本文摘自《消失的真實：現(xiàn)代社會的思想困境》，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)受控實驗的發(fā)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上建立公理系統(tǒng)。在此過程中，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理論系統(tǒng)的改建，這就是人們常說的科學(xué)革命。然而，只要這一過程完成，我們就會看到科學(xué)革命的終結(jié)。事實上，在光速不變、等效原理、量子力學(xué)的測量公理加入經(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)受控實驗之上。相對論和量子力學(xué)成為科學(xué)真實的最終基礎(chǔ)。

一旦理解了科學(xué)真實的本質(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“可能被證偽之猜測”的提出和反駁，也不是庫恩所說的“在某種范式指導(dǎo)下的解謎工作”或“創(chuàng)造新范式”，而是對普遍可重復(fù)受控實驗的發(fā)現(xiàn)和擴(kuò)張。因為數(shù)學(xué)是對普遍可重復(fù)受控實驗結(jié)構(gòu)的符號表達(dá)，它通過在人們心靈中一次次預(yù)演受控實驗，從而推動現(xiàn)實中受控實驗的迭代和擴(kuò)張。換言之，數(shù)學(xué)研究是和科學(xué)研究同構(gòu)的過程，當(dāng)相應(yīng)符號還沒有指涉經(jīng)驗對象時，數(shù)學(xué)家是在進(jìn)行受控實驗結(jié)構(gòu)的“非經(jīng)驗探索”，但這種研究總有一天可以和受控實驗聯(lián)系起來。

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)在兩個方面。一是科學(xué)理論研究使用的數(shù)學(xué)越來越深奧，甚至一時間看不出和經(jīng)驗有什么關(guān)系。一旦建立聯(lián)系，就是新的普遍可重復(fù)受控實驗的發(fā)現(xiàn)。二是受控實驗的自我迭代和組織日益復(fù)雜，新的受控實驗除了離不開理論計算外，還需要龐大的組織和裝備才能進(jìn)行。

在證偽的背后

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發(fā)生普遍定律被證偽嗎？如果有，這不恰好說明證偽主義對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的定義仍然有效嗎？如果一個全稱陳述被證偽，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)受控實驗之上的全稱陳述不會被證偽。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驗的不斷拓展過程中，因為原來不為人知的控制變量會被創(chuàng)造出來，一些原先基于觀察得到的普遍可重復(fù)受控實驗之間的關(guān)系，在新的前提下不再成立。

對此，我要強(qiáng)調(diào)的是兩點：第一，被證偽的定律只是建立在受控觀察之上，它本來就是一個等待證偽的猜測；第二，對科學(xué)真實而言，這只意味著發(fā)現(xiàn)了某些普遍可重復(fù)受控實驗之間確定關(guān)系的有效邊界。

我以宇稱不守恒的發(fā)現(xiàn)來說明這兩點。所謂宇稱守恒是指自然定律的鏡對稱。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稱的。所謂自然定律“鏡對稱”，是指兩個普遍可重復(fù)的受控實驗之關(guān)系。如果把一個受控實驗的可控變量換作它的鏡對稱的可控變量，其相應(yīng)的結(jié)果（可觀察變量）也是前一個實驗的鏡對稱的可觀察變量，那么這兩個受控實驗是鏡對稱的。我們總是可以設(shè)計一個和既有實驗呈“鏡對稱”的實驗，比較這兩個實驗，看其是否一樣。宇稱守恒斷言所有受控實驗都是鏡對稱的。顯而易見，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驗，即并不存在一個有效的原則，保證鏡對稱的受控實驗通過自我迭代和組織的新受控實驗也是鏡對稱的。換言之，該全稱陳述只是一個猜測。這樣，在受控實驗自我迭代和組織的過程中，隨著受控變量的拓展，有可能發(fā)現(xiàn)并非鏡對稱的受控實驗。

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)該是同一個粒子，但θ粒子在衰變時的行為模式和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深入復(fù)雜的計算指出，θ和τ兩種粒子實際上是同一種粒子（后來被稱為K介子），其衰變結(jié)果之所以不同，只是因為這兩種衰變過程并不互為鏡像。換言之，相應(yīng)受控實驗的表達(dá)不是鏡對稱的。李政道和楊振寧大膽地斷言：弱相互作用的法則不再滿足鏡對稱。

李政道和楊振寧做出預(yù)言后不久，實驗物理學(xué)家吳健雄設(shè)計了一個巧妙的受控實驗證明弱相互作用下“宇稱不守恒”。吳健雄用兩套實驗裝置觀測鈷60的衰變（這是一個典型的弱相互作用），她在極低溫（0.01開爾文）下用強(qiáng)磁場把一套裝置中的鈷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。實驗結(jié)果表明，這兩套裝置中的鈷60放射出來的電子數(shù)有很大差異，而且電子放射的方向也不互相對稱。實驗結(jié)果證實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)理論變化來看，以上例子說明原有的物理理論“宇稱守恒”被新的事實證偽了。這表明那些建立在受控觀察之上的物理定律，無論看起來有多么“基本”，仍然只是猜測。該猜測被證明為錯對科學(xué)真實的意義在于，某些普遍可重復(fù)受控實驗之間確定關(guān)系的有效邊界會被發(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，受控實驗的組織迭代和與其相連的符號深層結(jié)構(gòu)展開互動的結(jié)果。如果沒有李政道和楊振寧通過數(shù)學(xué)計算（受控實驗的符號表達(dá)）指出“宇稱守恒”不成立這種特殊的條件（某些支配實驗的新受控變量），誰又能想到在強(qiáng)磁場、極低溫（0.01開爾文）條件下做鈷60原子蛻變是否鏡對稱的實驗（將新的受控變量加入控制變量集，并形成新的受控實驗）呢？只有用符號表達(dá)原有受控實驗，并用數(shù)學(xué)推導(dǎo)各種受控實驗（包括θ和τ這兩種粒子衰變）是否自洽時，才能發(fā)現(xiàn)這個獨(dú)特的條件（新的控制變量）。這時我們才能知道：原來認(rèn)為所有表達(dá)物理定律的受控實驗均為鏡對稱這一觀點的成立是有前提的。換言之，在某一個定律被證偽的背后，是發(fā)現(xiàn)了原先認(rèn)為普遍可重復(fù)受控實驗之間關(guān)系成立的邊界。

科學(xué)的增長：分形的形成和展開

無論邏輯經(jīng)驗論把科學(xué)進(jìn)步視為事實一點一滴地增加，還是證偽主義將科學(xué)理論當(dāng)作等待證偽的猜測，以及范式說主張的一次又一次的科學(xué)革命，近2000多年來科技進(jìn)步的速度一直都是衡量科學(xué)真實拓展的最重要指標(biāo)。迄今為止，不論科學(xué)社會學(xué)和科學(xué)史學(xué)家相信哪一種科學(xué)哲學(xué)，他們都用其來預(yù)測科學(xué)未來的走向。

自20世紀(jì)下半葉起，不少人根據(jù)統(tǒng)計資料認(rèn)為以往的科技加速發(fā)展似乎不再可能。一份2015年的媒體報道指出：“科技創(chuàng)新活躍期的最近一個波段從約1500年開始，在1920年左右達(dá)到頂峰，然后下降。特別是近十年來，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》一書中對此有較多描述。他認(rèn)為，到20世紀(jì)70年代，美國已經(jīng)基本摘取了‘低枝果實’，其中包括：大量土地的開發(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)明只有計算器，其他乏善可陳，技術(shù)領(lǐng)域由此形成‘高原平臺’的停滯景觀。美國學(xué)者喬納森·許布納也通過定量實證研究，發(fā)現(xiàn)人均年均科技創(chuàng)新的頂峰是1873年，而美國人均專利數(shù)的最高點出現(xiàn)在1915年。”

事實上，無論是近年來互聯(lián)網(wǎng)掀起的技術(shù)變革，還是生命科學(xué)的突飛猛進(jìn)，都說明上述觀點站不住腳。為什么它一定是錯的呢？因為上述觀點立足于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。科學(xué)經(jīng)驗真實建立在受控實驗普遍可重復(fù)及無限擴(kuò)張之上。當(dāng)現(xiàn)代科學(xué)基本結(jié)構(gòu)沒有形成或仍處在形成之中時，科學(xué)經(jīng)驗真實之拓展和數(shù)學(xué)研究各自獨(dú)立展開，科技進(jìn)步是偶然而緩慢的。一旦普遍可重復(fù)的受控實驗找到最基本的內(nèi)核及其數(shù)學(xué)表達(dá)，科學(xué)真實的拓展就依賴于受控實驗的自我迭代、數(shù)學(xué)研究的進(jìn)步和兩者的互動。如前所述，直到20世紀(jì)，相對論和量子力學(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)以前科技增長的歷史來分析和預(yù)見今后科技的發(fā)展是完全沒有意義的。

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)受控實驗的自我迭代及其符號表達(dá)之展開，這樣就可以清晰界定科技增長在三個階段的不同方式。

第一個階段是分形還沒有出現(xiàn)。這時，受控觀察和受控實驗只是偶爾進(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。科技增長完全取決于其所扎根的傳統(tǒng)社會的結(jié)構(gòu)。無論是科學(xué)理論還是技術(shù)，它們與其所扎根社會的思想和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于科學(xué)內(nèi)部經(jīng)驗和符號的關(guān)系。正因如此，中國傳統(tǒng)社會的科學(xué)理論和技術(shù)增長模式完全不同于羅馬帝國或阿拔斯王朝。也就是說，科學(xué)技術(shù)史只從屬于軸心文明的歷史。某一文明科技增長的方式和速度取決于其傳統(tǒng)社會結(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)，其他各門科學(xué)的建立過程中，明顯可見《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)知理性和對上帝的信仰分離并存，而這恰好是現(xiàn)代性通過宗教改革在天主教文明中起源的過程。這樣一來，現(xiàn)代科學(xué)分形之出現(xiàn)和壯大必定是傳統(tǒng)社會向現(xiàn)代轉(zhuǎn)型的一部分。在分形形成時期，科技增長的中心往往和現(xiàn)代民族國家同步出現(xiàn)。當(dāng)英國成為人類歷史上第一個現(xiàn)代民族國家時，它亦是科學(xué)革命的中心。18世紀(jì)法國成為民族國家，19世紀(jì)德國成為現(xiàn)代民族國家時，我們同樣看到相應(yīng)國家科技的高增長。隨著現(xiàn)代民族國家在競爭中發(fā)展，甚至可以看到世界科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移。分形形成時期，科技增長和傳統(tǒng)社會向現(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，科技增長本質(zhì)上是全球性的，它的展開可以視為分形的任何一個部分的自我復(fù)制。因此，自20世紀(jì)至今的科技增長屬于現(xiàn)代科學(xué)基本結(jié)構(gòu)（分形）成熟后的展開。由于分形的任何一部分和整體自相似，增長可能出現(xiàn)在分形的任何一點、一部分，有時涉及整體。這樣一來，科技增長的總體速度呈現(xiàn)出極為復(fù)雜的面貌。新科技的出現(xiàn)猶如分形展開過程中總長度和測度的變化，根據(jù)分形成長的混沌性質(zhì)，其整體應(yīng)該是不可預(yù)測的。

書名：《消失的真實：現(xiàn)代社會的思想困境》作者：金觀濤，出版社：中信出版集團(tuán)

作者簡介

金觀濤

生于1947年，現(xiàn)任中國美術(shù)學(xué)院南山講座教授、香港中文大學(xué)中國文化研究所高級名譽(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：探索大歷史的結(jié)構(gòu)》。與劉青峰長期合作研究，合著代表作有《興盛與危機(jī)：論中國社會超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)》《開放中的變遷：再論中國社會超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)》《中國現(xiàn)代思想的起源：超穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與中國政治文化的演變（第一卷）》《觀念史研究：中國現(xiàn)代重要政治術(shù)語的形成》《中國思想史十講（上卷）》。