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本世纪科学主流:归纳综合与演绎推论并行

已有 3815 次阅读 2014-7-5 11:40 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

      百年前,随着经典科学的成熟及由此生成的巨大工程技术体系的建立,物理学家很骄傲的宣称:留给今后科学界的问题就是具体的计算问题。这条路线事实上就是演绎推论的路线。

      计算机的发明是否实际的受到这个论点的推论呢?从文献的历史性结构来看,结论是肯定的。把科学发展的问题归结为在经典理论基础上的计算问题在事实上主导了上世纪的科学研究方向,而且,也将主导本世纪的科学研究方向。

      但是,一个疑问始终是在科学界徘徊:计算等价于演绎推理吗?

      数学界的回答是:演绎推理就是算法结构,计算就是具体算法的实现,从而计算等价于演绎推理。在这个指导思想下,现代数学在上个世纪急速发展,机器证明(演绎推理的数学实现)方面的数学研究成为证实这个回答的重要研究论题。

      与这条路线相伴随的是上世纪中叶的工业数字化革命。触发数字化革命的是信息论(及系统论)的统计推断原理。自此以后,统计推理的地位上升到取代归纳综合的地位。

以上的态势形成了当前科学界的主流性结构:1)基于共识性理论的数学演绎或算法研究;2)基于统计推断的归纳综合研究。基本上近百年的绝大多数科研论文可以归入其中一类。

我国科学研究的热潮恰好是赶上了这个时代,所以,上述的主流性结构在我国表现的更为突出。其科研门槛是很低的(会算,或是会统计,或是有现成软件)。

由这样的现实来回顾科学发展历史,我们会看到:A) 相对论把科学原理的数学化看成是一条原理;B) 量子力学把统计推理看成是归纳综合的法宝。

由这两个要点来看,相对论和量子力学的确是数字化革命的自然哲学基础。

但是,到了本世纪初,人们开始反思:一)数学演绎推理是受物质世界本身的规律支配呢?还是受到数学逻辑结构(或称约定论)的支配呢?二)统计推断的结论能作为归纳综合研究的等价物吗?

前一个问题是历史性的老问题,正统的答案为:物质世界的客观规律决定了数学推演的法则。而对后一个问题,传统的答案是不能,统计的相关性不等价于因果性。但是,有一个对立的答案:统计推断的结论在系统论意义上是归纳综合性的(也就是:系统响应就是归纳综合的等价物)。

争论是无助于问题的解决的。而这类问题又必须得到解决。在这样的一个背景下,科学界开始出现这样的一类研究:在不违反共识性科学理论本质的基础上,寻求同时具有演绎推理功能和综合归纳功能的数学工具。

这就是本世纪科学研究的先进方向。在自然哲学上追求这个方向的思想明确后,研究者很快的就在经典科学的历史进程中找出了大量的原始性案例和其先导性理论,并将其归纳到现代数学语言之下。因此,本世纪的科学研究的核心论题是:归纳综合。

这类归纳综合是跨学科的(多学科并行),多尺度的(各种运动尺度并行),多重代数的(也称为超代数),整体性的(也称共扼化的,或对偶化的,或互补化的)。

这种特点导致对研究门槛的突然性提高。这是传统的科学强国能够再次主导的时代,而科学上积累不足的国家几乎无法介入。是不是可以这样来看:科学研究上的帝国主义霸权时代开始了?

现在的物理学家是否会很恼火的承认:当今科学界的问题就是抽象科学理论建构问题?

三国志云:分久必合,合久必分。

如果把希腊古典看成是一次大的综合时期,则此后是长期的演绎推论期,直到文艺复兴期才开始出现新的综合归纳期。而此后,演绎推论和综合归纳几乎是并行的,从而在百年前,以综合归纳为主流,形成了经典科学的完整体系

由于这个体系的庞大,对它的演绎推理持续了一个多世纪。作为演绎推论成果的分枝性学科的爆发性增长主导了上个世纪的科学研究。这种爆发性是出乎意外的,从而把进行综合归纳研究的难度提的很高。由此,也就阻碍了综合归纳类研究的进行。

由此,可以这样来看:持续一个多世纪的演绎推理性科研已经耗尽了前进的能力,本世纪的科学发展本身提出了综合归纳的内在要求。而前一个世纪的学科细化(分化)成就空前的提高了对学科全局进行综合归纳的难度,因而,对使用同时具有演绎推理功能和综合归纳功能的数学工具的需求非常迫切。也就是要恢复科学的传统:演绎和归纳的相辅相成。互联网的出现在硬件上(资料可得性)为此准备了条件。

这样,出乎人们的预期,一场突如其来的科学革命爆发的态势基本形成。与数字化革命的低门槛参与不同,此次革命的参与门槛很高很抽象。

在此期间,各国将形成如下态势1)几国包揽了综合归纳类研究(业主);2)少数国家进行的是在新的综合归纳类研究框架下的演绎推论性研究(打工);3)多数国家只能被动的满足于停留在经典科学水平而等待此次科学革命成果的出现(消费者)。

各国对顶尖人才的定位为:进行大学科演绎和归纳的高手。客观上,此类人才以老头为主。此类人才的培养需时特长。我们有这样的耐心吗?

 




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