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论科学、历史和“想象世界”

论科学、历史和“想象世界”


【摘自】 严家祺《普遍进化论》 纽约明镜出版社


   2009年出版 §9·4 P.215-219
    我们用语言、文字、图像或数学去描写形形色色的事物和现象时,通常遇到三类对象。一是存在大量个体的对象,如原子、分子、矿物、湍流、生物组织、一大类生物个体、一大类人工制造品;二是只有单一存在的对象,如地球、月球、奥斯曼帝国、美国、特定的某一生物、特定的人、特定的社团;三是人类头脑中的对象,如几何图形、梦境、地狱、想像的世界等等。
   

描写第一类对象的人类精神产品是科学,包括理论和假說;


描写第二类对象的人类精神产品是历史;


描写第三类对象的人类精神产品是虚构文学、宗教、神话和一切想象世界,也许还包括数学。


    数学既是一种描写工具,又是一种“描写一大类头脑想像物”的精神产品,前者可以称为“数学语言”,后者是作为一门学科的“数学”。
    对一些规范化的对象,如圆、曲面、花纹、对称结构、电脑屏幕保护程序的变幻曲线、电磁波,数学是一种有效的描写工具,而对于一些非规范化的对象,人类语言则是有效的描写工具。人类语言与数学语言的差别,如同人的双脚与车轮的差别一样,双脚可以在任何崎岖的山坡上行走,而车轮只能在平坦的大道或规则变化的阶梯上行驶。对第二类对象,如一个人的历史、一个国家的历史、一次战争、對地球史、生物史,由于过于复杂,正如崎岖的道路一样,只能用人类的语言文字來描述,所以,我们很少能在历史学家的著作中看到数学公式。数学史也是历史,数学史中有数学公式,这是一个例外。
    由于对象本身的复杂性,在进行描写时,往往要进行简化。物理学中的理想气体、自由电子模型、绝缘体、经济学中的完全自由的市场、理想的消费者都是简化模型。在崎岖的山坡上修筑平坦的大道,这就是简化。对这些简化模型,就可以用数学语言來描述,数学就象车轮一样,就可以在原来崎岖的山坡上迅速通过了。
    数学语言也是人类的创造,是广义的“人类语言”。在这里,我在狭义上使用“人类语言”概念,并和“数学语言”进行比较。“数学语言”有概括性,可以描述一大类现象而无须一一叙述。为了叙述某一具体对象的每一个细节,就必须用“人类语言”才能比较准确地描写。由于“人类语言”表达的内容可以无限地不重复,所以,历史叙述可以无限地冗長。历史叙述的“冗長性”与数学的“概括性”适成对照。描写一个甲虫的生活史与描写一个人的历史、一个国家的历史一样,可以用大量的、冗長的语言,而描写宇宙中所有的电磁波运动,只要一个麦克斯韦方程组就足够了。
    对于第一类对象,即存在大量个体的对象,当把同一种类的大量个体形成的总体,如全部鱼类、全部人类、全部生物当作“单一存在的对象”來描写时,也同样可以形成“历史”。鱼类史、人类史、生物史与地球史、奥斯曼帝国史、柏拉图个人史一样,都是历史。严格來說,原子、分子也有历史。按照溫伯格在《最初三分钟》里的说法,原子的形成也有一个过程,也就是說,原子也存在“起源”问题,这就是历史。原子史与生物史的区别在于,原子史作为一部“历史”, 到一定时候,原子史中再也没有变化。生物、人类、人类社会都有一个不断演化的问题,连分子都有一个不断演化的问题。欧阳莹之在《复杂系统理论基础》一书中,提到物理学和生物学中“两类问题”相互关系的区别。欧阳莹之說:“多布赞斯基(注1)說过,进化生物学提出了兩类问题:第一类问题涉及的是导致地球上生命形式的多样性和适应性的生物进化实际历程;第二类问题是试图寻找隐藏于地球上生命的历史进程中的原因和机制。这兩类问题在所有学科中都是常见的。物理学既研究行星运动的原理,也研究特定行星的实际轨道。在物理学中,这兩类问题是在统一的框架下论述的;实际情况经常被看作普遍定律的实例或因果机制的模型,只有通过对实际情况的反复检验才能确定定律或模型的有效性。进化生物学中没有这种统一,而是分成理论分支和历史分支來论述这兩类问题。”(注2)可以說,进化生物学中的“理论分支”属于“第一类对象”的描述,而进化生物学中的“历史分支”是对“所有生物”作为“单一存在对象”-----“第二类对象”的描述。欧阳莹之說:“历史事件是偶然的,不能确定性地表示;历史事件是罕见的,也不能统计地表示。恐龙为什么会灭绝?人类是怎样进化的?这些问题以及我们经常询问的祸端很多关于进化的问题,都只能通过重构过去予以回答。这些问题属于历史,对这些问题,只能采取叙述形式來回答,而不能通过理论來解释。”(注3)事实上,人类社会的历史、国家史、国际关系史和个人史,都只能采取叙述形式來描述,來解释和说明。
    “历史”和“理论”是人类描述、解释世界的兩种方式。“历史”行进在崇山峻岭中,在崎岖不平的地方只能用双脚行走,而“理论”是行驶在高速公路上的车轮或飞行中的机翼。“历史”是对每一个可以区别的个体的描述,但当我们愈來愈远离个体并从远处观察时,个体的特征、个体与个体的区别会变得愈來愈不重要了。我们在卫星上观察人类史上的战争,无论是凯撒、曹操、拿破侖、库图佐夫、希特勒,还是林彪,我们只能把他们看作地面上会移动的一个“个体”或“质点”,对人类战争史的“遥感历史学”的描述,也许只能象对白蚁战争史那样作出描述,我们无法在某一只白蚁身上标记为“拿破侖”,或标记为“库图佐夫”。人类史中大规模的人口迁移、黑死病的传播、文明冲突和全球化现象,同样可以象描述白蚁史那样去描述。在上帝眼中,人类史与白蚁史一样,无须区分一个又一个人类“个体”,指出那一个人是谁谁谁,去作烦琐的、具体的、冗长的历史叙述,而只需作一般的、简洁的、概括的理论性描述就可以了。
   正因为科学用概括性的理论來描述、解释世界,所以,“科学”不同于描述单一“个体”的“历史”,也不同于数学,科学从根本上說都是“假说体系”。 科學的每一分支學科,都有特定的適用對象。如牛顿力学適用低速運動的物體,對于接近光速運動的物體,牛顿力学就不適用了。愛因斯坦的相對論描述了接近光速運動物體(粒子)的規律。現今的地質學是地球的地質學,水星、金星、火星都是“巖石行星”,水星、金星、火星各有不同的“地質學”。所以,低速運動的物體、接近光速運動的物體、不同的天體可以看作為“假说体系”的前提條件。迄今科学的分支學科,主要建立在由原子—分子构成的世界上,在纯粹辐射世界和其它没有原子—分子的世界,科学的假说体系就会与我们今天熟悉的各分支學科大不相同。對科學來說,不僅“概括”总有具体的对象和范围,而且,当旧的“假说体系”不能概括新发现的现象时,“假说体系”就得扩展或修正。
   
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   (注1) 多布赞斯基 (Theodosius Dobzhansky,1900—1975年),俄裔美国遗传学家, 加州理工学院教授,他的《遗传性和物种起源》在演化遗传性上是一个里程碑。
   (注2)欧阳莹之:《复杂系统理论基础》,田宝国、周亚、樊瑛译,第334页,上海科技教育出版社,2002年。
   (注3)欧阳莹之:《复杂系统理论基础》田宝国、周亚、樊瑛译,第335页,上海科技教育出版社,2002年。
   
   
   
   

人类圈中的战争、政治和经济


   

【摘自】严家祺:《地球表面九大等级的变化》《前哨》月刊 2011-5


    从太空看地球,地球板块构成“岩石圈”,“岩石圈”漂浮在有流动性的“软流圈”上。“岩石圈”上面是“水圈”、“大气圈”和“生物圈”。 “人类圈”则是“生物圈”的“子圈”。
    地球有46亿年历史,我们人类有文字记载的历史,不过几千年。如果我们把地球诞生以来的时间算作一年,那么,这一年的12月15日後10天中,地球上是恐龙的世界。12月27日,突然间因为气候的变化,恐龙灭绝。直到12月31日,我们人类才出现。孔老夫子是在除夕之夜的23时59分後出生的,毛泽东的存在不过是转瞬即逝。
    在太空中看地球,離開地球愈遠,愈看不到人類改造自然留下的痕跡,當然更看不到「國界」了,連接亞非兩洲的遼闊的沙漠帶卻一目了然,而北京正處在這一沙漠帶的邊緣。沙漠似乎還在延伸,沙塵暴使人覺得是這種延伸的訊號。在太空中看地球,遠遠望去,只能看到一個藍色的星球,間隔著某些褐色的「板塊」和漂浮的白雲。地球表面2/3以上是海洋,藍色就是海洋的色彩。
    國家是地球表面的一種生命現象,它象菌落一樣,最早在幾條大河邊沿和一些海洋邊沿出現,這些菌落不停生長,在最後一分鐘佈滿了地球表面不太寒冷的所有地區。在太空中看地球的夜晚,欧美大多数地方、中国东部沿海和整个日本,灯光灿烂,看不到朝鲜,只有韩国的亮点漂浮在中国与日本之间的海面上。飞机象无数只“萤火虫”,在地球表面不停地飞翔,划出无数条光线。
    战争、革命、政治、经济都是地球表面薄薄一层“人类圈”中的现象。人类圈中迄今所有的变化,都远不及“地球一天史”12月27日恐龙灭绝的事件大,更不能与青藏高原的崛起相比。
    “人类圈”中发生的最大、最激烈变化,是战争。按照《中国历代战争年表》统计,中国从公元前二十六世纪到辛亥革命,共发生了3191次战争。人类6000年中,包括中国在内,全世界大约发生了15000次战争。且不说第二次世界大战给人类带来了多大灾难,在二千多年前的布匿战争,60万人的迦太基城被夷为平地,幸存的5万人被卖为奴隶。
    战争与革命对一个国家造成的变化非常巨大,没有人对此不知。仅次于战争与革命的,是政治。政治对一国、对一国的统治者和民众都有极大的影响。在专制政治下,不仅人民没有自由,而且许多君王都死于非命。公元三世纪的罗马帝国,军权至上。从亚历山大·塞维鲁皇帝死,到奥勒良皇帝上台的三十五年中,有37个皇帝登位,其中绝大多数被杀。地跨欧亚非的罗马帝国,经历了一个世纪的繁荣後,就是在这种“非程序政治”中衰亡的。中国的专制政治王朝,也因为这种“非程序政治”而长期处在治乱兴衰的循环中。今天突尼斯、埃及和利比亚的革命,就是这些国家专制政治的产物。

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