转发一个关于科学与哲学的关系的讨论(来自于某语丝)

  哲学与科学:谁能回答生活的大问题?

  英国,《观察家报》,2012年9月9日

  哲学家朱利安·巴吉尼(Julian Baggini) 担心,随着我们对宇宙认识的加
深,科学家们变得越来越执着地要把他们的足迹踏入其它的领域。在这里,他就
科学家的越权问题,向理论物理学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss) 提出了
质疑。
  The Observer, Sunday, 9 September 2012
  
http://www.guardian.co.uk/science/2012/sep/09/science-philosophy-debate-julian-baggini-lawrence-krauss

  巴吉尼:没有一个哪怕只是了解一点点科学所揭示的关于宇宙的东西的人,
不对宇宙和科学产生敬畏之心的。把自然科学和人文社会科学相比,科学家总是
比较得意,而其他人不免感到有点嫉妒。尤其是我们这些哲学家们,会羡慕那些
穿白大褂的。我们多么希望我们的成就也可以如此清晰明了和无可辩驳啊!如果
哪天我们这些人也可以不必继续为证明我们学科的价值而努力,将是一件多么美
好的事情。

  但是一一我确信你知道会有一个但是的一一我的确好奇,最近的越权行为是
否也影响到了科学本身?有些科学家并不满足于自己获得的如此成就,而想要占
领其它学科的领域。

  我并不认为哲学的问题只能由哲学家来回答。历史显示,曾经有许多出生在
哲学家庭中的课题,后来都慢慢成长,离家出走,并定居到其它地方去了。科学
曾经就是自然哲学,而心理学是随着形而上学发展起来的。但是,有些与人类生
存相关的课题,肯定不是科学的课题。比如说,我无法想象,仅仅依靠事实本身
怎么能解决什么是道德上正确的或错误的问题。

  你的某些言论表明,你赞成科学帝国主义者的某些方面的野心。那么,请你
告诉我,你认为科学能够并且应该在多大的程度上,为目前仍然被认为是属于哲
学范畴的问题提出答案?

  克劳斯:谢谢你关于科学的美言和慷慨的态度。至于你的“但是”部分,以
及你对我具有帝国主义者的野心的感觉,我却完全不认为它是帝国主义的。它只
是要把可以回答的问题和不可回答的问题加以辨别。大致说来,所有可回答的问
题最终都跑进了经验知识的领域,也就是科学的领域。

  比如,你所说的道德观问题,科学为道德决定提供了依据。只有基于理性的
道德决定才是明智的,而理性本身又必然是基于经验证据的。离开了只有经验证
据才能提供的有关行为可能产生的后果方面的知识,那么我想,孤立的“理性”
是无能的。如果我不知道我的行为将产生什么样的后果,我就无法判断这些行为
是正确或是错误的。我想,神经生物学、进化生物学和心理学的知识,最终将把
我们对于道德观的认识简化还原到某些科学可以充分说明的生物学结构上。

  真正发展起来的主要哲学课题,都是那些后来进入了其它领域的课题。这个
说法用在物理学和宇宙学上尤为恰当。含糊的哲学争论,比如关于因果关系的争
论,关于存在和虚无的争论,一一自从我的新书出版以来我就不得不面对这些问
题一一就是这方面很好的例子。关于“非存在”到底是什么意思,我们可以争得
脸红耳赤,但是,尽管它可能是一个有趣的哲学话题,我得说,它实在是没有什
么用的。它不能提供任何有关事物到底是怎么产生和发展的内在信息。而这些才
是我真正有兴趣的。

  巴吉尼:我对你的立场的同意部分,也许比你预期要更多。我同意,许多传
统形而上学的问题现在最好是由科学家来处理,而你在辩论“为什么有总比没有
好”这个问题就是属于这类问题之一时,表现得非常出色。但是,如果我们像你
所说的那样,说“真正发展起来的哲学问题就是那些离开了哲学的问题”,那么
我们就忽略了某些东西。我想,你之所以会这样说,是因为你支持这样的一种信
念:关键的区别在于可被回答的经验问题(empirical questions)和无法回答的
非经验问题(non-empirical questions)之间。

  我的论点是,主要的哲学问题,是那些在哲学领域中发展起来并且没有离开
哲学领域的问题,是那些当所有的事实都已经清楚之后仍然没有得到回答的重要
问题。道德问题就是其中典型的例子。没有任何对真相的揭示就解决了对或错这
样的问题。但这并不意味着道德问题是空洞的问题或是伪问题。通过对真相的更
多了解,我们可以对这些问题有更深刻的思考,甚至可能对它们进行更有富有知
识的辩论。比如,当我们学习到有关动物认知行为方面的知识之后,我们关于动
物伦理方面的观点就得到了修正。

  科学至上主义坚持认为,一个问题如果不能被科学所解决,那么它根本就不
是一个值得认真对待的问题。对此我得说,人类生活的特征就是无可避免地要碰
到许多科学无法解决的问题,但是我们可以面对它们,尽可能地去理解它们,依
靠严密和认真的思考来面对和理解它们。

  你给我的印象是,你可能不同意我的看法而支持那些科学至上主义的观点。
我说的对吗?

  克劳斯:事实上,我对你的立场的同意部分,也许比你预期要更多。我的确
认为,通过对事实的反思,哲学上的讨论可以通过很多重要的途径为决策提供信
息,但是,事实的唯一来源最终还是由实验性探索而得到的。而且,我同意你的
观点,人类生活中有许多方面,要求我们对一些科学难以处理的问题作出决定。
人类事务和人类本身是一个巨大的混乱系统,仅仅理性甚至经验证据远不足以引
导我们顺利跨越所有的阶段过程。我曾经说过,我认为路易斯·卡罗齐(Lewis
Carroll)经由爱丽丝之口所讲出来的这些话是对的:我们每天在早餐之前其实都
有必要相信一些不可能确定的事情。要想从床上爬起来一一也许因为我们喜欢自
己的工作,或热爱自己的配偶,或是自爱一一我们每个人每天都得这样做。

  我可能不同意的地方是,这些会在多大的程度上是永恒不变的?今天看来是
科学没能解决的事情,也许明天就可以了。我们不清楚我们将从哪里去获得那些
方面的真正知识,而这点正是让探索的航程变得如此吸引人之处。而且我的确认
为,对真相的发现是可能解决甚至道德之类的问题的。

  让我们用同性恋来做个例子吧。铁器时代的经书可能声称同性恋是“错误
的”,但是关于各种动物物种中的同性性行为发生频率的科学发现告诉我们,在
一个相对稳定的群体比例上,这是非常自然的现象,而且它并没有明显表现出对
物种进化的负面影响。这就明确地告诉我们,同性恋是有生物学根据的,是无害
的,而不是天生就“错误的”。事实上,当你表述说,我们对动物认知行为的研
究已经改变了我们的伦理观点的时候,我想,你已经接受了这种关于科学的影响
力的观点了。

  我承认,我很高兴地知道,你同意“为什么有总比没有好”是一个最好让科
学家来回答的问题。但是,在这一点上,正如我曾经说过的,“为什么”的问题
其实就是“怎么样”的问题。你是否同意,所有“为什么”的问题,由于它们所
假定的那些“意图”可能根本就不存在,所以都是没有意义的问题?

  巴吉尼:如果把现在看来并非只是事实真相的问题,未来的科学会给出回答
的可能性,事先就都加以排除,那肯定是件愚蠢的事情。但是,对科学到底能走
多远提出恰当的疑问,同样也是很重要的。如果不是这样,我们可能会过早地把
重要的哲学课题交给科学家去处理了。

  你提到的同性恋问题就是个很好的例子。我同意,把这种事情看作是错误的
主要理由,与过时的思想方式有关。但是,你现在对它的表述是:因为科学向我
们显示了同性性行为“完全是自然的”,“对进化没有明显的负面影响”,是
“生物学上有根据的”,是“无害的”,因此,我们可以得出结论,说它“并不
是天生就是错误的”。你这个表述却是把伦理学的和科学的辩解方式弄混杂了。
同性恋在道德上是可以被接受的,但并不是因为科学的理由。正确与错误的问题,
并不只是诸如对物种进化的影响以及行为是否属于自然这样简单的问题。比如,
曾经有人说过,强奸行为不但是自然的行为,而且还有物种进化上的好处。但是,
说过这种话的人同时也非常努力地强调说,这些并不能让强奸行为变得正确一一
很无奈地,评论者们忽略了他们的这些强调。相似的说法也出现在对配偶不忠的
问题上。科学所揭示的某些性行为方式的自然属性,为伦理反思提供了信息,但
它并不能决定伦理反思的结论。我们必须把这一点说清楚。承认可能某一天这些
问题最好是由科学家而不是哲学家来回答,这是一回事情;把它们过早地交给科
学家,则是另一回事。

  克劳斯:我得再次说,我们的意见分歧只是很微妙的。人类是有智力的,因
此,在社会和谐的名义下,我们可以改变各种其它的生物学秉性。但是,我认为
科学可以改变或者决定我们的道德信念。比如,对任何一个有思考能力的人来说,
了解到对配偶不忠是一个生物学的事实,都将改变他对此行为的“绝对的”谴责。
而且,许多道德信念在不同的社会中是不一样的,说明这些道德信念是通过后天
学习而获得的,因此是属于心理学领域的东西。其它一些道德信念则是更加普遍
的,因而,是与生俱来的一一属于神经生物学的范畴。把问题回归于道德判断,
经常是太轻易地相信了自由意志之类某些幻想的信念。而我觉得这些东西是很幼
稚的。

  我想换个话题。我承认我很高兴你能够同意“为什么有总比没有好”是一个
最好由科学家来回答的问题。但是,换一种更一般的说法,我要说,唯一有意义
的“为什么”问题,其实是“怎么样”的问题。你同意吗?

  让我举个例子来把它讲得更清楚点。天文学家开普勒在1595年回答了一个重
要的“为什么”的问题:为什么宇宙有六个行星?他相信,答案在于那五个柏拉
图式的正多面体。这些正多面体的表面是由常规多边形一一三角形、四边形等一
一所组成的,并由随着这些表面多边形数量的增加体积也相应变大的球体作为它
们的外接圆的。如果这些球体正好分配了这些行星的轨迹,他推测,它们与太阳
的相对距离和数量可以在更深层的意义上被理解为上帝的意志的反映。

  “为什么”的问题在那个时期是有意义的,因为它的答案揭示了宇宙的意图。
现在,我们知道这个问题是没有意义的。我们不但知道行星的数量并不止六个,
而且太阳系也不是唯一的,甚至不一定是特殊的。重要的问题于是就成了:“我
们的太阳系是怎么样把这些数量的行星分配成现在这个样子的?”此问题的答案,
可能也会给比如寻找宇宙中其它星球上的生命等类似的问题提供启发。现在,
“为什么”的问题不仅变成了“怎么样”的问题 ,而且既然它所假定的意图其
实是缺乏根据的, “为什么”的问题也就变得毫无意义了。

  巴吉尼:我不知道这算是件好事还是件坏事,不过,在哲学上没有什么微妙
的分歧是“仅仅”的。既然我们在伦理学观点上已经走到了双方可能达到的最接
近点,现在,让我们来谈谈“怎么样”与“为什么”的问题之间的区别吧。

  同样地,我在这个方面也同意你很多的意见。比如说,我从来就不接受这样
的论点,认为宗教与科学,因为后者讨论“怎么样”的问题而前者谈论“为什么”
的问题,所以它们之间从来没有冲突。这两者之间是没有那么容易分解得开的。
如果一个基督徒声称,上帝能够解释刚才为什么有砰的一声巨响,那么他的言语
必然也论及在宇宙是怎么样成为今天这个样子的过程中上帝所担当的角色。但是,
我不会夸张地说,所有的“为什么”的问题都只能被理解为“怎么样”的问题。
最明显不过的,是人类行为方面的例子,对人类行为的充分说明很少能够不用到
“为什么”的问题的。我们做事情总是有原因的。

  有些固执的哲学家和科学家把它描述为一个方便的虚构,一个幻想。他们认
为,对人类行为的真正解释,处于“怎么样”这个层次上,具体地说,大脑是怎
么样接收信息,处理信息,并产生行为的。

  但是,如果我们要说明某些人为什么为了他们亲近的人而牺牲自我,一个纯
粹神经学上的解释不可能是个完整的解释。对事实的完整陈述必然也要包括一个
在这里起着作用的“为什么”:爱。的确,从根本上说,爱是神经触发和荷尔蒙
释放的产物。生物化学的和生理学的观点在这里是怎样调和一起的,的确是个令
人困惑的问题。但是,正如你论及自由意志时的那些话所暗示的,我们有关人类
自由的一些天真的假定几乎都是错误的。但是,我们并没有理由去相信,有一天
科学将使得我们完全没有必要去问一问有关人类行为的“为什么”的问题。这些
问题的答案应该是类似爱这样的东西。难道这只是浪漫的梦话?难道你费事费力
跟我进行了这一场对话,其中并没有任何原因,而只是因为你的大脑就是要这样
工作?

  克劳斯:我当然感到这是一场令人愉快的对话,这也是我“为什么”跟你对
话的明显原因。但是,我知道我的愉快感觉是来自一些内在的生物过程,这些生
物过程使得人们感到纠缠于某些语言学上的或哲学上的话题是件愉快的事情。我
想,我必须把你的问题转个方向,问一问,为什么(请原谅我的“为什么”问题!)
你认为类似爱这样的事情将永远不可能被还原为神经激发和生物化学反应?如果
这真是不可能的,它就意味着在纯粹的“物质”世界背后,必然还存在着某些东
西管理着我们的意识。我想,我看不出有任何的根据说这是真的。对于牺牲这个
现象,我们肯定已经获得了它的很多进化生物学方面的知识。在很多场合,牺牲
是有利于群体或家族的生存的。如果基因的传播是行为的一种基本驱动力,某些
人在某些场合下做出利他的行为,就完全符合进化的逻辑。想象一下,那些现在
被放在宏观标尺中来研究的社会行为,将来的某一天可能被分解开来,做为生物
学上的反应,被放在微观的标尺中进行研究分析。这种想象并不算是一个过分的
飞跃。

  纯粹从实际的角度来考虑,在可预见的未来,这可能是运算起来太困难的事
情。而且,它可能永远是件很困难的事情。但是,对这宇宙所了解的所有事情,
都使我在使用“永远”一词时不免感到胆怯。在某种意义上,自然规律尚未排除
的事情,都将是不可避免地要发生的。因此,目前我是无法想象我能够计算出我
所呼吸的这个房间中所有分子的移动,所以我必须取平均数并做一些统计来运算
出物质的行为。但是,也许有那么一天,谁知道呢?

  巴吉尼:的确,谁知道呢?这也是为什么哲学有必要接受某一天它可能成为
多余的东西的可能性。但是,科学也同样有必要接受其能力可能是有限的这种可
能性。

  我不认为宇宙中除了自然科学所研究的东西之外,还有任何其它东西。但是,
人类的行为能否仅仅依靠物理学和生物学而得到解释,我表示怀疑。尽管在口头
上说,我们都是由那些和组成星球的物质相同的物质所组成的,但是它们构成了
一个如此复杂的系统,以致出现了意识之类无法仅仅通过考察玻色子和费米子等
的基础成分而得到充分理解的东西。至少,我认为它们是不可能的。我很高兴,
物理学家有很多的事情可做。但是,直到他们真正成功之前,我认为他们应该不
要急于宣称唯一真正的问题就是科学的问题,而其它的问题都不过是噪音。如果
那些话是对的,我们今天的对话不也就是噪音了吗?

  克劳斯:那么,我们可以以一些本质问题上的一致来结束我们的对话了。我
猜想,很多人会认为我的很多对话不过就是噪音而已。但是,无论如何,除非我
们去尝试,我们就不会知道科学究竟能否对现实世界提供一个全方位的完整清晰
的图像。你和我都基本同意自然现实代表了现实中的一切,而我们只是在科学方
法能够多么有效和完整地帮助我们了解现实的乐观程度上有所不同。我一直对科
学的进展感到惊叹,这种进展是通过不断地对自然提出问题并让科学经由实验来
回答这些问题而实现的。我预期,有关人类的问题比有关星球的问题更难以得到
回答,而这正是科学事业如此激动人心的原因所在。神秘的东西正是让我们觉得
活得有意思的东西。如果到了某一天,我们突然发现我们已经找不到可能被回答
的问题的时候,找不到能够被解决的迷惑的时候,我会觉得那是件很悲伤的事情。
让我吃惊的事情其实是,至少在某些领域,我们怎么反而成了自己成功的受害者。
当我们把宇宙当作一个整体来看,我们也许已经可怕地接近了由实验探索来引领
我们的认识过程的极限。在那之后,我们将只能依靠好的主张,而那总是更困难
也是更不可靠的。

  (未原译)

作为一般知识和技能的力学

学力学分几个层次:专门搞力学(流体或者空气力学),搞物理研究的,搞强梁建筑设计之类的把力学当成工具的,搞一般的自然科学的把力学当成思想的,搞社会科学的把力学当成参考模型、世界观以及思想的。

在这里,我想针对搞物理研究的、搞一般自然科学、搞社会科学的角度,来看一看力学应该优先学哪一些内容。这样的内容应该能够体现牛顿力学的世界观:绝对时间和空间、运动与运动变化原因之间的关系、守恒量、典型力学系统——中心势场、谐振子,然后训练学习者在运用数学结构方面的技能。

  • 先来看学习力学所需要的基础:微积分(一元微积分、不太多的多元微积分,也就是重点包含场的微积分,简单微分方程,矢量运算,线性代数有最好没有也不是大问题)。
  • 再来看牛顿力学,学了这些对于搞社会学的应该已经差不多在技术和思想上都算入门了:
    1. 运动的描述(从实际生活经验到力学概念的抽象过程,这个很重要),运动相关的物理量——位置(空间、坐标系,参考系)、时间、位移、速度、加速度、动量、能量(动能)、角动量
    2. 动力学:力与力的分解、加速度、牛顿第二定律、守恒量、势能,自由落体运动,谐振子,单摆,行星运动,中心势场
    3. 运动坐标系:平动、转动坐标系,运动坐标系下的微分运算,曲线坐标系
    4. 位形空间与相空间,微分方程的解的存在与唯一性
    5. 少体耦合系统,相互作用
  • 接着来看分析力学,对于搞物理的,搞基础自然科学研究的,分析力学是必需的:
    1. 位形空间与相空间,Lagrangian力学,Lagrangian量,作用量,相互作用,最小作用量原理,动力学方程、变分法初步
    2. Hamiltonian力学,Legendre变换,Hamiltonian方程,守恒量,相互作用与保守力
    3. Poisson括号,守恒量,Liouville方程
    4. 谐振子、耦合谐振子、其他耦合系统
  • 最后来看狭义相对论,目前看来只有搞物理的需要它:
    1. 牛顿时空观的问题,实验以及反思,相对性原理
    2. 狭义相对论的时空观,同时的相对性,尺缩钟慢
    3. Minkowski空间初步,空间的线元的长度,四维图,四维物理量
    4. 几何决定动力学,坐标变换不变性、协变性

前面两个部分,在本科一年级课程以内应该是能够完成的。对于数学好、悟性不太差的学生,前面三个应该都能够完成。例如,前4周(20学时)完成数学准备,再用4+2周完成第二部份(其中的两周10学时用在举例以及习题课),再用4周时间教授基本的分析力学,如果可能的话,还能够用两周左右时间讲授相对论。

试一试,有多大的可行性。当然,学生课后要花时间,要主动学习,才行。教材方面,可以参考Feynman’s Lecture on Classical Mechanics,力学概论by方励之,Mechanics by Landau,Classical mechanics:Point particles and relativity by Greiner W.