格物論（十一） 致知（二） 科學祛魅 一_風聞

 

-

牛頓曾經説過：如果説我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。這句話後來被解釋為多個版本，甚至有“對某個矮子的嘲笑”之説。但其應當被傳播的思想：知識需要積累，這卻是無疑的。不能否認科學家的偉大，但也不能否認前人的積累。這種積累，直觀地以人類觀察世界的能力來表現，即人類藉助工具（以智能為基礎）達成的能力進化。科學思想，絕不是某種“覺悟”的立地成佛，而是對科技成果的總結，也是“能力進化”的結果。

相應地，不同時代，對“科學思想”的理解是不一樣的，我們看古人，後人看我們，感受可能是相同的。所以，萬萬不可有“一切盡在掌中”的錯覺。科學是人類認識世界的方法，也是成果；科學本身不是形而上，也不基於形而上，它仍在發展。相對論與量子力學所建立的體系自有其前提假定，即數學自在（隱含着人認識世界的合法性）、數學與世界綁定（隱含着物理規則的永恆性）。

波普爾把科學表述為範式的革命，即原有體系成為新體系的特例。這種情形，顯然是人類“進化”的結果：憑藉科學創造的工具，人類視野得以在深度和廣度上拓展！是眼界的放大導致了範式的革命，而眼界放大是一個實踐的積累過程，絕非頓悟而來。某些所謂哲學家並未理解科學，由此建立的思想體系，繆以千里。必須從實踐的角度辨認科學和科學史。人類正在展開智能之精彩，精彩之一（或者説起點）就是超出生物極限的感知能力：測量。

 

科學與計量

 

秦始皇統一中國，最重要的歷史貢獻之一是統一了全國的度量衡。現代社會中，安全、科研、生產、物流、貿易等各方面都離不開計量基礎的保障。國家建立（或直接採用國際標準）並有效執行一套量值傳遞體系（質量監督），通過計量檢定（或其他傳遞方法），將計量基準所復現的單位量值傳給下一等級的計量標準（比如砝碼），並依次逐級地傳遞到工作用計量器具，以保證測量的準確一致。簡單説就是：生活中無處不在的量具，都是由國家質量監督部門擔保的，日常量具相比國家基準可能有誤差，但在允許範圍之內。

作為測量的前端，傳感器（sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。基本感知功能分為熱敏、光敏、氣敏、力敏、磁敏、濕敏、聲敏、放射性敏、色敏、味敏。傳感器產品門類共10大類42小類，近6000個品種。--百度百科

現代計量技術屬於現代科學體系，傳感器、測量設備/儀器/儀表工業是現代工業的重要基礎組分。憑藉測量設備，人類的“感知能力”早已超出生物屬性及其想象：電子天平可稱量0.1微克，大型稱重設備可以稱量千噸以上，貨輪水尺稱重可達數十萬噸；光學顯微鏡的分辨率為0.2μm，電子顯微鏡的分辨率為0.2nm；碳硫分析儀：碳測量可達千分之一，硫測量萬分之五；温度測量精度優於0.01…。

科研單位面向前沿的測量需求，不斷製造或組合新的測量設備（佔科研投入的相當大部分），某種意義上講，大型粒子對撞機也是一種測量設備。這些測量設備是科學的造物，藉助它們，科學家實現了肉體不可能到達的“感知能力”。

計量單位制一般採用國際單位制（英制、市制可等價），粒子物理領域多采用自然單位制（光速c=1）。在國際單位制中，將單位分成三類：基本單位、導出單位和輔助單位（弧度和球面度，已併入導出單位）。七個嚴格定義的基本單位是：長度（米）、質量（千克）、時間（秒）、電流（安培）、熱力學温度（開爾文）、物質的量（摩爾）和發光強度（坎德拉）。上述基本單位在量綱上彼此獨立，導出單位由基本單位組合構成。

國際單位制以及背後的科學體系，為關於自然的交流提供了堅實的基礎。應當感謝國際標準化領域的科學家和工程師，他們也是自然語言的工程師。擴展開來，博物學、質量領域，以及其他專業領域的專家/組織，同樣也是廣義的國際標準化專家，也是自然語言的工程師。他們為一部分“概念”提供了可靠的定義。

計量是一門基礎科學，同時又是科學的基礎。從認識論的角度看計量，從進化論的角度看科學，有助於我們理解科學。哪怕沒有接受高等教育，憑藉日常經驗和基本的推理，我們也可以遠觀現代科學體系之大略，而不產生根本性誤解。

如果説一般工具延伸了人類的操作能力，那麼計量工具（以傳感器為觸角的儀器儀表）則延伸了人類的感知能力（直觀及其綜合）。從這一點上，可以説：科學全面提升了人類的感知能力，從而進一步拓寬了生物進化的道路。可以從國際單位制原器的精度方面，對現代科學技術帶來的“感知能力”有個直觀的認識。

長度單位：1889年第1屆國際計量大會批准國際米原器（鉑銥米尺）的不確定度為10-7；1960年第11屆國際計量大會對米的定義更改為氪－86長度基準，不確定度為4×10-9；1983年第17屆國際計量大會採用了光速基準，不確定度為10-9。

質量單位：鉑銥合金國際千克原器，1889年第1屆國際計量大會批准，不確定度約在10-7；2018年第26屆國際計量大會，採用了普朗克常數定義，不確定度在10-8。

時間單位：最初，“秒”被定義為平均太陽日的 1/86400；1967年第13屆國際計量大會，採用銫原子鐘，不確定度達到10-15，2千萬年誤差不超過1秒。我們日常用到的GPS、北斗，授時精度在納秒級（10-9）。沒有高精度原子鐘，就不可能實現米級的全球定位。

…。

2018年26屆國際計量大會通過了決議，國際單位制中的3個基本單位（千克、開爾文、安培）改由自然常數來定義，並於2019年國際計量日（5月20日）起正式生效。至此，國際單位制7個基本單位全部由基本物理常數定義，量值的實現進入了量子化時代。

國際計量基準已經進入量子化時代。普通人可以不去了解量子力學，但應當知道，量子力學已經從最底層滲透了人類的社會生活。由此亦可佐證：科學已經成為人類的生活常識。

回到人類與恐龍的比較。《侏羅紀公園》系列電影作品讓我們直觀感受了恐龍的強壯。假設恐龍代表了肉體（基因）進化的方向，人類代表了智能進化的方向，那麼，人類完勝恐龍。拋開熱兵器不談，僅以力量計，恐龍不可能挑戰吊車、壓力機、載重車輛，甚至不能挑戰鉗子、扳手、鋸子。恐龍可能擁有比人靈敏的嗅覺、視覺，但不能挑戰人類製造的檢測儀器…。生物個體層面如此，社會/羣體層面則差距更大，人類有語言、文字，知識可以傳承，可以組織起遠超動物可能性的團隊合作。即使不考慮現代科學，人類也能通過組織團隊配合，建設城牆、陷阱、大型機弩等擊敗恐龍，小型團隊也可用火自保甚至反擊。

站在生物進化的角度，智能生物的進化表現為藉助工具。前面一直使用“延伸”一詞，人類發明的工具從兩個方面提升了生物個體的能力：力量和感知。某種意義上講，工具就是人的力量和感知的延伸。赤手空拳的話，現代人可能不見得比古人強，但憑藉工具，現代人的“力量”和“感知”將全面碾壓古人。現代人和古人的生物特性可能變化不大，但憑藉工具，現代人看得更遠、更清，舉得更高、更重，上天下海…。現代人相對古人已經“進化”了：眼光更鋭利，手臂更強壯，體能更充足…。

進行“人類對抗恐龍”推演，可以求證“什麼是最寶貴的”。人類的優勢集中體現為組織能力：語言（包括八卦）所建立的關係網絡遠大於動物的嗅覺認同；理性對未來的期許使得人類能夠讓渡部分個人利益以換取團結，從而為更大規模的組織奠定基礎；更大規模必然要求更精確的計劃性；更大和更高效的組織，讓智能得以發揮，科學得以發展；科學創造了新的延伸力量和感知的工具，每代人都有所“進化”。網絡科技的發展，使得信息可以幾乎沒有延時地傳遞到每個節點，創造了“全人類組織起來”的可能性。

人類的優勢表現為“傳承”。人類以文字為載體，記錄前行中的知識。人從出生那一刻起，就已經站在了前人堆砌起來的平台之上，他只需進入語言，就已經開始了與所有先哲們的對話。如果把全人類比作一個意志（類似‘蓋亞’），那麼，“她”的成長過程中，“文字”是一個特殊的里程碑：“她”站立起來，邁出了探索世界的腳步。全人類的意志表達為認識世界，組織是為了“蓋亞”的合成，文字使得她有了記憶，科學是她的進化，計量則是進化的刻度。這些共同展開了人類的“智能進化”之路。

如果消滅恐龍的“神”仍在觀察地球，它的感覺可能是饒有興趣。人類智能，創造出了遠超恐龍時代的精彩，更關鍵的是，科技還在進步，未來或許真的值得期待…。那麼，人類是否有時略有疑惑：科學所創造的工具和尺度，“神”是否早就知道？科學所發現的規律性在不斷排除“神”的存在，“神”是否默許？

 

科學與常識

 

科學可以給出不同的解釋，但科學不能改變常識。牛頓的萬有引力定律不會改變天體的運行，愛因斯坦的相對論同樣不會；高能物理、量子力學也不會造成物質的崩塌。事實上，如果理論所預言的結果與常識（只要不是錯覺）不符，那麼，應當質疑的是這個理論。

現代化學給出了水銀（汞）在常温下呈液態這種現象的相對論解釋（汞在元素週期表中是80位，與它相鄰的鉑、金、鉈、鉛等在常温下都是固態的）。有沒有相對論解釋，水銀在常温下呈液態這一常識不會改變。同樣的還有黃金呈現“金色”的相對論解釋。英國科學家觀察到光合作用中能量轉化的量子機制，並證明正是這一量子機制使光合作用能很好地消除環境干擾，而光合作用已經在地球存在了數十億年。無論人類是否發現量子力學，不改變人類此前觀察到的光合作用如此這般的性質。元素週期表所展示的元素性質的規律性，早於量子力學給出的核外電子能級的量子化解釋…。未來，無論高能（粒子）物理如何發展，不會造成人類生存其中的宏觀世界忽然崩塌或異常（這並非來自世外的保證，而是人類飛蛾撲火般的命運）。

玻爾曾説：“沒有‘量子世界’，只有抽象的量子力學描述。我們不應該以為物理學的工作是發現大自然的本質。物理只涉及我們怎樣描述大自然”。玻爾是哥本哈根學派的創始人（在量子力學的江湖中相當於少林派掌門），對二十世紀物理學的發展有深遠的影響。國際單位制的量子化是“悄無聲息”完成的，對生活沒有影響！科學，只是在不斷揭開“已在”的真相（包括人們的常識）。

上世紀七十年代末期國內開展的關於真理的大討論：實踐是檢驗真理的唯一標準，這是一個可靠的結論。現代科學深刻地改變了人類所處的世界，但這種改變是以人類實踐的方式實現的，而不是憑空改變了大自然。更深刻地，科學只是描述大自然的方式，人類並不能聲稱發現了大自然的本質，如果發現了不相符的實驗結果，應當改變的是科學理論。這種認識也是科學成為科學的根基所在。

因此，首先應當驅除的思想是：科學的神秘化。這是另一種經過包裝了的“大全”，只不過包裝物換成了科學名詞。應當確信：**大自然（包括人類自身與社會），是一種比“科學”更加堅實的“存在”****。**原因在於：無論科學定律是否被人類發現，大自然早已“應用”了它們，而人類以及人類的常識，是這種“應用”的結果。人類的思考以及思考的物質基礎大腦，不會因為量子力學的測不準、不相容、波函數坍縮、觀察者效應等等，而忽然可疑起來。事實上，承受了認識世界的天命，就意味着科學只是人類認識和改造世界的工具，是屬於人的能力，而不是可以表達的人類的“命運”。

超出科學自有範疇的討論，是“不誠”。

每個人，除了擁有知識，還有親人、朋友、事業、國家…。人們願意接受科學思想，是因為它的實踐有效性，而不是“絕對”，無論它如何深奧、神秘，都不是懷疑人生的理由。科學是“望遠鏡”和“顯微鏡”，它將人類的視野引向深空和微觀，但無論多麼深遠，人類的立足地還是人的生存，不因鏡片而失焦或散焦。或許在“神”的眼裏，人類只是感恩節前的火雞，但那不是人類放棄立足的理由：物的尺度和人生的價值都在於人。這是對科學應有的態度。

 

科學與自然

 

現代科學的體量，早已超過個人能力的極限，沒有人可以號稱全面瞭解科學（何況還有數學）。網絡上常有“誰是人類歷史上最後一個全才”的討論，達芬奇、朗道、龐加萊、希爾伯特…。但這種“全才”更多的是後人對其學術修養的崇敬，而不是定論。何況，應當相信，後人會對世界有更加深刻的認識。

如果非要找一個“全才”，那隻能是大自然，人格化的自然神。

科學之所以令人信服，原因在於不斷重複的“預言成真”。牛頓、愛因斯坦莫不如此。牛頓經典物理體系建立之後，學界一度形成了某種樂觀又悲觀的氛圍。科學家可以樂觀地認為，物理學終結了，後續工作是力求精確（小數點後的工作了）；哲學則不得不悲觀地認為，未來已定，只是暫時難以計算而已。

但人們顯然低估了計算的“難度”。愚公移山或許還有可能，推演大自然則完全不可能。用電腦遊戲來做類比。遊戲中的NPC顯然是一段代碼，最簡單情形，NPC只重複幾句話“村東頭老李家的牛走失了，你去幫他找回來…”。遊戲中的石頭，並不具有石頭的性質，只是擋路而已，小草也沒有味道，大樹也不能真的爬上去…。為了追求“真實”，設計人員開始考慮“對象化（仿真）”遊戲中的人物和物品：把對象包裝起來，賦予對象一組性質，讓對象根據不同情況做出反應。比如NPC可以聊天，石頭可以翻動，小草可以撥出，甚至陽光在不同時間有不同的照射角度…。但仿真取決於服務器的運算能力，也取決於賦予的“性質”的全面性。只説仿真一塊石頭，要做到全面仿真，需要設計人員瞭解石頭的全部特徵，比如翻動要用多大的力量，比如錘子擊打時，多大力度可以打碎、碎成幾塊、崩到哪裏、砸壞什麼…,比如拿來磨刀，多大力度、磨損多少、發熱情況、多少灰塵…。很顯然，全面仿真是做不到的。至於NPC仿真，更是想都不要想，除非GM後台親自扮演。

大自然卻是“真的”，所有人物、物品都是本色出演。借用“物自體”概念，大自然中的角色就是物自體。此時，人類不再是設計者，而是參與者和觀察者：觀察物自體的反應，總結歸納形成知識。無論人類對物自體瞭解多少，無論對此物的規律掌握多少，物自體自會按它的規則行事（石頭碎了就是碎了，不用等到觸發什麼科學和數學的計算結果）。大自然的推演結論，必定是“真實”的，出現“反常”現象，是人類瞭解其中規則的機會，而不是大自然“出錯”了。從這一角度，就是黑格爾的“存在即合理”。但大自然不説話，只是自行演化。也就是説，沒有任何人可以預知未來。

意識，人類仍然知之甚少，但也在大自然的“推演”之中。人類也只是在大自然中本色出演。人們伐木燒火與森林火災，其影響對大自然沒有區別。也就是説，對於大自然而言，影響在於人類的行為，而不在某個人的思想，除非思想影響了行為。

地球有意識嗎？地球的意識就是人類的意識。想象中的“蓋亞”是人格化的地球本身。自然的警告是人類理解的警告，“警告”作為一個概念，其意義也是人賦予的，大自然不言。與黑格爾的“絕對精神”一樣，我們把大自然人格化，是一種思想的方法，而不是真實。這種思想方法，為人類確立了一個準則：人可以指望大自然。或者可以這樣説，大自然的演化即是“道”之顯、“神”之使、“思”之本，是人類存在和思考的最大最可靠的“靠山”。

這裏可以補齊關於“地心”的類比：理性對應地心，人的直觀以及求知慾對應地核，大自然對應地幔，現有的科學體系則對應地殼。科學是由大自然背書的（請忽略地核地幔關係）。

大自然演化至今，就是現在可以觀察的樣子。不管是否來源於大爆炸，不管基本粒子是否可分，甚至可以不管數學和物理定律何時起效，人類就是大自然推演至今的結果（或許不唯一）。科學，是大自然演化過程中展示出來的，人可以理解的東西。如果僅以太陽系為限（近在眼前），那麼肯定還有宇宙中允許存在，但太陽系中並不存在的事物，比如黑洞，或者阿凡達的世界；以當前為界，肯定存在將來或許出現，現在並未出現的事物。大自然所展示的，遠遠大於人類可見的，又遠遠大於可以理解的，大於可以用數學公式描述的；而大自然尚未展示的，則更是不可言説的。因此，科學只是人類認識自然的方法，是人類進化轉向智能方向後的工具，不是自然的“決策者”。擁有科學知識的人類，絕不是大自然的“主宰”，充其量是站在了地球生態鏈頂端的智慧生物。可以想象一個“絕對精神”，或人格化一個“自然神”，但不能自以為就是。

借用徐勝治先生《太上章》傳燈一章中的描述，進一步説明科學與自然的關係：

世上原先並沒有燈，直至有人創造了它，然後才有了一種名叫燈的東西。但無論人們清楚不清楚什麼是燈，將碟子、草莖、火麻籽油組合起來用於照明，它就會出現，然後可以給它起一個名字，比如叫做燈。在世上根本沒有燈之前，其實燈已經存在了，只看人們知不知道它，又能不能發現它、點亮它。如此看來，這世上的萬事萬物在沒出現之前，其實都早有其存在的道理，否則它們就不會出現。萬事萬物之間的玄妙、無論我們知不知道、知道多少，它就一直在那裏。

朱子：天不曾生個筆，人把兔毫來做筆，才有筆，便有理。若在理上看，則雖未有物而已有物之理。

上述思想源於道家，其中的內涵很豐富。

其一，人們已經用各式各樣的電燈代替了小説中的麻油燈，鑿壁偷光、囊螢夜讀、臍脂自照…等都是燈，這世上還有不勝枚舉的燈以及尚未出現的燈、暫不可行的燈。因此，從物的一側，無法給出“燈”的定義，因而“理念論”不通。事實上，只要“發展”並未停止，理念論中的“概念”就是自相矛盾（理念要求‘完善’，而‘完善’是現在完成時態，無法支持將來時態）。所以，只能從人的一側即“用途”來定義“包含了未來的燈”。

其二，“電燈”必然是早已存在的，只是藉由人類在科學的基礎上呈現出來。人類也並未窮盡“電燈”的可能性，比如LED光源在技術未成熟前就不能作為電燈。大自然還允許什麼樣的燈，人們並不知道。人們只是在“科技樹”上找到了電燈分枝，枝上的可能性，人類並不敢聲稱已完全展開。

其三，之所以找到燈這一分枝，原因在於“有用”，即人類需要這一分枝。那麼，大自然所允許的可能性中，有多少是人類不需要因而並未展開的分枝呢？未來又有多少重新“有用”而再度打開的分枝呢（比如等離子體電視技術）？以及已經打開卻發現有害因而應當關閉的分枝呢（毒品、化學及生物武器…）？

其四，“存在”與“呈現”之間以“實踐”連接：需求造就了“呈現”。隨着“枝葉”的不斷呈現，人們開始意識到“樹”的存在。那麼，哪些“枝葉”更容易讓人聯想到“樹”呢？

其五，人與智能也是早就存在的。在核能-化學能的能量瀑布之下，碳基生命也是早已存在的，只看運氣。熱力學規定的熵增，可以理解為“大勢”。所謂宜居，就是大勢下的逆流之勢，碳基生命順此勢而存。逆流之勢既成，則人已“存在”。

如果世界是可以“推演”的，那麼推演者只有一個，就是“自然”。人類本身是自然推演至此的內容：人的智能和基於智能的推演，都在自然的推演之內。在大自然面前，人類應時刻保持謙卑：科學知識體系，遠未到達可以總括自然的程度。

 

真理不在蒙滿灰塵的權威著作中，而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。--伽利略