本文摘自《消失的真實(shí)：現(xiàn)代社會(huì)的思想困境》，作者：金觀濤著，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
現(xiàn)代科學(xué)的建立，是最基本的普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上建立公理系統(tǒng)。在此過(guò)程中，存在著公理的完善以及原有公理系統(tǒng)的修正，與此相伴的必定是整個(gè)理論系統(tǒng)的改建，這就是人們常說(shuō)的科學(xué)革命。然而，只要這一過(guò)程完成，我們就會(huì)看到科學(xué)革命的終結(jié)。事實(shí)上，在光速不變、等效原理、量子力學(xué)的測(cè)量公理加入經(jīng)牛頓擴(kuò)大的歐幾里得幾何學(xué)公理系統(tǒng)后，現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)建立在一些最基本的普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之上。相對(duì)論和量子力學(xué)成為科學(xué)真實(shí)的最終基礎(chǔ)。
一旦理解了科學(xué)真實(shí)的本質(zhì)，我們就可以斷言：科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯既不是波普爾那種對(duì)“可能被證偽之猜測(cè)”的提出和反駁，也不是庫(kù)恩所說(shuō)的“在某種范式指導(dǎo)下的解謎工作”或“創(chuàng)造新范式”，而是對(duì)普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)和擴(kuò)張。因?yàn)閿?shù)學(xué)是對(duì)普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的符號(hào)表達(dá)，它通過(guò)在人們心靈中一次次預(yù)演受控實(shí)驗(yàn)，從而推動(dòng)現(xiàn)實(shí)中受控實(shí)驗(yàn)的迭代和擴(kuò)張。換言之，數(shù)學(xué)研究是和科學(xué)研究同構(gòu)的過(guò)程，當(dāng)相應(yīng)符號(hào)還沒(méi)有指涉經(jīng)驗(yàn)對(duì)象時(shí)，數(shù)學(xué)家是在進(jìn)行受控實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的“非經(jīng)驗(yàn)探索”，但這種研究總有一天可以和受控實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。
這樣，隨著現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)的奠定，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是科學(xué)理論研究使用的數(shù)學(xué)越來(lái)越深?yuàn)W，甚至一時(shí)間看不出和經(jīng)驗(yàn)有什么關(guān)系。一旦建立聯(lián)系，就是新的普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)。二是受控實(shí)驗(yàn)的自我迭代和組織日益復(fù)雜，新的受控實(shí)驗(yàn)除了離不開(kāi)理論計(jì)算外，還需要龐大的組織和裝備才能進(jìn)行。
然而，在現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)完備后，在科學(xué)發(fā)展的歷程中難道不會(huì)發(fā)生普遍定律被證偽嗎？如果有，這不恰好說(shuō)明證偽主義對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的定義仍然有效嗎？如果一個(gè)全稱陳述被證偽，它一定建立在普遍可重復(fù)受控觀察之上，而立足于普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之上的全稱陳述不會(huì)被證偽。這表明，如果發(fā)生某些原以為普遍成立的定律被證偽，只是意味著在受控實(shí)驗(yàn)的不斷拓展過(guò)程中，因?yàn)樵瓉?lái)不為人知的控制變量會(huì)被創(chuàng)造出來(lái)，一些原先基于觀察得到的普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，在新的前提下不再成立。
對(duì)此，我要強(qiáng)調(diào)的是兩點(diǎn)：第一，被證偽的定律只是建立在受控觀察之上，它本來(lái)就是一個(gè)等待證偽的猜測(cè)；第二，對(duì)科學(xué)真實(shí)而言，這只意味著發(fā)現(xiàn)了某些普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之間確定關(guān)系的有效邊界。
我以宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)來(lái)說(shuō)明這兩點(diǎn)。所謂宇稱守恒是指自然定律的鏡對(duì)稱。20世紀(jì)上半葉，物理學(xué)家認(rèn)為所有自然界基本定律都是鏡對(duì)稱的。所謂自然定律“鏡對(duì)稱”，是指兩個(gè)普遍可重復(fù)的受控實(shí)驗(yàn)之關(guān)系。如果把一個(gè)受控實(shí)驗(yàn)的可控變量換作它的鏡對(duì)稱的可控變量，其相應(yīng)的結(jié)果（可觀察變量）也是前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的鏡對(duì)稱的可觀察變量，那么這兩個(gè)受控實(shí)驗(yàn)是鏡對(duì)稱的。我們總是可以設(shè)計(jì)一個(gè)和既有實(shí)驗(yàn)呈“鏡對(duì)稱”的實(shí)驗(yàn)，比較這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，看其是否一樣。宇稱守恒斷言所有受控實(shí)驗(yàn)都是鏡對(duì)稱的。顯而易見(jiàn)，和宇稱守恒這一全稱陳述相聯(lián)系的只是受控觀察而非受控實(shí)驗(yàn)，即并不存在一個(gè)有效的原則，保證鏡對(duì)稱的受控實(shí)驗(yàn)通過(guò)自我迭代和組織的新受控實(shí)驗(yàn)也是鏡對(duì)稱的。換言之，該全稱陳述只是一個(gè)猜測(cè)。這樣，在受控實(shí)驗(yàn)自我迭代和組織的過(guò)程中，隨著受控變量的拓展，有可能發(fā)現(xiàn)并非鏡對(duì)稱的受控實(shí)驗(yàn)。
宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)是由θ和τ這兩種粒子衰變不一樣引起的。θ和τ的質(zhì)量與壽命完全一樣，所以應(yīng)該是同一個(gè)粒子，但θ粒子在衰變時(shí)的行為模式和τ粒子不同。到底該如何解釋這一現(xiàn)象呢？1956年，李政道和楊振寧通過(guò)深入復(fù)雜的計(jì)算指出，θ和τ兩種粒子實(shí)際上是同一種粒子（后來(lái)被稱為K介子），其衰變結(jié)果之所以不同，只是因?yàn)檫@兩種衰變過(guò)程并不互為鏡像。換言之，相應(yīng)受控實(shí)驗(yàn)的表達(dá)不是鏡對(duì)稱的。李政道和楊振寧大膽地?cái)嘌裕喝跸嗷プ饔玫姆▌t不再滿足鏡對(duì)稱。
李政道和楊振寧做出預(yù)言后不久，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家吳健雄設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的受控實(shí)驗(yàn)證明弱相互作用下“宇稱不守恒”。吳健雄用兩套實(shí)驗(yàn)裝置觀測(cè)鈷60的衰變（這是一個(gè)典型的弱相互作用），她在極低溫（0.01開(kāi)爾文）下用強(qiáng)磁場(chǎng)把一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向左旋，把另一套裝置中的鈷60原子核自旋方向轉(zhuǎn)向右旋，這兩套裝置中的鈷60互為鏡像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩套裝置中的鈷60放射出來(lái)的電子數(shù)有很大差異，而且電子放射的方向也不互相對(duì)稱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了弱相互作用下的宇稱不守恒。從此，弱相互作用下“宇稱不守恒”才真正被承認(rèn)為一條具有普遍意義的科學(xué)原理。
從科學(xué)理論變化來(lái)看，以上例子說(shuō)明原有的物理理論“宇稱守恒”被新的事實(shí)證偽了。這表明那些建立在受控觀察之上的物理定律，無(wú)論看起來(lái)有多么“基本”，仍然只是猜測(cè)。該猜測(cè)被證明為錯(cuò)對(duì)科學(xué)真實(shí)的意義在于，某些普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之間確定關(guān)系的有效邊界會(huì)被發(fā)現(xiàn)，而不是科學(xué)基礎(chǔ)的顛覆。該發(fā)現(xiàn)正是現(xiàn)代科學(xué)基礎(chǔ)建立后，受控實(shí)驗(yàn)的組織迭代和與其相連的符號(hào)深層結(jié)構(gòu)展開(kāi)互動(dòng)的結(jié)果。如果沒(méi)有李政道和楊振寧通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算（受控實(shí)驗(yàn)的符號(hào)表達(dá)）指出“宇稱守恒”不成立這種特殊的條件（某些支配實(shí)驗(yàn)的新受控變量），誰(shuí)又能想到在強(qiáng)磁場(chǎng)、極低溫（0.01開(kāi)爾文）條件下做鈷60原子蛻變是否鏡對(duì)稱的實(shí)驗(yàn)（將新的受控變量加入控制變量集，并形成新的受控實(shí)驗(yàn)）呢？只有用符號(hào)表達(dá)原有受控實(shí)驗(yàn)，并用數(shù)學(xué)推導(dǎo)各種受控實(shí)驗(yàn)（包括θ和τ這兩種粒子衰變）是否自洽時(shí)，才能發(fā)現(xiàn)這個(gè)獨(dú)特的條件（新的控制變量）。這時(shí)我們才能知道：原來(lái)認(rèn)為所有表達(dá)物理定律的受控實(shí)驗(yàn)均為鏡對(duì)稱這一觀點(diǎn)的成立是有前提的。換言之，在某一個(gè)定律被證偽的背后，是發(fā)現(xiàn)了原先認(rèn)為普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)之間關(guān)系成立的邊界。
無(wú)論邏輯經(jīng)驗(yàn)論把科學(xué)進(jìn)步視為事實(shí)一點(diǎn)一滴地增加，還是證偽主義將科學(xué)理論當(dāng)作等待證偽的猜測(cè)，以及范式說(shuō)主張的一次又一次的科學(xué)革命，近2000多年來(lái)科技進(jìn)步的速度一直都是衡量科學(xué)真實(shí)拓展的最重要指標(biāo)。迄今為止，不論科學(xué)社會(huì)學(xué)和科學(xué)史學(xué)家相信哪一種科學(xué)哲學(xué)，他們都用其來(lái)預(yù)測(cè)科學(xué)未來(lái)的走向。
自20世紀(jì)下半葉起，不少人根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料認(rèn)為以往的科技加速發(fā)展似乎不再可能。一份2015年的媒體報(bào)道指出：“科技創(chuàng)新活躍期的最近一個(gè)波段從約1500年開(kāi)始，在1920年左右達(dá)到頂峰，然后下降。特別是近十年來(lái)，這種下降尤為明顯。經(jīng)濟(jì)學(xué)家泰勒·考恩在他的《大停滯》一書(shū)中對(duì)此有較多描述。他認(rèn)為，到20世紀(jì)70年代，美國(guó)已經(jīng)基本摘取了‘低枝果實(shí)’，其中包括：大量土地的開(kāi)發(fā)利用紅利；大幅提升受教育人口比例的紅利；最重要的是，目前支撐經(jīng)濟(jì)的主要科技發(fā)明都是在1940年之前發(fā)明的，在這之后，最重要的發(fā)明只有計(jì)算器，其他乏善可陳，技術(shù)領(lǐng)域由此形成‘高原平臺(tái)’的停滯景觀。美國(guó)學(xué)者喬納森·許布納也通過(guò)定量實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)人均年均科技創(chuàng)新的頂峰是1873年，而美國(guó)人均專(zhuān)利數(shù)的最高點(diǎn)出現(xiàn)在1915年?！?/p>
事實(shí)上，無(wú)論是近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)掀起的技術(shù)變革，還是生命科學(xué)的突飛猛進(jìn)，都說(shuō)明上述觀點(diǎn)站不住腳。為什么它一定是錯(cuò)的呢？因?yàn)樯鲜鲇^點(diǎn)立足于20世紀(jì)不正確的科學(xué)觀，把現(xiàn)代科學(xué)基本結(jié)構(gòu)建立前后的科學(xué)技術(shù)發(fā)展混為一談?？茖W(xué)經(jīng)驗(yàn)真實(shí)建立在受控實(shí)驗(yàn)普遍可重復(fù)及無(wú)限擴(kuò)張之上。當(dāng)現(xiàn)代科學(xué)基本結(jié)構(gòu)沒(méi)有形成或仍處在形成之中時(shí)，科學(xué)經(jīng)驗(yàn)真實(shí)之拓展和數(shù)學(xué)研究各自獨(dú)立展開(kāi)，科技進(jìn)步是偶然而緩慢的。一旦普遍可重復(fù)的受控實(shí)驗(yàn)找到最基本的內(nèi)核及其數(shù)學(xué)表達(dá)，科學(xué)真實(shí)的拓展就依賴于受控實(shí)驗(yàn)的自我迭代、數(shù)學(xué)研究的進(jìn)步和兩者的互動(dòng)。如前所述，直到20世紀(jì)，相對(duì)論和量子力學(xué)才成為現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)，即基本不變的科學(xué)結(jié)構(gòu)形成。這樣，用20世紀(jì)以前科技增長(zhǎng)的歷史來(lái)分析和預(yù)見(jiàn)今后科技的發(fā)展是完全沒(méi)有意義的。
根據(jù)我前面提出的科學(xué)觀，科技的進(jìn)步又遵循什么樣的模式呢？我把現(xiàn)代科學(xué)結(jié)構(gòu)比喻成分形，其最重要的性質(zhì)是自相似性，即它的各個(gè)部分、各種尺度的圖案由同一原則生成。現(xiàn)在我們已經(jīng)知曉分形產(chǎn)生的原則即普遍可重復(fù)受控實(shí)驗(yàn)的自我迭代及其符號(hào)表達(dá)之展開(kāi)，這樣就可以清晰界定科技增長(zhǎng)在三個(gè)階段的不同方式。
第一個(gè)階段是分形還沒(méi)有出現(xiàn)。這時(shí)，受控觀察和受控實(shí)驗(yàn)只是偶爾進(jìn)行，自然數(shù)運(yùn)算中的深層結(jié)構(gòu)只有少數(shù)哲人了解?？萍荚鲩L(zhǎng)完全取決于其所扎根的傳統(tǒng)社會(huì)的結(jié)構(gòu)。無(wú)論是科學(xué)理論還是技術(shù)，它們與其所扎根社會(huì)的思想和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于科學(xué)內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)和符號(hào)的關(guān)系。正因如此，中國(guó)傳統(tǒng)社會(huì)的科學(xué)理論和技術(shù)增長(zhǎng)模式完全不同于羅馬帝國(guó)或阿拔斯王朝。也就是說(shuō)，科學(xué)技術(shù)史只從屬于軸心文明的歷史。某一文明科技增長(zhǎng)的方式和速度取決于其傳統(tǒng)社會(huì)結(jié)構(gòu)。
第二階段是分形的形成。我在第二編中指出，現(xiàn)代科學(xué)起源于歐幾里得幾何學(xué)，其他各門(mén)科學(xué)的建立過(guò)程中，明顯可見(jiàn)《幾何原本》的示范作用。所謂示范作用正是描述分形的形成，其前提是天主教文明中源于古希臘與古羅馬文明的認(rèn)知理性和對(duì)上帝的信仰分離并存，而這恰好是現(xiàn)代性通過(guò)宗教改革在天主教文明中起源的過(guò)程。這樣一來(lái)，現(xiàn)代科學(xué)分形之出現(xiàn)和壯大必定是傳統(tǒng)社會(huì)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)型的一部分。在分形形成時(shí)期，科技增長(zhǎng)的中心往往和現(xiàn)代民族國(guó)家同步出現(xiàn)。當(dāng)英國(guó)成為人類(lèi)歷史上第一個(gè)現(xiàn)代民族國(guó)家時(shí)，它亦是科學(xué)革命的中心。18世紀(jì)法國(guó)成為民族國(guó)家，19世紀(jì)德國(guó)成為現(xiàn)代民族國(guó)家時(shí)，我們同樣看到相應(yīng)國(guó)家科技的高增長(zhǎng)。隨著現(xiàn)代民族國(guó)家在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展，甚至可以看到世界科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移。分形形成時(shí)期，科技增長(zhǎng)和傳統(tǒng)社會(huì)向現(xiàn)代轉(zhuǎn)型之間的關(guān)系，在其他各軸心文明中也成立。
一旦分形最后形成，即進(jìn)入第三階段，科技增長(zhǎng)本質(zhì)上是全球性的，它的展開(kāi)可以視為分形的任何一個(gè)部分的自我復(fù)制。因此，自20世紀(jì)至今的科技增長(zhǎng)屬于現(xiàn)代科學(xué)基本結(jié)構(gòu)（分形）成熟后的展開(kāi)。由于分形的任何一部分和整體自相似，增長(zhǎng)可能出現(xiàn)在分形的任何一點(diǎn)、一部分，有時(shí)涉及整體。這樣一來(lái)，科技增長(zhǎng)的總體速度呈現(xiàn)出極為復(fù)雜的面貌。新科技的出現(xiàn)猶如分形展開(kāi)過(guò)程中總長(zhǎng)度和測(cè)度的變化，根據(jù)分形成長(zhǎng)的混沌性質(zhì)，其整體應(yīng)該是不可預(yù)測(cè)的。
書(shū)名：《消失的真實(shí)：現(xiàn)代社會(huì)的思想困境》作者：金觀濤，出版社：中信出版集團(tuán)
金觀濤
生于1947年，現(xiàn)任中國(guó)美術(shù)學(xué)院南山講座教授、香港中文大學(xué)中國(guó)文化研究所高級(jí)名譽(yù)研究員。
主要著作有《系統(tǒng)的哲學(xué)》《歷史的巨鏡》《軸心文明與現(xiàn)代社會(huì)：探索大歷史的結(jié)構(gòu)》。與劉青峰長(zhǎng)期合作研究，合著代表作有《興盛與危機(jī)：論中國(guó)社會(huì)超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)》《開(kāi)放中的變遷：再論中國(guó)社會(huì)超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)》《中國(guó)現(xiàn)代思想的起源：超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與中國(guó)政治文化的演變（第一卷）》《觀念史研究：中國(guó)現(xiàn)代重要政治術(shù)語(yǔ)的形成》《中國(guó)思想史十講（上卷）》。
關(guān)鍵詞： 現(xiàn)代科學(xué) 弱相互作用 民族國(guó)家
