近代自然科学禀性探讨

风云际会

$ W% q* C" E) s引子：这是我国内的导师所写的一篇文章，会在他所著的《量子力学：菜根谭（第二版）》里出现。这里经过他授权同意，让我代发在网上以引起讨论。在接下来两三个月中我会陆陆续续放完全文。此文的版权归原作者所有，任何转载请注明原作者。


                                    一，近代自然科学的基本特征

                                                      张永德
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　　全部近代自然科学技术都只是“可道之道”，只是相对真理，并非绝对真理或最终真理。对近代自然科学规律的认识是全体人类理性认识的最大公约数。

　　总体上，近代自然科学总是从经验和现象出发，从实践中抽出公设，运用逻辑演绎建立起一个个相对自洽的理论体系，再返回到实践中经受检验，获得进一步修正和发展。这种思路基本特征有两条：“实验检验”和“逻辑论证”。实践检验和对理性美的追求是建立这些理论体系的出发点，而前者也是归宿。
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　　近代自然科学不是只承认经验和概念复合的经验主义或符号主义，而是同时承认物质的客观存在性、客观规律的物质性，绝对真理的存在性。所以，近代自然科学技术本质上应当称作唯物的逻辑实证主义。举例来说，桌子不仅仅是感觉的复合，更是独立于观察者的具有客观存在性的实体，虽然可以用对它感觉的复合来描述它；月亮不仅仅只是人们主观感觉的复合, 更是独立于观察者的具有客观存在性的实体。

　　物质与精神是对立的统一体，如同硬币的正反两个侧面。人脑思维过程既是精神过程也是物质过程，是同一过程的两个不可分割的侧面。这种对立统一，人们是强调 “对立”——为斗争哲学寻找理论依据呢？！还是看重“统一”——强调关联、强调共性、强调依存呢？！生命和脑科学家感兴趣的显然是两者之间的关联、对应和统一。

& y; q- u1 X$ a1 X* U　　真、善、美：科学用理性“求真”，文艺随情感“求美”，信仰从人性“求善”。唯三者全体构成人类和谐社会。其中，自然科学遵循客观性，体现理性精神，从属“诚不诚都灵” 的逻辑。而自然科学理性范畴之外的信仰、爱情等等，依循主观性，渗透主观感受和文化熏陶，显现出另一种“诚则灵，不诚可能不灵”的模式。

风云际会

6 s  R! Y( J% C9 ~近代自然科学禀性探讨（一）

引子：这是我国内的导师所写的一篇文章，会在他所著的《量子力学：菜根谭（第二版）》里出现。这里经过他授权同意，让我代发在网上以引起讨论。在接下来两三个月中我会陆陆续续放完全文。此文的版权归原作者所有，任何转载请注明原作者。

3 H: r; x: I* o" m: z2 s- @                                                                     二，蕴含的要素
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" ^' K; i% s9 x4 s7 n. G                                                                             张永德
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, z6 J3 R& D- l4 G- H" V: G　　整体概括而言, 近代自然科学蕴含如下五个要素：

0 I+ P; _$ r& b8 J: b　　　1）因果性 ：有因果关联的，有实验响应的。

5 T0 Y4 g8 D/ b, P$ P  u; k- F. @　　　2）普适性 ：满足前提下，结论普适，与观察者无关。
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, g2 U  ]7 t2 ~% `' s* v　　　3）自洽性 ：体系内部所有结论是自洽的。

　　　4）可重复性、可检验性：所有结论都能够接受实验检验。
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& }9 b) o& S( ?0 y2 N, B; S* F　　　5）可量度性：不可量度的事物不属于近代自然科学范畴。
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　　总之, 没有理性基础、无相互作用、不受影响、无因果关联、不可重复、无法检验、不可量度的的事物不属于自然科学范畴，而属于文学、艺术和宗教…等范畴。比如问: 如来佛头上有多少根头发？孙悟空体重是多少？无法观测；“糊里又糊涂的”爱情、音乐灵感、作曲家的激情，不可度量; 以前的动物学植物学大体属于描述和归纳性质，并不能算作近代科学。宗教信仰，按Born转述的Einstein观点【1】，属于理性之外（也即科学之外——本文作者注）的正常事物。
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  k' i' O. K: H6 V& w                                                                     三，发源于西方
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　　一般认为，近代自然科学的摇篮是Euclid的“几何学原本(The Elements)”。其思维模式正是上面说的：从实践中抽出公设，经过逻辑演绎加工，构成理论，再返回实践。
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       我个人感觉，中国有雄厚的技术史，著名的指南针、造纸术、火药、活字印刷四大发明都是技术，但确实没有相应雄厚的自然科学史。当然，这不等于说中国5千年文明史中没有很多自然科学成果的亮点。总体而论，中国古代对自然研究的基本特征是“天人合一”式的直觉“综合”远胜于逻辑理性的“分析”。“格物”不得法，“致知”不系统。中国古代学者缺乏大块逻辑思维训练。例证是中西医基本特征的比较━━集中体现了东西方文化和思维模式的差异。

【1】M. Born, 《Max and Albert Einstein》，The Born-Einstein Letters，London，Macmillan，2nd edn，2005。

风云际会

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8 {7 E+ D1 A7 h7 f近代自然科学禀性探讨（二，三）

6 L+ u  y- {3 ~  A  r, W/ |引子：这是我国内的导师所写的一篇文章，会在他所著的《量子力学：菜根谭（第二版）》里出现。这里经过他授权同意，让我代发在网上以引起讨论。在接下来两三个月中我会陆陆续续放完全文。此文的版权归原作者所有，任何转载请注明原作者。
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四，局限性

张永德

: M3 [0 s! @" U　　西方近代自然科学既然纯属“可道之道”，其总体思维模式就存在着局限性。深入检讨有如下5点：
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7 O! @4 \' ~4 ~6 S; [4 P4 \3 t　　　1）公设有局限性。人类实践的局限性产生了认识的局限性, 认识局限性导致公设的局限性。举例说, 从欧氏几何到罗氏几何再到黎曼几何的发展过程就说明了这一点。
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　　　2）人类认知能力有局限性。人类眼耳鼻舌身，以及人类 (包括现在和将来利用人类所在空间的物质) 制造的全部探测系统，它们总体一定是完备的吗? 就是说，凡是自然界中存在的东西，最终一定会为人类所认识? 其实，这只是一个未经论证也无法证实的论断。说到底，这只是人们的一个信念。

　　　3）逻辑演绎能力有局限性。牛顿力学诞生到量子力学创立一再表明，物理学基本规律和基本观念都是逻辑论证无能为力的地方。还有，K. Godel的“不完备定理”【2】也表明, 任何逻辑体系都不可能是完备的。Landau也说理论物理中追求数学严格性往往是自欺欺人【3】，其原义都在于此。
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; f  ?4 b, i2 m! ~/ w! I% X$ S　　　4) 量化问题的局限性。Einstein 说过：不是所有可以量化的东西都是重要的，也不是所有重要的东西都可以量化。后者比如，爱情、亲情和信仰就是无法量化的“重要的东西”。
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　　　5）科学只能解决物质文明，并不能解决精神文明。

　　众所周知，公共汽车车门的踏脚板是挤着上车人的“变心板”。纽约报纸载文：“我们已经可以把人送上月球，却无法让人从车门口向车中间挪动一步。”只有科学，没有信仰的社会是自私、放纵的社会；只有信仰，没有科学的社会是贫穷、愚昧的社会。众所周知, 科学本身是把双刃剑。既可以用来创造物质财富, 造福人类，也可以用于危害人类。
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　　其实，就对人的全面成长而言，科学是对人能力的锻炼培养，信仰是对人格的引导塑造。所以，科学与信仰实际并行不悖、科学与宗教应当相辅相成。科学解决物质文明；信仰和宗教解决精神文明。科学是振兴一个国家所必须的、重要的，但决不是万能的、包容一切的。走向极端的科学主义是可怕的偏颇！世界上信仰多种多样，人类应当而且必须学会尊重别人的信仰。

+ |2 Y1 O1 H  \) j( B4 s7 j　　我们实在应当牢牢记取Einstein的话：没有宗教的科学是瘸子；没有科学的宗教是瞎子【4】。我们也应当牢牢记取孙中山的话：佛教有救世之仁， 佛学是哲学之母，研究佛学可补科学之偏【5】。
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* U$ J2 @' l9 b  Z. @, |! z9 [  t【2】关于数理逻辑的 “不完备定理”(1931)，参见汪芳庭《数理逻辑(第二版)》，合肥：中国科学技术大学出版社，2010。第3、4章。
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: J8 U& r% H8 C" \+ e【3】朗道，栗弗利茨，《量子力学 非相对论理论》，北京：高教出版社，1980。英文第一版序言。

【4】A. Einstein,《Ideas and Opinions》，Carl Seelig，ed.，New York：Three Rivers Press，1982；M. Jammer，《Einstein and Religion：Physics and Theology》，Princeton：Princeton University Press，1999。

( @- Z* A( Z; D/ P* d; {1 N2 hEinstein给P. Wright的信。安·罗宾逊编著，《爱因斯坦 相对论一百年》, 张卜天译, 长沙：湖南科技出版社，2006。

/ ?2 ?, V2 S' N, [5 w$ x2 c【5】《孙中山全集》第9卷，或见西安大慈恩寺石壁题字。
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不爱吱声

2 X2 E1 n5 z# v. b
+ j: }) B/ g6 ?2 Z前几年很喜欢思考科学哲学问题，这两年对渐渐失去兴趣。

对文章观点基本同意。
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9 n3 H3 x& a" Y/ ^: W9 _  J3 q不知道本文面向的读者群是什么，如果是纯学术探讨没问题，如果希望更多读者可能写法有点太严肃了。

橡树村

爱因斯坦本人算是弱无神论，所以一些言论经常被拿出来被阐明宗教的好处。不过爱因斯坦的话要全面的看，比如这个引用所出现在1954年爱因斯坦的一封信，里面有更多的文字表明爱因斯坦对宗教的反面态度，比如
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The word god is for me nothing more than the expression and product of human weaknesses, the Bible a collection of honorable, but still primitive legends which are nevertheless pretty childish. No interpretation no matter how subtle can (for me) change this.
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引用的时候其实应该引第一手资料，可以更充分的了解其背景。而不是引四十多年后的二手资料。
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2 x" D( a2 o  |而且谈自然科学么，这种没有完整论述不具备完全逻辑的名人名言在自然科学领域是没啥意义的。

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# n& s8 W# m; g0 w$ Y% k此外，帖子都不长，就没必要分这么多主题了，回到第一个帖下面就好。
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风云际会

橡树村 发表于 2013-8-21 02:24
7 x$ ]5 ~, t" k爱因斯坦本人算是弱无神论，所以一些言论经常被拿出来被阐明宗教的好处。不过爱因斯坦的话要全面的看，比如 ...

3 e+ C/ n/ `6 E1 Z! p) S
7 P! k+ N  h+ K引用爱因斯坦的话并不是具体说爱因斯坦要指向哪个宗教。爱因斯坦本人的“自然之神”的“信念”应当是可以在他的文集中看到的。所以这里张老师所引的爱因斯坦所说的宗教并不需要做如此具体理解。全文的主旨显然也不是说人们一定要去信一个什么具体宗教，此文的主旨只是说明了自然科学自身局限性，及人文精神存在的必要性。
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3 ~8 Q3 t. l  w这篇文章是张老师数十年来对自然科学（或者更具体说对物理学吧）的一个思考和体会。每一段都是耐读的（前提是读者对自然科学或者物理学有了一定程度的理解），我不想一下子全放上来，而是一次一段一段的放，有心人自会耐心阅读并体会。
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8 m$ t8 R: J: w! \0 @接下来将会有张老师自己提出自然科学三原理。当然这三个原理也只有当人们对物理学有深入的理解并切实的“操作实践”过才会有共鸣吧。

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-21 02:24
爱因斯坦本人算是弱无神论，所以一些言论经常被拿出来被阐明宗教的好处。不过爱因斯坦的话要全面的看，比如 ...

/ `! e4 y' o8 s另，能否帮我给出这封信(有英译本的更好)更具体的出处？我好转给张老师，在些深表谢意。

风云际会

不爱吱声 发表于 2013-8-21 02:08
5 W$ `! X7 ?8 [7 Y- X! `3 |* S- [前几年很喜欢思考科学哲学问题，这两年对渐渐失去兴趣。

5 t- S, m  R- P& ^2 ?对文章观点基本同意。

5 n2 e7 Z" S7 m! z$ I% A, h
就像我在引子里所写的，这会单独做为一章出现在《量子力学：菜根谭（第二版）》（已经校完，即将付梓了）。这书面向的是比较advanced人群，恐怕不会是雅俗共赏，放在这一方面是能让有缘人一起读读，并看能否激发起一些讨论，在河里就有一些讨论了。
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橡树村

风云际会 发表于 2013-8-21 03:21
$ R+ z) s' v( }* q) U2 r) e引用爱因斯坦的话并不是具体说爱因斯坦要指向哪个宗教。爱因斯坦本人的“自然之神”的“信念”应当是可以 ...

9 d$ k$ }$ O8 G8 @自然科学不仅仅只有物理学。

现在科学的研究领域拓宽了不少，已经开始触碰人文领域的很多东西了，留给主观世界的东西越来越少，说科学不能解决精神文明的问题，可能武断了。

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风云际会

橡树村 发表于 2013-8-21 16:46
自然科学不仅仅只有物理学。

现在科学的研究领域拓宽了不少，已经开始触碰人文领域的很多东西了，留给主 ...

/ Y# a( F6 i0 `% B物理学=自然哲学，由此可见物理学做为自然科学的基础应当是当之无愧的。所以对物理的理解，本身就是对自然哲学的理解，从而可以做为对自然科学禀性的探讨的基础。所以全文取标题为“近代自然科学禀性探讨”是恰当的。

橡树村

风云际会 发表于 2013-8-22 10:00
物理学=自然哲学，由此可见物理学做为自然科学的基础应当是当之无愧的。所以对物理的理解，本身就是对自 ...

* b/ V# r+ X; T1 O# @: n" Z这可能是你这个领域的说法。
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2 m. i, _  d* E3 l6 n/ [8 J3 H自然哲学是自然科学的前身，不过随着学科分支越来越细，到十九世纪就只剩下物理，在这个意义上说，自然哲学等于物理也说得过去，不过这是有不少限定条件的，至少存在时间上的限定。物理现在只是自然科学的一个重要分支，自然哲学这个概念早就无法涵盖自然科学这个概念，到现代把自然哲学甚至连物理也涵盖不了。

从某些意义上说把物理当做其他自然科学的基础也可以，不过要说了解了物理的所谓特性就了解了整个自然科学的特性，逻辑上就不完善了。不同学科不同分支的研究方法各有侧重，物理在很多地方已经不能再代表自然科学。

当然你说的是近代，不是现代。近代科学说的是十九世纪的事情？最多加上二十世纪初？

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-22 11:58
这可能是你这个领域的说法。

自然哲学是自然科学的前身，不过随着学科分支越来越细，到十九世纪就只剩下 ...

$ ]$ |7 }, e. ~  e/ L
& }; M' u/ M! F' ]6 i( ^9 F近代科学指的就是二十世纪以来的科学。

我不说别的，就量子力学吧，请问当代自然科学哪一门学校没有渗透着量子力学的影响？  无论是在此fundamental层面还是在应用层面，即便是金融学，其一些基本方程也是渗透着“量子”的影子。再比如凝聚态物理的结果已经广泛的存在于所有对宏观体系的研究之中了。物理学的一个重要原动力也是自然规律更深层次的规律的寻找，物理学做为自然科学的基础是当之无愧的。很难想象，没有对自然规律的基本层面的挖掘，何来近现代以来自然科学各个分支的大突破和大发展呢？
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$ \6 Q8 U4 r9 O5 n$ V' R& s! F当然，求同存异吧，呵呵。

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橡树村

风云际会 发表于 2013-8-24 07:17
近代科学指的就是二十世纪以来的科学。
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! L4 ]9 m6 o4 N6 W3 _- ^我不说别的，就量子力学吧，请问当代自然科学哪一门学校没有渗透 ...

: i8 @( _. Z8 W, f% [+ c3 L又是一些缺乏完整逻辑推理的论述，归纳法不是这么用的。
0 W5 ]) x7 |% P5 M科学论文要是这么写的话根本发不出去的。

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-24 09:46
又是一些缺乏完整逻辑推理的论述，归纳法不是这么用的。
科学论文要是这么写的话根本发不出去的。
- o8 f2 }% y3 B% g ...

这里的讨论对我而言是相对放松的。。。。橡树村前辈的求全责备亦是正确。但是这个问题显然太大了，不可能会有系统的时间进行系统的论述的，前面的的话只能算做自身感悟吧。

以下是张老师对你的意见的回复：
- E( R8 y4 k) n* q. z" O
“Einstein引文出处的事，我很想引得确切些，但限于知识和文献，不知道怎么引。还望那位网友再指点。并代我向他们致谢！”

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-21 02:24
7 p2 ~; N% [% x9 E爱因斯坦本人算是弱无神论，所以一些言论经常被拿出来被阐明宗教的好处。不过爱因斯坦的话要全面的看，比如 ...

以下是张老师对你的意见的回复：
' X8 P9 a' o; r. ?7 e
“Einstein引文出处的事，我很想引得确切些，但限于知识和文献，不知道怎么引。还望那位网友再指点。并代我向他们致谢！”
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抱歉，我在Wiki上查到的也只是一句话说Einstein致某某的信的原稿（可惜是德文原稿）。后面紧接着又是分散于各书之中。如果橡树村前辈能给出有完整的英文全文出处，在此万分感谢。

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-24 09:46
) z( f  Y+ v8 a& y$ f4 C又是一些缺乏完整逻辑推理的论述，归纳法不是这么用的。
科学论文要是这么写的话根本发不出去的。
  Y4 c- [. K4 { ...

另外，我另发贴了。是修改稿，加上了前言，我想加上前言的限定后，你所提出的问题应当就不大了。

风云际会

橡树村 发表于 2013-8-21 16:46
, |! m9 {7 \) P/ z0 n自然科学不仅仅只有物理学。
( f3 X" {6 B8 y
; N) o- \7 f9 Z6 t6 w" b现在科学的研究领域拓宽了不少，已经开始触碰人文领域的很多东西了，留给主 ...

这里我认可你的观点。以下是我把你的评论和我的看法发给张老师的：

这里还有一个网友的意见：
7 F& x% ]  t& u0 Q1 c% B: q8 v1 d
3 K! H) J3 V( y* E- d) t “现在科学的研究领域拓宽了不少，已经开始触碰人文领域的很多东西了，留给主观世界的东西越来越少，说科学不能解决精神文明的问题，可能武断了。”

我认为科学的进展已经在一定程度上能解决部分的精神文明的问题。由科学所产生的文化本身就是人类精神文明的一部分。所以在一定程度上我是同意这位网友所说的。所以文中如果简单的说科学解决精神文明；信仰和宗教解决精神文明，确实可能是偏颇了。

以下是张老师的回复：
  o# ]. F9 Q! A1 E
. w$ i8 W. t7 g) v$ O“也许这种决然划分的提法稍为简单了些，但主要是针对当前国内情况说的。因为当前国内主要用科学教育代替了做人的教育。从而缺乏后者。”
0 b) `% H7 q/ Y. u$ u! o5 F/ Z
/ _  Q3 }$ z9 }1 }再次感谢参与讨论。