量子猫:从科学到社会

    纪念达尔文：进化论与统一性

    作者：量子猫

    在达尔文诞辰两百周年的日子里，我们纪念达尔文这位历史人物，对这个人物本身已经毫无意义。如果这种纪念是真诚的，纪念的意义在于用一种仪式或象征，来直 接或间接地表明我们自己的信念、价值观、生活态度和情感取向，表明我们对个人以及社会和文化未来的预期或希望。如果我们认为这位历史人物是伟大的，在于表 明我们坚持的信念和我们对未来的目标和期望是正确的和切实可行的。

    尽管事物发展、演化的概念由来已久，在西方和东方远古哲学中都能找到类似“天人合一”的 认识的蛛丝马迹，但总体来说，人类早期对自身和环境的认识很肤浅，却又必须像我们今天一样对个体或群体的行为、情感取向做出判断、选择，所以很多时候，不 符合实际的想象和愿望掩盖了可见或还没有认识到的事实，在人类文明的主体经验中，相当长的历史阶段，还是把我们自身与自然对立起来，把自己凌驾于自然事物 之上。同时，不同地域环境形成的不同的文化、习俗，也因不同区域各自群体的利益关系而彼此对立起来。直至达尔文一个半世纪以前发表《物种起源》等著作，以 大量无可辩驳的事实根据，表明高级一点的生物和人都是在与环境的相互作用或适应环境的过程中由低等生物逐步演化形成的。随后更多类似的事实根据不断被发 现，半个世纪以前建立的分子生物学，更是从基因变异与生物体结构和功能的关系层面进一步揭示了这种演化的机制。一些学者，如道金斯、威尔逊等，进一步尝试 把进化的观念从基因和生物的社会以更加逻辑化的方式向人类社会和文化延伸。现在，文明的世界早已经不再否认，人类个体、社会群体之间及其与自然环境的统一 性。虽然从严格逻辑的角度完成包括人的行为、思维、情感和社会组织结构、文化与自然、环境在认识上的这种统一，从而也使我们人类自身以及与环境的和谐共处 成为现实的可能，科学本身还有很多在逻辑上脱节的地方，社会生活更有很长一段路要走，但无疑，我们过去已经取得的认识和现在的发展速度，让我们对在未来的 某个阶段实现这个目标深信不疑。

    表观看来，建立在严格实验基础上的对环境和人自身的认识、也就是科学的一些不同部分或层面，如物理学、化学、分子生物学、神经科学，各有其相对独立的内 容，与阐释人的思维、情感和社会行为以及社会的组织结构的学说即包括经济学在内的社会文化相距甚远。但是，近百年来我们在科学不同领域取得的进展，已经越 来越清楚地使我们认识到，和人类相关的各个层面的事物，从基本粒子到原子、化学分子、基因蛋白等生物大分子，到细胞和包括支配人的行为和思维、情感的神经 网络在内的生物组织和系统等等，它们在结构上是从简单、低级逐步通过个体之间及其与环境的相互作用演化到复杂并突现出高级的功能的。也就是说，我们可以通 过结构的演化或进化而建立起它们在逻辑上的统一性。我们可以预期，这样的一种统一性，不仅能延伸到引力与强弱电相互作用的统一以及我们还不清楚的可能存在 的更深层次的事物在逻辑上的统一性，也能延伸到神经科学与心理学和包括经济学、文学、艺术等在内的社会科学和文化在逻辑上的统一性。存在逻辑上脱节的地 方，恰恰是科学还比较荒芜的地方，等待着敏锐和有勇气的我们中间或未来的某一些人去探索和开垦。

    总的来说，人类文明最近几百年的发展的历史的主体，在于通过现代科学从我们自身到周围环境各种事物不同层次的结构及其相互作用，来揭示我们自身的构造、活 动机制及其与环境的关系，并以这种认识为依据，来建构和发展我们的文化、社会组织结构以及日常生活的各个方面。不同的地域环境和传统习俗发展起来的人类群 体或个体，当深入到这样一些层次以及它们在结构演化上的逻辑关系以后，不仅都能获得这样一种一致的认识，而且因现代媒体特别是互联网的发展，使得这种认识 的相互渗透和分享已经变得极为迅速，并能够有效地相互促进这种认识的进一步发展和完善。同时，极为便利的全球性的商业贸易也使不同地区和不同传统文化的人 们可以充分分享这种认识及其应用所带来的成就，即科学技术的成果，从而使地域、环境因素对文化和日常生活的影响逐步淡化。随着不同地域、文化传统而区分为 不同种族、民族、国家的人们在这样一些层次上的认识以及日常生活的逐步趋同，因地域环境形成的曾经显著不同的文化和社会组织结构也会随之而走向统一，并与 我们人类唯一拥有的地球环境和谐共处。

    达尔文的伟大，在于一个半世纪以前的一个个人通过个体努力获得的关于人类自身和环境关系的局部认识，成为了今天人类文明赖以存在和发展的更加明确的信念和 行为规则即现代科学的一个重要组成部分或支撑框架之一。我们纪念达尔文，在于提醒我们自己明确科学这种信念和行为规则，激励我们积极的去发展和完善这种信 念和行为规则，更激励我们真诚地按这种信念和行为规则去生活。这不仅是为了我们自身更美好的生活，也为着我们的后人、我们的后人的后人更美好的生活。

    （原贴于新语丝读书论坛）

心理机制是人类认识最后的难题，对这个问题感兴趣的首先要了解神经科学的状况，对化学或生化专业的不会有任何困难，哈佛大学的Kuffler（神经生物学之父）教授领衔主编的《从神经元到大脑》是最好的入门书，早期版本非常简明并触及了神经科学的几乎所有问题，除了没有评价George Wald视觉感光机制之外，当然这是获诺奖工作应当众所周知。Kuffler教授主张的 “把心理问题定位在可以孤立出来的神经元上”是这一领域的圣经。Kandel早先感兴趣的是弗洛伊德但后来主要是受了Kuffler等的影响找到了神经科学的兴趣点。60年代在巴黎的工作证明了巴甫洛夫的条件反射，是非常有意义的工作值得获诺奖。后期通过对体外培养神经元注射神经递质研究突触形成的基因调控机制的工作也非常有意义，但与通常的基因调控没有太大的区别，是所有细胞通常的工作模式，并且只涉及了两个已有连接的细胞之间的新的突触连接，在此基础上如何与第三个神经元建立突触链接的工作更有意义，但可以想见应当是一样的，不过没有实验证实还是缺憾。后来步Crick的后尘去研究脑的高级功能，很遗憾，会像Crick一样劳而无功。把 “心理问题研究需要定位在可以孤立出来的神经元上”的圣经给忘了。如果能对两个神经元生长和建立链接的诱导信号分子和调控机制搞清楚，就非常有意义了，整个神经元突触连接的机制基本就清楚了。这是神经网络形成机制也是心理机制的核心。之前Kuffler的学生们作了外界不同形状光信号与某些神经元兴奋的对应关系等最有意义也是最艰难的研究工作，这是揭示心理机制的金钥匙。当然，早期开创者的工作如赫尔姆霍茨、Cajal、谢灵顿等的工作在上面说的书中都有最简明而且深刻的评价。我和朋友90年代中期讨论Kandel的工作的时候他还没有获奖，几年以后他的那本原理出来很厚很重但我还是买了不过只是翻翻而已。后来众多类似但没有创新性的工作仅仅是同类数据的堆积而已，曾费了大力气看了十年的主流期刊也劳而无功。

了解心理学如何产生和发展最好的读本是《近代心理学历史导引》，英文版文采斐然在科学类书中极为罕见。除了后来以计算机和语言分析为基础的认知心理学没有评价之外，已很全了。对心理认识最深刻最全面的皮亚杰，他的发生认识论原理简明而达到的高度至今没有人超越，除了不是神经科学的语言之外已接近对心理机制的完整揭示。在用神经科学的概念解释心理机制方面做的最好的是Edelman。如果能把皮亚杰的东西结合进去并变成数学公式而不是好几本书就很好了。结合神经科学读读皮亚杰的书会非常受益，皮亚杰给出的图景是现代教育理念的核心，有教育子女责任和义务的父母们应该读读皮亚杰，比你读完所有的心理学教科书都有效。如果能准确了解孩子心理发展变化的细节，你和孩子理智和情感的博弈会让孩子更高效率的发展。

波粒二相性是现在物理学没有弄清楚的问题，不要看了教材怎么说就认为是怎样，要自己根据必要的实验结果或事实按严格逻辑自己去理解清楚了才有效。不要在没有足够物理学和数学基础的情况下在这个问题上费太多工夫或胡思乱想。

如果很感兴趣，可以先看看H.Weyl和包括下面提到的人的没有公式的书或有关文章，H.Weyl的一本书在美国刚刚新版，不太厚35美元属于超贵的那种，科学或哲学冷门书基本都这样。先看《几何与物理学》那章，可以对物质的图景与几何结构的关系有个初步的概念。H.Weyl这个人有点类似于海森堡，是罕见的天才但认识飘忽不定、逻辑上很乱，主要还是因为面对的问题不可捉摸。一度与老师希尔伯特的公理化主张决裂走入知觉主义，并劝老师放弃这个主张，让希尔伯特大有恼火，后来似乎有所醒悟，又倾向于希尔伯特的主张。是H.Weyl的idea “一个向量转一圈”（虽然开始被爱因斯坦波了冷水沉寂了5年加了i之后OK, 为什么？）引出了杨振宁等的工作到后来的标准模型。

然后如果还感兴趣，尝试了解一下希尔伯特空间和谱理论的概念，希尔伯特在获知爱因斯坦的广义相对论思想后轻轻松松据此从完全不同的角度比爱因斯坦早5天发表引力场方程，并进一步导出广义麦克斯韦方程，这很奇妙但对应的物理图景是不清楚的。广义相对论引力场方程到底意味着什么？作为当时最负盛名的一个学界前辈，希尔伯特不仅没有和爱因斯坦争优先权，而是把广义相对论引力场方程完全归功于爱因斯坦，并推荐爱因斯坦获当时一个大奖。作为希尔伯特的助手，年轻而才华横溢的冯诺伊曼等据希尔伯特的谱理论为量子理论建立了严格逻辑的数学基础，这是真正理解波粒二相性的钥匙。冯诺伊曼的文章干净、漂亮非常让人欣赏。

如果还感兴趣，如果有微积分基础回到高斯的二维曲面理论或内蕴几何，扩展到多维就是黎曼几何了。黎曼对于发展到他那个时代的科学内核有一个深刻、精辟、简明的总结：“我们对于现象的因果关系的了解，本质上依赖于我们对于无穷小现象理解的精确性。近世纪以来，在力学知识上的进展几乎完全依赖于构造的精确性，这种精确性已通过无穷小积分运算的发明而变得可能”。以及对科学这种内核发展的极富远见卓识的展望：“关于在无穷小量中的几何假说的有效性问题，是与空间的度规关系的基础问题纠缠在一起……在一个连续流形中……我们必须在这一流形之外，在作用于其上的束缚力之中，寻求这一流形的度规关系的基础……这把我们引入另一门科学的领域，即物理学的领域”。黎曼还对统一场或统一相互作用给出了深刻而简明的图景：“每当能量……从一个物体传递到另一个物体时，必定存在一种介质或实体，能量在离开一个物体之后又没有到达另一个物体之前，存在于其中”。具体到引力和电磁场及其统一性，他推测：“引力可能由不可称重的、充满空间的以太进入可称重原子的连续流所构成，这依赖于直接包围可称重原子的以太的压强，而压强又依赖于以太的速度。因此超距作用是不应该存在的。……同样的以太也应当起到传播被设想为光与热的振动的作用”。把黎曼的思想和黎曼几何的概念弄清楚，就比较容易理解正统的广义相对论了。偶尔翻翻新语丝论坛前面的帖子还是看到至少有两个来过的网友是把广义相对论弄清楚了的。

另一个发展是在黎曼流形基础上的嘉当等价方法到陈省身等的纤维丛联络，这与建立标准模型的规范场理论基本对应。到这里，几何与物理学的关系大致就清楚了。希尔伯特空间可以给出量子理论的基础。黎曼几何或黎曼流形给出了广义相对论和规范场理论的基础。规范场理论本质上仍是一种量子化的场理论，即量子理论。如果对有关的图景弄清楚了，尝试想想希尔伯特空间和黎曼流形能否相互构造？它们对应的物理意义是什么？量子理论和广义相对论是否因而就可以整合在一起了？不过一个更简单更有意义的选择或许是，根据非超距相互作用原则思考一下正负电子对相遇湮灭的现象，想想引力场、静质量、电荷、电磁场的关系，要知道这背后纯粹是几何结构的关系，对这个现象的分析可以给出现在基础物理学最核心而又悬而未决的问题的解决的线索。

     作者：量子猫

    2008年12月3日新语丝新到一篇文章《爱因斯坦的宗教感情》，把爱因斯坦文章中有关宗教的论述收集在了一起，对我们研究和理解爱因斯坦的“宗教感情”提供了很大的便利。

    分析爱因斯坦的这些论述，总体上可以归结为一点，就是，在爱因斯坦看来，世界是有秩序的，事物是有因果关系的，这种秩序或因果关系是可以通过人的认识去理解、发现的。正是基于对这一点的坚定信念，人们投入强烈、深挚的感情和无穷的毅力、耐心，去探索、发现世界的秩序和事物的因果关系。爱因斯坦之所以把它归结为一种“宗教的”感情，自己也说得很明确，是因为找不到一种更好的方式来表述这种信念和基于这种信念的生活动机或人生价值取向。

    我们今天怎么来理解和看待爱因斯坦的这种“宗教感情”呢？爱因斯坦为什么要用“宗教的”这个术语来指称这种理念和人生价值取向呢？虽然讨论这个问题有点复杂和困难，需要涉及对人类认识影响最深刻的科学、宗教和哲学的基础性问题，但因为这恰恰体现了爱因斯坦思想和价值观的核心，也差不多体现了人类理智所能达到的最高水平，而爱因斯坦的影响力和导向作用巨大，所以我们还是值得花一点时间和精力去把这个问题弄清楚。

    我们首先需要对爱因斯坦的思想和思维习惯或思维“定势”有所了解。

    上面总结的称为爱因斯坦的“宗教感情”的，恰恰正是爱因斯坦思想的核心。这不是无源之水，可以从他提出狭义相对论、推广到广义相对论、并提出统一场设想的思维脉络清晰地体现出来。狭义相对论通过虚空光速不变和物理规律在所有不同的匀速运动坐标系中保持不变的两条公理，解决了均匀引力场里牛顿的运动学与麦克斯韦电磁场理论的统一性问题。通过引力质量和惯性质量相等的公理或引力场相当于一个加速坐标系的等效原理，基于黎曼几何和高斯坐标系，使引力几何化，把原来牛顿提出的绝对空间和时间，变成了由物质（或能量）密度决定的或物质的一种存在和运动方式，也就是把牛顿原来以超距作用的万有引力定律“场”化，与麦克斯韦的电磁场理论一样有了“非超距”的相互作用形式。而统一场的思路，正是把引力场和电磁场基于统一的“场”方程表述出来。从狭义相对论到广义相对论到统一场思想，每一步都是对世界秩序和事物因果关系的认识的巨大飞跃。虽然他自己没有能够完成统一场方程，在他有生之年也没有看到统一场的理想得以实现，但狭义相对论和广义相对论的成功使他对这种基于因果逻辑的事物的统一性或者世界的秩序的信念坚定不移，这一点在他对量子理论和测不准原理的认识和态度中表现得分外鲜明。

    不仅如此，爱因斯坦还把这种思想、理念和思维习惯或定势应用到生活和社会事物的其它的方面，这也使得他在很多方面比同时代的人要敏锐、深刻和广远许多。比如关于盲目的民族主义、军国主义和战争，他一针见血的指出这是来自于“动物残忍的本能”。比如关于人类文明的未来走向，他提出“世界政府”的设想。比如关于人生的价值理念，他认为以朴素的生活方式、淡泊的心态去探索和发现世界的秩序是最有意义的。等等。

    爱因斯坦的思想主要产生于排除物理学认识或经验中逻辑的不自洽或自相矛盾从而建立新的秩序的过程。对于自然世界的秩序和基本存在方式，他已经把它们推进到了在他的那个时代人类认识所能达到的极限。作为一种思维惯性，他还把从自然世界的秩序或事物的因果关系中获得的理念也应用于对人自身的认识或思维问题的思考。正是由于爱因斯坦比任何他那个时代或以前的物理学家或哲学家更深刻的思考了物质世界的基本存在和思维本身的问题，所以他不仅仔细地研究过以前重要物理学家的思想，也仔细地研究过几乎所有重要哲学家的思想。大致在休谟、康德、莱布尼茨和马赫哲学的基础上，他根据自己的思想从如何萌芽、清晰到成熟的过程，思考了获得正确认识的那种“思维”的本质，并提炼为人们（对世界秩序或事物因果关系）的最广泛的经验（包括实验）的一种公共约定，由此形成的公理及其逻辑自洽的演绎，构成了科学的基本理念和知识系统。(见《自述》)

    爱因斯坦对科学本身的认识，即“与最广泛的经验始终一致的公理及其逻辑自洽的演绎”这个核心，使科学思想与以往的哲学思想清晰、彻底的脱离开来。这种思想在他的大量文章、通信和演讲中经常可以见到。尽管有些哲学思想比如休谟的怀疑论、马赫对牛顿时空观的批判等，对他的思想发展一度有所帮助，但在他逐步形成自己比较独立的这种认识以后，他对哲学，基本上持一种“扬弃”之后的警惕、排斥和批判的态度。虽然他并没有明确的表明这一点，但这种态度在他的大量文章中触及哲学的时候也同样随处可见。他后来甚至改变了最初对牛顿时空观的批判态度并认为这是牛顿建立力学体系不得不采用的一种方式。尽管爱因斯坦和同时代的哲学家罗素、后来的科学哲学家科恩等交往甚密，但没有见到他对科学哲学或罗素的哲学发表过正面的意见。相反，在爱因斯坦的著述中，比如为罗素哲学著作写的序言中，比如在康德哲学的读后感中，比如关于休谟的怀疑论、马赫的经验实证论，比如对基于实证逻辑的哲学理念把量子理论的统计性结果扩大为微观世界的不可知论，比如对“电子自由意志”或“人的自由意志”等等形形色色的哲学，除了警惕、排斥和批判的态度之外，我们几乎见不到“哲学”的影子。爱因斯坦对哲学的态度，并非因为“哲学”本身，而是因为哲学中的命题不当、偷换概念或逻辑混乱与他所体验的物理学思想中数学般精确和严格的公理及因果逻辑的冲突所致。所以，爱因斯坦的思想理念的核心，是一种扬弃了“哲学”之后的很纯粹的“在尽可能广泛的经验中寻求或通过思维去构造可以自洽的符合严格因果逻辑关系的规律”的科学思想。

    为什么爱因斯坦要把自己对科学的信念和为此的努力归结于一种“宗教感情”呢？这是爱因斯坦或以前时代科学或人们认识的局限性。

    显然爱因斯坦无法用他的科学思想或因果逻辑的方式来回答诸如此类的问题，“世界为什么是有秩序的？”，“事物为什么是有因果关系的？”，“这种秩序和规律为什么是可以认识的？”，“人们为什么对这种信念坚定不移？”，“人们为什么愿意以淡泊、朴素的生活态度投入无穷的热情和毅力去探索这种秩序和规律？”。当然，以他对哲学的认识，他并不认为哲学可以很好地回答这类问题，他也没有充分的理由或依据把这些问题归结为一个哲学上命题。对宗教，爱因斯坦像对物理问题、哲学问题和其它社会问题一样是客观的、冷静的和理性的。12岁之前，他是很真挚的信仰基督教的。但随着他对自然科学知识的了解，他发现宗教教义中的作为人格化身的上帝或有关的故事都是不可信的，不过他并没有因此而否认宗教在人类文明早期以及现实社会中对人们人生价值或道德取向以及情感慰籍等方面的积极作用。他还特别阅读过一些关于原始文明的文化类型方面的著作，他写过多篇论述科学和宗教关系的文章，不仅认可信仰对人们的人生价值取向、情感依托的积极作用，也把自己对科学的信念和献身精神借用在人类几千年文明发展中起过积极作用的“宗教意识”表述为一种“宗教般的”真挚感情。

    当然，爱因斯坦的宗教是自己特别定义的已经脱离了普遍意义上的那个“宗教”。不仅爱因斯坦如此，这一点在科学史上另一个最伟大的人物牛顿身上也体现的非常明显。爱因斯坦的宗教和斯宾诺莎的宗教类似，上帝就是秩序的世界或符合因果规律的事物本身。牛顿在形式上略有不同，认为世界的秩序和因果规律是上帝的意志或造化，但本质上是一样的，都是对因果规律或世界秩序的坚定而无条件的信念，这种信念完全超越了对人格化上帝的信仰本身。牛顿从少年时代受开普勒、伽利略等的影响开始思考引力问题，花了近二十年的时间，最后借助于微积分建立了以力学为基础的普遍的运动学原理，从而形成了以“力学”揭示甚至包括神经系统活动机制在内的广阔范围的“世界秩序和事物因果关系”的信念，他《光学》结尾的31个问题汇总了他兴趣所及的大部分领域。他还把这一信念实际应用于揭示物质相互作用和变化的规律，即后来广为人诟病的“沉溺于炼金术”研究。虽然由于当时科学研究条件的限制和他的思路的问题他没有取得有效的进展，（后来道尔顿不是通过作用力而是通过化合前后所含元素的质量比例关系发现了各种元素和化合物的原子量而促成了化学这门科学的建立，化学是建立在电磁相互作用而不是力学原则的基础上的），但他并没有放弃这种信念，转而研究“创造”世界秩序和事物的因果关系的“上帝”本身，希望从对圣经之类的考证和“复原”中揭示出他所信奉的那个“上帝”的本来面目。当然，他更没有成功。所以牛顿拒绝公开发表巨量的关于炼金术和神学的研究手稿。和爱因斯坦相比，牛顿对自己科学理念的“宗教感情”，更接近于比较盲目的“宗教信仰”本身。

    尽管在爱因斯坦时代，达尔文已经发表进化论近半个世纪了，从逻辑上可以清晰地看到，思想、思维、情感或人的价值取向来自于人、甚至动物个体之间以及与环境因素相互作用的结果，是人或动物进化中形成的器官的机能，是遗传形成的一种本能与所处的社会文化和自然环境整合的结果，或者也可以说是世界本身的秩序或规律所在。不过在爱因斯坦时代，对生命本身的问题特别是意识、思维、情感、人生价值和动机取向等问题，人们的认识还非常的肤浅和有限，基本上还停留在不解决实际问题、不是基于严格的因果逻辑、没有多少具体内容的内省或哲学思辨之中。

    但几乎是在爱因斯坦发现相对论的大致同一时期，巴甫洛夫发现条件反射以后，情况开始大大的改观了。别赫捷列夫立即敏锐地发现，这正是人的认知和思维、行为等全部心理活动的基础，而之后以此为基础的华生等的行为主义研究、随后以生物器官的机能与环境信息的适应性为主体的皮亚杰的《生物学与认识》、《发生认识论原理》等著述大大丰富和深入了对心理问题的认识。真正的突破是物理学、化学、电生理学、细胞生物学和分子生物学介入对心理问题的研究之后取得的。2000年获诺贝尔奖的Kandel在上个世纪六十年代在巴黎做博士后时已经通过海兔的简单神经元回路证明了条件反射的神经元过程。在Cajal、谢灵顿等关于神经网络及神经元整合的知识的基础上，D.H. Hubel与T.N. Wiesel在上个世纪六十年代通过对视知觉的直接的神经元水平的实验研究已经发现，复杂一点的视觉信号（经验）的确是由简单的视觉信号（经验）通过刺激相应神经元以突触连接的方式整合而成的。心理学或神经科学的这些研究与爱因斯坦对思维的理解是一致的，即概念形成或思维是感觉经验（基于时空出现频率或条件反射形成的）的一种自由约定，而可以取得最广泛一致的认同的概念关系或命题就是作为科学基本出发点的公理。

    关于情感，自达尔文的《人类和动物情感的表达》之后，人们的视野大大的开阔了。有关的研究也不断的深入和广泛，比较一致的认识是情绪以及与文化整合之后的情感是人或动物基于生殖、生存和应对或逃避危险、敌害的由神经系统控制腺体分泌激素调控生理行为状态的一种本能性的机能，而这种本能使个体之间以及与环境因素之间的长期相互作用，形成了社会文化中的信仰或情感寄托、价值观或道德伦理取向，并分别以遗传基因和文化承继的方式向后代传递。从动物群落到原始文明到现在的社会，尽管因地理环境、种族、时代背景等因素呈现的形式各不相同，但内在的机制是一样的。

    爱因斯坦或以前时代通过科学不能回答的思维、信仰、情感及价值取向问题，现在已经可以或正在通过神经科学、心理学、生物或人的行为科学、社会学来通过严格的因果逻辑进行回答了。而“世界为什么是有秩序的、事物为什么是有因果关系的”一类问题，随着科学在几乎任何领域不断取得的进展，我们也完全可以把它作为科学经验或科学思想中的一个公共约定或自明的公理了。

    宗教，将和哲学一样，逐步地但却是不可逆转的会从不断发展和丰富的更加理性、更加接近于“世界秩序和事物因果规律”的人类的科学文化中退出。

    （注：文中有关爱因斯坦的思想或认识在商务出版社《爱因斯坦文集》三卷本中都可以查到，这里就不一一注明了。）

(XYS20081207)

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哲学能指导科学或人生吗？

量子猫

最近新语丝上有关于唯物辩证法的讨论，一个核心的问题是，哲学能指导科学或人生吗？在今天的时代，答案可以很肯定，“完全不能！”不仅不能，思维或思想被教条束缚，无论是去做科学研究，还是关于自己人生的发展，都是有害而无益的。

理解这一点，首先需要弄清楚什么是哲学。像科学一样，哲学虽然也是人类特定认识时期经验的积累、总结、归纳和逻辑演绎，原则上也都是逻辑自洽的。但哲学基本停留在现象的表面，而科学则是基于严格的因果逻辑，特别是自然科学，很多都可以用精确的数理方式来表述，不存在哲学中大量偷换概念、概念混淆和虚假逻辑的问题。和科学相比，哲学是人类认识不成熟时期的产物，是科学不够深入和广泛时代的一种“权宜之计”的“知识”系统。现在科学已经非常深入和广泛，哲学早已退出了人类前沿认识的阵地，成为人类认识的过去式了。

我们今天所说的哲学，最主要的有三大部分。东方以易经为基础的老子哲学，古希腊哲学，西方现代哲学。在特定的社会历史时期，是有积极意义的，对当时人们的认识和社会实践以及人生发展有过指导作用。

比如，孔子以老子现象逻辑为基本特性的哲学为基础，构建的政教合一、“仁爱忠孝礼义”的儒家思想，在当时是先进的，以此为支撑的社会组织结构系统，在华夏地域形成了统一的多民族强大而繁盛的中国，持续了两千多年。孔子的思想对当时的人们有指导作用。但与西方现代科学为主体的工业文明相比，就落后了，一个世纪以前的中国新文化运动之后，这种思想就被扔进了历史的垃圾堆里。

以亚里斯多德为代表的古希腊哲学，被宗教吸收，成了宗教神学教义的一部分，也在西方社会中发挥了壹千多年的作用，但也因为被教条化而导致了中世纪的黑暗。在哥白尼之后，科学的曙光终于冲破宗教神学的黑暗，亚里斯多德的知识体系被伽利略、年顿等代表的现代科学所取代，并在人们的生活以及生产、贸易、战争中的作用越来越重要，以现代科学为基础的工业文明蓬勃发展，终于形成了新的强大的社会力量阶层，通过民主革命，建立了西方现代民主体制。现代的社会制度，是以科学比如广义的社会学、法学为基础组织构建起来的，个人要在社会中获得良好的发展，现代科学是唯一的指路明灯。

西方的现代哲学是在科学不够广泛深入阶段偏离科学发展轨道的产物。始作俑者是被称为现代哲学之父的笛卡尔。

笛卡尔是解析几何的创始人，在古希腊哲学和哥白尼、开普勒、伽利略的基础上，提出了很多很好的物理学思想，为惠更斯创立光的波动学说、为牛顿创立光的微粒说、为后来的动量守恒、能量守恒原理都做出了贡献。笛卡尔认为自然万物所有的现象都有内在的法则，是可以根据（对所有人的经验都是）自明的公理通过推理、演绎来解释说明的。这本没有什么错！这正是科学的基本特征。

但是他过了一点，他基于自己的唯理论认识论，把几何学的推理方法和演绎法应用于基本存在和意识问题上，认为清晰明白的概念（所有人都可以理解并达成一致、或者说是最广泛的经验的公共约定）就是真理，提出“天赋观念”。“真理”这种说法已经有些问题了，还是“公共约定”或“公理”恰当些，“公共约定”或公理是可以修改的。如果是“真理”，还存在修改的问题吗？还板上钉钉的来了个“天赋”，这就彻底走过了头，偏离了从哥白尼、开普勒到伽利略的已经很清晰的科学思想的轨道，即公理是可以随着认识范围的扩大或经验的增加而不断修正的。失之毫厘，差之千里！因此，引发了后来认识到底是来自天赋观念（如斯宾诺萨、莱布尼茨）还是经验（如以前的培根和后来的霍布斯、洛克、贝克莱、休谟等）的无聊的持续了差不多三百年的哲学大战，后来采用循环定义“物质”和“意识”概念、美其名曰的“唯物辩证法”又加入战团。在科学不够广泛深入的情况下，试图总结具体科学的成就解决最基本问题的现代哲学，实际上和过去的神学和经院哲学一样走入了死胡同，基本上属于某个小圈子的自娱自乐。像一般老百姓争论“先有蛋还是先有鸡”，或者有些分子生物学家争论“先有蛋白质还是先有基因”一样。

这个时期的哲学，和亚里斯多德为代表的希腊哲学还不一样，亚里斯多德的哲学主体是不成熟的物理，其它部分是以物理学思想为基点延伸的某种程度上可以说是一种不成熟的百科全书，对古希腊时期的认识水平来说，还有不少知识性的成分在里面。而偏离了科学轨道衍生出来的纯粹思辨远大于社会人文内容的现代哲学，是以科学为幌子，打着集科学之大成的“皇冠明珠”的美名，其实在其产生时就几乎一无是处！对后来科学和社会的发展，更没有什么积极、有效的影响。而且很不幸的是，某些无聊的哲学思辩被政治家利用，当成了一种口号或宗教教义，在现实的历史发展机遇中，变成了占人类人口很大一部分的社会的一种绝对一元化的文化意识形态，不仅像老子的哲学、西方的宗教和神学一样，严重阻碍或窒息了这些地域科学和文化的发展，也为民众的社会生活和经济发展带来了的极大的危害，直至近年才有所好转。

康德哲学似乎在中国有特别的市场。康德的先验论的基本出发点来自于笛卡尔的天赋观念。康德哲学集牛顿之后科学之大成，但和其它的哲学家一样，都属于一种自言自语、自圆其说、自炒自卖的大杂烩。从科学的基准来看，不仅前提错误，逻辑也混乱。爱因斯坦13岁就读康德哲学，最初颇有好感，后来反复多次读过。关于康德哲学，爱因斯坦自己说得很清楚，“只要您一旦对他的先验的综合判断的存在让了步，您就落入了圈套。我必须把这个‘先验的’冲淡成了‘约定的’，才不至于同他非发生矛盾不可。可是，即使那样，在细节上还是格格不入”（《爱因斯坦文集》第一卷p104，商务出版社，1976年1月第1版）。唯一的好处，正是以他的敏锐和深刻，没有走入这种烂泥滩，同时又站在科学和哲学的历史高峰，对物质的基本存在问题和思维问题都进行了深入的思考。爱因斯坦在自己晚年，总结了自己科学发现和思想发展的历程，对科学的基本理念进行了简明的概括，即人类认识最广泛的经验（包括实验）的公共约定——公理及其自洽的逻辑演绎，这正是思维的光明之路或理性的根本所在。而哲学的思维模式，恰恰走入了歧途。以至于后来，对于波尔、海森堡基于“实证逻辑”的哲学理念把测不准原理和量子理论的或然性结果扩大为一种不同于宏观世界的微观世界基本存在方式的时候，爱因斯坦尖锐的指出，“上帝不掷骰子！”，“这是一种倾向于坏的哲学！”

著名的《全球通史》的作者斯塔夫里阿诺斯在总结了文明的演化历史之后关于“哲学”的一句话一针见血，“哲学是上流社会的宗教”！

即便不能像我们上面叙述的从哲学和科学发展的历史中发现这一点，或像爱因斯坦（对康德哲学）从理性或思维自身所要求的自洽性发现这一点，自达尔文发表进化论以后，就应该可以清晰地认识到，从逻辑上来说，基本存在问题只能由基础物理学和心理学两门具体科学来解决了。物质存在的本原，是基本粒子物理学和量子场论、引力场论的问题。心理问题，也必须回到现在认识水平上的生物大分子、神经元、神经网络这个层面才能彻底走出困境。所有与基本存在和意识有关的哲学著述都毫无意义了，其它的方面，也都有很丰富很深入的具体科学。所以，现在的社会，哲学根本谈不上对科学和人生的指导。不仅无益，绝对有害，思维模式被禁锢和束缚于教条之中，怎么可能去创新！

哲学不能指导科学，也不能指导人生。在当下中国旧的儒家文化走向没落、专制教条思想逐渐消解、各种思想泛滥的情况下，那么什么能指导科学和人生呢？是科学思想、好的文学和艺术作品。文学艺术作品哺育心灵的成长、情感的丰富、意志的坚定、人格的完善，是人生发展的激情、动力，或者发动机。科学思想，是指引人生发展方向的路标、指南针，是人生这量快车的方向盘，也是科学创新发展的理智和逻辑的基础。

在当代，科学思想的集大成者，当属爱因斯坦。今天的学生或学者要去学习真正有意义的、有用的仍可以被称为“热爱智慧”的那种“哲学”，可以从爱因斯坦的思想起步。爱因斯坦的思想基本都浓缩在他的《自述》、《我的世界观》几篇文章里面了，能对他进行广泛深入的阅读当然更好。爱因斯坦的思想很广博，除了物质的基本存在问题，还涉及科学理念、思维、人生价值、和平、民族、国家、世界等等。如果是对心理问题特别感兴趣，也可以结合现代神经科学读一读皮亚杰的《生物学与认识》、《发生认识论原理》等，一些“情绪心理学”的科普书籍也很有意义。这些不是以笛卡尔为代表的对自明命题或天赋观念之类进行推理和阐发的那种所谓的现代哲学，是站在科学前沿对目前还没有解决的一些重大基本问题的有意义的思考，还是非常富有启发性的。当然了，比如心理神经机制问题彻底解决以后，皮亚杰的书就一点价值也没有了，只有历史文献的意义了。除此之外，生活、工作中的很多具体问题，也大都有很明确的科学知识可以用来做出判断。

而之前的那些所谓哲学，就不要去碰了。在科学文化发展到今天的水平上，这些东西早已没有任何意义了。但要知道，那些哲学著作的作者，比如笛卡尔、莱布尼茨、马赫等等，在当时的科学背景下，大都是一等一的顶尖高手，很多概念和逻辑的差异非常细微，一般的读者，是很容易被蛊惑的，很容易被导入歧途。就连爱因斯坦，也是在其中挣扎多年以后（读过历史上重要的大部分哲学家的著作），才根据自己对问题的不断深入的思考而逐步坚定了自己的信念的。如果你的自然科学的基础不扎实，我不是说要读过多么高深的物理学，只要读过当代的高中的数学、物理（经典物理学的核心都被包含进去了），基本概念理解透彻就足够了，但如果你对自然科学的基本概念理解不到位，功力不够，定力不够，陷进那个烂泥滩，陷得越深，就越爬不出来了，这一生的“心智”，基本上也就完了。用来指导研究或人生，只能产生“科学妄想家”、“伪科学”等等可笑又可悲的人生或社会闹剧！

注：部分内容摘自正在写作的《科学思想漫谈：太阳、月亮和星星》，感兴趣的可以参考阅读在网上发布的其它相关摘要：

《科学思想漫谈——僵死的现代哲学（笛卡尔评传）》http://www.de-sci.org/blogs/quantumcat/?p=11530

《科学思想漫谈——从宗教、哲学到现代科学》http://www.de-sci.org/blogs/quantumcat/?p=11304

科学思想漫谈——波动学说的创立（惠更斯评传）

量子猫 

我们现在都认为微观世界或物质的基本存在形式是波粒二相性，那么波动学说是怎么起源的呢？这个概念最初来自于惠更斯的创意。

惠更斯(Christian Huygens，1629~1695)比伽利略、笛卡儿生活的时期稍后一些，是荷兰最著名的物理学家、天文学家、数学家之一。

惠更斯出生的时候，伽利略、笛卡儿已经是科学界最耀眼的巨星了。惠更斯门第高贵优越，家庭教育良好。居住在离他们家几英里范围内的声誉显赫的大科学家、哲学家笛卡尔，还有哲学家斯宾诺萨，艺术家伦勃朗、哈尔斯等等，常常是他们家的座上客。他们家的一些科学家、艺术家朋友，也和伽利略经常来往。在阿基米德、伽利略等人著作及笛卡儿等人的直接影响下，惠更斯在数学、力学、光学、钟表设计等方面贡献诸多。

他不仅通过进一步研究伽利略摆动体及其弹性碰撞，建立了离心力定律，成为牛顿万有引力定律的直接基础之一，还提出了动量守恒原理，和作为能量守恒先驱的“活力”守恒学说。

他对物理学贡献最大的，是以笛卡尔的以太学说为基础，提出了光是“以太”媒质微粒振动的光的波动学说，提出光的球面波、次级子波的概念，并认为光以太可以进入“托里拆利（Evangelista Torricelli，1608～1647）的（真空）空间”，初步解释了光的传播、反射、折射、干射等。

惠更斯的“光以太”，以及笛卡尔的构成星云的“以太”漩涡，还不完全等同于后来的物质漂浮于其中的被迈克尔孙实验否定的“以太”，有点类似于现在量子场论中的真空态，是一种极有远见的想法。薛定谔很推崇惠更斯，在解释波粒二相性的时候，认为粒子是类似于“致密驻波”的波动。爱因斯坦通过广义相对论把引力场化，借助于电磁场理论，认为所有物质的最基本组成都是致密的场，提出统一场论。笛卡尔的“以太漩涡”，惠更斯的“光以太”、薛定谔的粒子是“致密驻波”的物理图景，爱因斯坦的统一“场”，量子场论的真空态，有某些相通之处。关于物质的基本存在形式，比如量子理论中的波粒二相性，特别是粒子“波动”或粒子出现的“几率密度”的概念，我们现在的物理图景还很不清楚，这些都是很值得注意的观念。

牛顿根据惠更斯的光的波动学说，一度提出光的微粒振动周期说，并以此解释颜色概念，已接近光的频率决定颜色的正确理论，但与他希望用力学通过粒子相互作用解释一切事物的理论体系在逻辑上矛盾，后来放弃了波动说而坚持更符合他的力学体系的光的微粒说。同一时期以发明显微镜观察微观生物世界而闻名的科学家胡克（Robert Hooke，1635-1703）通过光的干涉机制解释了薄膜颜色，提出了光是横波的概念。后来法国物理学家和铁路工程师菲涅耳（1788~1827）进一步提出了光的衍射、偏振理论，确证光是横波，完善了光的波动学说体系。二十世纪初的薛定谔根据惠更斯的光的波阵面振动学说，用波函数来描述微观粒子的波动，建立薛定谔方程，成了量子理论的最主要缔造者。薛定谔方程，在二十世纪中期费曼提出路径积分的方法之前，是量子理论最常用、最基本的数学工具。

惠更斯的光学理论尽管不太成熟，也有不少错误，比如他认为光是纵波，但大致的物理图景是正确的。因为光学或电磁场理论是物理学的最重要内容之一，波动现象也是物质存在的基本方式，这个话题我们后面讨论基础物理学的未来走向时还会重点涉及。所以，惠更斯作为光的波动学说的创始人，对于基础物理学，绝对是永远闪耀的最明亮的星星之一。

（摘自正在写作的《科学思想漫谈：太阳、月亮和星星之二，经典物理学的建立和科学思想的形成》）

可惜中国现在还只有一个方舟子！

量子猫

最近的若干年来，方舟子先生通过自己坚定不移的信念和勤勉不懈的努力，通过他的新语丝网站，对于中国某些在科学方面弄虚作假和学术腐败以及大众文化中非科学、非理性思想和认识，发出一种明显不同于中国主流媒体的理性而坚定的声音。对中国科学文化历史和现状有所了解的人，会很清楚地知道这种声音是多么的珍贵和难得！中国现在大概有13亿人，可惜现在还只有一个方舟子！

方舟子和新语丝，以及他的支持者们，不再是一种文字符号，而早已成为一种象征，象征着中国科学和文化正在艰难地摆脱盲从和模仿的思维习惯，开始基于科学的理念或一种理性的思维逻辑独立地进行思考并慢慢地进步。或许现在看来这还只是一小步，还是很微弱的力量，还很微不足道，但启明星闪耀的时候，太阳就快要出来了，天就快要亮了！

方舟子对自己、对新语丝声誉和尊严的毫不妥协的维护，正像他毫不妥协地追求并以自己的微薄之力坚定不移地推动中国科学文化的进步一样，应当受到每一个希望中国进步发展的人们的尊重和支持！

或许现在有很多人不太能理解方舟子，比他年龄大一些的人或者更年轻一些的青年学生由于自己人格和思想形成时候所处的社会文化状况不同而不太能理解方舟子，但我相信和方舟子同一年龄段的很多人很能理解方舟子。北岛的一首诗《回答》应该很能说明和方舟子同一年龄段的很多人人格和思想形成的社会文化背景。有的青年学生或许不知道这首诗，但我想和方舟子先生一个年龄段的绝大部分人都会对这首诗记忆如新。

卑鄙是卑鄙者的通行证，

高尚是高尚者的墓志铭。

看吧，在那镀金的天空，

飘满了死者弯曲的倒影。

冰川纪过去了，

为什么到处都是冰凌？

好望角发现了，

为什么死海里千帆相竞？

我来到这个世界上，

只带着纸、绳索和身影。

为了在审判之前，

宣告那被判决的声音。

告诉你吧，世界

我——不——相——信！

纵使你脚下有一千名挑战者，

那就把我算作第一千零一名。

我不相信天是蓝的，

我不相信雷的回声。

我不相信梦是假的，

我不相信死无报应。

如果海洋注定要决堤，

就让所有的苦水都注入我心中。

如果陆地注定要上升，

就让人类重新选择生存的峰顶。

新的转机和闪闪星斗，

正在缀满没有遮拦的天空。

那是五千年的象形文字，

那是未来人们凝视的眼睛。