道(L.D. Landau)甚至说,理论物理学的数学严谨性是自欺欺人。我有个相关的问题。简单地说,物理学中的场波和粒子分别对应于数学的连续和离散。物理学上的量子集波粒二象于一身。在数学世界里,却没有这种身兼二职的“量子”:连续和离散有本质不同,它们只在极限意义下才有可能统一,只有极限才能产生质变飞跃。而物理学的量子是微观物质,并非极限量。所以,数学和物理学在此并不吻合。既然它们的成果老是彼此借鉴、彼此移植,不妨预言,数学和物理学势必发展,进而消除这一不符。

   再举一例。假设张三和李四在身体外貌、经历记忆以及性情修养、知识文化等方面都天差地远。一次车祸摧毁了张三的身体和李四的大脑。经抢救,张三的大脑和李四的身体被完美地成功相连而成一个人。你们说这个人现在是张三呢,还是李四?

学:当然是张三。

李:为什么?

教:因为他具有张三的全部自我意识、性情、意愿等,而这些完全依赖于记忆,所以,具有谁的记忆,就是谁。

李:何以见得?即便自我意识完全依赖于记忆,记忆也包括对自己身体和体能的记忆。他对身体和体能的记忆明显与事实不符,比如张三原来因身材高大健壮而自豪,而李四瘦小体弱多病,这将极大地动摇他的自我意识。

学:我想,也许可以认为他是李四,因为他会不断调整自我意识,使其与自己的身体相符。意识可以改变,而身体难以大幅度改变。

李:依我之见,他既不是张三,也不是李四,而是一个新人。你们的答复都犯了强行分解还原的毛病,即把一个人的身份本质强拆硬分成或者是记忆,或者是身体。其实,一个人的身份兼含生理和心理等方面,缺一不可,也就是我说的有多相本质,这就像身兼波粒二象的微观量子,其实既不是场波,也不是粒子。在科学上遇到这种具有多相本质之事,人们常常各执一词,争执不休。反之亦然:对于“各执一词,争执不休”之事,往往是由于它难以分析还原,比如具有多相本质。

学:您说世界既不是连续的,又不是离散的,这比较容易接受,因为世界是个大杂烩,可以既有连续的成分,又有离散的成分,但是您说量子既不是波,又不是粒子,这不容易接受,因为量子是个单一的东西。

李:问得好。粒子和场波都是人们从宏观物质形态中抽象出来的概念,它们主要分别对应于固态以及液态和气态,宏观物质都可以归于这两类中的一类。微观量子是不属于这两类的“另类”,所以我说它既不是场波,又不是粒子,也可以说,既是场波又是粒子。如果宏观物质中也存在身兼波粒二象的类似形态,人们会形成相应的概念,也就不会因为量子的波粒性而奇怪了。

教:我想,我们觉得量子身兼波粒二象很奇怪,是因为波和粒子不相容。

李:其实它们未必不相容,只是我们没见过听过而已。就像一个只见过固体和气体的人不容易理解和想象液体一样。我们可以说液体既非固体亦非气体,也可以说它既是固体又是气体,因为它兼含二者的某些特性。不过,基于A和B两种特性提出一种分类,后来发现存在兼含A和B性质的东西,那么,这种分类一般不太好。所以,在宏观世界里谈波粒性不差,但在微观世界里谈就不好。更一般地说,把一个复杂概念还原成几个所谓的原初概念,也一样。如果某个概念无法进一步还原,还原论者就会认为,这个概念也是一个原初概念。这样,还原论似乎立于不败之地。举个例子。对意识的起源问题,用分析还原始终是雾里看花,不得要领。无奈,有些研究者只好认为:意识是一种基本存在实体。这等于承认意识是不可还原为物质的。问题是,当一个东西用分析还原行不通时,就说它是不可进一步还原的原初单元,还是抱着还原论不放,只是增加原初单元的集合,这是不是抱残守缺?其实,这支持其他更合理的观点,比如,美国著名实用主义哲学家、心理学家詹姆斯(William James)早就认为,意识是机能(function),不是实体,也无法还原为实体。当代著名神经学家埃德尔曼也指出,意识是一个过程,它是脑这种特殊的结构形态与环境相互作用时表现出来的动态性质。与此相通,前面说过,对无歧纯一性的要求,导致数学和逻辑不能胜任具有多相本质的事物。其实,所谓多相本质,都是针对现有的基本原初概念而言。比如我们说,无穷小既有过程性又有完成性,因而有二相本质,但是如果我们已形成一种“过程-完成性”单一不可分的清晰概念,从这个角度来说,无穷小只有单一本质。

教:为什么科学必须采用分析还原的方法?

李:并非必须,只是近现代科学老是采用这个方法。科学追求清晰精确的普适真理,坚信世界的简单性和科学的统一性。一事物作为一个整体,必须浑然一体,而它又有多个彼此不同的方面。所以,科学方法只能逐一对付事物的不同方面,这就要求分析还原,作“片面化”处理。不同的学科和理论针对不同的事物或不同的侧面。惟其如此,对于分析还原的过分倚重,导致现代科学知识总是“盲人摸象”——针对特殊方面,只是特殊的命题,注重内部结构,忽视相互联系和整体性,因而总是片面的,难以获取关于事物自身完全正确的整体知识。

   不少杰出思想家都对此有深刻清醒的认识。比如,英国著名哲学家怀特海(Alfred North Whitehead)早在1925年就提出了用机体论代替还原论,用反映本质变化的“事件”或由性质和关系构成的“机体”,来代替分析还原的“元素”或实体,发“建设性后现代主义”之滥觞。他强调部分与整体的相通和统一,其认识论接近于中国传统。奥地利科学家贝塔朗菲(Lugwig vonBertalanffy)创立了一般系统论,其机体系统论的基本观点系统、动态和等级,都与分析还原格格不入。当代德国大哲学家海德格尔(Martin Heidegger)认为西方文明已误入歧途。也许受到了老子“天、地、人、道”的启发,他强调天、地、人、神的四重统一而不是分裂,其中的“神”与老子的“道”大为相通。印度大文豪泰戈尔旗帜鲜明地反对科学的割裂、分析和抽象,主张对宇宙人生直观亲证整体,复归自然。他要求具体,反对科学的抽象。

学:分析方法非常强大,您说它是西方的,难道中国古代没有发现它?

李:早先在谈研究策略的“分而击之”时,重点谈过分析方法,它是西方科学的主要特征之一,在科学中无处不在,我称之为“科学之血”。中国传统中的分而击之思想,应用没有这么广泛,地位没有这么崇高。而且,中西分析思想有重大差别:西方的分析主要是分解还原为更深的层次,是一分为多,重分不重合,所以往往更深入细致精确,但易于割裂分块之间的联系,缺乏全局观。它的一个典型代表就是早先说过的计算机学科的“if…then…”。中国传统的分析,主要不是还原为更深的层次,而往往是在同一层面上基于阴阳的“一分为二”,但重在其后的“合二而一”,它寓合于分,以分求合,至少是分合相辅,这与早先所谈研究策略中的“分解-融合法”,一脉相通。

   总之,作为科学方法,分析还原追求精确性和清晰性,为此有时不得不割裂事物,失去了对事物的整体系统性、多元辨证性和变化生命性的把握。此外,用分析还原是难以解释“量变累积成质变”的,所以,彻底的还原论者恐怕不会承认“量变累成质变”的可能性。


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27:科学之弊总结


与师生谈科研选题:

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3:选题三准则:如何培养兴趣                                    4:选题三准则:择重舍轻,扬长避短

5:得题之关键                                                  6:如何应对新潮

7:选题四建议                                                  8:总结:选题好比找对象


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5:大道至简,科学之魄                                          6:弃繁就简

7:以特制胜                                                    8:综括

9:反行众道,改形换状                                          10:迷雾中的灯塔

11:技穷时的上策                                               12:驾驭时间之术1

13:驾驭时间之术2                                              14:保质增产之法

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与师生谈科研输出:

1:论文写作五要点                                              2:论文的结构、条理和语言

3:标题、摘要、引言、结论                                      4:作学术报告四建议

5:与编审人员打交道


与师生谈科研道德:

1:何谓弄虚作假                                                2:何谓剽窃?

3:何谓自我剽窃?                                              4:版权

5:谁该当作者?                                                6:署名顺序怎么定?

7:其他学术不当行为                                            8:总结



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