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通俗版范式理论:读理查德·德威特的《世界观》

 

这本书的副标题是《科学史与科学哲学导论》,不过不要误以为这是本四平八稳的通识读物。如果纯粹为了学习科学史与科学哲学的基础知识,读者很可能会感到失望。这本书一共二十九章,前八章写科学哲学,后二十一章写科学史。不妨把这本书的前八章与牛津通识读本系列的《科学哲学》做个比较:《科学哲学》篇幅短小但结构完整,清楚地介绍了科学哲学的研究范畴和主要课题;《世界观》的前八章则仅仅选择性地介绍了一些科学哲学概念,目的只是为接下来的科学史作铺垫。事实上,作者在探讨哲学时总是点到即止,每当我觉得内容开始有趣起来,他就说这个问题很复杂、很微妙,然后就停笔了。老实讲这有时让我有些恼火。至于科学史的部分,只要看看目录就会发现这本书只写到了少数几位代表性的科学家,而且集中于物理学,只在最后部分涉及到生物学,写完二十世纪的量子力学后突兀地跳回去讲十九世纪的达尔文进化论。如果读者想要了解科学是如何诞生的、各门科学是如何发展的,无疑又要失望了。

这本书相当厚,洋洋洒洒几十万字,所以并不是受篇幅限制才在内容上做了省略,而是作者另有所图。这本书的重点是科学观念(世界观)的转变,明显受到库恩《科学革命的结构》影响,甚至可以说是库恩那本书的通俗版本。《世界观》写到的科学史分为两部分:从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变,科学及世界观的新近发展。这两部分恰好对应库恩所说的科学范式转移。

依照现在的科学观点,亚里士多德世界观几乎完全错误。其中的一些核心观点,如地心说、五种基本元素、以月亮分界的月上区和月下区等等,现在看起来十分荒谬。然而如果耐心研究一下,会发现这些观点彼此互恰,构成一套自圆其说的完整体系,像拼图一样环环相扣。亚里士多德世界观能在将近两千年的时间里一直作为西方世界的主流观念,这绝非偶然。

从哥白尼提出日心说开始,亚里士多德世界观逐渐动摇了。基督教也扮演起反面角色,成了科学的敌人。这场科学与宗教的斗争,并非像一般人所认为的那样简单。作者指出,哥白尼、开普勒提出新的天文学观点,并非完全出于理性,其背后动机是相当复杂、甚至古怪的,比如对太阳的崇拜。基督教也不是从一开始就反对日心说,哥白尼的学说曾长期作为实用工具(而非客观事实)被教授。直到伽利略发明望远镜,发现越来越多的天文证据,证明日心说更符合客观事实,基督教才将其划为异端。

之后牛顿建立起了新的物理学体系,我们在中学时都学过,就无须细说了。以此为基础,现代科学迅速发展,科学家一度认为我们已经发现了世界的奥秘,只剩下一些边边角角的小问题。未料到这些小问题揭示出牛顿世界观的错误,随后发展出来的相对论和量子力学形成了一套全新的世界观。这里提一句,这本书试图不用任何数学公式,只用平常语言来解释相对论和量子力学。这种尝试完全是费力不讨好,只会让读者更糊涂(或者更糟糕:读者明明不懂却误以为自己搞懂了)。

这本书的一个重大缺陷,同时也是我对库恩范式理论的最大不满,就是没有阐明现代科学与亚里士多德世界观的本质区别。这种科学史观似乎在暗示科学发展是非理性的、偶然的,我们现在这套世界观并不比古代观点更高明,只是另外一套范式罢了。果真如此,那为什么古代科学在上千年的时间里停滞不前,而现代科学却能把人送上太空呢?

现代科学观念最大的革新就是实验与定量分析。亚里士多德认为重的物体比轻的物体下落更快,这一观点本身是具有科学价值的假说。亚里士多德的错误不在于提出这一观点,而是没有想到要通过实践来验证。一个未经验证的观点,就只是一种猜测罢了,为什么不抛两个不同重量的物体试一试,看看哪个先落地呢?重视理论,轻视经验,这才是亚里士多德思维方式中的硬伤。

而且他也没有想过,如果重的物体下落得更快,那么到底快多少呢?没有定量分析,就无法做出精确的科学解释与预言,科学也就无法进步。就像亚里士多德的五元素说,如果不能测量一个物体到底包含哪些元素,每种元素占多少份量,那这套理论对我们认识世界又有多少帮助呢?

伽利略将实验和数学引入到科学研究中,这是科学观念上的伟大创新,所以他被尊为现代科学之父。我反复察看了书中写伽利略这一章,居然完全没有写到这一点。仅凭这个缺陷,这本书就算不上合格的科学史。

把相对论与量子力学对牛顿世界观的革新,等同于牛顿世界观对亚里士多德世界观的革新,这是一种夸大其词。我不是要低估相对论和量子力学的伟大,而是要指出相对论和量子力学依然处于现代科学的框架内。在大学物理中学过一点相对论就会知道,牛顿力学是相对论在低速情况下的近似。可以说牛顿力学被一套更基本的理论所包含了,而不是被推翻了。所以,现在已经没有哪一个学生要在物理课上学亚里士多德那套物理学了,却依然要学习牛顿力学。不理解这一点,也就没有真正理解科学是如何发展的。

至于书中最后写进化论那一章,可以说是个奇怪的大杂烩,以进化论为引子写了一堆宗教、伦理学、博弈论的内容。这些当然都是很重要的课题,可是摆放在一本科学史的结尾却有些不合时宜。把这么多东西都塞在一章里,结果就是什么都没说清楚,还破坏了全书的结构。

总之这本书存在不少问题,或许能给从未接触过科学哲学和科学史的初学者带来一些启发,但同时也会造成不少困惑和误解。对科学有兴趣的读者,还是去找找更靠谱的书来读吧。

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