培根主張建立歸納法,提倡以科學實驗和經驗事實作為科學的起點和基礎。(維基)

 


愛因斯坦1950年照片。(Getty Images)

 

許多人視科學為真理。瞭解科學究竟是什麼,對於真正誠實的理性思考,可能會有些許的幫助……


 文 ◎ 鄭建

 今天的科學是以西方科學為絕對主體的。在西方,隨著宗教的衰落和理性主義的盛行,科學逐漸取得了凌駕一切的地位。而在我們今天的世界上,雖然表面上仍然有各種信仰、學說等等,其實真正佔主體地位的價值觀就是科學的價值觀。

  但是,西方理性思維畢竟也具備很強的自我反思能力。從某種程度講,西方知識份子對科學的反思,和對科學局限性的理解,要遠遠深過同時期的中國知識人。

  在這個系列文章裏,我們就西方科學的起源、異化、東方科學的特點等方面探討一下關於科學的最根本的一些問題。由於許多人幾乎視科學為真理,瞭解科學究竟是什麼,對於真正誠實的理性思考,可能會有些許的幫助。


一、西方科學溯源:希臘文明


  西方科學的源頭,可以追溯到古希臘的愛智主義的精神傳統。它的奠基者柏拉圖認為,科學知識是人對事物的瞭解,是人的智慧的體現。在柏拉圖看來,我們人通過感官所認識到的世界並不是真實的世界。這也許是對的。

  但他在追索世界的真實圖景的同時,把人放在了真實的世界的外面。此外,原子論哲學的形成,又為科學的發展建立了分析的方法和還原的理想。所謂分析,是指把真實的世界拆分成無限多的、再不可分的、彼此缺乏內在聯繫的基本粒子;所謂還原,就是將萬事萬物(也包括人)看作一堆堆活動著的原子的單純疊加,一旦瞭解了一個原子的結構和活動規律,就掌握了一切。

基米得為代表的幾何學的發達,使得他們能夠以「線型推理」的邏輯考察世界。因為希臘人相信簡單和不變的還原論,一種邏輯、一套概念,再加上一堆命題,在他們看來就足以解決所有問題了。從希臘文明看西方科學,就可以發現:人和世界的分離;把感覺經驗抽像成概念、再組合成命題;邏輯、分析和還原……始終是它的發展的內在線索。

  不過,宇宙是複雜的,人體生命是複雜的,宇宙和人體生命的聯繫更是複雜的。與中國古代的科學巨典《周易》、《黃帝內經》相比,古希臘的科學思想實在是遠為蒼白和遜色了。


二、西方古代科學:價值的互補


  此後的西方科學經歷了近兩千年的緩慢發展,如農業技術的進步、機械工業的萌芽、武器和航海設施的發明,等等。它的醫學則始終堅持四種體液調和作用的生命體理論。這一時期的西方科學雖然仍具有早期所形成的種種缺陷,但由於長期與宗教世界觀構成既矛盾衝突又相互平衡的關係,其負面影響尚未顯露出來。由於宗教信仰作為西方社會的普遍價值,制約了科學的進一步發展;科學的發明與發現始終僅僅被當作知識而接受,而且處在和人們的價值信念相互解釋、彼此印證的意義網絡裏。

  若比照同期的中國古代科學,則能看到這樣一種景象:中國的科學比西方遠為發達,但內在的就富有著「正德、利用、厚生」的精神,它講究「天地人」三才系統的良性互動和有機結合,講究難以傳達的人生意義的體驗,所以幾乎先天的要求將德性倫理放在首位,用「正德」(德性發展)來統御「利用」(技術發展)和「厚生」(社會發展)。

  中西方古代科學都實現了價值世界和技術世界的互補。


三、西方近代科學:實證思潮

  文藝復興以後,由於培根、伽利略、牛頓等人的思想和工作,實證科學取得統治地位。它的理論綱領是培根的《新工具》。他主張建立歸納法,提倡以科學實驗和經驗事實作為科學的起點和基礎。

  歸納法的三步驟是:蒐集材料;整理材料;歸納。培根以來的西方科學,恪守歸納方法,觀察現實,立足物質,極大的發揚了原子論的科學傳統,人完全從世界中分離出來,成為現實的觀察者,並直接導致了傳統的的宗教價值觀的失落。

  伽利略等人發明了望遠鏡(觀察宏觀)和顯微鏡(觀察微觀),由此而導出現代天文學對宇宙的認識和西方醫學以細胞和細菌為本的生命體理論。但是,人的觀察與儀器的觀測是否可靠?依靠觀察與觀測得來的材料例證是否全面?在此基礎上歸納而成的結論在多大限度上是正確的?這些都是實證科學的要害所在。

  例如,樹上的蘋果會落地而不是在空中飄浮或飛上天空,這只是就人類歷史上觀測到的那些蘋果樹而言的;既無法涵蓋所有的對象,又難以考慮到種種可見或不可見的內部、外部因素,更不可能分別每次觀測特定具體狀況的差異。因此人們對下一次蘋果仍會落地的堅定判斷,只是對有限現象的歸納再加上線型邏輯的推演而已。牛頓的萬有引力學說就是奠基在材料歸納和線型推演之上的,並以此為基點確定了一整套宇宙律,成了「理解無機界的全部過程的鑰匙」。「在將近二百年中給予科學以穩定性和思想指導」,「在他以前和以後,都還沒有人能像他那樣決定著西方的思想、研究和實踐的方向。」

  物理學在西方科學中具有代表性,物理學再輔以數學的定量化,造成了人類已經掌握宇宙萬物奧秘的牢固信念。培根說:「知識就是力量(POWER)。」所謂「力量」已是一種控制世界和人的技術,而非柏拉圖所謂「智慧」了。經驗世界吃掉了價值世界,並開導出技術世界,西方科學背後的邏輯、實證、分析、還原的精神開始成為人們的世界觀。這已不能簡單的說成是希臘文明的繼承了,無論以其規模、程度都可稱得上一場革命。

  同時期的中國科學則因發展方向的分歧而呈現出技術的差距,德性倫理的發展固然不一定等同於技術發展,但人性淪亡,技術何用?結果,近代科學革命造就的堅船利炮不僅換來戰爭的瘋狂,更導致實證科學的強制性擴張,此即所謂「西學東漸」。五四時期,形勢迫使人們相信西方近代科學可能救中國,於是苦苦追索,以求革面洗心。德性倫理的精神傳統、「天地人」三才互動的有機思想等都被所謂「科學的世界觀」所代替。實證精神的擴張與強化,是貫穿整個中國二十世紀的一條精神線索。


四、西方現代科學:否定自身

  西方科學的革命與傳統社會的衝突還體現在「它打翻並且取代了古老的關於時間、空間、物質和因果的觀念」。

  西方古代的價值觀(柏拉圖、亞里士多德、畢達哥拉斯)和古老的東方科學(從佛家的「劫」到古中國的「甲子」)都認為:時間是一個巨大的圓環,週而復始,循環不已。與之相應的是物質5與生命的重演和新生。近代以來,線型推演的邏輯在任何領域的無限擴張,直接造就了線型時間的觀念,從而替代了永恆輪迴的時間觀。

線型時間推演走向死胡同

  在牛頓看來,線型時間是可以無限的延伸到未來的一條直線,它是絕對的、實體性的、和物質世界相分離的,更是單向性的,所謂「開弓沒有回頭箭」。與之相適應的便是人類社會將會無限進化、進步的觀念:一切落「後」的,都是黑暗的;一切超「前」的,都是美好的。新的一定比舊的好。

  十九世紀中葉,達爾文創立了「自然選擇」的物種進化學說。進化論認為,人是較早期物種演化的後裔,這標誌著西方科學開始染指人類史,並用進化、進步的線型時間觀解釋人類史。它的近期「戰果」是神學的全面崩潰,它的遠期理想則是達爾文所說的:「在未來某個時期……文明的人種將滅絕並替代全世界未開化的民族。」

  多麼可怕!進化論的材料歸納並不全面,它的線型推演中更存在著明顯的「進化缺環」:日本的人類學家提出,從猿到人,應存在「類猿人」(而非「類人猿」)的過渡環節;同樣,從水生植物到水生動物,再爬上陸地,然後爬上樹,每一次物種的演變間也都應存在著這種過渡環節。

  但人類卻從未觀測到這樣的生物物種及其化石。因此,進化論在西方科學內部也始終受到非議。它的匆促拋出,標誌著近代科學在進步、進化觀念的支配下,在商業擴張的殖民利益驅動下,已經部份的放棄了客觀性原則和實證方法,從而開始走向自己的反面。老子云:「物壯則老」,「不道早已」。由於自身內部否定性的萌芽發展,以至原來事物走向解體,這是事物發展的規律。進化論背後糾纏不清、「剪不斷理還亂」的理論與方法衝突只是西方科學漸呈衰勢的徵兆之一。

時間與物質場聯繫在一起

  二十世紀物理學的迅猛發展首先動搖了牛頓的線型時間觀。1905年,愛因斯坦提出著名的狹義相對論,突破了經典力學的絕對時空觀,建立了場的物質性概念。他證明了並不存在那種遍及宇宙的統一而均勻的「時間流」,時間是由具體的「場」和具體的物理過程所決定的。速度的變化(觀察者的運動)使時間具備了伸縮性,所謂「現在」的概念並沒有絕對性。

  例如著名的「雙生子效應」:一個宇航員高速航行若干年後返回地球,變得比他留在地球上的孿生兄弟年輕了。這對孿生兄弟各自感覺到的「現在」顯然不具有同時性。「洞中方一日,世上已千年」此之謂也。

  1915年,愛因斯坦完成了他的廣義相對論,以彎曲空間和曲線座標系,確立了時空與物質不可分離的觀點,成功的用場來描述包括四維空間在內的一切物理實在。時間完全同物質場聯繫在一起。突破光速極限的時空彎曲甚至可能導致時光倒流,從理論上人們可以走向過去,也可以回到未來。「按照哥德爾給出的廣義相對論方程的解,『類時世界線』也可以閉合起來,這樣,時間就不應當想像成一支沿著無止境的直線前進的箭,而是一個封閉的環,這樣帶來的循環和重複就是絕對的了。它表現了時間本身的性質和結構。閉合的時間意味著過去也就是未來,未來也可能是過去,現在則要依賴於將來。早和晚的區別消失了。」

  進化和進步觀念的基石瓦解了,舊的世界圖景也在前沿科學的視野中漸漸崩潰,然而新的世界圖景卻並未清晰。表面上看,這既可順時針轉動、又可逆時針轉動的時間之環,似乎回歸了東方傳統科學那「一元復始,萬象更新」的古老立場;但時間研究的深入開展卻困難重重,具體體現在以下三點:

  其一,無法把握時間的本性。愛因斯坦的時間觀雖有新意,但它仍認為時間只是一種參量,一種觀察者的尺度,在這一點上與牛頓時間觀是一致的。前蘇聯的魏尼克則認為宇宙中存在著時間物質和「時間場」,它放射的「克羅農」時間粒子起信息載體作用,感官對時間輻射的捕捉導致了時間感。霍金則乾脆到所謂「時間的開端」之前去探索「沒有時間」的物理學理論。

  其二,無法超越時間的觀測極限。按照量子論,精確的時間測量限度是普朗克時間,不可能造出能測小於普朗克時間的量值的那種「鐘」。按照實證主義的原則,霍金提出,小於普朗克時間就可視為沒有時間,是一個沒有時間的物理世界。

  其三,實現時間倒流的途徑也無法落實。傑拉爾德芬伯格提出了運動速度超過光的稱為「速子」的粒子,霍金提出了可以聯結宇宙間相距遙遠的不同時空區域的「蟲洞」,魏尼克提出應追蹤「時間場」放射的「克羅農」時間粒子留下的痕跡……說法不一。

  愛因斯坦的時間觀仍然以「世界在某個層次上是簡單的」為假定前提,殊不知宇宙的複雜性遠遠超出人類理性的想像。時間的流速變化可能是有層次性的結構,理論物理學家提出的過去、現在、未來同時存在的情況可能是存在於某一特定時空層次的狀態。

(待續)

柏拉圖的思想幾乎影響了後來的所有西方思想家。他認為人看到的世界不是真正的真相,但是他在研究世界時,把人和世界割裂開來。(法新社)